Спецвозможности
Агрохимия

Резистентность сорняков к действию гербицидов

11.11.2013
5702
Резистентность сорняков к действию гербицидов фото, иллюстрация
Обработка поля гербицидами

Резистентность сорняков к действию гербицидов - это устойчивое состояние, при котором влияние гербицида на популяцию сорняков приводит к доминированию генотипов, способных выживать и расти после обработки гербицидом в тех концентрациях,  что при нормальных условиях губительны для популяции.

 

В связи с длительной борьбой с сорняками гербицидами, на сегодня более чем в пятидесяти странах мира, в частности в Западной и Восточной Европе, США, Канаде, Австралии, а также в афро-азиатских странах, в биотипах  более 300 видов растений сорняков отмечено появление устойчивых видов.

Специальные исследования по резистентности биотипов различных видов сорняков к различным  химическим группам гербицидов были обобщены на Брайтонской конференции в 1999 году,  что подтверждает большое внимание к проблеме резистентности сорняков в мире.

Сейчас идет переоценка технологии применения в качестве как гербицидов избирательного действия, так и гербицидов сплошного действия,  и вызвано это  проявлением устойчивости к действию гербицидов все большего количества видов сорняков.

Первое сообщение об устойчивости Senecio vulgaris к триазину поступило в 1968 г.. из США.  До 1980 г. устойчивость к действию гербицидов наблюдали лишь в нескольких видов сорняков (преимущественно к производным триазина). На сегодня зарегистрировано 55 видов сорняков, в том числе 40 - двух- и 15 - односемядольных видов, имеющих резистентность к триазину.

Резистентность сорняков к действию гербицидов рассматривают на двух уровнях - видовом и внутрипопуляционном (биотипном).

Видовая резистентность свойственна растениям вследствие различных механизмов устойчивости к действию гербицида, которые сформировались в процессе эволюции и были генетически предопределены. Функционально она проявляется в том, что культурные растения и сорняки как компоненты агрофитоценозов характеризуются значительной экологической пластичностью. Они всегда эволюционируют и сравнительно быстро приспосабливаются к условиям окружающей среды. Кроме обработки ггербицидамы сорняков, значительное влияние на растения могут производить способы обработки, специфический севооборот (с сокращенной ротацией) или ее отсутствие (монокультура).

Резистентность к действию гербицидов развивается у сорняков с интенсивностью, аналогичной устойчивости, которая была обнаружена у вредителей класса членистоногих к инсектицидам и акарицидам. Сейчас выявлены  биотипы сорняков с устойчивостью к одному и более гербицидов как минимум в 16 различных химических классах, включая соединения с мышьяком, арилоксифеноксипроприонатом, бензонитрилом, бипиридилиумом, хлорацетамидом, циклогексанидионом, динитроанилином, дитиокарбаматом, имидазолиноном, сульфонилмочевиной, триазином и урацилом.

В полевых условиях при постоянном применении одного и того же гербицида или гербицидов одного химического класса устойчивость может развиться через четыре-пять лет. Приобретенную устойчивость к глифосату, развитие которой, как предполагали, было маловероятным, зафиксировано в 1998г. В популяции Lolium rigidum. Указанная популяция росла в Австралии в саду, который обрабатывали глифосатом два-три раза в год в течение 15 лет. После обнаружения первого устойчивого к глифосату сорняка случаи резистентности растений к этому гербициду начали отмечать также в различных регионах этой страны. Поэтому гербициды на основе глифосата потеряли свою эффективность для контроля этого вида сорняка.

 

Меры для предотвращения резистентности

 

Среди стратегий, предложенных для предотвращения или замедления развития устойчивости сорняков к действию гербицидов, рекомендуют проведение таких агромероприятий: чередование гербицидов с различными механизмами действия, а также применение эффективных гербицидов на основе нескольких действующих веществ с различными механизмами действия. Предположение, что легло в основу этих стратегий, состоит в том, что вероятность развития устойчивости сорняков к действию гербицидов с различными механизмами действия ниже, чем в случае, когда применяют препараты на основе одного действующего вещества.

Также вполне вероятно развитие биотипов сорняков с устойчивостью к действию гербицидов нескольких классов. Такое явление распространено у насекомых и отмечено в плевеле жестком (Lolium rigidum) в Австралии и лисохвосте мишехвостиковидном (Аlоресиrus mуоsuroides) в Великобритании.

Популяции сорняков, в зависимости от внешних условий, по-разному реагируют на действие гербицидов. Генетически это проявляется в физиологических, морфологических или анатомических изменениях. Предполагают, что в настоящее время могут иметь место, прежде всего, соматические мутации. В дальнейшем вступает в действие «пресс отбора», который приводит к изменению соотношения различных генотипов в составе популяции. Биотипы выживших занимают освобожденные экологические ниши. Одним из надежных практических мер по предотвращению резистентности сорняков к действию гербицида является замена его на более эффективный, то есть с  широким спектром гербицидного действия.

 

Возникновение  устойчивости у сорняков при выращивании ГМО

 

Биотехнологическая индустрия рекламировала первые генетически модифицированные (ГМ) растения сои как панацею. Эти растения приобрели устойчивость к гербицидам, что, в свою очередь, теоретически должно решить проблему сорняков на полях. Предполагалось, что это будет способствовать уменьшению затрат и, собственно, количества препаратов для уничтожения сорняков в посевах. Однако, по одному из предупреждений, которое критики генной инженерии высказывали на протяжении нескольких лет, теперь стало реальностью: через некоторое время у сорняков развивается такая же резистентность к действию гербицидов, как и у  неГМ-растений. В результате возникает необходимость в применении других гербицидов, и затраты увеличиваются.

Когда в 1996г. В США стали выращивать генетически модифицированную сою (Roundup Ready), это было сельское хозяйство абсолютно нового типа. Генетически модифицированные соевые бобы приобрели устойчивость к гербициду, действующим веществом которого является глифосат. Многие американские фермеры решились использовать модифицированные соевые бобы, поскольку это означало снижение затрат. Система использования ГМ-сои вместе с глифосатом была проще в применении, чем сложная процедура опрыскивания гербицидами, которую обычно применяли. Кроме того, предполагалось, что во время выращивания ГМ-сои потребуется применять меньшее количество гербицидов.

Однако сообщали и о том, что сорняки смогут быстро приспособиться к действию гербицидов, что обусловит потребность более широкого применения пестицидов и приведет к загрязнению окружающей среды.

Последние открытия подтвердили эти предположения. В нескольких американских штатах на полях, где выращивают ГМ-культуры,  наносят вред виды сорняков, устойчивых к глифосату. На сегодня становится очевидным, что выращивание и засорения окружающей среды ГМ-семенами несет в себе не только непредсказуемые экологические риски, но и усугубляет проблемы ведения промышленного сельского хозяйства.

Случаи возникновения у сорняков устойчивости к глифосату все чаще фиксируют во всем мире: у райграса - в Калифорнии, Ежовники  крупноплодной (Eleusine indica) - в Малайзии, у плевела многоцветкового (Lolium multiflorum) - в Чили, в Злинки ворсистой (Coniza bonariensis ) - в Южной Африке.

В связи с культивацией ГМ-растений, в США зафиксировано большое количество случаев устойчивости сорняков к глифосату. Чаще всего этот феномен проявляется у Злинки канадской (Conyza canadensis). Впервые этот сорняк с устойчивостью к глифосату, выдерживающий 8-13-кратные дозы гербицида, был обнаружен в Делавэре, а к лету 2003 зафиксировали уже в девяти американских штатах: Делавэре, Теннесси, Индиане, Мэриленде, Нью Джерси , Огайо, Арканзасе, Миссисипи, Северной Каролине.

Первое сообщение о резистентности сорняков к препаратам было сделано японскими исследователями в 1980 году. При описании ими биотипов, которые оказались устойчивыми к гербициду Gramoxone® (д. р. - Паракват). Устойчивы к этому гербициду растения Злинки канадской было обнаружено в Миссисипи. Информация об устойчивости к атразину поступила из Бельгии, а впоследствии - и из Мичигана. Невосприимчивы к производным сульфонилмочевины (ALS - ингибиторы ацетолактатсинтазы) биотипы сначала было зафиксировано в США (в штатах Индиана и Огайо) во время сельскохозяйственного сезона 1999, что и по сей день отмечают в этих регионах.

Биотипы Conyza canadensis (L.) Cronq., резистентные к глифосату, обнаружено в штате Делавэр в 2000 году. С 2000 г.. Такую же тенденцию отмечали в прилегающих штатах. Причиной появления устойчивости является то, что фермеры в этих регионах выращивали сою в течение 14 лет при минимальном обработке почвы (или вовсе без такового) и применяли единственный метод химического контроля - опрыскивание глифосатом.

Также зафиксировали устойчивость Злинки канадской к более чем одному гербициду: в Израиле было выявлено биотип, устойчив к атразину и хлорсульфурону (Glean® - ингибитор ALS), в Мичигане (США) - биотип, устойчив к атразину, симазином и диурон, и в 2003 г. . в Огайо (США) - к глифосату и клорансуламу (FirstRate® - ингибитор ALS). Подводя итог, можно отметить, что этот биотип устойчивый и к другим препаратам ALS-ингибиторов, таких как хлоримурон (Classic®, Canopy®, Synchrony®).

Такой сорняк, как щирица сорная (Amaranthus rudis), также является одним из проблемных для фермерских хозяйств США. Сейчас популяции этого растения, для которых обычные нормы применения глифосата оказались малы для эффективного их уничтожения, было зафиксировано в штатах Айова и Иллинойс.

Механизмы, которые привели к возникновению резистентных видов, относительно простые и хорошо изучены. В растительной популяции всегда есть особи, чей генетический набор имеет некоторые особенности, обеспечивающие растению выживание после воздействия гербицида. В начале таких особей мало, но систематическое применение препарата обеспечивает большую селекцию именно этих, устойчивых к гербициду, растений: у таких особей по сравнению с другими, шансы выжить и производить семена увеличиваются.

Устойчивость развивается быстрее в условиях, когда гербицид содержит только одно активное вещество и его применяют в течение длительного времени. Это именно то, что происходит сейчас с ГМ-растениями. Помимо увеличения использования ГМ-семян в сельском хозяйстве, появлению устойчивых сорняков способствуют и другие факторы, например, отказ от вспашки земли. Зато именно эта операция является очень эффективным способом контроля некоторых видов сорняков. Во время выращивания устойчивых к гербицидам ГМ-культур этот метод используют не так часто, так как потребность в нем уменьшается с применением гербицидов. Одной из причин резистентности сорняков при выращивании в течение нескольких лет ГМ-культур, устойчивых к гербицидам, эксперты признают форму земледелия, при которой такие сорняки, в той или иной степени, систематически выращиваются вместе с самой культурой.

Быстрое нарастание резистентности в сорняков привело к проблемам в сельскохозяйственной индустрии США еще до появления ГМ-сои. В сорняков уже сформировалась устойчивость к наиболее распространенным гербицидам.
Вплоть до 1995 г.. Препараты типа АЛС (ацетолактатсинтазы) применяли очень часто. На сегодня во всем мире сформировалось более 80 биотипов, устойчивых к этому виду гербицидов, причем половина из них - в США. Большое количество сорняков, невосприимчивых к действию гербицидов типа АЛС, привела к увеличению ассортимента применяемых гербицидов на соевых полях. Согласно данным Национального центра пищевой и сельскохозяйственной политики США (NCFAP), в 1995 г. для обработки 23% площадей, занятых под выращивание сои, использовали комбинацию четырех и более гербицидов. И только на 12% этой земли оказалось достаточным использование одного вида гербицида.

До внедрения методов генной инженерии глифосат в основном использовали для уничтожения сорняков на полях перед посевом. Это эффективный гербицид, уничтожающий большое количество сорняков. Механизм его действия заключается в том, что он блокирует фермент, который участвует в синтезе жизненно важных для растения аминокислот. В ГМ-растений, устойчивых к гербицидам, эта блокада устранена благодаря белку, кодируемому бактериальным геном, который входит в состав генно-инженерной вставки. Сейчас этот гербицид производят несколько агрохимических компаний.

І. Сторчоус, канд. с.-х. наук

 

Ключевые слова: гербициды

Интервью
Компания «Нертус» активно развивает два направления. Первое - семеноводство гибридов подсолнечника и кукурузы сербской селекции. Второе - СЗР и микроудобрения. На сегодняшний день в портфеле компании «Нертус» уже 70 препаратов для зерновых... Подробнее
Рейдерство - стихийный термин, который дословно означает «недружественный захват активов». В аграрной сфере чаще всего используются поддельные документы, а часто - в сочетании с тупой грубой силой. Почему рейдерство приобрело такое... Подробнее

1
0