Zagrożenia uprawy w monokulturze

Wieloletnia monokultura ujemnie wpływa na zachwaszczenie, choroby, szkodniki oraz plonowanie kukurydzy.

Uprawa roli niezaprzeczalnie stanowi integralną część agrotechniki, a jej bezpośredni wpływ na agrofitocenozę oraz plonowanie rośliny uprawnej jest czynnikiem silnie kształtującym występowanie agrofagów. Niewątpliwie istotnym czynnikiem, który bezpośrednio kształtuje agrofitocenozę a pośrednio wpływa na plonowanie kukurydzy są uproszczenia uprawowe (w szczególności całkowite zaniechanie uprawy), gdyż powodują najczęściej zmianę warunków fizycznych, chemicznych czy biologicznych, co w konsekwencji przekłada się później na wzrost i plonowanie kukurydzy ale również posiada bardzo duży wpływ na rozwój samych agrofagów (chwastów, chorób i szkodników).

Zachwaszczenie łanu kukurydzy

Stosowanie różnego rodzaju uproszczeń uprawowych, np. uprawy bezorkowej, a w szczególności siewu bezpośredniego w połączeniu z uprawą roślin w monokulturze (głównie wieloletniej), może doprowadzić nie tylko do zmiany ilościowej ale również jakościowej zbiorowisk chwastów w agrofitocenozie kukurydzy. Na miejsce zbiorowisk w których występuje duża różnorodność (kilkanaście czy nawet kilkadziesiąt gatunków), pojawiają się bardzo uproszczone zbiorowiska chwastów, składające się zaledwie z 2-3(5) gatunków dominujących. W warunkach uprawy bezpłużnej czy siewu bezpośredniego, następuje szybsze rozprzestrzenianie się gatunków wieloletnich zarówno jedno jak i dwuliściennych, przy jednoczesnym ograniczaniu gatunków rocznych krótkotrwałych. Szkodliwość takich zbiorowisk, bardzo często jest dużo większa niż zbiorowiska złożonego z kilkunastu lub nawet z kilkudziesięciu gatunków chwastów. W tym przypadku o szkodliwości decyduje nie liczba gatunków, lecz łączna liczebność i całkowita biomasa chwastów występujących w kukurydzy. Wieloletnia monokultura w połączeniu z siewem bezpośrednim powoduje powstawanie bardzo dobrych warunków do występowania gatunków chwastów najlepiej przystosowanych, co w konsekwencji bardzo często prowadzi do wystąpienia zjawiska określanego mianem „kompensacji uprawowej” (nie mylić ze zjawiskiem „kompensacji herbicydowej”, gdyż jest to całkowite przeciwieństwo!!!).

Zjawisko „kompensacji uprawowej” chwastów, polega na masowym pojawieniu się 1 lub 2-3 gatunków chwastów w łanie kukurydzy oraz nielicznej grupy 3-5 gatunków zwanych towarzyszącymi. Bezpośrednia szkodliwość gatunków dominujących może polegać na intensywnym pobieraniu jednego z makroelementów np. azotu (np. ślaz zaniedbany, barszcz Sosnowskiego) lub na wydzielaniu do środowiska toksycznych związków fitochemicznych, tj. terpenoidów, laktonów (np. bylica pospolita) czy triterpenów, saponin (np. nawłoć późna, kanadyjska), które mogą działać hamująco na wzrost i rozwój kukurydzy. Ponadto szkodliwość takich dominantów może objawiać się jeszcze tym, że oprócz istotnego obniżenia plonowania (o 20-50%), powodują jeszcze utrudnienia w mechanicznym zbiorze kukurydzy (o 10-30%).

Najlepszym przykładem obrazującym, jakie mogą zajść zmiany w składzie gatunkowym i ilościowym chwastów jest plantacja kukurydzy, prowadzona w monokulturze z siewu bezpośredniego. Kukurydza jest rośliną, która w początkowym okresie wzrostu, bardzo źle znosi konkurencję ze strony chwastów. Najczęściej plantacja kukurydzy jest zachwaszczana przez różne gatunki chwastów zarówno jednoliścienne jak i dwuliścienne. Jednak coraz częstszym problemem wynikającym ze sposobu uprawy roli braku zmianowania (wieloletnia monokultura) oraz jednostronnego stosowania s.cz. herbicydów (kompensacja herbicydowa, powstawanie odporności), stają się gatunki chwastów wieloletnich, tj. mietlica olbrzymia, trzcinnik piaskowy, ostrożeń polny, ślaz zaniedbany, nawłoć późna, nawłoć kanadyjska, bylica pospolita, kielisznik zaroślowy, trędownik bulwiasty, mniszek pospolity czy nawet pokrzywa zwyczajna i barszcz Sosnowskiego. Strategia polegająca na przystosowaniu się do rytmu rozwojowego kukurydzy, uprawianej w długoletniej monokulturze w systemie bezpłużnym czy siewie bezpośrednim, sprzyja przetrwaniu tych gatunków chwastów, a często pozwala im na masowe występowanie w kolejnych latach uprawy kukurydzy. W szczególności dotyczy to gatunków wymienionych powyżej, które posiadają głęboki system korzeniowy oraz silnie rozbudowane organy wegetatywne, tj. rozłogi podziemne i nadziemne, kłącza, korzenie spichrzowe, bulwy i cebulki, które pozwalają im przetrwać niekorzystne warunki środowiskowe. Dlatego dobra znajomość rytmu życiowego tych uciążliwych chwastów może uchronić plantatora przed dużymi stratami w plonowaniu i pozwoli zastosować odpowiednie metody czy środki zaradcze w postaci np. herbicydów selektywnych czy nieselektywnych, które szybko i bezpiecznie dla rośliny uprawnej ograniczą ich występowanie na plantacji kukurydzy.

Plonowanie kukurydzy

Wśród plantatorów panuje powszechna opinia, że w przeciwieństwie do zbóż, kukurydzę można uprawiać w kilku czy nawet w kilkunastoletniej monokulturze bez większych strat w plonie ziarna. Jednak podobnie jak w przypadku zbóż kłosowych (wyjątek stanowi żyto ozime), uprawa kukurydzy po sobie przez dłuższy okres czasu, dodatkowo w połączeniu z daleko idącymi uproszczeniami uprawowymi, niestety prowadzi do wzrostu presji ze strony różnych agrofagów, co oczywiście może przełożyć się negatywnie na plonowanie kukurydzy.
W pierwszych 1-3 latach nie uwidacznia się spadek plonowania, natomiast w kolejnych 4-7 latach (tzw. okres przejściowy) stosowania systemów bezpłużnych, w szczególności siewów bezpośrednich, następuje spadek plonowania kukurydzy (o 10-30%) w porównaniu do systemów konwencjonalnych. Związane jest to z reorganizacją cech fizyko-chemicznych i biologicznych gleby. Jednak już w kolejnych latach, następuje tzw. faza konsolidacji w wyniku której obserwuje się zwiększoną zawartość resztek roślinnych i próchnicy oraz wzrost stopnia nasycenia kompleksu sorpcyjnego jonami metali o charakterze zasadowym w wierzchniej warstwie gleby. W wyniku kolejnych kilkunastu lat uprawy (tzw. faza zachowawcza, okres powyżej 20 lat) następuje zoptymalizowanie struktury i tekstury gleby, oraz wytworzenie się w miarę stabilnych warunków agrofitosocjologicznych, co może przełożyć się na uzyskanie zbliżonych plonów ziarna w porównaniu z plonami uzyskanymi w uprawie konwencjonalnej prowadzonej w zamianowaniu.

Choroby grzybowe

Niestety wieloletnia monokultura w szczególności w połączeniu z siewem bezpośrednim to także jeden z czynników istotnie wpływających na występowanie chorób grzybowych. Przetrwalniki większości grzybów zimują bowiem w glebie lub w resztkach pożniwnych kukurydzy. Dlatego przy długotrwałej monokulturze wzrasta ryzyko skokowego pojawu niektórych z nich. Dotyczy to zwłaszcza grzybów patogenicznych, które są odpowiedzialne za rozwój szczególnie groźnych chorób, tj. fuzariozy podstawy łodyg i kolb. W szczególności te ostnie są bardzo niebezpieczne, gdyż grzyby z rodzaju Fusarium, wytwarzają mikotoksyny (np. zearalenon), które są bardzo niebezpieczne dla zwierząt oraz ludzi. Plantatorzy, którzy decydują się na monokulturę i uproszczenia uprawowe muszą mieć świadomość, że niektóre stadia przetrwalnikowe grzybów znajdujące się w glebie, zachowują zdolności infekcje przez okres kolejnych 1-3(5) lat. Niechlubnym przykładem może być grzyb Sphacelotheca reiliana, sprawca głowni guzowatej kukurydzy, którego zarodniki mogą przetrwać w glebie nawet 10(15) lat, co niestety bardzo utrudnia skuteczną walkę z tą chorobą na polach gdzie uprawia się kukurydzę w siewie bezpośrednim i wieloletniej monokulturze.

Szkodniki

Kukurydza uprawiana przez dłuższy okres w monokulturze również w większym stopniu narażona jest na silniejsze uszkodzenia spowodowane przez niektóre szkodniki. Monokultura, zwłaszcza połączona ze skrajnymi uproszczeniami w uprawie roli (siew bezpośredni), zwiększa ryzyko silniejszego uszkodzenia roślin przez szkodniki glebowe, np. drutowce czy pędraki, których rozwój w glebie przebiega od 3(5) do 4(5) lat. Również w przypadku kolejnych dwóch szkodników, tj. omacnicy prosowianki i zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej, występuje dodatnia korelacja, związana z częstotliwością ich pojawu a sposobem uprawy kukurydzy. Szkodliwość gąsienic omacnicy prosowianki polega na wygryzaniu otworów w łodygach, co skutkuje wyleganiem roślin a w przypadku „dziurawienia” kolb ułatwia grzybom z rodzaju Fusarium, zainfekowanie uziarnionej kolby kukurydzy, przez co plon ziarna może ulec redukcji o 10-30%.

Podobnie sytuacja wygląda w przypadku larw zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej, które pojawiają się od połowy maja do początku sierpnia i intensywnie żerują na najcieńszych korzeniach oraz wewnątrz korzeni. Uszkodzenie korzeni prowadzi do wylegania i deformacji roślin kukurydzy, co mocno utrudnia zbiór i przyczynia się do strat w plonie ziarna, sięgających nawet 30%.

Dlatego plantatorzy, którzy decydują się na monokulturę, zwłaszcza wieloletnią, w powiązaniu z uproszczeniami uprawowymi muszą mieć świadomość, że ten system uprawy kukurydzy niestety wymaga w dłuższej perspektywie czasowej stosowania szeregu środków wspomagająco-regenerujących. Należy sobie zadać pytanie, czy w takiej sytuacji opłaca się zastąpić system płużny siewem bezpośrednim i uprawiać kukurydzę w wieloletniej monokulturze? Zdając sobie również sprawę z faktu, że w przyszłości mogą wystąpić poważne problemy w ograniczaniu szybko rozprzestrzeniających się agrofagów, co niestety związane będzie również z malejącym doborem niektórych substancji czynnych zalecanych właśnie do ich ograniczania w łanie kukurydzy. Odpowiedzi na to pytanie musi udzielić sobie, każdy plantator, który uprawia kukurydzę w naszym kraju.

dr inż. Tomasz R. Sekutowski
IUNG – PIB w Puławach
Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wrocławiu