ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช

ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช หมายถึง ความสามารถทางพันธุกรรมของชีวชนิด (biotype) ของวัชพืชในการอยู่รอดจากการใช้สารกำจัดวัชพืชที่ประชากรวัชพืชเดิมเคยอ่อนไหวต่อสารกำจัดวัชพืช ชีวชนิด หมายถึง กลุ่มของพืชในสปีชีส์เดียวกันที่มีลักษณะทางชีวภาพ (เช่น ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง) ซึ่งไม่เหมือนกันในประชากรวัชพืชทั้งหมด

การต้านทานสารกำจัดวัชพืชอาจเป็นปัญหาร้ายแรงที่เกษตรกรในรัฐนอร์ทแคโรไลนาต้องเผชิญ ทั่วโลกมีวัชพืชมากกว่า 100 ชนิดที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันทั่วไปอย่างน้อยหนึ่งชนิด ในรัฐนอร์ทแคโรไลนา ปัจจุบันเรามีหญ้าห่านที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืชไดไนโตรอะนิลีน (Prowl, Sonalan และ Treflan), หญ้าค็อกเคิลเบอร์ที่ต้านทาน MSMA และ DSMA และหญ้าไรย์ประจำปีที่ต้านทาน Hoelon

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ยังไม่มีความกังวลเกี่ยวกับการพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชในรัฐนอร์ทแคโรไลนามากนัก แม้ว่าจะมีพืชสามชนิดที่มีไบโอไทป์ที่ต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชบางชนิด แต่การเกิดไบโอไทป์เหล่านี้สามารถอธิบายได้ง่ายๆ ด้วยการปลูกพืชเชิงเดี่ยว เกษตรกรที่ปลูกพืชหมุนเวียนไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับความต้านทาน อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากการพัฒนาและการใช้สารกำจัดวัชพืชหลายชนิดที่มีกลไกการออกฤทธิ์เหมือนกันอย่างแพร่หลาย (ตารางที่ 15 และ 16) กลไกการออกฤทธิ์หมายถึงกระบวนการเฉพาะที่สารกำจัดวัชพืชฆ่าพืชที่อ่อนแอ ปัจจุบัน สารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันสามารถนำมาใช้กับพืชหลายชนิดที่อาจปลูกแบบหมุนเวียนได้ สิ่งที่น่ากังวลเป็นพิเศษคือสารกำจัดวัชพืชที่ยับยั้งระบบเอนไซม์ ALS (ตารางที่ 15) สารกำจัดวัชพืชที่เราใช้กันมากที่สุดหลายชนิดเป็นสารยับยั้ง ALS นอกจากนี้ สารกำจัดวัชพืชชนิดใหม่หลายชนิดที่คาดว่าจะได้รับการจดทะเบียนภายใน 5 ปีข้างหน้าเป็นสารยับยั้ง ALS เมื่อรวมกลุ่มกันแล้ว สารยับยั้ง ALS มีลักษณะหลายประการที่ทำให้มีแนวโน้มที่จะเกิดความต้านทานต่อพืช

สารกำจัดวัชพืชถูกนำมาใช้ในการผลิตพืชผลเพียงเพราะมีประสิทธิภาพมากกว่าหรือประหยัดกว่าวิธีการควบคุมวัชพืชแบบอื่น หากมีการพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดใดชนิดหนึ่งหรือกลุ่มสารกำจัดวัชพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง ก็อาจไม่มีสารกำจัดวัชพืชชนิดอื่นที่เหมาะสมได้ ตัวอย่างเช่น ปัจจุบันยังไม่มีสารกำจัดวัชพืชชนิดอื่นใดที่ใช้ควบคุมหญ้าไรย์ที่ต้านทานต่อพืชตระกูลโฮลอนได้ ดังนั้น สารกำจัดวัชพืชจึงควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นทรัพยากรที่ต้องปกป้อง เราต้องใช้สารกำจัดวัชพืชในลักษณะที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของความต้านทาน

ความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของความต้านทานเป็นสิ่งจำเป็นต่อการทำความเข้าใจวิธีการหลีกเลี่ยงการต้านทาน วิวัฒนาการของความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชมีข้อกำหนดเบื้องต้นสองประการ ประการแรก วัชพืชแต่ละชนิดที่มียีนที่ทำให้เกิดความต้านทานจะต้องมีอยู่ในประชากรพื้นเมือง ประการที่สอง แรงกดดันในการคัดเลือกที่เกิดจากการใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดหายากเหล่านี้อย่างแพร่หลายจะต้องถูกกระทำต่อประชากร หากมีวัชพืชที่ต้านทานอยู่ คิดเป็นสัดส่วนที่ต่ำมากของประชากรทั้งหมด โดยทั่วไป วัชพืชที่ต้านทานจะมีความถี่ตั้งแต่ 1 ใน 100,000 ถึง 1 ใน 100 ล้าน หากใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดเดียวกันหรือชนิดที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันอย่างต่อเนื่อง วัชพืชที่อ่อนแอจะถูกฆ่า แต่วัชพืชที่ต้านทานจะไม่เป็นอันตรายและผลิตเมล็ด หากแรงกดดันในการคัดเลือกยังคงดำเนินต่อไปหลายชั่วอายุคน ไบโอไทป์ที่ต้านทานจะคิดเป็นสัดส่วนที่สูงของประชากรในที่สุด เมื่อถึงจุดนั้น การควบคุมวัชพืชที่ยอมรับได้จะไม่สามารถทำได้อีกต่อไปด้วยสารกำจัดวัชพืชชนิดหรือชนิดนั้นๆ

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดเพียงประการเดียวของกลยุทธ์การจัดการเพื่อหลีกเลี่ยงการดื้อยาของสารกำจัดวัชพืชคือการหมุนเวียนใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์ต่างกัน อย่าใช้สารกำจัดวัชพืชประเภทความเสี่ยงสูงกับพืชสองชนิดติดต่อกัน และอย่าใช้สารกำจัดวัชพืชประเภทความเสี่ยงสูงเหล่านี้เกินสองครั้งกับพืชชนิดเดียวกัน อย่าใช้สารกำจัดวัชพืชประเภทความเสี่ยงปานกลางกับพืชสองชนิดติดต่อกัน ควรเลือกใช้สารกำจัดวัชพืชประเภทความเสี่ยงต่ำเมื่อจะควบคุมพืชที่ต้านทานยาที่ซับซ้อน การผสมสารกำจัดวัชพืชในถังหรือการใช้สารกำจัดวัชพืชแบบต่อเนื่องที่มีกลไกการออกฤทธิ์ต่างกันมักถูกยกย่องว่าเป็นส่วนประกอบของกลยุทธ์การจัดการความต้านทานยา หากเลือกใช้ส่วนประกอบของสารกำจัดวัชพืชในถังหรือการใช้สารกำจัดวัชพืชแบบต่อเนื่องอย่างชาญฉลาด กลยุทธ์นี้อาจเป็นประโยชน์อย่างมากในการชะลอการดื้อยา น่าเสียดายที่ข้อกำหนดหลายประการของการผสมสารกำจัดวัชพืชในถังหรือการใช้สารกำจัดวัชพืชแบบต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงการดื้อยาไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของสารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันทั่วไป เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดในการป้องกันการดื้อยา สารกำจัดวัชพืชทั้งสองชนิดที่ใช้แบบต่อเนื่องหรือในถังผสมควรมีขอบเขตการควบคุมที่เท่ากันและควรมีความคงทนใกล้เคียงกัน

หากเป็นไปได้ ควรบูรณาการวิธีควบคุมวัชพืชแบบไม่ใช้สารเคมี เช่น การเพาะปลูก เข้ากับแผนการจัดการวัชพืช เก็บรักษาบันทึกการใช้สารกำจัดวัชพืชในแต่ละแปลงให้ดีเพื่อใช้อ้างอิงในอนาคต

การตรวจจับวัชพืชที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืช ความล้มเหลวในการควบคุมวัชพืชส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากการดื้อยา ก่อนที่จะสันนิษฐานว่าวัชพืชที่รอดชีวิตจากการใช้สารกำจัดวัชพืชนั้นดื้อยา ให้กำจัดสาเหตุอื่นๆ ที่อาจเป็นไปได้ของการควบคุมวัชพืชที่ไม่ดี สาเหตุที่เป็นไปได้ของความล้มเหลวในการควบคุมวัชพืชประกอบด้วยสิ่งต่างๆ เช่น การใช้สารกำจัดวัชพืชที่ไม่เหมาะสม (เช่น อัตราการใช้ที่ไม่เพียงพอ การคลุมดินไม่ดี การแทรกซึมไม่ดี หรือการขาดสารเสริมฤทธิ์) สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของสารกำจัดวัชพืชที่ดี ช่วงเวลาในการใช้สารกำจัดวัชพืชที่ไม่เหมาะสม (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้สารกำจัดวัชพืชหลังงอกหลังจากวัชพืชมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการควบคุมที่ดี) และวัชพืชที่งอกขึ้นหลังจากการใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีฤทธิ์ตกค้างระยะสั้น

เมื่อกำจัดสาเหตุอื่นๆ ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของการควบคุมที่ไม่ดีแล้ว อาจบ่งชี้ถึงลักษณะทางชีวภาพที่ต้านทานสารกำจัดวัชพืชได้ดังนี้: (1) พืชทุกชนิดที่ปกติควบคุมด้วยสารกำจัดวัชพืช ยกเว้นชนิดเดียว ได้รับการควบคุมอย่างดี; (2) พืชที่แข็งแรงของชนิดพันธุ์ดังกล่าวกระจายอยู่ท่ามกลางพืชชนิดเดียวกันที่ถูกกำจัด; (3) พืชที่ไม่ได้ควบคุมโดยปกติจะอ่อนไหวต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นมาก; และ (4) พื้นที่เพาะปลูกมีประวัติการใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นหรือสารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันอย่างกว้างขวาง หากสงสัยว่ามีการดื้อยา ให้หยุดใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นและสารกำจัดวัชพืชอื่นๆ ที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันทันที