Odporność chwastów na herbicydy w zbożach

Występowanie chwastów odpornych na herbicydy wpływa na wzrost kosztów ochrony upraw jak i na spadek plonowania. Zmniejszona skuteczność chwastobójcza wymusza na rolniku wykonywanie dodatkowych zabiegów herbicydowych, a często też zmianę technologii uprawy oraz modyfikację programów chemicznego zwalczania chwastów.

Odporność oznacza brak wrażliwości niektórych osobników danego gatunku chwastu na taką dawkę herbicydu, która stosowana w normalnych warunkach zwalcza skutecznie całą jego populację na plantacji. Stosowanie herbicydów z dużą częstotliwością i na znacznych obszarach może stwarzać duże ryzyko wyselekcjonowania z danej populacji chwastów osobników uodporniających się na dany herbicyd.

W Polsce problem odporności jest szczególnie niebezpieczny w przypadku chwastów masowo występujących w roślinach uprawianych na dużych powierzchniach, głównie gatunków jednoliściennych takich jak miotła zbożowa, wyczyniec polny i owies głuchy, zachwaszczających uprawy zbóż.

Jak powstają chwasty odporne
Do szybszego procesu wyodrębniania się (selekcji) chwastów odpornych dochodzi wówczas, gdy rolnik w swoim gospodarstwie stosuje najczęściej uproszczoną uprawę roli i brak zmianowania (monokultury, uprawy wieloletnie), a zabiegi wykonuje herbicydami z tej samej grupy chemicznej (ten sam mechanizm działania). Mimo że tradycyjne technologie uprawy, na których zachowuje się pełną agrotechnikę i płodozmian, zdecydowanie najlepiej wypadają pod względem wpływu na ograniczenie zachwaszczenia pól, to rachunek ekonomiczny zmuszają wielu plantatorów do wyboru innych tańszych i bardziej opłacalnych systemów produkcji (uproszczona uprawa, rośliny rolnicze w monokulturze). Takie działanie może w niedalekim czasie prowadzić do wzrostu ryzyka uodporniania się chwastów na herbicydy. Znając główne czynniki warunkujące powstawanie tego zjawiska, można im w dużym stopniu przeciwdziałać lub je ograniczyć (tab. 1).

Duży wpływ na powstawanie odporności mają właściwości biologiczne poszczególnych gatunków chwastów. Gatunki o dużym współczynniku rozmnażania (duża liczba nasion z jednej rośliny) dające kilka pokoleń w ciągu roku, o nasionach łatwo rozprzestrzeniających się na duże odległości, a także obcopylne (jak miotła zbożowa i wyczyniec polny) wykazują dużą zmienność genetyczną, dzięki czemu w populacji występuje wiele biotypów. U tych gatunków odporność na herbicydy pojawia się znacznie szybciej w porównaniu z gatunkami o mniejszym zróżnicowaniu biologicznym i genetycznym.

Szybkość selekcji biotypów odpornych na herbicydy uzależniona jest także od mechanizmu działania herbicydów. Odporność chwastów najszybciej pojawiła się po wprowadzeniu do rolnictwa herbicydów sulfonylomocznikowych, które działają jako inhibitory syntetazy acetylomleczanowej (ALS). Środki te charakteryzują się dużą aktywnością biologiczną w bardzo małych dawkach i ze względu na stosunkowo niski koszt są przez wielu rolników chętnie stosowane. W produkcji rolniczej o uproszczonym płodozmianie, opartej głównie na cyklicznym wysiewie zbóż ozimym, istnieje duże ryzyko rozwoju odporności miotły zbożowej i wyczyńca polnego na herbicydy sulfonylomocznikowe.

Chwasty odporne w zbożach
 W Polsce pierwszym zarejestrowanym herbicydem sulfonylomocznikowym był chlorsulfuron. W ostatnich latach ze względu na dość powszechne stosowanie chlorosulfuronu do jesiennych zabiegów zwalczania m in. miotły zbożowej w zbożach, stwierdzano najczęściej występowanie odporności prostej (tylko na jedną substancje czynną z danej grupy chemicznej – sulfonylomoczniki),  ale także na inne substancje należące do tej samej grupy chemicznej, czy też o tym samym mechanizmie działania jak sulfosulfuron, mezosulfuron i jodosulfuron czy propoksykarbazon sodowy (środki do nalistnych zabiegów w zbożach w okresie wiosennym lub jesiennym) (tab. 2).

Zjawiskiem niekorzystnym jest fakt, że w przypadku miotły zbożowej obserwuje się dość powszechnie odporność nie tylko na jedną substancję czynną z grupy sulfonylomocznika (np. chlorosulfuron), ale w praktyce najczęściej dochodzi do wytworzenia odporności na przynajmniej dwie substancje czynne herbicydów z tej grupy chemicznej (odporność krzyżowa). Odporność miotły na herbicydy sulfonylomocznikowe szybko się rozprzestrzenia. Obserwuje się ponadto zauważalną tendencję wzrostu odporności wyczyńca polnego na dotychczas skutecznie działające herbicydy sulfonylomocznikowe (mezosulfuron + jodosulfuron).

Rolnicy opierający produkcję roślinną na dominacji zbóż ozimych w płodozmianie i intensywnej ochronie chemicznej muszą się liczyć z ryzykiem pojawienia się odporności miotły zbożowej i wyczyńca polnego na herbicydy z grupy ALS (grupa B) jak i z grupy inhibitorów karboksylazy acetylokoenzymu A (ACCazy – grupa A) popularnie zwane „graminicydami” (tab. 2). W grupie graminicydów do nalistnych zabiegów zwalczania miotły zbożowej i wyczyńca polnego w zbożach powszechnie stosowany jest fenoksaprop-P-etylowy (Puma – zabieg wiosenny) oraz pinoksaden (Axial – zabiegi jesienne lub wiosenne). Powstanie odporności wielokrotnej (na co najmniej dwa mechanizmy działania) jest dużo rzadszym zjawiskiem, za to najbardziej niebezpiecznym z uwagi na znaczne ograniczenia możliwości chemicznego zwalczania chwastów (mały wybór skutecznych herbicydów).

Występowanie odpornych chwastów w Polsce
W ostatnich latach z niektórych regionów Polski docierają informacje o braku skuteczności działania niektórych herbicydów w stosunku do miotły zbożowej, wyczyńca polnego a niekiedy i owsa głuchego. Problem odporności tych gatunków na herbicydy jest nadal słabo udokumentowany. Najwięcej uodpornionych biotypów miotły zbożowej na herbicydy sulfonylomocznikowe występuje na północnych regionach Polski, w województwach warmińsko-mazurskim, pomorskim (głównie Żuławy), w środkowej i południowej części województwa zachodnio-pomorskiego oraz w województwie dolnośląskim (ryc. 1). Ocenia się, że areał pól z odporną miotłą w tych regionach wynosi od kilkuset do kilku tys. ha. Mniej liczne występowanie odpornych biotypów miotły zbożowej zanotowano w zachodniej części woj. lubuskiego (dolina środkowej Odry), na Śląsku, Kujawach, Wielkopolsce, Mazowszu i Lubelszczyźnie (ryc. 1). Istnieje prawdopodobieństwo, że problem ten dotyczy również innych regionów, ale brakuje danych na ten temat. Tak duża liczba pól z odporną miotłą zbożową wynika prawdopodobnie z intensywnej ochrony chemicznej w wielkoobszarowych gospodarstwach i ubogiego płodozmianu opartego głównie na wysiewie zbóż.

Występowanie biotypów wyczyńca polnego odpornych na herbicydy sulfonylomocznikowe ALS stwierdzono w północnych regionach Polski (głównie Żuławy i  północna część woj. warmińsko-mazurskiego), na ziemi chełmińskiej i pyrzyckiej, w dolinie środkowej Odry i w woj. opolskim. Na Żuławach i na madach w dolinie Odry potwierdzono także pojedyncze przypadki odporności wielokrotnej tego groźnego gatunku na herbicydy z grupy ALS i ACCasy. Poza biotypami wykazującymi całkowitą odporność na pełne zalecane dawki herbicydów obserwuje się także występowanie form średnio odpornych, co wskazuje, że proces uodpornienia się chwastów jednoliściennych na herbicydy będzie stopniowo narastał.

Jak rozpoznać odporne chwasty?
Prostymi wskaźnikami świadczącymi o dużym ryzyku pojawienia się chwastów odpornych na plantacji mogą być następujące fakty:
•    mimo zastosowania zabiegu odchwaszczającego na polu znajdują się niezniszczone pojedyncze osobniki lub skupiska chwastów (najczęściej tego samego gatunku) w bardzo dobrej kondycji;
•    miejscem występowania skupisk chwastów nie są obrzeża pól ani też część pola na uwrociach, lecz rożne miejsca na plantacji;
•    pozostałe gatunki chwastów wrażliwych na dany herbicyd zostały zwalczone; świadczy to o prawidłowo wykonanym zabiegu);
•    z historii pola wynika, że stopniowo pogarszała się efektywność stosowanego herbicydu w stosunku do jednego lub kilku gatunków;
•    na polu stosowano przez wiele lat te same herbicydy (z tej samej grupy chemicznej) lub herbicydy o tym samym mechanizmie działania;
•    na sąsiednich polach stwierdzono występowanie chwastów odpornych na ten herbicyd lub tę samą grupę chemiczną.

Przeciwdziałanie odporności chwastów
Ważnym i efektywnym działaniem w walce z groźnymi i silnie rozprzestrzeniającymi się gatunkami chwastów jednoliściennych są integrowane systemy ochrony z uwzględnieniem właściwej agrotechniki, płodozmianu i ochrony niechemicznej (zabiegi mechaniczne), w których liczba zabiegów herbicydowych jest zredukowana do uzasadnionego ekonomicznie minimum. Pola, na których nie stosuje się prawidłowego płodozmianu lub znacznie go ogranicza na rzecz np. dużego udziału zbóż ozimych lub wprowadza się uproszczenia zabiegowe (np. brak orki głębokiej), są szczególnie narażone na wyselekcjonowanie osobników odpornych na herbicydy. Czynnikami ograniczającymi nasilenie chwastów jest także opóźnienie terminu siewu, optymalizacja gęstości wysiewu czy wybór odpowiednich odmian (dobrze krzewiących się i konkurencyjnych).

W chemicznej strategii odchwaszczania zbóż należy stosować herbicydy z różnych grup chemicznych i o różnym mechanizmie działania. Tutaj bardzo pomocna może być także wiedza na temat mechanizmów działania herbicydów, stąd też przy wyborze herbicydu do zabiegu warto korzystać z tabel klasyfikujących herbicydy. W wielu krajach obligatoryjnie na etykiecie-instrukcji stosowania środka ochrony roślin podaje się kod literowy (A, B, C, i inne – tab. 2) do oznaczana grupy chemicznej o określonym mechanizmie działania, co jest przydatne w razie konieczności rotacji herbicydów.

Skutecznym działaniem ograniczającym występowanie odpornych chwastów może być stosowanie zbiornikowych mieszanin herbicydów mających w swym składzie środki o różnym mechanizmie działania. W przypadku wystąpienia na traktowanym polu chwastów uodpornionych na pojedynczy środek efekt chwastobójczy może być nadal bardzo wysoki, gdyż chwasty wystawione są na działanie niekiedy kilku różnych substancji czynnych. Aby ograniczyć ryzyko rozwoju odporności chwastów na herbicydy należy w systemie zwalczania chwastów uwzględnić stosowanie herbicydów nieselektywnych przed wschodami rośliny uprawnej (np. glifosat).

Ważnym elementem strategii walki z chwastami w zbożach ozimych jest jesienne wykonywanie zabiegów. Zabiegi chemiczne należy wykonywać w optymalnym terminie, dostosowanym do warunków glebowych i klimatycznych, tak aby wykorzystać chwastobójcze działanie herbicydów w sposób optymalny. Uciążliwe gatunki jak miotła zbożowa i wyczyniec polny najlepiej zwalczać w zabiegach doglebowych i wczesno-nalistnych (w fazie 2-3 liści), a późniejsza aplikacja w fazie rozkrzewiania się może być mało skuteczna. Opóźniające się lub nierównomierne wschody chwastów w sezonie wymagają niekiedy dwóch oddzielnych zabiegów chwastobójczych (najczęściej wyczyniec polny kiełkuje w 80% jesienią i 20% wiosną, miotła zbożowa odpowiednio w 75% i 25%).

Jesienne zabiegi przekraczające fazę 3-4 liści tych gatunków, wykonane w mniej korzystnych warunkach pogodowych, mogą okazać się mało efektywne. Jeśli ryzyko uodporniania się chwastów jest duże, to konieczne będzie wykonanie uzupełniającego zabiegu wiosennego, ale już środkiem o innym mechanizmie działania. Na stanowiskach potencjalnie zagrożonych odpornością prostą lub krzyżową efekt zmiany grupy środków chwastobójczych powinien dać pozytywne rezultaty.

Dr hab. Roman Kierzek, prof. nadzw. IOR-PIB
Instytut ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy w Poznaniu