Kháng thuốc diệt cỏ

Tính kháng thuốc diệt cỏ là khả năng di truyền của một kiểu gen cỏ dại sống sót sau khi phun thuốc diệt cỏ mà quần thể ban đầu dễ bị ảnh hưởng. Kiểu gen là một nhóm thực vật trong một loài có các đặc điểm sinh học (chẳng hạn như khả năng kháng một loại thuốc diệt cỏ cụ thể) không phổ biến trong toàn bộ quần thể.

Kháng thuốc diệt cỏ có khả năng là một vấn đề rất nghiêm trọng mà người trồng trọt ở Bắc Carolina đang phải đối mặt. Trên toàn thế giới, hơn 100 loại cỏ dại được biết là kháng một hoặc nhiều loại thuốc diệt cỏ thường được sử dụng. Ở Bắc Carolina, hiện có một loại cỏ lý gai kháng thuốc diệt cỏ dinitroaniline (Prowl, Sonalan và Treflan), một loại cỏ đuôi cáo kháng MSMA và DSMA, và một loại cỏ lúa mạch đen hàng năm kháng Hoelon.

Cho đến gần đây, ít ai quan tâm đến sự phát triển của tính kháng thuốc diệt cỏ ở Bắc Carolina. Mặc dù chúng ta có ba loài có kiểu gen kháng một số loại thuốc diệt cỏ nhất định, nhưng sự xuất hiện của các kiểu gen này dễ dàng được giải thích bằng việc trồng trọt theo phương pháp độc canh. Những người trồng trọt luân canh cây trồng ít phải lo lắng về tính kháng thuốc. Tuy nhiên, tình hình đã thay đổi trong những năm gần đây do sự phát triển và sử dụng rộng rãi một số loại thuốc diệt cỏ có cùng cơ chế tác động (Bảng 15 và 16). Cơ chế tác động đề cập đến quá trình cụ thể mà thuốc diệt cỏ tiêu diệt một loại cây trồng dễ bị ảnh hưởng. Ngày nay, các loại thuốc diệt cỏ có cùng cơ chế tác động có thể được sử dụng trên một số loại cây trồng có thể được trồng luân canh. Đáng lo ngại đặc biệt là những loại thuốc diệt cỏ ức chế hệ thống enzyme ALS (Bảng 15). Một số loại thuốc diệt cỏ được sử dụng phổ biến nhất của chúng ta là chất ức chế ALS. Ngoài ra, nhiều loại thuốc diệt cỏ mới dự kiến ​​sẽ được đăng ký trong vòng 5 năm tới cũng là chất ức chế ALS. Nhìn chung, các chất ức chế ALS có một số đặc điểm dường như khiến chúng dễ bị kháng thuốc ở cây trồng.

Thuốc diệt cỏ được sử dụng trong sản xuất cây trồng đơn giản vì chúng hiệu quả hơn hoặc tiết kiệm hơn các biện pháp diệt cỏ khác. Nếu tình trạng kháng thuốc diệt cỏ hoặc một nhóm thuốc diệt cỏ cụ thể xuất hiện, có thể không có loại thuốc diệt cỏ thay thế phù hợp. Ví dụ, hiện tại không có loại thuốc diệt cỏ nào thay thế để kiểm soát cỏ lúa mạch đen kháng Hoelon. Do đó, thuốc diệt cỏ nên được xem là tài nguyên cần được bảo vệ. Chúng ta phải sử dụng thuốc diệt cỏ theo cách ngăn chặn sự phát triển của tình trạng kháng thuốc.

Hiểu biết về cách thức kháng thuốc tiến hóa là điều cần thiết để hiểu cách tránh kháng thuốc. Có hai điều kiện tiên quyết cho sự tiến hóa của khả năng kháng thuốc diệt cỏ. Thứ nhất, các loài cỏ dại riêng lẻ sở hữu các gen gây kháng thuốc phải có trong quần thể bản địa. Thứ hai, áp lực chọn lọc do sử dụng rộng rãi một loại thuốc diệt cỏ mà những cá thể hiếm này có khả năng kháng thuốc phải được tác động lên quần thể. Các cá thể kháng thuốc, nếu có, chỉ chiếm một tỷ lệ rất thấp trong toàn bộ quần thể. Thông thường, các cá thể kháng thuốc xuất hiện ở tần suất từ ​​1 trên 100.000 đến 1 trên 100 triệu. Nếu cùng một loại thuốc diệt cỏ hoặc các loại thuốc diệt cỏ có cùng cơ chế hoạt động được sử dụng liên tục, các cá thể dễ bị nhiễm thuốc sẽ bị tiêu diệt nhưng các cá thể kháng thuốc không bị tổn hại và tạo ra hạt giống. Nếu áp lực chọn lọc tiếp tục trong nhiều thế hệ, kiểu gen kháng thuốc cuối cùng sẽ chiếm một tỷ lệ cao trong quần thể. Đến thời điểm đó, việc kiểm soát cỏ dại chấp nhận được không còn có thể đạt được bằng loại thuốc diệt cỏ hoặc các loại thuốc diệt cỏ cụ thể nữa.

Thành phần quan trọng nhất của chiến lược quản lý nhằm ngăn ngừa sự tiến hóa của tính kháng thuốc diệt cỏ là luân phiên sử dụng các loại thuốc diệt cỏ có cơ chế tác động khác nhau. Không sử dụng thuốc diệt cỏ thuộc nhóm nguy cơ cao cho hai vụ mùa liên tiếp. Tương tự, không sử dụng quá hai lần thuốc diệt cỏ thuộc nhóm nguy cơ cao này cho cùng một vụ mùa. Không sử dụng thuốc diệt cỏ thuộc nhóm nguy cơ trung bình cho hơn hai vụ mùa liên tiếp. Nên chọn thuốc diệt cỏ thuộc nhóm nguy cơ thấp khi chúng kiểm soát tính kháng thuốc phức tạp. Việc sử dụng hỗn hợp phun theo thùng hoặc phun tuần tự các loại thuốc diệt cỏ có cơ chế tác động khác nhau thường được coi là thành phần của chiến lược quản lý tính kháng thuốc. Nếu các thành phần của hỗn hợp phun theo thùng hoặc phun tuần tự được lựa chọn một cách khôn ngoan, chiến lược này có thể rất hữu ích trong việc làm chậm quá trình tiến hóa của tính kháng thuốc. Đáng tiếc là nhiều yêu cầu của hỗn hợp phun theo thùng hoặc phun tuần tự để tránh tính kháng thuốc không được đáp ứng với các hỗn hợp thường được sử dụng. Để đạt hiệu quả cao nhất trong việc ngăn ngừa sự tiến hóa của tính kháng thuốc, cả hai loại thuốc diệt cỏ được sử dụng theo thùng hoặc phun theo thùng phải có cùng phổ tác dụng và có độ bền tương đương nhau.

Trong phạm vi có thể, hãy tích hợp các biện pháp kiểm soát không dùng hóa chất như canh tác vào chương trình quản lý cỏ dại. Lưu giữ hồ sơ đầy đủ về việc sử dụng thuốc diệt cỏ trên từng cánh đồng để tham khảo trong tương lai.

Phát hiện cỏ dại kháng thuốc diệt cỏ. Phần lớn các trường hợp cỏ dại thất bại không phải do kháng thuốc diệt cỏ. Trước khi cho rằng cỏ dại sống sót sau khi phun thuốc diệt cỏ là cỏ dại kháng thuốc, hãy loại trừ tất cả các nguyên nhân khác có thể gây ra việc kiểm soát kém. Các nguyên nhân tiềm ẩn gây ra thất bại bao gồm các yếu tố như phun thuốc sai (liều lượng không đủ, độ phủ kém, kết hợp thuốc kém hoặc thiếu chất bổ trợ); điều kiện thời tiết không thuận lợi cho hoạt động hiệu quả của thuốc diệt cỏ; thời điểm phun thuốc diệt cỏ không phù hợp (đặc biệt là phun thuốc diệt cỏ hậu nảy mầm sau khi cỏ dại đã quá lớn để kiểm soát tốt); và cỏ dại mọc lên sau khi phun thuốc diệt cỏ tồn lưu ngắn hạn.

Sau khi loại trừ tất cả các nguyên nhân có thể khác gây ra tình trạng kiểm soát kém, những điều sau đây có thể chỉ ra sự hiện diện của một kiểu gen kháng thuốc diệt cỏ: (1) tất cả các loài thường được kiểm soát bởi thuốc diệt cỏ, ngoại trừ một loài, đều được kiểm soát tốt; (2) các cây khỏe mạnh của loài đang xét được xen kẽ với các cây cùng loài đã bị tiêu diệt; (3) các loài không được kiểm soát thường rất mẫn cảm với thuốc diệt cỏ đang xét; và (4) cánh đồng có tiền sử sử dụng rộng rãi thuốc diệt cỏ đang xét hoặc các loại thuốc diệt cỏ có cùng cơ chế hoạt động. Nếu nghi ngờ có tình trạng kháng thuốc, hãy ngừng sử dụng ngay thuốc diệt cỏ đang xét và các loại thuốc diệt cỏ khác có cùng cơ chế hoạt động.