Herbologia
Prof. dr hab. Grzegorz Skrzypczak
Katedra uprawy roli i roślin; budynek WTD, parter p. 31
E-mail: gsweed@up.poznan.pl
Tel. 0618487409
Wykład I 29.09.2009
Herbologia jest to nauka zajmująca się ekologią chwastów, ich rolą w agrocenozie oraz metodami ich ograniczania jak również praktycznymi aspektami stosowania herbicydów, ich wpływem na środowisko oraz tolerancją i wrażliwością roślin na ich fitotoksyczne działanie. Upraszczając: nauka o chwastach i regulacji zachwaszczenia.
W Polsce jest 8,5 mln ha zbóż i tyle samo kg środków ochrony roślin jest na ten areał zużywane każdego roku. Produkujemy co roku około 26-27mln ton zbóż, z czego zjadamy 4-5mln ton reszta to zboża paszowe.
Plan wykładów:
W1. Wprowadzenie do przedmiotu – ochrona roślin- stan obecny i spojrzenie w przyszłość
W2. Stan i stopień zachwaszczenia oraz progi szkodliwości chwastów
W3-4. Czynniki warunkujące skuteczność chwastobójczą herbicydów
W5-9. Klasyfikacja chemiczna herbicydów ( grupy chemiczne).
W10-11. Środki zwiększające skuteczność działania herbicydów ( wspomagacze, adiuwanty)
W12. Persystencja, fitotoksyczność herbicydów.
W13. Zwalczanie chwastów w roślinach rolniczych ( przykłady zachwaszczenia).
W14. Ekonomiczne aspekty stosowania herbicydów.
W15. Ekonomiczne aspekty stosowanie herbicydów oraz podsumowanie przedmiotu i omówienie rozmowy zaliczającej przedmiot.
„Uniwersytet jest częścią europejskiej humanistycznej tradycji, a jego zadaniem jest tworzyć uniwersalną wiedzę i osiągając ten cel przekraczać geograficzne i polityczne bariery, potwierdzając żywotną potrzebę różnych kultur, aby je poznać i na nie wpływać”
Magna Charta Universitatis- Bologna 1988
Wykład II 09.10.09
Rys historyczny ochrony roślin w Polsce
1836- pierwszy raz pojawia się termin „ ochrona roślin”
1848 pierwsze badania polowe
1904- pierwsza jednostka organizacyjna ochrony roślin ( SORWTO- stacja ochrony roślin warszawskiego towarzystwa ogrodniczego)
1924- komitet ochrony roślin- na uczelniach wyższych (4 w Polsce)
1931 polskie towarzystwo ochrony roślin
1951- Powołanie instytutu ochrony roślin
2006- Polskie towarzystwo ochrony roślin ( nowo powołany)
1942-44 początek aktywnej ochrony roślin, zostały syntetyzowane fenoksykwasy :
2,4- D(Pielik/amino pielik/dikoprop); Wielka Brytania
MCPA (chwastox) – USA
Po wojnie zaczęto je stosować jako preparaty selektywne do stosowania w zbożach.
W latach ’50 (‘55-‘56) syntetyzowano triazyny (atrazyna, symazyna) do zastosowań w uprawie kukurydzy.
1950-1970 to era fascynacji, chemicy na świecie tworzyli substancje aktywne.
1970 roku szwedka Carlson uświadomiła o szkodliwym działaniu chemii
1970-1980- era zwątpienia- jak podejść by środki niszczyły agrofagi ale nie niszczyły niczego ponad to.
1980-1990…- era integracji (IPM- integrated pest management), IP- integrowana produkcja
GAP- Good agriculture practice- dobra praktyka rolnicza
Ochrona roślin jest jednym z najbardziej skomplikowanych elementów produkcji roślinnej, ponieważ podjęcie optymalnych decyzji co do doboru metod i sposobów stosowania środków ochrony roślin opiera się na analizie kompleksu różnych informacji, charakteryzujących stan roślin uprawnych, ich wzajemne stosunki ze szkodliwymi organizmami w zależności od technologii uprawy, warunków pogodowych, różnych rodzajów oddziaływań człowieka na agrocenozę i otaczający go krajobraz.
Produkcja preparatu to jest 250mln $ i 7-8 lat co stwarza dużą bazę zatrudnienia i bardzo podnosi cenę środków.
Ponadto podkreślić należy, że ochrona roślin jest dziedziną interdyscyplinarną i na tworzenie jej naukowych i praktycznych podstaw pracują specjaliści reprezentujący często odległe dyscypliny nauki. Są to biolodzy poznający biologię i tajniki życia i rozwoju roślin oraz atakujących je agrofagów, chemicy prowadzący badania nad różnymi grupami środków ochrony roślin, hodowcy dążący do uzyskania nowych odmian odpornych na określone agrofagi, inżynierowi pracujący nad nową aparaturą ochrony roślin i wielu innych.
Obecnie mamy około 110mln ha roślin GMO, ponad 70% soi w obrocie światowym jest GMO.
Wykład III 13.10.2009
Obecnie sprzedaje się agrochemikaliów za około 31mld USD, udział rynkowy wg. rejonów :
Ameryka północna 24,8%
Europa zachodnia 25%
Daleki wschód 24%
Ameryka łacińska 17%
Europa wschodnia 4,7%
Reszta świata 3,6%
W Polsce sprzedaje się agrochemikaliów za około 250 mln $
Światowy rynek agrochemikaliów według grup preparatów:
Herbicydy – 49,5%
Insektycydy 25,2%
Fungicydy 21,8%
Inne środki 3,5%
W Polsce prawie 60% sprzedawanych środków to herbicydy.
Światowy rynek agrochemikaliów według roślin uprawnych
Owoce i warzywa 26,1%
Zboża 15%
Kukurydza 11,8%
Ryż 10,4%
Soja 9,4%
Bawełna 8,6%
Buraki cukrowe 2,8%
Rzepak 1,6%
Inne rośliny 14,3%
W stanach soją jest obsiewane 28 mln ha, pszenica 32mln ha, kukurydza 30mln ha. Przy czym uprawy w Polsce to około 12mln ha. Stany produkują żywność dla około 600mln ludzi.
Nowa procedura rejestracji środków ochrony roślin:
Producent
Ministerstwo Rolnictwa
Skuteczności Opinie dotyczące -wpływ na zdrowie
-właściwości fizykochemiczne
Pozostałości ministerstwo rolnictwa
Fitotoksyczność komisja ds. rejestracji wpływ na środowisko
Środków ochrony roślin
Decyzja
Bez zbadania opinii dotyczących ministerstwo nie podpisuje wniosku.
W Polsce jest 5 akredytowanych jednostek badawczych np: Poznań IOR, Puławy, SGGW, Wrocław, Olsztyn. Minister jest osoba która rejestruje i wydaje zgodę na wprowadzenie środka chemicznego na okres 10 lat. Najdroższe są badania na fitotoksyczność i wpływ na środowisko(IŚ- instytut środowiska), trwają najdłużej. Wpływ na zdrowie bada PZH (państwowy zakład higieny).
Wykład IV. 20.10.2009
Obecnie liczba środków ochrony roślin dopuszczonych do obrotu i stosowania w Polsce to 900 (2008)
1133 w 2004 roku, 317 w 1986. Jest tak dlatego że firmy muszą spełnić rygorystyczne prawo. Firmy zaczęły wycofywać środki starszej generacji i wprowadzają mniejszą liczbę unowocześnionych.
Liczba środków ochrony roślin według kategorii i przeznaczenia
Herbicydy 311
Zaprawy nasienne 73
Fungicydy 224
Bakteriocydy 25
Insektycydy 111
Akarycydy 37
Przeciw szkodnikom
Magazynowym 22
Rodentycydy 19
Moluskocydy 7
Nematocydy 10
Regulatory rozwoju roślin
Adiuwanty 21
Problemy lokalne- czy tylko?
Viola arvensis ( fiołek polny)
Aleopecurus myosuroides ( wyczyniec polny)
Artemisia vulgaris ( bylica pospolita)
Descurainia Sophia ( stulicha psia)
Aethusa cynapium ( blekot pospolity)
| Stopień zachwaszczenia | |
|---|---|
| Roślina uprawna | Średni 25-50% p.g./ straty |
Zboża jare Zboża ozime Kukurydza Rzepak ozimy Strączkowe Buraki cukrowe ziemniaki |
20/10 25/10 15/15 15/10 20/5 20/10 30/5 |
p.g.- pokrycie gleby przez chwasty w łanie rośliny uprawnej
Rodzaje zachwaszczenia
Zachwaszczenie potencjalne ( glebowe) - opór diaspor chwastów zgromadzonych w warstwie uprawnej roli
Zachwaszczenie aktualne- ogół chwastów występujących w łanie rośliny uprawnej ( mniejsze od potencjalnego)
Stan zachwaszczenia- ogólna liczba gatunków chwastów jakie występują na danym terenie lub jednostce powierzchni
Stopień zachwaszczenia- liczba chwastów danego gatunku przypadająca na jednostkę powierzchni
Zachwaszczenie pierwotne- stan i stopień zachwaszczenia w początkowym okresie wegetacji, do pierwszego lub drugiego ręcznego opielania, mechanicznego odchwaszczania lub powschodowego stosowania herbicydów
Zachwaszczenie wtórne- zachwaszczenie w drugiej połowie wegetacji, po zakryciu międzyrzędzi przez rośliny lub przed zbiorem
Stopnie zachwaszczenia i liczebność chwastów:
Nieznaczny- gatunek pokrywa mniej niż 5% obserwowanej powierzchni ( 1szt/m2)
Mały- gatunek pokrywa glebę w 6-25% obserwowanej powierzchni (2-9 szt/m2)
Średni- gatunek pokrywa glebę w 26-50% obserwowanej powierzchni ( 10-30szt/m2_
Duży- gatunek pokrywa glebę w 51-75% obserwowanej powierzchni ( 31- 50 szt/m2)
Bardzo duży- gatunek pokrywa glebę powyżej 75% obserwowanej powierzchni ( >50szt/m2)
Liczba chwastów występujących na 1m2 od której następuje obniżenie plonów zbóż
6 roślin maruny bezwonnej
5 roślin przytuli czepnej
10 roślin chabra bławatka
15 roślin przetaczników
2 roślin ostrożnia polnego
Powyżej 5 roślin owsa głuchego
Powyżej 10 roślin miotły zbożowej
Chwasty dwuliścienne około 30 sztuk/ m2
Ocena strat spowodowanych przez chwasty w pszenicy ozimej wyrażone w tonach ziarna z 1 hektara
| Stopień zachwaszczenia – liczba roślin na m2 | |
|---|---|
| 5 | |
Apera spica venti Avena fatua Galium aparine Veronica persica |
0,035 0,035 0,246 0,035 |
Progi szkodliwości i obniżenia plonów na przy układzie zachwaszczenia wybranymi gatunkami chwastów upraw jęczmienia jarego
Gorczyca polna 20szt/m2 40szt/m2 60szt/m2 |
Obniżenie plonu 18% 40% 48% |
|---|
Straty w plonach pszenicy jarej w zależności od ilości roślin owsa głuchego /m2
6-14 szt/m2 – 8%
15-25 szt/m2 – 12%
26-50 szt /m2 – 22%
51-100 szt/m2 - 37%
Początek chemicznej walki z chwastami:
Bolley – w USA
Bonnett – we Francji
Schulz- w Niemczech
Około 1900 roku – zastosowali sole miedziowe do selektywnego zwalczania chwastów w zbożach.
Metody zwalczania chwastów
Pośrednie ( zapobieganie) Bezpośrednie
Mechaniczne chemiczne biologiczne
Zintegrowana walka z chwastami [ IPM( integrated pest managment), IP ( integrated production), GAP ( Good agriculture practice)]
Definicja pojęcia PESTYCYD wg Nethelands PEsticide Act ( Van Tiel 1975)
Zgodnie z nią pestycydami są substancje, lub mieszaniny substancji- włączając w to mikroorganizmy i wirusy- przeznaczone do:
Zwalczania ( kontrolowania ) lub wabienia organizmów zwierzęcych niszczących rośliny lub części roślin
Zwalczania patogenów wywołujących choroby roślin
Zwalczania chwastów
Niszczenia listowia lub zwalczania roślin niepożądanych a nie będących chwastami
Regulowania lub stymulowania wzrostu roślin lub części roślin, jednak z wyłączeniem nawozów
Zwalczanie organizmów zwierzęcych niszczących produkty roślinne
Zwalczania czynników powodujących psucie się ( gnicie) produktów roślinnych
Zwalczania lub wabienia organizmów zwierzęcych i mikroorganizmów w domach, innych budynkach, pojazdach, statkach lub samolotach;
Zwalczania lub wabienia organizmów
Podział pestycydów według zastosowania
| Nazwa |
|---|
Herbicydy Fungicydy bakteriocydy |
Herbicydy- to różne grupy środków chemicznych i niechemicznych używane do zwalczania chwastów i niepożądanej roślinności. Herbicyd pochodzi od łacińskich słów Herba – roślina, ceadere – zabijać lub occidera- Niszczyc, zabijać.
Herbicydy
Stosowanie na glebę stosowanie na roślinę
Kontaktowe systemiczne
Termin stosowania
Przed siewem przed wschodami roślin po wschodach roślin
Termin stosowania niektórych herbicydów
Triflurotox 250 EC, Devrinol 50 WP- roślina uprawna przed siewem lub sadzeniem, chwasty przed wzejściem
Reglone 200 SL, Basta 150 SL, Roundup 360 SL – roślina uprawna przed siewem lub sadzeniem , chwasty – po wzejściu
Stomp 330 EC, Ramrod Flo 480 SC- roślina uprawna i chwasty przed wzejściem
Reglone 200 SL, Basta 150 SL, Roundup 360 SL- roślina uprawna przed wzejściem, chwasty- po wzejściu
Ramrod Flo 480 SC, Stomp 330 EC, Butisan 400 SC- roślina uprawna po wzejściu lub sadzeniu, chwasty – przed wzejściem
Basagran 600 SL, Afalon 50 WP, Fusilade Super EC, Betanal 160 EC- roślina uprawna po wzejściu lub sadzeniu, chwasty – po wzejściu
Krytyczny okres konkurencji chwastów
W życiu każdej rośliny uprawnej wyróżnia się tzw. Krytyczny okres konkurencji chwastów, kiedy jest ona najbardziej wrażliwa na zachwaszczenie. Okres ten przypada zazwyczaj prze pierwszą połową sezonu wegetacyjnego. Z tego względy znajomość okresów krytycznych należy brać pod uwagę planując ochronę przed chwastami. Pojęcie krytycznego okresu konkurencji jest definiowane różnie, najczęściej rozumiane jest jak przedział czasowy, podczas którego pojawienie się chwastów czy też ich wzrost powinien zostać zahamowany aby uniknąć strat w plonie.
Jest to przedział między:
Długością okresu, podczas którego plantacja powinna by wolna od chwastów po siewie lub sadzeniu tak, aby później wschodzące chwasty nie powodowały obniżenia plonu, a
Długością okresu , podczas którego chwasty mogą towarzyszyć roślinie uprawnej nie wpływając na plon.
Zatem okres krytyczny to optymalny czas, kiedy powinno się usunąć chwasty. Można go też określi fazami wzrostu i rozwoju roślin uprawnych, podczas których są one najbardziej wrażliwe na zachwaszczenie.
Czynniki warunkujące aktywność biologiczną herbicydów
| Herbicydy doglebowe | Herbicydy dolistne | |
|---|---|---|
| Temperatura | XX | X |
| Temperatura powietrza | X | XX |
| Przymrozki nocne | X | XX |
| Nasłonecznienie | X | XX |
| Opady | XX | XX |
| Wilgotność gleby | XX | X |
| Rodzaj gleby | XX | X |
| Zawartość substancji organicznych | XX | X |
| Struktura roli | XX | X |
| Aktywność drobnoustrojów | XX | X |
| Stan i stopień zachwaszczenia | XX | XX |
Czynniki wpływające na szybkość degradacji herbicydów w glebie:
Polarność związku
Budowa jonowa związku
Budowa chemiczna związku
Stopień utlenienia związku
Temperatura gleby
Wilgotność gleby
pH gleby
zawartość kationów metali
skład drobnoustrojów glebowych
Zasady klasyfikacji środków ochrony roślin w zakresie toksyczności dla ludzi
| Określenie toksyczności | Toksyczność ostra doustna środka ( szczur) LD50 (mg/kg masy ciała) | Toksyczność ostra skórna środka ( szczur lub królik) LD50 (mg/kg masy ciała | Toksyczność ostra inhalacyjna środka ( szczur) LC50 ( 4h) (mg/l) |
|---|---|---|---|
| Bardzo toksyczne T+ | \< 25 | \< 50 | \< 0,25 aerozole \< 0,50 gazy i pary |
| Toksyczne T | 25<LD50\< 200 | 50< LD50 \<400 | 0,25<LC50\<1 aerozole 0,50<LC50 \< 2 gazy i pary |
| Szkodliwe Xn | 200<LD50\< 2000 | 400< LD 50\<2000 | 1< LC50\< 5 aerozole 2<LC50\< 20 gazy i pary |
| Pozostałe | >2000 | >2000 | > 5 aerozole >20 gazy i pary |
Objaśnienia:
Toksyczność ostra-zdolność substancji do wywoływania efekty toksycznego po jego podaniu do organizmów w dawce jednorazowej lub po jednorazowym narażeniu
LD50- statystycznie obliczona, na podstawie wyników badań, ilość substancji chemicznej która powoduje śmierć 50% organizmów badanych po jej podaniu w określony sposób.
LC50- statystycznie obliczone stężenie substancji chemicznej w medium środowiskowym powodujący śmierć 50% organizmów danej populacji w określonych warunkach.
Zasady klasyfikacji środków ochrony roślin w zakresie toksyczności dla pszczół
| Określenie toksyczności | Toksyczność kontaktowa środka µg/pszczołę | Toksyczność żołądkowa środka µg/pszczołę | Aktywność gazowa środka µg/pszczołę |
|---|---|---|---|
| Bardzo toksyczne T+ | <0,6 | <1,5 | Występuje |
| Toksyczne T | 0,6-3,0 | 1,5-6,0 | Możliwe |
| Szkodliwe Xn | 3,0-15,0 | 6,0-100,0 | Brak |
| Pozostałe | >15,0 | >100 | Brak |
Systemy kodowania formy użytkowej środka ochrony roślin:
| Kod | Rodzaj formy użytkowej |
|---|---|
| AB | Przynęta w postaci ziarna |
| AE | Dyspenser aerozolowy |
| AL. | Ciecz |
| BB | Przynęta w blokach |
| BR | Brykiet, blok |
| CB | Koncentrat do sporządzania przynęt |
| CG | Granule kapsułkowane |
| CS | Zawiesina kapsuł |
| DC | Koncentrat dyspergujący |
| DP | Proszek do opylania |
| DS. | Proszek do suchego zaprawiania nasion |
| EC | Koncentrat do sporządzania emulsji wodnej |
| ED | Ciecz organiczna modyfikowana do oprysku elektrostatycznego |
| EO | Emulsja, woda w oleju |
| ES | Emulsja do zaprawiania nasion |
| EW | Emulsja, olej w wodzie |
| FD | Puszka emitująca dym |
| FG | Granule małych rozmiarów |
| FK | Świeca dymna |
| FP | Nabój dymny |
| FR | Pręt dymny |
| PR | Pręt roślinny |
| PS | Nasiona pokryte środkiem ochrony roślin |
| RB | Przynęta gotowa do zastosowania |
| SB | Przynęta w postaci płatków |
| SC | Koncentrat w postaci stężonej zawiesiny |
| SE | Zawiesina- emulsja |
| SG | Granule rozpuszczalne w wodzie |
| SL | Koncentrat rozpuszczalny |
| SO | Olej pokrywający powierzchnie |
| WP | Proszek do stosowania w wodzie |
Afalon 50 WP- 50 mg/kg water powder