Odporność chwastów na herbicydy

W ostatnich latach w wielu krajach coraz częściej obserwuje się uodpornianie chwastów na herbicydy. Zjawisko to nasila się szczególnie tam, gdzie stosowana jest intensywna ochrona chemiczna. W konsekwencji plantatorzy narażani są na poważne utrudnienia w gospodarowaniu i zmniejszenie opłacalności produkcji.
W Polsce problem uodporniania się chwastów na powszechnie stosowanie herbicydy nie występuje na dużych areałach, co nie oznacza, że zjawisko się nie rozprzestrzenia.
Odporność jest to dziedziczna zdolność niektórych osobników (biotypów) danego gatunku chwastów do przeżycia i rozmnażania się, pomimo zastosowania herbicydu w dawce efektywnej, która skutecznie eliminuje pozostałą część populacji. W kolejnych pokoleniach, w wyniku stosowania przez kilka lat tych samych herbicydów (o tej samej substancji czynnej lub o tym samym mechanizmie działania), zwiększa się populacja biotypów odpornych, aż do takiego poziomu, w którym dany gatunek uważany dotychczas za wrażliwy przestaje być zwalczany. Przyjmuje się, że jeżeli w populacji jest co najmniej 20 proc. osobników odpornych, to wówczas można mówić o występowaniu chwastów odpornych na danym polu. Zjawiska odporności nie należy mylić z naturalną odpornością (inaczej brakiem wrażliwości) pewnych gatunków chwastów na określony herbicyd, lub też z niepełnym zniszczeniem gatunków zaliczanych do wrażliwych. Okazuje się, że często niska skuteczność herbicydu lub całkowity jej brak wynika z popełnianych błędów: wykonania zabiegu w zbyt niskich temperaturach, stosowania zbyt niskich dawek herbicydów, traktowania chwastów w zaawansowanych fazach rozwojowych, czy też użycia źle dobranej lub wadliwie działającej techniki.
Co przyspiesza zjawisko?
Duży wpływ na powstawanie odporności mają właściwości biologiczne chwastów. Gatunki o dużym współczynniku rozmnażania, dające kilka pokoleń w ciągu roku, o łatwo rozprzestrzeniających się nasionach, a także obcopylne, wykazują dużą zmienność genetyczną, dzięki temu w populacji występuje wiele biotypów. U nich odporność na herbicydy pojawia się znacznie szybciej, w porównaniu z gatunkami o mniejszym zróżnicowaniu biologicznym i genetycznym.
Szybkość selekcji biotypów odpornych uzależniona jest także od mechanizmu działania herbicydów. Najszybciej odporność chwastów pojawiła się po wprowadzeniu do praktyki rolniczej herbicydów sulfonylomocznikowych. W Polsce pierwszym zarejestrowanym herbicydem mającym ten mechanizm działania był Glean 75 WG (chlorsulfuron). Już 5 lat od zastosowania pierwszego herbicydu sulfonylomocznikowego zanotowano pierwsze biotypy odporne. Najpóźniej (prawie po 20 latach) odporność stwierdzono po wprowadzeniu do stosowania herbicydów z grupy regulatorów wzrostu, np. 2,4-D i MCPA.
Konieczny monitoring
W Europie od lat prowadzone są badania i monitoring upraw pod kątem uodporniania się chwastów na herbicydy. Zajmuje się tym HRAC (Herbicide Resistance Action Committee). Z danych udostępnianych przez tę organizację (www.weedscience.org) wynika, że do tej pory udokumentowano odporność kilkunastu gatunków chwastów na glifosat. Są wśród nich: życica wielokwiatowa, przymiotno kanadyjskie, babka lancetowata i inne gatunki rzadko lub w ogóle niewystępujące w Polsce. Pozytywną informacją jest to, że w naszym kraju nie stwierdzono i nie udokumentowano żadnego przypadku uodpornienia się jakiegokolwiek gatunku na glifosat.
Niestety, na razie w Polsce nie ma dobrego rozeznania na temat odporności chwastów. Do tej pory udokumentowano biotypy odporne u 11 gatunków. Pierwsze doniesienie pochodzi z 1983 r. i dotyczy odpornego na atrazynę przymiotna kanadyjskiego. W ostatnich kilku latach odnotowano wzrost odpornych biotypów chwastów występujących w zbożach ozimych, szczególnie gatunków jednoliściennych: miotły zbożowej, wyczyńca polnego i owsa głuchego, a także chabra bławatka – z grupy chwastów dwuliściennych.
Przykładem może być wyczyniec
Wyróżnia się trzy rodzaje odporności: prostą, krzyżową i wielokrotną. Oporność prosta (pojedyncza) jest wtedy, gdy chwast jest odporny na jedną substancję czynną, np. gwiazdnica pospolita odporna na izoproturon jest dobrze zwalczana przez chlorotoluron, przy czym obie substancje należą do tej samej grupy chemicznej (pochodne mocznika - PS II). Odporność wyłącznie na jedną substancję czynną zdarza się bardzo rzadko.
Najczęściej spotyka się odporność określonego biotypu chwastu jednocześnie na kilka herbicydów o tym samym mechanizmie działania. Jest to odporność krzyżowa (mieszana) i występuje wtedy, gdy biotyp odporny wykazuje jednocześnie odporność na co najmniej dwie substancje czynne z tej samej grupy chemicznej (np. miotła zbożowa odporna na chlorosulfuron i sulfosulfuron – obydwa z grupy sulfonylomoczników) lub mające ten sam mechanizm działania (miotła zbożowa odporna na mieszaninę jodosufuron + mezosulfuron).
Odporność wielokrotna ma miejsce wtedy, kiedy biotyp jest jednocześnie odporny na herbicydy o rożnym mechanizmie działania i o różnej budowie chemicznej. Przykładem może tu być wyczyniec polny wykazujący jednocześnie odporność na mieszaninę iodosulfuron + mezosulfuron oraz na pinoksaden lub fenoksaprop-P-etylu. Odporność wielokrotna jest znacznie rzadszym zjawiskiem, jest za to najbardziej niebezpieczna z uwagi na znaczne ograniczenia możliwości chemicznego zwalczania chwastów.
Ocena ryzyka
Znając główne zasady określania ryzyka powstawania oporności chwastów na herbicydy można temu zjawisku w dużym stopniu przeciwdziałać lub je ograniczać. Bardzo przydatne są informacje na temat mechanizmów działania herbicydów, stąd też przy wyborze środków do zabiegu warto korzystać z tabel klasyfikujących je do odpowiednich grup. W wielu krajach obligatoryjnie na etykiecie stosowania środka ochrony roślin stosuje się kod literowy (A, B, C, itd.) do oznaczana grupy chemicznej o określonym mechanizmie działania, co jest bardzo przydatne w przypadku konieczności rotacji herbicydów.
Proste wskaźniki świadczące o dużym ryzyku pojawienia się chwastów odpornych na plantacji:

• mimo zastosowania zabiegu odchwaszczającego na polu nadal znajdują się niezniszczone pojedyncze osobniki lub skupiska chwastów (najczęściej tego samego gatunku) w bardzo dobrej kondycji;
• miejscem występowania tych skupisk chwastów nie są obrzeża, ani części pól na uwrociach, lecz różne fragmenty plantacji;
• pozostałe gatunki chwastów wrażliwych na dany środek najczęściej są zniszczone;
• z historii pola wynika stopniowe pogarszanie efektywności stosowanego herbicydu w stosunku do jednego (lub kilku) gatunku (gatunków);
• na polu stosowano przez wiele lat te same herbicydy (z tej samej grupy chemicznej) lub herbicydy o tym samym mechanizmie działania;
• na okolicznych sąsiednich polach stwierdzono występowanie chwastów odpornych na ten herbicyd lub tę samą grupę chemiczną.

Zagrożenie w Polsce
W ostatnich latach z niektórych regionów Polski docierają informacje o braku skuteczności działania niektórych substancji aktywnych w stosunku do miotły zbożowej, wyczyńca polnego i owsa głuchego. Zjawisko uodporniania się, szczególnie miotły zbożowej, wydaje się szczególnie ważnym zagadnieniem na najbliższe lata. W Polsce blisko 70 proc. ogólnego areału uprawy zajmują zboża (ponad 8 mln ha), z czego ozime - uprawiane na powierzchni ponad 5,5 mln ha - w większości zachwaszczone są miotłą zbożową. Jeżeli doszłoby do rozprzestrzenienia się tego zjawiska, to konsekwencje byłyby bardzo dotkliwe. Na podstawie testów biologicznych wykonanych w Instytucie Ochrony Roślin-PIB w Poznaniu udało się zidentyfikować kilkanaście populacji miotły zbożowej odpornej na dość powszechnie stosowane herbicydy sulfonylomocznikowe. Grupa ta charakteryzuje dużą aktywnością biologiczną w bardzo małych dawkach i ze względu na stosunkowo niską cenę jest przez wielu rolników chętnie stosowana. Populacje miotły zbożowej odporne na herbicydy z grupy inhibitorów ALS stwierdzono w próbkach pobranych z północno-wschodniej (okolice Gdańska i Żuławy), północno-zachodniej i południowo-zachodniej części Polski (woj. pomorskie, zachodniopomorskie, lubuskie i dolnośląskie), szczególnie z dużych areałów, obsiewanych zbożami ozimymi, dominującymi w płodozmianie. Niektóre badane populacje były również odporne na inhibitory ACCase (fenoksaprop-P-etylu i pinoksaden), co potwierdzałoby powstanie odporności wielokrotnej.
Do zwalczania wyczyńca polnego generalnie stosuje się herbicydy z grupy inhibitorów ALS i ACCase, najczęściej mieszaninę mezosulfuron + jodosulfuronem oraz graminicydy: fenoksaprop-P-etylowy i pinoksaden. W niektórych zebranych populacjach wyczyńca polnego stwierdzono odporność wielokrotną na herbicydy z grupy ACCase i inhibitory ALS. Należy spodziewać się dalszego rozszerzania się zjawiska odporności miotły zbożowej i wyczyńca polnego na herbicydy z obu grup chemicznych.
W Polsce pojawiły się także biotypy chabra bławatka odporne na herbicydy sulfonylomocznikowe (tribenuron metylowy i chlorosulfuron). Stwierdzono bardzo duży stopień odporności na inhibitory ALS, co wskazuje na znaczne zagrożenie dla zbóż ozimych, w których dość często stosowane są preparaty sulfonylomocznikowe.
Wiedza o powstawaniu i występowaniu odporności chwastów w Polsce może umożliwić rolnikom wdrożenie odpowiedniej strategii ochrony, opartej między innymi o stosowanie herbicydów o innych mechanizmach działania, w celu ograniczania zjawiska uodporniania się chwastów.

dr hab. Roman Kierzek
Zakład Herbologii i Techniki Ochrony Roślin
IOR-PIB w Poznaniu