Glyfosát – kontroverzný herbicíd

KAŽDÁ MINCA MÁ DVE STRANY

Všetko sa začalo meniť počnúc rokom 1996, kedy sa začali množiť informácie o burinách rezistentných na  glyfosát:  Austrália – mätonoh tuhý (Lolium rigidum), Čile, Brazília, USA – mätonoh mnohokvetý (Lolium multifl orum), Argentína – ciroh alepský (Sorghum helepense), štát Delaware (USA) – turanec kanadský (Coniza canadensis),…etc. (Powles et al., 1998; VanGessel, 2001; Bearson et al., 2002).

V roku 2007 medzinárodná organizácia na dohľad nad rezistentnými burinami (ISHR–International survey of herbicide resistant weeds) evidovala 44 prípradov rezistetných druhov rastlín voči herbicídom na báze glyfosátov, z toho 12 druhov vytvorilo rezistetné biotopy. Táto organizácia zároveň skonštatovala, že vznik rezistetných druhov nie je spojený výlučne s výsadbou GM modifi kovaných plodín, skôr naopak. Veľká časť rezistentných biotopov sa vyvinula v tradičných kultúrach, predovšetkým v ovocných sadoch a vinohradoch.

Rastliny sa dopracovali k rezistencii na glyfosát rôznymi mechanizmami. Napríklad, v prípade kalužnice indickej (Eleusine indica) rastlina zmenila štruktúru cieľového enzýmu ESPS, a v dôsledku toho bola účinnosť herbicídu na rastlinu päť krát nižšia (Bearson et al. , 2002). Modifi kácia enzýmu bola výsledkom mutácie génu kódujúceho biosyntézu enzýmu ESPS (prolin, proteinogenná aminokyselina bola nahradená serinom – glukoplastická aminokyselina… tak jednoduché!). Iné riešenie rezistencie „vymyslel“ mätonoh tuhý (Lolium rigidum) v Austrálii: zmodifikoval distribučnú cestu glyfosátu vo vnútri rastliny. 

Za normálnych okolností, po aplikácii na list, je herbicíd prioritne transportovaný a  distribuovaný smerom nadol až do koreňov. V rezistentných biotopoch tejto rastliny sa glyfosát prioritne koncentruje v koncových častiach horných listov (Lorraine-Colwill et al., 2002; Wakelin et al., 2004), a tým sa nelikvidujú delivé bunky v nadzemných, ako aj podzemných častiach.

Mechanizmus rezistencie, cez zmenu transportných dráh vo vnútri rastliny, otvára pre komunitu špecialistov skrinku s novými a zaujímavými otázkami. Drvivá väčšina divo rastúcich rastlín odpovedá na otázku prežitia po aplikácii herbicídov buď cez mutáciu cieľového enzýmu, alebo cez urýchlenie metabolizácie toxických molekúl. Veľmi originálny spôsob rezistencie cez zmenu transportných dráh vo vnútri rastliny dáva do pozoru viaceré tímy špecialistov, nakoľko molekulárna a biochemická podstata tohto mechanizmu je zatiaľ neobjasnená. Predbežné genetické štúdie naznačujú, že by mohlo ísť o výnimočný, čiastočne dominantný gén bunečného jadra (Lorraine-Colwill et al., 2002; Zelaya et al. , 2005).

CHEMICKÉ ODBURIŇOVANIE VINOHRADOV A GLYFOSÁT

V podmienkach Malokarpatskej vinohradníckej oblasti nám začiatkom júna vinič otvára svoju dušu,…a vinohrad spieva svoj životný príbeh. V tom čase sa začnú prejavovať takmer všetky bolesti a starosti viniča prerozprávané jasnou rečou foliárnej symptomatiky, od nedostaku makro a mikro elementov, nedoriešené chronické choroby z rokov minulých a nastupujúce nové ochorenia. No zároveň nám vinič veľa prezradí, aký má gazda vzťah k tejto rastline, je to vizitka jeho porozumenia k vinohradu, o ktorý by sa mal starať. Drvivá väčšina našich vinohradov je poznačená nadbytkom herbicídov a ich metabolických derivátov v pôde a v samotnej rastline. Primát možno jednoznačne prisúdiť účinnej látke glyfosát a tesne za ním vedie flazasulfuron. Na obrázku 2 vidíme typické príznaky detoxikácie viniča od glyfosátových herbicídov: hrubé kožovité listy, zdureniny a preliačeniny listovej plochy, tmavozelené sfarbenie listovej plochy. Takýto list neplní svoju základnú funkciu – efektívnu fotosyntézu, ale slúži ako odpadkový kôš pre toxické metabolity rastliny. Niektorí vinohradníci, keď sú v časovej tiesni, používajú glyfosát aj na čistenie kmienkov: buď ide o nepochopenie základnej informácie o herbicídoch, ľudskú hlúposť, alebo negatívny vzťah k práci vo vinohrade,… iné vysvetlenie nenachádzam.

[Show slideshow]

TAKŽE ČO ROBIŤ?

V prípade, že vinohradník nájde vo svojom vinohrade podobné symptómy ako na obrázku 2-3, treba si pozrieť staršie záznamy, kedy a aký prípravok bol použitý za ostatných 5-8 rokov na odburiňovanie medzikmienkového pásu, kedy a s čím sa vykonávalo chemické odlupovanie kmienkov, aby sa potvrdila správna diagnostika nájdených symptómov a bola jasné, čomu sa treba vyvarovať v nasledujúcich rokoch. Listové symptómy však budú vinohradníka prenasledovať niekoľko rokov, aj keď razantne zníži množstvo herbicídov aplikovaných za rok: vinič musí prejsť detoxifi kačným procesom, rezídua herbicídov musiať byť v pôde rozložené a musí byť revitalizovaná pôdna mikrobiálna flóra.V prípade, že si vinohradník nevie predstaviť život vo vinohrade bez chemického odburiňovania odporúčam dve varianty:

1. Variant ekonomicky náročnejší: maximálne jeden krát počas vegetácie použiť herbicíd na báze glyfosátu, a to skoro na jar, pri výške rastlín burinného spoločenstva max. 10-15 cm. Zvyšnú časť roka brázdiť viničové medziradie výkyvnou sekciou a mechanicky ničiť burinu v  medziradí: pri našich bežných sponoch ide približne o 40+40 cm.

2. Variant menej ekonomicky náročný: maximálne jeden krát počas vegetácie použiť herbicíd na báze glyfosátu, a to skoro na jar, pri výške rastlín burinného spoločenstva max. 10-15 cm. Zvyšnú časť vegetačného obdobia použiť herbicídy s inou účinnou látkou než glyfosát, prípadne flazasulfuron.

Ak vinohradník nebude permanentne stresovať vinič neuváženou aplikáciou toxických látok s názvom herbicíd, tak sa mu vinič určite odmení. Nebude totiž vynakladať energiu získanú transformáciou slnečných lúčov v procese fotosyntézy len na úbohé prežitie v toxickom prostredí agro-, eko-, bio- produkcie, ale sa zamerá na kvalitné dozretie semena v bobuliach strapcov, so sprievodnými arómami uloženými v šupkách bobúľ,…a o to nám predsa ide, či nie?

Pre zaujímavosť dávam do pozornosti skúsenosti francúzskych kolegov v oblasti chemického odburiňovania. V prípade, že je potrebné chemicky odburiniť vinicu už s vyrastenou burinou a za prítomnosti zelených výhonkov na kmeni viniča, je vhodné použiť postemergentné (po vzídení) herbicídy s nasledovnými účinnymi látkami.

Aplikácia jar-leto.

1. Účinné látky efektívne voči trávovitým burinám (mätonoh-Lolium; stoklas-Bromus; kostrava-Festuca; mohár-Setaria; prstovka-Digitaria; prstnatec-Cynodon; proso-Panicum,…a iné).

Propaquizafop: pôsobí ako selektívny a systémový herbicíd výlučne na  trávovité buriny. Po aplikácii je trávami rýchlo absorbovaný, translokovaný cez listy, stonky, byle a korene do meristematických pletív, kde blokuje rast buniek cez inhibíciu biosyntézy mastných kyselín. Trávovité buriny už 1–2 dni po aplikácii zastavujú rast a vývoj, ako prvé začnú žltnúť najmladšie listy, kým ostatné zostávajú ešte zelené. Ratlinné pletivá postupne nekrotizujú a v závislosti od klimatických podmienok celá rastlina hynie 10–20 dní po aplikácii. Množstvo účinnej látky: 100  g v jednom litri emulzného koncentrátu. Pomerne nízka aplikačná dávka (1,2 l/ha), nízky potenciál vyplavovania z pôdy a slabá rozpustnosť vo vode zaraďuje túto molekulu do kategórie – šetrný k životnému prostrediu.

Quizalofop-p-ethyl: pôsobí ako selektívny a systémový herbicíd. Po aplikácii je veľmi rýchlo absorbovaný, a translokovaný v tele rastliny, do 5-tich dní od aplikácie a sa objavia prvé príznaky intoxikácie a do 10-tich dní je burina zničená. Množstvo účinnej látky: 50 g v jednom litri emulzného koncentrátu. Nízka aplikačná dávka (1,2 l/ha).

2. Účinné látky efektívne voči dvojklíčnolistovým rastlinám (turica-Erigeron; láskavec-Amaranthus; mrlík-Chenopodium; bodliak-Carduus,… a iné).

Carfentrazone-ethyl: ide o kontaktný herbicíd, ktorý preniká do rastliny cez mladé listy. Keďže je slabo lipofi lný, kutikula ho nezadrží a cez epidermu preniká veľmi rýchlo do listového parenchýmu. Molekula patrí do skupiny inhibítorov PPO (protoporphyrinogen oxydáza) a blokuje biosyntézu chlorofylu. Účinok sa dostavuje už niekoľko hodín po aplikácii.Množstvo účinnej látky: 60 g v jednom litri emulzie na báze rastlinného oleja. Aplikačná dávka (1 l/ha), stačí jedna hodina bez dažďa, aby sa dosiahla jeho herbicídna účinnosť.

Pyrafl ufen-ethyl: kontaktný herbicíd, biologicky aktívna molekula inhibuje tvorbu enzýmu, ktorý je potrebný na degradáciu porfyrínu (pozn.: chlorofil patrí do skupiny metalo-porfyrínov, viaže horčík Mg2+). Akumulácia nerozloženého porfyrínu za  spolupôsobenia svetla a  slnečných lúčov vedie k deštrukcii rastlinných buniek a fyziologické ťažkosti rastliny sa začnú prejavovať žltnutím a hnednutím listov. Symptómy, ako nekrózy a vysychanie rastlinných tkanív, sú znateľné už niekoľko hodín po  aplikácii. Účinna látka nemá vplyv na koreňovú sústavu a v pôde sa rýchlo rozkladá. Aby pyrofl ufen-ethyl bol biologicky aktívny musí byť aktivovaný energiou slnečných lúčov, tzn. jeho účinok sa zvyšuje s intenzitou slnečného žiarenia. Dve hodiny po aplikácii prípravok odoláva zmytiu v dôsledku silného dažďa. Množstvo účinnej látky: 26,5 g v jednom litri emulzného koncentrátu. Aplikačná dávka (0,6–1 l/ha). Prvá aplikácia –ak sú odnože burín dlhé maximálne 20 cm, druhá aplikácia (ak je potrebná) – pred tým než zdrevnatejú bočné výhonky. Viac než dve aplikácie v tom istom roku sa týmto produktom neodporúča vykonať. Postreková látka nesmie v žiadnom prípade prísť do kontaktu so zelenými časťami viniča, preto treba použiť také technické prostriedky, ktoré zabránia vzdušnej kontaminácii zelených častí viniča. Nestriekať v prípade vetra a teplôt nad 25 °C.

3. Látka účinná voči trávovitým burinám a dvojklíčnolistovým rastlinám.

Glufosinate-NH4: neselektívny listový herbicíd s  kontaktným a  čiastočne systémovým účinkom, ktorý je na trhu s agrochemikáliami od roku 1984. Ide o prírodnú látku izolovanú z pôdnej baktérie Streptomyces viridochromogenesa, a jej účinok bol po prvýkrát pozorovaný v skleníkoch v roku 1976. Inhibuje kľúčový enzým v metabolizme rastlín – enzým glutamine syntetázu, ktorý kontroluje syntézu glutamínu. Glutamín je kľúčový v metabolizme dusíka – v procese amoniakálnej detoxifi kácie rastliny. Inhibícia má za následok zníženie glutamínu a zvýšenie hladiny amoniaku v rastlinných pletivách, čo vedie k zastaveniu fotosyntézy a rastlina hynie v priebehu niekoľkých dní. Mechanizmus účinku amoniakálneho glufosinátu je medzi širospektrálnymi herbicídmi výnimočný, a túto prednosť je potrebné vhodne využiť pri rotácii herbicídov, aby nám v cenóze nevzikli rezistené buriny. Rastlina príjma glufosinate-NH4 cez všetky zelené časti a je účinný len vtedy ak príde do kontaktu s rastlinou. To znamená, že buriny neohrozuje na koreni, čo je veľmi dôležitý aspekt pri anti-eróznom managmente poľnohospospodárskej krajiny. V pôde je molekula veľmi rýchlo degradovaná, čo znižuje možnosť toxikologickej záťaže na  zdroje podzemných vôd. Množstvo účinnej látky: 150 g v jednom litri tekutého koncentrátu. Aplikačná dávka (1,5 l / 100 litrov vody).

Beloukha: ide o neselektívny bio-herbicíd vyvinutý spoločnosťou Alidad Invest v roku 2007 pod kódovým označením VVH 86086. Jeho pôvod treba hľadať v repkovom oleji – prirodzená extrakcia za  studena mechanickým procesom, bez akýchkoľvek syntetických prímesí.. Ide o kontaktný herbicíd, s viditeľným účinkom do 2-3 hodín po aplikácii a s dĺžkou účinku 3 týždne v závislosti od klimatických podmienok. Nevplýva na  klíčenie semien, nemá systémový účinok a nelikviduje koreňový systém, tieto vlastnosti ho radia do kategórie bezpečných produktov pre človeka, vodné zdroje, vzduch a pôdu. Degradácia v pôde je veľmi rýchla – 2 dni po aplikácii, bez nebezpečných metabolitov. Účinnou látkou je kyselina pelargónová s molekulárnym vzorcom: C9H18O2.

Ide o kyselinu, ktorá patrí do skupiny mastných kyselín s dĺžkou reťazca C7-C20, a ktorá okrem dráždenia pokožky a očí, nespôsobuje žiadne iné zdravotné problémy. Lipofi lná zložka tejto mastnej kyseliny napáda a ničí bunečné membrány rastlinnej epidermy. Permeabilizácia epidermy vedie takmer k okamžitej dehydratácii rastlinného tkaniva. Aplikačná dávka pre od buriňovanie medzi klčového pásu (6–8 litrov / 100 litrov vody). Aby sa dosiahla optimálna účinnosť je potrebné prostriedok aplikovať keď je list suchý, pri slnečnom počasí, teplote vzduchu aspoň 15 °C a vlhkosti povrchu pôdy 60 %. Aplikovať na mladý, z pôdy akurát vyrastajúci burinný podrast.

V krátkosti uvádzam aj niektoré účinné látky na použtie ako preemergentneho (pred vzídením) herbicídu.

Propyzamide: ide o molekulu účinnú voči trávovitým burinám a  dvojklíčnolistovým rastlinám, aplikovať pred 15-tym aprílom. Ide o selektívny systémový herbicíd s reziduálnou účinnosťou v  pôde. Cez koreňový systém je translokovaný do celej rastliny, kde bráni mitotickému deleniu buniek. Množstvo účinnej látky: 400 gr. v jednom litri suspenzného koncentrátu. Aplikačná dávka (1,87 litrov /ha).

Napropamid: pôsobí na klíčiace buriny (trávy+dvojklíčnolistové). Inhibuje syntézu proteínov, narúša delenie buniek v koreňovom meristéme, čo vedie k zastaveniu rastu koreňovej sústavy a následne k hynutiu burín. Množstvo účinnej látky: 450 g v jednom litri suspenzného koncentrátu, aplikačná dávka 9 litrov/ha. Účinná látka nie je schopná zlikvidovať už vzídenú burinu.

Isoxaben: selektívny herbicíd na  klíčiace dvojklíčnolistové buriny, inhibuje biosyntézu celulózy. Neučinkuje už na vyrastené buriny. Množstvo účinnej látky: 125 g v jednom litri suspenzného koncentrátu, aplikačná dávka 8 litrov/ ha.

ZHRNUTIE POZNATKOV

Glyfosát je veľmi účinny a ekonomicky výhodný totálny herbicíd, ktorý v porovnaní s ostatnými herbicídmi má pomerne priaznivý eko-toxikologický profil. Vzhľadom na skutočnosť, že sa masívne používa už desiatky rokov, a to vo všetkých poľnohospodárskych monokultúrach, je potrebné veľmi pozorne sledovať jeho kumulatívny impakt na životné prostredie, no a samozrejme na zdravie ľudí. Pri pokračujúcom používaní tejto molekuly v poľnohospodárskej praxi, je potrebné striktne dodržiavať všetky bezpečnostné pravidlá a podmienky aplikácie: aplikačné dávky, maximálne obmedziť možnosť prípadných úletov. Pozorovania z ostatných rokov vo viacerých krajinách na svete jasne potvrdzujú, že vznik rastlinných druhov burinného spoločenstva rezistetntných na glyfosát je tvrdá realita. Preto je potrebné striedať viacero odburiňovacích techník a obmieňať herbicídy s ohľadom na mechanizmus účinku biologicky aktívnych molekúl, aby sme predišli vzniku rezistentných biotopov. Glyfosát prispieva k znečisteniu zdrojov povrchových a podzemných vôd, preto treba byť obzvlášť pozorný a dodržať všetky pravidlá spojené s čistením postrekovačov a herbicídnych rámov po aplikácii, pri postreku dodržiavať bezpečné vzdialenosti od vodných tokov. Pri obmedzenom počte aplikácii tohto herbicídu a správnom načasovaní, s ohľadom na fenofázu burín v príkmennom páse, budeme môcť aj naďalej považovať glyfosát za efektívny agronomický nástroj. Treba však veľmi pozorne sledovať prípadne zmeny, a to tak na samotnom viniči, ako aj na skladbe fauny a flóry viazanej na vinohrad,… a samozrejme adekvátne reagovať v prípade zmien. Zdravotné riziko spojené s glyfosátmi tkvie jednak v neuváženej, zle načasovanej a opakovanej aplikácii, avšak rovnako závažné, ak nie väčšie riziko, na nás číha vo forme potravín z geneticky modifikovaných plodín rezistentných na glyfosát. Vzhľadom na vysoký podiel glyfosátu a jeho derivátov v pôdach Malokarpatského vinohradníckeho regiónu, odporúčam pre túto oblasť použiť herbicídy na báze glyfosátu maximálne jeden krát za celé vegetačné obdobie – najlepšie na jar.

RNDr. Bruno Gabel, CSc., Inštitút pre Kvalitu, Bratislava

Foto autor

LITERATÚRA

Bearson S. R., Rodriguez D. J., Tran M., Feng Y., Best N. A. and Dill G. M., 2002: Glyphosate-resistant goosgrass: indentifi cation of a mutation in the target enzyme 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase. Plant Physiol. 129 , 1265-1275.

Bebb A. and Friends of the Earth, 2013: GMO and Monsanto: glyphosate weed killer found in human urine across Europe. Global Research, June 13.

Bolognesi C., Bonatti S., Degan P., Gallerani E., Peluso M., Rabboni R., Roggieri P. and Abbondandolo A., 1997: Genotoxic activity of glyphosate and its technical formulation Roundup. J. Agric. Food Chem. 45 , 1957-1962.

 Corvi C., Zimmerli P., Ortelil D., Khim-Heang S. and Becker Van Slooten K., 2005: Métaux et micropolluants organiques dans les eaux, les moules et les poissons du Léman. In: Rapp. Comm. Int. Prot. eaux Léman contre pollut., Campagne 2004, 55-78.

Delabays N., Mermillod G. et Bohren C., 2004: Mauvaises herbes résistantes aux herbicides en Suisse: passé, présent,… futur? Revue suisse Agric. 36 , 149-154.

DeRoos A. J., Blair A., Rusiecki J. A., Hoppin J. A., Svec M., Dosemeci M., Slander D. P. and Alavanja M. C., 2005: Cancer incidence among glyphosate-exposed pesticide applicators in the agricultural health study. Environ. Health Perspect. 113 , 49-54.

 Giesy J. P., Dobson S. and Solomon K. R., 2000: Ecotoxicological risk assessment for Roundup Herbicide. Rev. Environ. Contamin. Toxicol. 107 , 33-120.

 Hardell L., Eriksson M. and Nordsrom M., 2002: Exposure to pesticides as risk factor for non- Hodgkin’s lymphoma and hairy cell leukaemia: pooled analysis of two Swedisch case-control studies. Leuk. Lymphoma 43 , 1043-1049.

 Lorraine-Colwill D. F., Powles S. B., Hawkes T. R., Hollinshead P. H., Warner S. A. J. and Preston C., 2002: Investigation into the mechanism of glyphosate resistance in Lolium rigidum. Pestic. Biochem. Physiol. 74 , 62-72.

Milon A. et Vernez D., 2006: Traitements phytosanitaires: évaluation des risques pour l’utilisateurs. Revue suisse Vitic., Arboric., Hortic. 39 , 79-82.

Pelfrène A., 2003: Glyphosate: toxicologie et évaluation du risque pour l’homme. Environnement, Risques & Santé 6, 323-334.

Powles S. B., Lorraine-Colwill D. F., Dellow J. J. and Preston C., 1998: Evolved resistance to glyphosate in rigid ryegrass (Lolium rigidum) in Australia. Weed Sci. 46 , 604607.

Richard S., Moslemi S., Sipahutar H., Benachour N. and Seralini G.E., 2005: Diff erential eff ects of glyphosate and Roundup on human placental celles and aromatase. Environmental Health Perspective 113, 716-720.

VanGessel, M. J., 2001: Glyphosate-resistant horseweed from Delaware. Weed Sci. 49 , 703-705.

Wakelin A. M., Lorraine-Colwill D. F. & Preston C., 2004: Glyphosate resistance in four diff erent populations of Lolium rigidum is associated with reduced translocation of glyphosate to meristematic zones. Weed Res. 44, 453-459.

 Williams G. M., Kroes R. & Munro I. C., 2000: Safety evaluation and risk assessment of the herbicide Roundup and its active ingredient, glyphosate, for humans. Regulatory Toxicology and Pharmacology 31, 117-165.

 WSSA, 1994: Herbicide handbook, 7th edition. Weed Science Society of America, Champaign, 352 p.

Zelaya I. A., Owen M. D. K. & Van Gessel M. J., 2005. Inheritance of evolved glyphosate resistance in Conyza canadensis (L.) Cronq. Theor. Appl. Genet. 110, 58-70.

Tags: 05/2016