自 1962 年以来,百草枯已成为世界上使用最广泛的除草剂之一,但迄今为止,在所有的耕地和非耕地上,只有相当少的杂草产生耐药性的案例记录在案。记录所有杂草产生耐药性事件的公认权威机构(www.weedscience.org)最近发表声明:在 13 个国家中,发现了有 25 个杂草,它们共同具有 43 种百草枯抗性生物型。这些数字中已包括最近在南澳大利亚观察到的一年生黑麦草(Lolium rigidum)的耐药种群。直到百草枯开始商用 18 年后,才有了首批杂草对百草枯出现耐药性的记录。
与其它主要种类的除草剂相比,杂草对百草枯产生耐药性的速度相当慢。从以下图表中,可以看到有些除草剂很快就会导致杂草产生耐药性。耐药性植物具有一些稀有基因,能消除特定品种本应具有的敏感性: 通常是生成能消灭外源分子的酶;或者是在除草剂的作用部位产生生化变异,使其变得不敏感。
值得注意的是,耐药性品种肯定会成为杂草种群中的重要组成部分。耐药性产生的快慢取决于数个因素,包括耐药性基因的稀有性、拥有这些特定基因的植物的“适应性”(即是否能够繁殖生长),以及所采用杂草控制方法的“选择压力”。如果某些杂草品种中所含的耐药性基因非常普遍,并且这些基因不会影响正常生长和繁殖,这类杂草很快就会产生耐药性。当与其竞争的那些对除草剂敏感的植物被消除后,它们很快就会占据剩余的小生境。
选择压力的重要性,可以从草甘膦上得到很好的解释。在上市销售超过 20 年后,仍然没有已知的耐药性案例。不过,在 1996 年首批案例便开始出现了。典型情形有:在果园和种植园中因长期使用草甘膦而产生耐药性,因在一季的种植中多次施用草甘膦而使大豆和棉花产生了耐药性。
杂草对各种主要除草剂产生耐药性的过程:一年生黑麦草因对多种除草剂产生了耐药性而广为人知。它每季每都会结出非常多的遗传多样化的种籽,在较重的选择压力下,很快就会发现具有耐药性的个体植株。过去,仅依赖于一种除草剂起效模式来控制黑麦草的做法,在澳大利亚引发了一些问题。