我们都听说过对多种抗生素产生抗药性的细菌。这些所谓的超级细菌令人困惑和惊慌失措的医学科学。植物类似物可能只是水，这是中西部玉米和大豆田间常见的阔叶杂草。由于对多种常见除草剂的抵抗力，水井变得越来越难以杀死。
在伊利诺伊大学的一项新研究中，科学家们记录了waterhemp对另一类除草剂的抗性，称为15组。该研究提供了对第15组除草剂具有抗性的非草植物的第一份文件。
市场上有许多除草剂，但它们都属于16类中的一种，描述了它们的作用方式(MOA)，或化学物质攻击的植物中的特定目标。由于各种法规和生物学现实，可以在任何给定的作物和随之而来的杂草上使用较少数量的除草剂MOA。从历史上看，大约有9个对水井有用 - 现在杂草似乎对至少7个有抵抗力。
“在某些地区，我们只有一两个MOA远离完全失去对水井和其他多种除草剂抗性杂草的化学控制，”伊利诺斯州作物科学系主任，该研究的共同作者Adam Davis说。 。“并没有新的除草剂MOA出现。已经有30年了。”
伊利诺伊州杂草科学家兼合着者亚伦·哈格补充说：“我们不想让人们感到恐慌，但农民需要意识到这是真实的。它继续面对我们多年来一直警告人们的挑战。”
该研究小组测试了土壤施用的第15组除草剂在已经对5种MOA具有抗性的Champaign县种群中的有效性。他们以标签率在田间施用了8种第15组配方，并选择了三种 - 非包封的乙草胺(Harness)，S-metolachlor(Dual Magnum)和pyroxasulfone(Zidua) - 用于速率滴定实验，其中除草剂的施用量为标签率的一半，一倍，两倍和四倍。
八组15产品的有效性各不相同，包封的乙草胺(Warrant)，S-metolachlor，metolachlor(Stalwart)和dimethenamid-P(Outlook)表现最差。这些产品在施用后28天提供少于25%的对照，14天后提供少于6%的对照。
在速率滴定实验中，Hager说，“我们发现我们可以使用明显高于标记剂量但仍然看到阻力。”例如，S-异丙甲草胺在标准标签率下仅提供10%对照，在标签率为2倍时提供20%，在标签率为4倍时提供45%对照。
海格说，农民可能不会注意到这些土壤施用的出苗前除草剂的表现不佳，因为水在整个季节都会持续发芽。当一种杂草在季节中期出现时，很难准确地说出它何时出现以及是否暴露于残留的土壤施用除草剂。
“如果你考虑如何使用这些产品，它们很少会持续一整年。它们非常依赖环境条件才能有效地工作。它可能太湿或太干。一般来说，你有一些杂草逃逸。但是许多农民会把它归结为这些天气问题。如果你不考虑它，你很容易忽视阻力，“海格说。
为了确认该领域的结果，该团队在温室中进行了剂量反应测试。在该测试中，四个waterhemp种群 - 三个对多种除草剂具有抗性而一个对所有除草剂敏感 - 被给予增加量的S-异丙甲草胺，乙草胺，噻吩草胺-P和pyroxasulfone。来自香槟县和麦克莱恩县的人群在第15组除草剂中的存活率高于其他人群。
海格怀疑这些植物在造成损害之前就会破坏这些化学物质，这种技巧被称为代谢抗性。所有生物体都可以开启细胞防御毒素，但当杂草和其他不良害虫利用其生物学对抗人类干预时，这是相当令人担忧的。
“当我们进入代谢抗性时代时，我们的可预测性几乎为零。我们不知道这些人群在受控条件下能够抵抗这些人群的能力，”哈格说。“这只是我们需要一个更加集成的系统的另一个例子，而不仅仅依靠化学。我们仍然可以使用化学，但还需要做一些事情。
“我们希望农民了解我们必须重新思考如何长期管理水井。”