Znaczenie chwastów
Od prymitywnych narzędzi do herbicydów
Chwasty stanowią zagrożenie dla produktywności systemów rolniczych, wpływając na ilość i jakość plonów. Badania archeologiczne ujawniają, że wysiłki ludzi w zakresie kontroli chwastów są równie stare jak sama rolnictwo.
Innymi słowy, odkąd człowiek rozpoczął uprawę roli, rozpoczęła się konfrontacja między człowiekiem a chwastami. Rolnicy wykorzystywali wszelkie siły do zwalczania lub ograniczania chwastów, począwszy od pracy ręcznej i usuwania chwastów ręcznie, a z biegiem czasu opracowywali i wykorzystywali nowe, bardziej efektywne narzędzia, które oszczędzały czas i pracę.
Wyniki tych wysiłków doprowadziły do opracowania i doskonalenia metod zwalczania chwastów. Z wszystkich tych metod, herbicydy stały się punktem zwrotnym w historii programów zarządzania chwastami.
Znaczenie herbicydów
Stosowanie herbicydów zyskuje na popularności na całym świecie. Wiele krajów rozwijających się boryka się z brakiem wystarczającej liczby pracowników do ręcznego usuwania chwastów, ponieważ miliony ludzi migrują z obszarów wiejskich do miast.
Dlatego herbicydy są tańsze i łatwiej dostępne niż praca ręczna w tych krajach. Niedobór pracowników do ręcznego usuwania chwastów oraz potrzeba zwiększenia plonów to najważniejsze powody wzrostu użycia herbicydów.
W wielu częściach świata herbicydy są coraz częściej wykorzystywane w celu zastąpienia orki, aby poprawić warunki środowiskowe. Podejście z użyciem herbicydów zmniejsza erozję, zużycie paliwa, emisję gazów cieplarnianych i odpływ składników odżywczych, a także oszczędza wodę w porównaniu do orki i tradycyjnych narzędzi.
Historia herbicydów
Odkrycie właściwości zwalczania chwastów przez herbicydy fenoksyacetylowe w Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych w latach 1942-1944 zapoczątkowało prawdziwy początek fazy herbicydów w “Chemicznej Erze Rolnictwa”. Te nowe syntetyczne herbicydy promowały kontrolę chwastów dwuliściennych, szczególnie w uprawach zbóż.
Odkrycia fenoksyetylosiarczanu, fenoksypropionowego i fenoksybutyrowego kwasu miały miejsce w latach 50. XX wieku. Rozwój ulepszonych herbicydów sterylizujących glebę postępował szybko w latach 50. i 60. XX wieku, z substytutami mocznika i uracylów, kwasu chlorobenzoesowego i fenylocetowego, s-triazynami, triazolami oraz innymi pochodnymi heterocyklicznymi.
Wzrosła koncentracja na selektywnych herbicydach, szczególnie wśród karbaminianów i karbanylatów, grup aminy, acetamidów i anilidów, toludynów i nitryli, a także wśród s-triazyn i substytutów mocznika.
Przemiana zarządzania chwastami z efektywnością i bezpieczeństwem
Herbicydy sulfonylomocznikowe zostały odkryte w 1975 roku, ustanawiając nowy standard w chemicznej kontroli chwastów. Następny światowy rozwój doprowadził do komercjalizacji wielu różnych aktywnych składników w ponad tuzinie głównych upraw, a także ogłoszono dodatkowe kandydaty do rozwoju.
Niektóre z powodów szybkiej akceptacji komercyjnej herbicydów sulfonylomocznikowych to ich wyjątkowo niskie dawki aplikacyjne (często 10-100 razy mniejsze niż konwencjonalne herbicydy), korzystne właściwości środowiskowe i toksykologiczne oraz kompatybilność z trendem kontroli chwastów po wschodach roślin.
Odkrycie nowych mechanizmów działania herbicydów kontynuowano, co doprowadziło do wprowadzenia inhibitorów protoporfirynogenowej oksydazy (PPO) i 4-hydroksyfenylopirogronianowej dioxygenazy (HPPD).
Problemy związane z chwastami i kontrola chemiczna chwastów
Chwasty stanowią poważne zagrożenie dla produkcji plonów, ponieważ zmniejszają plony pszenicy, jęczmienia, ryżu, kukurydzy i ciecierzycy o średnio 23%, 21%, 35%, 20% i 50%, odpowiednio. Gatunki takie jak Orobanche spp., Avena ludoviciana, Convolvulus arvensis, Sorghum halpence oraz Cuscuta compestris są najważniejszymi gatunkami chwastów konkurującymi z głównymi uprawami.
Ostatnio pojawiły się nowe i inwazyjne gatunki chwastów, takie jak Hordeum spontaneum, Cynanchum acutum, Physalis divaricata, i Azolla filiculoides, które stały się poważnym problemem w szerokim zakresie upraw.
Kontrola chemiczna jest dominującą metodą zarządzania chwastami. Ponadto, metody mechaniczne, takie jak orka i ręczne usuwanie chwastów, są stosowane w mniejszym stopniu.
Najczęściej stosowane herbicydy to 2,4-D + MCPA (w uprawach zbóż), clodinafop-propargyl (w pszenicy), haloksyfop-r-metyloester (w roślinach dwuliściennych), tribenuron-methyl (w pszenicy), nicosulfuron (w kukurydzy), trifluralin (w roślinach oleistych), metrybuzyna (w ziemniakach), glifosat (w sadach i nieużytkach) oraz paraquat (w ziemiach odpadowych i między rzędami roślin). Obecnie istnieje 14 unikalnych przypadków oporności na herbicydy.
Nowe wyzwania w zarządzaniu chwastami
Najważniejsze wyzwania związane z zarządzaniem chwastami to kontrolowanie obecnych, szkodliwych i inwazyjnych gatunków chwastów. Zwiększający się rozwój biotypów opornych na herbicydy w pszenicy i innych istotnych uprawach będzie stanowił wyzwanie w przyszłości.
Ponadto, wdrożenie i rozwój strategii zintegrowanego zarządzania chwastami, dodanie odpowiednich dodatków do mieszanek herbicydów oraz stosowanie odpowiednich opryskiwaczy będą nadal stanowiły kluczowe wyzwania w praktykach zarządzania chwastami.
Integracja metod kontroli chwastów, takich jak rotacja upraw, orka, data i wzór siewu, herbicydy oraz allelopatia, prowadzi do skutecznego i zrównoważonego zarządzania chwastami.
