Pigweed atklāts: kā šis agresīvais nezāle pārveido lauksaimniecību un ko zemniekiem jāzina, lai pretotos

• Ievads: Kas ir pigweed?
• Pigweed sugu bioloģija un identifikācija
• Pigweed ātrā izplatība: cēloņi un karstie punkti
• Ietekme uz lauksaimniecību: ražas un ekonomiskie zaudējumi
• Augu aizsardzības līdzekļu rezistence: superneatbilstību izaicinājums
• Integrētās pārvaldības stratēģijas pigweed kontrolei
• Vides un veselības ietekme
• Nākotnes prognozes: pētījumi un inovācijas pigweed pārvaldībā
• Secinājumi: nepārtrauktā cīņa pret pigweed
• Avoti un atsauces

Ievads: Kas ir pigweed?

Pigweed ir vispārīgs nosaukums vairākām sugām no Amaranthus ģints, grupas strauji augošu, viengadīgu augu, kas sastopami visā pasaulē. Šie augi ir ievērojami ar savu pielāgošanās spēju, ražīgu sēklu ražošanu un izturību, kas padara tos par pastāvīgu lauksaimniecības nezāli un, dažos gadījumos, vērtīgu pārtikas avotu. Pigweed sugas, piemēram, Amaranthus retroflexus (sarkanais pigweed) un Amaranthus palmeri (Palmer amaranth), ir īpaši slavenas lauksaimniecības apstākļos ar spēju pārsniegt kultūras, samazināt ražas un attīstīt rezistenci pret herbicīdiem. To straujā augšana un liela sēklu iznākums—dažreiz pārsniedzot simtiem tūkstošu sēklu uz augu—ļauj tiem ātri kolonizēt traucētas augsnes un kultivētas laukas.

Neskatoties uz reputāciju kā nezālēm, dažām pigweed sugām ir ilgstoša vēsture kā zaļajiem dārzeņiem un graudiem dažādās kultūrās. Lapas un sēklas ir bagātas ar barības vielām, tostarp olbaltumvielām, vitamīniem un minerālvielām, un tās joprojām tiek patērētas Āfrikas, Āzijas un Amerikas daļās. Tomēr mūsdienu lauksaimniecībā uzmanība biežāk tiek pievērsta izaicinājumiem, ko pigweed rada, īpaši tās ietekmei uz kultūru pārvaldību un pārtikas ražošanu. Pieaugošā herbicīdu rezistento pigweed sugu izplatība ir kļuvusi par nozīmīgu problēmu zemniekiem un pētniekiem, kā rezultātā tiek attīstītas integrētās nezāļu pārvaldības stratēģijas un turpināti zinātniskie pētījumi ASV Lauksaimniecības departaments. Pigweed bioloģijas, ekoloģijas un pārvaldības izpratne ir būtiska, lai sabalansētu tās lauksaimniecības ietekmi ar potenciālajām priekšrocībām kā pārtikas resursam.

Pigweed sugu bioloģija un identifikācija

Pigweed attiecas uz vairākām sugām no Amaranthus ģints, kas ir slavenas ar savu straujo augšanu, pielāgošanās spēju un konkurētspēju lauksaimniecības apstākļos. Galvenās sugas ir Amaranthus retroflexus (sarkanais pigweed), Amaranthus palmeri (Palmer amaranth) un Amaranthus tuberculatus (ūdens zāle). Šīs viengadīgās platlapu nezāles ir raksturīgas ar vertikālām, sazarotām stublājiem, kas var sasniegt augstumu no 1 līdz 2 metriem, un to ražīgās sēklu ražošanas—viens augs var izdot līdz pat 500 000 sēklu vienā sezonā.

Pigweed sugu identifikācija balstās uz vairākām morfoloģiskām iezīmēm. Sarkanais pigweed parasti ir ar matiņiem klāti stublājiem un lapām, ar sarkanu centrālo sakni, bet Palmer amaranth izceļas ar gludiem, bezmatu stublājiem un garām, petiolātām lapām. Ūdens zāle, savukārt, ir ar slaidiem, bezmatu stublājiem un šaurām lapām. Visas pigweed sugas ražo mazas, zaļganas ziedus blīvs terminālos ziedkopās, un to sēklas ir mazas, apaļas un tumšas.

Pigweed izmanto C4 fotosintēzi, kas nodrošina augstu ūdens izmantošanas efektivitāti un strauju augšanu siltos, saulainos apstākļos. Šī fizioloģiskā iezīme, apvienota ar ģenētisko daudzveidību un rezistenci pret vairākiem herbicīdiem, padara pigweed par spēcīgu nezāli daudzās kultūru sistēmās. Agrīna identifikācija ir izšķiroša efektīvai pārvaldībai, jo jauni dīgļi ir vieglāk kontrolējami nekā nobrieduši augi. Lai iegūtu detalizētākas identifikācijas atslēgas un attēlus, skatiet resursus, ko nodrošina ASV Lauksaimniecības departaments, Lauksaimniecības pētniecības dienests un Kalifornijas Pārtikas un lauksaimniecības departaments.

Pigweed ātrā izplatība: cēloņi un karstie punkti

Pigweed ātrā izplatība pa lauksaimniecības ainavām rada pieaugošas bažas lauksaimniekiem un zemes apsaimniekotājiem visā pasaulē. Ir vairāki faktori, kas veicina tā agresīvo vairošanos. Pirmkārt, pigweed sugas, piemēram, Amaranthus palmeri un Amaranthus retroflexus, ražo milzīgu sēklu daudzumu—līdz pusei miljona uz augu—kas paliek dzīvotspējīgas augsnē gadiem ilgi, nodrošinot pastāvīgas sēklu krājumus. Šīs sēklas viegli izplatās ar vēju, ūdeni, iekārtām un piesārņotām kultūraugu sēklām, atvieglojot tālās pārvietošanās un jaunu teritoriju kolonizāciju (ASV Lauksaimniecības departaments).

Vēl viens svarīgs faktors ir pigweed izcilā pielāgošanās spēja. Tas uzplaukst plašā augsņu veidu un vides apstākļu lokā, un tā straujā izaugsme ļauj tam pārsniegt kultūras gaismas, ūdens un barības vielu iegūšanā. Plašā herbicīdu rezistento kultūraugu pieņemšana ir arī nejauši izvēlējusies herbicīdu rezistento pigweed populāciju, padarot ķīmisko kontroli arvien grūtāku (Amerikas Fitopatoloģijas biedrība).

Pigweed invāzijas karstie punkti ir Dienvidu un Vidusrietumu ASV, kur intensīva rindu kultūraugu lauksaimniecība un samazināta aršana rada ideālus apstākļus tā izplatībai. Pēdējā laikā pigweed ir ziņots arī Kanādā, Eiropā un Austrālijā, radot bažas par tās globālo izplatību (Agronomijas un bioscienču starptautiskā centra). Ražīgās sēklu ražošanas, pielāgošanās spējas un rezistences pret kontroles pasākumiem kombinācija uzsver steidzamo nepieciešamību pēc integrētām pārvaldības stratēģijām, lai ierobežotu pigweed attiecību.

Ietekme uz lauksaimniecību: ražas un ekonomiskie zaudējumi

Pigweed, īpaši sugas, piemēram, Amaranthus palmeri (Palmer amaranth) un Amaranthus retroflexus (sarkanais pigweed), ir kļuvusi par būtisku apdraudējumu lauksaimniecības produktivitātei visā pasaulē. Šīs ļoti konkurētspējīgās nezāles var pārspēt kultūras pamata resursu, piemēram, gaismas, ūdens un barības vielu, iegūšanā, nereti izraisot ievērojamu ražas samazināšanos. Piemēram, Palmer amaranth invāzijas sojas pupu un kokvilnas laukos ir dokumentētas, lai izraisītu ražas zudumus līdz 91% un 79% attiecīgi, ja tās netiek kontrolētas ASV Lauksaimniecības departaments. Pigweed straujā augšana un ražīgā sēklu ražošanas palielina tā ietekmi, ļaujot populācijām ātri izveidoties un izplatīties plašos apgabalos.

Ekonomiski pigweed klātbūtne kultūraugu laukos nozīmē būtiskus finansiālus zaudējumus zemniekiem. Palielinātās izmaksas rodas papildu herbicīdu lietošanas, mehāniskās kontroles pasākumu un potenciālo ražas samazinājumu dēļ. Tikai ASV pigweed invāziju gada ekonomiskā ietekme galvenajos kultūrās, piemēram, kukurūzā, sojas pupās un kokvilnā, tiek lēsta simtos miljonu dolāru ASV Lauksaimniecības departamenta Ekonomiskās pētniecības dienests. Turklāt herbicīdu rezistento pigweed biotipu attīstība ir paplašinājusi pārvaldības stratēģijas, bieži vien prasot dārgākas un darba intensīvākas kontroles metodes. Šo faktoru kumulatīvā ietekme uzsver steidzamu nepieciešamību pēc integrētām nezāļu pārvaldības pieejām, lai mazinātu pigweed invāziju lauksaimniecības un ekonomiskos sekas.

Augu aizsardzības līdzekļu rezistence: superneatbilstību izaicinājums

Augu aizsardzības līdzekļu rezistence pigweed, īpaši sugām, piemēram, Amaranthus palmeri (Palmer amaranth) un Amaranthus tuberculatus (ūdens zāle), ir kļuvusi par nozīmīgu izaicinājumu mūsdienu lauksaimniecībā. Šīs pigweed sugas ir attīstījušas rezistenci pret vairākiem herbicīdu klašu veidiem, tostarp glifosātu, ALS inhibitoriem un PPO inhibitoriem, iegūstot “superneatbilstību” apzīmējumu. Rezistences straujā attīstība ir saistīta ar pigweed augsto ģenētisko daudzveidību, ražīgo sēklu ražošanu un īsu paaudžu laiku, kas ļauj populācijām ātri pielāgoties ķīmisko kontroles pasākumiem. Tādējādi lauki, kas ir pakļauti rezistentiem pigweed, var piedzīvot smagus ražas zudumus, palielinātus ražošanas izdevumus un samazinātu tradicionālo nezāļu pārvaldības stratēģiju efektivitāti.

Herbicīdu rezistento pigweed izplatība ir īpaši problemātiska galvenajās kultūru ražošanas reģionos, piemēram, ASV Vidusrietumu un Dienvidos, kur atkarība no ķīmiskās nezāļu kontroles ir bijusi augsta. Pārvaldība tagad prasa integrētus pieejas, apvienojot kultūras praksi, mehānisko kontroli, kultūraugu rotāciju un segkultūru izmantošanu, lai mazinātu pigweed iznākumu un izaugsmi. Pētniecības un paplašināšanas aģentūras uzsver dažādas nezāļu pārvaldības nozīmi, lai palēninātu rezistences attīstību un saglabātu esošo herbicīdu lietderību. Nepārtrauktais “superneatbilstību” izaicinājums, ko rada pigweed, uzsver nepieciešamību pēc inovācijām gan ķīmiskās, gan neķīmiskās nezāļu kontroles stratēģijās, kā arī koordinētām pūlēm starp zemniekiem, pētniekiem un nozares ieinteresētajām pusēm, lai risinātu šo pieaugošo apdraudējumu kultūraugu ražošanai (ASV Lauksaimniecības departaments, Purdue universitātes paplašināšana).

Integrētās pārvaldības stratēģijas pigweed kontrolei

Integrētās pārvaldības stratēģijas pigweed kontrolei apvieno vairākas pieejas, lai efektīvi apspiest šo augsti pielāgojamo un herbicīdu izturīgo nezāli. Pigweed sugas, īpaši Amaranthus palmeri un Amaranthus retroflexus, ir attīstījušas rezistenci pret vairākām herbicīdu klasēm, padarot atkarību no ķīmiskās kontroles vienai par neizturīgu. Integrētā pieeja iekļauj kultūras, mehāniskās, ķīmiskās un bioloģiskās taktikas, lai samazinātu pigweed populācijas un kavētu rezistences attīstību.

Kultūras prakses, piemēram, kultūraugu rotācija un konkurētspējīgu segkultūru (piemēram, kviešu rudzu) izmantošana, var apspiest pigweed iznākumu, nosedzot augsni un samazinot pieejamos resursus. Savlaicīga aršana un kultivēšana izjauc pigweed dīgļus pirms to izveidošanas, kamēr roku ravēšana joprojām ir efektīva mazliet vai augstas cenas augos. Precizācijas lauksaimniecības rīki, piemēram, vietējā nezāļu kartēšana un mērķtiecīga uzklāšana, vēl vairāk uzlabo kontroles efektivitāti.

Ķīmiskā kontrole paliek integrētās pārvaldības sastāvdaļa, taču tā ir visefektīvākā, apvienojot ar citām metodēm. Herbicīdu maiņa ar dažādiem darbības mehānismiem un iepriekšējās ražas atliekot herbicīdu izmantošana var palīdzēt pārvaldīt rezistento populāciju. Tomēr vajadzētu izvairīties no pārmērīgas atkarības no jebkuras viena herbicīdu grupas, lai novērstu papildu rezistences attīstību.

Jauni bioloģiskās kontroles risinājumi, piemēram, dabiska patogēnu vai konkurējošu augu sugu izmantošana, tiek izpētīti, taču vēl nav plaši pieņemti. Galu galā veiksmīga pigweed pārvaldība prasa ilgtermiņa, adaptīvu stratēģiju, kas pielāgota vietējiem apstākļiem un nezāļu spiedienam. Lai iegūtu detalizētu vadlīniju, skatiet resursus no ASV Lauksaimniecības departamenta, Lauksaimniecības pētniecības dienesta un Purdue universitātes paplašināšana.

Vides un veselības ietekme

Pigweed, īpaši sugas, piemēram, Amaranthus palmeri un Amaranthus retroflexus, rada būtiskas vides un veselības problēmas, ņemot vērā tās agresīvo augšanu, pielāgošanās spēju un rezistenci pret herbicīdiem. Vides ziņā pigweed var pārspēt vietējās veģetācijas un kultūras, izraisot bioloģiskās daudzveidības samazināšanos un ekosistēmu dinamiku izmaiņas. Tās straujā izplatība lauksaimniecības laukos bieži vien prasa palielinātu herbicīdu lietošanu, kas var veicināt augsnes un ūdens piesārņojumu un negatīvi ietekmēt netargetētos organismus, tostarp labvēlīgās insectus un augsnes mikrobūtiskās. Glifosāta rezistento pigweed populāciju attīstība vēl vairāk sarežģījusi nezāļu pārvaldību, radot bažas par pašreizējo lauksaimniecības praksi ilgmūžību un iespējamo palielināto ķīmisko iejaukšanos ASV Vides aizsardzības aģentūra.

Veselības aspektā pigweed var būt problemātiska gan cilvēkiem, gan lopiem. Dažas sugas akumulē augstus nitrātu un oksalātu līmeņus, kas, uzņemti no lopiem, var izraisīt toksiskus pārdozēšanas vai pat nāvi. Cilvēkiem pigweed ziedputekšņi ir zināms alergēns un var pasliktināt elpceļu slimības, piemēram, astmu un siena drudzi, jo īpaši ziedēšanas pīķa laikā Slimību kontroles un profilakses centri. Turklāt palielinātā herbicīdu izmantošana pigweed kontrolei var radīt bažas par cilvēku saskari ar ķīmisko atlikumu pārtikas un ūdens apgādēs. Šie apvienotie vides un veselības izaicinājumi uzsver vajadzību pēc integrētām nezāļu pārvaldības stratēģijām un nepārtraukta pētījuma par ilgtspējīgām kontroles metodēm ASV Lauksaimniecības departamenta, Lauksaimniecības pētniecības dienesta.

Nākotnes prognozes: pētījumi un inovācijas pigweed pārvaldībā

Pigweed pārvaldības nākotne arvien vairāk tiek veidota ar inovāciju pētījumiem un integrētām stratēģijām, jo tradicionālās kontroles metodes saskaras ar pieaugošiem izaicinājumiem. Herbicīdu rezistence, īpaši sugās, piemēram, Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) un waterhemp (Amaranthus tuberculatus), ir padarījusi daudzus ķīmiskos kontroles pasākumus par mazāk efektīviem, kas mudina pāriet uz dažādām pieejām. Pašreizējie pētījumi koncentrējas uz rezistences ģenētisko mehānismu izpratni, ļaujot attīstīt mērķtiecīgus herbicīdus un molekulārās diagnostikas rīkus rezistentu biotipu agrīnai atklāšanai (ASV Lauksaimniecības departamenta, Lauksaimniecības pētniecības dienesta).

Inovācijas precizācijas lauksaimniecībā, piemēram, mašīnu redze un roboti, tiek izpētīti, lai identificētu un izņemtu pigweed augu ar minimālu ietekmi uz kultūrām. Šīs tehnoloģijas sola mazināt atkarību no ķīmiskajiem herbicīdiem un uzlabot ilgtspēju. Turklāt pētnieki izpēta segkultūru un kultūraugu rotācijas izmantošanu, lai apspiestu pigweed iznākumu, mainot lauka mikrovides un izjaucot nezāļu dzīves ciklus (ASV Lauksaimniecības departamenta, Lauksaimniecības pētniecības dienesta).

Bioloģiskās kontroles metodes, tostarp dabiski patogēni un konkurējošas augu sugas, arī tiek izvērtētas to potenciāla dēļ, lai pārvaldītu pigweed populācijas bez kaitīgām ietekmēm uz vidi. Šo dažādo taktiku integrācija vispārējās nezāļu pārvaldības programmās tiek sagaidīta kā svarīga nākotnes panākumu atslēga. Nepārtraukta sadarbība starp sabiedriskajām pētniecības iestādēm, privātu nozari un audzētājiem būs būtiska, lai pielāgotu un efektīvi ieviestu šīs inovācijas (ASV Lauksaimniecības departaments, Ekonomiskās pētniecības dienests).

Secinājums: nepārtrauktā cīņa pret pigweed

Nepārtrauktā cīņa pret pigweed, īpaši sugas, piemēram, Palmer amaranth un waterhemp, joprojām ir nozīmīgs izaicinājums mūsdienu lauksaimniecībai. Šīs ļoti pielāgojamās nezāles ir attīstījušas rezistenci pret vairākām herbicīdu klasēm, tostarp glifosātu, padarot tradicionālos ķīmiskos kontrolēšanas pasākumus arvien mazāk efektīvus. Tādējādi zemnieki un pētnieki ir spiesti pieņemt integrētas nezāļu pārvaldības stratēģijas, kas apvieno kultūras, mehāniskās un ķīmiskās pieejas. Kultūraugu rotācija, segkultūru izmantošana un savlaicīga aršana tiek atkārtoti pārskatīti kā būtiskas tikumiem, lai ilgtspējīgi kontrolētu pigweed, bet jauno herbicīdu formulu un uzklāšanas tehnoloģiju izstrāde turpinās būt pētījumu prioritāte.

Neskatoties uz šiem centieniem, pigweed sugu straujā evolūcija un ražīgā sēklu ražošana nozīmē, ka iznīcināšana nav iespējama; drīzāk uzmanība tika pievērsta ilgtermiņa apspiešanai un pārvaldībai. Sadarbība starp audzētājiem, paplašināšanas dienestiem un regulējošajām aģentūrām ir izšķiroša, lai uzraudzītu rezistences tendences un izplatītu labākās prakses. Nepārtraukta investīcija pētniecībā un izglītībā ir nepieciešama, lai iepriekšētu šo pastāvīgo draudu, kā uzsver tādas organizācijas kā ASV Lauksaimniecības departamenta Lauksaimniecības pētniecības dienests un Starptautiskā herbicīdu rezistento nezāļu izpēte. Galu galā cīņa pret pigweed ilustrē lauksaimniecības kaitēkļu pārvaldības dinamisko dabu un uzsver nepieciešamību pēc adaptīvām, zinātniskām risinājumiem, lai aizsargātu ražas un pārtikas drošību.

Avoti un atsauces

• ASV Lauksaimniecības departaments
• Kalifornijas Pārtikas un lauksaimniecības departaments
• Amerikas Fitopatoloģijas biedrība
• Agronomijas un bioscienču starptautiskā centra
• ASV Lauksaimniecības departamenta Ekonomiskās pētniecības dienests
• Purdue universitātes paplašināšana
• Slimību kontroles un profilakses centri
• Starptautiskā herbicīdu rezistento nezāļu izpēte