Znaczenie jakości i ilości wody w oprysku

Stosowanie chemicznych środków ochrony roślin metodą opryskiwania wymaga sporządzenia cieczy opryskowej, w której tylko niewielka ilość określonego preparatu jest rozpuszczona lub rozproszona w stosunkowo dużej ilości wody. Woda jest nie tylko dobrym rozpuszczalnikiem, ale pełni przede wszystkim funkcję nośnika agrochemikaliów, który umożliwia ich precyzyjną aplikację za pomocą powszechnie stosowanych opryskiwaczy.

W zależności od rodzaju stosowanego środka chemicznego, zwalczanego agrofaga i posiadanego sprzętu opryskowego stosowane ilości wody do oprysków wahają się w Polsce najczęściej od 100-300 l/ha, a przy chemicznej ochronie niektórych roślin warzywnych i sadowniczych, dochodzą nawet do 1000 i więcej l/ha. Liczne badania wskazują, że jakość wody używanej do sporządzania cieczy opryskowej, a także jej ilość na jednostkę powierzchni (określona wydatkiem opryskiwacza) ma duży wpływ na skuteczność działania środków ochrony roślin, a zwłaszcza najlepiej poznanych pod tym względem herbicydów.  Tymczasem, na jakość wody używanej do sporządzania cieczy opryskowej oraz na jej ilość stosowaną na jednostkę powierzchni, zwraca się ciągle małą uwagę. W efekcie prowadzi to często do obniżenia skuteczności zabiegów ochrony, konieczności stosowania środków w większych dawkach, co oczywiście nie jest obojętne ani dla kieszeni rolnika, ani dla środowiska.

Naturalną cechą fizyczną każdej, nawet najczystszej wody (także deszczowej), jest jej wysokie napięcie powierzchniowe. Z punktu widzenia nanoszenia cieczy opryskowej na rośliny właściwość ta jest niekorzystna, gdyż utrudnia zatrzymywanie się kropel cieczy opryskowej na powierzchni roślin (odbijanie, ściekanie), a zatrzymane krople nie rozlewają się i tym samym nie zapewniają jej dobrej zwilżalności. Z tego względu ta niekorzystna właściwość musi być bezwzględnie wyeliminowana. Jest to możliwe jedynie za pomocą adiuwantów, które zawierają w swym składzie substancje powierzchniowo czynne zwane surfaktantami.

Kolejną niezmiernie ważną cechą wody jest jej czystość fizyczna. Na ogół przyjmuje się, że w miarę czysta woda nadaje się do sporządzania cieczy opryskowej. Można się z tym zgodzić, gdyż woda taka nie stwarza problemów natury technicznej – tzn. brak w niej większych zanieczyszczeń mineralnych oraz martwych i żywych cząstek organicznych (w tym także glonów) nie powoduje zapychania się filtrów i rozpylaczy, a w konsekwencji zapobiega nierównomiernemu opryskowi i częstym przestojom powodowanym koniecznością czyszczenia czy wymiany tych elementów opryskiwacza. Mniej znanym jest fakt, że obecność nawet najdrobniejszych stałych zanieczyszczeń pochodzenia odglebowego glebowego w wodzie (np. muł powodujący widoczne gołym okiem zmętnienie) może znacznie obniżyć efektywność wielu środków ochrony roślin podatnych na silne wiązanie powierzchniowe (adsorpcję).

W wyniku adsorpcji substancji aktywnej na obecnych w mętnej wodzie cząstkach mineralnych i organicznych duża część zastosowanej dawki preparatu może ulec trwałemu zablokowaniu i wyeliminowaniu z działania. Szczególnie dużą wrażliwością na szybką i trwałą sorpcję z cząstkami mineralnymi i organicznymi odznaczają się herbicydy zawierające np. glifosat, a także wiele herbicydów z grupy sulfonylomocznika.  Niestety, filtry znajdujące się na wyposażeniu opryskiwaczy w większości nie zatrzymują tych najdrobniejszych, ale niezmiernie szkodliwych zanieczyszczeń fizycznych wody. Zatem woda wykorzystywana do opryskiwań powinna odznaczać się bardzo dobrą czystością fizyczną, co jest dodatkowo szczególnie ważne w gospodarstwach stosujących małe ilości wody na jednostkę powierzchni (poniżej 150 l/ha) za pomocą opryskiwaczy wyposażonych w rozpylacze o bardzo wąskich szczelinach.

Do niezmiernie ważnych cech ja­kościowych wody, decydujących o jej przydatności do stosowania ze środkami ochrony roślin, należą jej wła­ściwości chemiczne, a przede wszystkim skład mineralny oraz odczyn (pH). Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem wielu substancji chemicznych, stąd też wody naturalne, stykając się z rozmaitymi substancjami w skorupie ziemskiej, są mniej lub bardziej skoncentrowanymi roztworami różnych związków. Do powszechnie spotykanych w wodach należą związki mineralne, a zwłaszcza sole wapnia, magnezu i sodu, a w mniejszych ilościach także związki żelaza, potasu, manganu i inne. Niekiedy nawet w obrębie jednej miejscowości skład mineralogiczny wody znacznie się różni. Wody głębinowe są zwykle bardziej zmineralizowane niż wody powierzchniowe, ale nie jest to regułą. Zawartość w wodzie związków wapnia i magnezu decyduje o stopniu jej twardości. Na przeważającym obszarze Polski nawet wody pitne doprowadzane do gospodarstw wodociągami, pomimo że są czyste pod względem fizycznym i biologicznym, odznaczają się często bardzo dużą twardością.

Liczne badania wskazują, że wysoka mineralizacja wody jest istotnym czynnikiem ograniczającym działanie wielu środków ochrony roślin, zwłaszcza herbicydów. Wody o zawartości związków wapnia i magnezu przekraczającej 200-250 mg/l w przeliczeniu na węglan wapnia lub o twardości powyżej 14 stopni niemiec­kich (tzw. wody twarde i bardzo twarde), a także wody bogate w sód, potas i żela­zo mogą silnie obniżać skuteczność dzia­łania wielu agrochemikaliów. Dotyczy to przede wszystkim preparatów stosowanych nalistnie, zawierających substancje aktywne w formie soli. Do herbicydów takich należą powszechnie stosowane sole sodowe i aminowe 2,4-D, MCPA i dikamby, sole potasowe, amonowe i izopropyloaminowe glifosatu, sól sodowa setoksydymu, tralkoksydymu, kletodymu, glufosynat amonu i inne. Podatność na ujemny wpływ związków mineralnych występujących w wodzie wykazują również liczne herbicydy z grupy sulfonylomocznika, jak np nikosulfuron, foramsulfuron, mezosulfuron i inne. Przyczyny ujemnego wpływu tych związków na działanie herbicydów mogą być wielorakie.

Jedną z ważniejszych może być prosta reakcja chemiczna herbicydu ze związkiem mineralnym znajdującym się w wodzie. Na przykład sól izopropyloaminowa glifosatu łatwo reaguje z kationami wapnia obecnymi w wodzie już w zbiorniku opryskiwacza bądź w wysychającej na powierzchni liścia kropli cieczy opryskowej, a w wyniku tej reakcji powstaje słabo rozpuszczalna sól wapniowa glifosatu.  Zmienione chemicznie formy herbicydów mogą wytrącać się już w zbiorniku opryskiwacza (np. sole żelazowe) i powodować zapychanie się rozpylaczy. Jednak szczególnie silne wytrącanie się soli mineralnych zawartych w wodzie, bądź produktów reakcji tych soli z herbicydami, zachodzi na powierzchni roślin – w czasie wysychania kropel cieczy opryskowej i jednoczesnego zwiększania koncentracji zawartych w niej składników. W praktyce prowadzi to do powstania na charakterystycznych skorupowatych i słabo przylegających do powierzchni roślin osadów, z których możliwość przemieszczania się substancji aktywnych do komórek roślinnych jest znacznie ograniczona.

Stwierdzono, że ujemny wpływ związków mineralnych na działanie herbicydów zwiększa się proporcjonalnie do wzrostu ich zawartości w wodzie. Obserwuje się ponadto szczególnie ujemny wpływ twardej wody w obecności innych czynników ograniczających chwastobójcze działanie herbicydów, jak np. przy niskiej wilgotność powietrza i gleby (rośliny w stresie wodnym), niskiej temperaturze powietrza, zwalczaniu gatunków chwastów mniej wrażliwych na dany herbicyd lub bardziej zaawansowanych we wzroście, a także przy stosowaniu herbicydów z dużą ilością wody. W tym ostatnim przypadku określona dawka herbicydu podlega oddziaływaniu proporcjonalne wyższej ilość szkodliwych soli mineralnych zawartych w wodzie.

Wody, w zależności od rodzaju i ilości zawartych w niej związków mineralnych wykazują często odczyn zasadowy (pH powyżej 7), co jest niekorzystne dla działania większości herbicydów (za wyjątkiem sulfonylomocznikowych, których skuteczność chwastobójcza w przy wyższym pH zwykle wzrasta). Także w przypadku wielu fungicydów i insektycydów zasadowy odczyn wody może doprowadzić do chemicznego ich rozkładu i częściowej utraty aktywności już w zbiorniku opryskiwacza.

Woda jest zatem ważnym i dotychczas mało docenianym czynnikiem decydującym o skuteczności działania wielu środków ochrony roślin. Dobra znajomość właściwości wody i umiejętne z nią postępowanie w ochronie roślin powinno być stałym elementem dobrej praktyki rolniczej, gdyż umożliwia zwiększenie efektów biologicznych i ekonomicznych oraz zapewnia większe bezpieczeństwo stosowanych agrochemikaliów dla środowiska.

W jaki sposób należy zatem postępować w sytuacji gdy zachodzi uzasadniona obawa, że  stosowana do zabiegów woda, a zwłaszcza zawarte w niej  sole mineralne wpłyną ujemnie na skuteczność stosowanego środka ochrony roślin?  Spośród dostępnych sposobów można wymienić:

• zwiększenie dawki środka ochrony roślin. Wyższa dawka substancji aktywnej z reguły „maskuje” ujemne oddziaływanie jakości wody. Ze względów ekonomicznych jak i środowiskowych sposobu tego oczywiście powinno się unikać i stosować tylko w ostateczności;
• zmianę źródła wody lub jej uzdatnienie we własnym zakresie. Jakość wody może się znacznie różnić nawet w obrębie tej samej miejscowości, jednak pozyskanie wody z innego źródła może być kłopotliwe i kosztowne (np. wymaga uzgodnień międzysąsiedzkich, niekiedy dalekiego transportu), a w przypadku zamiaru uzdatniania we własnym zakresie, zakupu kosztownych zmiękczaczy;
• zmniejszenie ilości wody zużywanej na jednostkę powierzchni. Taki sposób powinien być szczególnie zalecany, gdyż ogranicza on ilość antagonistycznych związków mineralnych w wodzie przypadających na stosowaną dawkę środka ochrony roślin. Zmniejszając wydatek opryskiwacza do 100-150 l/ha, najlepiej poprzez wykorzystanie odpo­wiednich rozpylaczy zapobiegających znoszeniu kropel, można uzyskać dodatkowe korzyści, nawet jeżeli antagonistyczne sole mineral­ne występują w wodzie w umiarkowanej ilości. Otóż wiele herbicydów stosowanych dolistnie, a szczególnie opartych na glifosacie, znacznie lepiej wnika do komórek roślinnych, jeśli podaje się ze mniejszą ilością wody, a więc z cieczą bardziej stężoną. Pomijając korzyści wynikające ze zmniejszenia kosztu transportu wody i zmniejszenia częstotliwości przygotowywania cieczy opryskowej, obniżenie wydatku opryskiwacza pozwala na bardziej skuteczne zniszczenie chwastów, nawet przy stosowaniu zmniejszonych dawek preparatów. Potwierdzają to liczne badania polowe prowadzone nie tylko zagranicą, ale również w naszym kraju
• zastosowanie odpowiednich adiuwantów. Najwyższą przydatność pod tym względem wykazują adiuwanty wie­lofunkcyjne, które nie tylko mają działanie kondycjonujące, czyli znoszące szkodli­wy wpływ twardości wody, ale jednocze­śnie, dzięki zawartym w nich surfaktantom, zwiększają zatrzymywanie kropel opryskowych na chwastach i wzmaga­ją wnikanie substancji aktywnych her­bicydów do komórek roślinnych.

Jak wykazują dotychczasowe badania bar­dzo dobre efekty, zwłaszcza przy sto­sowaniu herbicydów opartych na gli­fosacie, wykazuje pod tym względem opracowany na Uniwersytecie Przyrodniczym w Poznaniu i szeroko stosowany adiuwant AS 500 SL w dawkach 1-1,5 l/ha. Adiuwant ten wyjątkowo aktywnie wspomaga również działanie herbicydów opartych 2,4-D, MCPA, dikambie, glufosynacie amonowym, bentazonie i innych. W odróżnieniu od tradycyjnych adiuwantów, jak np. dotychczas zalecanego do glifosatu siarczanu amonu w dawce 5 kg/ha, AS 500 SL nie wymaga wstępnego rozpuszczenia i kłopotliwego filtrowania przed wlaniem do zbiornika opryskiwacza w celu wyeliminowa­nia nierozpuszczalnych zanieczyszczeń. AS 500 SL, dzięki opatentowanej mieszaninie kilku składników, już w dawce 1-1,5 l/ha działa kompleksowo – nie tylko znosi twardość wody, ale skutecznie eliminuje pienienie cieczy opryskowej, ułatwia zatrzymywanie kropel opryskowych na chwastach i aktywnie wzmaga wnikanie herbicydu do komórek roślinnych. Jak wykazują liczne badania korzystny wpływ adiuwanta AS 500 SL ujawnia się w każdych warunkach, co zapewnia stabilizację działania herbicydów na wysokim poziomie i zwykle umożliwia 30% redukcję zalecanej w danych warunkach dawki herbicydu.

Intensywne badania nad poszukiwaniem substancji wspomagających działanie fungicydów i insektycydów, dzięki ścisłej współpracy z polskim przemysłem zaowocowały udostępnieniem praktyce rolniczej efektywnych adiuwantów dedykowanych do szerokiej gamy fungicydów oraz insektycydów. Jednym z nich jest Lewar pH^– Fungi, który dzięki mieszaninie odpowiednio dobranych substancji powierzchniowo czynnych, kondycjonerów wody, bufora zakwaszającego ciecz opryskową do pH 3,5-4,5, wykazuje wielokierunkowy wpływ na działanie fungicydów, który rozpoczyna się już w zbiorniku opryskiwacza (zmiękczenie wody, hamowanie rozkładu hydrolitycznego substancji aktywnych) i jest kontynuowany na powierzchni roślin i zwalczanych patogenów (zapewnia bardzo dobre zatrzymanie kropel opryskowych na powierzchni i jej zwilżenie, wolniejsze ich wysychanie oraz łatwiejsze wnikanie substancji aktywnej do komórek).

Adiuwant ten w dawce 0,5-0,75 l/ha może być stosowany z szeroką gamą fungicydów – zarówno kontaktowych, jak i systemicznych. Jak wykazały wieloletnie badania prowadzone w warunkach polowych Lewar pH^– Fungi pozwala na pozwala na istotne ograniczenie stosowanych dawek fungicydów o 25-30%, z zachowaniem pełnej skuteczności. Podobne wielokierunkowe działanie, w tym kondycjonujące wodę i korzyści praktyczne wykazuje w dawkach 0,5-0,75 l/ha adiuwant EntoMaxx pH^–, dostosowany do specyficznych wymagań środków owadobójczych – insektycydów.

Prof. dr hab. Zenon Woźnica

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu