Появление биотипов сорняков устойчивых к пестицидам — одна из актуальнейших проблем современного сельского хозяйства. Первые сообщения о развитии устойчивости сорных растений к гербицидам триазинам появились еще в 1968 г. К началу 1990-х гг. было известно уже 120 биотипов сорных растений, устойчивых к этой группе гербицидов, а также к 15 другим.
Ужесточение требований к регистрируемым препаратам и сокращение финансирования разработок новых гербицидов на фоне прогрессирующего повышения устойчивости к ним сорняков серьезно беспокоит производителей сельскохозяйственной продукции. Потеря эффекта от применения гербицидов приводит к развитию серьезных последствий, как с точки зрения экономики сельскохозяйственного производства, так и с точки зрения состояния окружающей среды. Особенно сложно обстоят дела, если появляются биотипы растений, имеющие механизм повышения устойчивости сразу к нескольким классам гербицидов (кросс-устойчивость), или последовательно развивающие устойчивость к разным гербицидам (множественная устойчивость). Поиск эффективных гербицидов в данном случае требует особенно серьезного научного подхода и тщательных испытаний. Борьба с такими биотипами сорняков редко обходится без ошибок, которые дорого обходятся сельскому хозяйству.
Устойчивость растений к гербицидам развивается в несколько этапов. Вначале появляется растение или несколько растений, случайные генетические изменения которых позволяют им выжить, несмотря на применение гербицидов. Появление новых мутаций – это естественный процесс, который постоянно происходит в природе. Благодаря генетическим изменениям популяции организмов лучше приспосабливаются к условиям окружающей среды, в том числе и к неблагоприятным. А пестициды являются одним из новых антропогенных факторов, оказывающих влияние на популяции растений. Так что появление устойчивых к гербицидам биотипов растений — это одна из сторон эволюции жизни на Земле.
Пока не будет применен определенный гербицид, растения с мутацией, обеспечивающей устойчивость к нему, находятся в популяции в исключительно малом количестве. После проведения обработки большинство растений этого вида гибнет, остаются лишь особи, которые приобрели устойчивость к гербициду. Семена теперь дают только те растения, которые выжили благодаря мутации. Так как мутация передается по наследству, то растения, выросшие из этих семян, будут обладать устойчивостью к данному гербициду. После многократного применения гербицида мутантные растения вытесняют нормальные и быстро распространяются на сельскохозяйственных угодьях.
Интенсивность отбора в популяциях сорняков — ключевой фактор, который следует учитывать при рассмотрении вопроса развития устойчивости к гербицидам. Интенсивность отбора тем сильнее, чем более мощное воздействие оказывает гербицид на данный вид растений. С увеличением эффективности гербицида возрастает интенсивность отбора устойчивых растений в популяции сорняков. Многократно увеличивается интенсивность отбора и при постоянном применении одного и того же гербицида.
Как показывают наблюдения, устойчивость к гербицидам группы сульфонилмочевины, при их непрерывном использовании, развивается за 3–5 вегетационных сезонов. При использовании гербицидов триазиновой группы устойчивость к ним начинает проявляться через семь и более лет.
Устойчивость к гербициду может появляться не только за счет мутаций, но и за счет изменений метаболизма, которые приводят к ускорению деградации действующего вещества в тканях растений или выведению из них. Метаболизм гербицидов – это их биохимические превращения в тканях растений, которые снижают эффект их воздействия еще до попадания на мишень. Большинство метаболических процессов контролируются довольно большой группой генов, поэтому развитие устойчивости по данному пути требует много времени. Но если устойчивость развивается по этому механизму, то она действует сразу на целую группу гербицидов сходной химической природы.
Елена Жанабекова
