Испанские ученые в сотрудничестве с американскими коллегами пытаются разгадать секреты щирицы Палмера, которая является грозным и «умным» противником важных культур, и призывают принимать срочные превентивные меры

В своей работе, опубликованной на портале MDPI, международная группа исследователей из Университет Лерида, Аграрного исследовательского центра «Finca La Orden' Valdesequera», Испания, и Государственного университета Северной Каролины, США, обратились к «горячей теме» - гербицидоустойчивые популяции амаранта Палмера, сорняк для Испании считается инвазивным видом.

Инвазивные виды растений являются основной причиной потери урожая и могут отрицательно повлиять на продовольственную безопасность. Ожидается, что угроза со стороны инвазивных видов растений будет расти в связи с глобализацией и мировой торговлей.

Количественная оценка этой угрозы и разработка эффективных политик безопасности требует понимания потенциальных источников, вероятности прибытия, распространения и влияния на существующие экологические и производственные системы.

Сельскохозяйственные ландшафты, характеризующиеся нарушениями со стороны человека, особенно подвержены атакам инвазивных растений. Кроме того, некоторые признаки придают определенным видам растений способность превращаться в инвазивные сорняки в сельскохозяйственных системах, включая стратегию распространения семян, высокую скорость роста, репродуктивную способность, генетическую изменчивость, стрессоустойчивость или эффективность фотосинтеза.

Щирица Палмера - диплоидное растение, родом из пустыни Сонора на юго-западе Северной Америки.

В настоящее время сорняк присутствует в значительной части Северной Америки и вторгся в Бразилию и Аргентину в Южной Америке, где вызывает значительные потери урожая хлопчатника, сои и кукурузы. Присутствует в прибрежных и островных территориях Южной и Центральной Европы и Средиземноморья, таких как Кипр, Израиль и Португалия.

Предполагается, что щирица Палмера проникла в Бельгию с загрязненным зерном и аналогичным образом попала в Великобританию с семенами масличного рапса.

В 2007 году популяции этого вида были обнаружены в Испании на кукурузном поле и на обочинах дорог.

Amaranthus palmeri - это опыляемый ветром двудомный сорняк с высокой выживаемостью в условиях сильной жары, дефиците осадков и склонный к генетической изменчивости, что считается фактором, усиливающим эволюцию устойчивости к гербицидам. Он исключительно плодовит и может производить, в среднем, от 200 000 до 600 000 семян с одного растения при выращивании без конкуренции.

Стойкость семенного банка изучена не должным образом, но известно, что до 22% глубоко закопанных (40 см) семян оставались жизнеспособными в течение как минимум трех лет.

В Испании амарант Палмера нашел гостеприимную среду, совместимую с требованиями роста этого вида, и растения быстро натурализуются, что проявляется в их способности проявлять энергичное появление всходов, быстрый рост, успешную и обильную плодовитость и формирование стабильных и устойчивых семенных банков в почве.

Как указывалось ранее, склонность A. palmeri к развитию множественной устойчивости к гербицидам отражает его выдающуюся генетическую изменчивость и адаптивность.

На сегодняшний день, устойчивые к гербицидам популяции обнаружены как в Северной, так и в Южной Америке. Популяции с устойчивостью к глифосату зарегистрированы по меньшей мере в 30 штатах, а также в последнее время в Аргентине.

В отношении гербицидов, ингибирующих ацетолактатсинтазу (ALS), устойчивость у представителей щирицы Палмера была зарегистрирована еще в 1990-х годах. В настоящее время ALS-устойчивые популяции есть в Аргентине, Бразилии (множественная резистентность, в том числе к глифосату), Израиле и в Соединенных Штатах.

В результате вторжения A. palmeri в северо-восточную часть Испании, возникает ряд важных вопросов: три идентифицированные популяции происходят из уникальной начальной точки распространения или из разных, когда и откуда произошел первый процесс колонизации?

Ответы на эти и другие вопросы позволят лучше понять процесс инвазии и потенциальную необходимость разработки оценки фитосанитарного риска для этого вида.

Испытания подтвердили, что три популяции были чувствительны к глифосату, но устойчивы к никосульфурон-метилу. Устойчивость к ингибиторам ALS была также подтверждена - молекулярный анализ выявил мутации сайта-мишени во всех трех популяциях A. palmeri, которые придают устойчивость к ингибиторам ALS.

При этом все популяции полностью контролировались альтернативными гербицидами с другими участками действия. Таким образом, все еще есть возможность управлять сорняком, но важно отметить, что этот вид способен развивать множественную устойчивость, следовательно, необходимо применять препараты с разными участками действия, смеси гербицидов и последовательное применение, реализовывать нехимические меры контроля даты посева / севооборота, обработка почвы / ручная прополка, контроль управления краем с загущенными посадками для снижения потенциала проникновения.

Как доказано в исследовании, все популяции были чувствительны к глифосату, значит, события интродукции могли произойти до того, как устойчивость к глифосату у этого вида начала развиваться в Северной Америке с первым зарегистрированным случаев в 2006-ом году. Следовательно, прибытие A. palmeri в Испанию могло произойти до 2006 года.

Очевидно, что в Европе происходит несколько процессов интродукции и расселения, вероятно, через загрязненное зерно из Америки, и процесс так и будет продолжаться, если срочно не принять превентивные меры. Тем более, что устойчивость к глифосату уже распространена по всей Америке - следовательно, вновь прибывшие популяции с новыми признаками гербицидной устойчивости усложнят управление щирицей Палмера и в дальнейшем потребуют более дорогостоящих мер контроля.

(Источник: www.mdpi.com).