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Agricoltura moderna
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La disintossicazione metabolica è un termine che potresti esserti lasciato felicemente alle spalle in una lezione di chimica al college. è la ragione, anche se, perché gli erbicidi selettivi risparmiano i raccolti mentre uccidono le erbacce.
"Il motivo per cui possiamo usare l'atrazina nel mais è perché il mais è in grado di metabolizzare - o scomporre rapidamente - l'atrazina prima che causi danni al mais, "dice Aaron Hager, Specialista dell'erba di estensione dell'Università dell'Illinois (U of I).
Sfortunatamente, le erbacce stanno iniziando a imitarlo.
La maggior parte delle erbe infestanti resiste agli erbicidi a causa di alterazioni nel sito bersaglio del gene. Alcuni ora resistono anche agli erbicidi attraverso meccanismi di siti non bersaglio, compreso il metabolismo.
“La resistenza metabolica è la capacità di una pianta infestante di abbattere o metabolizzare un erbicida dannoso per l'erba, "dice Hager. “Ora stanno imitando il metabolismo della selettività che si verifica nelle colture. Questa è resistenza. Teoricamente, una specie infestante potrebbe resistere a un erbicida a cui non è mai stata esposta prima”.
Aggiunge che questo potrebbe neutralizzare un nuovo sito di azione degli erbicidi prima ancora che venga applicato a una popolazione di erbacce.
Già nel 2009, Gli scienziati di U of I hanno analizzato una popolazione di canapa acquatica che infestava un campo di mais a seme continuo nell'Illinois centrale. Ha prosperato anche dopo applicazioni di erbicidi inibitori HPPD come Callisto.
Inizialmente, i ricercatori sospettavano che la resistenza fosse dovuta alla mutazione del sito bersaglio. Anziché, hanno scoperto che alcuni enzimi nei geni della canapa acquatica hanno innescato un aumento del metabolismo del mesotrione (il principio attivo di Callisto) e anche dell'atrazina. Da allora, diverse altre località del Midwest hanno riportato eventi simili. I ricercatori di U of I hanno confermato la resistenza metabolica all'atrazina di un singolo gene. È probabile che più geni stiano determinando le popolazioni metaboliche resistenti all'HPPD, anche se. Però, i ricercatori non hanno ancora trovato quei geni.
Il fatto che più geni siano coinvolti in tali casi di resistenza metabolica lo rende più difficile da affrontare, dice Gordon Vail, Responsabile tecnico del prodotto Syngenta. “La resistenza che troviamo nell'amaranto di Palmer e nella canapa d'acqua degrada la chimica con tre, quattro, o altri cinque geni."
Ciò differisce dalla mutazione del sito bersaglio che si è verificata con gli erbicidi del sito d'azione della SLA (Pursuit, Scettro). “Con gli erbicidi per la SLA, abbiamo a che fare con un solo gene, ", dice Vail.
I geni coinvolti nella resistenza stimolata dal metabolismo possono essere centinaia, dice Dean Riechers, un fisiologo erbicida U di I. I ricercatori dell'U of I stanno ora cercando nuovi modi per superare il meccanismo di resistenza all'inibitore HPPD bloccando gli enzimi delle infestanti usando un diverso inibitore chimico. Se gli scienziati riuscissero a trovare inibitori delle vie metaboliche degli erbicidi della canapa acquatica, potrebbe essere possibile aggirare la resistenza senza danneggiare il raccolto, lui dice.
La resistenza alle mutazioni del sito bersaglio è più facile da prevedere, poiché è spesso stimolato da ripetute applicazioni dello stesso sito di azione dell'erbicida. Non così con la resistenza metabolica.
“Diventerà meno probabile prevedere con precisione che ciò accadrà con uno specifico erbicida o gruppo di erbicidi, "dice Hager.
Ci sono buone notizie in quanto i percorsi che portano alla resistenza metabolica sono complicati. “Ci vuole molto più tempo perché la resistenza metabolica si sviluppi e si diffonda rispetto alla resistenza al sito bersaglio, "dice Vail.
Intanto, l'applicazione di una miscela di erbicidi con efficaci siti multipli di azione ogni volta che viene effettuata un'applicazione può prevenire la resistenza, dice Hager.
Così è la lavorazione. Questo è un anatema dal punto di vista dell'erosione, poiché la lavorazione ridotta e la non lavorazione sono le cose più belle del ballo per la conservazione della salute del suolo in questi giorni. Sfortunatamente, ci sono molti crasher indesiderati. "L'amaranto di Palmer si adatta bene alla lavorazione ridotta, "dice Mike Weber, Rappresentante tecnico senior di Bayer Crop Science.
Jayme Dick Burkey, che coltiva con la famiglia di sua moglie vicino a Dorchester, Nebraska, nota che avevano pianificato di continuare a lavorare in tutta la loro fattoria. Però, una revisione delle erbe infestanti resistenti agli erbicidi li ha spinti a integrare gli erbicidi piantando colture di copertura seguite dalla lavorazione del terreno su alcuni campi.
"Abbiamo visto che quei campi avevano un vantaggio rispetto ai campi con una sola applicazione di erbicida, Dice Dick Burkey.
L'erosione è una preoccupazione. Ancora, lui dice, alcuni campi di non lavorazione con colture di copertura uccise prima di piantare il raccolto del 2016 avevano un'erosione peggiore rispetto a quelli in cui le colture di copertura erano state incorporate nel terreno.
“Le colture di copertura incorporate nel terreno sembrano trattenere la pressione delle infestanti, " lui dice. "La reincorporazione nel terreno sembrava conferire al terreno una struttura più uniforme e robusta".
Questa scoperta e la successiva ricerca hanno spinto Dick-Burkey e la sua famiglia a investire in strumenti adeguati per la lavorazione di tali campi. La gestione della banca dei semi è un altro strumento per la gestione delle erbe infestanti resistenti agli erbicidi.
"L'anno scorso non è stato l'anno migliore per il controllo della canapa (in Iowa), "dice Mike Owen, uno specialista di erbe infestanti dell'Iowa State University Extension. “C'erano molte piante in mezzo ai campi prima del raccolto. Se non ci prendiamo cura di quelle piante sparse tramite rouging a mano, saremo davvero nei guai. La combinazione di questi appezzamenti al momento del raccolto è un modo incredibilmente efficace per spargere i semi di canapa acquatica sul campo".
Intanto, tieni a mente la resistenza metabolica la prossima volta che vedi erbacce che semplicemente non moriranno. “Non segue le regole, "dice Hager.
Dagli anni Cinquanta alla metà degli anni Ottanta, le aziende chimiche agricole hanno scoperto costantemente nuovi erbicidi per mais e soia con nuovi siti di azione (SOA). Poi le scoperte si sono fermate.
Inibitori HPPD (Callisto, Impatto, e Laudis) sono stati gli ultimi nuovi erbicidi SOA ad essere commercializzati.
Quindi sta arrivando un nuovo erbicida SOA? Probabilmente non per molto tempo, dice Gordon Vail, Responsabile tecnico del prodotto Syngenta.
“È davvero difficile da fare, ” dice “Abbiamo scoperto tutti quelli facili”. Aggiunge che alcuni composti di ricerca che hanno un eccellente controllo delle infestanti potrebbero danneggiare il raccolto. Nel frattempo, un erbicida con una nuova SOA che è delicato sul raccolto potrebbe portare solo al 40-50% di controllo delle infestanti.
“Tutti pensano che abbiamo bisogno di un nuovo sito d'azione, "dice Vail. “Non ne troveremo uno oggi. Forse ne troveremo uno in futuro. Ma sviluppare un nuovo sito d'azione per un'erba in grado di metabolizzare prontamente tutto ciò che si spruzza potrebbe non essere una strategia adeguata".
“Un'alternativa migliore potrebbe essere la ricerca di nuove molecole di principio attivo nei siti di azione esistenti, " lui dice.
Fattori di differenziazione come il pH e l'acidità dalle molecole degli ingredienti attivi esistenti possono rendere impossibile la degradazione da parte di erbacce come la canapa d'acqua, Vail aggiunge.
Syngenta ha uno di questi composti che potrebbe debuttare il prossimo decennio, lui dice. Sebbene sia un inibitore HPPD come Callisto, ha una diversa affinità di legame con i siti bersaglio delle infestanti.
