17 Травня 2022

Стійкість бур’янів до гербіцидів та шляхи її подолання

Бур’яни – конкуренти культурних рослин за мінеральні елементи живлення, простір, світло і воду. Одним із найбільш ефективних методів боротьби з бур’янами та підвищення врожайності є застосування гербіцидів. Однак ефективність гербіцидів з часом знижується через появу форм (біотипів) бур’янів, стійких до їх впливу, і це може стати серйозною проблемою.

ПРОБЛЕМА НАРОСТАЄ

Перші повідомлення про розвиток стійкості бур’янів до гербіцидів (тріазинів) з’явилися ще в 1968 році. До початку 1990-х років було відомо вже 120 біотипів бур’янів, стійких до цієї, а також до 15 інших груп гербіцидів. На сьогодні налічується вже кілька сотень популяцій (груп) бур’янів, стійких до різних гербіцидів.

На зборах Американського хімічного товариства Брайан Янг з університету Південного Іллінойсу констатував: «Сьогодні понад 200 видів бур’янів виробили стійкість принаймні до одного гербіциду. І вони ростуть на мільйонах акрів землі у США та інших країнах. Серед них є справді проблемні бур’яни, на кшталт щириці Пальмера (Amaranthus palmeri), що виростає на дюйм щодня і досягає у висоту трьох метрів. Її стебло настільки товсте і тверде, що ламає збиральні комбайни. Такі моторошні монстри заповнюють поля, пригнічують культурні рослини, витягуючи із ґрунту воду та поживні речовини.

Стійкі до гербіцидів бур’яни зараз процвітають, незважаючи на те, що їх рясно поливають гліфосатом. При цьому одна-єдина рослина може дати мільйон насінин, віддаляючи викорінення бур’янів кудись у вічність».

Чому розвиток стійкості бур’янів до гербіцидів викликає таке занепокоєння? Таких причин кілька. Посилення вимог до реєстрованих препаратів і зростання витрат на розробку нових гербіцидів на тлі прогресуючого підвищення стійкості до них бур’янів серйозно непокоять виробників сільськогосподарської продукції.

Втрата ефекту від застосування гербіцидів призводить до серйозних економічних і екологічних наслідків. Особливо складно боротися з бур’янами, стійкими відразу до кількох класів гербіцидів (крос-стійкість), або тими, які послідовно розвивають стійкість до різних гербіцидів (множинна стійкість). Підбір ефективних гербіцидів у цих випадках потребує особливо серйозного підходу.

РОЗВИТОК СТІЙКОСТІ У БУР’ЯНІВ

Стійкість бур’янів до гербіцидів розвивається у кілька етапів. Спочатку з’являються одна або кілька рослин, випадкові генетичні зміни яких дають їм вижити, незважаючи на застосування гербіцидів. Завдяки генетичним змінам популяції організмів краще пристосовуються до умов довкілля, зокрема, й до несприятливих. А гербіциди є одним із нових антропогенних чинників, що впливають на популяцію рослин.

Сьогодні налічується вже кілька сотень популяцій (груп) бур’янів, стійких до різних гербіцидів

Поки не буде застосовано певний гербіцид, рослини з мутацією, що забезпечує стійкість до нього, перебувають у популяції в дуже невеликій кількості. Але після проведення обробки більшість рослин цього виду гине, залишаються лише екземпляри, які мають стійкість до гербіциду. Насіння тепер дають тільки ті рослини, які вижили завдяки мутації. Оскільки мутація передається у спадок, то рослини, що виросли з цього насіння, матимуть стійкість до цього гербіциду.

Після багаторазового застосування гербіцидів з одним і тим самим механізмом дії мутантні рослини витісняють чутливі й невдовзі поширюються на полях.

ВИВЕДЕННЯ СТІЙКИХ СОРТІВ

Інший бік стійкості рослин до гербіцидів – цілеспрямоване виведення сортів культурних рослин, стійких до дії певних хімічних засобів боротьби з бур’янами. Зазвичай за мету ставиться отримання сортів рослин, стійких до кількох гербіцидів широкого спектра дії, наприклад, на основі гліфосату. Наприкінці XX століття трансгенні (отримані методами генетичної інженерії) сорти кукурудзи, сої та бавовнику, стійкі до гліфосату, зумовили справжній переворот у сільському господарстві, багаторазово підвищивши ефективність боротьби з бур’янами та врожайність культур.

Однак тривале використання гербіцидостійких культур разом із тим самим гербіцидом обов’язково призведе до появи стійких біотипів бур’янів, що, власне, і сталося.

Важко заздалегідь передбачити, які види бур’янів набудуть стійкості до цього гербіциду. Проте досвід показує, що поширення стійких до гербіцидів біотипів пов’язане із програмою застосування захисних засобів, складом бур’янів на оброблюваних полях та особливостями ведення сільського господарства.

ЯК ВПЛИВАЄ ІНТЕНСИВНІСТЬ ВІДБОРУ

Інтенсивність відбору в популяціях бур’янів є ключовим чинником, і його слід брати до уваги, розглядаючи питання розвитку стійкості до гербіцидів. Відбір подібний до фільтру, на якому залишаються нормальні рослини, а мутанти, стійкі до гербіциду, проходять крізь нього і виживають.

Хоч як це парадоксально, але інтенсивність відбору тим більша, чим потужніший вплив чинить гербіцид на цей вид бур’янів. Зі збільшенням ефективності гербіциду зростає інтенсивність відбору стійких рослин у популяції бур’янів. Інтенсивність відбору також багаторазово зростає при постійному застосуванні одного й того самого гербіциду.

Можна подумати, що раз гербіцид діє дуже ефективно, то появу стійких мутантів буде відразу помітно і це дасть змогу вчасно вжити необхідних заходів. Однак досвід показує, що помітити появу стійкого до гербіцидів біотипу можна лише тоді, коли він становитиме близько 20% чисельності популяції.

Читати по темі: Весняний контроль роботи протруйників на озимих зернових культурах

У перші роки застосування одного й того самого гербіциду частка стійких рослин не перевищує 1–2%. Якщо ж продовжувати застосування одного гербіциду з року в рік, то проблем не уникнути: частка стійких рослин почне різко збільшуватися.

Як показують спостереження, стійкість до гербіцидів групи сульфонілсечовини при їх безперервному використанні розвивається у деяких видів бур’янів за 3–5 вегетаційних сезонів. При використанні гербіцидів триазинової групи стійкість до них починає проявлятися через 7–10 років безупинного використання. При цьому стійкість до системних гербіцидів виникає швидше, ніж до контактних.

ЧИННИКИ, ЩО ПРИШВИДШУЮТЬ РОЗВИТОК СТІЙКОСТІ БУР’ЯНІВ

Серед характеристик гербіцидів, які пришвидшують розвиток стійких до них популяцій бур’янів, слід виділити такі:

  • Якщо гербіциди мають лише одну мішень (фермент, який бере участь у певному біохімічному перетворенні в тканинах рослин, на функції якого безпосередньо впливає цей гербіцид), то стійкість до них розвивається швидше. Більшість відомих мішеней гербіцидів пов’язана із процесами росту та розвитку рослин. Як правило, для розвитку стійкості до гербіцидів, які мають тільки одну мішень, достатньо однієї невеликої мутації в одному-єдиному гені, що кодує ключовий фермент;
  • Багаторазове застосування одного гербіциду впродовж вегетаційного періоду збільшує ризик появи стійкості до нього;
  • Використання кілька років поспіль одного гербіциду або різних, але з однаковою мішенню, також вкрай небажане. Причому вплив цього чинника практично не залежить від того, для однієї чи різних культур застосовується гербіцид;
  • Використання гербіцидів, що не супроводжується іншими заходами боротьби з бур’янами (наприклад культивація), або їх використання без урахування інших заходів також підвищує ризик появи стійких біотипів.

Стійкість до гербіциду може з’являтися не тільки завдяки мутації гена, який кодує фермент, а й за рахунок змін метаболізму (обміну речовин). Це призводить до пришвидшення деградації діючої речовини у тканинах бур’янів або швидкого виведення з них.

Більшість метаболічних процесів контролює досить велика група генів, тому розвиток стійкості цим шляхом потребує досить багато часу. Але якщо стійкість розвивається за цим механізмом, то вона діє відразу на цілий хімічний клас гербіцидів, оскільки його представники мають подібну хімічну природу і потрапляють у одні й ті самі метаболічні процеси.

Стійкість до системних гербіцидів виникає швидше, ніж до контактних

Біологічні особливості рослин також впливають на розвиток стійкості до гербіцидів. Як правило, бур’яни характеризуються високою генетичною різноманітністю всередині популяцій, що дає їм змогу пристосовуватися до широкого спектру умов довкілля. Тому немає нічого дивного в тому, що саме бур’яни швидко виробляють механізми підвищення стійкості до гербіцидів. Як тільки в популяції з’явиться хоча б одна стійка рослина, швидкість процесу почне визначатися двома чинниками: репродуктивним потенціалом виду (кількість насіння на одну рослину та їх схожість) і механізмами поширення насіння.

Стійкість бур’янів до гербіцидів та шляхи її подолання2
Бур’яни швидше за сільськогосподарські культури виробляють механізми підвищення стійкості до гербіцидів

Якщо після застосування гербіцидів на полі залишається помітна кількість бур’янів, це ще не привід панікувати з приводу появи стійкого біотипу. Необхідно брати до уваги низку інших чинників, що впливають на ефективність обробки гербіцидами. Тут можуть бути і відступи від інструкції щодо застосування, і невідповідні погодні умови, і перенесення насіння бур’янів із сусідніх ділянок, і проростання бур’янів із насіння вже після проведеної обробки (друга хвиля).

Але якщо виникла підозра у розвитку стійкості бур’янів до гербіцидів, то слід дати відповідь на такі запитання:

  • Як поводяться інші види бур’янів, які також має знищувати цей гербіцид? Ймовірність того, що стійкість з’явиться відразу в кількох видів, надзвичайно низька;
  • Якою була ефективність цього гербіциду чи аналогічного йому в попередні роки? Ефективність дії гербіциду з появою стійкого біотипу падає поступово;
  • Чи використовувався інтенсивно цей гербіцид або гербіцид із тим самим механізмом дії на ділянці в минулі роки?

Обробка поля гербіцидами у поєднанні з дискуванням або культивацією забезпечує ефективніший захист

Якщо відповіді на ці запитання свідчать про появу стійкості бур’янів до цього гербіциду, слід зайнятись підбором інших препаратів і використовувати інші (не хімічні) методи боротьби з бур’янами.

СТРАТЕГІЯ ВИКОРИСТАННЯ ГЕРБІЦИДІВ

Яка ж стратегія використання гербіцидів дасть можливість віддалити час появи стійкості до них у бур’янів? Основні її положення такі:

  • Використовуйте гербіциди лише тоді, коли це дійсно необхідно. Обробка гербіцидами має бути обґрунтованою. Потрібно підібрати модель застосування гербіцидів, оптимальну з економічного погляду;
  • Використовуйте ротацію гербіцидів із різним механізмом дії. Ніколи не робіть поспіль більше ніж дві обробки гербіцидами з однаковою мішенню на одному полі, особливо якщо не задіяні інші заходи боротьби з бур’янами;
  • Застосовуйте гербіциди, що містять дві й більше діючих речовин та/або бакові суміші препаратів, або ж послідовно обробляйте поле гербіцидами з різним механізмом дії. Це допоможе ефективно боротися з бур’янами, навіть якщо в них уже з’явилися стійкість до гербіцидів. Такий підхід може здатися економічно більш витратним, зате він дає змогу відразу ефективно боротися з бур’янами й позбавить потенційних проблем у майбутньому;
  • Дотримуйтесь сівозміни, але не забувайте про заборону на застосування гербіцидів з однаковим механізмом дії більше ніж два рази поспіль;
  • За можливості поєднуйте обробку поля гербіцидами з механічними засобами боротьби (дискування та культивація);
  • Стежте за появою бур’янів і не давайте їм перерости. Це знизить потенціал популяції, необхідний для появи стійких до гербіцидів біотипів;
  • Ретельно очищайте знаряддя обробітку ґрунту, перш ніж перемістити їх із поля, де підозрюється наявність стійких до гербіцидів бур’янів, на інші поля.

На завершення хочемо ще раз наголосити, що гербіциди дають можливість ефективно боротися з бур’янами та підвищують економічну віддачу від рослинництва. Але при їх застосуванні необхідно дотримуватися запобіжних заходів, щоб знизити ризик поширення стійких до них біотипів бур’янів.

Олександр Олійник, агроконсультант

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2022

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram

0 Коментарі
Вбудовані Відгуки
Переглянути всі коментарі

СТАТТІ ПО ТЕМІ

Чому не завжди спрацьовують бакові суміші або двокомпонентні ґрунтові гербіциди

Дуже актуальною є проблема фітотоксичності грунтових гербіцидів...

Як підвищити стійкість рослин до стресів?

Стрес у рослин – найпопулярніша тема останніх...

Sclobicide® — комплексний підхід до захисту саду

Важливою складовою частиною сучасного садівництва в Україні...

Погода

Kyiv
рвані хмари
15.7 ° C
16.5 °
14.2 °
45 %
0.9kmh
62 %
Вт
18 °
Ср
11 °
Чт
19 °
Пт
22 °
Сб
18 °