K súčasným nárokom kladeným nielen na správnu agronomickú prax, patrí požiadavka na zníženie potenciálneho úniku či iných neželaných alebo nepriaznivých dopadov agrochemikálií, pri zachovaní ich účinnosti. Prívalový dážď o patričnom úhrne a intenzite môže spôsobiť úplný únik odtokom alebo premiestnenie pesticídov do spodných vrstiev či odvedenie vodou v drénoch. Predpokladajme, že sa takáto strata či premiestnenie herbicídu povrchovým odtokom pohybuje iba na zdanlivo zanedbateľnej úrovni 2 %.
Na pozemku o priemernej výmere a pri variante s väčším aj menším sklonom a adekvátne rôznym indexom konektivity (zapojiteľnosti parcely) sa to zanedbateľným už rozhodne nejaví. Povrchový odtok dokáže k povrchovým vodám prenášať sedimenty, živiny aj agrochemikálie, prípadne sa tieto uložia na spodku svahu. K faktorom vplývajúcim na odtok zahrňujeme hlavne zvyšky rastlín, ako aj rastlinný kryt, sklon pôdy podliehať erózii, členitosť terénu či hrboľatosť pôdneho povrchu, svahovitosť atď. Aj obrátenie odvalu pôdy pri orbe, ako i samotná aplikácia herbicídov vplývajú na hydrológiu prostredia zmenou podmienok na povrchu pôdy. I keď v ďalšom kladieme dôraz na redukciu strát herbicídov, pre názornosť si dôsledky odtoku skôr predstavíme paradoxne v prípade málo pohyblivého fosforu, pretože ide o prvok, ktorý ako živina v nedostatku často limituje eutrofizáciu vodných systémov (teda „musí byť splavený“ aj fosfor). Straty herbicídov môžu mať závažnejší charakter, čo platí rovnako aj pre opačný prípad – hromadenie ich rezíduí.
Bez toho, aby sme sa v ďalšom zamerali na ťažko merateľné ekotoxikologické dôsledky či poškodenie priľahlých, susediacich porastov, každý si ľahko predstaví priame prejavy neželanej fytotoxicity, napr. okolnosti a dôsledky prekročenia odporúčaných dávok. Už slabé, približne štvrtinové prekročenie vyššej odporúčanej dávky trifluralinu spravidla viedlo k poškodeniu následne pestovaného porastu – mladých rastlín kukurice. Výraznejšie poškodenie sme pritom zisťovali na variantoch s redukovanou agrotechnikou v porovnaní s konvenčnou orbou. Poškodenie kukurice zdvojenou vyššou dávkou trifluralinu k predplodine sa už prejavovalo aj poklesom úrody.
Zvýšenie perzistencie či reziduálneho vplyvu fotostabilných herbicídov na následne pestované plodiny, pomalšia mineralizácia, vyššia sorpcia, zmena mobility (vertikálneho či povrchového úniku) – to všetko sú očakávateľné prejavy znižovania intenzity agrotechniky. Pri pôdoochranných technológiách obrábania pôdy je potrebné zhodnotiť najmä hospodárenie s pozberovými zvyškami na povrchu pôdy z hľadiska ich vplyvu na osud a účinnosť herbicídov. Tak ako rozmanité sú prírodné podmienky prostredia, v ktorých sa hospodári, tak rozdielne sú i vlastnosti používaných herbicídnych prípravkov. Preto sa jeden všeobecný scenár osudu herbicídov viac a viac rozvetvuje na štúdium čiastkových pochodov, ktoré nezriedka vedú k opačnému, ako všeobecne očakávanému stavu. Zníženie intenzity obrábania sa preto nemusí prejaviť očakávaným dôsledkom na osude konkrétneho herbicídu. Konkrétny prípravok nemá všade platný scenár svojho osudu, ten vždy podlieha podmienkam prostredia. Zapravenie pôdnych herbicídov (napr. metolachloru, cyanazine či donedávna bežne používaného atrazinu) do pôdy znižuje ich straty povrchovým odplavením, no objavujú sa aj štúdie tvrdiace opak. Výskum v tejto oblasti prináša aj protichodné závery a klbko poznania sa tak niekedy zdanlivo zamotáva. Prípadný nižší obsah rezíduí pripisujú niektorí autori vyššej sorpcii, iní vyššej degradácii, iní vyššiemu úniku… V nasledujúcich riadkoch sa pokúsime načrtnúť problematiku, poskladať útržkovitý obraz toho, čo sa s herbicídmi pri obrábaní pôdy deje, prípadne diať môže. Ucelené sledovania a štúdie ostávajú pre svoju finančnú a technickú náročnosť aj v zahraničí zriedkavé, domáce sú ojedinelé.
Zapravenie pôdnych herbicídov je ich favorizovanou aplikačnou metódou.
Základné činitele
Činitele ovplyvňujúce správanie sa pesticídov v agroenvironmentálnych podmienkach, a tým i účinnosť vrátane doby účinnosti, sa všeobecne rozdeľujú na tri stupne:
- prvotné – teplota, vlhkosť, atď. Tieto faktory majú obrovský význam, napr. rozpustnosť pesticídov môže byť prijímaná ako funkcia teploty, podobne ako aktivita mikroorganizmov spôsobujúcich rozklad pesticídov, atď.
- druhotné – mineralogické a mechanické zloženie pôdy, obsah a kvalita humusu, pH pôdy, druh pestovanej plodiny vrátane agrotechnických úkonov, atď. Bola napr. zistená a špecifikovaná tendencia k spomaleniu rozkladu herbicídov cyanazine a bentazone v pôde s agregátmi o priemere 3-5 mm v porovnaní s menšími agregátmi do 3 mm.
- indiferentné – popri úrovni sorpčného nasýtenia sa sem zvyčajne zaraďuje obsah makro a mikroživín. Tieto činitele ale nie sú celkom indiferentné (bezvýznamné), zrejme sú len nedostatočne prebádané. Niektoré ojedinelé štúdie napr. považujú všetky vklady dusíka za priamo vplývajúce na vyplavovanie herbicídov (zvyšujú ich mobilitu).
Takéto triedenie samozrejme nie je bezpodmienečné, nesporne odráža aktuálny stav poznania a súčasné aktivity výskumu v tejto oblasti ale aj potrebu ucelenejšieho pohľadu. Intenzívnejšie sa vplyvu agrotechniky na osud herbicídov začalo vo svete zaoberať niekoľko výskumných tímov až v 90-tych rokoch minulého storočia. Táto snaha pretrváva a rozširuje sa aj na ostatné skupiny pesticídov. V súčasnosti síce už existuje množstvo štúdií hodnotiacich vplyv rôznych systémov hospodárenia, pre značnú variabilitu podmienok a výsledkov stále chýbajú čisté a jednoznačné uzávery, a to aj pre konkrétne účinné látky. Najčastejším býva, že sa o vplyve obrábania na osud herbicídu nepojednáva, prípadne sa popisuje ojedinele, napr. vyššia perzistencia norflurazonu na dlhotrvajúcom bezorbovom variante v porovnaní s konvenčným. Pritom aj zistenia z porovnateľných klimatických podmienok sa musia hodnotiť z hľadiska aj ďalších podmienok, napr. či je ornica plytšia, či je pôda ľahšia, obsah humusu môže byť násobne vyšší podobne ako obsah ílovitých častíc, zima môže trvať dlhšie, atď.
Obrábanie, druhotný faktor
Rôzne systémy základného obrábania pôdy ponechávajú rozdielne množstvá rastlinných zvyškov na povrchu pôdy. Spravidla najviac rastlinných zvyškov ostáva pri bezorbovej technológii, pri nastielaní, prípadne pri tzv. pôdoochranných technológiách. Takéto technológie sú vďaka tomu známe svojím protieróznym vplyvom a v prípade dažďa sa očakáva najmenšie odplavenie. Ochranné obrábanie pôdy redukuje straty pôdneho sedimentu najmä vďaka krytu z rastlinných zvyškov na povrchu pôdy, ktoré obmedzujú oddeľovanie pôdy a prenos sedimentu. Koncentrácia herbicídov v unikajúcom sedimente a v odtekajúcej vode je však spravidla vyššia pri bezorbovej technológii už pri porovnaní s plytkým základným spracovaním s následnou predsejbovou prípravou napr. tanierovaním. Rozdiel v zmienenej koncentrácii herbicídov spočíva tiež v ich aplikácii s možnosťami pred- alebo po- tanierovaní, bránení. Pokiaľ sú herbicídy sorbované, zachytávajú sa skôr v unikajúcom sedimente, pokiaľ herbicídy nie sú silno sorbované, skôr sa koncentrujú v odtekajúcej vode. Nezapravenie herbicídov a ich zachytenie na pozberových zvyškoch sa pokladá za dôvod vyššej koncentrácie unikajúcich herbicídov pri bezorbových technológiách. Straty herbicídov na bezorbových technológiách sú v skutočnosti veľmi variabilné, môžu byť najmenšie i najvyššie, hlavne v závislosti od množstva a intenzity odtekajúcej vody, čo sa zasa odvíja od množstva a intenzity zrážok ako aj rozdelenia zrážok v priebehu roka. Straty herbicídov pri plytkom základnom obrábaní sú spravidla vyššie, ak sa postrek aplikuje až po tanierovaní než v prípade, ak sa postrek aplikuje pred tanierovaním, teda zapravením. Zapravenie pôdnych herbicídov je ich favorizovanou aplikačnou metódou – pre redukciu strát herbicídov odtokom aj fotolýzou (rozklad svetlom).
Pokus s troma variantmi základného obrábania pôdy (klasická, bezorbová a pestovanie na hrobkoch) a jednou spoločnou kultiváciou (tiež bez) počas vegetácie pri sóji, s použitím herbicídov alachlor a cyanazine po sejbe, potvrdil vplyv základného obrábania ako aj kultivácie na odtok. Straty pôdy spôsobené dažďom boli vyššie pri variantoch s kultiváciou v porovnaní s variantami bez kultivácie, pričom základné obrábanie pôdy vplývalo na hydrologický režim zmenou podmienok na povrchu pôdy. Obrábanie pôdy malo svoj dôsledok i na kvalitu odtekajúcej vody, a to na odtok vyskytujúci sa pred i po kultivácii. Rastlinné zvyšky redukovali odtok vyskytujúci sa pred kultiváciou a straty sedimentu v neprospech konvenčnej orby. Podobne vplýval kryt burín v medziriadkoch medzi herbicídne ošetreným pásom sóje (40-60 % ošetrenie herbicídmi podľa šírky medziriadkov), obzvlášť pri hlbokej orbe. Takýto kryt burín je významný pokiaľ chýba plodinový kryt alebo kryt plodinou nie je ešte dostatočne vyvinutý. V prípade odtoku po kultivácii sa významný rozdiel podľa rôznych variantov základného obrábania pôdy nezistil, niektoré iné štúdie uvádzajú vyššie straty herbicídu odtokom po kultivácii v rámci bezorbovej technológie. I keď sa takýto spôsob pestovania sóje u nás nevyskytuje, rôzne prvky agrotechniky sú pri plodinách zaužívané a ich vplyv bude zrejme podobný.
Pokusy s rôznymi variantmi obrábania pôdy.
Pokiaľ si rastlinné zvyšky pri pôdoochranných technológiách vyžadujú zvláštnu pozornosť, pri konvenčnom systéme treba osobitne počítať s časom potrebným pre uzavretie povrchu pôdy. Spravidla ide o týždeň či dekádu. Isté meranie na pôde náchylnej na pôdny prísušok (tým aj na odtok) uvádza zníženie strát vysokomobilného atrazínu odtokom nasledovne: 6,2 % pri bezorbovej technológii s rastlinnými zvyškami na povrchu, 4,4 % pri bezorbovej technológii bez rastlinných zvyškov a 1,5 % pri klasickej agrotechnike po týždni. A opačne, sorpcia bola rýchlejšia pri bezorbovom ako klasickom systéme v prípade alachloru, ktorého degradácia bola zároveň tiež rýchlejšia pri bezorbovej ako konvenčnej agrotechnike. Všeobecne je známe, že obrábanie pôdy spôsobuje zmeny koncentrácie pesticídov hlavne v povrchovej 0-0,15 m vrstve a menšie straty odtokom spôsobujú vyššie koncentrácie agrochemikálií pri konvenčnej agrotechnike. Z hľadiska očakávanej aridizácie regiónov v dôsledku klimatickej zmeny, či v oblastiach, kde prevládajú suchšie podmienky, sa zapraveniu herbicídov má venovať viac pozornosti. Týka sa to nielen prípravkov, ktorých účinnosť sa aktivuje tým, že sa dostávajú do pôdneho roztoku, ale i tých, ktoré účinkujú vysokým tlakom pár a buriny ničia v štádiu ich klíčenia. Je známe, že pôdne herbicídy sa zapravujú taniermi, kombinátormi, rotačnými plečkami, bránami a v suchších rokoch sa väčšia pozornosť venuje aj kultivácii porastu.
Zrážky
V závislosti od výskytu zrážok sú zvyšky vysoko mobilného atrazínu v hornej vrstve pri konvenčnej a bezorbovej technológii rozdielne. Atrazín stále patrí k najpreštudovanejším prípravkom, síce je za svojím zenitom, no stále poskytuje porovnávací štandard. Zrážky bezprostredne alebo krátko po aplikácii atrazínu spôsobujú opačnú distribúciu atrazínu ako zrážky vyskytujúce sa 3-4 dni po postreku, čo sa týka porovnania konvenčnej a bezorbovej technológie. Viac atrazínu ostáva vo vrchnej vrstve pri konvenčnom obrábaní, ak sa zrážky objavia do 12 hodín po postreku. Ak sú zrážky časované niekoľko dní po aplikácii, ostáva viac atrazínu vo vrchnej vrstve pri bezororbovej technológii.
Niektoré štúdie dokumentujú menší odtok po letných búrkach pri bezorbovej technológii ako pri konvenčnej agrotechnike. Minimalizácia v obrábaní prispieva k trvalejšiemu krytu na povrchu pôdy z rastlinných zvyškov, úvahy sa viažu aj k pretrvaniu chodieb dážďoviek, chodieb poľných hlodavcov, v prípade ťažších pôd je známy výskyt pôdnych prasklín… Tieto cesty sú dôležité pri preferenčnom prúdení vody, zvlášť pri intenzívnych letných búrkach. Množstvo a intenzita zrážok ako i vlhkosť pôdy ovplyvňujú množstvo takto odvedenej vody zo silných letných búrok v relatívne suchej pôde pri bezorbovej technológii. Otázka je, čo všetko ešte vplýva na množstvo vyplaveného herbicídu. V prípade vysokomobilného atrazínu štúdie potvrdili, že takéto straty sú vyššie, ak sa intenzívne búrky vyskytnú krátko po aplikácii. A naopak, únik atrazínu sa obmedzuje tým viac, čím je výskyt búrky od aplikácie časovo vzdialenejší a tiež, ak výskyt zrážky malej intenzity predchádza výdatnejšej búrke.
Výskyt odtoku krátko po aplikácii atrazínu i metolachloru spôsobil vyššie koncentrácie herbicídov v odtekajúcej vode i vo vode unikajúcej drénmi. Za štvorročné sledovanie bola priemerne 1,3 resp. 1,8 krát vyššia koncentrácia herbicídov v odtoku, resp. drenážnej vode pri pôdoochrannej technológii ako pri konvenčnej agrotechnike. Pôdoochranná technológia spravidla mení spôsob úniku herbicídu v porovnaní s konvenčnou agrotechnikou, zvyšuje odtok a zmenšuje odvedenie drénmi či práve naopak, avšak pre herbicídne straty sú environmentálne faktory po herbicídnej aplikácii dôležitejšie ako spôsob obrábania. Úplný únik (napr. záplavou) môže byť rovnaký pri konvenčnej (KA), minimalizačnej (MA) i bezorbovej technológii (BO). V prípadoch, ak sa nezisťuje výrazný podiel agrotechniky na odtoku, bezorbová agrotechnika významne redukuje eróziu, avšak pri najvyššej herbicídnej koncentrácii atrazínu a alachloru v odtekajúcej vode (BO > KA > MA). Koncentrácia herbicídov vo vode časom klesá.
Pôdoochranná technológia spravidla mení spôsob úniku herbicídu v porovnaní s konvenčnou agrotechnikou, zvyšuje odtok a zmenšuje odvedenie drénmi či práve naopak, avšak pre herbicídne straty sú environmentálne faktory po herbicídnej aplikácii dôležitejšie ako spôsob obrábania.
Závažnou stránkou rôznych takto zameraných štúdií je, že sa vyhodnocuje dopad reálnych zrážok. Simulácia a interpretácia vplyvu zrážok rôznej intenzity a ich časovania je stále vzácna.
Autori: Ing. Š. Tóth, PhD., Ing. M. Danilovič, PhD. VÚAe Michalovce
