31/10/2024
Door Ad Spijkers
Superonkruiden die resistent zijn geworden tegen veelgebruikte herbiciden, brengen de huidige strategieën voor onkruidbeheer in gevaar.
De meeste maïs- en sojabonenvelden in de VS zijn beplant met tegen herbicide resistente gewasvariëteiten. Helaas zijn ook superonkruiden ontstaan resistent zijn tegen veelgebruikte herbiciden en zij brengen de huidige strategieën voor onkruidbeheer in gevaar. Landbouwrobotica voor mechanisch onkruidbestrijding is een opkomende technologie die mogelijk een oplossing kan bieden.
De University of Illinois Urbana-Champaign onderzocht welke soorten boeren en velden die eerder geneigd zijn om onkruidrobots te adopteren en in welk stadium van resistentieontwikkeling. Het onderzoek richtte zich op de bestrijding van gewone waterhennep (Amaranthus tuberculatus) in maïsgewassen. Waterhennep vormt een aanhoudende bedreiging voor landbouwgrond in het Middenwesten en het onkruid heeft al resistentie ontwikkeld tegen meerdere herbiciden.
Strategieën
De onderzoekers onderzochten het effect van twee verschillende soorten onkruidbeheerstrategieën die boeren konden inzetten: kortetermijnbeheer, dat één jaar tegelijk bekijkt, en vooruitziend beheer, dat rekening houdt met toekomstige gevolgen. Ze hielden ook rekening met de dichtheid van onkruidzaden, het niveau van onkruidresistentie en economische drempels die de adoptie van robotonkruidbestrijding op boerderijniveau zouden stimuleren.
Ze ontdekten dat zowel de dichtheid van zaden als het resistentieniveau belangrijk zijn voor kortetermijnbeheer. Voor een toekomstgerichte benadering doet de dichtheid van zaden er niet toe, omdat resistente zaden zich in de toekomst waarschijnlijk zullen verspreiden. Dit perspectief houdt wel rekening met het resistentieniveau, maar bijna elk niveau is voldoende om adoptie te stimuleren.
Kleine, lichtgewicht robots die onder het bladerdak werken, zijn efficiënt, hebben een lage arbeidsintensiteit en zijn milieuvriendelijk. Ze werken door schoffels door de grond te trekken, waardoor de opkomst van onkruidzaden wordt verstoord. De robots, die nog niet commercieel beschikbaar zijn voor maïs en sojabonen, vertrouwen op kunstmatige intelligentie voor automatisering en navigatie.
Ervan uitgaande dat zo'n robot $ 20.000 kost, zullen boeren met een toekomstgericht managementperspectief waarschijnlijk overstappen als 0,0001% van de zaden resistent is. Iemand iemand met een jaar-op-jaar benadering zal wachten tot het resistentieniveau boven de 5% ligt. Wie dus voor de toekomst beheert, kijkt niet naar de dichtheid van zaden maar alleen naar het resistentieniveau. En hoe laag dat ook is, hij of zij moet doorgaan en de robots adopteren.
Adoptiegraad
De onderzoekers keken ook naar de adoptiegraad en intensiteit in de loop van de tijd. Hun berekeningen lieten zien dat boeren met een kortertermijn managementperspectief in de eerste zes jaar geen robots zouden gebruiken. Deze boeren zouden herbiciden blijven toepassen totdat ze niet langer effectief zijn en dan overschakelen naar 100% robotcontrole in jaar zeven, wanneer ze alle chemische opties hebben uitgeput. Dan zouden ze vijftien robots per hectare nodig hebben.
Boeren met een vooruitziend perspectief daarentegen zouden veel eerder beginnen met het adopteren van de robots en er minder van nodig hebben. Ze zouden ze geleidelijk adopteren en niet verder gaan dan tien per hectare. Ze zouden robots gebruiken als aanvulling op de herbicidebehandeling, om er zo voor te zorgen dat de effectiviteit ervan niet is uitgeput. In jaar zeven zouden ze robots gebruiken op 75% van hun land, terwijl 25% zou worden behandeld met herbiciden.
De onderzoekers constateerden dat kortetermijn management in eerste instantie leidt tot hogere winsten omdat boeren niet investeren in de robots. Vooruitziend management lijkt in eerste instantie slechter af te zijn omdat ze de robots kopen. Maar dat betaalt zich uit na jaar zes wanneer hun winsten hoger worden. Boeren kunnen bijvoorbeeld een kortetermijn perspectief hebben als ze hun land pachten en dat elk jaar moeten vernieuwen, zodat ze niet echt kunnen plannen voor de toekomst. Maar zelfs voor degenen die het op jaar-tot-jaar basis beheren, zal er een punt komen waarop het nodig is om robots te gebruiken omdat andere controleopties uitgeput zijn..
Toekomst
De verschillende strategieën hebben implicaties die verder gaan dan het boerderijniveau. Resistente zaden kunnen zich verspreiden naar aangrenzende velden. Een vooruitstrevende benadering kan helpen het aantal resistente zaden te verminderen en mogelijk bijdragen aan een omkering van resistentie.
Resistentie is niet omkeerbaar voor alle onkruidsoorten, maar voor waterhennep is er een afweging wanneer zaden resistentie ontwikkelen; hun reproductiesnelheid wordt kleiner. Als gevolg hiervan is de kans groot dat resistente zaden worden overgroeid door niet-resistente zaden als de selectiedruk wordt verminderd.
De onderzoekers richtten zich op het maximaliseren van winst op boerderijniveau. Een komende studie zal twee aangrenzende boerderijen in overweging nemen om het verspreidingseffect van resistente zaden te begrijpen. Ze willen ook een analyse op landschapsniveau uitvoeren om de impact op grotere gebieden te evalueren, wat implicaties zal hebben voor beleidsmakers.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: University of Illinois, College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences