La détoxification métabolique est un terme que vous avez peut-être laissé derrière vous dans un cours de chimie universitaire. C'est la raison, bien que, pourquoi les herbicides sélectifs épargnent les cultures tout en tuant les mauvaises herbes.
« La raison pour laquelle nous pouvons utiliser l'atrazine dans le maïs est que le maïs est capable de métaboliser - ou de décomposer rapidement - l'atrazine avant qu'elle ne cause des dommages au maïs, " dit Aaron Hager, University of Illinois (U of I) Spécialiste des mauvaises herbes en extension.
Malheureusement, les mauvaises herbes commencent à imiter cela.
La plupart des mauvaises herbes résistent aux herbicides en raison des altérations de leur site cible génétique. Quelques-uns résistent désormais également aux herbicides par le biais de mécanismes de sites non ciblés, y compris le métabolisme.
« La résistance métabolique est la capacité d'une plante adventice à décomposer ou à métaboliser un herbicide qui endommage la mauvaise herbe, ", dit Hager. « Ils imitent maintenant le métabolisme de sélectivité qui se produit dans les cultures. C'est la résistance. Théoriquement, une espèce de mauvaise herbe pourrait résister à un herbicide auquel elle n'a jamais été exposée auparavant.
Il ajoute que cela pourrait neutraliser un nouveau site d'action d'herbicide avant même qu'il ne soit appliqué à une population de mauvaises herbes.
Le chanvre à l'épreuve des balles
De retour en 2009, Des scientifiques de l'Université d'État de Ier ont analysé une population de chanvre d'eau qui infestait un champ de maïs à graines continues du centre de l'Illinois. Il a prospéré même après des applications d'herbicides inhibiteurs de HPPD comme Callisto.
Initialement, les chercheurs soupçonnaient que la résistance était due à une mutation du site cible. Au lieu, ils ont découvert que certaines enzymes des gènes du chanvre d'eau déclenchaient un métabolisme accru en mésotrione (l'ingrédient actif de Callisto) et également en atrazine. Depuis, plusieurs autres localités du Midwest ont signalé des occurrences similaires. Des chercheurs de l'Université d'État ont confirmé la résistance métabolique d'un seul gène à l'atrazine. De multiples gènes sont probablement à l'origine des populations métaboliques résistantes à l'HPPD, bien que. Cependant, les chercheurs n'ont pas encore trouvé ces gènes.
Le fait que plusieurs gènes soient impliqués dans de tels cas de résistance métabolique le rend plus difficile à combattre, dit Gordon Vail, Chef de produit technique Syngenta. "La résistance que nous trouvons dans l'amarante et le chanvre de Palmer dégrade la chimie avec trois, quatre, ou cinq autres gènes."
Cela diffère de la mutation du site cible qui s'est produite avec les herbicides du site d'action de la SLA (Pursuit, Sceptre). « Avec les herbicides ALS, nous avons affaire à un seul gène, », dit Vail.
Les gènes impliqués dans la résistance stimulée par le métabolisme peuvent se compter par centaines, dit le doyen Riechers, un physiologiste des herbicides de l'U de I. Les chercheurs de l'U of I cherchent maintenant de nouvelles façons de surmonter le mécanisme de résistance aux inhibiteurs de l'HPPD en bloquant les enzymes des mauvaises herbes à l'aide d'un inhibiteur chimique différent. Si les scientifiques peuvent trouver des inhibiteurs des voies métaboliques des herbicides du chanvre d'eau, il peut être possible de contourner la résistance sans blesser la culture, il dit.
La résistance aux mutations du site cible est plus facile à prédire, car elle est souvent provoquée par des applications répétées du même site d'action d'herbicide. Ce n'est pas le cas avec la résistance métabolique.
"Il deviendra moins probable de prédire avec précision que cela se produira avec un herbicide ou un groupe d'herbicides spécifique, ", dit Hager.
Il y a de bonnes nouvelles dans le fait que les voies qui mènent à la résistance métabolique sont compliquées. « Il faut beaucoup plus de temps pour que la résistance métabolique se développe et se propage par rapport à la résistance du site cible, " dit Vail.
Que faire
En attendant, l'application d'un mélange en réservoir d'herbicides avec de multiples sites d'action efficaces à chaque fois qu'une application est faite peut prévenir la résistance, dit Hager.
Le travail du sol aussi. C'est un anathème du point de vue de l'érosion, car le travail du sol réduit et le non-labour sont la beauté du bal de la conservation de la santé des sols de nos jours. Malheureusement, il y a beaucoup de crashers indésirables. « L'amarante Palmer est bien adaptée au travail réduit du sol, " dit Mike Weber, Représentant technique principal de Bayer Crop Science.
Jayme Dick-Burkey, qui cultive avec la famille de sa femme près de Dorchester, Nebraska, note qu'ils prévoyaient de poursuivre le semis direct sur l'ensemble de leur exploitation. Cependant, un examen des mauvaises herbes résistantes aux herbicides les a incités à compléter les herbicides en plantant des cultures de couverture suivies d'un travail du sol sur certains champs.
« Nous avons vu que ces champs avaient un avantage sur les champs avec une seule application d'herbicide, », dit Dick-Burkey.
L'érosion est une préoccupation. Toujours, il dit, certains champs sans labour avec des cultures de couverture tuées avant la plantation de la culture de 2016 présentaient une érosion plus grave que ceux où des cultures de couverture avaient été incorporées dans le sol.
« Les cultures de couverture incorporées au sol semblent freiner la pression des mauvaises herbes, " il dit. « La réincorporation dans le sol semblait donner au sol une structure plus uniforme et plus solide. »
Cette découverte et les recherches ultérieures ont incité Dick-Burkey et sa famille à investir dans des outils de travail du sol appropriés pour ces champs. La gestion des banques de semences est un autre outil de gestion des mauvaises herbes résistantes aux herbicides.
"L'année dernière n'a pas été la meilleure année pour le contrôle du chanvre d'eau (en Iowa), " dit Mike Owen, un spécialiste des mauvaises herbes de l'Iowa State University Extension. « Il y avait beaucoup de plantes au milieu des champs avant la récolte. Si nous ne prenons pas soin de ces plantes dispersées via le rouging à la main, nous aurons de vrais ennuis. La combinaison de ces parcelles à la récolte est un moyen incroyablement efficace de répandre des graines de chanvre d'eau à travers le champ.
En attendant, gardez à l'esprit la résistance métabolique la prochaine fois que vous verrez des mauvaises herbes qui ne mourront tout simplement pas. "Ça ne respecte pas les règles, ", dit Hager.
Qu'est-ce qui s'en vient
Des années 50 au milieu des années 80, les entreprises chimiques agricoles ont régulièrement découvert de nouveaux herbicides pour le maïs et le soja avec de nouveaux sites d'action (SOA). Puis les découvertes se sont arrêtées.
Inhibiteurs de l'HPPD (Callisto, Impacter, et Laudis) ont été les derniers nouveaux herbicides SOA à être commercialisés.
Alors, un nouvel herbicide SOA arrive-t-il? Probablement pas avant longtemps, dit Gordon Vail, Chef de produit technique Syngenta.
« C'est vraiment difficile à faire, " il dit " Nous avons découvert tous les plus faciles. " Il ajoute que certains composés de recherche qui ont un excellent contrôle des mauvaises herbes pourraient endommager la culture. Pendant ce temps, un herbicide avec un nouveau SOA qui est doux pour la culture ne pourrait entraîner que 40 à 50 % de contrôle des mauvaises herbes.
« Tout le monde pense que nous avons besoin d'un nouveau site d'action, " dit Vail. « Nous n'en trouverons pas aujourd'hui. Peut-être en trouverons-nous un à l'avenir. Mais développer un nouveau site d'action pour une mauvaise herbe qui peut facilement métaboliser tout ce que vous pulvérisez n'est peut-être pas une bonne stratégie."
"Une meilleure alternative peut être de rechercher de nouvelles molécules d'ingrédients actifs dans des sites d'action existants, " il dit.
Des facteurs de différenciation comme le pH et l'acidité des molécules d'ingrédients actifs existants peuvent empêcher les mauvaises herbes comme le chanvre d'eau de le dégrader, Vail ajoute.
Syngenta a un de ces composés qui pourrait faire ses débuts dans la prochaine décennie, il dit. Bien qu'il s'agisse d'un inhibiteur de l'HPPD comme Callisto, il a une affinité de liaison différente pour les sites cibles des mauvaises herbes.
