ОД ОКОЛУ 10 ГОДИНИ, во жестоката жештина на летото во Канзас, многу штетни плевели од кохија што ги напаѓаат истражувачките полиња на Филип Сталман, едноставно не би попуштиле кога ќе се испрскаат со мешавина од два широко користени хербициди, глифосат и дикамба. Само неколку месеци порано, во посвежо пролетно време, мешавината од хербициди лесно ги активираше малите тенки лисја на плевелот и се претвори во кафеава боја, сигнализирајќи ја смртта на растението.
Сега станот на плевелот го заглави Сталман. Сталман, тогаш научник за плевели на Државниот универзитет во Канзас, никогаш порано не се соочил со овој проблем со хербициди. Првично претпостави дека неправилно ги применил агрихемикалиите. Но, од година во година, се случуваше истото. Сталман знаеше дека нешто е готово. Внимателно внимавал на плевелот на своите полиња. Тој, исто така, се состана со локалните земјоделци кои објавија дека гледаат слични проблеми. „Светлото не се запали некое време сè додека ова прашање не се повтори. Беше како да составиме сложувалка “, вели Сталман.
На крајот, Сталман, кој оттогаш се пензионира, одлучи дека проблемот е веројатно со температурата: Нешто за прскање на висока топлина ги прави хербицидите помалку ефикасни.
Сталман не е сам во правењето на ова набудување. Денес, постојаните докази сугерираат дека температурите од околу 90 степени Целзиусови или над него можат да направат некои плевели отпорни на хербициди уште поотпорни и да предизвикаат другите плевели да бидат помалку чувствителни на одредени хемикалии.
Некои земјоделци велат дека знаат дека високите температури можат да збркаат со некои хербициди, па затоа се обидуваат да избегнат прскање во топлината на денот. „Добро правило е ако има 85 до 90 степени целзиусови, само не прскајте“, вели Курт Готшалк, управител на фарма во Хејс, Канзас.
Не сите експерти се согласуваат дека оваа шема, главно демонстрирана во лабораториски експерименти, претставува проблем за земјоделците. И, се чини дека некои хербициди работат уште подобро при високи температури. Но, ако топлината ја зголемува отпорноста на многу плевели на големи хербициди, импликациите може да бидат значителни. Оставени неконтролирано, плевелите можат да уништат жетва и приход - ако земјоделците не се обидат да го контролираат плевелот, тие би можеле да збришат околу половина од приносот на пченка и соја низ САД и Канада, според Друштвото за наука на плевелите во Америка, непрофитно општество на академски и индустриски научници. Загубата може да ги чини земјоделците околу 43 милијарди долари годишно.
Земјоделците веќе се борат против епидемиите на плевелите кои развиле генетска отпорност на повеќе хербициди, вклучително и глифосат и дикамба. Сталман и други истражувачи на плевел тврдат дека температурата може да биде занемарен втор фактор што ја зајакнува одбраната на плевелите против хербицидите. Иако повеќето земјоделци сега разбираат дека температурата влијае на хербицидите, за необучено око тоа може да изгледа исто како отпорност на хербициди, вели Сталман.
Овие истражувачи, исто така, стравуваат дека ова прашање може да се влоши во иднина, бидејќи климатските промени ги зголемуваат температурите и екстремните временски настани, вклучувајќи ги и топлотните бранови, се почести.
„Ние веќе знаеме дека отпорноста на хербициди е најпроблематичното прашање во контролата на хемискиот плевел“, напиша Маор Мацрафи, научник за плевели во израелската национална организација за земјоделско истражување, во е-пошта до Ундарк. „Можеби следната е намалената чувствителност како резултат на климатските промени“.
ЗЕМЈОДЕЛЦИТЕ КОРИСТЕНИ ЗА се потпираат помалку на хербицидите, наместо да ги контролираат плевелите користејќи макотрпни методи како што се обработка и рачно отстранување Но, почнувајќи од средината на 1990-тите години од минатиот век, компаниите за биотехнологија започнаа да дебитираат генетски модифицирани култури кои беа отпорни на обични, моќни хербициди. Новите семиња им овозможија на земјоделците либерално да ги испрскаат своите полиња со агрохемикалии за да убиваат плевел, додека им цветаше ГМ-културата. Технологијата го направи непотребно повеќето рачно плевење, а употребата на хербициди се зголеми на глобално ниво. Но, плевелите еволуирале како одговор и се појавиле сорти отпорни на хербициди. Тоа започна нова битка меѓу земјоделците и плевелите, со тоа што земјоделците сè повеќе користат комбинации на хемикалии, како и дополнителни дози, за да се обидат да исфрлат плевел.
Сепак, по искуството на Сталман со плевелите кохија, тој започна да испитува дали температурата може да влијае на перформансите на хербицидите повеќе отколку што беше широко признаена. (Сталман, како и многу академски научници за плевели, во минатото добил финансирање за истражување од агрохемиски компании.)
За да дешифрира како топлината им помага на плевелите да се одвратат од хербицидите, Сталман се здружи со колегите од КСУ Митила Југулам, физиолог за плевели и Junунјун Оу, асистент за истражување. Тимот одгледуваше садници од популации на кохија кои потекнуваа од Канзас, во комори што се чуваа на температури од 63.5 до 90.5 степени Целзиусови степени - претставник на пролетната и летната дневна топлина на државата. Температурата во коморите опаѓаше на секои 12 часа за да имитира поладни ноќни часови. Кога садници достигнале височина од околу 4 инчи, истражувачите дозирале некои со глифосат, а други со дикамба. Во неделни интервали, тимот ги испитувал плевелите за знаци на повреда. По еден месец, тие ги исекоа плевелите и ги исушија и измерија.
Тимот откри дека на високи температури им треба повеќе од двојно поголема количина на глифосат и дикамба за да го контролираат плевелот. Тие објавена нивните резултати во 2016 година.
За да разберат зошто топлината ја намали чувствителноста, истражувачите ги следеа патеките на хербицидите низ плевелот користејќи благо радиоактивни верзии на глифосат и дикамба. Првиот претходно произведен од Монсанто, а вториот произведен од БАСФ Корп (БАСФ Корп. Обезбеди асистент за дипломиран студент на Оу за поинаков проект.)
Тимот откри дека лисјата апсорбираат помалку глифосат на повисоки температури. Тие не се сигурни зошто, но Југулам смета дека топлината може да ја поттикне кочијата да развие подебели кутикули - заштитен слој на површината на листот - што потоа ја зајакнува одбраната на плевелите од хербицидот. Тимот откри различен процес на работа кога плевелите наидоа на дикамба. Температурата не влијаеше на количината дикамба што ја апсорбираат плевелите, но го попречува движењето на хербицидот низ растението, така што помалку ја достигнува целта - ткивото се развива на врвовите на новите ластарки и лисја.
Во друга студија, објавен минатата година, Југулам го сврте вниманието на хербицидот 2,4-Д, една од состојките на агенсот портокал, неславен дефолијанс кој се користи во војната во Виетнам. Денес, тоа е еден од најчесто користените хербициди. Југулам тестирал како температурата влијае на способноста на хербицидот да го контролира обичниот лонец, широк лист плевел кој навлегува во полињата на пченка и соја од средниот запад.
На тестовите, Југулам испита некои вообичаени водени насила кои развија генетска отпорност на 2,4-Д, а некои други не. Открила дека е потребно повеќе од три пати повеќе хербицид за да се убие отпорниот плевел под топли и суви услови отколку на поладни температури. Таа открила сличен, но помал ефект кај осетливите плевели.
Водена стихија отпорна на хербициди преживува изложеност на 2,4-D со брзо распаѓање на хемикалијата во нетоксични супстанции пред да може да ги достигне своите цели на врвовите на корените, стеблата и лисјата. Кога температурата е висока, откри Југулам, водениот насилник побрзо ги распаѓа тие молекули.
Југулам исто така забележа дека под високи температури, некои плевели отпорни на хербициди се чини дека стануваат поотпорни, а на некои подложни плевели може да им треба повеќе хербициди за нивна контрола.
Не сите плевели и хербициди реагираат на температурата на ист начин. На пример, Југулам исто така откри дека дејствуваат 2,4-D и глифосат подобро на повисоки температури против обична и џиновска амброзија, уште два плевели вообичаени во полињата на земјоделците во САД. Југулам исто така вели дека, дури и во случаи кога топлината ги попречува хербицидите, влијанијата се чини дека се претежно ограничени на суви услови. Областите со голема влажност и врнежи може да не ги видат истите ефекти.
Но, некои експерти велат дека доказите растат кај различни видови и агрохемикалии дека температурата, а во некои случаи и високите нивоа на јаглерод диоксид влијаат врз контролата на плевелите, барем во лабораторија.
Во тестовите објавена во 2016 година, Мацрафи откри дека на високи температури четири различни видови тревни плевели се спротивставиле на диклофоп-метил, состојка на хербицид произведен од Баер, значително подобра отколку на пониски температури. Мацрафи исто така открил дека високите температури прават друг хербицид, пиноксаден, помалку способен да го спречи растот на лажниот бром на инвазивната трева. Покрај тоа, тревата напредуваше дури и кога се префрли од поладни услови во потопла средина до два дена по третманот со хербицид. (Истражувањето беше делумно финансирано од АДАМА Земјоделски решенија, агрохемиска компанија со седиште во Израел.)
„Нашите откритија и многу други студии од 90-тите години укажуваат на тоа дека условите во животната средина по апликацијата може да влијаат и на чувствителноста на хербицидите“, објасни Мацрафи во е-пошта. Дури и ако земјоделците прскаат за време на поладни температури, тоа можеби не е доволно за да се избегнат ефектите на топлината.И покрај зголемените дози на диклофоп-метил, оваа равнограда чувствителна на хербициди успева во потопла клима. На секоја фотографија, хербицидот се применува во поголеми количини од лево надесно. На крајната лева фабрика, не се применува хербицид. На левата фотографија, ржната трева се одгледува на пониски температури (50-61 степени Фаренхајт), додека на десната фотографија, ржната трева се одгледува на повисоки температури (82-93 степени Фаренхајт). Визуелен: Со благодарност од Маор Мацрафи
Тие услови, стравуваат експертите, ќе се влошат под климатските промени. Веќе, многу држави во САД важни за земјоделството, како и други поголеми региони за производство на храна ширум светот, редовно доживуваат температури над 90 степени Целзиусови во текот на сезоните на растење. Некои истражувачи велат дека проблемите со перформансите на топлината и хербицидите доаѓаат до израз сега делумно поради почестите епизоди на екстремна топлина во текот на изминатите неколку децении.
Сепак, тешко е да се утврдат ефектите забележани денес врз неодамнешните климатски промени, напиша Луис Зиска, физиолог на растенија од Универзитетот Колумбија во Newујорк, во е-пошта до Ундарк. Но, истакнувајќи дека плевелот е „најголемото ограничување за производство на храна“, Зиска предупредува дека „тие ќе бидат огромен предизвик за земјоделците во поекстремно опкружување“.
На средниот запад, на пример, температурите може да се зголемат во просек за 8.5 степени целзиусови до крајот на векот, со подолги и почести протега на екстремна топлина, според проекции на федералната влада. И во Јужна Азија, вклучително и Индија - глобално важен регион за производство на ориз, пулсови, ореви и памук - Меѓувладиниот панел за климатски промени проекти таа просечна годишна температура ќе се искачи за скоро 6 степени Фаренхајт до 2100 година.
Во првиот експеримент од ваков вид, чии резултати беа пријавени минатата година, Мацрафи го проучувал заедничкиот ефект на топлина и ги подигнал нивоата на јаглерод диоксид на два различни видови плевел и открил дека комбинацијата ја зголемува одбраната на хербицидите на плевелите над тоа само со обај фактор.
Не е јасно дали производителите на хербициди се подготвени за претстојните предизвици на планетата што затоплува. Многумина не препорачуваат оптимална температура на прскање за да се обезбеди ефикасност во упатствата што им ги дистрибуираат на земјоделците.
Во писмената изјава Кларк Оутс, портпарол на Сигента, производителот на пиноксаден, вели дека компанијата не ги проучувала потенцијалните ефекти на климатските промени врз активноста на хербицидот, но дека „теренските истражувања и комерцијалните апликации не покажале дека температурата има значителна влијание врз активноста на Пиноксаден “.
Шарла Лорд, портпарол на Баер, во изјавата напиша дека хербицидите на компанијата „се опширно тестирани за да ги исполнат сите барања на регулаторите“ и „етикетирани така што апликаторите знаат да аплицираат за нив за оптимална контрола и успех“. Компанијата не одговори на специфични прашања во врска со ефикасноста на нивните производи под високи температури, иако компанијата има испратени за предизвиците со прскање на висока температура на својата веб-страница. Кортева, што ги прави хербицидите со 2,4-Д, не одговори на барањата за коментар за тоа како високите температури влијаат на перформансите на хербицидот.
НЕ СИТЕ убедени дека овие експериментални откритија им мачат проблеми на земјоделците. Некои истражувачи и експерти за плевели велат дека лабораториските услови радикално се разликуваат од полето, што ги прави резултатите помалку релевантни. „Мислам дека не можеме со сигурност да кажеме дека ова има влијание во реалниот свет“, напиша Бред Хансон, експерт за плевели на Универзитетот во Калифорнија, Дејвис, во е-пошта до Ундарк. Хансон работеше со Мацрафи на истражувањето објавено минатата година.
Хансон, кој работи со фармери во Калифорнија како истражувач и специјалист за проширување, исто така напиша дека земјоделците обично користат доволно хербицид за да ги надминат сите мали промени во чувствителноста на плевелите, предизвикани од топлината.
Касим Ал-Хатиб, физиолог за земјоделски култури на Универзитетот во Калифорнија, Дејвис, кој истражувал како се одвиваат хербицидите под топлина и влага, во е-пошта до Ундарк напиша дека студиите се вршат под внимателно контролирани лабораториски услови што земјоделците никогаш не би ги нашле во нивните полиња. „Она што се случува под контролирани услови, генерално не поддржува што се случува во теренски услови“, напиша тој.
Во свое истражување, Ал-Хатиб го проучувал влијанието на температурата и влажноста врз мал број видови хербициди и видови плевели. Во случаите што ги проучувал, вели тој, ефикасноста на хербицидот обично се подобрува при повисока температура и влажност, освен ако температурите надминуваат 100 степени Целзиусови. Мацрафи и Југулам се согласуваат дека лабораторијата не ја рефлектира посложената средина на фармата.
„Но, мислам дека тоа не ја намалува важноста на резултатите“, напиша Мацрафи. Тој, Сталман и други велат дека тие самите го виделе ефектот на ова поле. „Мислам дека гледаме нешто. Во текот на следните 10 години мислам дека ќе видиме повеќе. Beе биде голем проблем “, вели Чак Оте, агент за истражување и проширување на К-Стејт во округот Гири, Канзас, кој првенствено работи со земјоделци.
Наодите од истражувањето испробуваат вести за земјоделците кои се потпираат на хербициди за да ги оддалечат сè пооружените плевели. Засега, некои земјоделци се обидуваат да спречат некои ефекти од топлината со прскање на хербициди за време на поладни периоди од денот. Во срцето на летото, Кери Мур вели дека понекогаш се буди пред да се раздени за да ја испрска својата фарма од 650 хектари во Северна Дакота пред топлината да се искачи премногу висока, повремено надминувајќи 100 степени Фаренхајтови. Но, додека светот се загрева, земјоделците ќе се соочат со потесни прозорци за време на кои температурите се доволно ладни за прскање, вели Зиска. И истражувањето на Мацрафи сугерира дека прскањето за време на поладни периоди не гарантира дека ефикасноста на хербицидот не е под влијание на рафали што доаѓаат подоцна во текот на денот, па дури и следниот ден.
И, понекогаш земјоделците не можат да избегнат прскање хербициди на топлина, особено на огромни фарми со неколку илјади хектари.
Оте вели дека скептиците можеби не сфаќаат дека нивните хербициди не работат затоа што топлината им пружила на плевелите подадена рака. Тие прво може да претпостават дека низа други вообичаени фактори се виновни, како што се отпорност на хербициди, недостаток на врнежи од дожд или премалку хербицид. „Има толку многу збунувачки фактори што е тешко да се среди сето тоа“, вели тој.
На долг рок, земјоделците ќе треба да ја намалат својата зависност од хербициди и наместо тоа да користат други техники што почесто се користат денес во органското земјоделство за да се чува плевелот на растојание, велат многу експерти. На пример, садењето на покривни култури како што е пролетен овес или темноцрвена детелина помага да се запре плевелот да се вкорени во гола почва и да се одгледуваат разни култури во ротација, може плевелот од погрешни нозе да помогне во сузбивање на популациите. Мур веќе се движи во оваа насока. Таа ротира соја со пченица, јачмен и уште неколку култури и засадува различни дополнителни покривни култури, вклучувајќи 'рж и грашок.
Таа, исто така, повремено ја обработува почвата за да помогне во задушување на растот на плевелите. „Колку помалку треба да прскаме хемикалии, толку подобро“, вели таа. Сепак, за да продолжиме со приносот, земјоделството не може целосно да ги напушти хербицидите, вели Зиска. Со многу малку нови хемикалии кои се нудат, земјоделците треба да бидат повнимателни со хербицидите што ги имаат сега за да се осигурат дека ќе продолжат да работат и во иднина. Производителите треба да им дадат на земјоделците подобар совет за тоа кога и како да користат хербициди, додава Мацрафи.
„Земјоделците веќе не можат само да прскаат и да се молат“, вели Оте.