herbicidresistens og herbiciders virkemåde

A A R H U S U N I V E R S I T E T

Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet

Herbicidresistens og herbiciders virkemåde

Per Kudsk & Solvejg K. MathiassenInst. for Plantebeskyttelse og Skadedyr

Forskningscenter Flakkebjerg

Herbicidresistens

Status for SU resistens hos tokimbladede arter

Status for resistens hos agerrævehale Resistent vindaks – et nyt problem? Glyphosatresistens – er det relevant

under danske forhold? Strategi

Kronologisk udvikling i herbicidresistens

Kronologisk udvikling vs. virkemåde

ResistenstyperTarget-site resistens

Herbicid binder sig ikke til virkestedet i planten Monogent nedarvet Opformering af resistente biotyper afhænger af selektionstryk Krydsresistens til herbicider med samme virkemåde

Metabolisk/multipel resistens Forøget nedbrydning af herbicidet Polygent nedarvet Sammenhæng mellem opformering og selektionstryk ukendt Krydsresistens til herbicider med andre virkemåder

0

20

40

60

80

100

120

0,0375 2,8117

Dosering

% e

ffekt

0,05 ED90S

3,21 ED90R

R =ED90R

ED90S= 64

Følsom biotype

Resistentbiotype

Resistensfaktor

Sulfonylurea resistens i DK

Ukrudtsart Første fund

Antal registrerede fund

Fuglegræs 1991 11

Kornvalmue 2003 7

Hanekro ? 1

SU resistent fuglegræs

Følsom

Resistent

Ubeh. 0.13N 0.25N 0.5N 1N 2N 6N 18N 54N

Effekt af Express

SU resistent kornvalmue

Effekt af Express

Resistent

Følsom

Ubeh. ¼ N ½N 1N 32N

Sulfonylurea resistent fuglegræs og kornvalmue

Konklusioner: Alle undersøgte biotyper er resistente over for både

Express og Hussar Resistensfaktor varierer fra 27 til 100 Positiv korrelation imellem resistensniveauerne over for de to SU herbicider

Krydsresistens over for Primus er ikke påvist

Resistens over for fop/dim midler

Ukrudtsart Første fund

Antal registrerede fund

Agerrævehale 2001 17*

* heraf 4 metabolisk resistente

Fenoxaprop resistent agerrævehale

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Res

iste

nsfa

ktor

>50 >50 >50 >50 >50

Target site resistensACCase inhibitorer

A. myosuroides (S) UK/France KEDGLGVENIHG

A. myosuroides (R) KEDGLGVENLHG

A. myosuroides (S) Canada KEDGLGVENIHG

A. myosuroides (R) KEDGLGVENLHG

A. myosuroides (S) USA KEDGLGVENIHG

A. myosuroides (R) KEDGLGVENLHG

A. myosuroides (S) Australia KEDGLGVENIHG

A. myosuroides (R) KEDGLGVENLHG

Isoleucin til leucin er den mest alm. mutation

Target site resistanceACCase inhibitors - Agerrævehale

Mutation Topik Primera S. Fusilade Gallant Focus U. Grasp

Ile1781 Leu S R R S R R

Trp2027 Cys R R - R S -

Ile2041 Asn R R - R S -

Asp2078 Gly R R - R R -

Gly2096 Ala R R - R S -

Delye, 2005

Forøget metabolisering

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 6 12 18 24

Hours after 14C pulse

% r

ad

ioa

cti

vit

y r

ec

ov

ere

d a

s

flu

py

rsu

lfu

ron

Rothamsted Peldon Faringdon

Stephen Moss, 2005

Metabolisk resistens

0

20

40

60

80

100

Pct.

eff

ekt

Følsom ID 31 ID 382

Boxer

0,8 l/ ha3 l/ ha7,5 l/ ha

0

20

40

60

80

100

Pct.

eff

ekt

Følsom ID 31 ID 382

Lexus

4 g/ ha10 g/ ha25 g/ ha

0

20

40

60

80

100

Pct.

eff

ekt

Følsom ID 31 ID 382

Primera S.

0,3 l/ ha0,8 l/ ha2 l/ ha

0

20

40

60

80

100

Pct.

eff

ekt

Følsom ID 31 ID 382

Topik

0,16 l/ ha0,4 l/ ha1 l/ ha

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

Resi

sten

sfakto

r

Følsom ID 411 ID 412 ID 413 ID 414 ID 415

Primera SLexusSethoxydim*

*

Agerrævehale Landsforsøg 2005

AgerrævehaleAtlantis

24 tilfælde i UK (juni 2006) Første tilfælde i 2002 Mutation identificeret i 3 populationer

(target site resistens)

Resistent agerrævehale

Konklusioner: Både target-site og metabolisk resistens er påvist hos agerrævehale

Resistensniveauet over for Primera Super er højest hos biotyper med target site resistens

Biotyper med target site resistens er følsomme over for Topik 100 EC

Biotyper med metabolisk resistens udviser et resistensmønster, som ligner det, der er fundet med engelske biotyper

Herbicidresistens

Status for SU resistens hos tokimbladede arter

Status for resistens hos agerrævehale Resistent vindaks – et nyt problem? Glyphosatresistens – er det relevant under

danske forhold? Strategi

SU resistens i vindaks

Land Antal biotyper

Herbicid

Schweiz 1 Thifensulfuron+ metsulfuron

Tjekkiet 5 ChlorsulfuronIodosulfuronSulfosulfuron

Polen Mange Chlorsulfuron

SU resistente vindaks i Tjekkiet

Biotype ED50

g/ha

Resistensfaktor

I50

nM

Resistensfaktor

Følsom 6 - 30,4 -

R1 128 21 1318 43

R2 1815 303 3816 126

R3 1388 231 119515 3833

R4 627 105 5160 170

R5 40 6,7 1830 60

Herbicid: Chlorsulfuron

SU resistent vindaks i Polen

0

20

40

60

80

100P

ct. e

ffek

t

11,25 22,5 45 90 180 360

g/ha chlorsulfuron

Følsom biotype

Resistent biotype

Marczewska et al., 2006

SU resistent vindaks i Polen

Marczewska et al., 2006

020406080

100120140160180200

Ind

ho

ld a

f am

ino

syre

r

0,4

0,7

1,4

2,9

5,6

11,3

22,5 45 90 180

360

g/ha chlorsulfuron

Følsom biotype

Resistent biotype

SU resistent vindaksEffekt af Atlantis

0

1

2

3

4

5

6

7Resistens-

faktor

Følsom Følsom Resistent Følsom Resistent

Tjekkiet PolenDK

IPU resistent vindaks Tyskland

0

20

40

60

80

100

Pct

. eff

ekt

2 4 8 16

kg/ha IPU

Gliesmarode

Selfkant 2000

Niemann & Zwerger, 2006

IPU resistent vindaks Tyskland

0

20

40

60

80

100

Pct

. eff

ekt

Gliesmarode

Selfkant 2000

Iodosulfuron Sulfosulfuron Propoxycarbazone Fenoxaprop-P

Niemann & Zwerger, 2006

Fenoxaprop-P resistent vindaks, Tyskland

0

20

40

60

80

100

Pct

. eff

ekt

10X 20X 40X 1X 2X

2000

2001

2002

Fenoxaprop-P Clethodim

Niemann & Zwerger, 2006

IPU resistent vindaks (Ty)Effekt af IPU

0

20

40

60

80

100Pct. effekt

Flakkebjerg

ID 427

ID 428

ID 431

ID 434

1 l/ ha4 l/ ha

IPU resistent vindaks (Ty)Effekt af Hussar

0

20

40

60

80

100Pct. effekt

Flakkebjerg

ID 427

ID 428

ID 431

ID 434

25 g / ha100 / ha

Vindaks Landsforsøg 2005

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

Resi

sten

sfakto

r

I D 8

0

ID 4

16

ID 4

17

ID 4

18

ID 4

19

ID 4

20

ID 4

21

ID 4

22

ID 4

23

ID 4

24

ID 4

25

ID 4

26

Boxer

Hussar

Primera

*

*

*

Baselinestudier

Resistent vindaks

Konklusioner Herbicidresistent vindaks banker på døren Både target-site og metabolisk resistens er påvist

hos vindaks Resistensniveauet over for SU herbicider er højest

hos biotyper med target site resistens Polske biotyper udviser lavere resistensniveau

overfor Atlantis end overfor chlorsulfuron En øget bevågenhed overfor resistens hos vindaks

er påkrævet

Herbicidresistens

Status for SU resistens hos tokimbladede arter

Status for resistens hos agerrævehale Resistent vindaks – et nyt problem? Glyphosatresistens – er det relevant under

danske forhold? Strategi

Glyphosatresistent Lolium rigidum i Australien

Glyphosatresistens

Er det en relevant problematik i DK?

Ikke p.t. men den stigende interesse for biomasseafgrøder kan resultere i, at vi i de kommende år vil se glyphosatresistente majs- eller fodersukkerroerafgrøder i de danske marker. Glyphosatresistente afgrøder opfylder de politiske krav til biomasseafgrøder (non-food, lav input af ressourcer)

Glyphosatresistens

Lancetvejbred

Rajgræs

Ital. rajgræs

Ital. rajgræs

Can. bakkestjerne

Rajgræs

Glyphosatresistens

Resistensfaktorer Lolium rigidum 7-11 Canadisk bakkestjerne 8-13 Eleusine indica 8-10 Conyza bonariensis 10

Glyphosatresistens

Resistensmekanismer

Eleusine indica Nedsat følsomhed ved virkestedet

(EPSPS) Lolium rigidum Reduceret/ændret

transport Canadisk bakkestjerne Reduceret/ændret

transport Ital. rajgræs Ingen forskelle i

optagelse og transport

Glyphosatresistens

Biotyper af canadisk bakkestjerne fra USA

Følsom Resistente

Herbicidresistens

Status for SU resistens hos tokimbladede arter

Status for resistens hos agerrævehale Resistent vindaks – et nyt problem? Glyphosatresistens – er det relevant under

danske forhold? Strategi

SelektionstrykTarget site resistens - Agerrævehale

Herbicidanvendelse (år 1, 2 & 3)Vinterraps + v.hvede + v.hvede

%ACCase inhibitor

% ændring in ACCase resistens

Fluazifop –Clodinafop –Clodinafop 100 +52

Propyzamid – Clodinafop –Clodinafop 67 +32

Fluazifop – Clodinafop/flupyrsulfuron – Clodinafop/flupyrsulfuron

60 +26

Propyzamid - Clodinafop/flupyrsulfuron – Clodinafop/flupyrsulfuron

40 +18

No herbicide use 0 -3

Stephen Moss, 2005

SelektionstrykTarget site vs. metabolisk resistens

Rothamsted Boxworth

% reduktion i antal planter (gns. af 2 populationer)

Clodinafop Flupyrsulfuron Clodinafop Flupyrsulfuron

År 1 89 42 82 38

År 2 43 35 11 20

År 3 29 15 24 23

Stephen Moss, 2005

Tilbage selektionFenoxaprop-P - Agerrævehale

Peldon deselection: Fenoxaprop

0

20

40

60

80

100

120

0 3.44 6.88 13.75 27.5 55 110 220 440 880

Dose of Fenoxaprop g/ha

Fo

lia

ge

we

igh

t a

s %

of

nil

Roth 00 Peld baseline Peld 01 Peld 03

Forebyggelse af resistens

Varieret sædskifte

Pløjning eller anden dyb jordbearbejdning

Blanding af midler med forskellig virkningsmek.

Skift mellem midler med forskellige virkningsmek

Kombination af kemisk og mekanisk bekæmpelse

Mærkning af herbicider efter virkningsmekanisme

Information på etiketter

Australien har obligatorisk mærkningssystem (bogstavkoder)

Canada har frivilligt mærkningssystem

USA på vej mod frivilligt system

I Europa findes ingen mærkning

Aktuelle web-sites

Herbicide Resistance Action Committee (HRAC) -www.plantprotection.org/hrac

Også regionale komiteer, f.eks. UK www.pesticides.gov.uk - ‘Resistance’

International survey on herbicide resistant weeds – www.weedscience.com

www.lr.dk/Midddeldatabasen

•

Hvordan påvirker klimaet

herbicidernes effekt?

Klimafaktorer

Jordfugtighed (jordmidler, tørke)LysintensitetTemperatur og luftfugtighedNedbør (dug)Vind

Jordfugtighed

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

65% RWC 74% RWC 85% RWC

ED50ED90

g/h

a g

lyp

hosat

Jordfugtighed, rel. vandkapacitet

Lysintensitet

0

20

40

60

80

100

0 0,4 0,8 1,2 1,6 2

I oxynil (kg/ ha)

% e

ffekt

100% dagslys25% dagslys

Reglone - lysintensitet

Restkoncentration af diquat i kartoffelknolde

0

20

40

60

80

100

4 8 12 16 20 24Tidspunkt

Rel

. ko

nc.

(kl

. 20

=10

0) År 1

År 2

Temperatur

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10 12

Dage efter sprøjtning

Kara

kte

r

Laddok, varm Laddok, koldLido, varm Lido, kold

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10 12

Dage efter sprøjtningK

ara

kte

r

Laddok, kli 1 Laddok, kli 2Lido, kli 1 Lido, kli 2Dosering: 1 l/ha

Varm: 16-24 oCKold: 8-15 oC

Kamille, 2 løvblade Kamille, 6-8 løvblade

Temperatur

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8Relativ

dosering 5 gr., høj RH20 gr., høj RH20 gr., lav RH

Hussar – temperaturafhængig effekt?16 landsforsøg 2003-2005, 50 g Hussar pr. ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

7 8 9 10 11 12 13

Middeltemperatur omkring sprøjtning

% E

ffek

t på

ant

al r

ajgr

æss

trå

før

høst

Sikker effekt vedtemp. over 9,5°C

LR 2006

Lokaliteter for EWRS forsøg

Effekt af Atlantis og middel temp dag 1 til 3

y = -16,756x + 272,96

R2 = 0,4133

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0

Avreage_Daily_Temp_Day_1_to_3

Atl

anti

s_E

D50

_Cro

p

Effekt af Topik og middel temp dag 1 til 3

y = -0,1661x + 90,95

R2 = 4E-05

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0

Average_Mean_Temp_Day_1_to_3

To

pik

_E

D5

0_

Cro

p

Luftfugtighed

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Pc

t. e

ffe

kt

Konstant RH Skift 0 t Skift 24 t Skift 48 t

Høj RH

Lav RH

Effekt af acifluorfen på Abutilon theophrastis

Meussen et al., 1983

Regnfasthed

0-2 timer 2-4 timer >6 timer Primera S Glean Basagran 480

Fusilade Max Ally Roundup

Grasp Express Atlantis

Oxitril Betanal Matrigon

Agil Hussar

Reglone

Topik

Starane

Regnfasthed

0

5

10

15

20

25

Rel

ativ

do

seri

ng

0.5 L/ha Genapol LRO 1 L/ha Actirob B 0.5 L/ha Renol

1 time

3 timer

6 HAT

Ingen regn

Additiver

Atlantis på alm. rajgræs

Oversigt

Jordfugtighed Afgørende for effekten af jordherbicider, fugtig jord ved

sprøjtning med efterfølgende regn maksimerer effekten Påvirker effekten af de fleste bladherbicider markant

Lys Øget effekt af fotosyntesehæmmere ellers kun marginal

indflydelse på effekten Øget transporthastighed i flerårigt ukrudt, dvs. kortere

tid imellem sprøjtning og jordbearbejdning

Temperatur Effekten enten øges med stigende temperatur eller er

upåvirket af temperaturen Symptomer udvikles hurtigere ved høj temperatur Øget transporthastighed i flerårigt ukrudt, dvs. kortere

tid imellem sprøjtning og jordbearbejdning

Oversigt

Luftfugtighed Høj luftfugtighed øger optagelsen og dermed effekten af

vandopløselige herbicider, ellers ingen effekt af luftfugtighed på herbiciders virkning

Additiver kan mindske luftfugtighedens indflydelse

Nedbør Vandopløselige herbicider er mest følsomme overfor

nedbør pga. en langsommere optagelse og større afvaskelighed

Additiver kan mindske effekten af nedbør

Spørgsmål??