Głównym celem stosowania herbicydów jest wyeliminowanie zachwaszczenia pól bez szkód dla roślin uprawnych. Przy zbyt częstym stosowaniu tych samych praktyk rolniczych dochodzi do wyselekcjonowania określonych gatunków chwastów. Szczególnie jeśli nie przestrzegamy zmianowania roślin, jak i odpowiedniej rotacji substancji czynnych herbicydów, nieświadomie produkujemy na polu coraz to bardziej odporne biotypy chwastów. Traktowane tymi samymi bodźcami chwasty rozwijają mechanizmy obronne umożliwiające ucieczkę przed zagrożeniem chemicznym. Tolerancyjne na herbicydy osobniki wzrastają bez przeszkód, są coraz liczniejsze i sukcesywnie „rozwijają” tolerancję do momentu, aż staną się praktycznie w pełni odporne.

Czym się różnią biotypy odporne od wrażliwych?

Udowodniono, że biotypy odporne zdecydowanie lepiej sobie radzą w zmiennych warunkach środowiskowych. Mówią o tym chociażby najnowsze wyniki badań, które zostały przeprowadzone przez naukowców z Instytutu Ochrony Roślin PIB w Poznaniu. Czym tak naprawdę się różnią badane biotypy chwastów odpornych pochodzące z polskich pól produkcyjnych? Na tę kwestię zwrócili uwagę naukowcy w składzie: dr hab. Katarzyna Marcinkowska, mgr Magdalena Gawlak, mgr inż. Paulina Wolak-Kwaśniewska. Obserwacje w tym zakresie opublikowane zostały w części posterowej na 61. Sesji Naukowej Instytutu Ochrony Roślin, w abstrakcie pt. „Różnice w budowie morfologicznej oraz zdolności kiełkowania nasion chwastów wrażliwych i odpornych na herbicydy”. Temat ten był realizowany w ramach projektu BioHerOd (BIOSTRATEG III) finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Większe nasiona, lepsze kiełkowanie

W pierwszej części badań porównywano budowę zewnętrzną powierzchni nasion biotypów wrażliwych i odpornych. W tym celu za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego wykonano zdjęcia nasion 4 gatunków chwastów: miotły zbożowej, wyczyńca polnego, maku polnego oraz chabra bławatka. Pochodziły one od biotypów wrażliwych na wszystkie dostępne w ich zwalczaniu herbicydy (biotypy S) oraz od wybranych biotypów z udowodnioną silną cechą odporności (biotypy R).

Zaobserwowano wyraźne różnice w ich budowie. Nasiona chwastów odpornych są większych rozmiarów w porównaniu do biotypów wrażliwych. Jak zauważono, niektóre okrywy nasienne biotypów odpornych były dodatkowo pokryte włoskami w przeciwieństwie do nasion od osobników wrażliwych. Naukowcy postanowili także porównać zdolność kiełkowania zebranych nasion, wykonując test Phytotoxkit (specjalnie opracowany test pozwalający ocenić kiełkowanie nasion i rozwój siewek w okresie ich wczesnego wzrostu). Stwierdzono, że osobniki odporne wykazują pewne zmiany fenologiczne (np. inaczej kiełkują). Mają lepszą zdolność kiełkowania i szybszy wzrost w porównaniu do biotypów wrażliwych. Należy mieć świadomość, że są to cechy dziedziczne, które pozwalają umacniać w nich tolerancję na sukcesywne kuracje herbicydami.

Jakie wnioski z badań?

W praktyce został potwierdzony tylko fakt, że biotypy odporne mają większe zdolności adaptacyjne, a ich zmiany fenotypowe i fizjologiczne świadczą o lepszym przystosowaniu odpornych populacji chwastów do niesprzyjających warunków kiełkowania (niska wilgotność gleby, gleba zaskorupiona itp.). Takie chwasty są bardziej konkurencyjne dla rośliny uprawnej i mają przewagę przede wszystkim na wczesnych jej etapach wzrostu i rozwoju. Przy braku odpowiednich działań ewoluują dalej, tworząc silniejsze pokolenie, które coraz bardziej utrudnia prawidłowe prowadzenie uprawy. 

Na jakie odporności szczególnie należy zwracać uwagę?

Odporność wyżej wymienionych gatunków chwastów dotyczy coraz większej liczby przypadków udokumentowanych w Polsce. Zjawisko to jest bardzo powszechne i z tego względu jest ono w kręgu zainteresowań wielu naukowców, a także firmowych ekspertów z zakresu ochrony roślin. Miotła zbożowa i wyczyniec polny wykształciły biotypy odporne zwłaszcza na herbicydy z grupy sulfonylomoczników, ale także na herbicydy z grupy arylofenoksykwasów. Chaber bławatek i mak polny wykształciły biotypy odporne na herbicydy sylfonylomocznikowe. Niepokojącym zjawiskiem jest fakt, że wiele biotypów wykazuje jednoczesną odporność na herbicydy o różnych mechanizmach działania (odporność wielokrotna). W takich przypadkach zwalczanie chwastów staje się zdecydowanie trudniejsze.

Jak rozpoznać na polu, czy mamy do czynienia z biotypami odpornymi?

Bez specjalistycznych badań jest to bardzo trudne zadanie, wymagające wnikliwych obserwacji. Pierwszym sygnałem zmuszającym nas do analizy jest fakt niezadowalającej skuteczności wykonanego zabiegu herbicydowego. Wcześniej należy jednak wykluczyć wszelkie błędy w ochronie (np. zły termin wykonania zabiegu czy niesprzyjające warunki klimatyczne). Następnie dokonywać należy dalszych obserwacji. Ważną informacją jest, czy herbicyd zwalczył dobrze inne wrażliwe na dane substancje czynne gatunki – jeśli tak, to mamy już kolejny sygnał, że możemy mieć do czynienia z biotypem odpornym. Jeśli po analizie historii ochrony okazuje się, że przez dłuższy czas były używane herbicydy z tej samej grupy związków, prawdopodobieństwo potwierdzenia tego faktu jest coraz większe. Wiarygodną opinię odnośnie istnienia na danym polu zjawiska odporności chwastów na herbicydy można uzyskać wyłącznie po wykonaniu odpowiednich testów biologicznych. Dlatego w sytuacji niepewnej warto w czasie dojrzewania chwastów zebrać nasiona (dotyczy to miotły zbożowej, wyczyńca polnego, chabra bławatka i maku polnego) i oddać je do analizy. Jak to zrobić i gdzie wysłać próbki, pomogą ustalić przedstawiciele konsorcjum projektu BIOSTRATEG. Składa się ono z jednostek naukowych, przedstawicieli przemysłu chemicznego i doradztwa rolniczego.