Efficacy study and resistance detection for pre-emergence herbicides under greenhouse conditions; a method comparison for pendimethalin

Abstract

Aim of the presented study is to demonstrate the impact of two different irrigation methods, from below and from above, and two different pendimethalin formulations, capsule suspension (CS) and suspension concentrate (SC) on the control efficacy of pendimethalin against Silky bent-grass (Apera spica-venti) under greenhouse conditions. We assume that changes regarding the efficacy level of pendimethalin due to methodological factors will affect the reliability of resistance detection.

Five populations of Silky bent-grass were selected according to their various multi-resistance patterns. One population was a standard sensitive reference population while the remaining four populations are characterized by different resistance patterns against herbicides of the HRAC groups A, B, C2, K1 and N. Pendimethalin dose response studies were performed by taking into account the experimental factors (1) irrigation system and (2) pendimethalin formulation.

The results show that a combination of CS-formulation and irrigation from above resulted in a significantly reduced efficacy of pendimethalin independent of the resistance profile of the tested populations. Therefore no differentiation between susceptible and tolerant populations was possible. In contrary the SC-formulation resulted in an overkill situation under irrigation from below even at dosages lower than 20% of the recommended field rate. Thus the differentiation between the resistant and susceptible biotype was impossible as well. For the detection of reduced tolerance against pendimethalin a combination of SC­formulation and irrigation from above was found to be favourable and thus this should become the standard procedure for pendimethalin resistance testing.

Keywords: Apera spica-venti capsule suspension, non-target-site resistance, pendimethalin, resistance detection, suspension concentrate

Wirksamkeitsprüfung und Resistenzdetektion für bodenaktive Herbizide; Ein Methodenvergleich am Beispiel Pendimethalin

Zusammenfassung

Ziel der vorgestellten Versuche ist es, die Auswirkungen unterschiedlicher Methoden der Bewässerung (Beregnung vs. Anstaubewässerung) und unterschiedlicher Formulierungen von Pendimethalin (Kapselsuspension, CS vs. Suspensionskonzentrat, SC) auf die Wirksamkeit von Pendimethalin unter Gewächshausbedingungen zu untersuchen. Es ist anzunehmen, dass Veränderungen der Wirkung auf Grund von methodischen Faktoren sich auf die Verlässlichkeit der Resistenzdetektion auswirken. Fünf Windhalm Populationen (Apera spica-venti) wurden auf Grund ihrer unterschiedlichen Resistenzprofile für die Versuche ausgewählt. Eine der Populationen war eine sensitive Standard-Population. Vier weitere Populationen zeigten Resistenzen gegenüber Wirkstoffen aus den HRAC Gruppen A, B, C2, K1 und N. Für den Wirkstoff Pendimethalin wurden Dosis-Wirkungs-Versuche durchgeführt unter Einbezug der genannten Versuchsparameter (1) Bewässerungsstrategie und (2) Pendimethalin Formulierung.

Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass eine Kombination aus CS-Formulierung und Beregnung, unabhängig vom Resistenzprofil der getesteten Population, zu einer eingeschränkten Wirksamkeit von Pendimethalin unter Gewächshausbedingungen führt. Demzufolge war keine Unterscheidung zwischen der sensitiven und der resistenten Population möglich. Im Gegensatz dazu führte die Kombination aus SC-Formulierung und Anstaubewässerung bereits bei Dosierungen von weniger als 20% der empfohlenen Feldaufwandmenge zu 100 % Bekämpfungserfolg. Demzufolge war auch hier keine Unterscheidung zwischen der sensitiven und der resistenten Population möglich. Für die Detektion erhöhter Toleranzen gegenüber Pendimethalin hat sich eine Kombination aus SC-Formulierung und Beregnung als vorteilhaft erwiesen. Diese Erkenntnisse sollten bei der Entwicklung eines standardisierten Testverfahrens berücksichtigt werden.

Stichwörter: Apera spica venti, Kapselsuspension, metabolische Resistenz, Pendimathalin, Resistenzdetektion, Suspensionskonzentrat