Международная группа исследователей выясняет взаимоотношения сорняков и гербицидов в сценарии глобального потепления.
О некоторых выводах ученые международной команды (Кафедра растениеводства и генетики, Университет Зенджана, Иран; Департамент защиты растений, Институт устойчивого сельского хозяйства (CSIC), Испания; Департамент сельского хозяйства, Университет Янины, Греция) рассказали в статье, опубликованной в журнале Agronomy 2023 на портале MDPI: «Глобальное изменение климата является одной из основных проблем будущего планеты в целом и АПК в частности.
Изменения температуры, углекислого газа в атмосфере (CO 2 ), а также частые и экстремальные погодные явления могут оказывать значительное влияние на популяции сорняков и управление ими. С 1980 по 2020 г. концентрация CO 2 в атмосфере увеличилась с 340 ppm до 411 ppm, и предполагалось, что к концу 21 века CO 2 достигнет 600–1000 ppm.
Различная реакция растений на повышение концентрации СО 2 и температуры, вероятно, приведет к важным последствиям в контексте взаимодействия сорняков и сельскохозяйственных культур, а также гербицидов.
Например, высокие концентрации CO 2 снижают устьичную проводимость, что меняет эффективность некоторых лиственных гербицидов. Некоторые исследования показали, что эффективность глифосата в борьбе с гречкой пальчатой или расширенной (Paspalum dilatatum), мелколепестником канадским (Conyza canadensis) и марью белой (Chenopodium album) может снижаться при высоких концентрациях CO2.
И обратная картина наблюдается в отношении гербицидов группы сульфонилмочевины, которые были впервые представлены на рынке в 1982 году и по сей день в большинстве случаев хорошо борются с сорняками.
Этот класс гербицидов ингибирует активность фермента ацетолактатсинтазы (ALS), который отвечает за биосинтез аминокислот лейцина, изолейцина и валина в растениях. Ингибирование активности ALS приводит к нехватке этих аминокислот в растении, и именно это считается основным механизмом, ответственным за гибель растений, вызванную ингибирующими ALS гербицидами.
Однако другие вторичные эффекты ингибирования ALS, такие как накопление 2-кетобутирата и нарушение синтеза белка и транспорта фотосинтата, также были связаны с гибелью растений.
Смесь сульфосульфурон 75% + метсульфурон метил 5% в качестве послевсходового гербицида является одним из гербицидов класса сульфонилмочевины, используемых для борьбы с узколистными и широколиственными сорняками на пшенице.
Тем не менее, недостаточно исследований о влиянии изменения климата на производные сульфонилмочевины.
А для того, чтобы оптимизировать дозы гербицидов для приемлемой борьбы с сорняками в будущем, необходимо лучше понять взаимосвязь между изменением климата и эффективностью гербицидов.
Таким образом, это исследование было направлено на оценку влияния CO 2 и повышения температуры на эффективность сульфосульфурона 75% + метсульфурона метила 5% в борьбе со следующими сорняками: марь белая (Chenopodium album), щирица запрокинутая (Amaranthus retroflexus), костер кровельный (Bromus tectorum) и ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli).
Факторный эксперимент проводили по полностью рандомизированной схеме с тремя факторами (две концентрации СО 2, две разные температуры и шесть доз гербицидов) в четырех повторностях: две концентрации СО 2 (400 и 700 ppm), два температурных режима (30/20 °С и 34/24 °С сут. /ночь) и шесть доз гербицидов (0, 25, 37,5, 50, 62,5 и 75 г/га ).
В этом эксперименте использовали два вида растений с фотосинтетическим путем С4 (A.retroflexus и E.crus -galli ) и два вида растений с фотосинтетическим путем С3 (C.alpha и B.tectorum).
Считается, что в целом, сорняки С 3 более благоприятно реагируют на повышенное содержание СО 2 в атмосфере, чем сорняки С 4.
В результате было замечено, что изменения температуры и концентрации СО 2 влияли на морфологические параметры сорняков. Температурный режим повлиял на эффективность гербицида в отношении B. tectorum и E. crus-galli..
На эффективность гербицида в отношении видов сорняков влияло взаимодействие доз гербицидов и температурного режима, за исключением E. crus-galli ; наибольшая эффективность наблюдалась при 30/20 °C и при норме на 50% выше (75 г/га ) рекомендуемой (50 г/га ) .
За исключением E. crus-galli, увеличение концентрации CO 2 повышало эффективность гербицида и ингибирование активности фермента ALS у всех видов сорняков, но оказывало наибольшее влияние на сорняки C 3 .
Мы обнаружили, что температура и уровни CO 2 могут изменить эффективность борьбы с сорняками с помощью гербицидов, с четкими различиями между C 3 и C 4 фотосинтетическим путем. В результате, в сценарии повышения температур и концентрации CO 2 , в борьбе с такими видами сорняков, как B. tectorum, C. album и A. retroflexus, можно будет применять более низкие дозы этого гербицида и уже сейчас использовать это открытие для составления гербицидной стратегии в зависимости от сезона».
По статье группы авторов (Юсеф Газиханлу Сани, Али Реза Юсефи, Халил Джамшиди, Фарид Шекари, Хосе Л. Гонсалес-Андухар, Николас Э. Коррес), опубликованной на портале www.mdpi.com.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
