Mindenki számára világos, hogy a rezisztencia megjelenése csak „idő” kérdése. Ezt az időt arra is felhasználhatjuk, hogy mindent megtegyünk, hogy elkerüljük a rezisztenciát és felkészüljünk a már kialakult problémák kezelésére. Ennek egyik fontos lépése a szakmai konzultáció, tapasztalatcsere és együtt gondolkodás a hazai és külföldi kollégákkal. A párizsi gyomrezisztencia konferencia (Weed Resistance Global Symposium) is kiváló alkalmat jelentett a téma megvitatására.
A gyomok átlagosan 14 %-os terméskiesést okoznak, amely évente 55 milliárd euró kárt jelent, ezzel szemben a rezisztens gyomok még nagyobb terméscsökkenést okoznak, ami minden esetben profitcsökkenéssel is jár. A rezisztens gyomokkal fertőzött területen a növényápolás és a betakarítás eszközei könnyen szennyeződhetnek, ez hozzájárulhat terjedésükhöz. A gyomirtási költsége mindig magasabb, az eredeti költségek többszöröse is lehet.
A fertőzött területen a betakarítás nehezebbé válik, ami további költséget jelenthet, szélsőséges esetben pedig a gyomok meg is hiúsíthatják a betakarítást. Ebből látszik, hogy a gyomok által okozott gazdasági veszteség a rezisztens fajok jelenlétében hatványozódik. Emiatt a terület bérleti díja és végső soron a föld valós forgalmi értéke csökken. Kimondható, hogy komoly gazdasági veszteséget okoznak a rezisztens gyomok és globálisan veszélyeztetik a növekvő népesség élelmiszer- és takarmányellátását.
Az 1. ábrán látható, hogy a legintenzívebb termelést folytató területeket sújtja leginkább (Észak-Amerika, Dél-Amerika, Ausztrália, Kanada, Nyugat-Európa) ez a probléma. Pontos számadatokkal ugyan nem rendelkezünk, de feltehetően Kelet-Európa, Kína és a volt Szovjetunió utódállamai sem mentesek a rezisztens gyomoktól.
1. ábra: Rezisztens gyomfajok területi megoszlása
Észak- és Dél-Amerikában a glifozát-rezisztencia a legelterjedtebb (2. ábra).
2. ábra: Glifozát-rezisztens gyomfajok
Ennek oka a GMO-növények termesztése, az ehhez kapcsolódó egyoldalú hatóanyag használat és a leegyszerűsödött vetésváltás. Főként a kétlaki Amaranthus fajok váltak többszörösen rezisztenssé, amelyek Amerika északi felén igen gyakoriak (Palmer Amaranth, Amaranthus palmeri, Tall Waterhemp, Amaranthus tuberculatus). A következő képek (1.a, b, c kép) arra figyelmeztetnek, hogy mennyi idő alatt önthetik el a területet a rezisztens gyomnövények, ha nem avatkozunk közbe.
1. kép: 3 év alatt monokultúrában a rezisztens faj teljesen elborítja a területet
(Fotó: Jason Norsworthy)
Első évben egy disznóparéj tő annyi magot terem, hogy több négyzetméteres fertőzött foltot hagy maga után, majd a második évben jelentősen nő a borítottság, míg végül a harmadik évben a kultúrnövény a gyomtömegben már nem is látszik.
Az USA-ban 36 millió hektár a kukorica vetésterülete és ennek közel 90 %-a egy vagy több rezisztens gyomnövénnyel borított. Nagyon hasonló a helyzet a szója esetében is: 34,5 millió hektár van és közel 94 %-a szintén rezisztens gyomokkal fertőzött. Itt nemcsak glifozát–rezisztencia fordul elő, hanem ALS-gátlókra és ACCase-okra is kialakult rezisztencia. A gyapot vetésterülete alig tizede a kukoricáénak, jelentősége azonban a rezisztens gyomok elterjesztésében nem elhanyagolható. A gyapottermesztés melléktermékét a magot nem dobják ki, elszállítják az USA középső részére, ahol húsmarhákkal etetik meg, magas olaj- és fehérjetartalma miatt.
A disznóparéj (Amaranthus) magok terjedési módja teljesen triviális, rátapadnak a gyapot magjára, a gyommagok a szarvasmarhák tápcsatornáján változatlanuk áthaladnak és a hígtrágyával a korábban rezisztenciamentes területeket is megfertőzik. A helyzetet nehezíti, hogy a fiatal disznóparéj fajok morfológiai bélyegek alapján nem különíthetőek el egymástól, ami nagyban megnehezíti az ellenük való védekezést. Mindkét amerikai földrészen az egyoldalú glifozát-használat idézte elő a problémát, északon a kukorica, szója, délen inkább a szójaterületek gyomviszonyai szenvedtek radikális változást.
Európai helyzetkép
Miután az Európai Unió területe egyelőre mentes a GMO-technológiáktól, glifozát-rezisztenciától kevésbé kell tartani. A két legnagyobb területen termelt kultúrnövény a kalászosok és a kukorica. Nem meglepő, hogy az intenzív termesztéstechnológia és az egyoldalú herbicid-használat miatt számottevő rezisztens populáció ezekben a kultúrákban alakult ki. Kukorica esetében a problémákat még fokozza, hogy a tradicionálisan kialakult termőterületeken ma is nagyrészt monokultúrában termesztik a növényt. Az 1. és 2. táblázatokban mutatjuk be a rezisztens fajok eloszlását.
| Rezisztens gyomnövények kalászosokban | |
| Egyszikűek | Kétszikűek |
| parlagi ecsetpázsit (Alopecurus myosuroides) | pásztortáska (Capsella bursa-pastoris) |
| nagy széltippan (Apera spica-venti) | kék búzavirág (Centaurea cyanus) |
| héla zab (Avena fatua) | orvosi székfű (Matricaria chamomilla) |
| magas zab (Avena sterilis) | pipacs (Papaver rhoeas) |
| meddő rozsnok (Bromus sterilis) | baracklevelű keserűfű (Persicaria maculosa) |
| fedélrozsnok (Bromus tectorum) | közönséges aggófű (Senecio vulgaris) |
| angol perje (Lolium perenne) | vadrepce (Sinapis arvensis) |
| olasz perje (Lolium multiflorum) | szúrós csorbóka (Sonchus asper) |
| merev perje (Lolium rigidum) | mezei csibehúr (Spergula arvensis) |
| Phalaris paradoxa | közönséges tyúkhúr (Stellaria media) |
| ebszékfű (Tripleurospermum inodorum) | |
| 1. táblázat: Rezisztens gyomfajok az európai kalászosokban | |
| Rezisztens gyomnövények kukoricában | |
| Egyszikűek | Kétszikűek |
| fedélrozsnok (Bromus tectorum) | selyemmályva (Abutilon theophrasti) |
| pirók ujjasmuhar (Digitaria sanguinalis) | zöld disznóparéj (Amaranthus blitum) |
| kakaslábfű (Echinochloa crus-galli) | terpedt disznóparéj (Amaranthus patulus) |
| kései köles (Panicum dichotomiflorum) | karcsú disznóparéj (Amaranthus powellii) |
| óriás muhar (Setaria faberi) | szőrös disznóparéj (Amaranthus retroflexus) |
| fakó muhar (Setaria pumila) | kakukk homokhúr (Arenaria serpyllifolia) |
| ragadós muhar (Setaria verticillata) | terebélyes laboda (Atriplex patula) |
| zöld muhar (Setaria viridis) | subás farkasfog (Bidens tripartita) |
| fenyércirok (Sorghum halepense) | fehér libatop (Chenopodium album) |
| fügelevelű libatop (Chenopodium ficifolium) | |
| sokmagvú libatop (Chenopodium polyspermum) | |
| Chenopodium simplex | |
| betyárkóró (Conyza canadensis) | |
| négyélű füzike (Epilobium tetragonum) | |
| borzas gombvirág (Galinsoga ciliata) | |
| porcsin keserűfű (Polygonum aviculare) | |
| szulákkeserűfű (Fallopia convolvulus) | |
| borsos keserűfű (Persicaria hydropiper) | |
| lapulevelű keserűfű (Persicaria lapathifolia) | |
| baracklevelű keserűfű (Persicaria maculosa) | |
| közönséges aggófű (Senecio vulgaris) | |
| fekete ebszőlő (Solanum nigrum) | |
| szúrós csorbóka (Sonchus asper) | |
| közönséges tyúkhúr (Stellaria media) | |
| 2. táblázat: Rezisztens gyomfajok az európai kukoricásokban | |
Kalászosokban 10 egyszikű és 11 kétszikű faj esetében találtak rezisztenciát. Egyszikűek közül a legnagyobb problémát Nyugat-Európában a parlagi ecsetpázsit ALS-gátlókra és ACCázokra való rezisztenciája, Közép- és Kelet-Európában a nagy széltippan ALS-gátlókkal szembeni rezisztenciája és mind Nyugat-, mind pedig Dél-Európában a rezisztens perjefajok (Lolium) okozzák a legnagyobb problémát. Kétszikűek esetén dominál az ALS-gátlókra kialakult rezisztencia, de a korábban kialakult fenoxi-típusú herbicidekre rezisztens gyomok továbbra is jelen vannak.
Az európai kukoricaterületeken 9 egyszikű és 24 kétszikű növényfajnál írtak le eddig rezisztenciát.
A korábbi helytelen herbicid használat miatt kialakult triazin–rezisztencia mellett megjelent az ALS-gátlókkal szembeni rezisztencia is. Az előadó külön kiemelt három országot, ahol a rezisztencia összekapcsolható a monokultúrás termesztéssel, ezek közül az egyik Magyarország.
A rezisztenciáról
A kialakult gyomirtószer-rezisztencia a gyakorlatban azt jelenti, hogy a gyomnövény képes túlélni a kezeléseket, magot érlelni vagy más módon is továbbszaporodni és egyeduralkodóvá válni, ha nem következik be változás az alkalmazott gyomirtószer-csoport további használatában az érintett területen. A legtöbb herbicid a növények nélkülözhetetlen életfolyamatait gátolja, vagy ritkább esetben olyan mértékben felgyorsítja, hogy a növény belepusztul. A kultúrnövények, egy sikeres kezelést követően azért nem károsodnak, mert vagy nem találkoznak vele (például bizonyos talajherbicideket a vetésmélység miatt nem vesz fel a növény), vagy sokkal gyakoribb, hogy a kultúrnövény képes lebontani a hatóanyagot.
Főleg posztemergens kezelést követően indul el a versenyfutás a növényben a permetezést követően felszívódó vegyszer és a növény lebontó képessége között. Az ellenálló gyomnövény szintén fokozott anyagcsere révén képes hamarabb lebontani a hatóanyag molekulát, mielőtt az kifejtené hatását. Ha a lebontási folyamatok valamilyen késedelmet szenvednek, hideg időjárásban például lassabban bomlanak a gyomirtó szerek is, kialakulhatnak tünetek, de később a növények kinövik ezeket. A szerre érzékeny növények viszont elveszítik a versenyfutást a felszívódás-hatáskifejtés és a lebontás folyamatai között, bennük kialakul a hatáskifejtéshez szükséges koncentráció. A rezisztens növényegyed ugyanezeket a lebontó folyamatokat használja „méregtelenítésre”, csak nagyságrendekkel gyorsabban, mint az érzékeny egyedek, ezt nevezzük metabolikus rezisztenciának.
Az ilyen típusú rezisztenciával rendelkező gyomokon a herbicid-kezelés után a gyomirtószer-csoportra jellemző tünetek először megjelennek, de később a kezelt gyomok túlélik a permetezést. Az ilyen típusú rezisztencia kialakulásának kedvez az előírtnál alacsonyabb dózisok használata, ebbe a kategóriába tartozik az osztott adagú kezelés, valamint a megkésett permetezések is.
A hatáskifejtés érdekében a gyomirtószer-molekulának kapcsolódni kell a hatáskifejtés helyén ahhoz az enzimhez vagy egyéb fehérjéhez (pl. sejtreceptorhoz), ahol az aktivitását kifejti. A rezisztenciának létezik egy másik típusa, amikor a nem érzékeny növények azért élik túl a kezelést, mert a mutáns egyedekben a hatáskifejtés helyén történnek olyan változások, amelyek miatt a herbicid hatóanyag nem tud megkötődni.
Ezt hatáshely (target site) rezisztenciának nevezzük. Az ilyen rezisztenciával rendelkező növények esetében nem alakulnak ki a hatóanyagcsoportra jellemző tünetek, akár többszörös adag hatására sem. Általában hosszú időn keresztül egyoldalúan alkalmazott hatóanyagok használata után alakul ki. Megjelenésének kedvez a monokultúra, külföldön pedig, ahol engedélyezettek a GMO-technológiák, alkalmazásuk ott egyértelműen az egyik legfontosabb oka a kialakulásának.
A tudomány leírt egy harmadik rezisztencia típust is, amit nem hatáshely (non-target site) rezisztenciának hívnak. Ennél a típusnál a rezisztens egyedek több hatásmódra mutatnak párhuzamosan túlélő képességet. Az ilyen egyedekben sokszor már a felszívódás is gátolt, a növények a bekerült hatóanyag egy részét képesek metabolizálni, a fennmaradó hatóanyag megkötődése ugyancsak gátolt. A gyakorlat számára az egyik legveszélyesebb rezisztencia típus.
A rezisztencia esetén, ha valamelyik hatóanyagcsoport egyik tagja ellen kialakul, gyakran mutatkozik kereszt-rezisztencia (cross-resistance) a hatóanyagcsoport további tagja, vagy akár azonos hatásmóddal rendelkező másik hatóanyagcsoport egy-egy tagja iránt.
Az utóbbi időkben megjelentek olyan gyomnövények is, amelyek úgynevezett többszörös rezisztenciával (multiple resistance) rendelkeznek, ahol egy növényegyeden vagy a populáción belül több rezisztencia-mechanizmus is kialakult (pl. hatáshely- és metabolikus rezisztencia együtt), legtöbbször több hatásmóddal szemben.
Az evolúció törvényszerűségeiből fakadóan belátható, hogy az egyoldalú, csak kémiai anyagokon alapuló megoldások előbb-utóbb rezisztenciához vezetnek. Ahogy a tapasztalatok is mutatják, a rendelkezésre álló megoldások kombinációjával a rezisztens egyedek megjelenése nagymértékben elodázható, ennek legjobb eszköze az integrált gyomszabályozás.
Az integrált gyomszabályozásnak három alappillére van: agrotechnika, növényvédő szeres gyomirtás, vetésváltás (3. ábra). Agrotechnikai elem a talajművelés is, eddigi ismereteink szerint a forgatásos talajművelés elhagyása fokozza a rezisztencia kialakulásának kockázatát, tehát a veszélyeztetett területeken célszerű visszatérni a rendszeres szántáshoz.
3. ábra: Az integrált gyomszabályozás elemei
(Richard G. Smith nyomán)
A rezisztens fajok terjedésének forrása lehet a tisztítatlan vetőmag és a szennyezett művelő eszközök, különös tekintettel a betakarítás gépeire. A herbicid-kezelések során törekedni kell a szerrotációra, ami a gyakorlatban a különböző hatásmódú herbicidek váltogatását jelenti. Alapelv, hogy ne hagyjunk túlélő gyomot a területen. Ehhez elengedhetetlen az engedélyezett maximális dózisok használata. Amennyiben egy termék hatásspektruma nem fedi le az adott gyomflórát, teljes dózisú kombinációs partnerek alkalmazása szükséges. Vegyes életformájú gyomfertőzés esetén alkalmazzunk szekvenciális (pre-, majd posztemergens kombináció) technológiákat. Szükség esetén a széles sortávú kultúrákban a növényvédő szeres gyomirtást kombináljuk mechanikai sorközműveléssel.
A nehezen irtható gyomoktól szabaduljunk meg kultúrnövénymentes területen (tarlókezelés). Az integrált gyomszabályozás harmadik eleme az okszerű vetésváltás, ami magába foglalja az egy- és kétszikű kultúrák és őszi, tavaszi vetésű növények váltakozását. A felsorolt módszerek azt célozzák, hogy ideális esetben a felhasznált vegyszerek a lehető legalacsonyabb gyomborítottsággal találkozzanak.
A magyarországi gyomrezisztencia-helyzetről
A magyarországi gyomrezisztencia-helyzet kevésbé elkeserítő, nálunk nincsenek GMO-k, jól képzett növényvédelmi szakemberek állítják össze a technológiákat. Azonban ennek ellenére aggodalomra okot adó tendenciákkal találkozhatunk. Különböző okok miatt mind a kis, mind a nagy területtel rendelkező gazdáknál szűkül a vetésforgó. A talajművelési rendszerekben egyre jobban előtérbe kerülnek a forgatás nélküli elemek, a herbicid-toleráns új növényfajták megjelenésével a szer- vagy hatóanyag-rotáció marad el.
Az ALS-gátlók a legnagyobb területen használt herbicidek, egyes növénykultúrákban, például fenyércirokkal fertőzött kukoricában, az alkalmazásuk elengedhetetlen. Ez előre vetíti az ellenük kialakuló rezisztenciát. A sikertelen gyomirtásnak számos oka lehet: nem megfelelő dózis, rosszul megválasztott hatóanyag, helytelen kijuttatási időpont, időjárási tényezők, műszaki probléma, de felmerülhet a herbicid-rezisztencia is.
Rezisztencia gyanújakor a következőket javasoljuk: forduljanak az illetékes Megyei Kormányhivatal Növény- és Talajvédelmi Osztályához. A hatósági szakemberek végrehajtják a mintagyűjtést és megszervezik a minták vizsgálatát. Ha tartunk attól, hogy a környéken már megjelent a baj, és a mi területeink is veszélyeztetettek, ellenőrizzük a saját növényvédelmi gyakorlatunkat. Tekintsük át a táblák előéletét legalább 10-15 évre visszamenőleg, ez rávilágíthat az egyoldalú herbicid-használatra.
Cikkünket Hartmann Ferenc kolléga 2000-ben, az Agrofórum hasábjain megjelent intelmeivel zárjuk:
„A rezisztens gyombiotípusok terjedését kivédő vagy mérséklő országos stratégiák alapelvei a következők:
- szakmai felvilágosítás, különös tekintettel a termelői szférába újonnan bekapcsolódókra;
- a rezisztens gyombiotípusok felderítése, tömegviszonyainak és térben való elhelyezkedésük (térképes) meghatározása;
- terjedésük megakadályozása (külső és belső karantén, vetőmagszabvány stb.);
- hatékony technológiák és ezen belül is a „csúcstechnológiák” és a költségtakarékos technológiák differenciált kidolgozása és terjesztése.”
A Szerkesztőség kiegészítése a cikkhez
A rezisztencia különböző típusainak és mechanizmusainak a szakirodalmi definíciói – a rezisztenciával kapcsolatos kutatási eredmények folyamatos bővülése nyomán – szintén folyamatos változásokon, pontosításokon mennek keresztül. Eltérő a szóhasználat és némiképp az értelmezés pl. az európai és az amerikai kutatók között; egyesek tágabban, mások szűkebben értelmeznek egy-egy fogalmat. Számos kutató az ún. metabolikus rezisztenciát is – tekintve, hogy nem a hatáshelyen következik be az elsődleges változás – az ún. non-target-site típusú (NTS) rezisztencia mechanizmusok közé sorolja.
Európai kutatói körökben a kereszt-rezisztencia egyféle rezisztenciamechanizmus alapján és ugyanazon hatásmódon belül több hatóanyag elleni rezisztenciát jelöl, amerikai értelmezésben a csak egyféle rezisztenciamechanizmus alapján különféle hatásmódú herbicidek (2-3, vagy akár 5 hatásmód is) elleni rezisztencia is ebbe a csoportba tartozik stb… Nem szeretnénk, ha a cikk kapcsán esetleg „akadémikus” vita bontakozna ki a definíciókról és értelmezésekről a kutatói vénával megáldott olvasók között, mert a lényeg most nem itt van, hanem a világ gyom-rezisztencia helyzetére kitekintést nyújtó cikk mondandójában: csak idő kérdése, hogy szinte minden alkalmazott hatóanyaggal szemben a rezisztencia megjelenjen; ez ellen pedig a gazdálkodóknak lehet és kell is tenni, tanulva a nemzetközi tapasztalatokból.
Az Agrofórum szaklap átszerkesztett változata Gál Péter és Nagy Lajos: A gyomrezisztencia helyzete a világban (2016 Extra 65) című írása alapján
