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Resistance of herbicides against Alopecurus myosuroides in Lower Saxony
Get PDFIm Pflanzenschutzamt der LWK Niedersachsen werden Samen von Alopecurus myosuroides im sogenannten „Biotest“ auf metabolische Herbizidresistenz und bei Bedarf auf weitergehende Target-site Resistenz (TSR) untersucht. Auf den norddeutschen Flächen brechen ganze Wirkstoffgruppen bei der Bekämpfung von Acker-Fuchsschwanz in allen Ackerbaukulturen weg, insbesondere auf Flächen, die seit Jahren intensiv in engen Getreidefruchtfolgen bewirtschaftet werden. Auf knapp 50 % der untersuchten Standorte wurde eine mittlere bis starke ALS-Resistenz gegenüber Mesosulfuron (enthalten in Atlantis WG, Atlantis OD, Atlantis flex, Niantic) nachgewiesen. Weitere Herbizide aus der Gruppe der ALS-Hemmer sind betroffen, so zeigen rund die Hälfte der gegenüber Mesosulfuron resistenten niedersächsischen Standorte auch eine deutliche Wirkungseinschränkung gegenüber den Wirkstoffen Foramsulfuron und Thiencarbazone (beide enthalten in MaisTer Power) in Mais. Fast die Hälfte der untersuchten Proben zeigt in Niedersachsen keine ausreichende Wirkung mehr für die Wirkstoffgruppe der DIM, Focus Ultra ist besonders betroffen und in einem geringeren Umfang auch Select 240 EC. Die Wirkstoffgruppen A (ACCase-Hemmer), und C (Photosynthese Hemmer) leiden ebenfalls unter einem erhöhten Resistenzrisiko bei den Gräserarten und das gleichzeitig in den Wintergetreidearten, Winterraps und den Sommerungen wie Kartoffeln, Zuckerrüben, Mais und Sommergetreide. In der Wirkstoffgruppe K zeigt der Wirkstoff Flufenacet bei der Acker-Fuchsschwanzbekämpfung ebenfalls erste Ermüdungserscheinungen. Dagegen werden bislang keine Herbizidresistenzen in den Wirkstoffgruppen E (Flumioxazin, Carfentrazone und Bifenox), F (Diflufenican, Clomazone und den Triketonen) sowie in G (Glyphosat), N (Prosulfocarb, Ethofumesat und den Synthetischen Auxinen (Quinmerac, Aminopyralid, Clopyralid) und den sogenannten Wuchsstoffpräparaten beobachtet.
Weitere Herbizidresistenzen lassen sich für Alopecurus myosuroides nur durch Wirkstoffwechsel, Wirkstoffkombination und ackerbaulichen Maßnahmen vermeiden.In the Plant Protection Office of the LWK Lower Saxony, seeds from Alopecurus myosuroides are tested in the so-called "bioassay" for metabolic herbicide resistance and, if necessary, for further target site resistance (TSR). On the North German plains, whole groups of active ingredients in the control of A. myosuroides break away in all agricultural crops, in particular on sites that have been cultivated intensively for years in short cereal-based crop rotation. Nearly 50% of the investigated sites showed medium to high resistance to mesosulfuron (contained in Atlantis WG, Atlantis OD, Atlantis flex, Niantic). Other herbicides from the HRAC group of ALS inhibitors are affected, with around half of the mesosulfuron-resistant samples from Lower Saxony also showing a significant reduction in their sensitivity to the active substance thiencarbazone (included in, for example, MaisTer Power) in maize. Almost half of the samples examined in Lower Saxony no longer have a sufficient sensitivity to the active ingredient group of DIMs; Focus Ultra is particularly affected and, to a lesser extent, Select 240 EC.
HRAC groups A (ACCase inhibitors) and C (photosynthetic inhibitors) also suffer from an increased risk of resistance in grass species, and at the same time in winter cereals, winter rape and spring crops such as potatoes, sugar beets, maize and summer cereals. In the HRAC group group K, the active ingredient flufenacet also shows the first signs of efficacy loss in the field of A. myosuroides control. In contrast, so far no herbicide resistance in the HRAC groups E (flumioxazine, carfentrazone and bifenox), F (diflufenican, clomazone and the triketones), G (glyphosate), N (prosulfocarb, ethofumesate and the synthetic auxins (quinmerac, aminopyralid, clopyralid) and the so-called growth hormone preparations has been observed.
Further herbicide resistance in A. myosuroides can only be mitigated by a rotation of active ingredients with different Mode of Action, the use of active ingredient combinations and agronomic measures
Development of herbicide resistance in Loose silky-bent (Apera spica-venti) in Bavaria
Get PDFDer Gemeine Windhalm (Apera spica-venti) ist eines der wichtigsten Leitungräser im bayerischen Ackerbau. Für die Vermeidung von hohen Ertrags- und Qualitätsverlusten ist eine effektive chemische Bekämpfung im Wintergetreideanbau unverzichtbar. Durch Veränderungen in der Produktionstechnik, wie z. B. vereinfachte Fruchtfolgen und reduzierte Bodenbearbeitung, haben die Besatzdichten in den Befallsregionen zugenommen. Seit etwa 15 Jahren ist eine deutliche Entwicklung von herbizidresistenten Biotypen und Populationen feststellbar.
Der bayerische Pflanzenschutzdienst verfügt über langjährige Erfahrungen zur Resistenzentwicklung bei Windhalm. Die Auswertung von Verdachtsuntersuchungen und Monitoringerhebungen beschreibt die Resistenzentwicklung von Windhalm in Bayern. Die Ergebnisse der Resistenzuntersuchungen werden in Bezug auf die Auswirkungen auf einzelne Herbizide, auf Wirkmechanismusgruppen, auf den Resistenzmechanismus und hinsichtlich Effekten in Form von Kreuzresistenz ausgewertet.
Die festgestellte Resistenzentwicklung ermöglicht eine Prognose zur Weiterentwicklung und Bedeutung der Herbizidresistenz von Windhalm im bayerischen Ackerbau.Loose silky-bent grass (Apera spica-venti) is one of the most important grass weeds in Bavaria. Effective chemical weed control is essential to prevent loss of yield and harvest quality in winter cereals. Crop rotations with more winter cereals and reduced soil cultivation caused a higher infestation of loose silky-bent in arable farming regions. Effects of herbicide resistance were observed since the last 15 years. Herbicide resistance of loose silky-bent is well surveyed by the official plant protection service of Bavaria leading to a wide experience in resistance testings and knowledge on the development of resistant loose silky-bent grass. This knowledge provides the opportunity to deduce future prospects in resistance dynamics in loose silky-bent grass
Pelargonic acid for weed control in onions: factors affecting selectivity
Get PDFIn Zwiebeln (Allium cepa) sind nur wenige Herbizide bewilligt. Aufgrund ihrer aufrecht stehenden Blätter und aufrechten Pflanzenarchitektur bleibt an den Zwiebelpflanzen nach der Applikation weniger Herbizid haften als an breitblättrigen Unkräutern. Außerdem haben sie eine dickere Cuticula. Diese Unterschiede machen einen selektiven Einsatz von Pelargonsäure in Zwiebeln möglich. Das Hauptziel dieser Arbeit war, verträgliche Aufwandmengen für unterschiedliche Wachstumsstadien zu bestimmen.
In 5 Feldversuchen wurden 3 Pelargonsäure-haltige Produkte (1 SL- und 2 EC-Formulierungen) mit einem Logsprayer appliziert. Zwischen 0 und 56 kg Aktivsubstanz (a.s.) ha-1 wurden appliziert. Die Zwiebelstadien reichten von BBCH 10 bis 16. Die Verträglichkeit wurde visuell bonitiert.
Die Produkte waren verträglich mit jeweils 7.2 und 8.3 ka a.s. ha-1 (BBCH 10-11), 6.1 und 8.9 ka a.s. ha-1 (BBCH 11-12), 8.5 und 20.7 ka a.s. ha-1 (BBCH 13) sowie mit 6.3 und 9.0 kg a.s. ha-1 (BBCH 14-16) für die SL- bzw. die EC-Formulierungen. Die Verträglichkeit hing vom Kulturstadium und den Wetterbedingungen ab. Wichtig für einen selektiven Einsatz in Zwiebeln ist eine intakte Wachsschicht, was eine regenfreie, lichtintensive Periode vor der Applikation bedingt.
Pelargonsäure könnte eine wirksame Komponente für eine nachhaltige Unkrautbekämpfung in Zwiebeln werden. Aufgrund der reinen Blattwirkung müssen kleine Unkräuter behandelt werden und es sind mehrere Applikationen notwendig.In onions (Allium cepa) few herbicides are registered. Due to their erect leaf and plant structure, onions retain less herbicide after spraying than broadleaved weeds. Further, onion plants have a thicker plant cuticle. These differences allow a selective use of pelargonic acid in onions. The main aim of this study was to determine the selective dose at different crop growth stages.
Five field trials were carried out. Three pelargonic acid containing products (1 SL- and 2 EC-formulations) were applied with a logarithmic sprayer. Dose range was 0 to 56 kg active substance (a.s.) ha-1. The growth stage varied between BBCH 10 and 16. Selectivity was rated visually.
The products were selective at 7.2 and 8.3 kg a.s. ha-1 (BBCH 10-11), 6.1 and 8.9 kg a.s. ha-1 (BBCH 11-12), 8.5 and 20.7 kg a.s. ha-1 (BBCH 13) and 6.3 and 9.0 kg a.s. ha-1 (BBCH 14-16) for the SL- and EC-products respectively. Selectivity depended on growth stage and weather conditions. Important for selectivity is an intact cuticle, a rain-free, light-intense period before application.
Pelargonic acid could become a component for sustainable weed control in onions. Due to its foliar activity, small weeds need to be targeted and several passes are required
Chemical weed control in maize (Zea mays) using mulch seed cultivation without the use of glyphosate
Get PDFZur Überprüfung der chemischen Unkrautregulierung in Mais-Mulchsaaten wurde ein Ringversuchsprogramm in vier Bundesländern von 2014 bis 2017 durchgeführt. In 17 Feldversuchen wurden Herbizidbehandlungen mit und ohne Vorsaatbehandlung auf der Basis von Glyphosat und 2,4-D geprüft. In den unterschiedlichen Nachauflaufbehandlungen wurden die Bodenherbizide mit den Wirkstoffen Dimethenamid-P, Pendimethalin und Terbuthylazin verwendet. Als blattaktive Wirkstoffe kamen Bromoxynil, Dicamba, Foramsulfuron, Iodosulfuron, Nicosulfuron, Thiencarbazone, Tembotrione, Topramezone und Tritosulfuron zum Einsatz. Unter den häufig aufgetretenen Unkräutern war ein relativ hoher Anteil von Ausfallraps (Brassica napus), Ausfallgetreide und Ampfer-Arten (Rumex sp.) auffällig. Als schwer bekämpfbar haben sich Ausfallgetreide, Grüne Borstenhirse (Setaria viridis), Trespen-Arten (Bromus sp.) und Weidelgras-Arten (Lolium sp.) erwiesen. Im Vergleich der Herbizid-Varianten konnte kein signifikanter Leistungsunterschied in der Unkrautregulierung festgestellt werden. Die Anwendung von Glyphosat in der Vorsaatbehandlung ergab keine signifikant höhere Unkrautbekämpfungsleistung im Vergleich zu Behandlungsvarianten ohne Glyphosat. Im Vergleich aller Behandlungsvarianten war eine ausreichende Unkrautregulierung in Mais-Mulchsaaten gewährleistet. Ein Verzicht auf gewässersensible Wirkstoffe wie Terbuthylazin, S-Metholachlor, Topramezone und Nicosulfuron war ohne signifikante Unterschiede in der Unkrautbekämpfungsleistung möglich.A field trial program in four German federal states was conducted from 2014 – 2017 to test the chemical weed control in mulch sowing maize. In 17 trials treatments with pre-sowing application of glyphosate and 2,4-D were compared to herbizide treatments without glyphosate. Dimethenamid-P, pendimethalin and terbuthylazine were used as soil active herbicides in post emergence application in combination with foliar active ingredients like bromoxynil, dicamba, foramsulfuron, iodosulfuron, nicosulfuron, thiencarbazone, tembotrione, topramezone and tritosulfuron. Dock (Rumex sp.), volunteer oilseed rape (Brassica napus) and cereals were conspicuously weeds in the mulch sowing trials. Volunteer cereals, green foxtail (Setaria viridis), brome (Bromus sp.) and ryegrass species (Lolium sp.) were hard to control weeds with all herbicide treatments. No significant difference in weed control efficacy was assessed for all types of herbicide treatments. We found no advantage for pre-sowing treatment of glyphosate. In the comparison of all herbicide variants a sufficient weed control was possible. Active ingredients dangerous for groundwater like terbuthylazine, S-metholachlor, topramezone and nicosulfuron can be dispensed with for water protection
Strategies for weed control in maize in water sensitive areas
Get PDFDargestellt werden seit 2014 vom Pflanzenschutzdienst Niedersachsen durchgeführten Gemeinschaftsversuche zur Unkrautbekämpfung unter besonderer Berücksichtigung von Wasserschutzaspekten. Herbizid-Wirkstoffe, deren Metabolite vermehrt in Grundwasser-Gütemessnetzen in Niedersachsen gefunden wurden (Chloracetamide, v.a. S-Metolachlor) standen dabei im Mittelpunkt der Untersuchungen. Es zeigte sich, dass bezüglich S-Metolachlor gleichwertige bodenwirksame Alternativwirkstoffe zur Verfügung stehen. Gleichwohl wird die Frage diskutiert, ob durch ein gezieltes Wirkstoffmanagement (Rotation) die Austragsgefahr für die o.a. Wirkstoffgruppe minimiert werden kann. Ziel dabei ist, eine möglichst breite Wirkstoffpalette mit Bodenherbiziden im Maisanbau zu erhalten, um dadurch zum einen einer Resistenzbildung vorzubeugen und zum anderen einer `Übernutzung` verbleibender Wirkstoffe entgegen zu wirken. Letzteres könnte dann ebenfalls zu einer stärkeren Grundwassergefährdung führen. In einem ergänzenden Versuchsprojekt in 2017 konnten Erkenntnisse zur Wirksamkeit und Umsetzbarkeit mechanischer und kombinierter Verfahren der Unkrautbekämpfung gesammelt werden. Dabei zeigte sich, dass rein mechanische Maßnahmen mit einem hohen Risiko von Ertragsverlusten verbunden sind, hauptsächlich dann, wenn die Unkrautkonkurrenz in der Maisreihe nicht ausreichend ausgeschaltet werden kann. Höhere Wirkungssicherheit bei geringeren Kosten wurde durch die Kombination aus breitflächiger Vorlage eines blattaktiven Herbizids und anschließendem Hackeinsatz erzielt. Mögliche Strategien der Unkrautbekämpfung insbesondere in Wasserschutzgebeiten werden diskutiert.Since 2014, the Crop Protection Service Niedersachsen has carried out joint experiments on weed control with special consideration of water protection aspects. The focus of the investigations was the handling of herbicidal active substances whose metabolites were increasingly found in groundwater quality measurement networks in Lower Saxony (chloroacetamides, especially S-metolachlor). It was found that s-metolachlor has equivalent soil active ingredients. Nonetheless, the question is being discussed whether a targeted active ingredient management (rotation) can reduce the risk of discharge for the active ingredient. The aim ist o obtain the widest possible range of active ingredients with soil herbicides in maize cultivation, thereby preventing the formation of resistance on the one hand, and counteracting an overuse of remaining active ingredients on the other hand. The latter could then also lead to a stronger groundwater hazard. An additional experimental project in 2017 provided insights into the effectiveness and practicability of mechanical and combined weed control methods. It showed that purely mechanical measures are associated with a high risk of yield losses, especially if the weed competition in the corn line cannot be sufficiently eliminated. Greater efficacy at lower cost was achieved through the combination of broad leafy herbicide presentation and subsequent hacking. Possible strategies for weed control, especially in water conservation areas, are discussed
Methods for investigating allele frequencies and distribution in the acetolactate-synthase (ALS) gene in target-site-resistant Echinochloa crus-galli
Get PDFHühnerhirse (Echinochloa crus-galli) gewinnt als Ungras im Maisanbau zunehmend an Bedeutung. Einseitiger Einsatz von ALS-Inhibitoren erzeugt einen Selektionsdruck, der zu vermehrtem Auftreten von Resistenzen führt. Häufig handelt es sich um Target-Site-Resistenzen (TSR) mit Punktmutationen an den Positionen Ala-122, Pro-197 oder Trp-574 des ALS-Gens. Dieses liegt in der hexaploiden Hühnerhirse in drei homologen Varianten vor. Gängige PCR-Verfahren ermöglichen nur eine gemeinsame Analyse aller Genvarianten, wodurch ein großer Teil des Informationsgehalts verloren geht. Für eine fundierte Aussage müssen die Genvarianten getrennt analysiert werden. Ein methodischer Ansatz war die allel-spezifische PCR. Hierfür wurden DNA-Polymorphismen zwischen den drei ALS-Genvarianten genutzt, um diese separat bei Position 574 hochspezifisch zu amplifizieren und zu sequenzieren. Die schwierige Struktur und geringe Polymorphismen verhinderten den Einsatz der allel-spezifischen PCR an den Positionen 122 und 197. Hier wurden die drei Genvarianten gemeinsam amplifiziert und anschließend in einem mehrstufigen Ansatz mit Restriktionsenzymen spezifisch verdaut. Nach Separation, Aufreinigung und Reamplifikation der Fragmente wurden die einzelnen Genvarianten durch Pyrosequenzierung analysiert. So konnten an Position Ala-122 in allen ALS-Homologen heterozygote Mutationen nachgewiesen werden, bei Pro-197 und Trp-574 dagegen heterozygote bzw. homozygote Mutationen nur bei ALS3. Durch die Etablierung dieser Methoden können nun Resistenzmuster in Populationen von Echinochloa crus-galli detaillierter untersucht und wichtige Daten zu deren Ausbreitungsdynamik gewonnen werden.Barnyardgrass (Echinochloa crus-galli) is an important weed in maize. Rising selection pressure due to intensive use of ALS-inhibitors leads to an increase of resistances, of which target site resistances at positions Ala-122, Pro-197 and Trp-574 of ALS gene are a common result. Three homologous variants of this gene are present within the hexaploid barnyardgrass. Standard PCR cannot differentiate between variants, giving a rough overview of mutations, but not the exact location. For well-founded evaluation, the variants must be analyzed separately. One way to do so is allele-specific PCR. Using DNA polymorphisms differing the variants from each other, specific amplification was performed at position 574. Insufficient polymorphisms at positions 122 and 197 called for another approach. A large fragment including all three variants was created and subsequently digested repeatedly to get specific segments for each variant. Segments were separated, cleaned, re-amplified and finally analyzed by pyrosequencing. Thus, it was possible to find heterozygous mutations at position Ala-122 for all ALS homologues. For Pro-197 and Trp-574 mutations (heterozygous as well as homozygous) were found only in variant ALS3. By establishment of the described methods resistance patterns within populations of Echinochloa crus-galli can be reviewed more closely, giving better insight to dynamics of spreading
Pre-breeding of potato (Solanum tuberosum) to improve resistance against Phytophthora infestans
Get PDFDie Kraut- und Knollenfäule (Phytophthora infestans Mont. de Bary) verursacht in der Kartoffelproduktion jährlich enorme Ernteverluste. Bislang gibt es dennoch keine zugelassene Sorte, die eine stabile Resistenz mit sich bringt. Am Julius Kühn-Institut konnten in den letzten Jahren neue Zuchtstämme entwickelt werden, die sich bereits in umfangreichen Resistenzuntersuchungen bewährt haben. Damit einhergehend wurden anhand einer genomweiten Assoziationsstudie mit 265 Pre-breeding-Stämmen und zugelassenen Sorten neun Marker für fünf QTL auf den Chromosomen 1, 7, 10 und 11 identifiziert, die mit der Resistenz in Zusammenhang stehen. Diese Ergebnisse können in Zukunft dazu beitragen, die Entwicklung von resistenten Sorten zu vereinfachen.Late blight (Phytophthora infestans Mont. de Bary) causes high yield losses in potato production every year. However, to date there is no approved variety that provides stable resistance. In recent years, pre-breeding clones have been developed at the Julius Kühn Institute that have proven their value in extensive resistance tests. This was accompanied by a genome-wide association study involving 265 pre-breeding clones and approved varieties, respectively, which identified nine markers for five QTL on chromosomes 1, 7, 10, and 11 that are associated with the resistance. These results may help to develop resistant varieties in the future
Protein content and glucosinolates from Moringa oleifera Lam. – New insights into an auspicious commodity
Get PDFMoringa oleifera is considered to be one of the most valuable and beneficial crop tree species. The great nutritiousness is assigned to its high leaf protein content, and its health-promoting effect to the anti-carcinogenic properties of its genuine glucosinolates and their degradation products.From a plant physiological perception protein contents of 30% seem to be quite high. Accordingly, a reconsideration of these findings became necessary. The related inquiry unveils that also in the leaves of many other plant species such high protein contents are reported, provided that they are quantified by Kjeldahl nitrogen determinations. But, it is rather likely that the nitrogen accounting for the putative high protein contents is due to insoluble cell wall bound hydroxyproline-rich glycoproteins. Due to their extreme insolubility, these compounds cannot be digested easily, and thus, they do not contribute to the nutritiousness of M. oleifera leaves.In contrast to classical glucosinolates, those occurring in M. oleifera are characterized by an attachment of a rhamnose to the aglycone. In consequence, the products generated during the myrosinase-cata-lysed hydrolysis correspond to non-volatile rhamnosides of isothiocyanates. Since over time, olfactorily active substances emerge, the rhamnose moiety has to be cleaved off, putatively by a corresponding rhamnosidase