Неэффективность ротации гербицидов против устойчивости амаранта водного
Новое исследование Университета Иллинойса объясняет, почему распространённая практика ротации гербицидов не работает для борьбы с устойчивостью сорняков.
Почему ротация не срабатывает?
- Устойчивость к гербицидам возникает из-за случайных генетических мутаций (аллелей устойчивости).
- Ротация гербицидов основана на предположении, что эти аллели несут для растения высокую "цену приспособленности" (фитнес-стоимость) — например, снижение роста или репродукции в отсутствие "целевого" гербицида.
- Если фитнес-стоимость высока, аллель устойчивости должен исчезать в популяции в годы, когда применяется альтернативный гербицид.
Результаты эксперимента
Исследователи создали популяцию амаранта водного (Amaranthus tuberculatus) с аллелями устойчивости к пяти разным гербицидам и наблюдали за ней в теплице в течение шести поколений (3 года) без применения гербицидов.
- Аллели устойчивости почти ко всем пяти типам гербицидов остались практически неизменными по частоте в популяции.
- Аллель устойчивости к ингибиторам ALS статистически снизился, но очень медленно: менее чем на 10% в год. При такой скорости для сокращения частоты вдвое потребовалось бы 9 лет применения альтернативного гербицида.
- Для устойчивости к глифосату (например, Roundup) проверили два
механизма:
- Механизм с множественными копиями гена EPSPS: его доля снижалась примерно на 15% за поколение, но не исчезала и могла быстро вернуться.
- Механизм с конкретной мутацией в гене EPSPS: его частота, напротив, росла примерно на 10% за поколение.
Выводы и рекомендации
- Фитнес-стоимость устойчивости к гербицидам у амаранта водного низкая или отсутствует. Поэтому ротация, даже длительная, неэффективна для устранения устойчивости.
- "Как только у вас появилась устойчивость, вы с ней застряли", — отмечает профессор Пат Транель.
- Ключевая стратегия — предотвращение появления
устойчивости:
- Применение нескольких гербицидов с разным механизмом действия.
- Использование довсходовых (PRE) и послевсходовых (POST) гербицидов.
- Уничтожение уцелевших растений (эскейпов) до образования семян.