Onkruid se skadelike effek op verbruik van water en voedingselemente

Die dramaturg William Shakespeare (1564-1616) het onkruid gebruik om die uitbui­ting en wanorde in die samelewing wat deur regeerders veroorsaak word, te simboliseer. Een van sy treffende metafore vir hierdie ongeneeslike menslike swakheid is: “I will go rid the garden of noisome weeds which without profit suck the soil’s fertility from wholesome flowers.”

Reeds lank voor Shakespeare, toe mense 10 000 tot 12 000 jaar gelede die eerste keer plante vir voedsel begin verbou het, is besef dat die beheer van ongewensde plante (onkruid) noodsaaklik is vir die optimale produksie van verboude plante (gewasse).

Water in die vorm van grondvog is die medium waardeur plante voedingselemente uit die grond opneem. Dit is ook die medium waarin alle biochemie­se reaksies en lewensprosesse binne-in plante geskied. Verder vervoer water die produkte van daardie reaksies, soos ensieme, proteïene en koolhidrate, na alle plantdele waar dit vir groei en ontwikkeling benut word. ’n Minder bekende funksie van plantwater is die afkoeling van die plantsisteem: om te sorg dat biochemiese prosesse by optimale temperature vir normale groei en ontwikkeling plaasvind. Geen wonder dan dat water 70 tot 95% van plantbiomassa uitmaak nie. Die voginhoud van houtagtige of meerjarige plantsoorte is aan die laer kant, terwyl kruidagtige soorte en eenjarige gewasse ’n groter persentasie water bevat.

Eenjarige gewasse is gewoonlik hoogs sensitief vir vogtekorte omdat hulle nie oor organe beskik waarin waterreserwes gestoor kan word nie. Sulke plante se reaksietyd op watertekorte sowel as ’n oormaat water is dus vinnig – dit kan binne minute met die oog waargeneem word as verwelking van die blare. Wanneer blare verwelk, het dit ernstige implikasies vir die normale funksionering van kritieke lewensprosesse. Verwelking se gevolge sluit die volgende in:

1. Die blaaroppervlakte wat sonlig vir fotosintese onderskep, verklein.
2. Die huidmondjies in blare sluit, wat die opname van koolsuurgas (CO₂) wat vir koolhidraatproduksie nodig is, verlaag.
3. Afkoeling van plante geskied deur transpirasie (vrylating) van water in die vorm van waterdamp deur oop huidmondjies. Gesluite huidmondjies ver­oorsaak dus oorverhitting, met nadelige gevolge vir lewensprosesse.
4. Die opname van voedingselemente deur plantwortels en hulle vervoer binne-in plante verminder of staak wanneer plante verwelk is, aangesien die suigkrag in vaatweefsels wat deur transpirasie op blare in stand gehou word, afneem wanneer huidmondjies sluit.

Water- en voedingselementverbruik deur onkruid
’n Wetenskaplike artikel van 2020 stel die globale graan­opbrengsverlies weens onkruiddruk op ongeveer 200 miljoen metrieke ton, en ’n 2001-artikel stel die geraamde globale geldelike verlies weens onkruid op meer as $100 miljard. In 2006 is beraam dat insekte, patogene en onkruid se relatiewe bydraes tot globale oesverliese onderskeidelik 18%, 16% en 34% bedra. Gegewe verlammende hoë insetkoste – tans en in die afsienbare toekoms – asook die nadelige uitwerking van aardverwarming wat gewasse waarskynlik meer as peste en plae gaan beïnvloed, sal die biologiese uitdagings en hul impak vorentoe eerder vermeerder as verminder.

By eenjarige gewasse is dit uiteraard hoofsaaklik eenjarige onkruidsoorte wat probleme veroorsaak. Een­jarige onkruid is meestal pioniersoorte wat geneties gedrewe is om hul lewensiklus in so ’n kort as moontlike tyd te voltooi. Dit word bewerkstellig deur vinnige groei en ontwikkeling wat kwistige verbruik van water en voedingselemente vereis.

Talle studies het bevind dat onkruid gewoonlik meer water en voedingselemente op-
neem as wat nodig is vir normale groei en ontwikkeling; dit is een van die faktore wat onkruid se wye aanpasbaarheid by ongunstige (harde) omgewings verklaar. Daarby is die ergste onkruidsoorte gewoonlik beter aangepas by ongunstige groeitoestande as die gewasse waarmee hulle vir skaars groeifaktore soos sonlig, water en voedingsele-
mente meeding. ’n Globale opname (2022-oorsigartikel) wys dat betroubare data oor water- en voedingselementverbruik deur onkruid belemmer word deur groot verskille in onkruidsoorte, metingstegnieke, grondsoorte, klimaat, gewasstelsels en verbouingspraktyke.

Aan die hand van metings wat Shantz en Piemeisel reeds in 1927 gedoen het, kan die waterverbruik van twee skadelike onkruid­soorte wat volop voorkom op gewaslande in Suid-Afrika soos volg geskat word:

• Chenopodium album (hondebossie) verbruik ongeveer 1 312 li­ter water per vierkante meter om 2 kg biomassa (loof plus wortels) per vierkante meter te bereik (die aanname is dat tien onkruidplante per vierkante meter 2 kg biomassa het.
• Amaranthus retroflexus (rooiwortel-amarant) verbruik ongeveer 614 liter water per vierkante meter om ’n totale biomassa van 2 kg op hierdie oppervlakte te behaal.

Hierdie twee onkruidsoorte verskil in hul waterverbruik per eenheid biomassa geproduseer omdat hondebossie ’n C3-plant is wat meer kwistig water verbruik in die fotosinteseproses, terwyl rooiwortel-amarant ’n C4-plant is wat minder water benodig vir dieselfde foto­sintesedoeltreffendheid. Dieselfde tendens in waterverbruikdoeltref-
fendheid kan waargeneem word in gewasse, byvoorbeeld mielies en graansorghum (C4-plantsoorte) teenoor kleingrane, sonneblom en sojabone (C3-plantsoorte).

Kompetisie vir groeifaktore is slegs een van twee belangrike na­tuur­like verskynsels wat onkruid se skadelike uitwerking op gewasopbrengs verklaar. Die ander minder bekende verskynsel is allelopatie, wat die vrystelling deur plante van groei-inhiberende biochemikalieë (allelochemikalieë) behels wat die groei van ander plante inperk of belemmer. Die meeste ernstige onkruidsoorte is goed bedeeld met hierdie eienskap. Kompetisie en allelopatie “werk saam” in die stryd tussen onkruid en gewas.

Allelopatie tree vroeg in waar die betrokke chemie afkomstig is uit ontbindende onkruidreste en/of onkruid wat aktief groei. Kompetisie volg dan sekondêr, waar die allelopatie-verswakte gewas sukkel om met onkruid mee te ding om voldoende groeifaktore te bekom. Dit verklaar waarom voorplant- en vooropkomsonkruidbeheer ’n belangrike plek in enige onkruidbeheerprogram het.

Onkruid wat laat beheer word (dit wil sê eers nadat aansienlike biomassa geproduseer is) is nie ’n goeie praktyk nie. Nie net water en voedingselemente word dan van die gewas ontneem nie; daar is die bykomende skadelike effek van allelochemikalieë wat deur beide lewende en dooie onkruidplante bygedra is. Daardie onkruid wat ongehinderd op gewaslande in die af seisoen groei, put water en voedingselemente uit en voeg gewasonderdrukkende chemie toe tot die grond. Die goeie nuus is dat allelopatie positief ingespan kan word vir onkruidonderdrukking deur middel van dekgewasse en organiese deklae. Baie eenjarige gewassoorte soos mielies, sonneblom, kleingrane asook kool- en raapsoorte het ’n allelopatiese vermoë wat vir onkruidonderdrukking benut kan word.

Vogtekorte se invloed op plaagdoders se doeltreffendheid
Vogtekorte in die grond en in plante verlaag die optimale werking van plaagdoders. Plaagdoders met ’n sistemiese werking (wat deur plante opgeneem en binne-in die plantsisteem vervoer moet word vir optimale effek) se doeltreffendheid is uiters afhanklik van twee faktore, naamlik:

1. beskikbare grondvog vir wortelopname in die geval van grondtoegediende middels; en
2. aktief groeiende plante in die geval van middels wat op plantloof gespuit word.

Onkruiddoders word deur beide die onkruid en die gewas opgeneem, maar nie noodwendig in ewe groot hoeveelhede nie. Hoe minder die gewas daarvan opneem, hoe kleiner is die risiko vir gewasskade. Vir goeie onkruidbeheer moet soveel as moontlik onkruid­doder so vinnig as moontlik binne-in die onkruid beland; daarom is vinnige, maksimale opname deur plantwortels en/of loof (blare en stingels) uiters belangrik. Onkruiddoders wat nie spoedig deur wortels en loof opgeneem word nie, is blootgestel aan verskeie kragte wat afbraak van die middels veroorsaak. Middels wat bo-op die grond- en blaaroppervlak aan sonlig blootgestel is se aktiwiteit kan vinnig verlore gaan. Water is nodig om grondtoegediende middels te loog na grondsones waar dit teen sonlig en verdamping beskerm is en vir opname deur plantwortels toeganklik is. Onkruiddoders wat op loof gespuit is, moet eweneens spoedig opgeneem word anders word dit óf deur sonlig afgebreek óf deur oorhoofse water afgewas.

Plantreste op die grondoppervlak onderskep grondtoegediende onkruiddoders minstens tydelik. Indien middels vir ’n week of twee só vasgevang word en nie die grond bereik nie, kan sonlig en hitte dit skade berokken en swak onkruidbeheer veroorsaak. Verlaagde effektiwiteit van onkruiddoders as gevolg van hierdie faktor kan misgis word vir onkruidweerstand teen die onkruiddoder. Ware on­kruid­weerstand is geneties van aard en swak tot geen beheer sal ervaar word, selfs in toestande wat optimaal is vir goeie onkruidbeheer.

Ander belangrike faktore wat onkruiddoders en ander plaag­doders se werking kan beïnvloed, sluit die volgende in:

1. Onkruidspesies binne ’n groep (genus) kan verskil in hulle gevoeligheid teenoor ’n bepaalde onkruiddoder en in baie gevalle neem die voorskrifte van produketikette dit nie in ag nie.
2. Talle onkruidsoorte dien as gashere vir gewasskadelike insekte (bv. skraalhans-soorte en Conyza-spesies vir snywurm) en ’n groot verskeidenheid patogene.
3. Onkruid in die vorm van sade in die grondsaadbank ontsnap die effek van onkruiddoders aangesien daar tot op hede geen on­kruiddoder bestaan wat onontkiemde sade kan doodmaak nie.

Dr Reinhardt is ’n voormalige hoof van die departement Plantproduksie en Grondkunde, Universiteit van Pretoria, en onafhanklike konsultant in onkruidbestuur en onkruiddoders. Hy kan gekontak word by dr.charlie.reinhardt@gmail.com of 083 442 3427.

Bronne

1. Chauhan, BS. 2020. Grand challenges in weed management. Frontiers in Agronomy, 1:3.
2. Shantz, HL & Piemeisel, LN. 1927. The water requirement of plants (weeds and crops) at Akron, Colorado. Journal of Agricultural Research, 34:1093 – 1190.
3. Singh, M et al. 2022. Water use characteristics of weeds: A global review, best practices, and future directions. Frontiers in Plant Science, 12:794090.
4. Singh, M et al. 2023 What do we know about water use of weeds? Cropwatch, June 2023, University of Nebraska-Lincoln, USA.