Mapping the distribution of winter wild oat (Avena ludoviciana Durieu.) biotype resistant to clodinafop-propargyl, diclofop-methyl and fenoxaprop-P ethyl herbicides in wheat fields of Kalaleh

مقدمه

بیش از 70 درصد زمین‌های زراعی ایران به کشت گندم، جو و برنج که از محصولات اصلی کشور هستند، اختصاص دارد (Gherekhloo et al., 2016). باتوجه به اهمیت راهبردی گندم و خسارت 23 تا 30 درصدی علف­های هرز، طی چهار دهه‌ی گذشته، 98 علف‌کش از خانواده‌های مختلف در کشور به ثبت رسیده که در این بین، 25 علف‌کش برای کنترل انتخابی علف‌های هرز مزارع گندم و جو هستند(Zand et al., 2017). هرچند که علف­کش­ها ابزار بسیار موثری در مدیریت علف­های هرز هستند، اما مقاومت به علف‌کش‌ها سریع‌ترین و مشهودترین پاسخ علف‌های‌ هرز به قاطع‌ترین روش مبارزه و شدیدترین فشار انتخاب به کار گرفته شده علیه آن‌ها است. البته پاسخ علف‌های‌هرز به عملیات کنترلی، منحصر به علف‌کش‌ها نیست و به انواع روش‌های کنترلی، پاسخ می‌دهند.

مقاومت به علف‌کش‌ها پدیده‌ای تکاملی است که در اثر فشار انتخابی ناشی از کاربرد پیاپی علف‌کش‌هایی با نحوه عمل یکسان و به‌دلیل وجود تنوع ژنتیکی در جمعیت علف‌های هرز به‌وجود می‌آید. این پدیده در علف‌های‌هرز قابل توارث بوده و از نسلی به نسل بعد منتقل می‌شود. بیوتیپ‌های مقاوم مشکلی بسیار جدی برای کشاورزی محسوب می‌شوند، زیرا سرعت گسترش بیوتیپ‌های مقاوم بسیار سریع‌تر از زمان و تامین هزینه لازم برای انجام تحقیقات، آزمایش و ثبت علف‌کش جدیدی است که مطابق استانداردهای جدید بهداشت و محیط ‌زیست نیز باشد (Chaudhry, 2008). بروز پدیده مقاومت به علف­کش­­ها در سال­های اخیر به‌دلیل مصرف زیاد آن­ها سبب ناتوانی در کنترل مناسب علف­های ­هرز در بسیاری از نقاط دنیا شده است. در حال حاضر 514 بیوتیپ متعلق به 262 گونه مختلف (152 پهن­برگ و 110 باریک­برگ) از علف­های­ هرز در مقابل علف­کش­ها در جهان مقاوم شده­اند (Heap, 2020). تاکنون مقاومت بیوتیپ­های زیادی از علف­های هرز شامل یولاف وحشی زمستانه (Avena ludoviciana Durieu.) (Rastgoo, 2007; Sasanfar et al., 2009; Hassanpour Bourkheili et al. 2018)،
 علف خونی (Phalaris minor Retz. ) (Gherekhloo et al., 2011)، علف خونی سنبله کوتاه (P. brachystachys Link.) (Golmohammadzadeh et al. 2019)، چچم (Lolium rigidum Gaud.) (Esmaeilzdeh et al., 2012)، خردل وحشی (Sinapis arvensis L.) (Gherekhloo et al., 2018; Afshari et al., 2017) و شلمی (Rapistrum rugosum L.) (Hatami et al., 2016) به علف­کش­های رایج در مزارع گندم ایران گزارش شده است.

یولاف­وحشی زمستانه با نام علمی A. ludoviciana Durieu. گیاهی یک­ساله و زمستانه از خانواده گندمیان به ارتفاع 30 تا 120 سانتی­متر است که توسط بذر تکثیر می­شود. یولاف­وحشی زمستانه از مهم­ترین علف­هرز خانواده گندمیان و بی­تردید مهم­ترین علف­هرز باریک­برگ مزارع گندم و جو در سرتاسر دنیاست
(Dezfoli, 1997). یولاف­وحشی هر ساله سبب تحمیل هزینه‌های زیاد و بروز خسارات بالا در بین محصولات زراعی به‌خصوص در مزارع گندم در سطح جهان می‌شود. شدت تداخل یولاف وحشی در غلات دانه‌ریز بسته به موقعیت جغرافیایی و محل متفاوت است (Bular, 1988). رایج­ترین شیوه کنترل این علف­هرز در مزارع گندم استفاده از سموم شیمیایی بوده و عمدتاً از گروه بازدارنده­های آنزیم استیل­کو­آنزیم­آ­کربوکسیلاز (ACCase) در این راستا استفاده می­شود. به ­دلیل استفاده مداوم از این گروه سموم طی چندین سال متوالی و عدم رعایت تناوب علفکش­های با نحوه عمل متفاوت سبب بروز مقاومت در برابر این سموم شده است (Najjari Kalantari et al., 2013 ; Tatari et al., 2018; Kalami et al., 2014).

کشورهای مختلف به منظور آگاهی از وضعیت مقاومت علف­های هرز، مزارع خود را مورد پایش قرار می­دهند (Beckie, 2007; Moss et al., 2007). نحوه پراکنش لکه­های علف­های هرز، وابسته به عملیات مدیریتی انجام شده در سال­های قبل، و ویژگی­های علف­های هرز است (Safari et al., 2012). با استفاده از تجزیه و تحلیل نقشه­های علف­های هرز که در سال­های مختلف تهیه شده است می­توان به تغییرات مکانی علف­های هرز در فصول زراعی مختلف پی­برد و با یافتن دلایل این تغییرات روش­های مدیریتی اعمال شده برای کنترل علف­های هرز را ارزیابی نمود. تهیه نقشه پراکنش مزارع آلوده به علف­های هرز مقاوم با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) می­تواند به کاربرد بهینه علف­کش­ها، استفاده از سموم با جایگاه عمل متفاوت و کارایی مناسب کمک کرده و میزان هزینه و خسارت وارده را کاهش دهد.

در این راستا هدف از انجام این آزمایش، بررسی مقاومت یولاف­وحشی زمستانه به سه علف­کش رایج کلودینافوپ­پروپارژیل، دایکلوفوپ­متیل و فنوکساپروپ­پی­اتیل و تهیه نقشه پراکنش آنها در مزراع گندم شهرستان کلاله استان گلستان بود.

مواد و روش­ها

پس از گرید بندی نقشه شهرستان کلاله، 150 مزرعه بر روی نقشه برای پایش و ارزیابی انتخاب شد. در 105 مزرعه بیوتیپ­های یولاف وحشی زمستانه مشکوک به مقاومت مشاهده و بذور آنها در خرداد ماه سال1393 جمع آوری و مختصات نقاط مورد نمونه برداری با دستگاه GPS ثبت شد(شکل 1-الف). هم‌چنین یک توده به­عنوان توده حساس از مزارعی که هیچ­گونه سابقه سمپاشی نداشتند، جمع­آوری شد. پس از نمونه­برداری، بذور جمع­آوری شده در داخل پاکت­های کاغذی قرار داده شده و تا زمان شروع آزمایش (پاییز 1393) در دمای اتاق نگهداری شدند.

در این پژوهش از سه علف­کش بازدارنده استیل­کوآنزیم­آکربوکسیلاز (ACCase) شامل کلودینافوپ­پروپارژیل، دایکلوفوپ­متیل و فنوکساپروپ­پی­اتیل، برای بررسی بروز مقاومت در توده یولاف­وحشی زمستانه استفاده شد. برخی مشخصات سموم علف­کش مورد آزمایش در مطالعه در جدول 1 خلاصه شده است.

جدول1- مشخصات علف­کش­های مورد آزمایش

Table 1- Characteristics of the studied herbicides

زیست‌سنجی بذر در پتری‌دیش

ابتدا کمون بذور با روش ارایه شده توسط کلامی (Kalami, 2014) رفع شده و سپس در زیست­سنجی­ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. زیست سنجی بذر در پتری­دیش شامل دو مرحله اعمال غلظت تفکیک­کننده و غربال توده­های مشکوک به مقاومت توسط غلظت تفکیک­کننده و سپس آزمایش غلظت- پاسخ بر روی بیوتیپ­های مقاوم بود.

الف: غربال توده­های مشکوک به مقاومت با استفاده از غلظت تفکیک­کننده

 غلظت تفکیک­کننده حداقل غلظتی از علف­کش است که بیش­ترین اختلاف بین منحنی­های غلظت-پاسخ توده­های حساس و مقاوم را موجب می­شود و بر مبنای 80 درصد کاهش طول گیاهچه توده حساس علف­هرز نسبت به شاهد در نظر گرفته شد. در این آزمایش از غلظت تفکیک‌کننده علف­کش­های مورد نظر روی گونه یولاف­وحشی زمستانه از آزمایش­های انجام شده توسط راستگو (Rastgoo, 2007)، نجاری­کلانتری(Najjari Kalantari, 2013) و کلامی (Kalami, 2014) استفاده شد. این غلظت­ها به ترتیب شامل 02/0، 2/4 و 2/0 میلی­گرم ماده مؤثره در لیتر از علف­کش­های کلودینافوپ­پروپارژیل، دایکلوفوپ­متیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل بود که بر روی تمامی توده­های جمع­آوری شده اعمال شد. به این ترتیب که ده بذر پیش­جوانه­دار شده از توده حساس روی کاغذ صافی در پتری‌دیش­های 9 سانتی‌متری قرار گرفته و سپس کاغذهای صافی با 5 میلی­لیتر محلول از هر غلظت علف­کش مرطوب شدند. برای هر غلظت، سه پتری­دیش به منزله سه تکرار در نظر گرفته شد. هم­چنین از آب مقطر به‌عنوان شاهد استفاده شد. پتری­­دیش­ها در انکوباتوری با دمای22 درجه سانتی­گراد قرار داده شده و بعد از گذشت 7 روز طول ساقه­چه اندازه­گیری شد. در این 7 روز به دلیل قرار داشتن پتری­دیش­ها درون پلاستیک و در نتیجه کم بودن میزان تبخیر، آبیاری مجدد صورت نگرفت. بعد از قرارگیری در معرض غلظت تفکیک­کننده، توده­هایی که اختلاف معنی­داری از نظر طول ساقه­چه با توده حساس داشتند جهت تعیین درجه مقاومت در مرحله بعدی مورد آزمایش قرار گرفتند.

ب) آزمون غلظت-پاسخ بر روی بیوتیپ­های مقاوم

پس از غربال توده­ها بر اساس غلظت تفکیک­کننده، بیوتیپ­های مقاوم در معرض چندین غلظت بالاتر و پایین­تر از غلظت تفکیک­کننده، قرار گرفته تا درجه مقاومت آن­ها بدست آید. غلظت­های اعمال شده­ی علف­کش­های مورد بررسی شامل 9 غلظت به شرح زیر بود:

-علف­کش کلودینافوپ پروپارژیل: 0، 005/0، 01/0، 02/0، 04/0، 08/0، 16/0، 32/0و 64/0 میلی­گرم ماده مؤثره در لیتر.

-علف­کش دایکلوفوپ متیل: 0، 1، 2، 4، 8، 16،24، 32 و 48 میلی­گرم ماده مؤثره در لیتر.

-علف­کش فنوکساپروپ پی‌اتیل: 0، 05/0، 1/0، 2/0، 4/0، 8/0، 6/1، 2/3 و 4/6 میلی­گرم ماده مؤثره در لیتر.

برای تجزیه آماری منحنی واکنش به غلظت علف­کش از آنالیز رگرسیون و تابع1در محیط نرم افزاریR و بسته نرم افزاریdrc استفاده شد(Ritz & Streibig, 2005).

تابع(1)

که پارامترهای این تابع عبارتند از: b،شیب منحنی در نقطهe؛d ، حد بالای منحنی پاسخ؛ و e، غلظت بیان کننده EC₅₀. در مواردی که حد پایین منحنی با صفر اختلاف معنی­داری نداشت، این پارامتر از تابع (1) حذف و در حالت جدید، تابع سه پارامتره (تابع 2) به داده‏های مربوطه برازش داده شد تا برآورد دقیق‏تری از سایر پارامترها به‏دست آید (Ritz & Streibig, 2005).

تابع (2)

درجه و یا فاکتور مقاومت (RF) یعنی نسبت EC[1]₅₀ بیوتیپ مقاوم به EC₅₀ بیوتیپ حساس شاخصی بود که برای بررسی و مقایسه میزان مقاومت بیوتیپ­ها مورد استفاده قرار گرفت (Ritz & Streibig, 2005).

تهیه نقشه پراکنش علف­های‌هرز مقاوم

در ابتدا مختصات جغرافیایی محل نمونه­برداری با استفاده از دستگاه GPS map60 ثبت گردید. داده­های ثبت شده در دستگاه GPS map60 به فرم قابل اجرا در نرم­افزار GIS توسط نرم‌افزار mapsource تبدیل شدند. جهت اطمینان از صحت مختصات محدوده نمونه‌برداری، مختصات داده‌های ثبت شده با نقشه­های Google earth تطبیق داده شد. پس از ایجاد پایگاه داده­ای در محیط ArcMap10، تهیه نقشه­ پراکنش براساس سیستم مختصات UTM انجام شد.

نتایج و بحث

غربال توده‌های مشکوک به مقاومت

نتایج آزمون غربال اولیه نشان داد که از میان 105 توده مشکوک به مقاومت برای یولاف‌وحشی زمستانه، به‌ترتیب 25، 29 و 27 توده قادر به حفظ بیش از 50 درصد از طول گیاهچه در حضور غلظت تفکیک‌کننده علف­کش­های کلودینافوپ‌پروپارژیل، دایکلوفوپ‌متیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل بودند (جدول2). بیوتیپ­های یاد شده به‌منظور تعیین درجه مقاومت وارد مرحله بعدی آزمایش شدند. غربال توده­های یولاف وحشی زمستانه توسط غلظت تفکیک‌کننده نشان داد که برخی از بیوتیپ­ها فقط به یک علف‌کش مقاوم بوده و برخی از بیوتیپ­ها به دو یا سه علف­کش مقاومت عرضی نشان دادند (جدول 2). به‌طور کلی نتایج نشان داد که از میان توده‌های مشکوک، 81/23 درصد به علف‌کش کلودینافوپ‌پروپارژیل، 62/27 درصد به دایکلوفوپ‌متیل و 71/25 درصد به فنوکساپروپ‌پی‌اتیل مقاوم می‌باشند(جدول 2). عدم کالیبره بودن سمپاش، استفاده از آب با کیفیت نامناسب (pH قلیایی، آب سخت و یا آب زهکش و ...) و غیره می­تواند از دلایل باقی ماندن بوته­های یولاف­وحشی در مزارع مورد نمونه­برداری باشد. استفاده از غلظت تفکیک­کننده راهکار مناسبی برای غربال توده­های علف­های هرز مشکوک به مقاومت و حذف توده­های غیر مقاوم از مطالعات مقاومتی بوده و باعث کاهش قابل ملاحظه حجم آزمایشهای بعدی می­شود که توسط بسیاری از محققین نیز مورد استفاده قرار گرفته است (Rastgoo, 2007; Najjari kalantari, 2013; Kalami, 2014).

آزمایش غلظت- پاسخ

دایکلوفوپ‌متیل

نتایج پاسخ یولاف‌وحشی زمستانه به غلظت‌های مختلف دایکلوفوپ‌متیل نشان داد که با افزایش غلظت این علف‌کش، طول گیاهچه بیوتیپ­های حساس و مقاوم یولاف‌وحشی زمستانه کاهش یافت. با این­حال پاسخ طول گیاهچه بیوتیپ­های مورد آزمایش به غلظت­های مختلف علف­کش متفاوت بود. با برازش معادله سه و چهار پارامتره لجستیک، مقادیر متفاوتی از EC₅₀ برای بیوتیپ­های مختلف یولاف‌وحشی زمستانه برآورد شد. بیشترین میزان EC₅₀ با 39/48 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره دایکلوفوپ­متیل مربوط به بیوتیب با کد 83  و کمترین میزان این پارامتر به میزان 57/2 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره علف­کش مربوط به بیوتیپ­ با کد 65 بود (جدول 3). بیوتیپ­های 36، 38 و 74 با 09/37، 46/37 و 89/35 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره دارای EC₅₀ بالایی نسبت به علف‌کش دایکلوفوپ‌متیل بودند (جدول 3). مقدار EC₅₀ برای بیوتیپ­ حساس معادل 15/2 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره دایکلوفوپ­متیل برآورد شد. با توجه به برآورد مقادیر مختلفی از EC₅₀ ، بیوتیپ­های یولاف­وحشی زمستانه مورد مطالعه در این آزمایش دارای شاخص درجه مقاومت متفاوتی نسبت به علف­کش دایکلوفوپ‌متیل بودند. نتایج نشان داد که توده‌های 83، 38، 36 و 74 به‌ترتیب با درجات مقاومت 52/22، 43/17، 26/17 و 7/16 دارای بالاترین درجه مقاومت در بین بیوتیپ­های مختلف بودند(جدول 3).

جدول 2- توده‌های علف‌هرز یولاف وحشی زمستانه در پاسخ به علف‌کش‌های کلودینافوپ پروپارژیل، دایکلوفوپ‌متیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل پس از اعمال غلظت تفکیک‌کننده.

Table 2- Winter wild oat accessions’ response to clodinafop-propargyl, diclofop-methyl and fenoxaprop-P ethyl after exposing to discriminating concentration.

+ و–  به‌ترتیب نشان‌دهنده مقاوم بودن و عدم مقاومت در توده‌ها می‌باشد.

+ and – represented resistant and susceptible biotypes.

طول گیاهچه همه بیوتیپ­ها در غلظت­های بالا به صفر رسید در حالیکه بیوتیپ­های 22 و 65 در حداکثر غلظت اعمال شده نیز به ترتیب 24/28 و 61/18 درصد طول خود را نسبت به شاهد آب مقطر حفظ کردند که نشان از مقاومت بسیار بالای این بیوتیپ­ها به علف­کش دایکلوفوپ متیل می­باشد(جدول 3). ولیکن با توجه به ماهیت مدل که EC₅₀ را براساس غلظتی که باعث 50 درصد کاهش طول گیاهچه (یعنی 50 درصد کاهش بین c و d) می­شود، برآورد می­کند، مقدار  EC₅₀ برآورد شده و به تبع آن RF محاسبه شده برای بیوتیپ­های 22 و 65 کمتر از برخی از بیوتیپ­ها می­باشد.

فنوکساپروپ‌پی‌اتیل

مشابه نتایج بدست آمده برای علف­کش دایکلوفوپ­متیل، پاسخ یولاف وحشی زمستانه به غلظت‌های مختلف فنوکساپروپ‌پی‌اتیل نشان داد که با افزایش غلظت این علف­کش، طول گیاهچه بیوتیپ­های حساس و مقاوم یولاف وحشی زمستانه کاهش یافت. با این­حال پاسخ بیوتیپ­های مورد آزمایش از نظر طول گیاهچه به غلظت­های مختلف این علف­کش متفاوت بود.

جدول 3- پارامترهای برآورد شده از برازش تابع لوگ- لجستیک سه و چهار پارامتره به طول گیاهچه بیوتیپ­های مقاوم و حساس یولاف‌وحشی زمستانه در پاسخ به علف­کش دایکلوفوپ‌متیل.

Table 3- Estimated parameters by fitting 3 and 4 parametered-log logistic equation to length of susceptible and resistant seedlings of winter wild oat in response to diclofop methyl.

اعداد داخل پرانتز نشان دهنده SE می‌باشند.

جدول 4-پارامترهای برآورد شده از برازش تابع لوگ-لجستیک سه و چهار پارامتره به طول گیاهچه بیوتیپ­های مقاوم و حساس یولاف‌وحشی زمستانه در پاسخ به علف­کش فنوکساپروپ­پی اتیل.

Table 4- Estimated parameters by fitting 3 and 4 parametered-log logistic equation to length of susceptible and resistant seedlings of winter wild oat in response to fenoxaprop-P ethyl.

اعداد داخل پرانتز نشان دهنده SE می‌باشند.

همانگونه که در جدول4 مشاهده می‌شود، تنها 117/0 میلی‌گرم ماده مؤثره در لیتر فنوکساپروپ‌پی‌اتیل باعث کاهش 50 درصدی طول ساقه‌چه توده حساس شد، در حالیکه غلظت مورد نیاز برای بازداشتن رشد طول ساقه‌چه به میزان 50 درصد شاهد، برای بیوتیپ­های مقاوم بین 18/0 تا 56/1 میلی‌گرم ماده مؤثره به ترتیب برای بیوتیپ­های شماره 74 و 38 متغیر بود. براساس EC₅₀ برآورد شده، بیوتیپ­های 74 و 38 با درجات مقاومت 54/1 و 33/13 به ترتیب دارای کترین و بیشترین درجه مقاومت در بین توده‌های مختلف بودند (جدول 4). البته برخی از بیوتیپ­ها مانند 6 و 21 حتی در حداکثر غلظت اعمال شده نیز مقدار قابل توجهی از طول گیاهچه خود را نسبت به شاهد آب مقطر حفظ کرده بودند. در این میان 43/66 درصد از طول گیاهچه بیوتیپ 21 در بیشترین غلظت علف­کش، باقیمانده بود که این موضوع مؤید مقاومت بسیار بالای این بیوتیپ­ به علف‌کش فنوکساپروپ‌پی‌اتیل می‌باشد.

کلودینافوپ‌پروپارژیل

علیرغم آنکه افزایش غلظت علف­کش کلودینافوپ‌پروپارژیل باعث کاهش طول گیاهچه نسبت به شاهد شد، ولی نتایج حاکی از پاسخ متفاوت بیوتیپ­های مختلف یولاف‌وحشی زمستانه به غلظت‌های مختلف علف­کش بود. بطوریکه نتایج برازش معادله سه و چهار پارامتره لجستیک، میزان EC₅₀ برآورد شده برای بیوتیپ­های مختلف یولاف‌وحشی زمستانه متفاوت بود. بیشترینEC₅₀  به میزان 55/0 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره کلودینافوپ‌پروپارژیل مربوط به بیوتیب 64 و کمترین مقدار این پارامتر به میزان 03/0 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره مربوط به بیوتیپ با کد 96 بود (جدول 5). مقدار EC₅₀ برای بیوتیپ­ حساس معادل 017/0 میلی‌گرم در لیتر ماده مؤثره کلودینافوپ‌پروپارژیل بود. بیوتیپ­های یولاف‌وحشی زمستانه مورد مطالعه در این آزمایش دارای شاخص درجه مقاومت متفاوتی در پاسخ به علف‌کش کلودینافوپ‌پروپارژیل بودند. نتایج نشان داد که بیوتیپ­ 64 با درجه مقاومت 35/32 بالاترین درجه مقاومت را در بین بیوتیپ­های مختلف دارا بود. بیوتیپ­های 44 و 36 به‌ترتیب با درجات مقاومت 12/24 و 76/21 در رتبه‌های بعدی مقاومت بودند. کمترین درجه مقاومت را بیوتیپ با کد 96 به میزان 76/1 به خود اختصاص داد (جدول 5). با وجود این از آنجاییکه بیوتیپ­های 96، 82، 76، 39 و 8 در بیشترین غلظت علف­کش کلودینافوپ پروپارژیل مقدار قابل توجهی از طول گیاهچه خود را حفظ کرده­اند نیز جز بیوتیپ­های بسیار مقاوم می­بایست در نظر گرفت.

جدول5- پارامتر­های برآورد شده از برازش تابع لوگ-لجستیک سه و چهار پارامتره به طول گیاهچه توده­های مقاوم و حساس یولاف‌وحشی زمستانه در پاسخ به علف­کش کلودینافوپ‌پروپارژیل.

Table 5- Estimated parameters by fitting 3 and 4 parametered-log logistic equation to length of susceptible and resistant seedlings of winter wild oat in response to clodinafop propargyl.

اعداد داخل پرانتز نشان دهنده SE می‌باشند.

نقشه پراکنش بیوتیپ­های یولاف وحشی زمستانه مقاوم به علف­کشهای دایکلوفوپ­متیل، فنوکساپروپ پی اتیل و کلودینافوپ­پروپارژیل در شکل 1 آورده شده است. همانگونه که درشکل نیز مشاهده می­شود، مزارع آلوده به بیوتیپ­های مقاوم به طور یکنواختی در سطح شهرستان کلاله پراکنده­اند که این موضوع نشاندهنده آن است که پدیده مقاومت مدت زیادی است که در مزارع گندم شهرستان کلاله بروز کرده است. نقشه پراکنش بیوتیپ­های مقاوم علف­های هرز به علف­کش­ها برای مزارع گندم شهرستان­های آق قلا  (Kalami, 2014)، کردکوی (Najjari kalantari et al. 2013) و گنبد کاووس (Tatari et al. 2018) تهیه شده است.

شکل 1- نقشه پراکنش توده­های یولاف‌وحشی زمستانه در سطح شهرستان کلاله (الف)، مقاوم به کلودینافوپ­پروپارژیل (تاپیک) (ب)، مقاوم به فنوکساپروپ­پی‌اتیل (پوماسوپر) (ج) و مقاوم به دایکلوفوپ‌متیل (ایلوکسان) (د).

Figure 1-Distribution map of winter wild oat (black circles) in Kalaleh township (a), resistant to clodinafop propargyl (Topik) (red triangles)  (b), resistant to fenoxaprop-p ethyl (Puma super) (red triangles)  (c) and resistant to diclofop methyl (illoxan) (red triangles) (d). Yellow parts denote arable lands.

تاکنون بیش از 77 گزارش از مقاومت بیوتیپ‌های مختلف یولاف‌وحشی به گروه‌های مختلف علف‌کش در دنیا گزارش شده است (Heap, 2020). مقاومت بیوتیپ‌های یولاف‌وحشی بازدارنده‌های ACCase در استرالیا توسط همدانی و همکاران (Hamdani et al., 2012) گزارش شده است. راستگو و همکارن (Rastgoo et al., 2006) مقاومت عرضی یولاف­وحشی‌زمستانه به بازدارنده­های ACCase در توده­های جمع­آوری شده از استان­های فارس، گلستان و خوزستان را گزارش کرده‌اند. بناکاشانی و همکاران (Benakashani et al., 2006) گزارش کردند که سه بیوتیپ یولاف­وحشی از استان خوزستان به کلودینافوپ پروپارژیل مقاومت نشان دادند. در این راستا، ساسان‌فر و همکاران (Sasanfar et al. 2009) مقاومت یولاف وحشی به علف‌کش پینوکسادن در 8 مورد از 12 مورد توده یولاف‌وحشی را گزارش نمودند. الوداگ و همکاران (Uludag et al. 2008) مقاومت به علف­کش پینوکسادن را با شاخص 1/16 در یک بیوتیپ یولاف­وحشی گزارش کردند. همچنین نجاری کلانتری (Najjari kalantari, 2013)، کلامی (Kalami, 2014) و تاتاری و همکاران (Tatari et al. 2018) مقاومت یولاف­وحشی زمستانه به بازدارنده­های ACCase در توده­های جمع­آوری شده از شهرستان­های آق­قلا و کردکوی از استان گلستان را گزارش کردند.

نتیجه‏ گیری کلی

به‌طور کلی نتایج نشان داد که از میان توده‌های مشکوک 81/23 درصد از توده‌ها به علف‌کش کلودینافوپ‌پروپارژیل، 62/27 درصد به دایکلوفوپ‌متیل و 71/25 درصد به فنوکساپروپ‌پی‌اتیل مقاوم می‌باشند. از میان توده‌های مشکوک به‌ترتیب 4، 7 و 11 توده تنها در برابر علف‌کش کلودینافوپ‌پروپارژیل، دایکلوفوپ‌متیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل مقاوم بودند که به‌ترتیب معادل 81/3، 67/6 و 47/10 درصد از 105 توده مشکوک بودند. استفاده مداوم به مدت 7 سال از علف‌کش‌های بازدارنده‌هایACCase  سبب مقاومت در علف‌کش‌های باریک‌برگ خواهد شد (Beckie et al. 2000; Zand et al., 2017). کاربرد مداوم بازدارنده‌های استیل‌کوآنزیم‌آ‌کربوکسیلاز برای کنترل باریک‌برگ‌های مشکل‌ساز در مزارع گندم کشور، موجب بروز مقاومت در توده‌هایی از یولاف‌وحشی، علف­خونی و چچم در استان‌های مختلف کشور شده است (Gherekhloo et al., 2016). از این‌رو ایجاد مقاومت در بیوتیپ‌های یولاف‌وحشی زمستانه به این علف‌کش‌ها می‌تواند به‌دلیل استفاده دراز مدت از علف‌کش‌های بازدارنده ACCase   در مزارع گندم شهرستان کلاله باشد.

از میان توده‌های مختلف هشت بیوتیپ، به دو علف‌کش کلودینافوپ‌پروپارژیل و دایکلوفوپ‌متیل مقاومت عرضی نشان دادند که معادل 62/7 درصد از کل توده‌های مشکوک به مقاومت بودند، 11 بیوتیپ معادل 47/10 درصد از کل توده‌ها به دو علف‌کش دایکلوفوپ‌متیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل مقاومت عرضی نشان دادند، 12 بیوتیپ معادل 43/11 درصد از کل توده‌های مشکوک به هر سه علف‌کش مقاومت عرضی نشان دادند و تنها یک بیوتیپ به دو علف کش کلودینافوپ‌پروپارژیل و فنوکساپروپ‌پی‌اتیل که معادل 96/0 درصد از کل توده‌ها می‌باشد، مقاومت عرضی نشان داد.

وجود مقاومت عرضی به علف­کش­های مورد مطالعه و نیز یکنواختی پراکنش مزارع آلوده به بیوتیپ­های مقاوم در سطح شهرستان کلاله حاکی از تکوین مقاومت در این شهرستان بوده و نشاندهنده آن است که مدت مدیدی است که از علف­کشهای بازدارنده در مزارع این شهرستان استفاده می­شود. تهیه این نقشه­ها راهبرد مناسبی برای تصمیم ­گیری در خصوص مدیریت پدیده مقاومت به علف­کشها می­باشد. راهبردهایی از قبیل تناوب زراعی، بکارگیری روشهای مدیریت غیر شیمیایی و کاربرد علف­کش هایی با نحوه عمل متفاوت در این زمینه می­تواند موثر باشد.

منابع

Afshari, M,. Ghanbari, A,. Rastgoo, M,. Gherekhloo, J. and Ahmadvand, G. 2017. Investigating resistance of wild mustard (Sinapis arvensis L.) populations to tribenuron-methyl herbicide. Aust. J. Plant Physiol. 11: 127-142.

Beckie. H.J. 2007. Beneficial management practices to combat herbicide-resistant grass weeds in the Northern Great Plains. Weed Technol. 21: 290-299.

Beckie, H.J,. Heap, I.M,. Smeda, R.J. and Hall. L.M. 2000. Screening for herbicide resistance in weed. Weed Technol. 14: 428-445.

Bular, C.J. 1988. Growth habit and control of wild oats. Agriculture Canada. 48: 23-35.

Chaudhry, O. 2008. Herbicide-resistance and weed-resistance management. International Publishing House, New Delhi. India. www.drozairchaudhry.com/BookChapterI.doc. Visited 2008/10/15.

Dezfoli, M.A. 1997. Grass weeds of Iran. Center of University Publication. 276 pp. (In Persian with English Abstract).

Esmailzadeh, Z,. Eslami, S.V. and Zand, E. 2012. Investigating the resistance of annual ryegrass (Lolium rigidum) biotypes collected from wheat fields of Fars province to pinoxaden herbicide. Iranian J Weed Sci. 7:61–75

Gherekhloo, J. 2008. Tracing resistant Phalaris minor populations and studying their resistance mechanisms to Aryloxyphenoxy propionate herbicides in Fars and Golestan wheat fields. PhD Thesis, Ferdowsi University of Mashhad. 187. (In Persian with English Abstract).

Gherekhloo, J,. Rashed Mohassel, M.H,. Nassiri Mahallati, M,. Zand, E,. Ghanbari, A,. Osuna, M.D. and De Prado, R. 2011. Confirmed resistance to Aryloxyphenoxy propionate herbicides in Phalaris minor populations from Iran. Weed Biol. Manag. 11: 29–37.

Gherekhloo, J,. Oveisi, M,. Zand, E. and De Prado, R. 2016. A Review of Herbicide Resistance in Iran. Weed Sci. 64:551-561.

Gherekhloo, J,. Hatami, Z,. Alcántara, R,. Fernández, P,. Sadeghipor, H.R. and De Prado, R. 2018. Continuous use of tribenuron methyl selected for cross-resistance to ALS inhibiting herbicides in Sinapis arvensis. Weed Sci. 66: 424-432.

Golmohammadzadeh, S,. Gherekhloo, J,. Rojano-Delgado, A.M,. Osuna-Ruíz, M.D,. Kamkar, B,. Ghaderi-Far, F. and De Prado, R. 2019. The First Case of Short-Spiked Canarygrass (Phalaris brachystachys) with Cross-Resistance to ACCase-Inhibiting Herbicides in Iran. Agron. 9: 377. https://doi.org/10.3390/agronomy9070377

Hamdani, A,. Owen, J.M,. Qin, Y. and Powles, B.S. 2012. ACCase-Inhibiting herbicide-resistant Avena spp. Populations from the western Australian grain belt. Weed Technol. 26:130-136.

Hassanpour Bourkheili, S,. Gherekhloo, J,. Kamkar, B. and Rameznpour, S. 2018.

A comparison of cardinal temperatures between haloxyfop R methyl ester- resistant and susceptible winter wild oat (Avena ludoviciana Durieu.) biotypes. Iranian Weed Research Journal. 9: 63-81.

Hatami, Z,. Gherekhloo, J,. Rojano-Delgado, A,. Osuna, M.D,. Alcántara, R,. Fernández, P,. Sadeghipor, H.R. and De Prado, R. 2016. Multiple Mechanisms Increase Levels of Resistance in Rapistrum rugosum to ALS Herbicides. Front. Plant Sci., 7: 1-13. http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2016.00169.

Heap, I. 2020. The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Available at: www.weedscience.org. Accessed: October 9, 2020.

Kalami, K,. Gherekhloo, J,. Kamkar, B,. Esfandiaripour, E. and De Prado, R. 2014. Identifying and mapping of wild oat (Avena ludoviciana Dur.) and Phalaris minor Retz. populations resistant to clodinafop-propargyl in wheat fields of Kordkuy.‪ In Proceedings of the 248th American Chemical Society National Meeting and Exposition. Washington, DC: American Chemical Society.

Kalami, R. 2014. Identification of resistant weeds to ACCase and ALS inhibitor herbicide in wheat fields of Kordkoy township and mapping their distribution. M.Sc. Thesis, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan. (In Persian with English Abstract).

Moss, S.R,. Perryman, S.A.M. and Tatnell, L.V. 2007. Managing herbicide resistance black grass (Alopecurus myosuroides) theory and practice. Weed Technol. 21: 300-309.

Najari Kalantari, N. 2013. Identification of resistant weeds to ACCase and ALS inhibitor herbicide in wheat fields of Aghghala township and mapping their distribution. M.Sc. Thesis of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan. (In Persian with English Abstract).

Najari, N,. Gherekhloo, J. and Kamakar, B. 2013.Tracing and map of canary grass (Phalaris minor) and hood grass (P. paradoxa) biotypesresistant to clodinafop-propargyl herbicide in wheat fields of Aq-qala. Iranian Weed Research Journal. 5: 85-97. (In Persian with English Abstract).

Rastgoo, M. 2007. Seed bioassay to detect wild oat (Avena ludoviciana Dur.) resistant to‪ ACCase herbicides family in Khuzestan wheat fields. Ph.D. Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad. (In Persian with English Abstract).

Rastgoo, M,. Rashed, M.H,. Zand, E. and Nassiri, M. 2006. Resistance of winterwild oat (Avena ludoviciana) to aryloxyphenoxy propionate herbicides in wheat fields of Khuzestan province: First screening test. Iranian J Weed Sci. 2:96-104. (In Persian with English Abstract).

Ritz, C. and Streibig, J.C. 2005. Bioassay analysis using R. Journal of Statistical Software. 12(5): 1-22.

Safari, F., Bannayan Aval, M. and Rashed Mohassel, M.H. 2012. Effect of Different Directions of Sampling on the Precision Distribution Map of Weeds. Journal of Plant Protection. 26:162-170. (In Persian with English Abstract).

Sasanfar, H.R,. Zand, E,. Baghestani, M.A. and Mirhadi, M.J. 2009. Resistance of Wild Oat (Avena ludoviciana) Populations to Clodinafop Propargyl Herbicide in Fars Province. Environmental Sciences. 7: 109-118. (In Persian with English Abstract).

Tatari, S,. Gherekhloo, J,. Siahmarguee, A. and Kazemi. H. 2018. Identification of resistant Avena ludoviciana Dur Accessions to ACCase Inhibitor Herbicides in Gonbad-E Kavus Wheat Fields and Mapping Their Distribution. Journal of Plant Production. 41:103-116. (In Persian with English Abstract).

Uludag, A,. Park, K.W., Cannon, J. and Mallory-Smith, A. 2008. Cross resistance of acetyl-CoA carboxylase (ACCase) inhibitor resistant wild oat (Avena fatua) biotypes in the Pacific Northwest. Weed Technol. 22:142-14.

Zand, E., Baghestani, M.A., Nezamabadi. N., Shimi. P. and Mousavi, S.K. 2017. A guide to chemical control of weeds in Iran: in regard to weeds shifts. Mashhad University Press, Mashhad. 287

[1] -Effective concentration