A gyomrezisztencia fogalma

Egyoldalú herbicid nyomás hatására egy faj populációiban kialakuló azon öröklődő tulajdonság, melynek köszönhetően ellenállóvá válnak az adott herbiciddel vagy azonos hatásmechanizmusú herbicid csoportokkal szemben.

A vegyszeres gyomirtás történetének legnagyobb kihívásával a következő évtizedben kell szembenézni a kutatóknak, gyártóknak, forgalmazóknak és a gyomirtással a gyakorlatban foglalkozó termelésirányító, vagy csak egyszerűen saját területen gazdálkodó kollégáknak egyaránt. A kihívás neve: gyomrezisztencia. A rezisztencia kialakulása spontán megy végbe a szántóföldeken, ültetvényekben gyomosító növények populációjában. Az így átalakult egyedek túlélésének „próbája” a gyomirtó szeres kezelés. Minél gyakrabban tesszük próbára az újonnan megjelent tulajdonságot, azaz alkalmazunk ugyanolyan hatásmódú gyomirtó szert, annál nagyobb a valószínűsége, hogy a túlélő növényekből néhány év alatt a gyomirtó szeres kezeléseket túlélő, a rezisztencia tulajdonságot átörökítő növényállományra teszünk szert. Ha végignézzük a felhasználható hatóanyagcsoportokat, azzal a riasztó tendenciával találhatjuk magunkat szembe, hogy gyakorlatilag sokkal könnyebb összeszámolni azokat a kultúrákat, ahol nem használhatunk ALS-gátló hatásmódú gyomirtó szereket (szulfonil-ureák és imidazolinonok), mint amiben igen.
A korábbi hagyományosan ALS-gátlókkal kezelhető növények köre az utóbbi években bővült az ún. herbicid toleráns vetőmagok megjelenésével, napraforgó és az elmúlt évtől repcekultúrákban is.
A toleráns kultúrák árvakelése a következő években visszaköszön az irtandó gyomnövények között „gyárilag beépített” rezisztenciával ellátva, aminek megoldása külön tervezést igényel az ilyen vetőmagot felhasználó földtulajdonosoktól. A helyzetet fokozza a hatóanyag-csoport néhány tagjának generikussá válása is, azaz adott hatóanyag 10–15 különböző márkanéven a korábbiaknál alacsonyabb árakon történő megjelenése, ami előrevetíti, hogy a felhasználásuk növekedhet. A rezisztencia megjelenése elkerülhetetlen, az elterjedése a meglévő megoldások megfelelő alkalmazásával jelentősen lelassítható.

A rezisztencia megelőzésének számos stratégiája létezik. Nézzük, mi az, amit a Bayer már megtett a rezisztencia kialakulásának csökkentésére és mi az, amit tenni szándékozik a jövőben. A legegyszerűbb megoldások közül az első a maximális adagok használata. A rezisztencia „melegágya” a csökkentett vagy osztott adagok alkalmazása. A Bayer gyomirtó szereinek túlnyomó része széfenerrel kombinált, ami azt jelenti, hogy a teljes hatékonyság érdekében nyugodtan használhatóak a készítményeink adott növény- és gyomfejlettség mellett teljes adagban (szakmérnöki dózis) és nem kell tartani az esetleges mellékhatásoktól. A korai és valódi posztemergens készítményeink olyan kombinációs partnereket tartalmaznak, amelyek vagy tartamhatással rendelkeznek, mint a foramszulfuron mellé kombinált tienkarbazon-metil, nem adva esélyt a kezelést követő újabb kelési hullám megjelenésének. Vagy több hatásmódú kombináció, pl. a korai poszt- és preemergensen egyaránt alkalmazható izoxaflutol tienkarbazon-metil gyári kombináció, amely talajon keresztül és a növények föld feletti részein is egyaránt kifejtik hatásukat és két egymástól jelentősen eltérő hatásmódot képviselnek, HPPD- és ALS-gátlás egyaránt. Kalászosokban már engedélyezett a jodoszulfuron 2,4-D gyári kombinációja, ami a hatásspektrum kiszélesítése mellett szintén a megelőzést szolgálja. A hatásmódok kombinációja a rezisztencia kialakulásának másik hatékony módszere. A jövőben számos, a hatásmódok kombinációján alapuló, a rezisztencia megelőzését szolgáló készítmény, ill. technológiai csomag piaci bevezetése várható több kultúrában.

A meglévő megoldások mellett legalább ilyen fontos a rezisztencia megjelenésének, elterjedésnek felderítése, a megelőzés módszereinek kutatása. A rezisztencia megjelenése spontán mutáció következménye, a kialakult helyzet megértéséhez elengedhetetlen az e mögött húzódó genetika és a növényben végbemenő, ill. megváltozott anyagcsere molekuláris-biológiai szintű megismerése. A szükséges műszerpark, szakértelem, üvegházi kapacitás megléte meghaladja egy-egy kisebb ország lehetőségeit, ezért a Bayer a meglévő kapacitásainak bővítésével 2014. november 20-án megnyitotta Frankfurtban a Weed Resitance Competence Center-t. A szakértői központ feladatai közé tartozik, szoros együttműködésben a kutatás és fejlesztéssel, a rezisztencia megelőzés lehetőségeinek kidolgozása, új rezisztens fajok felderítése és a vizsgálati módszerek fejlesztése. A központ szoros együttműködést alakított ki az érintett országok egyetemeivel és a rezisztenciával foglalkozó külső kutatókkal. Az itt dolgozók olyan gyors vizsgálati eszközöket és módszereket fejlesztenek, amelyek segítségével gyorsan, jelenleg heteken, a jövőben talán napokon-órákon belül kimutatható lesz a rezisztencia megléte friss növények mintáiból.
A központ az információk begyűjtése mellett részt vállal az oktatásban és a kutatások eredményeinek megismertetésében. Ennek kiváló példájaként Roland Beffa, a frankfurti központ csoportvezetője a gyomrezisztenciával kapcsolatban tartott előadást, a vállalat szokásos évi balatonfüredi konferenciáján, a NÉBIH megyei szakértői számára.

A földi világ, beleértve élőt, élettelent folyamatos változásban van. A Föld történetében előfordultak mélyreható változások, mint amiket a jégkorszakok, vagy a dinoszauruszok kipusztulását okozó meteorit becsapódása váltottak ki. Szerencsére a legutóbbi jégkorszak vége óta, az elmúlt 12-13 ezer évben ilyen méretű kataklizma nem érte a Földet, így az evolúciós folyamatok zavartalanul folyhattak minden élő szervezet esetében, beleértve a növényfajok természetes kialakulását, módosulását. A változások fizikai, kémiai, biológiai, illetve ember okozta komplex hatások eredményeképpen jöttek létre és folynak napjainkban is. Talán leggyorsabban a mikroorganizmusok változnak. Elég csak az influenzára gondolni, ami ellen szinte évente új típusú oltóanyagot szükséges alkalmazni a korábbi törzsek rezisztenssé válása miatt.

Mi a rezisztencia? Tekinthető a megváltozott vagy kellemetlen körülményekhez (pl. kémiai kezelés) való alkalmazkodásnak, a túlélés fajfennmaradás egyik eszközének. Kialakulása lehet spontán, míg a növénynemesítők tevékenységében egy tudatosan kialakított képesség, tulajdonság. Hasznosságát tekintve lehet előnyös vagy kártékony. Csökkenthető a környezet vegyszerterhelése, egyszerűbbé tehető a gazdálkodás ha a termesztett növény ellenáll valamilyen kártevőnek, kórokozónak, viszont többlet erőfeszítést, -költséget jelent ha ez fordítva történik.

A mezőgazdasági gyakorlatban a legnagyobb nehézséget a gyomnövények herbicidekkel szemben kifejlődő ellenállóképessége jelenti. Magyarországon a hetvenes években jelent meg nagy földrajzi kiterjedésben gyomrezisztencia atrazin hatóanyagú készítményekkel szemben. Abban az időben a kukorica iparszerű, monokultúrás ter-
mesztése lehetővé tette perzisztens hatóanyagok többéves adagjának az alkalmazását, ami a nagy szelekciós nyomás miatt törvényszerűen elvezetett az ellenálló biotípusok szelekciójához. Ebből a növényvédős szakma sokat tanult. A rezisztencia kialakulását befolyásaló tényezők ismerete hozzásegíti a gazdálkodót ahhoz, hogy elkerülje vagy legalább késleltesse a probléma kialakulását (lásd táblázat).

A genetikailag módosított, gyomirtó szereknek ellenálló vagy bizonyos kártevők ellen védetté nemesített növények alkalmazását a magyar Alaptörvény nem teszi lehetővé, ezért széles körben köztermesztésbe csak a hagyományosnak tekinthető biotechnológiai eszközökkel rezisztensé tett növényfajták kerülhetnek. Számos példa van erre minden szakterületen, de csak a gyomirtó szereknél maradva kukoricában a cikloxidim ellenálló hibridek vagy napraforgóban, repcében az ALS enzimet gátló herbicideket tűrő hibridek tartoznak a legelterjedtebbek közé. Ezek a fejlesztések rövid-középtávon nagyon hasznosak, de hosszabb távon növelik a rezisztencia kialakulásának a kockázatát, mivel teljes vetésváltás mellett is visszatérően hasonló hatásmódú, esetleg ugyanazok a készítmények kerülhetnek felhasználásra. Ráadásul mind a szelektív egyszikűirtó, mind az ALS-gátló készítmények esetében nagyszámú a bizonyítottan rezisztens biotípus a világ különböző részein, ezért Magyaroszágon is csak idő kérdése mikor jelenik meg a probléma.

Mindent egybevetve a legcélszerűbb olyan gyomirtási stratégiát alkalmazni, amely a kockázatot alacsony szinten tartja (lásd a mellékelt táblázat). Ezen túlmenően ajánlatos a kezelt területet a hatáskifejtést követően bejárni és amennyiben korábban érzékeny fajok túlélő egyedei előfordulnak, akkor azokat mechanikai úton célszerű eltávolítani, ha mód van rá. Fontos a tarlók tisztán tartása is, mivel az évelők irtásával, illetve az egyéves fajok magérlelésének megakadályozásával jelentősen csökkenthető a gyomnyomása a következő kultúrában, ami szintén hozzájárul az alkalmazott eljárások hatékonyságának megőrzéséhez.

A gyomnövények herbicid rezisztenciája egy bőségesen kutatott terület, ami ennek ellenére még ma is ad munkát a gyomirtó szerek fejlesztőinek. Az egyik irodalmilag stabilan alátámasztott megállapítás, hogy a gyomnövények esetében a „szubletális” dózis a rezisztencia kialakulásának fő okozója. Mit is takar a tudományosan hangzó szubletális dózis? Nem másról van szó, mint arról a helyzetről, amikor a gyomnövény az adott herbicid hatása alá kerül, de nem pusztul el, ezáltal esély teremtődik rezisztens mutáns kialakulására. Ennek oka szerteágazó lehet, attól kezdve, hogy az adott gyomnövény az adott készítmény hatásspektrumának szélén helyezkedik el, mondhatnánk úgy is, mellékhatással rendelkezik ellene. Folytatva azokkal az esetekkel, mikor hosszú hatástartamú szerek lebomlása közben kerülnek kapcsolatba a gyomnövényekkel. Ugyancsak ide sorolandó az aluldozírozás is, hiszen akkor mi adunk subletális adagot a gyomirtó szerből.

A gyomrezisztencia kialakulását emellett nagyban befolyásolja az adott gyomnövény genetikailag meghatározott túlélési stratégiája. Gondolok itt a magról kelők esetében a magmennyiségekre, évelőknél a tarackokon lévő rügyek számára. Minél nagyobb a magok, ill, rügyek száma, annál nagyobb a rezisztenciát kialakító mutáció kialakulásának esélye. A herbicideket vizsgálva a hatásmechanizmusok közti különbségek ugyancsak különböző rezisztencia kockázatokat jelenthetnek. Az azonos hatásmechanizmusú szerek megszakítás nélküli használata szintén a rezisztencia kockázatát növeli.

A talajban hosszú hatású szer, nagy magprodukciójú gyomnövény rezisztencia kialakító voltára az atrazin rezisztens disznóparéj mutatkozik a legjobb példának. Ennek körüljárását azért tartom érdemesnek, mert sok tanulsággal szolgál. A kukorica gyomirtás hőskorában az atrazint óriási területeken használták monokultúrás körülmények között is, ahol kezdetben még nem volt szabályozva az egymást követő években történő alkalmazása. Utólag könnyen magyarázható módon alakult ki az atrazin rezisztens disznóparéj, eluralva a kukoricatáblákat. Itt jön a gyomrezisztencia következő kérdése, hogy a rezisztensé vált gyomnövény a szelekciós nyomás elmúltával (az atrazin kikerült a forgalomból) mennyire tudja uralkodó státuszát megőrizni a populáción belül. Hiszen egy gyommagbankként működő talaj esetében a rezisztencia mindig egy populációdinamikai kérdés. Amíg fennáll az egyoldalú – ez esetben az atrazin okozta – szelekciós nyomás, addig a rezisztens egyedek aránya rohamosan növekszik a populáción belül. Amint gyomirtó szert váltunk és más irányból „nyomjuk” a populációt, felszínre kerültek az atrazin rezisztens Amaranthus gyengéi.
Azt már kialakulásakor leírták róla, hogy kevésbé virulens, alacsonyabb magprodukciójú, mint az alap változat, de ennek az atrazin biztosította szelekciós nyomás mellett nem volt gyakorlati jelentősége. Amint megkezdődött a szulfonil-ureák tömeges használata a pálya egyenlővé vált a populáció két csoportja előtt, hiszen ezekkel a szerekkel szemben egyaránt érzékenyek voltak. Feltételezhetjük, hogy az atrazin rezisztens biotípus visszaszorult a populációkon belül, mert az utóbbi időben nem látunk, hallunk gyomirtási nehézségeket triazin típusú gyomirtó szerek használata esetén. Rögtön hozzá kell tenni, nem használjuk őket önmagukban.

Itt jön el az a pont, ahol gyomirtó szer fejlesztők, engedélyezők felelőssége mutatkozik meg. Az engedélyezési vizsgálatok során bizonyítani kell a minimális hatékony dózist. Egy gyomirtási technológia kifejlesztése során törekednünk kell különböző hatásmechanizmusú készítmények együttes vagy egymás utáni használatára egy vegetációs perióduson belül. A dózist úgy kell beállítanunk, és engedélyeztetnünk, hogy az mindig a hatékonysági küszöb felett legyen a hatásspektrumába tartozó gyomokkal szemben, de túladagolással ne terheljük feleslegesen a környezetet.

A gyomrezisztencia kialakulásának elkerülése az eddig megszerzett tudásunk alapján a fejlesztők, engedélyezők és felhasználók közös munkájának eredménye.

A gyomnövények herbicidekkel szembeni ellenállóságának kialakulásáért több tényező vonható felelősségre. Ezen tényezők származhatnak a helytelen mezőgazdasági, növényvédelmi tevékenységből, a technológiai fegyelem hiányából és természetesen, a társadalmi igényekből adódó kijuttatható hatóanyag-mennyiségi korlátozásokból.

A gyomnövények herbicid rezisztenciájának kialakulásáért felelős tényezők, és az ez ellen irányuló törekvéseink az alábbiak:

1. Technológiai javaslatunkban felhívjuk a termelők figyelmét a vetésforgók kialakítására, a monokultúrás termesztés elkerülésére.
A vetésforgó egyben szerrotációt is jelent, mivel a különböző kultúrákban többnyire eltérő hatásmódú készítmények használata terjedt el. Nem szabad megfeledkezni azonban a kalászos – kukorica bikultúra gyomrezisztenciára gyakorolt hatásáról sem, hiszen sok esetben e két növény termesztése során hasonló hatásmechanizmusú szerek használata terjedt el. Ebben az esetben is törekedni kell a szerrotációra, illetve lehetőség szerint más kultúrák vetésforgóba illesztésére is.

2. A növényvédő szer fejlesztés során törekszünk olyan szerkombinációk kifejlesztésére, melyben eltérő hatásmechanizmusú hatóanyagok szerepelnek. Az ilyen kombinációk a gyomrezisztencia kialakulásának megelőzése mellett szélesebb hatásspektrumú kezeléseket is eredményeznek. Ilyen Syngenta készítmények pl. a búza gyomirtására javasolt két eltérő hatásmódú hatóanyagot – triaszulfuront és dikambát – tartalmazó készítmény, vagy a kukorica gyomirtására kifejlesztett, három eltérő hatásmódú hatóanyagú – terbutilazin+mezotrion+S-metolakrór – kukorica gyomirtó szer kombináció.

Olyan esetekben, amikor a gyári kombináció nem valósítható meg, olyan gyomirtó szer csomagok összeállítását végezzük, melynek során eltérő hatásmódú szereket csomagolunk össze és javasoljuk tankkeverékben történő felhasználásukat. Ilyen csomag pl. melyben a nikoszulfuron hatóanyagú készítmény mellett az eleve két hatóanyagú, – proszulfuron + dikamba hatóanyagot tartalmazó – kombinációs partner szerepel.

3. A széltippannal fertözőtt kalászos területeken a termelők előszerettel használják a maximális triaszulfuron dózist, ami a több éven keresztüli használat következtében rezisztencia kialakulását generálja. Ezen a területen is az eltérő hatásmódú herbicid kombináció kifejlesztésén dolgozunk, és várhatóan a közeljövőben egy ilyen kombináció engedélyezésre, majd forgalomba is kerülhet.

4. A gyomrezisztencia kialakulásának megelőzése szempontjából rendkívül fontos a hatékony dózis meghatározása és engedélyeztetése. Az alacsonyabb dózis által biztosított részleges hatás – ha még költségcsökkentést is eredményez, és ezért gyakran a termelő igényét kielégíti – fokozza a rezisztencia kialakulását. Ezért veszélyes pl. a glifozát hatóanyagú szereknél az állományszárításra engedélyezett alacsonyabb – 2,0 l/ha – dózis, ami a tűrőképesebb évelő gyomokra nem elegendő, ezáltal rezisztencia kialakulását segíti.

5. Az EU elsősorban környezeti kockázat csökkentése szempontjából egyes hatóanyagokra előírt dóziscsökkentési előírásai, bizonyos területeken fokozott rezisztencia kialakulásának veszélyét rejti. Ilyen pl. a repce gyomirtására engedélyezett dimetaklór, metozaklór hatóanyagok 1000 g/ha-ra csökkentett maximális dózisa, ami egyes területeken az ebszékfű ellen csak részleges hatást biztosít. Ugyanakkor, a felhasználásukra előírt, háromévenkénti használatra vonatkozó korlátozás, rezisztencia kialakulását gátló rendelkezés.

Összességében megállapíthatjuk, hogy a gyomrezisztencia kialakulásának megelőzése mind a gazdálkodók, mind a növényvédő szer gyártó és forgalmazó cégek közös érdeke és feladata. A cél a hatékony és okszerű gyomszabályozási műveletek fejlesztése, használata és az egyes gyomirtási lehetőségek kombinálása.

A gyomrezisztencia egyre nagyobb problémát öltve nehezíti meg a gazdálkodók életét. A rezisztencia számos problémát vet fel. A legfontosabb, hogy a korábban hatékonynak vélt gyomirtó szerek nem hatékonyak, így a területen maradt gyomnövények termésveszteséget okoznak a kultúrnövénynek. A másik, hogy kiszelektálódnak ellenálló gyomfajok, populációk, amelyek ellen nehezebben, drágábban vagy egyáltalán nem lehet védekezni. Kialakulásának oka elsősorban az egyoldalú hatóanyag vagy ugyanolyan hatásmechanizmusú készítmények használata.

A probléma egyre terjed mind Európában, mind a világon. Az Amerikai Egyesült Államokban már több, mint 20 gyomfaj rezisztens a széles körben használt glifozát típusú gyomirtókra. Európában alapvetően az egyoldalú szulfonilurea típusú gyomirtó szerek használata miatt rezisztens populációi ismertek a pipacsnak, szőrös disznóparéjnak, tyúkhúrnak, nagy széltippannak, parlagi ecsetpázsitnak, fenyérciroknak, vadrepcének, míg a metamitronnal szemben a fehér libatop és a glifozáttal szemben az olaszperje és a betyárkóró esetében találtak ellenálló populációkat. Magyarországon az elmúlt évtizedekben 11 gyomfajt (Vegyszeres gyomirtás és termésszabályozás, 2013. 126–128. old. Kádár et. all) írtak le rezisztens gyomfajként különféle hatóanyagokra. Ezekből szerencsére 9 gyomfaj az atrazinra rezisztens, aminek használatát megtiltották. Viszont két rendkívül fontos gyomfaj manapság is használt hatóanyagokra rezisztens. A mezei acatot előbb 2,4-D-re és MCPA-ra írták le rezisztensnek, később pedig szulfonil-karbamidokra.
A fenyércirkot pedig néhány évvel ezelőtt a széles körben alkalmazott nikoszulfuronra, rimszulfuronra és foramszulfuronra írták le rezisztensnek.

Manapság sajnos a rezisztencia fenyegetettség egyre erősödik hazánkban is. Ennek számos oka van:

• A gyomirtó szer paletta egyre jobban szűkül az európai uniós szabályozás miatt. Ennek eredménye az egyoldalú vegyszerhasználat;
• Az ALS-gátló herbicidek egyre nagyobb teret nyernek különféle kultúrákban. Használatuk a kalászos gabonák és kukorica után megjelent a napraforgó területek több mint 70%-án (IMI és SU napraforgó), majd az elmúlt években repcében is. Ez fokozza az egyoldalú vegyszerhasználatot;
• A termelők jelentős része megelégszik azzal, hogy a gyomokat talajszinten vagy kalászszint alatt tartsa, amivel az ellenálló populációk kialakulását segítik elő. Tipikus példa erre kalászos gabonában a nagy széltippan esete, amely gyomfaj kifejezetten hajlamos a rezisztens biotípusok kialakítására, amire Nyugat-Európában számos példa is van.

Számos olyan készítményt kínálunk, amellyel kifejezetten hatékonyan lehet küzdeni a már kialakult rezisztencia, illetve annak jövőbeli kialakulása ellen. Kifejlesztésüknél a következő legfontosabb elveket követtük és követjük a jövőben is:

• A hatóanyagok dózisának megállapításánál a legfőbb cél a hatékonyság és nem az alacsony költség;
• Célunk, hogy a gyomnövényeket elpusztítsuk és ne csak a kalászszint alatt tartsuk;
• A gyári kombinációk min. 2, de inkább 3 eltérő hatásmechanizmusú hatóanyagot tartalmaznak;
• A gyártói csomagjaink szintén a lehető legmagasabb dózisokat tartalmazzák a gyomnövények tökéletes elpusztítása érdekében.

Ezeket követve meggyőződésünk, hogy meggátolhatjuk a gyomrezisztencia kialakulását.

-an-