Herbicydy

• Herbicyd (herbicide) - substancja toksyczna; aktywna substancja agrochemiczna, której zadaniem jest zabicie niepożądanych roślin, szczególnie chwastów [Abdelonahhab Zaid i in. 2010]. Herbicydy są grupą związków chemicznych, nieorganicznych i organicznych, stosowanych w różnych sytuacjach: rolnictwo, oczyszczanie torów, autostrad, obiektów przemysłowych, cele taktyczno-wojskowe. Niektóre z nich, mające zdolność pobudzania lub hamowania wzrostu roślin, są zaliczane do tzw. regulatorów wzrostu.
• defolianty (środki do odlistniania roślin),
• desykanty (środki do wysuszania roślin),
• defloranty (środki do usuwania nadmiernej ilości kwiatków) [A. Kilanowicz 2008, s. 320].
• Herbicydy mogą działać wybiórczo, niszcząc tylko niektóre gatunki roślin, lub totalnie, niszcząc całą ich populację. Reagują z roślinami kontaktowo, np. parząco, lub układowo, powodując zaburzenia czynności układów enzymatycznych i procesów fizjologicznych. Herbicydy nieorganiczne, kiedyś powszechnie stosowane, np. chlorany, borany, arseniany (III), tiocyjaniany, cyjanamid wapniowy, sole miedzi, mają obecnie ograniczone zastosowanie użytkowe i małe znaczenie toksykologiczne. Istotne znaczenie dla zatruć ostrych oraz zagrożeń środowiskowych mają niektóre grupy herbicydów organicznych. Obejmują one kilka podstawowych klas chemicznych: pochodne mocznika, triazyny, kwasu karbaminowego oraz inne o indywidualnie różnej budowie [J. Brzeziński, Mirosław M. Szutowski s. 587].
• Tak więc herbicydy dzielą się na:
• totalne (niszczące całkowicie roślinność na danym terenie),
• selektywne (działające na niektóre gatunki roślin, a nieszkodliwe dla innych).
• W zależności od sposobu działania można wyróżnić również:
• herbicydy kontaktowe (działające tylko w miejscu zetknięcia się z rośliną i nie przemieszczające się w głąb tkanek),
• herbicydy systemiczne (działające na roślinę po wniknięciu do jej systemu krążenia) [Jan Kaniewski 1994, s. 60].
• Odporność na herbicydy (herbicide resistance) - zdolność roślin do pozostania bez uszkodzenia po zastosowaniu herbicydu [Abdelonahhab Zaid i in. 2010]. W rolnictwie dużym problemem jest zachwaszczanie pól uprawnych. Eliminacja chwastów, jeden z podstawowych zabiegów agrotechnicznych, wymaga znacznych nakładów pracy i kosztów. W tej sytuacji odporność na herbicydy jest ważną cechą użytkową, ponieważ znacznie upraszcza i zmniejsza koszty uprawy. Pierwsze odmiany odporne na herbicydy uzyskano w wyniku hodowli konwencjonalnej. Niski poziom odporności na herbicydy spowodował, że sukces rynkowy nowych odmian był niewielki. Sytuacja radykalnie się zmieniła po wprowadzeniu odmian GM. Najpierw uzyskano odporną na glifosat soję, a potem kolejno kukurydzę, rzepak, bawełnę i inne gatunki. Uprawa odmian odpornych na herbicydy pozwala na znacznie skuteczniejszą, w porównaniu do odmian konwencjonalnych, ochronę przed zachwaszczeniem. Efektem użycia odmiany z tą cechą jest uproszczenie agrotechniki, redukcja lub eliminacja orki i zmniejszenie liczby oprysków. Końcowy wynik ekonomiczny stosowania odmian odpornych na herbicydy spowodował, że zostały one szybko zaakceptowane, przede wszystkim w rolnictwie wielkoobszarowym [W. Orczyk 2012, s. 75-76]. Obecnie wprowadzone rośliny zmodyfikowane genetycznie charakteryzują się tolerancją na herbicydy (soja, bawełna, rzepak, kukurydza, burak cukrowy i lucerna) [Z.T. Dąbrowski, M. Grabowski 2012, s. 14]. Jak dotychczas, wprowadzenie tej cechy okazało się największym sukcesem komercyjnym w biotechnologii roślin uprawnych. Herbicydy niszczą rośliny głównie powodując zakłócenia funkcjonowania enzymów. W większości przypadków działają one na jeden enzym, kluczowy dla danego szlaku metabolicznego. Rośliny uprawne są w różnym stopniu wrażliwe na poszczególne herbicydy, a niektóre gatunki wykazują odporność na określony herbicyd; mówimy wtedy o specyficzności herbicydu w odniesieniu do danego gatunku lub grupy gatunków [A. Anioł 2001, s. 368-369]. Program wielkoobszarowych badań w Wielkiej Brytanii wykazał, że poprzez uprawę odmian GM kukurydzy, rzepaku, buraków tolerujących herbicydy, farmerzy uzyskują duże korzyści z bardziej racjonalnego stosowania herbicydów. Wyniosło to około 150 funtów/ha dla uprawy buraków cukrowych GM. Korzyści te wynikały ze znacznego zmniejszenia liczby opryskiwań herbicydami i późniejszego ich stosowania [Z.T. Dąbrowski, M. Grabowski 2012, s. 148].

TL;DR

Herbicydy to substancje chemiczne stosowane do zwalczania chwastów. Dzielą się na totalne (niszczące wszystkie rośliny) i selektywne (niszczące tylko niektóre gatunki). Odporność na herbicydy jest ważną cechą użytkową roślin uprawnych i może być uzyskiwana poprzez hodowlę konwencjonalną lub modyfikację genetyczną. Herbicydy działają głównie na enzymy roślin, a ich stosowanie może być ograniczone ze względów toksykologicznych i środowiskowych. Herbicydy mogą również hamować procesy fotosyntezy. Pochodne mocznika są jednymi z najczęściej stosowanych herbicydów.

==

• Herbicydy - pochodne mocznika

Herbicydy tej grupy są, obok pochodnych kwasu fenoksyoctowego, najczęściej stosowane w praktyce rolniczej. Jest to duża grupa związków chemicznych, najczęściej fenylopochodnych mocznika, zwłaszcza arylodialkilowych. Wprowadzenie chloru do cząsteczki zwiększa trwałość tych związków i przedłuża czas działania. Typowymi przykładani tej grupy są monuron i diuron o obok nich linuron. Związki te występują w formie krystalicznej, mają ograniczoną rozpuszczalność w wodzie i w różnym stopniu rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Mają, zwłaszcza monuron, długi okres zalegania w glebie. Przykładami są: preparat handlowy Televar w USA zawierający monuronm oraz Diuron-Bayer 80 WP - Niemcy, zawierający diuron. Herbicydy tej grupy są mało toksyczne dla organizmów wyższych. Zaliczane są do IV klasy toksyczności. Są mało toksyczne dla pszczół. Diuron wykazuje znaczną toksyczność dla ryb. Pochodne mocznika ulegają rozkładowi w glebie przy udziale drobnoustrojów, wilgoci oraz w reakcjach utleniania.W organizmie ssaków biotransformacja przebiega przez demetylację i hydroksylację w położeniu orto. W badaniach długotrwałych na zwierzętach nie wykazano kierunkowych działań toksycznych ani zaburzeń ogólnych, poza średnio zaznaczoną niedokrwistością i niewielkim przyrostem masy wątroby i śledziony. Sugestie o działaniu rakotwórczym monuronu nie zostały przekonująco potwierdzone. Brak jest doniesień o zatruciach tymi związkami u ludzi [J. Brzeziński, M.M. Szutowski s. 588].

==

• Herbicydy a fotosynteza

Wiele herbicydów hamuje reakcje świetlne fotosyntezy. Herbicydy dostępne w handlu niszczą chwasty poprzez oddziaływanie na fotosystem I lub fotosystem II. Inhibitory fotosystemu II hamują przepływ elektronów, a inhobotory fotosystemu I zmieniają kierunek przepływu elektronów z ferrodoksyny. Do inhibitorów fotosystemu II należą pochodne mocznika, takie jak diuron, oraz pochodne tri azynowe, jak atrazyna. Śą one najczęściej stosowanymi herbicydami w Stanach [John L. Tymoczko i in.2013, s. 429].

Herbicydy — artykuły polecane

Polipropylen — Liofilizacja — Barwniki spożywcze — Polietylen — Koagulacja — Biodegradacja — Galwanizacja — Emisja gazów cieplarnianych — Blocking

Bibliografia

• Anioł A. i in. (2001), Biotechnologia roślin, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
• Duda I. (red.) (1984), Słownik pojęć towaroznawczych, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Krakowie, Kraków
• Niemirowicz-Szczytt K. (2012), GMO w świetle najnowszych badań, Wydawnictwo SGGW, Warszawa
• Piotrowski J. (red.) (2009), Podstawy toksykologii. Kompendium dla studentów szkół wyższych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa
• Seńczuk W. (2005), Toksykologia współczesna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa
• Tymoczko J., Berg J., Stryer L. (2013), Biochemia - krótki kurs, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
• Zaid A., Hughes G., Porceddu E., Nicholas F. (2010), Słownik terminologiczny biotechnologii żywności i rolnictwa, Wydawnictwo SGGW, Warszawa

Autor: Markowska Beata