SA PAMAMAGITAN NG 10 TAON, sa mabangis na init ng tag-init ng Kansas, marami sa mga nakakalokong damo ng kochia na sumalakay sa mga patlang ng pagsasaliksik ni Phillip Stahlman ay hindi talaga makikibo kapag sinabog ng isang halo ng dalawang malawakang ginamit na mga halamang-gamot, glyphosate at dicamba. Ilang buwan lamang ang nakalilipas, sa mas malamig na panahon ng tagsibol, ang halo ng halamang-damo ay madaling nag-uudyok sa maliit na manipis na mga dahon ng damo upang mabaluktot at maging kayumanggi, na hudyat sa pagkamatay ng halaman.
Ngayon ang matapang na matanggal na damo ay natigilan si Stahlman. Si Stahlman, na noon ay isang siyentipikong damo sa Kansas State University, ay hindi pa nakatagpo ng problemang ito sa mga herbicide dati. Sa una ay ipinapalagay niya na hindi tama ang inilapat niya sa mga physhemical. Ngunit taon taon taon, ang parehong bagay ang nangyari. Alam ni Stahlman na may isang bagay na nasa up. Pinagmasdan niyang mabuti ang mga damo sa kanyang bukirin. Nakipag-usap din siya sa mga lokal na magsasaka na nag-ulat na nakakakita ng mga katulad na problema. "Ang ilaw ay hindi lumipas nang ilang sandali hanggang sa ang isyu ay patuloy na muling nag-reoccurring. Ito ay tulad ng pagsasama-sama ng isang palaisipan, "sabi ni Stahlman.
Sa paglaon, si Stahlman, na mula nang magretiro, ay nagpasya na ang problema ay malamang na temperatura: Ang isang bagay tungkol sa pag-spray sa mataas na init ay nagdulot ng hindi gaanong mabisa.
Si Stahlman ay hindi nag-iisa sa paggawa ng pagmamasid na ito. Ngayon, pinapataas ng katibayan na ang mga temperatura ng humigit-kumulang na 90 degree Fahrenheit o mas mataas ay maaaring gumawa ng ilang mga damo na lumalaban sa herbicide kahit na mas lumalaban, at maging sanhi ng iba pang mga damo na hindi gaanong sensitibo sa ilang mga kemikal.
Sinasabi ng ilang mga magsasaka na alam nila ang mataas na temperatura ay maaaring makagulo sa ilang mga herbicide, kaya sinubukan nilang iwasan ang pag-spray sa init ng araw. "Ang isang mabuting panuntunan sa hinlalaki ay kung ito ay 85 hanggang 90 degree Fahrenheit, huwag lamang mag-spray," sabi ni Curt Gottschalk, isang tagapamahala sa bukid sa Hays, Kansas.
Hindi lahat ng mga eksperto ay sumasang-ayon na ang pattern na ito, na ipinakita sa mga eksperimento sa lab, ay nagdudulot ng isang problema para sa mga magsasaka. At ang ilang mga herbicide ay lilitaw na gumana nang mas mahusay sa mataas na temperatura. Ngunit kung ang init ay nagpapalakas ng paglaban ng maraming mga damo sa pangunahing mga herbicide, ang mga implikasyon ay maaaring maging makabuluhan. Kapag hindi napigilan, ang mga damo ay maaaring makapinsala sa pag-aani at kita - kung ang mga magsasaka ay hindi nagsikap na kontrolin ang mga damo, maaari nilang lipulin ang halos kalahati ng lahat ng ani ng mais at toyo sa buong US at Canada, ayon sa ang Weed Science Society of America, isang nonprofit na lipunan ng mga siyentista sa pang-akademiko at industriya. Ang pagkawala ay maaaring gastos sa mga magsasaka ng humigit-kumulang na $ 43 bilyon taun-taon.
Ang mga magsasaka ay nakikipaglaban na laban sa mga epidemya ng mga damo na nakabuo ng paglaban ng genetiko sa maraming mga herbicide, kabilang ang glyphosate at dicamba. Si Stahlman at iba pang mga mananaliksik ng damo ay nagtatalo na ang temperatura ay maaaring hindi napansin ng pangalawang kadahilanan na nagpapalakas sa mga panlaban ng mga damo laban sa mga herbicide. Bagaman naiintindihan ngayon ng karamihan sa mga magsasaka na ang temperatura ay nakakaapekto sa mga herbicide, sa hindi sanay na mata maaari itong magmukhang katulad ng paglaban ng herbicide, sinabi ni Stahlman.
Natatakot din ang mga mananaliksik na ang isyu ay maaaring lumala sa hinaharap dahil ang pagbabago ng klima ay nagpapataas ng temperatura at matinding mga kaganapan sa panahon, kabilang ang mga heat wave, na naging mas madalas.
"Alam na natin na ang paglaban sa herbisida ay ang pinaka problemadong isyu sa pagkontrol ng damo ng kemikal," si Maor Matzrafi, isang siyentipikong damo sa pambansang Organisasyong Pang-agrikultura sa Israel, sumulat sa isang email kay Undark. "Siguro ang nabawasan ang pagiging sensitibo dahil sa pagbabago ng klima ay susunod sa linya."
MAGSASAKA GAMIT SA hindi gaanong umaasa sa mga herbicide, sa halip na kontrolin ang mga damo gamit ang matrabahong pamamaraan tulad ng pagbubungkal at manu-manong pagtanggal. Ngunit, simula noong kalagitnaan ng dekada 1990, ang mga kumpanya ng biotechnology ay nagsimulang debuting ng genetically binago na mga pananim na lumalaban sa mga karaniwang, malakas na herbicide. Pinayagan ng mga bagong binhi ang mga magsasaka na malayang spray ang kanilang mga bukirin ng mga agrochemicals upang pumatay ng mga damo habang ang kanilang ani ng GM ay umunlad. Ginawang hindi kinakailangan ng teknolohiya ang karamihan sa manwal na pag-aalis ng mansanas, at ang paggamit ng herbicide ay umakyat sa buong mundo. Ngunit nagbago ang mga damo bilang tugon, at lumitaw ang mga varieties na lumalaban sa herbicide. Nag-set off iyon ng isang bagong labanan sa pagitan ng mga magsasaka at mga damo, kasama ang mga magsasaka na lalong gumagamit ng mga kumbinasyon ng mga kemikal, pati na rin mga karagdagang dosis, upang subukang patumbahin ang mga damo.
Pagkatapos ng karanasan ni Stahlman sa kochia weeds, bagaman, sinimulan niyang suriin kung ang temperatura ay maaaring makaapekto sa pagganap ng herbicide nang higit pa sa malawak na kinikilala. (Ang Stahlman, tulad ng maraming mga siyentipikong damo sa pang-akademiko, ay nakatanggap ng pagpopondo ng pananaliksik mula sa mga kumpanya ng agrochemical noong nakaraan.)
Upang maintindihan kung paano tinutulungan ng init ang mga damo na itaboy ang mga herbicide, nakipagtulungan si Stahlman sa mga kasamahan ng KSU na si Mithila Jugulam, isang physiologist ng damo, at Junjun Ou, isang katulong sa pananaliksik. Ang koponan ay lumaki ng mga punla mula sa mga populasyon ng kochia na nagmula sa Kansas, sa mga silid na itinatago sa temperatura na mula 63.5 hanggang 90.5 degree Fahrenheit - kinatawan ng tagsibol ng estado at tag-araw na init ng estado. Ang temperatura sa mga silid ay bumaba bawat 12 oras upang gayahin ang mas malamig na mga nighttime. Kapag ang mga punla ay umabot sa taas na 4 pulgada, ang mga mananaliksik ay nagtapos ng ilang glyphosate at iba pa na may dicamba. Sa mga lingguhang agwat, sinuri ng koponan ang mga damo para sa mga palatandaan ng pinsala. Pagkatapos ng isang buwan, pinutol nila ang mga damo at pinatuyo at timbangin.
Nalaman ng koponan na, sa mataas na temperatura, kailangan nila ng higit sa dalawang beses ang dami ng glyphosate at dicamba upang makontrol ang mga damo. Sila nai-publish ang kanilang mga resulta noong 2016.
Upang maunawaan kung bakit nabawasan ang init ng pagiging sensitibo, sinusubaybayan ng mga mananaliksik ang mga landas ng mga herbicide sa pamamagitan ng mga damo gamit ang banayad na radioactive na mga bersyon ng glyphosate at dicamba. Ang dating dating gawa ng Monsanto, at ang huli ay ginawa ng BASF Corp. (BASF Corp. ay nagbigay ng isang nagtapos na katuwang ng mag-aaral sa Ou para sa ibang proyekto.)
Nalaman ng koponan na ang mga dahon ay sumipsip ng mas glyphosate sa mas mataas na temperatura. Hindi nila sigurado kung bakit, ngunit iniisip ni Jugulam na ang init ay maaaring hikayatin ang kochia na bumuo ng mas makapal na cuticle - isang proteksiyon layer sa ibabaw ng dahon - na pagkatapos ay mapalakas ang mga panlaban ng mga damo laban sa herbicide. Ang koponan ay natuklasan ang isang iba't ibang mga proseso sa trabaho kapag ang mga damo nakatagpo dicamba. Ang temperatura ay hindi nakakaapekto sa dami ng dicamba na sinipsip ng mga damo, ngunit hadlangan ito sa paggalaw ng herbicide sa pamamagitan ng halaman upang hindi gaanong maabot ang target nito - ang tisyu na bubuo sa mga tip ng mga bagong sanga at dahon.
Sa isa pang pag-aaral, na inilathala noong nakaraang taon, Ibinaling ng pansin ni Jugulam ang herbicide 2,4-D, isa sa mga sangkap ng ahente ng kahel, isang kilalang defoliant na ginamit sa Digmaang Vietnam. Ngayon, ito ay isa sa pinakalawak na ginamit na mga halamang-herbisida. Sinubukan ni Jugulam kung paano naapektuhan ng temperatura ang kakayahan ng herbicide na kontrolin ang karaniwang waterhemp, isang malawak na damo na natagpuan na pumapasok sa Midwestern na bukirin ng mais at toyo.
Sa mga pagsusulit, sinuri ni Jugulam ang ilang karaniwang waterhemp na nakabuo ng paglaban ng genetiko sa 2,4-D, at ilang hindi. Nalaman niya na tumagal ng higit sa tatlong beses na mas maraming herbicide upang patayin ang lumalaban na damo sa ilalim ng mainit, tuyong kondisyon kaysa sa mas malamig na temperatura. Natagpuan niya ang isang katulad ngunit mas maliit na epekto sa madaling kapitan ng mga damo.
Nakaligtas sa pagkakalantad sa 2,4-D ang Herbicide-resistant waterhemp sa pamamagitan ng mabilis na pagbagsak ng kemikal sa mga nontoxic na sangkap bago maabot ang mga target nito sa mga dulo ng ugat, tangkay, at dahon. Kapag mataas ang temperatura, natagpuan ang Jugulam, mas mabilis na binabagsak ng waterhemp ang mga molekulang iyon.
Nabanggit din ni Jugulam na sa ilalim ng mataas na temperatura, ang ilang mga damo na lumalaban sa herbicide ay lilitaw upang maging mas lumalaban at ang ilang mga madaling kapitan ng damo ay maaaring mangailangan ng mas maraming herbicide para sa kanilang kontrol.
Hindi lahat ng mga damo at herbicide ay tumutugon sa temperatura sa parehong paraan. Halimbawa, nahanap din ng Jugulam na 2,4-D at glyphosate ang gumagana mas mabuti sa mas mataas na temperatura laban sa karaniwan at higanteng ragweed, dalawang iba pang mga damo na karaniwang sa bukirin ng mga magsasaka ng US. Sinabi din ni Jugulam na, kahit na sa mga kaso kung saan pinipigilan ng init ang mga herbicide, ang mga epekto ay lilitaw na halos limitado sa mga tuyong kondisyon. Ang mga lugar na may mataas na kahalumigmigan at pag-ulan ay maaaring hindi makita ang parehong mga epekto.
Ngunit ang ilang mga eksperto ay nagsabing ang katibayan ay lumalaki sa iba't ibang mga species at agrochemicals na ang temperatura, at sa ilang mga kaso ng mataas na antas ng carbon dioxide, nakakaapekto sa pagkontrol ng damo, hindi bababa sa laboratoryo.
Sa mga pagsubok nai-publish noong 2016, natagpuan ni Matzrafi na sa mataas na temperatura ang apat na magkakaibang uri ng mga damo ng damo ay tumayo laban sa diclofop-methyl, isang sangkap sa isang herbicide na ginawa ng Bayer, na mas mahusay kaysa sa ginawa nila sa mas mababang temperatura. Natagpuan din ni Matzrafi na ang mataas na temperatura ay gumawa ng isa pang herbicide, pinoxaden, na hindi gaanong mapigilan ang paglaki ng nagsasalakay na damo na maling brome. Bukod dito, ang damo ay umunlad kahit na ito ay inilipat mula sa mas malamig na kondisyon sa isang mas mainit na kapaligiran hanggang sa dalawang araw pagkatapos ng paggamot sa pamatay halaman. (Ang pananaliksik ay bahagyang pinondohan ng ADAMA Agricultural Solutions, isang kumpanya ng agrochemical na nakabase sa Israel.)
"Ang aming mga natuklasan, at maraming iba pang mga pag-aaral mula pa noong '90s, ay nagpapahiwatig na ang mga kondisyon sa kapaligiran pagkatapos ng aplikasyon ay maaari ring makaapekto sa pagkasensitibo ng herbicide," paliwanag ni Matzrafi sa isang email. Kahit na mag-spray ang mga magsasaka sa mas malamig na temperatura, maaaring hindi sapat iyon upang maiwasan ang mga epekto ng init.Sa kabila ng pagdaragdag ng mga dosis ng diclofop-methyl, ang halaman na ito na may sensitibong herbicide ay umunlad sa isang mas maiinit na klima. Sa bawat larawan, ang herbicide ay inilalapat sa mas malaking halaga mula kaliwa hanggang kanan. Sa dulong kaliwang halaman, walang inilalapat na herbicide. Sa kaliwang larawan, ang ryegrass ay lumago sa ilalim ng mas mababang temperatura (50-61 degrees Fahrenheit), samantalang sa tamang larawan, ang ryegrass ay lumago sa ilalim ng mas mataas na temperatura (82-93 degrees Fahrenheit). Visual: Sa kabutihang loob ni Maor Matzrafi
Ang mga kundisyong iyon, kinatakutan ng mga eksperto, ay lalala sa ilalim ng pagbabago ng klima. Na, maraming estado ng US na mahalaga para sa agrikultura, pati na rin ang iba pang mga pangunahing rehiyon ng paggawa ng pagkain sa buong mundo, na regular na nakakaranas ng temperatura na nangunguna sa 90 degree Fahrenheit sa mga lumalagong panahon. Ang ilang mga mananaliksik ay nagsabi na ang mga problema sa pagganap ng init at herbicide ay lumalapit sa bahagyang ngayon dahil sa mas madalas na mga yugto ng matinding init sa nagdaang ilang dekada.
Gayunpaman, mahirap i-pin ang mga epekto na nakikita ngayon sa kamakailang mga pagbabago sa klimatiko, si Lewis Ziska, isang physiologist ng halaman sa Columbia University sa New York, ay nagsulat sa isang email kay Undark. Ngunit, nabanggit na ang mga damo ay "ang pinakamalaking hadlang sa paggawa ng pagkain," binalaan ni Ziska na "sila ay magiging isang mabigat na hamon para sa mga magsasaka sa isang mas matinding kapaligiran."
Halimbawa, sa Midwest, ang temperatura ay maaaring tumaas ng isang average ng 8.5 degrees Fahrenheit sa pagtatapos ng siglo, na may mas mahaba at mas madalas na pag-abot ng matinding init, ayon sa pagpaplano ng pederal na pamahalaan. At sa Timog Asya, kasama ang India - isang pandaigdigang mahalagang rehiyon para sa paggawa ng bigas, pulso, mani, at koton - ang Intergovernmental Panel on Climate Change ay proyekto ang average na taunang temperatura ay tataas ng halos 6 degree Fahrenheit sa pamamagitan ng 2100.
Sa unang eksperimento ng uri nito, ang mga resulta nito ay iniulat noong nakaraang taon, Pinag-aralan ni Matzrafi ang magkasanib na epekto ng pag-init at itinaas ang mga antas ng carbon dioxide sa dalawang magkakaibang species ng weed at natagpuan na ang kombinasyon ay nagpapalakas ng mga panlaban sa herbicide na mga damo na lampas sa alinman sa kadahilanan lamang.
Hindi malinaw kung ang mga tagagawa ng herbicide ay handa para sa darating na mga hamon ng isang warming planet. Maraming hindi inirerekumenda ang pinakamainam na temperatura ng pag-spray upang matiyak ang pagiging epektibo sa mga patnubay na ipinamamahagi nila sa mga magsasaka.
Sa isang nakasulat na pahayag na si Clark Ouzts, isang tagapagsalita ng Sygenta, ang tagagawa ng pinoxaden, ay nagsabi na ang kumpanya ay hindi pinag-aralan ang mga potensyal na epekto ng pagbabago ng klima sa aktibidad ng herbicide, ngunit ang "pananaliksik sa patlang at komersyal na aplikasyon ay hindi ipinakita ang temperatura na magkaroon ng isang makabuluhang epekto sa aktibidad ng Pinoxaden. ”
Si Charla Lord, isang tagapagsalita para sa Bayer, ay nagsulat sa isang pahayag na ang mga herbicide ng kumpanya ay "malawak na sinubukan upang matugunan ang lahat ng mga kinakailangan ng mga regulator" at "may label na alam ang mga aplikante kung paano mag-apply para sa kanila para sa pinakamainam na kontrol at tagumpay. Ang kumpanya ay hindi tumugon sa mga tiyak na katanungan tungkol sa pagiging epektibo ng kanilang mga produkto sa ilalim ng mataas na temperatura, kahit na ang kumpanya ay nai-post tungkol sa mga hamon ng pag-spray ng mataas na temperatura sa website nito. Ang Corteva, na gumagawa ng mga herbicide na nagsasama ng 2,4-D, ay hindi tumugon sa mga kahilingan para sa puna kung gaano nakakaapekto ang mataas na temperatura sa pagganap ng herbicide.
HINDI LAHAT AY kumbinsido na ang mga eksperimentong natuklasan na ito ay nagbabala ng problema para sa mga magsasaka. Ang ilang mga mananaliksik at eksperto sa damo ay nagsabi na ang mga kondisyon sa laboratoryo ay naiiba nang radikal mula sa patlang, na ginagawang mas hindi nauugnay ang mga resulta. "Sa palagay ko hindi natin masasabi na sigurado na nagkakaroon ito ng epekto sa real-world scale," sumulat si Brad Hanson, isang dalubhasa sa damo sa Unibersidad ng California, Davis, sa isang email kay Undark. Si Hanson ay nagtrabaho kasama si Matzrafi sa pananaliksik na na-publish noong nakaraang taon.
Si Hanson, na nakikipagtulungan sa mga magsasaka ng California bilang isang mananaliksik at dalubhasa sa pagpapalawak, ay nagsulat din na ang mga magsasaka ay karaniwang gumagamit ng sapat na herbicide upang mapagtagumpayan ang anumang maliit na pagbabago sa pagiging sensitibo ng damo na dala ng init.
Si Kassim Al-Khatib, isang crop physiologist sa Unibersidad ng California, si Davis na nag-imbestiga kung paano gumaganap ang mga herbicide sa ilalim ng init at halumigmig, ay nagsulat sa isang email sa Undark na ang mga pag-aaral ay isinasagawa sa ilalim ng maingat na kontroladong mga kondisyon sa laboratoryo na hindi kailanman matatagpuan ng mga magsasaka sa kanilang bukirin "Ang nangyayari sa ilalim ng mga kondisyong kinokontrol ay hindi sa pangkalahatan ay sumusuporta sa kung ano ang nangyayari sa mga kondisyon sa bukid," isinulat niya.
Sa kanyang sariling pagsasaliksik, pinag-aralan ng Al-Khatib ang epekto ng temperatura at halumigmig sa isang maliit na bilang ng mga uri ng herbicide at species ng damo. Sa mga kaso na pinag-aralan niya, sinabi niya, ang pagiging epektibo ng herbicide sa pangkalahatan ay nagpapabuti sa mas mataas na temperatura at halumigmig, maliban kung ang temperatura ay lumampas sa 100 degree Fahrenheit. Sumang-ayon sina Matzrafi at Jugulam na ang lab ay hindi sumasalamin sa mas kumplikadong kapaligiran sa bukid.
"Ngunit sa palagay ko hindi nito binabawasan ang kahalagahan ng mga resulta," isinulat ni Matzrafi. Sinabi niya, Stahlman, at iba pa na nakita nila ang epekto sa larangan para sa kanilang sarili. "Sa palagay ko may nakikita tayo. Sa susunod na 10 taon sa palagay ko makikita natin ang higit pa. Ito ay magiging isang pangunahing problema, "sabi ni Chuck Otte, isang ahente ng K-State Research at Extension sa Geary County, Kansas, na pangunahing gumagana sa mga magsasaka.
Ang mga natuklasan sa pananaliksik ay sumusubok ng balita para sa mga magsasaka na umaasa sa mga herbicide upang mapanatili ang lalong sandata ng mga damo. Sa ngayon, ang ilang mga magsasaka ay nagsusumikap na iwasan ang ilan sa mga epekto mula sa init sa pamamagitan ng pag-spray ng mga herbicide sa mas malamig na panahon ng araw. Sa gitna ng tag-init, sinabi ni Carie Moore na kung minsan ay gumising siya bago magbukang-liwayway upang magwisik ng kanyang 650-acre farm sa North Dakota bago umakyat ng sobra ang init, paminsan-minsan ay nangunguna sa 100 degree Fahrenheit. Ngunit habang umiinit ang mundo, ang mga magsasaka ay kakaharapin ang mas makitid na mga bintana kung saan ang temperatura ay cool na sapat upang mag-spray, sabi ni Ziska. At ang pananaliksik ni Matzrafi ay nagpapahiwatig na ang pag-spray sa mga mas cool na panahon ay hindi ginagarantiyahan na ang pagiging epektibo ng herbicide ay hindi maaapektuhan ng pagsabog ng init na darating mamaya sa araw o kahit sa susunod na araw.
At kung minsan ay hindi maiiwasan ng mga magsasaka ang pag-spray ng mga herbicide sa init, partikular sa malalaking bukid na may libu-libong ektarya.
Sinabi ni Otte na maaaring hindi mapagtanto ng mga nagdududa na ang kanilang mga herbicide ay hindi gumagana dahil ang init ay nagbigay ng tulong sa mga damo. Maaari muna nilang ipalagay na ang isang hanay ng iba pang mga karaniwang kadahilanan ay may kasalanan, tulad ng paglaban sa herbicide, kakulangan ng ulan, o masyadong maliit na pamatay pamatay ng hayop. "Maraming mga nakalilito na kadahilanan mahirap na ayusin ang lahat," sabi niya.
Sa pangmatagalan, ang mga magsasaka ay kailangang bawasan ang kanilang pagtitiwala sa mga herbicide at sa halip ay gumamit ng iba pang mga diskarte na mas madalas na ginagamit sa organikong pagsasaka ngayon upang mapanatili ang mga damo, sabi ng maraming eksperto. Halimbawa, ang pagtatanim ng mga pananim na pantakip tulad ng spring oats o crimson clover ay nakakatulong na itigil ang mga damo na mag-ugat sa hubad na lupa at pagtubo ng iba't ibang mga pananim na paikut-ikot ay maaaring makatakas sa mga paa ng damo na tumutulong upang sugpuin ang mga populasyon. Gumagalaw na si Moore sa direksyon na ito. Paikutin niya ang mga toyo na may trigo, barley, at ilang iba pang mga pananim at halaman na iba't ibang mga karagdagang pananim na pantakip kasama ang rye at mga gisantes.
Paminsan-minsan din niyang pinupunan ang lupa upang makatulong na mapigilan ang paglaki ng damo. "Mas kaunti ang pag-spray natin ng mga kemikal nang mas mahusay," sabi niya. Gayunpaman, upang mapanatili ang ani, hindi masasabing talikuran ng pagsasaka ang mga herbicide, sabi ni Ziska. Sa napakakaunting mga bagong kemikal na inaalok, ang mga magsasaka ay kailangang maging mas maingat sa mga herbicide na mayroon sila ngayon upang matiyak na patuloy silang gagana sa hinaharap. Kailangang magbigay ang mga tagagawa ng mga magsasaka ng mas mahusay na payo sa kung kailan at paano gamitin ang mga halamang gamot, idinagdag ni Matzrafi.
"Ang mga magsasaka ay hindi na maaaring magwisik at manalangin lamang," sabi ni Otte.