Impact of imazamox containing herbicides on the development of resistance in black-grass (<em<Alopecurus myosuroides</em> Huds.)

Abstract

Winter oilseed-rape was the most common crop in Western Europe where no ALS-inhibitor was used. Due to the introduction of Clearfield winter oilseed-rape varieties the use of ALS-inhibitors also in oilseed-rape is possible. If the broader use of ALS-inhibitors increases the selection pressure on herbicide resistant weeds and increases their occurrence in the crop rotation is the question of this investigation. Therefore, an outdoor container trial (á 350 l, 0.7 m²) was performed starting in autumn 2011. A typical crop rotation of winter wheat/oilseed-rape/winter wheat was simulated in the following three years. Three different black-grass biotypes with characterised resistance pattern and 5 different herbicide programs were analysed. The blackgrass biotypes showed different target-site resistance against ACCase- and/or ALS-inhibitor, as well as metabolic resistance. Before and after each treatment the numbers of black-grass plants per container were counted. Also the numbers of heads were counted before harvest. Additionally genetic analysis due to PCRs and pyrosequencing of ten survivors per container and year were performed.

Till now results of the winter wheat and oilseed-rape cultivation were obtained. Herbicide efficacy was between 77 and 98% for the treatments during the winter wheat cultivation. The genetic analysis showed nearly similar portion of TSR in the black-grass populations when compared with the initial frequencies. Only one container showed no TSR.

The comparison of the herbicide programs sprayed during the oilseed-rape cultivation showed the best results for all black-grass biotypes for the application of: Metazachlor + dimethenamid (BBCH 09/10), imazamox + quinmerac + Dash (BBCH 14) and propyzamide (BBCH 21/22).

Keywords: ACCase-inhibitor, ALS-inhibitor, Clearfield oilseed-rape, target-site resistance (TSR), herbicide rotation

Einfluss von Imazamox-haltigen-Herbiziden auf die Resistenzentwicklung bei Acker-Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides Huds.) in einer Raps-Getreidefruchtfolge

Zusammenfassung

Winterraps war bislang die bedeutendste Ackerbaukultur in Westeuropa in der kein ALS-Inhibitor eingesetzt werden konnte. Mit der Einführung von Clearfield Winterrapssorten ändert sich dies mit der Verwendungsmöglichkeit von Imazamox-haltigen Herbiziden. Eine wichtige Frage in diesem Zusammenhang ist, ob durch den erweiterten ALS-Herbizideinsatz in einer Fruchtfolge der Selektionsdruck steigt und in der Folge mit vermehrtem Auftreten herbizidresistenter Unkräuter zu rechnen ist. Um dieser Frage nachzugehen, wurde im Herbst 2011 ein Gefäßversuch (a 350 l, 0,7 m²) unter Freilandbedingungen angelegt. Simuliert wurde eine typische dreigliedrige Fruchtfolge (Winterweizen/Raps/Winterweizen). Es wurden drei verschiedene Ackerfuchsschwanz-Biotypen mit charakterisierten Resistenzen und 5 verschiedene Herbizidvarianten in den einzelnen Kulturen über die Fruchtfolge untersucht. Die Biotypen unterschieden sich bezüglich ihrer Zielortresistenz gegenüber ACCase und/oder ALS Inhibitoren und zusätzlicher metabolischer Aktivität. Vor und nach jeder Applikation wurde die Anzahl lebender Ackerfuchsschwanzpflanzen in den Gefäßen bestimmt. Blattproben von zehn überlebenden Pflanzen je Kübel dienten der genetischen Analyse der Zielortresistenz. Die Analyse von einzelnen Pflanzen ermöglicht Aussagen über die Frequenz und den Heterozygotiegrad der Zielortresistenz. Der Abgleich von Ausgangsfrequenz mit den TSR-Funden nach jeder Kultur ermöglicht die Entwicklung des TSR-Anteils in den Populationen abhängig von den Herbizidvarianten darzustellen und lässt somit Rückschlüsse auf eine mögliche Selektion resistenter Biotypen zu. Neben den überlebenden Pflanzen wurde auch die Anzahl der Ackerfuchsschwanzähren kurz vor der Ernte bestimmt. Es liegen Daten der Winterweizen- und der Winterrapskultur vor. Diese zeigen für den Herbizideinsatz im Winterweizen Wirkungsgrade von 77 bis 98 %. Die Blattproben ergaben vergleichbare Anteile TSR in den Populationen mit den Ausgangswerten. Jedoch fanden sich auch bei ursprünglich nicht ALS-TSR Populationen bis zu 8 % Zielortresistenzen an der Mutationsstelle 197. Nur in einem Gefäß wurde keine TSR festgestellt. Die Erntemengen variierten zwischen den Biotypen und lagen zwischen durchschnittlich 7,3 und 9,3 t/ha, wobei eine starke Korrelation zwischen Erntemenge und Wirkungsgrad (r=0,7372) feststellbar war. Ein Vergleich der Herbizidvarianten im Winterraps zeigt die höchste Wirksamkeit bei allen ALOMY Biotypen für die Variante bei der die Wirkstoffe Metazachlor + Dimethenamid (BBCH 09/10), Imazamox + Quinmerac + Dash (BBCH 14) und Propyzamid (BBCH 21/22) in den jeweiligen ALOMY Stadien appliziert wurden.

Stichwörter: ACCase Hemmer, ALS Hemmer, Clearfield Raps, Zielortresistenz (TSR), Herbizidwechsel