Welkom bij
Moderne landbouw
!
Metabolische ontgifting is een term die je misschien gelukkig hebt achtergelaten in een scheikundeles op de universiteit. Het is de reden, Hoewel, waarom selectieve herbiciden gewassen sparen terwijl ze onkruid doden.
"De reden dat we atrazine in maïs kunnen gebruiken, is omdat maïs in staat is om atrazine te metaboliseren - of snel af te breken - voordat het schade aan maïs veroorzaakt, " zegt Aaron Hager, University of Illinois (U of I) Extension onkruidspecialist.
Helaas, onkruid begint dit na te bootsen.
De meeste onkruiden zijn bestand tegen herbiciden als gevolg van veranderingen in hun gendoellocatie. Een paar weerstaan nu ook herbiciden door middel van niet-doelgerichte mechanismen, inclusief metabolisme.
“Metabolische resistentie is het vermogen van een wietplant om een herbicide af te breken of te metaboliseren dat schadelijk is voor het onkruid, ’, zegt Hager. “Ze bootsen nu het selectiviteitsmetabolisme na dat in gewassen voorkomt. Dit is weerstand. theoretisch, een onkruidsoort kan weerstand bieden aan een herbicide waaraan het nog nooit eerder is blootgesteld.”
Hij voegt eraan toe dat dit een nieuwe herbicide-actieplaats kan castreren voordat het zelfs maar op een onkruidpopulatie wordt toegepast.
terug in 2009, U of I-wetenschappers analyseerden een waterhenneppopulatie die een centraal maisveld met ononderbroken zaden in Illinois teisterde. Het bloeide zelfs na toepassingen van HPPD-remmer-herbiciden zoals Callisto.
aanvankelijk, onderzoekers vermoedden dat resistentie het gevolg was van mutatie op de doelwitplaats. In plaats daarvan, ze ontdekten dat bepaalde enzymen in waterhemp-genen een verhoogd metabolisme tot mesotrione (het actieve ingrediënt van Callisto) en ook atrazine veroorzaakten. Vanaf dat moment, verschillende andere locaties in het Midwesten hebben soortgelijke voorvallen gemeld. U of I-onderzoekers hebben de metabole resistentie van atrazin met één gen bevestigd. Meerdere genen bepalen waarschijnlijk de metabole HPPD-resistente populaties, Hoewel. Echter, onderzoekers hebben die genen nog niet gevonden.
Het feit dat meerdere genen betrokken zijn bij dergelijke gevallen van metabole resistentie, maakt het moeilijker om aan te pakken, zegt Gordon Vail, Technisch productleider Syngenta. “De weerstand die we vinden in Palmer amarant en waterhennep verslechtert de chemie met drie, vier, of nog vijf genen."
Dit verschilt van de target-site-mutatie die optrad met herbiciden op de ALS-site (Pursuit, scepter). “Met ALS-herbiciden, we hebben te maken met slechts één gen, ' zegt Vail.
De genen die betrokken zijn bij de resistentie die door het metabolisme wordt gestimuleerd, lopen in de honderden, zegt decaan Riechers, een U of I herbicidefysioloog. De U of I-onderzoekers zoeken nu naar nieuwe manieren om het resistentiemechanisme van HPPD-remmer te overwinnen door onkruidenzymen te blokkeren met een andere chemische remmer. Als de wetenschappers remmers kunnen vinden van de metabolismeroutes van het herbicide van waterhemp, het kan mogelijk zijn om de weerstand te omzeilen zonder het gewas te verwonden, hij zegt.
Resistentie tegen mutaties op de doelwitplaats is gemakkelijker te voorspellen, omdat het vaak wordt gestimuleerd door herhaalde toepassingen van dezelfde herbicide-actieplaats. Niet zo met metabole weerstand.
“Het zal minder waarschijnlijk worden om nauwkeurig te voorspellen dat dit zal gebeuren met een specifieke herbicide of herbicidegroep, ’, zegt Hager.
Er is goed nieuws dat de paden die leiden tot metabole resistentie ingewikkeld zijn. "Het duurt veel langer voordat metabole resistentie zich ontwikkelt en verspreidt in vergelijking met resistentie op de doelwitplaats, ' zegt Vail.
Ondertussen, het toepassen van een tankmix van herbiciden met effectieve meerdere actiepunten elke keer dat een toepassing wordt gedaan, kan resistentie voorkomen, zegt Hager.
Zo ook de grondbewerking. Dat is een gruwel vanuit het oogpunt van erosie, omdat minder grondbewerking en niet-ploegen tegenwoordig de schoonheid zijn van de bal voor het behoud van de gezondheid van de bodem. Helaas, er zijn veel ongewenste crashers. "Palmer amarant is goed aangepast aan verminderde grondbewerking, " zegt Mike Weber, Bayer Crop Science senior technisch vertegenwoordiger.
Jayme Dick Burkey, die met het gezin van zijn vrouw boert in de buurt van Dorchester, Nebraska, merkt op dat ze van plan waren om door te gaan met no-till op hun hele boerderij. Echter, een herbicide-resistente onkruidbeoordeling heeft hen ertoe aangezet om herbiciden aan te vullen door op sommige velden bodembedekkers te planten, gevolgd door grondbewerking.
“We zagen dat die velden een voordeel hadden ten opzichte van velden met alleen een herbicidetoepassing, ', zegt Dick Burkey.
Erosie is een punt van zorg. Nog altijd, hij zegt, sommige niet-bewerkte velden met bodembedekkers die vóór het planten van het gewas van 2016 waren gedood, vertoonden meer erosie dan die waar bodembedekkers in de grond waren verwerkt.
“De in de bodem verwerkte bodembedekkers lijken de onkruiddruk tegen te houden, " hij zegt. “Heropname in de bodem zag eruit alsof het de bodem een meer egale en stevige structuur gaf.”
Deze bevinding en het daaropvolgende onderzoek hebben Dick-Burkey en zijn familie ertoe aangezet om te investeren in de juiste grondbewerkingsgereedschappen voor dergelijke velden. Zaadbankbeheer is een ander hulpmiddel voor het beheer van herbicideresistente onkruiden.
“Vorig jaar was niet het beste jaar voor waterhennepbestrijding (in Iowa), " zegt Mike Owen, een onkruidspecialist van de Iowa State University Extension. “Vóór de oogst stonden er veel planten in het midden van de velden. Als we die verspreide planten niet verzorgen via handrouging, we zullen echt in de problemen komen. Het combineren van die plekken bij de oogst is een ongelooflijk effectieve manier om waterhennepzaad over het veld te verspreiden.”
Ondertussen, houd metabolische weerstand in gedachten de volgende keer dat u onkruid ziet dat maar niet doodgaat. “Het houdt zich niet aan de regels, ’, zegt Hager.
Van de jaren vijftig tot het midden van de jaren tachtig, landbouwchemische bedrijven ontdekten gestaag nieuwe herbiciden voor maïs en sojabonen met nieuwe actiepunten (SOA). Toen stopten de ontdekkingen.
HPPD-remmers (Callisto, Gevolg, en Laudis) waren de laatste nieuwe herbicide-SOA's die op de markt werden gebracht.
Dus komt er een nieuwe herbicide SOA op snoek? Waarschijnlijk niet voor een lange tijd, zegt Gordon Vail, Technisch productleider Syngenta.
“Het is echt moeilijk om te doen, ” zegt hij “We hebben alle makkelijke ontdekt.” Hij voegt eraan toe dat sommige onderzoeksstoffen die een uitstekende onkruidbestrijding hebben, het gewas kunnen beschadigen. In de tussentijd, een herbicide met een nieuwe SOA die zacht is voor het gewas, zou slechts 40% tot 50% onkruidbestrijding kunnen opleveren.
“Iedereen denkt dat we een nieuwe actiesite nodig hebben, ' zegt Vail. “We zullen er vandaag geen vinden. Misschien vinden we er in de toekomst een. Maar het ontwikkelen van een nieuwe werkingsplaats voor een onkruid dat alles wat je sproeit gemakkelijk kan metaboliseren, is misschien geen goede strategie."
"Een beter alternatief zou kunnen zijn om te zoeken naar nieuwe moleculen met actieve ingrediënten op bestaande plaatsen van actie, " hij zegt.
Differentiërende factoren zoals pH en zuurgraad van bestaande moleculen van actieve ingrediënten kunnen het onmogelijk maken voor onkruid zoals waterhennep om het af te breken, voegt Vail toe.
Syngenta heeft zo'n verbinding die mogelijk volgend decennium debuteert, hij zegt. Hoewel het een HPPD-remmer is zoals Callisto, het heeft een andere bindingsaffiniteit met de onkruiddoelplaatsen.
