Duża liczba już wycofanych substancji aktywnych oraz prognoza dalszych ograniczeń stosowania niektórych środków ochrony roślin powoduje znaczne ograniczenie rozwiązań do walki z chwastami, chorobami i szkodnikami. W takich warunkach szczególnie ważne jest wprowadzenie przemyślanej strategii ochrony łanu rośliny uprawnej, która nie tylko będzie zakładała rotację produktami (nazwami handlowymi poszczególnych produktów), ale również zmianę substancji aktywnych.
Optymalnym rozwiązaniem strategii przeciwdziałania odporności chwastów, szkodników czy patogenów jest rotacja mechanizmami działania substancji aktywnych wchodzących w skład pojedynczych produktów, mieszanin formulacyjnych oraz wielkoskładnikowych mieszanin opryskowych.
Problem odporności chwastów nie jest zjawiskiem nowym i nie dotyczy tylko współczesnego rolnictwa – pierwsze światowe doniesienia o braku wrażliwości chwastów na substancje aktywne stwierdzono w latach 70-tych XX w. Znaczenie problemu odporności chwastów na działanie substancji aktywnych rośnie, problem ten według oficjalnych danych dotyczy już 70 państw z całego Świata. Jednak pomimo dużego zasięgu jest on zróżnicowany – nasila się wraz z niewłaściwą intensywnością stosowania środków ochrony roślin oraz prowadzeniem różnego rodzaju uproszczeń w agrotechnice. Chwasty odporne występują w ponad 90 uprawach, wyróżnia się również około 500 biotypów, które wykształciły odporność na przynajmniej jeden mechanizm działania.
Natomiast w Polsce pierwszym gatunkiem chwastu, dla którego stwierdzono brak skuteczności chwastobójczej było przymiotno kanadyjskie – odporność została potwierdzona w 1983 roku. Od tego czasu do dnia dzisiejszego upłynęło 37 lat, w których liczba gatunków chwastów odpornych na przynajmniej jeden mechanizm działania wzrosła do 25 biotypów. Obecne doniesienia ze środowiska naukowego wskazują, że liczba ta w najbliższych latach może ulec zwiększeniu. W dobie malejącej liczby substancji aktywnych prowadzenie strategii przeciwdziałania odporności może być trudne i będzie wymagało współpracy przedstawicieli świata nauki, praktyki oraz przedstawicieli firm fitofarmaceutycznych.
Jakie mogą być przyczyny powstawania odporności chwastów?
Zbyt dużym uproszczeniem jest wskazanie, że za odporność chwastów indukowana jest tylko przez stosowanie herbicydów o tych samym mechanizmie działania przez wiele lat. Jest to czynnik ważny, ale nie jedyny. Równie ważne jest utrzymanie wysokiej skuteczności zabiegu w stosunku do szerokiego spektrum chwastów, obniżenie skuteczności herbicydów lub jej brak może być źródłem powstawania odporności chwastów. Kolejnym czynnikiem często niedocenianym przez rolników, który sprzyja zjawisku powstawania odporności chwastów na działanie herbicydów są wszelkiego rodzaju uproszczenia w agrotechnice. Jednym z głównych przyczyn powstawania odporności chwastów obok braku rotacji mechanizmami działania jest uproszczony płodozmian – duży udział zbóż, który w skrajnych przypadkach może przekształcić się w monokulturę zbożową. Do czynników wpływających na zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia odporności chwastów należy zaliczyć również uproszczenia w uprawie roli, w których w stosunku do uprawy tradycyjnej ograniczona jest mechaniczna eliminacja chwastów.
Czym jest odporność chwastów
W łanie rośliny uprawnej występuje szerokie spektrum gatunków chwastów, które wykazują różną tolerancję w stosunku do substancji aktywnych. Chwasty wrażliwe na daną substancję aktywną są przez nią bardzo dobrze zwalczane, a w przypadku chwastów odpornych brak jest widocznego efektu działania. O zjawisku odporności możemy, mówić gdy w grupie chwastów wrażliwych na działanie substancji aktywnej pojawią się w obrębie tego samego gatunku biotypy, które nie będą wykazywały reakcji na działanie substancji aktywnej. Co ważne odporność chwastów na działanie substancji aktywnych jest dziedziczna, czyli przekazywana wraz materiałem generatywnym. Co skutkuje wzrostem liczby osobników odpornych danego gatunku w poszczególnych latach prowadzenia plantacji.
Odporność chwastów na działanie substancji aktywnych jest dzielona na 2 główne typy mutacyjna i niemutacyjna. Odporność mutacyjna określana jest również „w miejscu działania” ponieważ dotyczy ona punktu przyłączenia substancji aktywnej do odpowiedniego białka strukturalnego, którego efektem jest skuteczność herbicydowa. W przypadku braku takiego połącznie nie obserwujemy efektu chwastobójczego. W przypadku odporności mutacyjnej wyróżniamy jej 3 rodzaje, które różnią się zaawansowaniem odporności w stosunku do liczby substancji aktywnych i mechanizmów działania.
- Prosta – pojedyncza substancja aktywna nie wykazuje odporności
- Krzyżowa – dwie lub więcej substancji czynnych o takich samym mechanizmie działanie nie wywołują efektu chwastobójczego
- Wielokrotna – dwie lub więcej substancji czynnych o różnych mechanizmach działania nie wywołują efektu chwastobójczego
Z perspektywy prowadzenia skutecznej ochrony herbicydowej, najbardziej niebezpieczne dla jej powodzenia jest wystąpienie odporności mutacyjnej wielokrotnej, jednak na chwilę obecną takie zjawisko odnotowywane jest dość rzadko.
Drugą grupę nie związaną bezpośrednio z funkcjonalnością substancji aktywnej stanowi odporność niemutacyjna i związania jest z szeroko pojętym przystosowaniem chwastów do substancji aktywnej, wyróżniamy 3 główne poziomy:
- Retencja – zmiany struktur np. powierzchni liści, które ograniczają utrzymanie kropli cieczy opryskowej i wnikanie substancji aktywnej do rośliny
- Pobranie i transport – pobranie i transport substancji aktywnej w roślinie jest utrudniony, dociera w zbyt małej ilości lub w ogóle do miejsca działania, co przekłada się na brak skuteczności.
- Metaboliczny – roślina wykształciła szereg procesów biochemicznych, które zmieniają substancję aktywną w związki nietoksyczne – nie wykazujące efektu chwastobójczego.
Zdolność wytwarzania przez chwasty odporności na poszczególne mechanizmy działania w dużej mierze zależy od biologii chwastów. Gatunki, które wytwarzają duże ilości nasion oraz dające kilka pokoleń w ciągu sezonu wegetacyjnego należą do grupy potencjalnie szybciej wytwarzającej odporność. Jedną z głównych cech sprzyjających powstawaniu odporności i wynikającej z biologii chwastów jest niewątpliwie obcopylność. Warunkuje ona tworzenie wielu biotypów w obrębie jednego gatunku na skutek znacznej zmienności genetycznej, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia biotypu odpornego na określony mechanizm działania substancji aktywnej wchodzącej w skład herbicydu.
Jednorazowy brak pełnej skuteczności nie może zostać nazwany odpornością chwastów, jednak gdy brak skuteczności powtarza się i dotyczy poszczególnych gatunków chwastów jest to powód po przeprowadzenia analizy możliwości wystąpienia odporności chwastów. Pierwszym krokiem jest analiza historii pola pod kątem stosowanych produktów oraz widocznie pogarszającej się efektywności zabiegu w stosunku do konkretnych gatunków chwastów. Niepokojącym sygnałem są również placowo i nieregularnie występujące chwasty, które powinny być wrażliwe na działanie aplikowanego produktu a nie zostały zwalczone. Zabieg natomiast był skuteczny w stosunku do innych gatunków oznaczonych w etykiecie instrukcji stosowania jako wrażliwe. Pojawieniu się zjawiska odporności chwastów daną substancję aktywną lub mechanizm działania na naszym polu może być związane z jego odnotowaniem na polach sąsiednich – nasiona chwastów przenoszone są głównie przez wiatr.
Bartosz Waniorek
