Herbicydy wprowadzane są do środowiska w celu zniszczenia roślinności niepożądanej. Aplikowanie ich pociąga za sobą szereg niekorzystnych skutków. Szczególnie dużo niebezpieczeństw niesie za sobą nadmierne i nieuzasadnione stosowanie preparatów chemicznych, które zanieczyszczają środowisko naturalne i stanowią zagrożenie dla konsumentów. Zabiegi herbicydowe mogą powodować zanieczyszczenie płodów rolnych i gleby. Wymywanie substancji aktywnych w głąb profilu glebowego niesie ryzyko skażenia wód gruntowych. Zaleganie substancji biologicznie czynnych w glebie może ograniczać wysiew roślin następczych, dotyczy to zwłaszcza takich substancji jak: diflufenikan, nikosulfuron, mezotrion, flurochloridon, chlomazon, amidosulfuron.

W czasie oprysku herbicyd zostaje wprowadzony do środowiska, w którym ulega szeregu przemianom. Podczas aplikacji przedwschodowej cała dawka herbicydu dostaje się do gleby, natomiast jeżeli preparat stosujemy powschodowo część dawki osiada na roślinach, a tylko niewielka ilość dostaje się bezpośrednio do gleby. Chwasty wrażliwe po pobraniu substancji aktywnej zamierają i wraz z nimi do gleby dostaje się substancja czynna lub jej metabolity.

Wpływ środków ochrony roślin na środowisko naturalne uzależniony jest od szeregu czynników. Środki ochrony roślin, które dostaną się do gleby, a nie zostaną pobrane przez korzenie roślin, mogą ulegać degradacji wywołanej aktywnością mikroorganizmów glebowych, fotodegradacji, degradacji chemicznej np. na skutek hydrolizy, sorpcji przez organiczne i mineralne części gleby, ulatnianiu, migracji wraz z wodami znajdującymi się w glebie. Tempo rozkładu herbicydu zależy przede wszystkim od rodzaju substancji biologicznie czynnej oraz warunków środowiskowych, takich jak: typ gleby, temperatura, wilgotność, pH roztworu glebowego. Bardzo ważnym elementem wpływającym na rozkład substancji czynnych jest obecność w glebie mikroorganizmów, głównie bakterii i grzybów. Herbicydy w glebach o wysokiej aktywności biologicznej rozkładają się szybciej, niż w glebach o małej ilości mikroorganizmów glebowych. Rozkład substancji biologicznie czynnych przebiega dwuetapowo. W pierwszej kolejności następuje rozpad cząstek do metabolitów, z których część posiada jeszcze aktywność biologiczną, a następnie do substancji prostych, takich jak: woda, dwutlenek węgla, tlenki azotu itp. Pierwszy etap rozkładu herbicydu zachodzi szybko, a następny ulega wyraźnemu spowolnieniu. Przejście między fazą szybkiego i wolnego rozkładu występuje zazwyczaj po upływie od 2 do 4 tygodni od zastosowania herbicydu.

W konsekwencji w wierzchniej warstwie pozostałości są bardzo małe, a w głębszych warstwach zalegają dłużej przez co wzrasta ryzyko przedostania się ich do wód gruntowych. Rozkład substancji aktywnych wzrasta wraz z uwilgotnieniem gleby. Suszenie i nawilżanie gleby spowalnia rozkład tych substancji. Kolejnym procesem, jakiemu poddawane są herbicydy w glebie jest sorpcja. Jest to jeden z głównych procesów wpływających na przemieszczanie się herbicydów w glebach. Sorpcja substancji aktywnych uzależniona jest od zawartości materii organicznej i składu granulometrycznego gleby, przy czym wpływ składu chemicznego gleby na sorpcję uzależniony zależy od rodzaju substancji biologicznie czynnej. Wykazano, że zawartość i rodzaj materii organicznej, minerałów ilastych oraz pH mają największy wpływ na intensywność sorpcji herbicydów. W warunkach kwaśnego środowiska pochodne sulfonylomocznika, imidazolinony i triazyny zyskują ładunek elektryczny dodatni i są silnie absorbowane przez ujemnie naładowane cząstki gleby. Herbicydy, które w roztworze glebowym występują w formie anionowej (2,4-D, dikamba) są w niewielkim stopniu absorbowane przez glebę. W tabeli 1 przedstawiono mobilność wybranych substancji biologicznie czynnych.

Tabela 1. Charakterystyka wybranych substancji biologicznie czynnych ze względu na zdolność do przemieszczania się w glebie (Praczyk i Skrzypczak 2004).

K_oc – współczynnik sorpcji w ml/g

Trwałość herbicydów w środowisku glebowym, a pośrednio również okres ich aktywności biologicznej charakteryzuje czas połowicznego rozkładu DT₅₀ tzn. czas konieczny do rozkładu (degradacji) substancji aktywnej do połowy jej pierwotnej koncentracji w glebie. W glebach bogatych w mikroorganizmy czas połowicznego rozkładu jest krótszy, niż w glebach jałowych. Na wielkość DT₅₀ znaczący wpływ ma również temperatura i wilgotność. Obniżenie temperatury z 25 do 5^oC może spowodować kilkukrotne wydłużenie czasu połowicznego rozkładu substancji biologicznie czynnych, a zwiększenie wilgotność podłoża skraca czas DT₅₀ nawet o kilkanaście dni. W tabeli 2 podano podział herbicydów ze względu na czas zalegania w glebie.

Na tempo rozkładu herbicydów ma również wpływ uprawa roli. W uprawie uproszczonej dynamika rozkładu herbicydów jest wolniejsza, niż w systemie orkowym. Gleba uprawiana systemem tradycyjnym odznacza się większą pulchnością i przepuszczalnością, a więc przemieszczanie i rozkład substancji aktywnych są w niej zdecydowanie szybsze. Ponadto wykazano, że mieszaniny herbicydów z adiuwantami nieco inaczej zachowują się w środowisku glebowym, niż herbicydy stosowane samodzielnie. Preparaty z dodatkiem adiuwanta dłużej ulegają degradacji, niż aplikowane samodzielnie. 

Z rolniczego punktu widzenia zbyt szybka degradacja herbicydu nie jest korzystna. Gdy poziom substancji aktywnej w glebie szybko osiąga poziom, który nie jest toksyczny dla chwastów, na polu uprawnym pojawia się tzw. zachwaszczenie wtórne. Należy zaznaczyć, że niewielka trwałość substancji biologicznie czynnej w środowisku nie świadczy jeszcze o niskiej toksyczności związku. Wykazano bowiem, że metabolity sulfonylomoczników mogą uszkadzać rośliny uprawne, a także niekorzystnie wpływać na funkcjonowanie organizmów i enzymów glebowych. 

Tabela 2. Charakterystyka wybranych substancji biologicznie czynnych ze względu na okres zalegania w glebie (Praczyk i Skrzypczak 2004).

Stężenie herbicydów w glebie powinno być na tyle duże, aby skutecznie zniszczyć chwasty bez negatywnego wpływu na rośliny uprawne i jednocześnie na tyle małe aby rośliny mogły pobrać jak największą ilość preparatu przez korzenie i nie dopuścić do wymywania poniżej strefy korzeni, i zanieczyszczenia wód gruntowych. O ile zazwyczaj notowane niskie stężenia pozostałości herbicydów w wodach nie stanowią zagrożenia dla zdrowia człowieka i zwierząt, o tyle sama ich obecność może budzić pewne zaniepokojenie.

Literatura:

1. Praczyk T., Skrzypczak G., 2004. Herbicydy. PWRiL, Poznań.
2. Woźnica Z., 2013. Herbologia. Podstawy biologii, ekologii i zwalczania chwastów. PWRiL, Poznań.
3. Grygiel K., Sadowski J., Snopczyński T., Wysocki A., 2012. Pozostałości herbicydów w płodach rolnych i glebie. JEcolHealth 4 (16), 159–163.
4. Sadowski J., 2009. Środowiskowe skutki pozostałości herbicydów. Materiały szkoleniowe 94, ss. 61.
5. Sadowski J., Kucharski M., Sekutowski T., 2007. Ocena zagrożeń upraw następczych przez pozostałości wybranych herbicydów stosowanych w uprawach rzepaku. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 47 (3), 246–253.
6. Sadowski J., Sekutowski T., 2008. Wpływ uproszczeń w technice uprawy na degradację i transport pozostałości w glebie herbicydów z grupy pochodnych sulfonylomocznika. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 48 (4), 1242–1249.