Onkruiddoders wat baie gebruik word, sukkel om onkruid dood te maak. Sommige kenners meen dat hitte deel van die probleem kan wees.
Rondom 10 jaar gelede, In die kwaai hitte van die Kansas-somer sou baie skadelike kochia-onkruide wat Phillip Stahlman se navorsingsvelde binnedring, eenvoudig nie ontluik as dit met 'n mengsel van twee wyd gebruikte onkruiddoders, glifosaat en dicamba, bespuit word nie. Slegs 'n paar maande tevore, in die koeler lenteweer, het die onkruiddoder-mengsel die klein dun blare van die onkruid maklik laat krul en bruin geword, wat die ondergang van die plant aangedui het.
Nou het die staatmaker onkruid Stahlman laat stamp. Stahlman, toe 'n onkruidwetenskaplike aan die Kansas State University, het nog nooit tevore hierdie probleem met onkruiddoders ondervind nie. Hy het aanvanklik aangeneem dat hy die landbouchemikalieë verkeerd toegepas het. Maar jaar na jaar het dieselfde gebeur. Stahlman het geweet iets is aan die gang. Hy het die onkruid in sy lande fyn dopgehou. Hy het ook beraadslaag met plaaslike boere wat berig het dat hulle soortgelyke probleme gesien het. 'Die lig het eers 'n rukkie aangeskakel totdat die kwessie aanhoudend weer voorgekom het. Dit was soos om 'n legkaart saam te stel, ”sê Stahlman.
Uiteindelik het Stahlman, wat sedertdien afgetree het, besluit dat die probleem waarskynlik temperatuur is: iets oor bespuiting teen hoë hitte maak die onkruiddoders minder effektief.
Stahlman is nie die enigste wat hierdie waarneming maak nie. Vandag dui toenemende bewyse daarop dat temperature van ongeveer 90 grade Fahrenheit of hoër sommige onkruiddoderweerstandbiedende onkruide selfs meer bestand kan maak en ander onkruide minder sensitief kan maak vir sekere chemikalieë.
Sommige boere sê dat hulle weet dat hoë temperature met sommige onkruiddoders kan omgaan, en daarom probeer hulle nie op die hitte van die dag bespuit nie. '' N Goeie vuistreël is dat u nie moet spuit as dit 85 tot 90 grade Fahrenheit is nie, 'sê Curt Gottschalk, 'n plaasbestuurder in Hays, Kansas.
Nie alle kenners is dit eens dat hierdie patroon, wat grootliks in laboratoriumeksperimente getoon word, 'n probleem vir boere is nie. En dit lyk asof sommige onkruiddoders selfs beter werk by hoë temperature. Maar as hitte die weerstand van baie onkruide teen groot onkruiddoders verhoog, kan die gevolge daarvan aansienlik wees. As dit nie gekontroleer word nie, kan die oeste en inkomste verwoes word. As boere nie probeer om onkruid te bestry nie, kan hulle die helfte van alle koring- en sojaboonopbrengste in die VSA en Kanada uitwis. volgens die Weed Science Society of America, 'n organisasie sonder winsoogmerk van wetenskaplikes in die akademie. Die verlies kan boere jaarliks ongeveer $ 43 miljard kos.
Boere sukkel reeds teen epidemies van onkruide wat genetiese weerstand teen meervoudige onkruiddoders ontwikkel het, insluitende glifosaat en dikamba. Stahlman en ander onkruidnavorsers voer aan dat temperatuur 'n tweede faktor kan wees wat die onkruid se verdediging teen onkruiddoders kan versterk. Alhoewel die meeste boere nou verstaan dat temperatuur onkruiddoders beïnvloed, kan dit vir die onopgeleide oog lyk soos weerstand teen onkruiddoders, sê Stahlman.
Hierdie navorsers vrees ook dat die probleem in die toekoms kan vererger namate klimaatsverandering temperature verhoog en ekstreme weergebeurtenisse, insluitend hittegolwe, meer gereeld word.
"Ons weet reeds dat weerstand teen onkruiddoders die moeilikste probleem is vir die bestryding van chemiese onkruide," het Maor Matzrafi, 'n onkruidwetenskaplike van Israel se nasionale landbounavorsingsorganisasie, in 'n e-pos aan Undark geskryf. "Miskien is die verminderde sensitiwiteit as gevolg van klimaatsverandering die volgende aan die beurt."
BOERE WAT GEBRUIK WORD vertrou minder op onkruiddoders, maar beheer onkruide eerder met moeisame metodes soos bewerking en handmatige verwydering. Maar in die middel van die negentigerjare begin biotegnologie-ondernemings met genetiese gemodifiseerde gewasse wat weerstand bied teen gewone, kragtige onkruiddoders. Die nuwe saad het boere in staat gestel om hul landerye met landbouchemikalieë mildelik te bespuit om onkruid dood te maak terwyl hul GM-oes floreer. Die tegnologie het die meeste handmatige onkruid onnodig gemaak, en die gebruik van onkruiddoders het wêreldwyd toegeneem. Onkruid het in reaksie hierop ontwikkel, en onkruiddoderbestande variëteite het ontstaan. Dit het 'n nuwe stryd tussen boere en onkruid begin, met boere wat toenemend kombinasies van chemikalieë, sowel as addisionele dosisse, gebruik om onkruid te probeer afskakel.
Na Stahlman se ervaring met kochia-onkruid, het hy egter begin ondersoek instel na of die temperatuur onkruiddoderprestasie meer kan beïnvloed as wat algemeen erken word. (Stahlman het in die verlede, soos baie akademiese onkruidwetenskaplikes, navorsingsbefondsing van landbouchemiese ondernemings ontvang.)
Om te bepaal hoe hitte onkruide help om onkruiddoders af te weer, het Stahlman saamgewerk met KSU-kollegas Mithila Jugulam, 'n onkruidfisioloog, en Junjun Ou, 'n navorsingsassistent. Die span het saailinge verbou uit kochia-bevolkings wat in Kansas ontstaan het, in kamers wat gehou is tussen 63.5 en 90.5 grade Fahrenheit - wat verteenwoordigend is van die staat se lente- en somerhitte in die dag. Die temperatuur in die kamers het elke 12 uur gedaal om koeler nag na te boots. Toe die saailinge ongeveer 4 sentimeter hoog was, het die navorsers sommige met glifosaat gedoseer en ander met dicamba. Die span het weekliks die onkruid ondersoek vir tekens van besering. Na een maand het hulle die onkruid afgekap en droog en geweeg.
Die span het bevind dat hulle by hoë temperature meer as twee keer die hoeveelheid glifosaat en dikamba benodig om onkruid te bestry. Hulle gepubliseer hul uitslae in 2016.
Om te verstaan waarom hitte sensitiwiteit verminder het, het die navorsers die pad van die onkruiddoders deur die onkruid opgespoor deur ligte radioaktiewe weergawes van glifosaat en dicamba te gebruik. Eersgenoemde is voorheen vervaardig deur Monsanto, en laasgenoemde vervaardig deur BASF Corp. (BASF Corp. het 'n gegradueerde studentassistentskap aan Ou verskaf vir 'n ander projek.)
Die span het bevind dat die blare minder glifosaat opneem by hoër temperature. Hulle weet nie waarom nie, maar Jugulam dink dat die hitte die kochia kan aanmoedig om dikker kutikula te ontwikkel - 'n beskermende laag op die blaaroppervlak - wat dan die verdediging van die onkruid teen die onkruiddoder verhoog. Die span het 'n ander proses by die werk ontdek toe die onkruid dicamba teëgekom het. Die temperatuur het nie die hoeveelheid dicamba wat die onkruid opgeneem het, beïnvloed nie, maar dit het die beweging van die onkruiddoder deur die plant belemmer, sodat minder sy teiken bereik het - die weefsel ontwikkel aan die punte van nuwe lote en blare.
In 'n ander studie, gepubliseer verlede jaar, Het Jugulam haar aandag gevestig op die onkruiddoder 2,4-D, een van die bestanddele van agent orange, 'n berugte ontblasingsmiddel wat in die Viëtnam-oorlog gebruik is. Vandag is dit een van die mees gebruikte onkruiddoders. Jugulam het getoets hoe temperatuur die vermoë van die onkruiddoder om gewone waterhemp te beheer, beïnvloed, 'n breëblaaronkruid wat aangetref word deur mielies uit die Midde-Westerse mielies en sojabone.
In die toetse het Jugulam 'n paar algemene waterhemps ondersoek wat genetiese weerstand teen 2,4-D ontwikkel het, en ander nie. Sy het gevind dat dit meer as drie keer soveel onkruiddoder neem om die weerstandbiedende onkruid onder warm, droë toestande dood te maak as by koeler temperature. Sy het 'n soortgelyke, maar kleiner effek in die vatbare onkruid gevind.
Onkruiddoderbestande waterhemp oorleef blootstelling aan 2,4-D deur die chemikalie vinnig af te breek in nie-giftige stowwe voordat dit sy teikens aan die punte van wortels, stingels en blare kan bereik. As die temperatuur hoog is, het Jugulam gevind, breek waterhemp die molekules vinniger af.
Jugulam het ook opgemerk dat sommige onkruiddoder-weerstandbiedende onkruide onder hoë temperature meer bestand is en dat sommige vatbare onkruide meer onkruiddoder benodig vir die bestryding daarvan.
Nie alle onkruide en onkruiddoders reageer op dieselfde manier op temperatuur nie. Jugulam het byvoorbeeld ook gevind dat 2,4-D en glifosaat werk beter teen hoër temperature teen gewone en reusagtige onkruid, is daar nog twee ander onkruide wat in Amerikaanse landboulande voorkom. Jugulam sê ook dat, selfs in gevalle waar hitte onkruiddoders belemmer, die impak meestal beperk is tot droë toestande. Gebiede met hoë humiditeit en reënval het moontlik nie dieselfde gevolge nie.
Maar sommige kenners meen dat bewyse in verskillende soorte en landbouchemikalieë groei dat temperatuur, en in sommige gevalle hoë koolstofdioksiedvlakke, onkruidbeheer beïnvloed, ten minste in die laboratorium.
In toetse gepubliseer Matzrafi het in 2016 gevind dat vier verskillende soorte grasonkruide teen diklofopmetiel, 'n bestanddeel in 'n onkruiddoder wat deur Bayer vervaardig is, aansienlik beter was as teen laer temperature. Matzrafi het ook bevind dat 'n ander onkruiddoder, pinoxaden, minder in staat was om die groei van die indringer gras vals broom te bekamp. Die gras floreer boonop selfs toe dit van koeler toestande na 'n warmer omgewing oorgeskakel is tot twee dae na die onkruiddoderbehandeling (die navorsing is gedeeltelik befonds deur ADAMA Agricultural Solutions, 'n landbouchemiese onderneming in Israel.)
“Ons bevindinge, en baie ander studies sedert die 90's, dui daarop dat omgewingstoestande na toediening ook onkruiddodergevoeligheid kan beïnvloed,” het Matzrafi in 'n e-pos verduidelik. Selfs al spuit boere tydens koeler temperature, is dit dalk nie genoeg om die gevolge van hitte te vermy nie. Ten spyte van toenemende dosisse diklofop-metiel, floreer hierdie onkruiddoder-sensitiewe raaigras in 'n warmer klimaat. In elke foto word die onkruiddoder in groter hoeveelhede toegedien, van links na regs. Op die heel linkerplant word geen onkruiddoder toegedien nie. In die linkerfoto word die raaigras onder laer temperature (50-61 grade Celsius) gekweek, terwyl die raaigras in die regterfoto onder hoër temperature (82-93 grade Celsius) gekweek word. Visuele: Met dank aan Maor Matzrafi
Die toestande, volgens kenners, sal onder klimaatsverandering vererger. Baie Amerikaanse state wat belangrik is vir die landbou, sowel as ander belangrike voedselproduserende streke regoor die wêreld, ervaar gereeld gedurende die groeiseisoene temperature wat 90 grade Fahrenheit bereik. Sommige navorsers meen dat probleme met hitte- en onkruiddoderprestasies nou na vore kom, deels as gevolg van meer gereelde episodes van uiterste hitte die afgelope paar dekades.
Dit is egter moeilik om die gevolge wat vandag op onlangse klimaatsveranderinge gesien is, vas te stel, het Lewis Ziska, 'n plantfisioloog aan die Columbia-universiteit in New York, in 'n e-pos aan Undark geskryf. Maar terwyl hy opmerk dat onkruid 'die grootste beperking vir voedselproduksie is', waarsku Ziska dat 'dit 'n geweldige uitdaging sal wees vir boere in 'n meer ekstreme omgewing.'
In die Midde-Weste kan die temperatuur byvoorbeeld teen die einde van die eeu met gemiddeld 8.5 grade Fahrenheit styg, met langer en meer gereelde strek van uiterste hitte, volgens voorspellings van die federale regering. En in Suid-Asië, insluitend Indië - 'n wêreldwye belangrike streek vir die vervaardiging van rys, peulvrugte, neute en katoen - die interregeringspaneel oor klimaatsverandering projekte dat die gemiddelde jaarlikse temperatuur teen 6 met byna 2100 grade Fahrenheit sal styg.
In die eerste eksperiment in sy soort waarvan die resultate was verlede jaar berigMatzrafi het die gesamentlike effek van hitte en verhoogde koolstofdioksiedvlakke op twee verskillende onkruidspesies bestudeer en gevind dat die kombinasie die onkruiddoderweerstand teen beide faktore alleen verhoog.
Dit is nie duidelik of onkruiddoderprodusente voorbereid is op die komende uitdagings van 'n opwarmende planeet nie. Baie beveel nie optimale bespuitingstemperature aan om doeltreffendheid te verseker in die riglyne wat hulle aan boere versprei nie.
In 'n skriftelike verklaring sê Clark Ouzts, 'n woordvoerder van Sygenta, die vervaardiger van pinoxaden, dat die maatskappy nie die potensiële gevolge van klimaatsverandering op die aktiwiteit van die onkruiddoder bestudeer het nie, maar dat 'veldnavorsing en kommersiële toepassings nie getoon het dat die temperatuur 'n beduidende impak op die aktiwiteit van Pinoxaden. ”
Charla Lord, 'n woordvoerder van Bayer, het in 'n verklaring geskryf dat die onkruiddoders van die maatskappy 'deeglik getoets word om aan al die reguleerders se vereistes te voldoen' en 'gemerk sodat toedieners weet hoe om aansoek te doen vir optimale beheer en sukses.' Die maatskappy het nie gereageer op spesifieke vrae rakende die doeltreffendheid van hul produkte onder hoë temperature nie, hoewel die maatskappy dit wel gedoen het gepos oor die uitdagings van hoë temperatuur bespuiting op sy webwerf. Corteva, wat onkruiddoders met 2,4-D bevat, het nie gereageer op versoeke om kommentaar te lewer oor hoe die hoë werking die onkruiddoder se prestasie beïnvloed nie.
NIE ALMAL IS NIE oortuig dat hierdie eksperimentele bevindings probleme vir boere veroorsaak. Sommige navorsers en onkruidkundiges meen dat laboratoriumtoestande radikaal van die veld verskil, wat die resultate minder toepaslik maak. 'Ek dink nie ons kan met sekerheid sê dat dit 'n impak op die regte wêreld het nie,' het Brad Hanson, 'n onkruidkenner aan die Universiteit van Kalifornië, Davis, in 'n e-pos aan Undark geskryf. Hanson het saam met Matzrafi gewerk aan die navorsing wat verlede jaar gepubliseer is.
Hanson, wat saam met boere in Kalifornië werk as 'n navorser en spesialis in uitbreiding, het ook geskryf dat boere gewoonlik genoeg onkruiddoder gebruik om klein veranderinge in die onkruidgevoeligheid wat deur hitte veroorsaak word, te oorkom.
Kassim Al-Khatib, 'n gewasfisioloog aan die Universiteit van Kalifornië, Davis wat ondersoek het na hoe onkruiddoders presteer onder hitte en vogtigheid, het in 'n e-pos aan Undark geskryf dat die studies onder noukeurig beheerde laboratoriumtoestande uitgevoer word wat boere nooit in hul velde. "Wat onder beheerde toestande gebeur, ondersteun gewoonlik nie wat in veldtoestande gebeur nie," het hy geskryf.
In sy eie navorsing het Al-Khatib die effek van temperatuur en humiditeit op 'n klein aantal onkruiddodersoorte en onkruidspesies bestudeer. In die gevalle wat hy bestudeer het, sê hy, verbeter die doeltreffendheid van onkruiddoders gewoonlik by hoër temperatuur en humiditeit, tensy die temperatuur hoër as 100 grade Fahrenheit is. Matsrafi en Jugulam stem saam dat die laboratorium nie die meer komplekse plaasomgewing weerspieël nie.
"Maar ek dink nie dit verminder die belangrikheid van die resultate nie," het Matzrafi geskryf. Hy, Stahlman en ander sê dat hulle self die effek in die veld gesien het. 'Ek dink ons sien iets. Oor die volgende tien jaar dink ek ons sal meer sien. Dit gaan 'n groot probleem wees, ”sê Chuck Otte, 'n K-State Research and Extension agent in Geary County, Kansas, wat hoofsaaklik met boere werk.
Die navorsingsbevindinge is nuus vir boere wat op onkruiddoders staatmaak om onkruide wat toenemend gewapen is, te laat wegbreek. Vir nou probeer sommige boere om die gevolge van hitte af te weer deur onkruiddoders gedurende koeler periodes van die dag te bespuit. In die hartjie van die somer sê Carie Moore dat sy soms voor dagbreek wakker word om haar plaas van 650 akker in Noord-Dakota te spuit voordat die hitte te hoog klim en soms tot 100 grade Fahrenheit haal. Maar namate die aardbol warm word, sal boere met smaller vensters te staan kom, waartydens die temperatuur koel genoeg is om te spuit, sê Ziska. En Matzrafi se navorsing dui daarop dat bespuiting gedurende koeler periodes nie die waarborg is dat die doeltreffendheid van onkruiddoders nie beïnvloed word deur hitte wat later die dag of selfs die volgende dag kom nie.
En soms kan boere nie vermy om onkruiddoders in die hitte te bespuit nie, veral op groot plase met 'n paar duisend hektaar.
Otte sê skeptici besef dalk nie dat hul onkruiddoders nie werk nie, omdat onkruid 'n helpende hand het. Hulle kan eers aanneem dat 'n verskeidenheid ander algemene faktore foutief is, soos weerstand teen onkruiddoders, gebrek aan reënval of te min onkruiddoder. "Daar is soveel verwarrende faktore dat dit moeilik is om alles uit te sorteer," sê hy.
Op die langtermyn sal boere hul afhanklikheid van onkruiddoders moet verminder en eerder ander tegnieke wat vandag in organiese boerderye gebruik word, gebruik om onkruid weg te hou, meen baie kenners. Die aanplant van dekgewasse soos springhawer of karmozynrooi klawer help byvoorbeeld om onkruide te laat wortel skiet in kaal grond, en om 'n verskeidenheid gewasse in wisselbou te laat groei, kan onkruide wat verkeerd is, bevolkings help onderdruk. Moore beweeg reeds in hierdie rigting. Sy roteer sojabone met koring, gars en 'n paar ander gewasse en plant 'n verskeidenheid addisionele dekgewasse, waaronder rog en ertjies.
Sy bewerk ook af en toe die grond om onkruidgroei te stuit. "Hoe minder ons chemikalieë moet bespuit, hoe beter," sê sy. Maar om die opbrengs te behou, kan onkruiddoders nie heeltemal laat vaar nie, sê Ziska. Aangesien daar baie min nuwe chemikalieë aangebied word, sal boere versigtig moet wees met die onkruiddoders wat hulle nou het, om te verseker dat hulle in die toekoms bly werk. Produsente moet boere beter advies gee oor wanneer en hoe om onkruiddoders te gebruik, voeg Matzrafi by.
"Boere kan nie meer net spuit en bid nie," sê Otte.
