ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช

ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช หมายถึง ความสามารถทางพันธุกรรมของสายพันธุ์ย่อยของวัชพืชในการอยู่รอดจากการใช้สารกำจัดวัชพืช ซึ่งประชากรดั้งเดิมนั้นอ่อนแอต่อสารดังกล่าว สายพันธุ์ย่อยคือกลุ่มของพืชภายในสปีชีส์เดียวกันที่มีลักษณะทางชีวภาพ (เช่น ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง) ที่ไม่พบในประชากรโดยรวม

การดื้อต่อสารกำจัดวัชพืชเป็นปัญหาที่อาจร้ายแรงมากสำหรับเกษตรกรในรัฐนอร์ทแคโรไลนา ทั่วโลกมีวัชพืชมากกว่า 100 สายพันธุ์ที่ทราบว่าดื้อต่อสารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันทั่วไปอย่างน้อยหนึ่งชนิด ในรัฐนอร์ทแคโรไลนา ปัจจุบันเราพบวัชพืชสายพันธุ์หนึ่งที่ดื้อต่อสารกำจัดวัชพืชกลุ่มไดไนโตรอะนิลีน (Prowl, Sonalan และ Treflan) วัชพืชสายพันธุ์หนึ่งที่ดื้อต่อ MSMA และ DSMA และวัชพืชสายพันธุ์หนึ่งที่ดื้อต่อ Hoelon

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ การพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชในรัฐนอร์ทแคโรไลนาเป็นเรื่องที่น่ากังวลน้อยมาก แม้ว่าเราจะมีพืชสามชนิดที่มีไบโอไทป์ต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชบางชนิด แต่การเกิดขึ้นของไบโอไทป์เหล่านี้สามารถอธิบายได้ง่ายๆ ด้วยการปลูกพืชแบบพืชชนิดเดียวซ้ำๆ เกษตรกรที่ปลูกพืชหมุนเวียนจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับความต้านทาน อย่างไรก็ตาม สถานการณ์ได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากการพัฒนาและการใช้สารกำจัดวัชพืชหลายชนิดที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันอย่างแพร่หลาย (ตารางที่ 15 และ 16) กลไกการออกฤทธิ์หมายถึงกระบวนการเฉพาะที่สารกำจัดวัชพืชฆ่าพืชที่ไวต่อสารนั้น ปัจจุบัน สารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันสามารถใช้กับพืชหลายชนิดที่อาจปลูกหมุนเวียนกันได้ สิ่งที่น่ากังวลเป็นพิเศษคือสารกำจัดวัชพืชที่ยับยั้งระบบเอนไซม์ ALS (ตารางที่ 15) สารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิดของเราเป็นสารยับยั้ง ALS นอกจากนี้ สารกำจัดวัชพืชใหม่ๆ หลายชนิดที่คาดว่าจะได้รับการขึ้นทะเบียนภายใน 5 ปีข้างหน้าก็เป็นสารยับยั้ง ALS เช่นกัน โดยรวมแล้ว สารยับยั้ง ALS มีลักษณะหลายประการที่ดูเหมือนจะทำให้พืชมีแนวโน้มที่จะดื้อต่อสารเหล่านี้

มีการใช้สารกำจัดวัชพืชในการผลิตพืชผลทางการเกษตร เนื่องจากมีประสิทธิภาพหรือประหยัดกว่าวิธีการกำจัดวัชพืชแบบอื่น หากเกิดการดื้อต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดใดชนิดหนึ่งหรือกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง อาจไม่มีสารกำจัดวัชพืชทางเลือกที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น ปัจจุบันยังไม่มีสารกำจัดวัชพืชทางเลือกใดที่สามารถควบคุมหญ้ารายกราสที่ดื้อต่อโฮลอนได้ ดังนั้น สารกำจัดวัชพืชจึงควรถูกมองว่าเป็นทรัพยากรที่ต้องได้รับการปกป้อง เราต้องใช้สารกำจัดวัชพืชในลักษณะที่ป้องกันการพัฒนาการดื้อยา

ความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของความต้านทานเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจวิธีการหลีกเลี่ยงความต้านทาน วิวัฒนาการของความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชมีเงื่อนไขสองประการ ประการแรก ต้องมีวัชพืชแต่ละตัวที่มียีนที่ให้ความต้านทานอยู่ในประชากรดั้งเดิม ประการที่สอง ต้องมีแรงกดดันจากการคัดเลือกที่เกิดจากการใช้สารกำจัดวัชพืชอย่างกว้างขวาง ซึ่งวัชพืชที่ต้านทานต่อสารนั้นจะต้องส่งผลต่อประชากรโดยรวม หากมีวัชพืชที่ต้านทานอยู่ สัดส่วนของวัชพืชที่ต้านทานจะต่ำมากเมื่อเทียบกับประชากรทั้งหมด โดยทั่วไปแล้ว วัชพืชที่ต้านทานจะมีสัดส่วนตั้งแต่ 1 ใน 100,000 ถึง 1 ใน 100 ล้าน หากใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดเดียวกันหรือหลายชนิดที่มีกลไกการออกฤทธิ์เหมือนกันอย่างต่อเนื่อง วัชพืชที่ไม่ต้านทานจะตาย แต่วัชพืชที่ต้านทานจะไม่ได้รับอันตรายและยังคงผลิตเมล็ดได้ หากแรงกดดันจากการคัดเลือกดำเนินต่อไปหลายชั่วอายุคน ในที่สุดสายพันธุ์ที่ต้านทานจะคิดเป็นสัดส่วนสูงของประชากร ณ จุดนั้น การควบคุมวัชพืชที่ยอมรับได้จะไม่สามารถทำได้อีกต่อไปด้วยสารกำจัดวัชพืชชนิดนั้น ๆ

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของกลยุทธ์การจัดการเพื่อหลีกเลี่ยงการพัฒนาความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืชคือ การหมุนเวียนใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์แตกต่างกัน ห้ามใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีความเสี่ยงสูงในพืชสองรอบติดต่อกัน เช่นเดียวกัน ห้ามใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีความเสี่ยงสูงเกินสองครั้งในพืชชนิดเดียวกัน ห้ามใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีความเสี่ยงปานกลางในพืชสองรอบติดต่อกัน ควรเลือกใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีความเสี่ยงต่ำเมื่อสามารถควบคุมวัชพืชที่ซับซ้อนได้ การผสมสารกำจัดวัชพืชในถังหรือการใช้แบบต่อเนื่องที่มีกลไกการออกฤทธิ์แตกต่างกัน มักถูกกล่าวถึงว่าเป็นส่วนประกอบของกลยุทธ์การจัดการความต้านทาน หากเลือกส่วนประกอบของการผสมในถังหรือการใช้แบบต่อเนื่องอย่างชาญฉลาด กลยุทธ์นี้สามารถช่วยชะลอการพัฒนาความต้านทานได้เป็นอย่างดี แต่โชคไม่ดีที่ข้อกำหนดหลายประการของการผสมในถังหรือการใช้แบบต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงความต้านทานนั้นไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของสารผสมที่ใช้กันทั่วไป เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุดในการป้องกันการพัฒนาความต้านทาน สารกำจัดวัชพืชทั้งสองชนิดที่ใช้แบบต่อเนื่องหรือในถังผสมควรมีขอบเขตการควบคุมที่เหมือนกันและควรมีความคงทนใกล้เคียงกัน

ควรบูรณาการวิธีการควบคุมวัชพืชโดยไม่ใช้สารเคมี เช่น การไถพรวน เข้ากับโปรแกรมการจัดการวัชพืชให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ บันทึกข้อมูลการใช้สารกำจัดวัชพืชในแต่ละแปลงอย่างละเอียดเพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในอนาคต

การตรวจหาวัชพืชที่ดื้อต่อสารกำจัดวัชพืช ความล้มเหลวในการควบคุมวัชพืชส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากการดื้อต่อสารกำจัดวัชพืช ก่อนที่จะสรุปว่าวัชพืชที่รอดชีวิตจากการใช้สารกำจัดวัชพืชนั้นดื้อต่อสารกำจัดวัชพืช ให้กำจัดสาเหตุอื่นๆ ที่อาจทำให้การควบคุมวัชพืชไม่ได้ผลเสียก่อน สาเหตุที่เป็นไปได้ของความล้มเหลวในการควบคุมวัชพืช ได้แก่ การใช้สารกำจัดวัชพืชผิดวิธี (เช่น อัตราการใช้ไม่เพียงพอ การครอบคลุมไม่ดี การผสมไม่ดี หรือการขาดสารเสริม) สภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการออกฤทธิ์ของสารกำจัดวัชพืช การกำหนดเวลาการใช้สารกำจัดวัชพืชไม่เหมาะสม (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การใช้สารกำจัดวัชพืชหลังงอกหลังจากที่วัชพืชโตเกินกว่าจะควบคุมได้ดี) และวัชพืชที่งอกขึ้นมาใหม่หลังจากใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีฤทธิ์ตกค้างสั้น

เมื่อได้กำจัดสาเหตุอื่นๆ ที่อาจทำให้การควบคุมวัชพืชไม่ดีออกไปแล้ว สิ่งต่อไปนี้อาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสายพันธุ์วัชพืชที่ต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช: (1) วัชพืชทุกชนิดที่ปกติถูกควบคุมโดยสารกำจัดวัชพืช ยกเว้นชนิดเดียว ถูกควบคุมได้ดี (2) พบวัชพืชชนิดที่แข็งแรงปะปนอยู่กับวัชพืชชนิดเดียวกันที่ตายไป (3) วัชพืชชนิดที่ไม่ถูกควบคุมนั้น ปกติแล้วจะไวต่อสารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นมาก และ (4) แปลงนั้นมีประวัติการใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นหรือสารกำจัดวัชพืชที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันอย่างกว้างขวาง หากสงสัยว่ามีการต้านทาน ให้หยุดใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดนั้นและสารกำจัดวัชพืชอื่นๆ ที่มีกลไกการออกฤทธิ์เดียวกันทันที