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Aparición de resistencia a herbicidas, en una población de malezas

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Qué es dinámica poblacional?

La dinámica poblacional de una especie de maleza es el cambio en el tamaño de la población (# plantas / unidad de área) en el tiempo, es respuesta a la biología de la especie, factores ambientales, y manejo de la maleza.  La población que observamos en el año 2 (Nt+1)  es una función de cambios que ocurrieron desde el año 1 (Nt).  Durante ese año, adiciones a la población ocurrieron por nacimientos (B), como la producción de semillas, e inmigración (I) por dispersión de semillas desde fuera de la población.  También podemos observar pérdidas en la población, por muertes (D), como descomposición y depredación de semillas, y emigración (E) cuando se dispersan semillas fuera de su población.

Nt+1 = Nt + B – D + I – E

La población de una especie de maleza dada también es dinámica dentro de la estación de crecimiento.  Podemos medir la población de una maleza durante varios estados de crecimiento en su ciclo de vida (identificados como estadíos) y luego determinar la manera en que cada uno responde a factores ambientales o de manejo.

Qué estadíos de una especie de maleza podemos observar?

Para el ciclo de vida de una maleza anual de verano, como el Amaranthus palmieri (Figura 4), podemos observar el número de semillas de la maleza en el banco de semillas del suelo por muestreo del suelo.  Más tarde en la primavera, podemos observar el número de plántulas presentes.  A mediados del verano, podemos contar el número de adultos en floración y luego podemos determinar la cantidad de nueva semilla producida por cada uno de esos adultos en floración.



 Qué transición ocurre entre cada estadío?

Hay tres destinos posibles de la semilla de malezas en el banco del suelo.  Primero, se pierden semillas de varias maneras, como descomposición y depredación.  Segundo, la semilla puede germinar y emerger para convertirse en una plántula, una vez que ocurran condiciones ambientales apropiadas, como humedad y temperatura.  Tercero, la semilla puede permanecer en el banco de semillas hasta el año entrante o más allá.  Esta semilla está latente, o sea que es viable pero en un estado de 'animación suspendida', esperando por condiciones ambientales favorables.

 




Sobrevivencia es la transición de plántulas a adultos.  Las plántulas deben sobrevivir a través de una serie de condiciones ambientales  y prácticas de manejo, para convertirse en una población de adultos de cierta densidad y tamaño.




Plantas adultas individuales producen semilla dependiendo de su densidad poblacional y tamaño.




Dispersión es el desprendimiento de nueva semilla de regreso al banco de semillas del suelo, al final del ciclo de crecimiento.

Animación de Dinámica poblacional




Cuál es la tasa de transición entre cada estadío en el ciclo de vida de una especie de maleza anual?

Tasas de germinación y emergencia, sobrevivencia, y producción de semillas pueden variar mucho dependiendo de la especie de maleza, condiciones ambientales, y la escogencia de prácticas de control de malezas.





 

Escenario:
En Marzo, su consultor agrícola sacó muestras de suelo para pruebas de fertilidad y determinó que, en promedio, hay 150 semillas de Sorghum bicolor ssp. arundinaceae  y 285 semillas de Amaranthus rudis, por metro cuadrado en ese suelo.  Una vez que se plantó el maíz, a mediados de Abril, usted le pide al consultor agrícola que monitoree por problemas de malezas y ella/él observó 3 plántulas de S. bicolor y 15 de A. rudis por metro cuadrado.
  • Cuál fue la tasa de germinación y emergencia para S. bicolor?
  • 3 plántulas de S. bicolor m-2 / 150 semillas S. bicolor m-2 = 0.02 (or 2%)
  • Cuál fue la tasa de germinación y emergencia de A. rudis?
  • 15 plántulas de A. rudis m-2 / 285 semillas A. rudis m-2 = 0.053 (or 5.3%)





Cuál es la dinámica poblacional de una población mezclada de una maleza anual que contiene biotipos S  y  R?

 Si una proporción de la población del banco de semillas fuera resistente a un herbicida particular que fue aplicado, la germinación, emergencia y/o sobrevivencia del biotipo-R sería mayor que la germinación, emergencia y/o sobrevivencia del biotipo-S.  Un herbicida aplicado al suelo impactará el éxito de la germinación y emergencia de la maleza, y un herbicida postemergente impactará significativamente ambas transiciones, de germinación, emergencia y sobrevivencia de la maleza.

Escenario:
Sospechamos que nuestra población de S. bicolor es resistente al herbicida Beacon (primisulfuron, un inhibidor-ALS) debido a aplicaciones repetidas de Beacon durante los 4 años anteriores y pobre control de esa maleza, el año pasado.  De las 150 semillas de s. bicolor m-2 medidas en el banco de semillas del suelo en Marzo, anticipamos que el 30% son del biotipo-R y 70% del biotipo-S.
  • Cuántos biotipos-R contendrá la población de plántulas si la proporción de germinación y emergencia es de 0.02? Cuántos biotipos-S?
  • 30% biotipo-R * 150 semillas de S. bicolor m-2 * 0.02 germinación y emergencia = 0.9 plántulas de biotipo-R m-2
  • 70% biotipo-S * 150 semillas de S. bicolor m-2 * 0.02 germinación y emergencia = 2.1 plántulas de biotipo-S m-2
  • Si se escoge el herbicida postemergente Beacon, que no tiene efecto sobre el biotipo-R, todas las plántulas biotipo-S serán controladas y sólo las 0.9 plántulas del biotipo-R m-2 sobrevivirán.


Adaptación ecológica

Una comparación del crecimiento y competitividad entre el biotipo-S y el biotipo-R, en varias especies de malezas conocidas como resistentes a herbicidas triazinas, reveló que la adaptación ecológica es mayor para el biotipo-S, que para el biotipo-R, cuando ambos están juntos en el campo, en ausencia del herbicida.  Esto no se ha demostrado para malezas con resistencia a inhibidores-ALS u otros herbicidas.  En estos casos, los biotipos S y R son igualmente adaptados.  Tabla 1.  Producción de materia seca (g planta-1) de biotipos de Senecio vulgaris y Amaranthus retroflexus, susceptibles y resistentes a atrazina, cuando crecen bajo condiciones no competitivas. (Conard y Radosevich 1979)
 

Tabla 1

 

Epecie

 

Biotipo
Peso Total (g planta-1)

 

Senecio vulgaris

 

Susceptible
3.9 ± 0.2

 

Senecio vulgaris

 

Resistente
2.9 ± 0.3

 

Amaranthus retroflexus

 

Susceptible
16.1 ± 0.7

 

Amaranthus retroflexus

 

Resistente
9.8 ± 0.5


Si hay diferencias en la adaptación ecológica entre los biotipos  R  y  S para una especie dada, existen diferencias en crecimiento vegetativo y número de semillas producidas por una plantas individual.  Diferencias en otros estadíos y transiciones del ciclo de vida, como  latencia, germinación, sobrevivencia, y producción de semillas, pueden influir en el resultado de la dinámica poblacional con biotipos R y S mezclados.  Esto es importante para biotipos-R a triazinas, pero no se ha identificado para otros biotipos-R a otros herbicidas.

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