佩德羅.雅各布.克里斯托福列蒂(Pedro Jacob Christoffoleti)向AgriBrasilis撰寫了有關雜草對除草劑的抗性以及農民如何應對的文章。

Christoffoleti是“Luiz de Queiroz”- USP農業學院的農學家,雜草科學博士,ESALQ-USP教授,PJC農藝咨詢公司研究員、推廣員和顧問。

巴西雜草管理的目標是減少對作物潛在產量的負面干擾。為此,我們采取了綜合管理措施,例如文化、機械和物理手段。除草劑由于其方便性和適宜的成本,是傳統農業實現這一目標的主要工具。然而,該工具必須有效使用,并具有廣泛的雜草種類控制、選擇性,并考慮經濟和環境可持續性。

2019年,巴西共消耗除草劑技術產品369,578.94噸(IBAMA,2020年),占全國植物檢疫產品銷售總量的59.56%。在銷量最多的品種中,草甘膦排名第一,總量為217,592.24噸,其次是2,4-滴,總量為52,426.92噸。排在第5位的除草劑是莠去津,2019年使用量為23,429.38噸。

相反,巴西的農業食品產量也出現了驚人的增長。巴西農業發展的兩個最有說服力的指標是產量和產量。從1975年到2017年,谷物產量從3800萬噸增加到2.36億噸,增長了六倍多,而種植面積僅增加了一倍。通過水稻,豆類,玉米,大豆和小麥的平均產量的變化可以看出,與面積增長相比,產量增長更大。

在巴西的農業環境中,幾乎整個地區都使用抗草甘膦的轉基因作物,雜草對除草劑的抗性已成為其管理的主要挑戰。巴西已經記錄了53例前所未有的雜草對ACCase、ALS、EPSPS、photosystem Ⅰ和Ⅱ、Protox(PPO)和合成生長素的抗性。最令人擔憂的無疑是19例抗草甘膦案例,其中9例是多重抗藥性。在抗草甘膦的雜草種類中,我們重點介紹了莧菜、紫莖澤蘭、龍眼草、康乃馨、加拿大一枝黃花、蘇門答臘、島葉地黃、棘球絳蟲、印度香茅、大戟和黑麥草(Heap,2021)。

巴西抗除草劑雜草的相關案例

2003年在巴西南里奧格蘭德州的多年生黑麥草中發現了第一例抗草甘膦的案例,其次是2005年的康乃馨。

第一個多重耐藥性病例也是在2010年發現的,ACCase和草甘膦抑制劑都有耐藥性的黑麥草。最令人擔憂的案例發生在2017年,對5種作用機制產生了抗藥性,即蘇門答臘草,對草甘膦、敵草隆、百草枯、2,4-滴和紅花滅草靈除草劑產生抗藥性。(Heap,2021年)

但是,目前最困擾種糧農民的,除了莧屬、野莧屬3種雜草外,還有島葉決明的抗藥性。

雜草對抑制ALS的除草劑的抗性可追溯到1993年,當時我有機會證實鬼針草對這種作用機制的抗性,后來在白苞猩猩草的研究中也有報道。然而,轉基因抗草甘膦的引入解決了這個問題。同樣,自1992年以來在車前草(Urocholoa plantaginea)中檢測到的草對ACCase抑制劑的抗性(這是過去的一個主要問題)也被GMOs解決了。

 然而,目前抗草甘膦已成為一個問題,特別是當與ALS和ACCase抑制劑結合使用時。在這種情況下,推薦控制方案更為復雜。甚至在對敵草隆、紅花酸、草甘膦、氯嘧磺隆和百草枯有抗藥性的蘇門答臘種群中也發現了這5種作用機制。對草甘膦有抗性的莧菜也對ALS抑制劑有抗性。很明顯,用草甘膦都難以控制的雜草肯定很難控制。

此外,馬托格羅索州還受到了巴西的一種外來雜草A. palmeri的入侵,由于該州農業部采取了有效的遏制措施,其擴散得以推遲。

另一方面,莧菜在巴西已經適應生長了,南部抗藥性種群的存在也讓農民擔憂。自2009年以來,印度鵝草(牛筋草)被檢測出ACCase抑制劑具有抗藥性,最近又被檢測出對草甘膦具有種群抗藥性。

灌木狀假紐扣草(Permacoce verticillata L.)一直是對種糧農民的主要挑戰,尤其是在北部/東北部和塞拉多地區(巴西薩瓦納)。這種雜草的分類很難,許多研究人員將其歸類為植物學垂直草。有跡象表明,其他物種更難控制。除對草甘膦的耐受性外,2,4-滴類除草劑也不能控制這種雜草,其甚至對草甘膦有拮抗作用。

農民們所面臨的另一個問題是禁止在大豆收獲前施用百草枯,這反映了對雜草抗性的管理和預防。此措施負責清除后期的侵染雜草。替代品要么是市場上的低可用性,要么是具有不同作用機制的其他除草劑。

它還涉及從以前作物的自生植物的控制。大豆之后是玉米或棉花,而這3種作物通常都應用為抗草甘膦的品種,這使得大豆的管理復雜化。 

雜草抗性的防治

采取積極主動的策略無疑是避免雜草抗性問題進一步演變為生產系統的最佳方法。盡管如此,這個問題已經對許多農民的財產產生了影響,需要采取應對措施。

在最佳戰略中,必須有多樣化的作物和除草劑。這一策略減少了被迫抵抗雜草種群的選擇壓力。

巴西的一些地區有種植的可能性,每年最多可收獲2.5季,這可以實現作物多樣化,這當然是主動預防措施和抗除草劑雜草管理的基礎。

然而,這一系統最重要的方面是在第2次收獲后的冬季淡季留下覆蓋物,就像在巴西中部和北部那樣,在巴西中部和北部,臂形草可以在這一過程中發揮基本作用。

另一種有助于農民抑制抗除草劑雜草的管理方法是將2次收獲的玉米與烏龍草混合,這有利于在休耕期間在土壤表面形成秸稈。因此,在一個防止與其他植物競爭的系統中種植臂形草和玉米,同樣在玉米收獲后,臂形草可以保持植被,直到形成足夠的生物量,之后在秸稈干燥后,它抑制了對除草劑具有抗性的雜草。

巴西采用的第2種做法有助于減緩甚至有效地控制抗除草劑雜草,即便用與抗草甘膦的轉基因生物相關的苗前/苗后除草劑也是有效的。當除草劑應用于雜草發生前的雜草時,除草劑可以控制種子,促進作物的競爭優勢,在雜草之前出現,避免早期競爭(甚至于雜草會出現在作物生長之前)。除使選擇性除草劑在苗后的應用更加靈活外,苗前除草劑還提供了多樣化的作用機制。

然而,在這種實踐中,農民必須了解在免耕制度下除草劑在土壤和秸稈上的某些行為,否則可能會面臨除草劑選擇性和效率問題。這就是為什么目前這種做法的普及率仍然很低的原因。我們需要在現有技術中提出新技術或創新,主要是關于除草劑聯用和配方的新技術或創新,以便使用殘留除草劑逐漸成為管理抗藥性雜草的有效工具。

巴西也引進了新的轉基因生物,比如抗生長素除草劑。從農業的角度來看,這無疑將有助于管理系統中的雙子葉植物抗性雜草,然而,我們需要克服這些技術帶來的挑戰,包括應用技術的最佳實踐以及漂移和揮發問題。

防止產生抗除草劑的雜草種子當然是農民考慮的一項措施,盡管這很難執行。農田邊緣或道路可作為抗雜草擴散的來源。此外,考慮到巴西是一個具有大陸規模的國家,在全國范圍內運輸機械和設備需要更好的規劃,以避免抗藥性雜草的擴散。同樣,與巴拉圭和阿根廷等其他糧食生產國的邊境一直是該國抗藥性雜草進入的重點。例如,引進的兩耳草(馬唐屬草)和綠莧(綠穗莧)。對于抗除草劑雜草的預防和管理的生產系統的建議很簡單：系統多樣性。多樣性意味著除草劑的使用不僅具有不同的作用機理,而且作物也不同,單一栽培并不能很好地實現這一目標。遵循最佳耕作實踐有助于產量的可持續性。

“農民朋友們,實行輪作,使用不同作用機制的除草劑,遵循推薦劑量,并在收獲后進行控制,以避免豐富雜草種子的抗性庫。采取預防措施。”