Możliwości poprawienia skuteczności zabiegów ochrony roślin

Woda jest najpowszechniej używanym medium do rozpuszczania w nim środków ochrony roślin umożliwiając ich precyzyjne stosowanie przeciw występującym na polach agrofagom z wykorzystywaniem do tych zabiegów opryskiwaczy hydraulicznych. W zależności od rodzaju opryskiwacza, rodzaju środka i celu zabiegu w uprawach rolniczych stosuje się od 100 do 300 l wody na 1 hektar, a np. w sadownictwie może ta ilość wynosić nawet 1000 l na hektar. Ilość i jakość wody używanej do wykonania zabiegów ochrony roślin może mieć istotny wpływ na skuteczność i efektywność tych zabiegów. Wody charakteryzują się różnymi właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Jeśli mają one nieodpowiedni skład to może to prowadzić w efekcie do obniżenia skuteczności zabiegów ochrony roślin. Wiele niepowodzeń w stosowaniu środków ochrony roślin, nie mających racjonalnego wytłumaczenia, może mieć swoje źródło w jakości wody. Zła jakość wody znacznie zwiększa ryzyko nieskuteczności zabiegu przy jednoczesnym wystąpieniu niesprzyjających warunków wykonywania zabiegu (np.wiatr, opady lub błędach popełnionych przez rolnika (np. niesprawny sprzęt, zła dawka). Jakość wody niestety nie jest identyfikowana jako problem, a problem pozostaje.

Wiele badań wskazuje, że adiuwanty (wspomagacze) mogą w pewnym stopniu niwelować ujemny wpływ związków zawartych w wodzie i poprawiać skuteczność środków ochrony roślin. Znaczenie tu mają adiuwanty mineralne lub wieloskładnikowe. Dla przypomnienia należy wspomnieć, że główną funkcją adiuwantów aktywujących jest zwiększenie ilości substancji biologicznie czynnej herbicydu w miejscu jej działania. Uzyskuje się to poprzez poprawienie retencji, a więc zwiększenie ilości cieczy użytkowej na powierzchni rośliny (liściach) oraz drugiego procesu – absorpcji tj. zwiększanie wnikania preparatów przez struktury liścia od jego wnętrza. Wpływa to na poprawę aktywności biologicznej preparatów, poszerzenie spektrum ich działania oraz ograniczenie wpływu czynników środowiska na działanie substancji biologicznie czynnej. Uzyskuje się przez to większą stabilność działania preparatów zwłaszcza, kiedy warunki atmosferyczne – niska wilgotność powietrza i niska temperatura – nie sprzyjają ich działaniu. Natomiast adiuwanty modyfikujące nie mają bezpośrednio wpływu na aktywność środków ochrony roślin oddziaływają natomiast na właściwości fizykochemiczne cieczy opryskowej. Umożliwia to bardziej dokładne, bezpieczne a często skuteczniejsze wykonanie zabiegu opryskiwania oraz dodatkowo pozwala na mieszanie różnych agrochemikaliów między sobą i zmniejsza ujemne oddziaływanie cieczy roboczej na elementy konstrukcyjne opryskiwaczy.

Powyższa, krótka charakterystyka adiuwantów pozwoli czytelnikowi zrozumieć złożoność niektórych procesów i zależności, które mogą wystąpić przy stosowaniu środków ochrony roślin. Należy pamiętać, że większość preparatów jest stosowana w formie wodnych roztworów opryskowych. Wody używane do sporządzania cieczy roboczych różnią się właściwościami fizycznymi, biologicznymi i chemicznymi. Z właściwości chemicznych do najważniejszych należą: odczyn oraz rodzaj i stężenie zawartych w nich związków mineralnych. Jony obecne w wodzie mogą modyfikować działanie niektórych herbicydów zarówno przez chemiczne lub fizyczne reakcje z cząsteczkami substancji aktywnych lub innymi składnikami formulacji. Przykładem takich środków są herbicydy oparte o substancję czynną glifosat. Przeprowadzone badania wykazały, że sole mineralne, poza amonowymi, wpływają na zmniejszenie fitotoksyczności glifosatu. Jon amonowy okazał się jedynym nieantagonistycznym kationem, co tłumaczy brak ujemnego wpływu soli amonowych na działanie glifosatu. Skuteczność tego herbicydu jest mocno ograniczona, kiedy w wodzie użytej do sporządzania cieczy opryskowej występują w dużej ilości kationy wielowartościowe np. Ca++, Mg++, Fe++ i Fe+++. Jednocześnie można stwierdzić, że zmniejszenie fitotoksyczności glifosatu jest wynikiem sumarycznego oddziaływania związków mineralnych zawartych w wodzie na aktywność substancji czynnej. Związki zawarte w wodzie mogą reagować z cząsteczkami glifosatu, co prowadzi do powstawania mniej aktywnych biologicznie soli tego herbicydu. Przyczyną mniejszej fitotoksyczności powstałych związków może być ich słabsza rozpuszczalność oraz niekorzystne właściwości fizyczne wpływające na ograniczenie bezpośredniego kontaktu substancji aktywnej z warstwą woskową liścia (kutikula) po odparowaniu wody z cieczy opryskowej. Ponadto herbicyd może być w sposób fizyczny związany przez wytrącające się na powierzchni liści osady (depozyty), co znacznie ogranicza jego pobieranie przez rośliny. Wiadomym jest i praktyka rolnicza to stosuje (mniej lub bardzie świadomie), że można wyeliminować ujemny wpływ jonów nieorganicznych na działanie glifosatu, a nawet zwiększyć jego fitotoksyczność przez dodatek do cieczy opryskowej odpowiednio dobranych soli amonowych. Do najbardziej znanych i skutecznych dodatków należy siarczan amonowy.

Wynika z powyższego jak bardzo ważną cechą wody stosowanej ze środkami ochrony roślin są jej właściwości chemiczne przede wszystkim: skład mineralogiczny oraz odczyn, czyli tzw. pH wody. Do powszechnie występujących w wodach należą związki mineralne, a zwłaszcza sole wapnia, magnezu i sodu, a w mniejszych ilościach żelaza, potasu, manganu i innych. Zawartość chlorków w wodzie może być wywołana wymywaniem pokładów chlorków bądź też mogą się w niej pojawić wskutek obecności ścieków. Najczęściej chlorki w wodach powierzchniowych występują jako NaCl, CaCl2 i MgCl2, przy czym zawsze w postaci związków rozpuszczonych. Obok chlorków najbardziej rozpowszechnione związki w wodzie to siarczany. Dostają się one do niej wskutek wymywania skał osadowych, wyługowania gleby oraz niekiedy na skutek utleniania siarczków i siarki stanowiących produkty rozkładu białka pochodzącego ze ścieków.

Sole te zwiększają także alkaliczność wody (podnoszą pH) a to osłabia np. wnikanie herbicydów do komórek roślinnych (2,4-D, MCPA czy dikamba). Wody o niskim odczynie odznaczają się korozyjnością, natomiast wody o wysokim odczynie wykazują skłonności do pienienia się. Jako generalną informację można podać, że w miarę optymalnym pH wody używanej do zabiegów ze środkami ochrony roślin jest woda lekko kwaśna o pH (4,5-6). Jakkolwiek zawsze są pewne wyjątki i stosujący powinien się zapoznać z instrukcją – etykietą stosowania środka czy nie ma szczególnych zaleceń w tym zakresie. Jest wiadomym np., że niektóre herbicydy mogą tracić swoją aktywność w środowisku zbyt kwaśnym (nawet przy pH poniżej 7). Przykładem są takie substancje aktywne herbicydów jak: metsulfuron metylowy, triasulfuron, tifensulfuron metylowy, tribenuron metylowy czy nikosulfuron, które mogą tracić aktywność, jeśli przez dłuższy czas będą w zbiorniku opryskiwacz, w którym znajduje się kwaśna woda. Sprzyjać jeszcze temu może wysoka temperatura otoczenia. Mogą być także przykłady odwrotne. Na przykład niektóre insektycydy (dimetoat) rozpuszczane w wodach alkalicznych, a fungicydy pozostawione w takiej wodzie, mogą utracić bardzo szybko część swojej biologicznej aktywności. Przykładem są tutaj fungicydy zawierające substancje aktywne: benomyl, chlorothalonil czy captan. Działanie to zwiększa się zwłaszcza, gdy stosujemy dużą ilość wody do zabiegów (jest wtedy większe proporcjonalnie oddziaływanie ilości antagonistycznych soli mineralnych zawartych w wodzie).

W ostatnich latach wiele uwagi i badań poświęcono zagadnieniom oddziaływania związków mineralnych zawartych w wodzie na skuteczność działania środków ochrony roślin, a zwłaszcza herbicydów. Skuteczność działania niektórych herbicydów może być znacznie ograniczana przez wiele związków mineralnych rozpuszczonych w wodzie. Największe oddziaływanie mają kationy wapnia (Ca++), magnezu (Mg++) i sodu (Na+) oraz aniony siarczanowe (SO4-), chlorkowe (Cl-) oraz węglanowe (HCO3-). W mniejszej ilości występują jony potasu (K+), żelaza (Fe++, Fe+++) czy azotanowe (NO3-). Wiele badań wykazało, że np. duża ilość w wodzie wodorowęglanu sodu może ograniczać działanie graminicydów zawierających substancję aktywną setoksydym czy herbicydów zawierających sól aminową 2,4-D.

Jak wykazały liczne badania prowadzone w Akademii Rolniczej w Poznaniu i w Instytucie Ochrony Roślin związki zawarte w wodzie maję istotny wpływ na działanie wielu środków ochrony roślin np. powszechnie stosowanych herbicydów formułowanych jako sole i stosowanych nalistnie (np. 2,4-D, MCPA, glifosat, glufosynat amonowy niektóre graminicydy czy środki sulfonylomocznikowe). Można przyjąć praktyczne wskazówki stosowania ze środkami ochrony roślin wód o różnym pH. I tak:
- pH 4-6 dobra woda do zabiegów i do krótkiego (12 do 24 godzin) przetrzymywania środków ochrony roślin w zbiorniku opryskiwacza;
- pH 6,1-7 woda odpowiednia do zabiegów z większością środków lecz nie zaleca się ich przetrzymywania w roztworze w zbiorniku opryskiwacza dłużej niż 2 godziny;
- pH powyżej 7 należy dodać odpowiedniego środka buforującego lub kondycjonera.

Twardość wody
Twardość jest to cecha wody, będąca funkcją stężenia soli wapnia, magnezu i innych jonów metali, które są zdolne do tworzenia soli na wyższym niż pierwszy stopniu utlenienia. Twardość wody ma bardzo silny wpływ na jej napięcie powierzchniowe. Czym większe napięcie powierzchniowe wody tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie.

Twardość wody dzieli się na:
nietrwałą, zwaną też węglanową - która jest generowana przez sole kwasu węglowego
trwałą - która jest generowana przez sole innych kwasów, głównie solnego (chlorki), ale też siarkowego (siarczany), azotowego (azotany) i innych.

Ogólna twardość wody jest sumą twardości węglanowej i trwałej. Nazwa "nietrwała" wynika z faktu, że węglany są nietrwałe i można się ich pozbyć przez przegotowanie wody, natomiast chlorki, siarczany i azotany są trwałe i pozostają również po przegotowaniu wody. Duża, nietrwała twardość wody stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. kamienia kotłowniczego

Twardość wody wyraża się trzech różnych skalach:
- stopniach niemieckich - °n - 1 °n = 10 mg CaO w 1 l wody
- stopniach francuskich - °f - 1 °f = 10 mg CaCO3 w 1 l wody
- milivalach na litr mval/l - 1 mval = 1 miligramorównoważnik (0.5 milimol) jonów Ca++.

Jedyną zgodną z układem SI jednostką, w której powinno się wyrażać twardość jest mol/l lub jednostki pochodne (np. mmol/ l – milimole/litr lub mval/l – milivale/litr co równa się 0,5 milimola czyli 1 miligramorównoważnik jonów Ca++). W praktyce jednak możemy się spotkać najczęściej z tzw. stopniem niemieckim (on). Jednostka ta odpowiada zawartości 10 mg CaO w litrze wody. We Francji używa się tzw. francuskiego stopnia twardości (of), który odpowiada 10 mg CaCO3/l. W krajach anglosaskich stosuje się jeszcze inne jednostki – stopnie angielskie (oe), które odpowiadają w przybliżeniu 0,8on. Typowa twardość wody kranowej wynosi ok 10 °n. Woda poniżej 3 °n jest uważana za bardzo miękką, zaś woda powyżej 30 °n jest uważana za bardzo twardą

Warto zatem wykonać analizy jakości wody używanej do zabiegów. Są testery twardości wody lub oznaczające pH lub można oddać próbkę wody do wyspecjalizowanych laboratoriów (Stacje Chemiczno-Rolnicze lub Stacje Sanitarno–Epidemiologiczne) i uzyskać dokładne wyniki przekazanych próbek. Wyniki 200 mg/l łącznie jonów wapnia, magnezu i sodu oraz 1 mg/l żelaza nie powinny budzić obaw.

CO ZATEM ZROBIĆ BY UNIKNĄĆ OSŁABIENIA ZABIEGU OCHRONY ROŚLIN MAJĄC DO DYSPOZYCJI WODĘ O WYŻSZYCH ZAWARTOŚCIACH ZWIĄZKÓW MINERALNYCH I ZANIECZYSZCZEŃ ORGANICZNYCH?

Można zastosować nową grupę środków do uzdatniania wody. Są to tzw. „kondycjonery”.
Kondycjonery do wody – regulują twardość oraz odczyn wody. Wskazuje się, że kompleksją one jony metali występujące w wodzie takie jak: jony magnezu, wapnia czy żelaza. Niektórzy wskazują, że kondycjonery sekwestrują (unieszkodliwiają) lub wiążą jony metali żelaza, miedzi, manganu lub cynku, tworząc dobrze rozpuszczalne sole. Klasycznym kondycjonerem jest wprowadzony na nasz rynek środek o nazwie Niagara – regulujący twardość i odczyn wody. W Akademii Rolniczej w Poznaniu prowadzi się z tego typu związkami badania łącznie ze środkami do zwalczania chwastów w uprawie kukurydzy i pszenicy ozimej. W innych badaniach są różne inne związki np. tzw. werseniany (np. EDTA), które podobnie jak inne środki regulują twardość oraz odczyn wody do pH 5,5-6 i skutecznie ograniczają działanie antagonistyczne jonów wapnia, magnezu i żelaza w wodzie.

Kondycjonery mogą w swoim składzie zawierać różne komponenty np. sekwestranty, które kondycjonują wodę twardą, środki buforujące, które obniżają pH wody czy azot amoniakalny, który jak wykazały liczne badania zwiększa pobieranie środków przez rośliny.

Jeśli woda używana do zbiegów ochrony roślin poprzez wysoki stopień zanieczyszczeń chemicznych może stwarzać problem w uzyskaniu dobrej skuteczności zabiegu to należy przyjąć następujące praktyczne zasady postępowania:
1.Zredukować ilość wody używanej do zbiegów do minimum pozwalającym uzyskać dobre pokrycie roślin oraz skuteczność działania (sprawdzić instrukcję stosowania środka ile wody można użyć).
2.Wybrać preparat z grupy, którego działanie jest w najmniejszym stopniu uzależnione od jakości wody np. dla 2,4-D formę estrową zamiast aminowej lub zastosować maksymalną dawkę formy aminowej. Dodatkowo można użyć jako adiuwanta niejonowego surfaktanta.
3.Można wybrać inne źródło wody (jeśli jest w pobliżu i jest dostępne).
4.Zabieg wykonywać bezpośrednio po przygotowaniu cieczy opryskowej w zbiorniku opryskiwacza.
5.Kiedy jest tylko dostępna woda twarda, a musimy stosować środki zawierające substancję czynną glifosat, należy dodać mineralny adiuwant jakim jest siarczan amonu. Natomiast, gdy woda jest skrajnie twarda należy także stosować wyższe dawki herbicydu.
6.Gdy w wodzie występują w dużej ilości węglany (>500 mg/l) należy unikać stosowania z taką wodą niektórych graminicydów (chletodym, setoksydym, traloksydym). Jeśli musimy stosować taki rodzaj wody to należy graminicydy aplikować w maksymalnych zalecanych dawkach oraz w optymalnym stadium rozwojowym chwastów. Można również dodać do zbiornika opryskiwacza siarczan amonu. Węglany mogą także obniżać skuteczność środków zawierających sól aminową 2,4-D. Warto w takim przypadku dodać niejonowego surfaktanta, a jeśli pozwalają na to zalecenia, lepiej zastosować formę aminową lub estrową MCPA.
7.Należy także pamiętać, że wiele herbicydów sulfonylomocznikowych (patrz wcześniej) może ulegać rozkładowi, gdy stosujemy je z wodą o niskim pH (poniżej 7). Zatem kondycjonery obniżające pH wody należy stosować z tą grupą środków tylko wtedy gdy jest to zalecane.
8.Należy unikać stosowania środków ochrony roślin z wodą zawierającą duże ilości żelaza (>1 mg/l) ponieważ podczas zabiegu żelazo się utlenia i wytrącają się osad, który zatyka sitka I rozpylacze.

Reasumując wskazane jest podkreślić, że dobrze jest znać zagadnienia jakości wody, aby skutecznie stosować środki ochrony roślin. Pomóc w uzdatnianiu wody mogą środki z grupy kondycjonerów oraz przestrzeganie powyższych zasad.