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Il team di ricerca della Kansas State University è un passo avanti verso l'aggiunta di ulteriori strumenti all'arsenale di controllo delle infestanti degli agricoltori.

28 luglio 2023

di Julia Debes

I produttori di grano del Kansas hanno sopportato mesi di persistente siccità durante questa stagione di crescita. Per alcuni, la siccità è durata diversi anni.

Ma quando finalmente la pioggia cominciò a cadere, portò con sé un’altra delle sfide più grandi per la produzione di grano: le erbacce. Una nuova ricerca della Kansas State University sta cercando di aiutare a trovare nuove soluzioni da aggiungere agli strumenti degli agricoltori mentre combattono la minaccia costante e crescente delle infestanti post-emergenti.

Le erbe infestanti rappresentano un problema costante, con diversi tipi e specie che competono con il grano durante il sistema di coltivazione. Se non controllate, le ricerche mostrano che i rendimenti possono subire una riduzione dal 10% al 50%, a seconda della densità delle erbe infestanti e della durata della loro presenza sul campo. Oltre a superare la concorrenza del grano durante la crescita, le erbacce al momento del raccolto possono comportare ritardi significativi se è necessaria l'irrorazione prima del taglio, difficoltà nel combattere le erbacce più alte del grano e difficoltà all'elevatore con l'attracco e dover essiccare le erbacce verdi nel contenitore.

I produttori di grano hanno accesso a due sistemi di produzione specifici per il controllo dell’erba e delle latifoglie: varietà di grano Clearfield che si accoppiano con l’erbicida Altitude FX 3 e varietà di grano CoAXium che si accoppiano con l’erbicida Aggressor AX.

Questi due sistemi di produzione del grano sono potenti, ma Mithila Jugulam, che dirige il laboratorio di fisiologia delle infestanti presso il Dipartimento di Agronomia dello Stato di K, ha sottolineato l’importanza di ricercare i prossimi passi nel controllo delle infestanti nel grano per continuare a fornire ulteriori opzioni ai produttori di grano.

"La disponibilità di resistenza agli erbicidi inibitori della SLA e dell'ACCase nel grano rappresenta un significativo passo avanti con le opzioni di controllo delle infestanti mirate sia all'erba che alle erbe infestanti a foglia larga", afferma. “Tuttavia, queste due tecnologie da sole non saranno mai sufficienti a risolvere tutti i problemi di controllo delle infestanti post-emergenza nel grano. Pertanto, lo sviluppo di nuove tecniche e strumenti dovrebbe essere un esercizio continuo”.

Per trovare la prossima aggiunta all’armeria per il controllo delle infestanti, Jugulam ha collaborato con Asif Mohmmad, capo scienziato di Heartland Plant Innovations, e Harold Trick, un biologo molecolare vegetale del K-State con oltre 35 anni di esperienza nella trasformazione genetica delle piante.

Il trio e i loro gruppi di ricerca hanno cercato di valutare la tolleranza del germoplasma del grano ad altri erbicidi che possono essere utilizzati per il controllo delle infestanti post-emergenza nel grano. Il loro focus iniziale era sulla tolleranza agli erbicidi selettivi Laudis (tembotrione) e Callisto (mesotrione), entrambi i quali hanno dimostrato di controllare in modo efficace ed efficiente le specie di erbe infestanti a foglia larga e graminacee, ma nessuno dei quali è attualmente registrato per l'uso nel grano, né pre - o post-emergenza.

Supportato dai finanziamenti della Kansas Wheat Commission, della Kansas Wheat Alliance e della Kansas Crop Improvement Association, il progetto di ricerca triennale ha valutato varietà esistenti, linee sperimentali, parenti selvatici e linee mutanti per la tolleranza degli erbicidi a questi due ingredienti attivi. Un'ampia raccolta di germoplasma rappresentativo del grano invernale e primaverile, nonché di linee mutanti, è stata testata per la loro risposta a Laudis e Callisto in condizioni di serra. Sulla base dei sintomi degli erbicidi e dell'accumulo di biomassa vegetale, sono stati identificati i genotipi di grano meno e più sensibili.

Questa fase iniziale di ricerca ha classificato queste varietà e identificato i genotipi di grano invernale sviluppati dalla Kansas Wheat Alliance con la prima e la seconda guerra mondiale che sono meno sensibili e sopravvivono più di sei volte rispetto ai tassi raccomandati sul campo di questi erbicidi rispetto al genotipo più sensibile, WW-24. Al contrario, il grano primaverile è risultato altamente sensibile a questi erbicidi. È stato inoltre testato il meccanismo di sensibilità differenziale a questi erbicidi.

I risultati indicano che, analogamente al mais (che è naturalmente tollerante a questi erbicidi), i genotipi di grano della Prima e della Seconda Guerra Mondiale possono scomporre questi erbicidi in forme non tossiche mediante l’attività di alcuni enzimi che degradano gli erbicidi. L'obiettivo finale di questo vasto regime di test è identificare esattamente quali geni contribuiscono a fornire tolleranza a questi erbicidi.