Integrated management of herbicide resistant Papaver rhoeas L. populations = Control integrado de poblaciones de Papaver rhoeas L. resistentes a herbicidas

Abstract

A la majoria de les 148 poblacions de Papaver rhoeas L. analitzades es va detectar resistència front als herbicides tribenuró-metil i 2.4-D. Les poblacions van ser recollides a una prospecció de camp semi-dirigida en camps de cereal d'hivern del Nord-est d'Espanya. La situació més freqüent va ser la de poblacions lleugerament resistents al 2.4-D i amb una proporció de plantes resistents a tribenuró-metil elevada. Es va desenvolupar un mètode de detecció a la resistència per a cada herbicida basats en llavors, els quals van ser considerats com a vàlids després de que els resultats van ser comprovats amb assaigs en hivernacle i en camp. Per a tribenuró-metil, el test permetia quantificar la freqüència de plantes resistents, mentre que pel 2.4-D el grau de resistència va ser expressat mitjançant un ratio basat en la longitud del hipocotil. La resistència enfront al tribenuró-metil sembla estar causada per una mutació mentre que la resistència front a 2.4-D està probablement basada en un canvi metabòlic de les plantes resistents. A la zona d'estudi, P. rhoeas va germinar a la tardor i principis d'hivern, principalment entre octubre i desembre, tot i que es va detectar germinació entre setembre i abril, depenent de la localitat i de l'any. No es van trobar diferències als hàbits de germinació entre poblacions sensibles o resistents als herbicides. En funció de les condicions climàtiques la germinació va ser d'entre 12 i 70% després de la primera tardor i hivern per a llavors recollides l'estiu anterior. Llavors que no van germinar després del primer hivern probablement van entrar en un estat de dormició secundària. Cultivar el sòl va estimular clarament la emergència de P. rhoeas i pot ser una tècnica apropiada a camp per a afavorir la germinació. Es va detectar una mortalitat natural de P. rhoeas a la majoria dels anys i a la majoria dels assaigs. Tot i així, densitats inicials elevades conduïen sovint a densitats finals de fins a 300 plantes m -2 al final del cicle de cultiu. La utilització de les arreus prèviament a la sembra del cultiu va ser un mètode efectiu per a col·locar les llavors de P. rhoeas en una posició no favorable per a germinar. Es va observar una reducció mitja del 40% en la emergència. Independentment de si la població de P. rhoeas va ser sensible o resistent, entre un 63 i 99% de les llavors van ser encara viables després de 31 mesos d'enterrat al sòl a 20 cm de profunditat. Per això, l'ús de les arreus hauria de ser restringit a un ús ocasional, ja que les llavors que tornen a ser col·locades en superfície poden germinar si ha passat poc temps després d' haver estat enterrades. La utilització de la grada de pues flexibles pot ser un mètode efectiu per al control de P. rhoeas resistent als herbicides, però requereix una observació detallada de la mida de la herba i del cultiu. L'efecte de la grada en pre-emergència va ser molt petit o inapreciable. En post-emergència es va observar que la grada va ser més eficaç sobre plantes petites de P. rhoeas, ja que aquesta espècie desenvolupa una arrel pivotant molt forta. En anys secs la eficàcia va ser més gran ja que les plantes danyades no van poder recuperar-se. En condicions més humides les plantes de P. rhoeas es van recuperar sovint després del tractament així que la eficàcia inicial va disminuir amb el temps. En poques ocasions la grada va estimular la germinació de noves plantes. El control de P. rhoeas va ser insuficient en alguns camps, però es va observar una disminució de la densitat a tots els casos. El control químic de P. rhoeas resistent a tribenuró-metil i a 2.4-D és possible amb herbicides pertanyent a diversos grups de la classificació proposada pel Comité d'Acció de Resistència als Herbicides (HRAC). En pre-emergència, pendimetalina, trifluralina + linuró i trifluralina + clortoluró van ser els herbicides més efectius i d'acció més regular. En post-emergència precoç es va obtenir un control menys constant, però també elevat amb MCPA + diflufenican, isoproturé + diflufenican i tribenuró-metil + metribuzina. A post-emergència tardana les barreges amb ioxinil o bromoxinil així com florasulam + 2.4-D van controlar les poblacions resistents a molts casos. Amb l'objectiu de prevenir i controlar la resistència a herbicides a P. rhoeas aquests diferents mètodes de control han de ser utilitzats conjuntament, definint una estratègia de control integrat.

En la mayoría de las 148 poblaciones de Papaver rhoeas L. analizadas, se detectó resistencia frente a los herbicidas tribenurón-metil y 2.4-D. Las poblaciones fueron recogidas en una prospección de campo semidirigida en el Nordeste de España. La situación más frecuente fue la de poblaciones ligeramente resistentes a 2.4-D y con una proporción de plantas resistentes a tribenurón-metil elevada. Se desarrolló un método rápido de detección a la resistencia para cada herbicida basado en semillas, los cuales fueron considerados válidos después de que los resultados fueron comprobados con ensayos de invernadero y de campo. Para el caso de tribenurón-metil, el test permitió cuantificar la frecuencia de plantas resistentes, mientras que para el caso del 2.4-D el grado de resistencia fue expresado con un ratio calculado a partir de la longitud del hipocótilo. La resistencia frente a tribenurón-metil parece estar causada por una mutación mientras que la resistencia frente a 2.4-D está probablemente basada en un cambio metabólico de las plantas resistentes. En la zona de estudio, P. rhoeas germinó principalmente en otoño y principios de invierno, mayoritariamente entre octubre y diciembre, aunque fue detectada desde septiembre hasta abril, dependiendo de la localidad y del año. No se encontraron diferencias en los hábitos de germinación entre poblaciones sensibles o resistentes a los herbicidas. En función de las condiciones climáticas la germinación fue de 12 hasta 70% después del primer otoño e invierno para las semillas recogidas en el verano anterior. Semillas que no germinaron tras el primer invierno probablemente entraron en un estadio de dormición secundaria. El laboreo del suelo estimuló claramente la emergencia de P. rhoeas y puede ser una técnica apropiada en campo para favorecer la germinación. Se detectó una mortalidad natural de P. rhoeas en la mayoría de los años y en la mayoría de ensayos. A pesar de ello, a menudo densidades iniciales de las poblaciones en campo alcanzaban todavía 300 plantas m -2 al final del ciclo de cultivo. El uso de un arado de vertedera previo a la siembra del cereal fue un método efectivo para colocar las semillas de P. rhoeas en una posición no favorable para a germinar. Se observó una reducción media de 40% en la emergencia. Independientemente de si la población de P. rhoeas fue sensible o resistente, entre un 63 y 99% de las semillas fueron todavía viables tras 31 meses de enterrado en el suelo en 20 cm de profundidad. Por ello, el uso del arado de vertedera se debería restringir a un uso ocasional ya que las semillas devueltas a capas superficiales del suelo estarán capacitadas para germinar si ha transcurrido poco tiempo después de su enterrado. El uso de la grada de púas flexibles puede ser un método efectivo para el control de P. rhoeas resistente a los herbicidas pero requiere una observación detallada del tamaño de la hierba y del cultivo. El efecto del uso de la grada en pre-emergencia fue muy pequeño o inapreciable. En post-emergencia la grada fue más eficaz sobre plantas pequeñas de P. rhoeas, ya que esta especie desarrolla una raíz pivotante muy fuerte. En años secos, la eficacia fue mayor, ya que las plantas dañadas no pudieron recuperarse. En condiciones de humedad más idóneas, las plantas de P. rhoeas a menudo se recuperaron después del tratamiento así que la eficacia inicial disminuyó con el tiempo. En pocas ocasiones el uso de la grada estimuló la germinación de nuevas plantas. El control de P. rhoeas fue insuficiente en algunos campos pero se observó una disminución de la densidad en todos los casos. El control químico de P. rhoeas resistente a tribenurón-metil y a 2.4-D es posible con herbicidas pertenecientes a grupos distintos de la clasificación propuesta por el Comité de Acción de Resistencia a los Herbicidas (HRAC). En pre-emergencia, pendimetalina, trifluralina + linuron y trifluralina + clortolurón fueron los herbicidas más efectivos y de acción más regular. En post-emergencia precoz se alcanzó un control menos constante pero también elevado con MCPA + diflufenicán, isoproturón + diflufenicán y tribenurón-metil + metribuzina. En post-emergencia tardía, las mezclas conteniendo ioxinil o bromoxinil así como florasulam + 2.4-D controlaron las poblaciones resistentes en muchos casos. Con el objetivo de prevenir y manejar la resistencia a herbicidas en P. rhoeas estos diferentes métodos de control deben ser usados conjuntamente, definiendo una estrategia de control integrado.

Herbicide resistance towards the herbicides tribenuron-methyl and 2.4-D was detected in most of the 148 analysed Papaver rhoeas L. populations collected in a semi-directed field survey in North-eastern Spain. The most frequent situations found were populations slightly resistant to 2.4-D and with a high frequency of resistant plants towards tribenuron-methyl. One seed-based quick-test for each herbicide on agar medium was developed and found valuable for detecting herbicide resistance after validating with greenhouse and field trials. In the case of tribenuron-methyl, the test allowed to quantify the frequency of resistant plants, while in the case of 2.4-D the resistance degree was expressed with a hipocotyl length ratio. Resistance towards tribenuron-methyl seems to be caused by a target-site mutation, while resistance towards 2.4-D is probably metabolism-based. In the study area, P. rhoeas germinated mainly in autumn and early winter, especially between October and December but was detected since September until April, depending on the locations and on the year's characteristics. No differences in germination habits were found between susceptible and resistant populations. Depending on the climatic conditions, germination was found between 12 and 70% during the first season for freshly sown seeds. Seeds, which did not germinate after the first season probably entered in a secondary dormancy stage. Cultivation clearly stimulated weed emergence and could be used in field to favour germination. A generally strong natural weed mortality was detected in most of the years and fields. In spite of this, high initial weed populations reached often still 300 plants m -2 at the end of the cropping cycle. Ploughing was found to be an effective method for placing P. rhoeas seeds in a non-favourable position for germination. An average reduction of around 40% emergence was observed. Regardless if the P. rhoeas population was susceptible or resistant, between 63 and 99% P. rhoeas seeds were still viable 31 months after burial in soil at 20 cm depth. Therefore, ploughing should be conducted occasionally only as the seeds moved upwards again were able to germinate. Harrowing can be an effective control method of herbicide resistant P. rhoeas but require an accurate observation of the weed and crop size. The effect of pre-emergence harrowing were very little or inappreciable. In post-emergence harrowing should better be conducted at early growth stages of P. rhoeas. As this species has a tap root, efficacy decreased if plants were too big. In dry years efficacy was higher as damaged plants could not recover. In better moisture conditions, P. rhoeas plants often recovered after being buried so that initial high efficacy decreased in time. In few occasions harrowing stimulated germination. Mechanical control of P. rhoeas by harrowing was insufficient in some trials but reduced weed plant number in all cases. Chemical P. rhoeas control was possible with herbicides of different classification groups defined by the Herbicide Resistance Action Commitee (HRAC). In pre-emergence, pendimethaline, trifluraline + linuron and trifluraline + chlortoluron were the most effective and most regular herbicides. In early post-emergence a less constant but quite high control efficacy was achieved with MCPA + diflufenican, isoproturon + diflufenican and tribenuron-methyl + metribuzine. In late post-emergence, mixtures containing ioxinil or bromoxinil, especially bromoxinil + MCPP, ioxinil + bromoxinil + MCPP as well as florasulam + 2.4-D often controlled the herbicide resistance populations well. In order to prevent and to manage the herbicide resistance in P. rhoeas these different control methods should be used together, defining an integrated weed control strategy.