我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)對(duì)多種抗生素產(chǎn)生抗藥性的細(xì)菌。這些所謂的超級(jí)細(xì)菌令人困惑和驚慌失措的醫(yī)學(xué)科學(xué)。植物類(lèi)似物可能只是水，這是中西部玉米和大豆田間常見(jiàn)的闊葉雜草。由于對(duì)多種常見(jiàn)除草劑的抵抗力，水井變得越來(lái)越難以殺死。
在伊利諾伊大學(xué)的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家們記錄了waterhemp對(duì)另一類(lèi)除草劑的抗性，稱(chēng)為15組。該研究提供了對(duì)第15組除草劑具有抗性的非草植物的第一份文件。
市場(chǎng)上有許多除草劑，但它們都屬于16類(lèi)中的一種，描述了它們的作用方式(MOA)，或化學(xué)物質(zhì)攻擊的植物中的特定目標(biāo)。由于各種法規(guī)和生物學(xué)現(xiàn)實(shí)，可以在任何給定的作物和隨之而來(lái)的雜草上使用較少數(shù)量的除草劑MOA。從歷史上看，大約有9個(gè)對(duì)水井有用 - 現(xiàn)在雜草似乎對(duì)至少7個(gè)有抵抗力。
“在某些地區(qū)，我們只有一兩個(gè)MOA遠(yuǎn)離完全失去對(duì)水井和其他多種除草劑抗性雜草的化學(xué)控制，”伊利諾斯州作物科學(xué)系主任，該研究的共同作者Adam Davis說(shuō)。 。“并沒(méi)有新的除草劑MOA出現(xiàn)。已經(jīng)有30年了。”
伊利諾伊州雜草科學(xué)家兼合著者亞倫·哈格補(bǔ)充說(shuō)：“我們不想讓人們感到恐慌，但農(nóng)民需要意識(shí)到這是真實(shí)的。它繼續(xù)面對(duì)我們多年來(lái)一直警告人們的挑戰(zhàn)。”
該研究小組測(cè)試了土壤施用的第15組除草劑在已經(jīng)對(duì)5種MOA具有抗性的Champaign縣種群中的有效性。他們以標(biāo)簽率在田間施用了8種第15組配方，并選擇了三種 - 非包封的乙草胺(Harness)，S-metolachlor(Dual Magnum)和pyroxasulfone(Zidua) - 用于速率滴定實(shí)驗(yàn)，其中除草劑的施用量為標(biāo)簽率的一半，一倍，兩倍和四倍。
八組15產(chǎn)品的有效性各不相同，包封的乙草胺(Warrant)，S-metolachlor，metolachlor(Stalwart)和dimethenamid-P(Outlook)表現(xiàn)最差。這些產(chǎn)品在施用后28天提供少于25%的對(duì)照，14天后提供少于6%的對(duì)照。
在速率滴定實(shí)驗(yàn)中，Hager說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)我們可以使用明顯高于標(biāo)記劑量但仍然看到阻力。”例如，S-異丙甲草胺在標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽率下僅提供10%對(duì)照，在標(biāo)簽率為2倍時(shí)提供20%，在標(biāo)簽率為4倍時(shí)提供45%對(duì)照。
海格說(shuō)，農(nóng)民可能不會(huì)注意到這些土壤施用的出苗前除草劑的表現(xiàn)不佳，因?yàn)樗谡麄€(gè)季節(jié)都會(huì)持續(xù)發(fā)芽。當(dāng)一種雜草在季節(jié)中期出現(xiàn)時(shí)，很難準(zhǔn)確地說(shuō)出它何時(shí)出現(xiàn)以及是否暴露于殘留的土壤施用除草劑。
“如果你考慮如何使用這些產(chǎn)品，它們很少會(huì)持續(xù)一整年。它們非常依賴(lài)環(huán)境條件才能有效地工作。它可能太濕或太干。一般來(lái)說(shuō)，你有一些雜草逃逸。但是許多農(nóng)民會(huì)把它歸結(jié)為這些天氣問(wèn)題。如果你不考慮它，你很容易忽視阻力，“海格說(shuō)。
為了確認(rèn)該領(lǐng)域的結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)在溫室中進(jìn)行了劑量反應(yīng)測(cè)試。在該測(cè)試中，四個(gè)waterhemp種群 - 三個(gè)對(duì)多種除草劑具有抗性而一個(gè)對(duì)所有除草劑敏感 - 被給予增加量的S-異丙甲草胺，乙草胺，噻吩草胺-P和pyroxasulfone。來(lái)自香檳縣和麥克萊恩縣的人群在第15組除草劑中的存活率高于其他人群。
海格懷疑這些植物在造成損害之前就會(huì)破壞這些化學(xué)物質(zhì)，這種技巧被稱(chēng)為代謝抗性。所有生物體都可以開(kāi)啟細(xì)胞防御毒素，但當(dāng)雜草和其他不良害蟲(chóng)利用其生物學(xué)對(duì)抗人類(lèi)干預(yù)時(shí)，這是相當(dāng)令人擔(dān)憂(yōu)的。
“當(dāng)我們進(jìn)入代謝抗性時(shí)代時(shí)，我們的可預(yù)測(cè)性幾乎為零。我們不知道這些人群在受控條件下能夠抵抗這些人群的能力，”哈格說(shuō)。“這只是我們需要一個(gè)更加集成的系統(tǒng)的另一個(gè)例子，而不僅僅依靠化學(xué)。我們?nèi)匀豢梢允褂没瘜W(xué)，但還需要做一些事情。
“我們希望農(nóng)民了解我們必須重新思考如何長(zhǎng)期管理水井。”