Новое исследование показывает, как дикамбу можно безопасно использовать в сахарной кукурузе

Многие агрономические сорняки развивают устойчивость к доступным гербицидам, и их становится все труднее уничтожить. Из-за нехватки эффективных химикатов и отсутствия новых классов гербицидов фермеры возвращаются к старым продуктам, которые все еще могут защитить урожай.

Дикамба находится на рынке с 1960-х годов, но этот гербицид используется только примерно на 17% площадей кукурузы в США. Он по-прежнему эффективен против водяной конопли и ее сорных родственников, но дикамба в настоящее время не одобрена для использования в сахарной кукурузе из-за известной чувствительности этой культуры.

«Двадцать лет назад чувствительность к гербицидам была главной проблемой защиты растений в индустрии сахарной кукурузы. Многие важные гибриды имели неблагоприятные реакции», — говорит Марти Уильямс, эколог USDA-ARS и адъюнкт-профессор в Университете Иллинойса.

Но сейчас ученые знают гораздо больше о генах, которые помогают кукурузе безопасно метаболизировать дикамбу и другие гербициды. Поэтому Уильямс и его команда решили заново оценить риск повреждения сахарной кукурузы дикамбой.

«Ген, который обеспечивает устойчивость к дикамбе и другим гербицидам в сахарной кукурузе, тот же, что и в полевой кукурузе, поэтому наша система исследования репрезентативна для других типов кукурузы», — говорит Уильямс.

Речь идет о гене Nsf1 — цитохроме P450, участвующем в детоксикации нескольких семейств гербицидов в растениях. При наличии двух функциональных копий гена кукуруза отражает клеточные атаки дикамбы до того, как они причинят вред. Но в некоторых линиях кукурузы также существуют мутантные версии этого гена. Растения с двумя мутантными копиями гена высокочувствительны к дикамбе, а комбинации мутантной и функциональной копий дают промежуточную защиту.

Крис Ландау, постдокторант, подтвердил эти закономерности в сахарной кукурузе, применив дикамбу к трем гибридам, представляющим функциональный, мутантный и промежуточный генотипы. Он применял гербицид на трех стадиях роста: V3, V6 и V9, а в половине обработок смешивал гербицид с антидотом ципросульфамидом.

«Наше исследование — первое в кукурузе, в котором одновременно оценивается комбинация генотипа, сроков применения и антидота на повреждение дикамбой», — говорит Ландау.

Как и ожидалось, сахарная кукуруза с мутантными и промежуточными генами Nsf1 показала больше повреждений от дикамбы, чем кукуруза с двумя копиями функционального гена Nsf1. Исследование также показало, что применение дикамбы на самой поздней стадии V9 вызывало повреждения независимо от генотипа, что говорит о большей безопасности более ранних обработок для всех линий сахарной кукурузы. Антидот несколько смягчал симптомы, но не устранял повреждения полностью.

«Почти для каждого показателя повреждения, который мы рассматривали, включая поломку початков, длину початка, общую массу початка, массу зерна и другие, антидот помогал», — говорит Ландау. «Он также последовательно снижал повреждения при более ранних обработках, V3 и V6, но этот эффект не был столь выраженным, как при применении на V9».

Результаты указывают, что дикамбу можно безопасно использовать в сахарной кукурузе при соблюдении нескольких условий (и после одобрения маркировки Агентством по охране окружающей среды США):

• Применять с антидотами до стадии V9.
• По возможности избегать применения на сахарной кукурузе с мутантными генами Nsf1.

«Эта работа действительно определяет, что необходимо для более широкого использования дикамбы в сахарной кукурузе», — говорит соавтор Аарон Хагер. «Это включает работу с селекционерами в их продолжающихся усилиях по избавлению от чувствительных аллелей. Мы также знаем, что сроки применения будут важны, как и в полевой кукурузе. Теперь мы знаем, что антидоты могут обеспечить некоторый запас повышенной избирательности в сахарной кукурузе. Эта работа закладывает основу для использования в этой конкретной системе земледелия инструмента, который ранее не применялся широко».