Rapid diagnosis of resistance to imidazolinone herbicides in barnyardgrass (Echinochloa crus-galli) and control of resistant biotypes with alternative herbicides

Abstract

The resistance of barnyardgrass (Echinochloa crus-galli) to imidazolinone herbicides is a worldwide problem in paddy fields. A rapid diagnosis is required for the selection of adequate prevention and control practices. The objectives of this study were to develop expedite bioassays to identify the resistance to imidazolinone herbicides in barnyardgrass and to evaluate the efficacy of alternative herbicides for the post-emergence control of resistant biotypes. Three experiments were conducted to develop methods for diagnosis of resistance to imazethapyr and imazapyr + imazapic in barnyardgrass at the seed, seedling and tiller stages, and to carry out a pot experiment to determine the efficacy of six herbicides applied at post-emergence in 13 biotypes of barnyardgrass resistant to imidazolinones. The seed soaking bioassay was not able to differentiate the resistant and susceptible biotypes. The resistance of barnyardgrass to imidazolinones was effectively discriminated in the seedlings and tiller bioassays seven days after incubation at the concentrations of 0.001 and 0.0001 mM, respectively, for both imazethapyr and imazapyr + imazapic. The biotypes identified as resistant to imidazolinones showed different patterns of susceptibility to penoxsulam, bispyribac-sodium and pyrazosulfuron-ethyl, and were all controlled with profoxydim and cyhalofop-butyl. The seedling and tiller bioassays are effective in the diagnosis of barnyardgrass resistance to imidazolinone herbicides, providing an on-season opportunity to identify the need to use alternative herbicides to be applied at post-emergence for the control of the resistant biotypes.

A resistência de capim-arroz (Echinochloa crus-galli) aos herbicidas imidazolinonas é um problema crescente na cultura do arroz em diversas regiões do mundo, sendo necessário o seu diagnóstico rápido para a determinação de práticas de prevenção e controle. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver métodos de identificação expedita da resistência de biótipos de capimarroz aos herbicidas imidazolinonas e avaliar a eficácia de herbicidas alternativos para o seu controle em pós-emergência. Para isso, foram conduzidos três experimentos visando o desenvolvimento de métodos de diagnóstico da resistência aos herbicidas imazethapyr e imazapyr + imazapic em plantas de capim-arroz nos estádios de semente, plântula e perfilhos, bem como um experimento para determinar a eficácia de seis herbicidas em pós-emergência no controle de 13 biótipos de capim-arroz resistentes às imidazolinonas. A resistência de capim-arroz a imidazolinonas foi discriminada de forma eficiente nos experimentos com plântulas e perfilhos aos sete dias após a incubação nas concentrações de 0,001 e 0,0001 mM, respectivamente, para os herbicidas imazethapyr e imazapyr + imazapic. Os biótipos identificados como resistentes a imidazolinonas apresentaram diferentes padrões de suscetibilidade aos herbicidas penoxsulam, bispyribac-sodium e pyrazosulfuron-ethyl e somente foram controlados de modo eficaz com os herbicidas profoxydim e cyhalofop-butyl. Os bioensaios de plântulas e perfilhos são eficientes para o diagnóstico de capim-arroz resistente a imidazolinonas na mesma safra de desenvolvimento da cultura do arroz e proporcionam a identificação da necessidade de uso de herbicidas alternativos a serem aplicados em pós-emergência para o controle de biótipos resistentes.