Glifosat je razvijen u američkoj kompaniji „Monsanto“ 1974. godine i danas je jedan od najviše korištenih herbicida širom svijeta. Koristi se za tretiranje jednogodišnjih korova, a zbog svojeg sistemičnog djelovanja pogodan je i u suzbijanju višegodišnjih korova i šumskih biljaka. U biljke prodire kroz listove i djeluje inhibicijom sinteze pojedinih esencijalnih aminokiselina biljnog metabolizma. Biljka kroz list relativno sporo usvaja sredstvo. Usvajanje i translokaciju pospješuju različiti aditivi koji su redovito sastavni dio formulacije ili se izravno dodaju škropivu.
Sredstvo se asimilatima relativno sporo premješta u sve dijelove biljke. Upotreba glifosata u poljoprivredi se masovno širi između ostalog i zbog uzgoja genetički modificiranih biljaka koje mogu podnijeti ovaj herbicid. Koristi se i u trajnim nasadima radi suzbijanja korova. U posljednje vrijeme, zbog velikog korištenja tog herbicida, došlo je do sve većeg zanimanja i brige zbog njegovog utjecaja na ljude, biljni i životinjski svijet, ali i na tlo i okoliš. U ovom članku objektivnim pristupom dat ćemo prikaz utjecaja kontinuirane upotrebe glifosata na tlo u trajnim nasadima.
Kako se glifosat razgrađuje u tlu ?
Kako bi se shvatio mogući utjecaj glifosata na tlo, potrebno je prvo razjasniti što se s njim događa u tlu nakon aplikacije. U uvjetima tla glifosat je rezistentan na kemijsku degradaciju, stabilan na sunčevu svjetlost. Relativno se ne ispire, te ima nisku tendenciju za otjecanje (jedino kada je adsorbiran na koloidnu tvar). Relativno je nepokretan u većini tala kao rezultat njegove jake adsorpcije na čestice tla. U dodiru s česticama gline tla, glifosat se čvrsto veže. Vezanje glifosata je slično vezanju fosfata i moguće je da se akumulacijom fosfata u tlu može smanjiti kapacitet vezanja glifosata. S adsorpcijskog kompleksa tla ne desorbira. Iako se za glifosat tvrdi da se čvrsto veže za čestice tla, te da je slabo mobilan u tlu i ne dolazi do kontaminacija podzemnih voda. Ipak su rezidue glifosata detektirane diljem Europske Unije u površinskim vodama. Najčešće detekcije i najviše koncentracije herbicida u vodenim tokovima javljaju se kad nakon tretiranja površina padnu jaki pljuskovi.
Smatra se da je mikrobiološka razgradnja jedan od najvažnijih procesa koji određuju perzistentnost herbicida u tlu. Tla s visokom mikrobiološkom aktivnosti naklonjenija su brzoj biološkoj razgradnji glifosata.
Glifosat se može razgraditi pri aerobnim i anaerobnim uvjetima. Usprkos perzistentnosti C-P (ugljik-fosfor) veze, glifosat se ne akumulira u tlu, jer su mikroorganizmi u mogućnosti razbiti tu vezu. Vrijeme raspadanja glifosata u tlu može varirati, a to ovisi i o vrsti tla. Prema jednom istraživanju potpuna razgradnja traje od 1-174 dana. Dok se u drugom istraživanju navodi da je vrijeme razgradnje 90% prvotne doze herbicida između 14 i 90 dana.
Utjecaj na mikroorganizme u tlu
Prisutnost glifosata u tlu može prouzrokovati promjene u mikrobiološkoj populaciji i aktivnosti tla. Pokretljivost glifosata u tlu je limitirana kemijskom adsorpcijom na površinski centimetar tla, iako stvarna penetracija ovisi o tipu tla. Prema tome, struktura zajednice ispod 1 cm vjerojatno nije zahvaćena utjecajem glifosata. Mikrobiološka aktivnost tla je stimulirana prisustvom glifosata, a signifikantno se povećava dodatkom glifosata. Nakon njegove rapidne adsorpcije na organske i mineralne površine tla, osim kao izvor C. Mikroorganizmi ga mogu koristiti i kao izvor N i P.
Glifosat se brzo iskoristi od mikroorganizama tla kao izvor hraniva. Navedeno potvrđuje i jedno istraživanje u kojem je zabilježeno da je više ugljikovog dioksida bilo otpušteno iz tretiranog tla nego iz kontrole (tlo koje nije bilo tretirano). Velike količine ugljikovog dioksida otpuštene u prisustvu glifosata sugeriraju da su mikroorganizmi tla u mogućnosti koristiti glifosat kao izvor ugljika. Tj. produkcija ugljikova dioksida vezana je uz degradaciju glifosata u tlu. Provedeno je također istraživanje utjecaja glifosata pri primjeni 100 x veće doze od preporučene na respiraciju tla. Takav slučaj se može dogoditi npr. kod slučajnog izlijevanja (što je ograničeno na mali prostor i površinu). Međutim potrebno je naglasiti da se u praksi zapravo ne događaju situacije u kojima bi se veća površina pod poljoprivrednim kulturama tretirala u tako velikim dozama. Stoga je navedenim istraživanjima zapravo svrha dobiti teoretski rezultat.
Ipak, navodimo i ovakva istraživanja, kako bi se jasnije stekao dojam o mogućem utjecaju glifosata u tlu. U jednom takvom istraživanju, zabilježena je respiracija tla 3-4 puta veća u usporedbi s tlima koja su tretirana preporučenim dozama, te netretiranim. Povećanje u respiraciji je počelo nakon 24h od primjene kod tla kod kojih je korištena 100x veća doza od preporučene.
Učinak glifosata na povećanje mikrobilološke aktivnosti tla može se smatrati njegovim izravnim (kratkotrajnim) učinkom. Budući da kad se iskoriste hraniva nastala razgradnjom glifosata, razina mikrobiološke aktivnosti se vraća na normalnu razinu. Međutim da li postoji dugotrajni učinak? Vrlo vjerojatno jedna aplikacija glifosata, čak i u većim dozama, neće rezultirati u dugotrajnim stimulacijskim efektima na aktivnost mikrobne zajednice tla. Provedeno je istraživanje o učinku ponovljenih aplikacija glifosata kroz dulje razdoblje, 6 i 11 godina. Ta tla su pokazala povećanje mikrobiološke aktivnosti u odnosu na tla kod kojih nije bilo ponovljene aplikacije. Ponovljena aplikacija stoga dovodi do povećane mikrobiološke aktivnosti zbog korištenja glifosata kao dostupnog supstrata. No opet dok god ima dostupnih hraniva nastalih razgradnjom glifosata.
Promjene u strukturi zajednica u tlu
Može li primjena glifosata utjecati na promjenu u strukturi zajednica u tlu? Promjene u strukturi zajednica u tlu nisu zabilježene pri primjeni preporučene doze glifosata. Dok je kod visoke koncentracije glifosata došlo do nekoliko bitnih promjena indeksa strukture zajednice. a) Odnos bakterija:gljiva u tlu Kod primjene 100 x veće doze glifosata od preporučene zabilježene su promjene u odnosu bakterija:gljiva u tlu. Odnos između bakterija i gljiva se povećao sa 1:3 u netretiranim do 1:1 u tretiranim tlima. Iz navedenoga se može zaključiti da je primaran učinak velike koncentracije glifosata na promjenu odnosa biomase bakterija:gljiva.
Ova se promjena u strukturi zajednice uklapa s načelnim konceptom da su bakterije u prednosti pri unosu labilnih supstrata. Dok su gljive u prednosti kod kompleksnih supstrata. Tla u kojima dominiraju bakterije su uobičajena pri intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji, kao i kod travnjaka koji ovise o redovitoj aplikaciji gnojiva. Malo je vjerojatno da bi jedna aplikacija glifosata, čak i ona kod koje bi došlo do izlijevanja nerazrijeđene kemijske tekućine imala dugotrajan učinak na odnos bakterija: gljiva u tlu. Očekuje se da će se struktura zajednica u gornjem profilu tla vratiti na uvjete prije tretiranja kako se herbicid degradira i kako se bakterijske zajednice nanovo priviknu na početne razine labilnih supstrata u tlu. b) Utjecaj na strukturu zajednice bakterija. U istraživanju kod kojeg je primijenjena preporučena doza glifosata nisu zabilježene promjene u strukturi zajednice bakterija kod tla. Dok su kod visokih koncentracija glifosata (100x od preporučene) promjene u strukturi zajednice zabilježene. Promjena u tipovima kolonija je zabilježena u 30. danu kod jednog uzroka.
Dva tipa kolonija, preliminarno identificirana kao Pseudomonas putida i Arthrobacter protophormiae/ramosus. Sadržavale su 49% od svih kolonija pri primjeni 100x veće doze glifosata od preporučene, dok samo 5% od svih kolonija u netretiranom tlu. S druge strane, jedan tip kolonija (Arthrobacter viscosus ili Bacillus circulans) bio je brojniji u netretiranom (21.3%) tlu, nego u tlu kod kojega je primijenjena 100 x veća doza glifosata od preporučene (0%) do 30. dana. c) Utjecaj na strukturu zajednice gljiva U mnogim istraživanjima je zabilježen porast broja gljiva pri primjeni glifosata, što može biti posljedica njegove izravne ili neizravne interakcije s ostalim mikroorganizmima. Gljiva može iskoristiti glifosat kao hranivo, te kao energetski supstrat. S agroekološkog gledišta važna je vrsta gljive koja i koliko poraste u populaciji nakon tretiranja glifosatom.
Glifosat inhibira rast mikoriznih gljiva, te posljedično može stimulirati rast vrsta iz roda Fusarium (što je zabilježeno u mnogim istraživanjima). U jednom istraživanju su došli do zaključka da među promatranim Fusarium gljivama nijedna vrsta nije osjetljiva na glifosat. Promatrani sojevi imaju visoku toleranciju protiv primjene visokih doza glifosata. Ovi sojevi ne koriste glifosat kao izvor ugljika, ali ga koriste kao izvor fosfora. Također postoje istraživanja u kojima su zabilježene promjene na hifama, te makro i mikroskopske promjene u morfologiji spora i strukturi micelija kod gljiva u tretiranim tlima. U prisustvu glifosata, hife imaju tanju stijenku s mnoštvom zrnatosti. Spore prolaze kroz proces deformacije i skraćivanja, te klamidospore su obično prisutne.
Fenotipske promjene nisu perzistentne. Prema svemu navedenom, može se zaključiti da primjena glifosata s preporučenim dozama i sukladno uputama nema trajni negativan utjecaj na tlo. Dapače, kratkotrajno povećava mikrobiološku aktivnost u tlu, pri čemu mikroorganizmi koriste produkte razgradnje glifosata kao hraniva. Značajnije promjene u strukturi zajednica u tlu zabilježene su samo kod primjene puno većih doza od preporučenih, no ni one ne ostavljaju dugotrajan utjecaj. Potrebno je još dodati da u komercijalnim pripravcima glifosata od same aktivne tvari obično su mnogo toksičniji određeni aditivi (POEA je čak 30 puta toksičniji od aktivne tvari glifosat), što znači da osim aktivne tvari uvijek treba obratiti pozornost i na druge sastojke komercijalnih pripravaka. U ovom članku prikazan je isključivo utjecaj glifosata na tlo, te ga kao takvog treba uzeti u obzir.
