vpravo|náhled|Herbicidem zničený plevel Herbicid (z latinského herba – rostlina a řeckého cidó – ničím) je pesticid používaný k likvidaci nežádoucích rostlin, např. plevelů nebo invazních rostlin. Herbicidy se používají v zemědělství (nejen pro odstranění plevelů, ale i pro urychlení zrání, dosušování či usnadnění sklizně), ale i v dalších oborech, například pro odstranění nežádoucích plevelů v rámci dopravních tras nebo městské údržby.
Speciálním způsobem se využívají herbicidy ve vojenství, kde byly nasazeny k likvidaci vegetace, která poskytovala úkryty základnám nebo zásobovacím trasám nepřítele, např. směs Agent Orange v rámci tzv. 2. vietnamské války.
Některé rostliny produkují přírodní herbicidy, jako například dřeviny rodu ořešák nebo akát. Takové symbiotické projevy jsou nazývány alelopatie.
Výrazně větší spotřeba herbicidů je u půdoochranného bezorebního zemědělství.
Rozdělení
Podle selektivity účinku Selektivní herbicidy ničí jen specifickou skupinu rostlin, širokospektrální herbicidy či tzv. totální herbicidy způsobují poškození všech zasažených rostlin.
Podle aplikace předseťové – aplikované v době, kdy není na pozemku vyseta nebo vysázena hospodářská plodina preemergentní – určené pro aplikaci před vzklíčením semen hospodářské plodiny postemergentní – určené k použití v době kdy, hospodářská plodina již vzklíčila nebo je vysázena.
Podle působení Kořenové herbicidy jsou obvykle aplikovány na povrch půdy nebo do půdy. Jsou přijímány kořeny a používají se obvykle jako preemergentní přípravky. Některé faktory, například vlastnosti sorpčního komplexu, ovlivňují jejich účinnost. Herbicidy na povrchu půdy jsou často rozkládány fotolýzou a vypařovány, což mění nebo snižuje jejich účinek. Půdní herbicidy mohou poškodit i hospodářské plodiny. Příkladem půdních herbicidů jsou prostředky EPTC a trifluralin. Listové herbicidy jsou aplikovány na nadzemní části rostliny a jsou absorbovány exponovanými tkáněmi. Jsou obecně postemergentními herbicidy a mohou být buď rozvedeny systémově (systémové herbicidy) v celé rostlině nebo zůstat na konkrétním místě (kontaktní herbicidy). Ochranné vrstvy rostlin, jako je kutikula, listové vosky, buněčné stěny apod. mají vliv na absorpci herbicidu. Listovými herbicidy jsou například přípravky s obsahem glyfosátu, 2,4-D a dicamba.
Podle mechanismu účinku Herbicidy jsou často klasifikovány podle jejich působení, obvykle totiž mají podobné příznaky u náchylných rostlin. Klasifikace založená na mechanismu působení herbicidu je vhodnější při ochraně proti rezistenci. Klasifikace podle mechanismu působení (MOA) označuje první enzym, protein nebo biochemický proces postižený v rostlině po aplikaci.
Hlavními mechanismy účinku jsou: ACCase inhibitory sloučeniny, působící na traviny. Acetylkoenzym karboxyláza (ACCase) je součástí syntézy lipidů. Inhibitory ACCase ovlivňují tvorbu buněčných membrán v meristémech travin. Dvouděložné rostliny nejsou na přípravek citlivé. ALS inhibitory syntézy acetolaktátu (ALS), enzymu (také známý jako acetohydroxykyselin synthasy nebo AHAS), je prvním meziproduktem v syntéze aminokyselin s rozvětveným řetězcem (valin, leucin a isoleucin). Tyto herbicidy zastavují příjem těchto aminokyselin u zasažené rostliny, což vede k inhibici syntézy DNA. Ovlivňuje jednoděložné i dvouděložné rostliny obdobně. Mezi inhibitory ALS patří sulfonylmočoviny, imidazolinony, triazolopyrimidiny, pyrimidinyly oxybenzoáty a sulfonylamin karbonylové triazolinony. ALS biologická dráha existuje pouze v rostlinách a ne u živočichů, čímž se ALS inhibitory řadí mezi nejbezpečnější herbicidy. Inhibitory EPSPS : (enolpyruvylshikimát 3-fosfát) inhibitor syntézy enzymu EPSPS se používá při syntéze aminokyselin tryptofanu, fenylalaninu a tyrosinu. Ovlivňuje jednoděložné i dvouděložné rostliny. Glyfosáty (Roundup) jsou systémové inhibitory EPSPS, účinné látky přípravků se rozkládají v půdě.
Syntetické auxiny zahájily éru organických herbicidů. Byly objeveny v roce 1940 po dlouhé studii růstového hormonu rostlin, auxinu. Syntetické auxiny napodobují tento rostlinný hormon. Působí na buněčné membrány a jsou účinné u dvouděložných rostlin. 2,4-D je herbicid na bázi syntetického auxinu. Inhibitory fotosyntézy II snižují tok elektronu z vody na NADPH2 + při fotochemického reakci u části fotosyntézy II. Tato skupina sloučenin způsobuje, že se elektrony hromadí na chlorofylu molekul. V důsledku toho je oxidační reakce nad hodnotou tolerovanou buňkou a dochází k úhynu rostliny. Inhibitory fotosystému II jsou triazinové herbicidy (včetně atrazinu) a deriváty močoviny (diuron). Inhibitory fotosyntézy I odebírají elektrony z normální reakce přes FeS do FDX (2Fe2S) a dochází k tvorbě NADP, což vede k přímému uvolňování iontů kyslíku. Výsledkem je, že jsou vytvářeny reaktivní formy kyslíku a dochází k oxidaci, poškozování tkání a dochází k úhynu rostliny. Bipyridinium herbicidy (například dikvat a paraquat) inhibují FE-S – FDX reakci, zatímco difenyletherové herbicidy (například nitrofen, nitrofluorfen a acifluorfen) inhibují reakci FDX – NADP. Inhibitory HPPD inhibují tvorbu dioxygenázy 4-hydroxyfenylpyruvátu, jenž je zapojen do rozkladu tyrosinu. Produkty rozkladu tyrosinu jsou používány rostlinami k tvorbě karotenoidů, které chrání chlorofyl v rostlinách před slunečním světlem. Pokud dojde k rozkladu, rostliny mění barvu na bílou vzhledem k úplné ztrátě chlorofylu a hynou. Herbicidy v této řadě jsou mesotrion a sulcotrion. Během vývoje herbicidů byl objeven lék nitisinon.
Legislativa v ČR Systém povolování přípravků na ochranu rostlin v EU, tedy i v České republice, je založený na doložených studiích k účinným látkám – jejich účinnosti a nebezpečnosti pro lidské zdraví, zdraví zvířat i vlivům na složky životního prostředí. Všechny povolené účinné látky k použití v EU jsou schváleny na základě aktuálních poznatků, jsou pružně přehodnocovány a příp. je ukončeno ke stanovenému datu jejich použití. Z toho důvodu je již zakázáno nebo omezeno použití některých účinných látek a i přípravků na ochranu rostlin na této stránce uvedených, které byly nebezpečné pro zdraví lidí, zvířat i životní prostředí. Aktuální povolené přípravky a povolený způsob použití pro profesionální i neprofesionální uživatele jsou uvedeny na webových stránkách orgánu, který v ČR povoluje přípravky na ochranu rostlin použitelné na území ČR (dle legislativně stanovených podmínek), stanovuje také podmínky jejich použití; tímto povolovacím orgánem je Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský (ÚKZÚZ) a povolené přípravky na ochranu rostlin (POR) jsou uvedeny v registru přípravků na ochranu rostlin, příp. obdobné a další související informace jsou uvedeny v Rostlinolékařském portálu na stejných stránkách (vše je také uvedeno na stránkách Ministerstva zemědělství, jehož je ÚKZÚZ jednou součástí).
Rizika náhled|Postřik látkou ničící vegetaci v rámci války ve Vietnamu (cca 1961 až 1971) Kritériem pro použití herbicidů je často vliv na lidské zdraví a rizika při skladování nebo aplikaci. Přípravky s obsahem látky trifluralin byly zakázány z důvodů rizik pro vodní živočichy.
Působení na lidské zdraví Herbicidy jsou široce variabilní s ohledem na toxicitu. Kromě akutní toxicity je nebezpečná i chronická toxicita, plynoucí ze stálé úrovně expozice nebo hromadění toxických reziduí v těle.
Herbicidy mají řadu účinků na lidské zdraví od kožní vyrážky až po úmrtí, což je dáno nejen účinnou látkou, ale především způsobem a množstvím látky přijaté organismem. Otrava může být akutní i chronická. Většinu herbicidů lze považovat za nebezpečné látky, které obsahují toxické nebo karcinogenní příměsi. Při práci s pesticidy obecně je třeba používat ochranné pomůcky, striktně dodržovat podmínky skladování a používání. Osoby pracující s herbicidy pro získání bezpečnostních návyků procházejí v ČR speciálním odborným výcvikem v zařízeních pověřených Ministerstvem zemědělství ČR, kde získají certifikát pro odbornou způsobilost.
Řada v zemědělství používaných herbicidů je považována za nebezpečné jedy, takovým přípravkem je například paraquat (obchodní název např. Gramoxone), při jehož aplikaci je třeba vyvarovat se nejen kontaktu, ale i nadýchání par.
Za určitých podmínek mohou aplikované herbicidy kontaminovat zdroje vody. Obecně platí, že k tomu nejčastěji dochází při splavování při intenzivních bouřích, nebo při používání téže chemické látky, která se v půdě hůře rozkládá, je perzistentní (např. Diuron, MCPA) nebo se v půdě dlouhodobě hromadí její zbytky (rezidua) či jsou vysoce rozpustné ve vodě.
Některé další přípravky, jako terbutryn, nitrofen nebo v Evropě zakázaný alachlor (Lasso), mají vliv na hormonální systém člověka. V ČR je přípravek alachlor hojně používaný při pěstování řepky a dochází k jeho akumulaci v organismu.
Všechny komerčně prodávané, organické a neorganické herbicidy musí být rozsáhle testovány před schválením k prodeji a označovány. V USA například agenturou pro ochranu životního prostředí EPA. Nicméně, vzhledem k velkému množství používaných herbicidů, jsou důvodné obavy týkající se účinků na zdraví i u osob, které nejsou s látkami v přímém kontaktu. Kromě účinků na zdraví, způsobených herbicidy samotnými, také obchodní herbicidní směsi často obsahují další chemikálie, které mají negativní dopady na lidské zdraví.
Karcinogenita Mezi látky podezřelé z karcinogenních účinků a potenciální kancerogeny patří například atraziny (Zeazin, Gesatop), terbutryn, metazachlor (Butizan, Sultan), kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová (2,4-D), dichlormetan, isoproturon a další. Jiné herbicidy, například kyselina trichlorfenoxyoctová (2,4,5 – T), alachlor (Lasso), diuron, paraquat (obchodní název např. Gramoxone), fenoxyherbicidy (např. MCPA) a herbicidy s příměsi dioxinů, jsou karcinogenní. Ne vždy jsou rizika dostatečně zřejmá z technických listů výrobce.
Vážnou hrozbou je také zdravotní závadnost často používaných herbicidů. V zemědělství široce rozšířené přípravky Roundup, nebo Touchdown, obsahující glyfosáty, mohou být latentním rizikem. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) v roce 2015 zařadila účinnou látku širokospektrálních herbicidů – glyfosát mezi pravděpodobné karcinogeny pro člověka (skupina 2A) s odůvodněním, že považuje za dostatečné důkazy toho, že glyfosát může způsobovat rakovinu u laboratorních zvířat a u lidí. Existují některé důkazy ukazující, že glyfosát má vliv na vznik neHodgkinových lymfomů. Podle nejnovějších rozsáhlých studií však Organizace pro výživu a zemědělství (FAO) pod OSN charakterizovala v r. 2016 glyfosát jako látku, která pravděpodobně nepředstavuje karcinogenní riziko pro člověkaJOINT FAO/WHO MEETING ON PESTICIDE RESIDUES - SUMMARY REPORT [online]. Geneva: FAO/WHO, 16 May 2016, [cit. 2017-06-14]
http://www.who.int/foodsafety/jmprsummary2016.pdf?ua=1. Shodně pak i Výbor pro posuzování rizik Evropské agentury pro chemické látky dospěl k závěru, že dostupné vědecké důkazy neprokázaly u glyfosátu karcinogenitu, mutagenitu ani reprodukční toxicitu
Posouzení a zveřejnění kancerogenních vlastnosti herbicidů je někdy ovlivněno politickými a ekonomickými faktory. Výsledky některých epidemiologických studií v souvislosti s expozicí zaměstnanců herbicidy byly například zmanipulovány a špatně interpretovány australskou vládou v období války ve Vietnamu při použití herbicidu Agent Orange a dalších.
Vývojové trendy V letech 1950 až 1960 byly jednoduše zkoušeny sloučeniny různých organických molekul a jejich vliv na plevel. Od roku 1980 se vyjasňuje stále více biochemie metabolismu rostlin. Jsou izolovány důležité enzymy a testovány různé syntetické látky, inhibující tyto enzymy.
Trendem je snížení množství účinné látky nutné na ošetření a zároveň minimalizace toxicity účinné látky pro lidi a zvířata.