علفهای مقاوم به علف كش

مقاومت علفها به علف كشها یك پدیده منحصر به فرد نیست در حقیقت, مقاومت به آفت كشها به عنوان یك مسأله جهانی به یك دسته خاص از آفتها منحصر نمی شود

● مقدمه:

مقاومت علفها به علف كشها یك پدیده منحصر به فرد نیست. در حقیقت، مقاومت به آفت كشها به عنوان یك مسأله جهانی به یك دسته خاص از آفتها منحصر نمی شود. اولین گزارش از مقاومت حشرات به حشره كشها در سال ۱۹۰۸، و اولین گزارش از مقاومت پاتوژنهای گیاهی به قارچ كشها در سال ۱۹۴۰ بود و اولین گزارش از مقاومت علفها به علف كشها (تریازین ها) در ۱۹۶۸ بود. در ۱۹۹۱، ۱۲۰ بیوتیپ علفی كه به علف كشهای تریازین و ۱۵ خانواده از سایر علف كشها مقاوم بودند در سرتا سر جهان شناسایی شد. در ۱۹۹۲ بررسی انجمن علمی علف شمال مركزی كه از مناطق شمال مركزی آمریكا و كانادا انجام داده بودند یك افزایش جهانی از ظهور مقاومت علف كش را گزارش دادند. دوازده ایالت گزارشهایی از ۱۹ گونه علفی مقاوم به علف كشهای تریازین را گزارش دادند. و چندین ایالت نیز بیوتیپهای سه گونه علفی مقاوم به بازدارندگان بیوسنتز لیپد را گزارش دادند، ۱۰ ایالتن بیوتیپهای از چهار گونه علفی مقاوم به بازدارندگان امینو اسید را گزارش داد. چهار ایالت بیوتیپهایی از دو گونه علف مقاوم به علف كشهای دی نیترو آنیلین را گزارش دادند و مانیتو با مقاومت یك بیوتیپ از فردل وحشی به علف كشهای تنظیم دهنده شد را گزارش داد در حقیقت آفات از لحاظ اكولوژیكی و بیوشیمیایی قادر به سازش با مواد شیمیایی كشاورزی اند.

● چرا نگران مقاومت در برابر علف كش هستید؟

در ذرت، سویا و غلات كوچك عملكردهای علف كش زیادی وجود دارد. پس چرا باید یك پرورش دهنده نگران این باشد كه آیا بیوتیپ علفی مقاوم به علف كش ویژه ای است یا نه؟ چند علت در این رابطه وجود دارد. اگر یك بیوتیپ علفی مقاوم به بیش از یك علف كش است، بسیاری از علف كشها برای چند گیاه با شكست مواجه می شوند (مقاومت دو رگه متقاطع). به طور واضح خسارت انتخاب علف كش می تواند پیامدهای اقتصادی و محیطی برای كشاورزی داشته باشد.

همچنین در این دوره كه برابر با هزینه های زیاد توسعه و تولید علف كشهای جدید است، امكان جایگزینی علف كشهای شكست خورده بدلیل مقاومت كم می باشد. در نهایت، در بیشتر موارد، ارزیابی بیوتیپهای علفی مقاوم نه آسان و نه ارزان است. بدلیل مقاومت دو رگه، بسیاری از مشكلات مقاومت ممكن است با آزمایش و خطا حل شود كه این امر می تواند می تواند برای پرورش دهنده گران تمام بشود.

مسأله مقاومت به علف كش راه حل هایی دارد و بهترین نقطه برای شروع این است كه به علف كشها به عنوان منبعی كه احتیاج به محافظت و نگهداری دارند نگاه شود.

● استراتژی هایی برای پیشگیری از مقاومت در زیر آمده است:

▪ محل عمل:

به محل بیوشیمیایی درون گیاه برمی گردد كه علف كش مستقیماً با آن واكنش می دهد. برخی از واكنشهای محل عمل علف كشها بخوبی شناخته شده اند، بقیه ناشناخته اند. بسیاری از محل های عمل كه بخوبی شناخته شده اند آنزیمها یا پروتئین های ضروری برای رشد و تكامل گیاه هستند. همچنین، به نظر می آید كه برخی از علف كشها چند محل عملكرد دارند.

▪ متابولیسم: به فرایندهای شیمیایی درون گیاه بر می گردد كه بطور كلی علف كشها را تغییر می دهد تا تركیبات سمی را كاهش دهند. مقادیر مختلفی متابولیسم بین محصولات و علفها روش اصلی انتخاب علف كش برای محصول می باشد. یك فرایند متابولیكی ممكن است بر روی چند خانواده مختلف از علف كشها تاثیر بگذارد.

▪ خانواده های علف كش:

روش مناسب سازمانبندی علف كشها است كه آنها را بر اساس فعالیت شیمیایی تقسیم می كند و هر دسته فعالیت علف كشی مشابهی دارند. دو یا تعداد بیشتری از خانواده های علف كش ممكن است بر محل عملكرد یكسانی اثر بگذارند و بنابراین فعالیت علف كشی و علائم آسیب مشابهی را بروز می دهند. برای اطلاعات راجع به محل عملكرد و خانواده شیمیایی یك علف كش خاص لطفاً به انتشارات منطقه مركزی شمالی مراجعه كنید.

▪ بیوتیپ:

گروهی از گیاهان یك گونه اند كه خصوصیات بیولوژیكی ای دارند كه بطور كلی در جمعیت معمول نیست. برای مثال هیبدرید ذرت پیونیر ۳۳۷۷ IR مقاوم به Pursuiu بیوتیپی از پیونیر ۳۳۷۷ است و لامسبكوارترهای رایج مقاوم به اترازین بیوتیپی از لامباسكوارترهای معمول هستند. بنابراین، در بیشتر موارد، بیوتیپهای خاص با مشاهده اتفاقی به آسانی قابل تشخیص نمی باشند.

▪ شدت انتخاب:

از لحاظ مقاومت علف كش درجه ای است كه علف موارد كنترل علف (مثل علف كشها) در سیستم پرورش محصول یك مزیت رقابتی به بیوتیپ گیاه یا علف مقاوم به علف كش خاصی می دهد.

حساسیت به علف كش به معنی بیوتیپ علفی خاصی است كه توسط میزان توصیه شده علف كش، كشته می شود.

▪ مقاومت به علف كش:

به توانایی وراثتی یك بیوتیپ علفی اشاره دارد كه می تواند در برابر علف كشی كه جمعیت اولیه بدان حساس اند مقاومت كند. به طور معمول، سه مكانیسم مقاومت شناخته شده وجود دارد كه گیاهان آنرا بكار می گیرند: تغییر محل عملكرد علف كش، متابولیسم علف كش و حذف علف كش از محل هدف (توقیف).

▪ مقاومت متقاطع به علف كش:

به بیوتیپی گفته می شود كه دارای مكانیسم هایی برای مقاومت به یك علف كش را دارد و این مكانیسم به آن اجازه می دهد كه به علف كشهای دیگر نیز مقاوم باشد. مقاومت متقاطع می تواند با علف كشها در علف كش مشابه یا متفاوت و با محل های عملكرد مشابه یا متفاوت اتفاق افتد. برای مثال، پس از استفاده زیاد از علف كش A در یك زمین، انتخاب بیوتیپ به علف كشA نشان داد كه به علف كشB نیز مقاوم است، اگر چه علف كش B هرگز در آن زمین استفاده نشده است..

▪ مقاومت چند گانه به علف كش:

به بیوتیپ علفی یا گیاهی اشاره دارد كه دارای مكانیسم های مقاومت به بیش از یك علف كش است و مقاومت با فرایندهای انتخابی جداگانه انجام می گیرد. برای مثال، پس از اینكه بیوتیپ علفی به علف كش A مقاوم شد، سپس علف كش B استفاده می شود و مقاومت به علف كش B نیز كشیده می شود. اكنون گیاه به علف كشهای A و B از طریق دو فرایند انتخابی جداگانه مقاوم است.

● چگونه انتخاب بیوتیپهای علفی مقاوم اتفاق می افتد؟

انتخاب برای تغییر در جمعیت گیاهی زمانی شروع می شود كه تعداد كوچكی از گیاهان (یك بیوتیپ) در یك گونه علفی یك ساختمان ژنتیكی دارند كه آنها را قادر به بقاء در برابر استفاده از یك علف كش خاص می كند. جایی كه این تفاوت در ساختار ژنتیكی نشأت گرفته است واضح نیست. بهر حال، به نظر نمی آید كه علف كشها مستقیماً باعث تغییر ژنتیكی می شوند (مثل جهش) كه باعث مقاومت می شوند. بنابراین بیوتیپ مقاوم به میزان كم در جمعیتهای طبیعی وجود دارد و وقتی كه علف كشی استفاده می شود بیشتر علفهای حساس می میرند اما علفهای مقاوم اندك باقی می مانند، بزرگ می شوند و دانه تولید می كنند.

اگر استفاده از همان علف كش ادامه یابد و علفهای مقاوم تكثیر شوند، درصد جمعیت علف كه مقاوم است افزایش می یابد. این امر مشكل است كه بطور دقیق پیش بینی كنیم كه آیا گونه های علفی دارای بیوتیپهای مقاوم به علف كش داده شده هستند یا نه. بهر حال، ما از مشكلات قبلی مقاومت به آفت كش یاد گرفته ایم كه ظهور علفهای مقاوم به علف كش مستقیماً به برنامه علف كش استفاده شده، گونه های علفی موجود، و فعالیتهای مدیریتی محصول بستگی دارد.

● شدت انتخاب ـ كلید پیشگیری:

تا اندازه ای شدت انتخاب همانند یك فیلتر عمل می كند كه می تواند بیوتیپهای علفی حساس را در حالیكه بیوتیپهای مقاوم وجود دارند و زندگی می كنند غربال كند. علف كشها از نظر تعریف از بین برندگان موثر علف هستند. بنابراین آنها دارای پتانسیل اعمال شدت انتخاب سنگین بر روی علفها می باشند. گونه های علفی حساس تر با دادن علف كش بیشتر، شدت انتخاب بزرگتری دارند. در نتیجه، سرعت انتخاب برای مقاومت می تواند خیلی سریع باشد اگر همان علف كش با علف كشها با محل عملكرد یكسان به طور مكرر در یك زمین خاص استفاده شوند. با چنین علف كشهای كارآیی، یك نفر ممكن است فكر كند كه افزایش تعداد بیوتیپهای مقاوم به علف كش به سرعت قابل مشاهده است. چنین چیزی نیست.

بیوتیپهای مقاوم معمولاً تنها زمانی كه ۳۰% جمعیت را تشكیل دهند قابل تشخیص اند. در طی چند سال اول برنامه كنترل علف كه تنها به یك علف كش تكیه می كند، نسبت بیوتیپهایی مقاوم بسیار پایین است (كمتر از ۱% جمعیت). با استفاده مكرر این علف كش و تكثیر بیوتیپ های مقاوم، نسبت جمعیت مقاوم افزایش می یابد. در نتیجه حركت از كنترل عالی یك گونه علفی خاص به سوی كنترل بسیار ضعیف در یك فصل رشد امری معمول و عادی است. كاهش تدریجی در عمل و اجرا به ندرت دیده می شود.

شكل ۴ افزایش سریع پیش بینی شده در نسبت جمعیت كوچیا را نشان می دهد كه به دنبال كاربردهای هر ساله علف كش سولفونیلو را به نامGlean مقاوم است. در شرایط زمینی، مقاومت به علف كشهای سولفونیلورا پس از ۳ تا ۵ سال استفاده مكرر بروز می كند. در مورد علف كشها تریازین، مقاومت معمولاً پس از هفت سال یا بیشتر استفاده مكرر بروز می كند. بنابراین، بسته به نسبت جمعیتی كه مقاومت اولیه به علف كش دارند، استفاده مكرر از محصولی برای بیش از دو سال می تواند مشكل مقاومت به علف كش را بوجود آورد.

● فاكتورهای علف كش كه شدت انتخاب را افزایش می دهند.

خصوصیات علف كش كه بر مقاومت در برابر علف كش اثر می گذارد به شرح زیر است:

۱) علف كشهایی كه بر روی یك محل عملكرد خاص عمل می كنند.

۲) علف كشهایی كه چندین بار در طی فصل رشد به كار گرفته می شوند.

۳) استفاده از علف كش برای چندین فصل رشد پی در پی و یا استفاده مكرر از علف كشهایی كه محل عملكرد مشابه دارند برای گیاهان مشابه یا مختلف.

۴) استفاده از علف كشها بدون انجام سایر كارهای كنترلی علف (مثل شخم زدن) و برنامه های كنترل علف به تنهایی قابل توجه اند.

▪ علف كشهایی با یك محل عملكرد:

چند خانواده علف كش وجود دارند كه تنها یك محل عملكرد دارند. در جدول ۵ـ۲ و ۹ـ۷ لیستی از علف كشها بر اساس محل عملكردشان آمده است. علف كشهایی كه تنها یك محل عملكرد دارند احتمال انتخاب شان برای علفهای مقاوم بیشتر است چون تغییر در تنها یك ژن ممكن است كافی باشد تا بر پتانسیل پیوندی علف كش با محل عملكرد اثر بگذارد. بنابراین، به احتمال زیاد، جمعیت علفی مقاوم اگر تنها تفاوت یك ژن مورد نیاز باشد، رشد خواهند كرد.

▪ بر اساس علل موجود در مورد علف كشهای با یك محل عملكرد، اگر علف كشی چند محل عملكرد دارد احتمال كمتر است كه بیوتیپهای موجود تفاوتهای ژنتیكی در تمامی محل های عملكرد دارند كه منجر به مقاومت می شود. بنابراین، احتمالش كمتر است كه علفها به علف كشهایی كه چند محل عملكرد دارند مقاوم شوند. جدول ۱ و ۶ لیستی از علف كشها با چند محل عملكرد آورده است.

---