Σύγχρονη ζιζανιολογία, 2η έκδοση

Σύγχρονη ζιζανιολογία, 2η έκδοση
Οικολογία, επιδράσεις και σύγχρονες μέθοδοι ολοκληρωμένης διαχείρισης ζιζανίων: Σχέσεις ζιζανιοκτόνων, φυτών και περιβάλλοντος: Μηχανισμοί δράσης ζιζανιοκτόνων και ανθεκτικότητα ζιζανίων

Η νέα αυτή έκδοση πραγματεύεται μεταξύ άλλων δύο προσφάτως ανακύψαντα και μεγάλης σπουδαιότητας προβλήματα της ζιζανιολογίας: την οικολογία των ζιζανίων - εισβολέων και των τρόπων αντιμετώπισής τους, καθώς και τις επιδράσεις των κλιματικών αλλαγών στην ανταγωνιστική ικανότητα των ζιζανίων και των καλλιεργούμενων φυτών, μέσω της επίδρασής τους στο φωτοσυνθετικό μηχανισμό. Επιπλέον, εκτενής ανάλυση γίνεται για τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μη χημικών μεθόδων αντιμετώπισης των ζιζανίων, οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν σε συστήματα βιολογικής γεωργίας ή ολοκληρωμένης διαχείρισης των ζιζανίων. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στα νέα στοιχεία σχετικά με το φαινόμενο της αλληλοπάθειας και το πώς μπορεί αυτή να αξιοποιηθεί για την αντιμετώπιση των ζιζανίων. Σε ό,τι αφορά την εφαρμογή των χημικών μέσων, στη παρούσα έκδοση σχολιάζονται εκτενώς οι παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητά τους και προτείνονται τρόποι βελτίωσης αυτής (αποτελεσματικότητας). Ιδιαίτερη προσπάθεια καταβλήθηκε στο να εμπλουτιστεί το κείμενο με νέους πίνακες και σχεδιαγράμματα, τα οποία συμβάλλουν την κατανόηση και αφομοίωση των θεμάτων που πραγματεύεται κάθε κεφάλαιο.

Περιεχόμενα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1
Bιολογία και Οικολογία Ζιζανίων

1.1 Εισαγωγή 19
1.2 Χαρακτηριστικά ζιζανίων 20
1.3 Μορφολογικά χαρακτηριστικά που
χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό
των ζιζανίων 21
1.4 Κατάταξη ζιζανίων 22
1.4.1 Βιολογικός κύκλος 23
1.4.2 Οικολογικό περιβάλλον 24
1.4.3 Φυσιολογία 25
1.4.4 Επικινδυνότητα 28
1.4.5 Ζιζάνια-εισβολείς 31
1.5 Επιδράσεις ζιζανίων 35
1.5.1 Επιβλαβείς επιδράσεις 36
1.5.2 Ευεργετικές επιδράσεις 39
1.6 Αναπαραγωγή ζιζανίων 40
1.6.1 Εγγενής αναπαραγωγή 40
1.6.2 Διασπορά ζιζανίων 42
1.6.3 Λήθαργος ζιζανίων 44
1.6.4 Παραμονή σπόρων ζιζανίων στο
έδαφος 47
1.6.5 Φύτρωμα ή βλάστηση ζιζανίων 48
1.6.6 Αγενής αναπαραγωγή 49
1.6.7 Δυναμική πληθυσμών 52
1.6.8 Όριο ανεκτής πυκνότητας 54
1.7 Αλληλεπιδράσεις ζιζανίων και καλλιεργούμενων φυτών 55
1.7.1 Είδος καλλιεργούμενου φυτού 57
1.7.2 Ποικιλία καλλιεργούμενου φυτού 58
1.7.3 Πυκνότητα καλλιεργούμενου φυτού 58
1.7.4 Είδος ζιζανίου 60
1.7.5 Σύνθεση πληθυσμού ζιζανίων 60
1.7.6 Πυκνότητα ζιζανίου 61
1.7.7 Ομοιομορφία κατανομής ζιζανίου 62
1.7.8 Χρόνος εμφάνισης και παραμονής ζιζανίων 63
1.7.9 Τύπος εδάφους και θερμοκρασία 64
1.7.10 Καλλιεργητικές φροντίδες (λίπανση, άρδευση) 67
1.7.11 Νερό 68
1.7.12 Φως 68
1.7.13 Θερμοκρασία 69
1.7.14 Θρεπτικά συστατικά 70
1.7.15 Αλληλοπάθεια 70
1.8 Ζιζάνια και περιβαλλοντικές αλλαγές 81
Βιβλιογραφία 82

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2
Μέθοδοι και Μέσα Αντιμετώπισης των Ζιζανίων

2.1 Επισκόπηση ζιζανίων 93
2.2 Προληπτικά μέτρα 94
2.3 Φυσικές μέθοδοι 95
2.3.1 Βοτάνισμα 96
2.3.2 Κάψιμο 96
2.3.3 Κατάκλιση ή αποστράγγιση 102
2.3.4 Κατεργασία του εδάφους 103
2.3.5 Κοπή ζιζανίων 109
2.3.6 Κάλυψη εδάφους 112
2.3.7 Ηλιοαπολύμανση 123
2.4 Καλλιεργητικά μέτρα 133
2.4.1 Εναλλαγή καλλιεργειών 133
2.4.2 Επιλογή καλλιέργειας 133
2.4.3 Επιλογή κατάλληλης ποικιλίας 135
2.4.4 Συγκαλλιέργεια 138
2.4.5 Εποχή σποράς 138
2.4.6 Πυκνότητα, βάθος και αποστάσεις σποράς 139
2.4.7 Λίπανση και άρδευση 139
2.5 Βιολογικές μέθοδοι 140
2.6 Χημικά μέσα 147
2.7 Ολοκληρωμένη διαχείριση ζιζανίων 152
Bιβλιογραφία 153

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
Αλληλεπιδράσεις Ζιζανιοκτόνων και Φυτών

3.1 Απορρόφηση 162
3.1.1 Απορρόφηση από φύλλα και βλαστούς 163
3.1.1.1 Είσοδος ζιζανιοκτόνων φυλλώματος 164
3.1.1.2 Μορφολογικά χαρακτηριστικά και στάδιο
ανάπτυξης 165
3.1.1.3 Τρόπος εφαρμογής 167
3.1.1.4 Προσθετικές ή βοηθητικές ουσίες 171
3.1.1.5 Αντίδραση (pΗ) ψεκαστικού υγρού 180
3.1.1.6 Ύπαρξη κατιόντων 180
3.1.1.7 Παρουσία άλλου φυτοπροστατευτικού
προϊόντος 181
3.1.1.8 Συνθήκες περιβάλλοντος 181
3.1.2 Απορρόφηση από το έδαφος 183
3.1.2.1 Επαφή 183
3.1.2.2 Απορρόφηση από ρίζες 184
3.1.2.3 Απορρόφηση από βλαστούς 185
3.1.2.4 Διέλευση μέσω μεμβρανών 186
3.2 Μετακίνηση 187
3.2.1 Μετακίνηση μέσω αγγείων 189
3.2.2 Μετακίνηση μέσω ηθμών 190
3.3 Βιοχημικές και φυσιολογικές μεταβολές των ζιζανιοκτόνων
στα φυτά 191
3.3.1 Αδρανοποίηση 192
3.3.2 Μεταβολισμός 192
3.3.3 Απέκκριση 192
3.4 Δράση και εκλεκτικότητα ζιζανιοκτόνων 194
3.4.1 Προσκόλληση 195
3.4.2 Είσοδος 197
3.4.3 Μετακίνηση 197
3.4.4 Εκδήλωση δράσης 197
3.4.5 Προστατευτικές ουσίες ή παράγοντες ασφαλείας 199
3.5 Συνδυασμένη δράση ζιζανιοκτόνων 202
Βιβλιογραφία 206

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4
Tύχη και Συμπεριφορά των Ζιζανιοκτόνων στο Έδαφος

4.1 Διεργασίες μετακίνησης των ζιζανιοκτόνων στο έδαφος 211
4.1.1 Προσρόφηση 211
4.1.1.1 Παράγοντες που επηρεάζουν την προσρόφηση 212
4.1.1.2 Συντελεστές προσρόφησης 218
4.1.1.3 Μηχανισμοί και δεσμοί προσρόφησης 218
4.1.1.4 Ισόθερμοι προσρόφησης 222
4.1.2 Έκπλυση 225
4.1.3 Εξάτμιση 226
4.1.4 Επιφανειακή απορροή 231
4.1.5 Απορρόφηση από φυτά 231
4.1.6 Αποδόμηση ζιζανιοκτόνων 232
4.1.6.1 Βιολογική αποδόμηση 232
4.1.6.2 Χημική διάσπαση 235
4.1.6.3 Φωτοχημική διάσπαση 236
4.2 Παραμονή των ζιζανιοκτόνων στο έδαφος 237
4.2.1 Παράγοντες που επηρεάζουν την παραμονή
των ζιζανιοκτόνων 237
4.2.1.1 Εδαφικοί παράγοντες 237
4.2.1.2 Παράγοντες σχετικοί με το ζιζανιοκτόνο 238
4.2.1.3 Κλιματολογικοί παράγοντες 240
4.2.1.4 Παράγοντες σχετικοί με το καλλιεργούμενο
φυτό 240
4.2.2 Πρόβλεψη παραμονής των ζιζανιοκτόνων στο έδαφος 241
4.3 Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση και εκλεκτικότητα
των ζιζανιοκτόνων στο έδαφος 241
4.3.1 Χημικοί παράγοντες 242
4.3.1.1 Ζιζανιοκτόνο 242
4.3.1.2 Τύπος σκευάσματος 243
4.3.2 Περιβαλλοντικοί παράγοντες 243
4.3.2.1 Ιδιότητες εδάφους 243
4.3.2.2 Κλιματολογικές συνθήκες 244
4.3.3 Βιολογικοί παράγοντες 245
4.3.3.1 Βιολογία καλλιέργειας 245
4.3.3.2 Βιολογία ζιζανίων 245
4.3.4 Καλλιεργητικές τεχνικές 246
4.3.4.1 Τεχνική εφαρμογής 246
4.3.4.2 Διαχείριση νερού 246
4.3.4.3 Είδος κατεργασίας εδάφους 246
4.4 Υπολείμματα ζιζανιοκτόνων στο έδαφος 247
4.4.1 Τρόποι αποφυγής των υπολειμμάτων ζιζανιοκτόνων
στο έδαφος 247
4.4.2 Προσδιορισμός υπολειμμάτων ζιζανιοκτόνων 249
4.4.3 Αντιμετώπιση υπολειμμάτων ζιζανιοκτόνων 252
Βιβλιογραφία 254

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5
Επιδράσεις Zιζανιοκτόνων στο Περιβάλλον
και σε Οργανισμούς μη Στόχους

5.1 Οικολογικές αλλαγές ως αποτέλεσμα της χρήσης
ζιζανιοκτόνων 260
5.2 Επιδράσεις σε μικροοργανισμούς του εδάφους 261
5.3 Ρύπανση περιβάλλοντος και τροφίμων 264
5.4 Ασφάλεια χρήσης ζιζανιοκτόνων 266
Βιβλιογραφία 269

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6
Μηχανισμοί Δράσης και Ιδιότητες Ζιζανιοκτόνων

6.1 Κατάταξη ζιζανιοκτόνων 271
6.2 Ζιζανιοκτόνα που αναστέλλουν φωτοχημικές διεργασίες 277
6.2.1 Αναστολείς της φωτοσύνθεσης στο φωτοσύστημα ΙΙ
(PS II) 277
6.2.2 Ζιζανιοκτόνα που παρεμποδίζουν τη ροή ηλεκτρονίων
στο φωτοσύστημα Ι (PS I) 292
6.2.3 Αναστολείς της οξειδάσης του πρωτοπορφυρινογόνου
(PPG-O) 296
6.2.4 Αναστολείς της σύνθεσης καροτενοειδών στο στάδιο
του αποκορεσμού του φυτοενίου (PDS) 302
6.2.5 Αναστολείς της 4-διοξυγενάσης του υδροξυφαινυλο-
πυροσταφυλικού (4-HPPD) 304
6.2.6 Αναστολείς σύνθεσης καροτενοειδών (άγνωστη
θέση δράσης) 306
6.3 Ζιζανιοκτόνα που παρεμβαίνουν στο μεταβολισμό
του κυττάρου 307
6.3.1 Αναστολείς της δράσης της καρβοξυλάσης του
ακετυλο-συνενζύμου Α (ACCase) 307
6.3.2 Αναστολείς της δράσης της οξικογαλακτικής
συνθετάσης (ALS ή AHAS) 312
6.3.3 Αναστολείς της συνθετάσης του φωσφοενολοπυρο-
σταφυλοσικιμικού (EPSPS) 319
6.3.4 Αναστολείς της συνθετάσης της γλουταμίνης (GS) 321
6.3.5 Αναστολείς της συνθετάσης του διυδροπτερικού (DHP) 323
6.3.6 Αναστολείς της βιοσύνθεσης των λιπιδίων
(όχι μέσω ACCase) 323
6.4 Ζιζανιοκτόνα που παρεμποδίζουν την αύξηση του κυττάρου 327
6.4.1 Αναστολείς της συνάθροισης της μικροτουμπουλίνης 327
6.4.2 Αναστολείς της μίτωσης (δίχως δέσμευση
μικροτουμπουλίνης) 332
6.4.3 Αναστολείς της κυτταροδιαίρεσης
(αναστολή των VLCFAs) 333
6.4.4 Αναστολείς σχηματισμού κυτταρικών τοιχωμάτων
(βιοσύνθεσης κυτταρίνης) 335
6.4.5 Αποδιοργανωτές των μεμβρανών 336
6.4.6 Ζιζανιοκτόνα με δράση συνθετικής αυξίνης 337
6.4.7 Αναστολείς της δράσης του ινδολοξικού οξέος (ΙΑΑ) 342
6.4.8 Αναστολείς βιοσύνθεσης νουκλεϊκών οξέων 343
6.5 Ζιζανιοκτόνα με άγνωστο μηχανισμό δράσης 343
Βιβλιογραφία 344

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7
Εφαρμογή Ζιζανιοκτόνων

7.1 Τυποποίηση και σκευάσματα 351
7.1.1 Τύποι σκευασμάτων ζιζανιοκτόνων 353
7.1.1.1 Στερεά σκευάσματα 355
7.1.1.2 Υγρά σκευάσματα 357
7.1.1.3 Άλλα σκευάσματα 361
7.1.2 Κριτήρια επιλογής κατάλληλου ζιζανιοκτόνου
σκευάσματος 362
7.2 Ψεκαστικά μέσα 362
7.2.1 Τύποι ψεκαστικών μηχανημάτων 363
7.2.2 Σχοινοδιαβρέκτης 367
7.2.3 Κριτήρια επιλογής ψεκαστικών μέσων (μηχανημάτων)
για εφαρμογή ζιζανιοκτόνων 368
7.2.4 Είδη ακροφυσίων και τεχνική ρύθμισης ψεκαστικών
μηχανημάτων 368
7.3 Η τεχνική του ψεκασμού 369
7.3.1 Έλεγχος ψεκαστικού μέσου πριν τον ψεκασμό 371
7.3.2 Παράγοντες που επηρεάζουν την ομοιόμορφη
κατανομή του ψεκαστικού υγρού κατά τον ψεκασμό 372
7.4 Μέτρα που λαμβάνονται κατά την εφαρμογή ζιζανιοκτόνων 375
7.5 Κατάταξη επεμβάσεων ζιζανιοκτόνων 376
7.6 Παράγοντες και τρόποι βελτίωσης της αποτελεσματικότητας
των ζιζανιοκτόνων 378
Βιβλιογραφία 386

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
Ανθεκτικότητα Ζιζανίων στα Ζιζανιοκτόνα

8.1 Ορολογία 389
8.2 Ομάδες ζιζανιοκτόνων στις οποίες αναπτύχθηκε ανθεκτικότητα 391
8.3 Τρόποι ανάπτυξης ανθεκτικότητας 392
8.4 Παράγοντες που επηρεάζουν την ανάπτυξη ανθεκτικότητας 394
8.5 Επιπτώσεις από την ανάπτυξη ανθεκτικότητας 397
8.6 Μηχανισμοί ανθεκτικότητας 398
8.6.1 Τροποποίηση στη θέση δράσης του ζιζανιοκτόνου 398
8.6.2 Υπερπαραγωγή ενζύμου 403
8.6.3 Αύξηση του ρυθμού μεταβολισμού του ζιζανιοκτόνου 403
8.6.4 Άλλοι μηχανισμοί 406
8.6.5 Πολλαπλή ανθεκτικότητα 407
8.7 Διάγνωση της ανθεκτικότητας 409
8.8 Επιβεβαίωση της ανθεκτικότητας 410
8.9 Πρόληψη και διαχείριση της ανθεκτικότητας 411
8.9.1 Κατεργασία εδάφους 413
8.9.2 Αμειψισπορά 414
8.9.3 Αγρανάπαυση 414
8.9.4 Κάψιμο 414
8.9.5 Όψιμη σπορά 414
8.9.6 Ανταγωνιστική ικανότητα καλλιεργούμενων φυτών 414
8.9.7 Παρεμπόδιση σποροποίησης 415
8.9.8 Σπόρος απαλλαγμένος από σπόρους ζιζανίων 415
8.9.9 Ορθή χρήση ζιζανιοκτόνων 415
8.9.10 Εναλλαγή ζιζανιοκτόνων 415
8.9.11 Μείγματα ζιζανιοκτόνων 416
8.9.12 Επιφανειοδραστικές και συνεργιστικές ουσίες 416
8.9.13 Γενετικώς τροποποιημένες καλλιέργειες 417
8.9.14 Συμπεράσματα 417
Βιβλιογραφία 418

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9
Γενετικώς Τροποποιημένα και Μεταλλαγμένα Φυτά

9.1 Εισαγωγή 423
9.2 Μέθοδοι επιλογής γενετικού υλικού 424
9.2.1 Αξιοποίηση υπάρχουσας γενετικής παραλλακτικότητας 424
9.2.2 Επιλογή σε επίπεδο σπόρων 425
9.2.3 Επιλογή σε επίπεδο γύρης 425
9.2.4 Ιστοκαλλιέργεια 426
9.3 Τεχνικές που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των γενετικώς
τροποποιημένων φυτών με ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα 426
9.3.1 Agrobacterium tumefaciens 429
9.3.2 Βομβαρδισμός μορίων 431
9.3.3 Σύντηξη πρωτοπλαστών 431
9.3.4 Κλασική βελτίωση 432
9.3.5 Άλλες τεχνικές 432
9.4 Μηχανισμοί αντοχής των καλλιεργούμενων φυτών
στα ζιζανιοκτόνα 433
9.4.1 Τροποποίηση θέσης δράσης του ενζύμου-στόχου 433
9.4.2 Μεταβολισμός ζιζανιοκτόνου 436
9.4.3 Προστατευτικές ουσίες 440
9.5 Διεθνής κατάσταση καλλιεργούμενων γενετικώς
τροποποιημένων φυτών (ΓΤΦ) 440
9.6 Προσαρμοστικότητα και ανθεκτικότητα ΓΤΦ 443
9.6.1 Υβρίδια αραβόσιτου 443
9.6.2 Ποικιλίες βαμβακιού 443
9.6.3 Ποικιλίες σόγιας και ελαιοκράμβης 443
9.7 Αποτελεσματικότητα ζιζανιοκτόνων στα ΓΤΦ 444
9.8 Τεχνολογικές, οικολογικές και κοινωνικές επιπτώσεις της
χρήσης ΓΤΦ 445
9.9 Προϋποθέσεις αποδοχής και καλλιέργειας μεταλλαγμένων
και ΓΤΦ 450
Βιβλιογραφία 452

Ορισμοί που χρησιμοποιούνται στη ζιζανιολογία 457

Ονοματολογία και βιολογικός κύκλος των σπουδαιότερων
ζιζανίων στην Ελλάδα 475

Ευρετήριο 481