Impact of the safener Mefenpyr-diethyl on herbicide resistance evolution in <i>Alopecurus myosuroides</i> (Huds.) biotypes

Abstract

The evolution of herbicide resistance is an important topic in plant protection and agricultural practice. Safeners are commonly used in herbicides to protect crops against herbicidal damage. Although no effect on the weed control is expected, it has been theorized that the rate of evolution of non-target site resistance (NTSR) in weeds in cereals may be enhanced by use of herbicide products containing safeners. One of the most important safeners in cereals is mefenpyr-diethyl. Therefore, the possible influence of mefenpyr on herbicide resistance was studied in cooperative trials between Bayer CropScience (BCS, F-Hiichst) and FH Bingen. The trials tested in parallel different herbicide resistant black-grass (Alopecurus myosuroides (Huds.)) biotypes under greenhouse conditions. The biotypes where chosen due to known NTSR against Atlantis WG" (4 highly resistant and 5 moderately resistant) as well as two susceptible biotypes. The populations were treated with the following three herbicide/safener regimes in six concentrations adjusted according to the anticipated biotype resistance levels. (1) mesosulfuron + iodosulfuron + without safener formulation, (2) mesosulfuron + iodosulfuron + constant mefenpyr concentration {45g/ha), (3) mesosulfuron + iodosulfuron + varying mefenpyr concentrations (ratio 5: 1: 15). The treatments were applied in post-emergence based on mesosulfuron to iodosulfuron ratios in Atlantis WG" (5:1 ). The trials were assessed visually (% effect) and by fresh weight. Dose-response curves were performed and EDso values for each treatment and biotype were calculated. Results showed a varying effect of safeners which was in the most cases negligible. Depending on the biotypes mostly no impact on the safener was found for herbicide resistance. In conclusion, the trials from Bingen and F-Hiichst gave evidence, that there is no significant and consistent influence of the safener mefenpyr on evolution of NTSR black-grass. 

Einfluss des Safeners Mefenpyr-diethyl auf die Entwicklung von Herbizidresistenz bei Alopecurus myosuroides (Huds.)-Biotypen

Eines der wichtigsten Themen im Bereich Pflanzenschutz im Ackerbau ist die Entwicklung von Herbizidresistenzen in Unkräutern. Safener werden gewöhnlich in Herbiziden verwendet, um die Kulturpflanze vor möglichen Schäden zu schützen, ohne die Wirksamkeit gegenüber den Unkräutern zu verringern. Allerdings besteht die Überlegung, dass die Verwendung von Herbiziden mit Safenern auch bei Ungräsern zu einer Veränderung des Herbizidabbaus führt und die Entwicklung von nicht-Zielartresistenzen (NTSR) begünstigen könnten. Da einer der wichtigsten Safener in Getreideherbiziden Mefenpyr-diethyl ist, wurde in der vorliegenden Studie der mögliche Einfluss von Mefenpyr auf die Herbizidresistenz bei Acker-Fuchsschwanz in einem Kooperationsversuch zwischen Bayer CropScience (BCS, F-Höchst) und der FH Bingen untersucht. Es wurden parallel an beiden Standorten Acker-Fuchsschwanzherkünfte (Alopecurus myosuroides (Huds.)) mit unterschiedlichen Herbizidresistenzen im Gewächshaus getestet. Die Auswahl der Herkünfte erfolgte anhand bekannter Resistenzen (NTSR) gegen Atlantis WG~ (4 stark resistente und 5 mittel resistente, sowie zwei sensitive Herkünfte). Es wurden drei verschiedene Herbizid-Safener Varianten in jeweils 6 Dosierungen, die an das Resistenzlevel der Herkünfte angepasst waren, getestet: (1) Mesosulfuron + lodosulfuron +ohne Safener Formulierung, (2) Mesosulfuron + lodosulfuron +konstant 45 g/ha Mefenpyr, (3) Mesosulfuron + Iodosulfuron + abgestufte Mefenpyr Konzentration im Verhältnis 5:1:15. Die Behandlungen wurden im Nachauflauf appliziert und basierten auf einem Mesosulfuron + Iodosulfuron Verhältnis von 5:1 (Atlantis WG* ). Die Versuche wurden visuell (% Wirkung) und anhand des Frischgewichts bonitiert. Dosis-Wirkungskurven und ED;o·Werte wurden für jede Behandlung und jede Herkunft berechnet. Die Ergebnisse zeigten einen variierenden Einfluss des Safeners auf die Herbizidresistenz der von der Acker-Fuchsschwanzherkunft abhing. In den meisten Fällen erwies sich der Safener Einfluss als nicht groß. Somit konnten die Versuche in F-Höchst und Bingen zeigen, dass kein signifikanter und übergreifender Einfluss des Safeners Mefenpyr auf die NichtZielortresistenz bei Acker-Fuchsschwanz besteht.