HERBICIDRESISTENS I TEORI Jens Erik Jensen, SEGES Koldkærgaard, 22. oktober 2015

Callisto SU-midler, Primus, Broadway Basta -fop, -dim DFF, Pico glyphosat Fox, Spotlight Plus Stomp, Kerb Reglone Fenix, Command (F 4 ) Oxitril, Fighter Oxitril MCPA, 2,4-D, fluroxypyr, clopyralid, aminopyralid Boxer, ethofumesat IPU, Afalon, Karmex Goltix, Betanal, triaziner Casoron, Prefix Asulox 30 ÅR SIDEN SIDSTE NYE VIRKEMEKANISME PÅ VERDENSPLAN – INGEN NYE PÅ VEJ TIL DK

DISPOSITION ●Udvikling af herbicidresistens – en teoretisk opdatering ● Hyppighed af resistensgener ● Selektion ● Metabolisk resistens ● Target site resistens ● Højrisiko midler ● Højrisiko ukrudtsarter – selvbefrugtning, fremmedbestøvning, kloner ● Hvor lang tid går der? ● Resistenstests ● Er der en vej tilbage?

RESISTENSUDVIKLING ●Resistens er en plantes nedarvede evne til at overleve og reproducere sig efter eksponering til herbiciddoser, der normalt ville dræbe vildtypen ●Forudsætninger ● Genetisk baseret variation mht. følsomhed ● Selektionstryk

RESISTENS FANDTES FØR HERBICIDER ….scientists studied mutations in the Acetyl-Coenzyme A carboxylase (ACCase) gene, which endows black-grass with resistance to herbicides. Herbicides targeting ACCase have been widely used against grass weeds in France. Black-grass has been considered a major weed in winter crops in France since the 1960s. The idea was to study black-grass plants that had never been sprayed with herbicides, in other words, plants whose inclusion in herbarium specimen collections pre-dates the use of herbicides. DNA analyses of 734 plants collected between 1788 and 1975 and kept in herbariums in Dijon, Geneva and Montpellier, led to the discovery of a mutation in a plant collected in This mutation is currently the most widespread in black- grass populations where resistance has developed. This discovery confirms that resistance is a process of Darwinian selection, and also suggests that the initial frequency of certain mutations in weed populations can be greater than the “mutation frequency”. That is, the initial frequency of resistant plants in the field may be greater than generally accepted. Accordingly, the risk of resistance, or the ease with which herbicides select resistant plants, may well be higher than previously thought. Kilde:

HYPPIGHED AF RESISTENSGENER ●Tommelfingerregel for mange herbicidgrupper: ●1 plante ud af er resistent, før vi starter med at bruge en bestemt virkemekanisme ●En 10 ha mark med 10 ukrudtsplanter pr. m 2, vil i gns. Indeholde én resistent ukrudtsplante ●Om den udvikler sig til en resistent bestand er alene et spørgsmål om landmandens praksis! ●Seneste viden: I visse tilfælde kan startfrekvensen være langt større end 1 ud af , jfr. det franske eksempel

SELEKTION FOR RESISTENS Naturlig ukrudtsbestand Selektion af resistente Resistent med en enkelt planter efter sprøjtning ukrudtsbestand resistent plante Sprøjtning

KOCHIA SCOPARIA – EN ‘TUMBLEWEED’ Kilde: csuhort.blogspot.dk/2014/05/weed-of-moment-kochia.html Kilde: Phil Stahlman, Kansas State University

TARGET-SITE RESISTENS (TSR) Kilde: Saari et al., 1990 Chlorsulfuron introduceret 1982, resistens fundet hos Kochia scoparia i 1987

TARGET-SITE RESISTENS (TSR) ●Punktmutation - modificeret virkningssted ●Resistensgener semidominante eller dominante ●Høj resistensfaktor - Ingen effekt ved fuld dosis ●Høje doseringer giver stort selektionstryk og dermed hurtig resistensudvikling – modsat med lave doser ●Viser sig ‘pludseligt’ og kan spredes hurtigt ●Alle hidtidige resistenstilfælde hos tokimbladede i DK er TSR

Foto: Carsten Kløcher

METABOLISK RESISTENS (NTSR) Rajgræs år 2000 Kilde: Neve & Powles, 2005 Fuld 10% dose Rajgræs år 2001 Uselekteret Selekteret med 10% dose Rajgræs år 2004 Uselekteret Selekteret med 10% dose (år 1) 20% dose (år 2) Fuld dose (år 3) 36% overlevelse

METABOLISK RESISTENS (NTSR) ●Produktion af enzymer, som kan nedbryde herbicidet, tit mange gener involveret ●Additiv effekt af dener – nedarvning som polygent baserede egenskaber ●Lavere resistensfaktor – stadig nogen effekt ved fuld dosis ●Lave doser, der ikke er effektive, kan bidrage til udvikling af resistens ●Viser sig gradvis i marken – effekt eroderes over tid ●Er meget ofte involveret i resistensudvikling hos græsser

SU-midler Fighter 480 -fop, -dim D: Reglone O: Auxin/hormon G: Glyphosat K1: Stomp F2: Callisto

HØJRISIKO-MIDLER I DANMARK ●ALS-hæmmere generelt (virkningsklasse B) ● Sulfonylurea (SU) ● Triazolpyrimidiner (Primus, Broadway, Mustang forte, m.fl.) ●ACCase-hæmmere, fedtsyrehæmmere, -fop, -dim (virkningsklasse A) ● Primera Super, Foxtrot ● Topik ● Agil ● Focus Ultra ● Aramo (på vej ud af markedet) ●Lavrisikomidlet Oxitril forsvinder i 2016 ● Behov for endnu større fokus på antiresistens-strategier ●Kan vi undgå glyphosat-resistens?

Kanadisk bakkestjerne Lancet-Vejbred Ital. rajgræs Bynke-Ambrosie Alm. rajgræs Enårig rapgræs Ræddike Alm. svinemælk Top-Amarant

FORMERING/BESTØVNING OG RISIKO ●Selvbestøvere ● Hurtig udvikling af TSR ● Spredning kun via frø ● Eksempel: Fuglegræs ●Fremmedbestøvere ● Mulighed for hurtig udvikling afh. af mekanisme ● Spredning via frø og pollen ● Eksempel: Rajgræs-arter, agerrævehale ●Klonformerede ● Langsom udvikling ● Spredning via frø og vegetative plantedele ● Eksempel: Enårig rapgræs og rodukrudt

SPREDNING AF RESISTENS HOS RÆVEHALE ●I 2006 resistent græsukrudt sået i pcl. 11 ●2007 beg. resi- stens, men fenoxaprop-P virker ●2008 nedsat virkning af fenoxaprop-P rundt om pcl. 11 Kilde: Petersen & Wagner, DLG Mitteilungen 1/09

Ikke aktuel i DK Alm. hanespore Enårig rapgræs Agerrævehale Ikke aktuel i DK Italiensk rajgræs Bynke-Ambrosie Flyvehavre Kanadisk bakkestjerne Ræddike

HØJRISIKO-ARTER I DANMARK ●Fuglegræs ●Kamille ●Kornvalmue ●(Hyrdetaske) ●Rajgræs, især Ital. rajgræs ●Agerrævehale ●(Vindaks) ●Hanespore, grøn skærmaks?

RESISTENSUDVIKLING – HVOR LANG TID? ●Udvikling af TSR mod SU hos tokimbladede tager typisk (5) sæsoner ●Udvikling af NTSR mod sker gradvis, hastighed afhænger bl.a. af artens genetiske diversitet ● Hurtig udvikling set hos rajgræs-arter og agerrævehale ● Langsommere udvikling hos f.eks. vindaks

ER DER EN VEJ TILBAGE? ●Forebyggelse klart bedre – billigere og lettere – end helbredelse! ●Vi har kun få positive erfaringer med resistens- management ●Artens frøpuljedynamik er meget vigtig for, om det lader sig gøre at rulle et problem tilbage inden for en kort tidshorisont

FRØBANKEN – EN NØGLE TIL FORSTÅELSE Henfald/frødød Patogener Svampe Prædation Fugle, mus, insekter mv. Frøspredning Maskiner, dyr, vind, vand Frøkast Spiring og overlevelse Spiring og død Frø i spirehvileFrø klar til at spire Frøbanken Spire- dybde Jord-bear- bejdning

UKRUDTSFRØETS LEVETID - TOKIMBLADEDE ARTER Kilder: Milberg 1990, Chancellor Bearbejdet af Ilse Rasmussen.

UKRUDTSFRØETS LEVETID - ENKIMBLADEDE ARTER Kilder: Milberg Bearbejdet af Ilse Rasmussen.

FAKTORER, DER REDUCERER OVERLEVELSE AF FRØ I/PÅ JORDEN ●Jordoverfladen: ● Spiring ● Dyr (mus, fugle, insekter m.m.) ●I jorden: ● Spiring (afh. af dybden) ● Dyr, mikroflora og -fauna ● Død (alder)

UKRUDTSFRØETS EVNE TIL AT BEVARE SPIREEVNEN ArtSpireprocent efter 6 år Kultiveret jordUkultiveret jord Lugtløs kamille1023 Vellugtende kamille917 Kornvalmue721 Fuglegræs422 Hyrdetaske423 Kilde: Roberts & Feast, Fra Ukrudtsbogen ÅU, Flakkebjerg

Højt Lavt Varieret og høj IPM-faktor Ensidigt og lav IPM-faktor Sædskifte og andre IPM-tiltag Effektkrav til resistens- brydere Sammenhæng mellem nødvendig effekt af resistensbrydere og dyrkningssystem EFFEKTKRAV FOR AT MODVIRKE HERBICIDRESISTENS

TEST AF UKRUDT FOR RESISTENS ●Vigtigt at holde fingeren på pulsen ●Mange bestande bliver ikke testet ● Landmanden behandler ‘i blinde’ ● Det bliver hurtigt dyrt!

PRISER FOR RESISTENSTEST ●AU, Flakkebjerg (Solvejg Mathiassen) ● Kr for test af følsomhed over for 2 ukrudtsmidler ● Kr. 900 for hvert yderligere herbicid ●Se instruks på inspirationsarket: ”Sådan får du ukrudt testet for resistens” ●Udenlandske udbydere ● Helplantetest ● Molekylære test (DNA, enzymaktivitet) ●Nye test på vej ● Rådgivningscentre har testet en metode, der udvikles af Bayer ● Ved TSR måles på DNA alene ● Ved NTSR mådes på plantemetabolitter ved HPLC