Introduzione alla resistenza agli erbicidi

La presenza di erbe infestanti sui terreni agricoli può comportare una significativa perdita di resa delle colture perché le erbe infestanti competono con le colture di campo per le risorse essenziali. lavorazione del terreno, diserbo manuale, diversificazione delle colture e la rotazione delle colture erano i mezzi precedenti per gestire le erbe infestanti prima che gli erbicidi diventassero disponibili in commercio. Però, nel corso degli anni è diventato sempre più comune in molti paesi l'utilizzo di erbicidi per il controllo delle infestanti.

Gli agricoltori sono in grado di evitare la perdita di resa del raccolto causata da erbacce indesiderate utilizzando erbicidi. Il controllo delle infestanti con erbicidi è estremamente efficace ed economico, ma se vengono applicati in modo eccessivo, lo sviluppo della resistenza agli erbicidi nelle piante infestanti renderà gli erbicidi inefficaci.

Lo svantaggio più importante di questi erbicidi è lo sviluppo di resistenza nelle infestanti mirate.

I biotipi di piante infestanti resistenti a diversi erbicidi sono cresciuti rapidamente. Esistono attualmente 383 tipi di biotipi appartenenti a 208 specie di infestanti su 570, 000 campi in tutto il mondo (122 dicotiledoni e 86 monocotiledoni).

Che cos'è la resistenza agli erbicidi?

La capacità di una pianta infestante di sopravvivere e riprodursi anche dopo l'esposizione a un erbicida è nota come resistenza agli erbicidi della pianta infestante. Questa qualità viene acquisita dall'erba quando viene esposta ripetutamente allo stesso erbicida. L'erba sviluppa "immunità" alla quantità di dose che normalmente la ucciderebbe. Successivamente, l'agricoltore aumenta la dose nel tentativo di uccidere l'erba e il circolo vizioso continua.

Sebbene gli erbicidi forniscano un controllo efficace delle infestanti e risparmino manodopera, un'eccessiva dipendenza da erbicidi con una modalità d'azione simile può portare rapidamente allo sviluppo della resistenza agli erbicidi nelle erbacce Shaw et al. 2012

La resistenza agli erbicidi nelle erbe infestanti si sviluppa in due modi. Primo, l'erba si evolve e altera il sito della pianta infestante che è colpito dall'erbicida. Secondo, la pianta infestante modifica i processi nel suo ciclo di crescita che è preso di mira dall'erbicida per essere efficace.

In che modo le piante diventano resistenti agli erbicidi?

Di seguito sono riportati i modi con cui le piante diventano resistenti agli erbicidi

• dispersione naturale :Il vento e l'acqua sono anche in grado di spargere semi di piante infestanti. Allo stesso modo, il polline può essere disperso a grandi distanze, anche se solo una piccola percentuale rimane praticabile a distanze oltre i 10 m. Per di più, i semi di piante infestanti possono essere trasportati per lunghe distanze dalle acque alluvionali.
• Resistenza preesistente :Occasionalmente, alcune piante nelle colonie di erbacce contengono una rara mutazione genetica che consente loro di sopravvivere all'applicazione di un erbicida che normalmente ucciderebbe la loro specie. Le piante infestanti possono subire variazioni genetiche che alterano la loro capacità di assorbire e traslocare l'erbicida. Per di più, i cambiamenti fisiologici possono influenzare la capacità di una pianta di metabolizzare gli erbicidi o consentire agli erbicidi di viaggiare in una posizione non letale all'interno della pianta.
• Importazione di resistenza :Questa è una forma molto rara di resistenza agli erbicidi che si verifica nelle erbe infestanti quando l'erba contamina nei semi delle colture o nel foraggio o nei macchinari agricoli da utilizzare prima della semina.

Esempio di resistenza agli erbicidi

Secondo Malik e Singh, 1995; Balyan e Malik, 2000; Yadav e Malik, 2005 : Negli ultimi decenni, la flora infestante nei terreni coltivati ​​a grano è cambiata radicalmente. Con l'espansione delle aree irrigate, Carthamus oxycantha è quasi scomparso dalla produzione di grano, dove era un'erbaccia importante nel 1960. P. minore e Avena ludoviciana hanno sostituito diverse erbe infestanti a foglia larga dalla metà degli anni '60 a causa dell'introduzione di varietà di grano nano ad alto rendimento, così come aumentato fertilizzante uso e irrigazione garantita.

Lo sviluppo della resistenza all'isopropturone in Phalaris minor (P. minor) in India a causa della forte dipendenza da questo erbicida fenil urea sostituito ha causato una significativa riduzione della produttività del grano nelle aree colpite Malik e Singh, 1995

Nei sistemi di coltivazione del riso-frumento, P. minor divenne l'erbaccia dominante.

In altri sistemi di coltivazione, A. ludoviciana divenne l'erbaccia dominante su irrigati, ben drenato, testurizzato più leggero suoli .

La rimozione manuale delle infestanti è difficile sul frumento a causa della sua stretta distanza tra le file e della sua somiglianza morfologica con le graminacee.

Nell'India nordoccidentale, compreso il Punjab, Haryana, Uttar Pradesh e Delhi, P. minor sta ancora infliggendo grandi perdite di resa nel raccolto di grano, soprattutto nei sistemi di coltivazione del riso-frumento.

Anche erbe infestanti come P. minor rappresentano una grave minaccia per la produzione di grano negli stati confinanti, come Uttaranchal, Madhya Pradesh e parti del Bihar e dell'Himachal Pradesh.

Falaride minore è segnalato per sviluppare resistenza agli erbicidi come isoproturone, Sulfosulfuron, Clodinafop, Fenoxaprop, Pinoxaden e tralkossidim .

Evoluzione della resistenza agli erbicidi

La resistenza agli erbicidi può essere spiegata da due teorie:o la teoria del pool genico o il teoria della selezione .

• Teoria del pool genico :Gli erbicidi sono considerati mutageni perché causano la mutazione delle piante a causa del trattamento con erbicidi, che influenza il corredo genetico della pianta. Però, questa teoria non è ben supportata dalla ricerca.
• Teoria della selezione :Questa è una teoria più ampiamente accettata. È naturale che alcune piante nelle popolazioni di piante infestanti siano resistenti a un particolare erbicida. L'efficacia di un erbicida determina la pressione selettiva

Meccanismo di resistenza agli erbicidi

I meccanismi di resistenza agli erbicidi possono essere ampiamente raggruppati in due categorie Dekker e Duke, 1995

Meccanismo del sito di destinazione

• Sito di sovrapproduzione di azione :Ne risulta la diluizione dell'erbicida. Il numero di siti d'azione nella pianta infestante aumenta considerevolmente, il che a sua volta riduce la quantità di erbicida necessaria nel sito d'azione.
  Esempio:vi è stata evidenza che alcune piante di Palmeramaranto resistenti al glifosato mostrano quantità aumentate di proteine ​​del sito bersaglio EPSPS sensibili agli erbicidi. Fino ad ora, nessun caso di questo meccanismo è stato trovato per un'altra specie vegetale.
• Sito d'azione alterato :L'erba cambia le caratteristiche del sito di azione in un modo che non consente all'erbicida di agire nel modo previsto.
  Esempio:biotipi di Lactuca sativa resistenti agli erbicidi sulfonilurea. L'enzima del sito d'azione della SLA non si lega più con l'erbicida.

Meccanismo/esclusione del sito non target:

Erbacce che impediscono alla molecola dell'erbicida di raggiungere il sito in cui provoca una risposta tossica nelle piante. L'erbicida è escluso dal sito di azione in molti modi attraverso meccanismi di resistenza di esclusione.

• Assorbimento differenziale di erbicidi :A causa di caratteristiche morfologiche quali sovrapproduzione di cere, area fogliare ridotta, eccetera., I biotipi resistenti agli erbicidi non assorbono prontamente gli erbicidi.
  
• Traslocazione differenziale :Questi biotipi resistenti hanno diverse modificazioni che riducono l'apoplastico (parete cellulare, xilema) e simplastico (plasma lemma, floema) trasporto di erbicida.
  
• Scompartimento :L'erbicida viene separato in molte sezioni della pianta infestante prima che raggiunga il sito di azione sulla pianta infestante o l'erbicida sia attaccato alle pareti cellulari del sito in cui si rivela inefficace.
  
• Disintossicazione metabolica :L'erbicida subisce una disintossicazione più rapida prima di raggiungere il sito bersaglio nella pianta infestante. Esistono quattro categorie principali di disintossicazione biochimica:ossidazione, riduzione, idrolisi, e coniugazione. La resistenza agli erbicidi è associata all'attivazione di tre enzimi:
  (io) Aril-ailamidasi che disintossica il propanil
  (ii) Glutatione-s-transferasi che disintossica l'atrazina
  (iii) Un certo numero di erbe ed erbe infestanti sono resistenti agli inibitori di ACCase, SLA, e PSII a causa di citocromo P450 monossigenasi

Gestione della resistenza agli erbicidi

La resistenza agli erbicidi che si sviluppa nell'erba può essere controllata e gestita in 2 modi: Pratiche di gestione proattive e Pratiche di gestione reattive

Pratiche di gestione proattive per ridurre la resistenza agli erbicidi

I. Pratiche culturali

• Rotazione delle colture
  
  Coltivare lo stesso raccolto di solito richiede l'applicazione dello stesso erbicida nello stesso rapporto. Questo è un enorme fattore che consente alle erbe infestanti di sviluppare resistenza agli erbicidi.
  
  Gli agricoltori possono ridurre le possibilità che le erbe infestanti sviluppino resistenza se le colture vengono cambiate ogni anno o ogni stagione. Ciò aumenterà la necessità di utilizzare diversi erbicidi e, di conseguenza, impedirà all'erba di adattarsi all'erbicida.
  
  Ciò ostacola anche la stagione di crescita della pianta infestante.
  
  Alcune colture sono più competitive di altre. Questo raccolto altamente competitivo limiterà la produzione di semi di erbe infestanti.
  
  
• Tempo di semina appropriato
  
  Le colture a semina precoce sono più competitive contro le erbe infestanti e crescono più velocemente.
  
  Dall'ultima settimana di novembre a dicembre, così come all'inizio di gennaio, Phaloris minor (P. minore) germina più abbondantemente sotto i sistemi di coltivazione del riso-frumento. Quindi, la pratica della semina precoce è raccomandata specialmente per il sistema di coltivazione del riso-frumento. Poiché piantare il grano tra l'ultima settimana di ottobre e la seconda settimana di novembre aiuta il raccolto ad avere una migliore possibilità di sopravvivenza quando compete con P. minore .
  
  lavorazione zero facilita la semina precoce del grano.
  
  
• Distanza di semina delle colture più ravvicinata e tasso di semina più elevato
  
  Le colture piantate con una spaziatura minore aiuteranno a ridurre la popolazione di erbacce a causa dell'indisponibilità di superficie per la crescita dell'erba.
  
  

II. Pratica meccanica

Impiegando varie pratiche meccaniche come la sbrogliatura manuale, la lavorazione del terreno preimpianto e l'agricoltura interfilare possono anche aiutare ad alleviare il problema dell'erba resistente agli erbicidi.

L'uso di pacciamatura di plastica può anche aiutare a prevenire la crescita di erbacce e l'eventuale crescita di varietà di erbacce resistenti agli erbicidi.

Le erbe infestanti e le piante coltivate ricevono entrambe l'accesso ai nutrienti quando fertilizzanti vengono trasmessi. Il tentativo di trapanare manualmente il fertilizzante nei solchi del seme fornirà i nutrienti solo alla pianta e non alle piante infestanti

III. Rotazione di erbicidi e miscelazione di erbicidi

Le tecniche di miscele di erbicidi funzionano in base al principio che se un'erba possiede geni per la resistenza a un gruppo di erbicidi, un altro gruppo di erbicidi lo ucciderà.

Usare una varietà di erbicidi e non dipendere dall'uso di un solo erbicida è una buona pratica per evitare che le piante infestanti sviluppino resistenza. La rotazione degli erbicidi dovrebbe essere praticata quando possibile.

Utilizzare l'erbicida solo nell'intervallo di dosaggio raccomandato e preferire un erbicida con una durata residua bassa.

Pratiche di gestione reattive per ridurre la resistenza agli erbicidi

• Opzioni meccaniche
  
  Adeguata sanificazione delle attrezzature agricole e controllo delle fughe di erbacce.
  
  Quando possibile, pascolo post-raccolta da parte di animali da fattoria.
  
  Esplorazione fisica del campo.
  
  Bruciore di stoppie
  
• Opzioni di erbicidi
  
  Seleziona un erbicida che agisca in modo diverso da quello che usi attualmente per prevenire la resistenza agli erbicidi post-emergenza.
  
  Il tasso massimo etichettato di erbicida fogliare post-emergenza dovrebbe essere applicato se viene identificata una resistenza agli erbicidi di basso livello e non sono disponibili alternative.

FAQ

Come gestisci la resistenza agli erbicidi?

Risposta : Le popolazioni vegetali mostrano quasi sempre variazioni genetiche. Finché ci sono variazioni genetiche, la selezione porterà probabilmente alla resistenza se è intensificata e prolungata per un tempo sufficiente, cioè se l'erba è esposta allo stesso pesticida per un lungo periodo. È impossibile evitare la resistenza agli erbicidi perché si verifica in modo casuale. Una componente chiave delle strategie di gestione è l'uso a rotazione di erbicidi e miscele di erbicidi. Sarebbe utile gestire le infestanti utilizzando un approccio olistico alla gestione delle infestanti, come la gestione integrata delle infestanti.

Perché la resistenza agli erbicidi è un problema?

Risposta : La resistenza agli erbicidi delle infestanti è un grosso problema in agricoltura poiché le erbe infestanti consumano una proporzione significativa dei nutrienti forniti alla coltura con conseguente bassa resa del raccolto. Con l'aumento della popolazione di erbacce resistenti agli erbicidi nell'azienda agricola, non solo mantenere una buona resa del raccolto diventa difficile, ma anche l'agricoltore perde i soldi spesi per un erbicida inefficace, spende più soldi in manodopera e misure reattive per la rimozione delle erbacce.

Qual è la differenza tra resistenza agli erbicidi e tolleranza agli erbicidi?

Risposta : La resistenza agli erbicidi è la “capacità acquisita” della pianta infestante che sviluppa dopo l'esposizione a uno specifico erbicida per un lungo periodo di tempo.
D'altra parte, La tolleranza agli erbicidi è la "capacità intrinseca" dell'erba di crescere e riprodursi anche dopo essere stata trattata con un erbicida.