علف‌کش‌ها بی‌اثر می‌شوند: خطر جدی برای شالیزارهای برنج ایران؟

بررسی مقاومتِ علف‌های هرز به علف‌کش‌ها در شالیزارها

علف‌های هرز شالیزارها، که با برنجِ کشت‌شده خویشاوندیِ نزدیک دارن، تو شالیزارهای سراسر دنیا رشد می‌کنن و به‌شدت باعث کم‌شدنِ محصول می‌شن. کشاورزای برنج تو جنوب‌شرقیِ آمریکا، برای مقابله با این آفت کشاورزی، اومدن و رقم‌هایی از برنج رو کاشتن که طوری دستکاری شده بودن که می‌تونستن علف‌کش‌هایی رو بزنن که علف‌های هرز برنج رو نشونه بگیره، بی‌اینکه به محصول آسیب بزنه. اما فقط چند سال بعد از اینکه برنجِ مقاوم به علف‌کش، اوایلِ دهه‌ی ۲۰۰۰ معرفی شد، کشاورزای آرکانزاس گزارش دادن که علف‌های هرز تو مزرعه‌شون دارن به علف‌کش‌ها مقاوم می‌شن.

آنالیزای آزمایشگاهی این گزارش‌ها رو تأیید کردن: دانشمندا شواهدی دیدن که علف‌های هرز با برنجِ کشت‌شده تلاقی می‌کنن و نسل‌های بعدیِ علف‌های هرزِ ترکیبی، یه سطح از مقاومتِ ژنتیکی به علف‌کش‌ها دارن. الآن یه مطالعه‌ی جدید از دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس نشون می‌ده که بیشتر از نصف علف‌های هرز برنج که نمونه‌برداری شدن تو منطقه‌ی شالیزارای جنوب‌شرقیِ آمریکا، به علف‌کش‌ها مقاوم شدن.

دانشمندای واشنگتن فهمیدن که ۵۷٪ از ۲۰۱ نمونه علف هرز برنج که تو سال ۲۰۲۲ از مزرعه‌های ۹ شهرستان یا بخش توی میسوری، آرکانزاس و لوئیزیانا جمع‌آوری شده بود، به خانواده‌یِ علف‌کش‌های ایمیدازولینون (IMI) مقاوم بودن. بعلاوه، ۳.۵٪ از نمونه‌ها به یه دسته‌ی جدیدتری از علف‌کش‌ها که از سال ۲۰۱۸ فقط تو شالیزارهای جنوب‌شرقیِ آمریکا استفاده می‌شدن، مقاوم بودن.

مارشال ودجر، پژوهشگرِ فوق دکتری تو رشته‌ی زیست‌شناسی تو دانشکده‌ی هنر و علوم، سال‌هاست که روندایِ مقاومتِ علف‌های هرز برنج به علف‌کش‌ها رو ثبت می‌کنه. ودجر تو تحقیقات قبلی فهمید که ۹۸٪ از علف‌های هرز برنجی که تو مزرعه‌های آرکانزاس تو سال ۲۰۱۸ نمونه‌برداری کرده بود، علائم ژنتیکی‌ای دارن که نشون‌دهنده‌ی سطحی از مقاومت به علف‌کش‌هاست. ودجر برای مطالعه‌ی جدیدش تو نشریه‌ی بوم‌شناسی مولکولی، محدوده‌ی تحقیقش رو گُسترش داد تا علف‌های هرز برنج که از ایالت‌های همسایه نمونه‌برداری شدن رو هم در بر بگیره و همینطور به گوناگونی‌های ژنتیکی تو جمعیت‌های مختلف علف‌های هرز برنج تو منطقه‌ی موردِ مطالعه‌ش توجه کنه.

ودجر در این‌باره گفت: «کلیرفیلد (که یه بذر برنجِ تجاریِ ثبت‌شد‌ه‌ست) برای کشاورزای برنجی که مجبور بودن علفای هرز رو تحمل کنن، معجزه‌آسا عمل کرد. این صنعت رو متحول کرد.» اون به برنجِ مقاوم به علف‌کش اشاره کرد که کشاورزا از اوایلِ دهه‌ی ۲۰۰۰ شروع به کاشتش کردن. «با افزایش مقاومت به IMI تو علفای هرز، کشاورزا مشتاق بودن که رقم‌های بعدی‌ای رو پیدا کنن که به علف‌کش مقاوم باشه.»

مقاومت برنجِ پروویسیا و مکس-ایس در برابر علف‌کش‌ها

برنج‌های پروویسیا و مکس-ایس (که بازم بذرایِ تجاریِ برنج هستن) در برابر QPE مقاوم هستن، که متعلق به یه خانواده‌یِ کاملاً متفاوتی از علف‌کش‌هاست. این یعنی مقاومتِ متقابل خیلی کمه. پس، این یه ابزارِ دیگه تو دستِ کشاورزاست. ودجر می‌گه: «این موضوع شبیه به آنتی‌بیوتیک‌ها تو پزشکیه. وقتی مقاومت به‌طور گسترده زیاد می‌شه، ما میریم سراغ یه آنتی‌بیوتیکِ دیگه. این کمتر به‌خاطرِ شکستِ Clearfield هست و بیشتر به‌خاطر اینه که عمرش تموم شده.»

چالشای برنج علفی

برنج علفی یه معضل برای تولیدِ برنجِ کشت‌شده تو کلِ دنیاست. علفای هرزِ کشاورزی که خویشاوندهایِ نزدیکِ محصولات هستن، برای کشاورزا چالش ایجاد می‌کنن چون شباهت‌های فیزیکی‌شون به محصولات، شناسایی و از بین بردنِ علفای هرز رو سخت می‌کنه. تو این بین، این علفای هرز با محصولات سرِ آب، موادِ مغذی و جا رقابت می‌کنن و اغلب باعث کم‌شدنِ عملکردِ محصولات می‌شن.

تا اوایلِ دهه‌ی ۲۰۰۰، برنج علفی به‌ندرت با انواعِ برنجی که معمولاً تو آمریکا کشت می‌شدن، تلاقی می‌کرد. ودجر می‌گه: «پذیرشِ گُسترده‌یِ برنجای مقاوم به علف‌کش هم‌زمان بود با افزایشِ وابستگی به رقمایِ برنجِ هیبریدی.» برنجِ هیبریدی عملکردِ بالاتری نسبت به انواعِ سنتیِ برنج داره، ولی همینطور بیشتر در معرّضِ شکسته شدنِ دانه‌ها تو مزرعه‌ست. این دانه‌ها می‌تونن تو زمستون زنده بمونن و تو سالایِ بعد دوباره به‌شکلِ برنج داوطلب ظاهر بشن.

رقابت با برنج علفی

برنجای داوطلب تو یه بازه‌ی زمانیِ وسیع‌تری گل می‌دن و این فرصتایِ جدیدی رو برای تلاقی با آفتِ برنج علفی فراهم می‌کنه. این یکی از راه‌هاست که ژن‌ها از محصول به آفت منتقل می‌شن. ودجر می‌گه: «ما داریم متوجه می‌شیم که حداقل الآن، هر مزرعه ترکیبایِ خاصِ خودش رو از برنجِ علفی از نظرِ نوع و مقاومت به علف‌کش داره که مدیریتِ اون رو سخت‌تر می‌کنه.»

تأثیرِ اقتصادیِ برنج علفی

آلودگی به برنج علفی اهمیتِ زیادی داره چون تأثیرِ اقتصادیِ قابل توجهی داره. برنجِ علفی سالانه حدودِ ۴۵ میلیون دلار خسارتِ اقتصادی تو آمریکا ایجاد می‌کنه و خسارتای اضافی تو سطحِ جهانی به صدها میلیون دلار می‌رسه. کنت اُلسِن، استادِ زیست‌شناسی تو دانشگاهِ جورج ویلیام و آیرین کِچیک فریبرگ، نویسنده‌یِ اصلیِ این مطالعه می‌گن: «این یافته‌ها نشون‌دهنده‌ی سازگاری فوق‌العاده‌ی برنج علفی و علفای هرزِ کشاورزیِ دیگه‌ست و توانایی‌شون برای زنده موندن باوجودِ بهترین تلاشهامون برای کنترل‌کردنشون.»

اون ادامه می‌ده: «تو این مورد، اونا بهترین دفاعِ ما در برابرِ خودشون — یعنی مقاومت به علف‌کش — رو از رقمایِ برنج با عملکردِ بالا گرفتن.»

تأمینِ مالی

این مطالعه به‌صورت جزئی از طریقِ برنامه‌یِ تحقیقاتیِ ژنومِ گیاهیِ بنیادِ ملیِ علوم (NSF) با شماره‌ی IOS-1947609 تأمینِ مالی شده.