Bioherbicyd

Arkusze danych - Redukcja IFT

Odchwaszczanie chemiczne Odchwaszczanie

Bioherbicyd to produkt składający się z substancji naturalnych stosowany do zwalczania chwasty. Są to produkty do odchwaszczanie pochodzące z organizmów żywych. Obecność chwastów powoduje spadek plonów, dlatego należy ograniczać ich populacje, jednak produkty najczęściej stosowane (glifosat, kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy…) pozostawiają pozostałości i zanieczyszczają gleby oraz wodę. Bioherbicydy stanowią mniej szkodliwą alternatywę dla ekosystemów i mogą być również alternatywą dla gospodarstw prowadzących rolnictwo ekologiczne, które stosują mechaniczne odchwaszczanie .

Rodzaje bioherbicydów

Bioherbicydy mogą składać się z różnych substancji naturalnych: bakterie, grzyby, substancje roślinne (olejki eteryczne)… Istnieją bioherbicydy specyficzne dla danego chwastu, ale także bioherbicydy niespecyficzne.

Olejki eteryczne

Olejki eteryczne są przedmiotem licznych badań dotyczących odchwaszczania.

• Przykłady skutecznych olejków: olejki eteryczne zawierające kwas pelargonowy, takie jak olejek eteryczny z bodziszek, a także ocet (kwas octowy).
• Mechanizm działania: Efekt allelopatyczny hamujący kiełkowanie i wzrost chwastów, porównywalny z niektórymi herbicydy chemicznymi na gatunki takie jak gorczyca polna (Sinapis arvensis).

Jedynym obecnie dopuszczonym produktem bioherbicydowym w dużych uprawach jest kwas pelargonowy (np. produkt „Beloukha”).

Kwas pelargonowy to kwas tłuszczowy występujący m.in. w bodziszek. Kwas ten wysusza i odwadnia roślinę, niszcząc jej epidermę. Jest to bioherbicyd nieselektywny. Działa w ciągu kilku godzin, jednak jego skuteczność maleje z czasem.

W winogrodnictwo stosowany jest do cięcia pędów i odchwaszczania pod rzędami.

Nie jest dopuszczony w rolnictwie ekologicznym, ponieważ może potencjalnie wpływać na środowisko uprawy.

Projekt APEO

W Belgii firma APEO (Agronomical Plant Extracts and Essential Oils)  opracowuje bioherbicyd na bazie olejków eterycznych.

W 2011 roku, aby odpowiedzieć na problem odporności chwastów na herbicydy oraz ryzyko związane ze stosowaniem środków ochrony roślin, zdecydowano się zainteresować olejkami eterycznymi jako środkiem zwalczania.

Najpierw przeprowadzono wstępną selekcję 91 olejków eterycznych spośród 3000 istniejących, biorąc pod uwagę cenę i dostępność, aby przetestować je jako fungicydy i herbicydy.

Najpierw testowano je jako fungicydy, co pozwoliło wykazać, że niektóre są toksyczne dla roślin, stąd pomysł wykorzystania ich jako herbicydów.

Trzy olejki spośród testowanych zostały wybrane ze względu na interesujące właściwości przeciwko jednoliściennym, dwuliściennym, mszakom i skrzydłokwiatom.

Formulacja olejku eterycznego jest ważna dla wpływu na skuteczność produktu, ponieważ wpływa na mechanizm działania i stabilność, a także może chronić olejek przed niekorzystnymi czynnikami ograniczającymi jego działanie.

Prace badawcze nad formulacją produktu prowadzono w latach 2015-2016. Początkowa formulacja opierała się na chemicznych koformulantach, co było sprzeczne z celem zaoferowania produktu przyjaznego dla środowiska i różniącego się od syntetycznych środków ochrony roślin dostępnych na rynku. Zostały one więc zastąpione koformulantami biologicznymi.

Następnie przeprowadzono testy w szklarniach, które wykazały, że produkt z koformulantami biologicznymi jest bardzo skuteczny przeciwko dwuliściennym i nieco mniej przeciwko jednoliściennym.

Próby polowe

Najwyższa dawka po miesiącu jest skuteczniejsza niż kwas pelargonowy i równie skuteczna jak glifosat.

Produkt jest skuteczny przeciwko dwuliściennym i nieco mniej przeciwko jednoliściennym, szczególnie na dość młodych stadiach rozwojowych.

Wyniki po 5 latach prób

Na 40 gatunków dwuliściennych skuteczność jest równa lub wyższa niż produktu na bazie kwasu pelargonowego, a w 4 z 7 przypadków dotyczy to także jednoliściennych.

Zatem skuteczność jest dobra dla wielu chwastów i utrzymuje się nawet dwa miesiące po zastosowaniu zabiegu.

Trwałość działania

Trwałość działania jest ważnym parametrem dla herbicydu. Na dwuliściennych po 100 dniach utrzymuje się dobra trwałość działania, przewyższająca kwas pelargonowy.

Ponadto, prawdopodobnie produkt ten pozwala zmniejszyć zasób nasion chwastów z roku na rok, czego nie robi kwas pelargonowy.

Mechanizm działania

Działanie jest wielomiejscowe – atakowane są różne miejsca w komórce, więc produkt działa poprzez kilka mechanizmów.

Po zastosowaniu zabiegu widać, że organelle grupują się w środku komórki, dochodzi do uszkodzenia ścian komórkowych, mitochondriów, efektu wysuszenia…

Ponieważ produkt szybko ulega biodegradacji, w ciągu 48 do 72 godzin, nie ma wpływu na następną uprawę.

Różne produkty w fazie rozwoju

Pierwszy produkt to formulacja gotowa do użycie, wniosek o dopuszczenie do obrotu złożono w 2024 roku. Celem jest rozpoczęcie sprzedaży w USA w 2026 roku i w Europie w 2027 roku.

Drugi produkt to nadal prototyp, formulacja jest znacznie bardziej skoncentrowana, aby objętości aplikacji na hektar były rozsądne (5 do 10 l).

Istnieje również projekt opracowania produktu selektywnego przeciwko dwuliściennym, ponieważ obecnie produkty są nieselektywne.

Bakterie i grzyby

Naukowcy pracują nad wykorzystaniem bakterii i grzybów do zwalczania chwastów.

Zastosowania bioherbicydów

Bioherbicydy ograniczają populacje chwastów poprzez produkcję toksycznych metabolitów lub wpływ na funkcje komórkowe komórek roślinnych, m.in. przez degradację błon, wywoływanie odwodnienia lub hamowanie kiełkowania… .

Mechanizm działania przypomina mechanizm gospodarz/patogen lub może również przypominać zjawisko allelopatia.

Ponadto, aby bioherbicyd był skuteczny, należy uwzględnić różne parametry, takie jak stadium fenologiczne docelowego chwastu, warunki środowiskowe czy dawkę stosowanego bioherbicydy.

Bioherbicydy mogą być stosowane do:

• specyficznego odchwaszczania lub punktowej aplikacji: ogrodzenia (hodowla), podwórka, ogrody prywatne
• zarządzania chwastami w uprawach na dużą skalę przed siewem
• kontroli pokrywy (stosując niższą dawkę)
• defoliacji ziemniaków: defoliacja chemiczna jest najczęściej stosowaną metodą. Jednak metoda polegająca na rozdrabnianiu liści ziemniaka, a następnie uzupełnieniu bioherbicydem, może okazać się skuteczna i pozwolić na ograniczenie stosowania środków chemicznych. W tej metodzie zastosowanie Beloukha może być rozwiązaniem. Jednak jest to produkt wymagający dobrych warunków aplikacji (objętość wody, warunki klimatyczne…) dla uzyskania dobrego efektu.

• Przerzedzania pędów winorośli i drzew owocowych (kontrola pędów w sadownictwo, cięcie pędów winorośli, pędów jabłoni, grusz, czereśni)
• Kontroli zachwaszczenia winorośli

Metoda stosowania

Aby bioherbicyd był skuteczny, należy stosować go w odpowiednim czasie i warunkach:

• Między kwietniem a wrześniem, po zakończeniu spoczynku nasion;

• Temperatura powyżej 15°C;

• Zaleca się stosowanie w stadium 3 do 4 liści, nie przekraczając stadium 6 liści;

• Należy unikać deszczu: zalecany jest co najmniej 2-godzinny odstęp między aplikacją a deszczem, aby zapobiec spływaniu produktu;

• Zaleca się stosowanie przy jasnym niebie, co umożliwia lepsze wysuszenie;

• Należy wykonać od dwóch do czterech zabiegów rocznie zgodnie z kryteriami dopuszczenia produktów;

• Należy stosować regularnie przez lata, co pozwala zmniejszyć zasób nasion w glebie;

• Zwilżyć całą roślinę przy stosowaniu jako herbicyd

• Przestrzegać dawkowania podanego na etykiecie.

Skuteczność bioherbicydów

• Dobra skuteczność przeciwko dwuliściennym
• Mniejsza skuteczność przeciwko jednoliściennym
• Skuteczne szczególnie na młodych stadiach i podczas wzrostu roślin

Jednak w zależności od stosowanych związków, dawek i celowanych chwastów, bioherbicydy nie zawsze są skuteczne, a ich wpływ na środowisko nie zawsze jest dobrze oceniany.

Koszt

Bioherbicydy są zazwyczaj droższe w zakupie niż herbicydy chemiczne, ze względu na koszty produkcji, niewielką skalę przemysłową oraz czasem mniejszą skuteczność, która wymaga powtarzanych aplikacji lub wyższych dawek.