Desintoxicação metabólica é um termo que você pode ter deixado para trás em uma aula de química na faculdade. É a razão, no entanto, por que herbicidas seletivos poupam safras enquanto matam ervas daninhas.
“A razão pela qual podemos usar a atrazina no milho é porque o milho é capaz de metabolizar - ou quebrar rapidamente - a atrazina antes que ela cause danos ao milho, ”Diz Aaron Hager, Especialista em extensão de ervas daninhas da Universidade de Illinois (U of I).
Infelizmente, as ervas daninhas estão começando a imitar isso.
A maioria das ervas daninhas resiste aos herbicidas devido a alterações em seu local de destino do gene. Alguns agora também resistem a herbicidas por meio de mecanismos de local não-alvo, incluindo o metabolismo.
“A resistência metabólica é a capacidade de uma planta daninha de quebrar ou metabolizar um herbicida que é prejudicial à erva daninha, ”Diz Hager. “Eles agora estão imitando o metabolismo de seletividade que ocorre nas plantações. Isso é resistência. Teoricamente, uma espécie de erva daninha pode resistir a um herbicida ao qual nunca foi exposta. ”
Ele acrescenta que isso pode neutralizar um novo local de ação do herbicida antes mesmo de ser aplicado a uma população de ervas daninhas.
Waterhemp à prova de balas
Em 2009, Cientistas da Universidade de Illinois analisaram uma população de waterhemp que infestou um campo de milho de sementes contínuo no centro de Illinois. Ele prosperou mesmo após as aplicações de herbicidas inibidores de HPPD, como Callisto.
Inicialmente, pesquisadores suspeitaram que a resistência foi devido a mutação no local-alvo. Em vez de, eles descobriram que certas enzimas em genes de waterhemp desencadearam aumento do metabolismo para mesotriona (ingrediente ativo de Callisto) e também atrazina. Desde então, vários outros locais do meio-oeste relataram ocorrências semelhantes. U de I pesquisadores confirmaram resistência metabólica à atrazina de gene único. Vários genes provavelmente estão codificando as populações resistentes a HPPD metabólicas, no entanto. Contudo, os pesquisadores ainda não encontraram esses genes.
O fato de que vários genes estão envolvidos em tais casos de resistência metabólica torna mais difícil de lidar, disse Gordon Vail, Líder de produto técnico da Syngenta. “A resistência que encontramos no amaranto peregrino e na maconha degrada a química com três, quatro, ou mais cinco genes. "
Isso difere da mutação do local-alvo que ocorreu com os herbicidas do local de ação da ALS (Perseguição, Cetro). “Com herbicidas ALS, estamos lidando com apenas um gene, ”Vail diz.
Os genes envolvidos na resistência estimulada pelo metabolismo podem chegar às centenas, diz Dean Riechers, um fisiologista de herbicidas da Universidade de I. Os pesquisadores da U of I estão agora procurando novas maneiras de superar o mecanismo de resistência ao inibidor de HPPD, bloqueando enzimas de ervas daninhas usando um inibidor químico diferente. Se os cientistas puderem encontrar inibidores das vias de metabolismo dos herbicidas da maconha, pode ser possível contornar a resistência sem ferir a cultura, ele diz.
A resistência a mutações no local-alvo é mais fácil de prever, já que é frequentemente estimulado por aplicações repetidas do mesmo herbicida local de ação. Não é assim com a resistência metabólica.
“Será menos provável prever com precisão que isso acontecerá com um herbicida específico ou grupo de herbicidas, ”Diz Hager.
Há algumas boas notícias de que as vias que levam à resistência metabólica são complicadas. “Leva muito mais tempo para a resistência metabólica se desenvolver e se espalhar em comparação com a resistência do local-alvo, ”Diz Vail.
O que fazer
Enquanto isso, aplicar uma mistura de tanque de herbicidas com múltiplos locais de ação eficazes cada vez que uma aplicação é feita pode evitar a resistência, diz Hager.
Assim é a lavoura. Isso é anátema do ponto de vista da erosão, já que o plantio direto e o plantio direto são a beleza da bola de conservação da saúde do solo atualmente. Infelizmente, existem muitos penetras indesejáveis. “O amaranto peregrino é bem adaptado ao cultivo reduzido, ”Diz Mike Weber, Representante técnico sênior da Bayer Crop Science.
Jayme Dick-Burkey, que cultiva com a família de sua esposa perto de Dorchester, Nebraska, anotações que planejavam continuar o plantio direto em toda a fazenda. Contudo, uma revisão de ervas daninhas resistentes a herbicidas os levou a complementar os herbicidas com o plantio de lavouras de cobertura seguida de preparo do solo em alguns campos.
“Vimos que esses campos tinham uma vantagem sobre os campos apenas com aplicação de herbicida, ”Dick-Burkey diz.
A erosão é uma preocupação. Ainda, ele diz, alguns campos de plantio direto com culturas de cobertura mortas antes do plantio da safra de 2016 tiveram pior erosão do que aquelas onde as culturas de cobertura foram incorporadas ao solo.
“As plantas de cobertura incorporadas ao solo parecem conter a pressão das ervas daninhas, " ele diz. “A reincorporação ao solo parecia dar ao solo uma estrutura mais uniforme e robusta.”
Essa descoberta e a pesquisa subsequente levaram Dick-Burkey e sua família a investir em ferramentas de cultivo adequadas para esses campos. O gerenciamento do banco de sementes é outra ferramenta para o gerenciamento de ervas daninhas resistentes a herbicidas.
“O ano passado não foi o melhor para o controle de maconha (em Iowa), ”Diz Mike Owen, um especialista em ervas daninhas da Extensão da Universidade Estadual de Iowa. “Havia muitas plantas no meio dos campos antes da colheita. Se não cuidarmos dessas plantas espalhadas por meio de rouging à mão, estaremos em sérios apuros. Combinar esses canteiros na colheita é uma maneira incrivelmente eficaz de espalhar a semente de maconha pelo campo. ”
Enquanto isso, mantenha a resistência metabólica em mente na próxima vez que vir ervas daninhas que simplesmente não morrem. “Não segue as regras, ”Diz Hager.
O que está vindo abaixo do pique
Dos anos 1950 até meados dos anos 1980, as empresas de produtos químicos agrícolas descobriram constantemente novos herbicidas de milho e soja com novos locais de ação (SOA). Então as descobertas pararam.
Inibidores de HPPD (Callisto, Impacto, e Laudis) foram os últimos novos SOAs de herbicida a serem comercializados.
Então, um novo herbicida SOA está descendo pelo pique? Provavelmente não por muito tempo, disse Gordon Vail, Líder de produto técnico da Syngenta.
“É muito difícil de fazer, ”Ele diz“ Nós descobrimos todos os mais fáceis. ” Ele acrescenta que alguns compostos de pesquisa que têm excelente controle de ervas daninhas podem prejudicar a cultura. Enquanto isso, um herbicida com um novo SOA que é suave para a cultura só pode resultar no controle de ervas daninhas de 40% a 50%.
“Todos pensam que precisamos de um novo local de ação, ”Diz Vail. “Não vamos encontrar um hoje. Talvez encontremos um no futuro. Mas desenvolver um novo local de ação para uma erva daninha que pode metabolizar prontamente qualquer coisa que você pulverize pode não ser uma estratégia adequada. "
“Uma alternativa melhor pode ser a busca por novas moléculas de ingrediente ativo em locais de ação existentes, " ele diz.
Fatores de diferenciação como pH e acidez das moléculas de ingrediente ativo existentes podem tornar impossível que ervas daninhas como a crosta de água o degradem, Vail acrescenta.
A Syngenta tem um composto que pode estrear na próxima década, ele diz. Embora seja um inibidor de HPPD como Callisto, tem uma afinidade de ligação diferente para os locais alvo da erva daninha.
