RESUMO: A erva-cabecinha (Phalaris minor) é a segunda planta daninha mais problemática nos campos de trigo do Irã, pois tem desenvolvido resistência aos herbicidas inibidores da ACCase. Marcadores moleculares de intersequência repetitiva simples (ISSR) foram utilizados para avaliar a variação genética entre e dentro de populações resistentes e suscetíveis aos inibidores de ACCase de P. minor do Irã, a fim de elucidar a origem da resistência e sua dispersão. Dezesseis populações de P. minor de diferentes regiões do Irã foram analisadas usando sete primers ISSR. As relações genéticas obtidas a partir da análise UPGMA revelaram a presença de mais de um genótipo entre as populações resistentes aos herbicidas. Os resultados indicaram que a alta similaridade genética e proximidade física entre as populações resistentes de P. minor nas diferentes regiões foi devido principalmente à polinização cruzada, à dispersão mecânica de sementes e a fatores ecológicos locais. Assim, infere-se que ocorreu uma seleção independente, assim como a movimentação de sementes resistentes, explicando a ocorrência e dispersão da resistência nessas populações.

ABSTRACT: Littleseed canarygrass (Phalaris minor) is the second most serious and problematic grass weed in wheat fields in Iran, and has developed resistance to ACCase inhibiting herbicides. Inter-simple sequence repeat (ISSR) analysis was used to assess genetic variation between and within ACCase inhibitor-resistant and susceptible P. minor populations in Iran and to determine the origin of resistance and its dispersal. Sixteen P. minor populations from different regions in Iran were analysed using seven primers. Genetic relationships generated using UPGMA analysis indicated the presence of more than one genotype among the herbicide resistant populations. The results indicated that the high genetic similarity and physical proximity among the resistant P. minor populations in the different regions is mainly due to cross pollination, mechanical seed dispersion and local ecological factors. These findings suggested that independent selection as well as movement of resistant seeds had occurred, which could explain the presence and dispersion of ACCase inhibitor-resistance in these populations.

RESUMO: A aplicação consecutiva de herbicidas levou à evolução de plantas daninhas resistentes a eles. Essa resistência é frequentemente associada a um custo de adaptação. Assim, um delineamento inteiramente casualizado com três repetições foi conduzido para avaliar o custo de adoção dos biótipos de aveia selvagem de inverno resistentes ao haloxyfop-R methyl ester (Avena ludoviciana Durieu) com a mutação Ile-2041-Asn, em comparação com os suscetíveis. Os biótipos pré-germinados de aveia selvagem de inverno da geração F2 foram semeados em vasos de 0,2 m2 contendo 50 cm de solo franco-arenoso ao ar livre, e seus parâmetros de crescimento, incluindo número de perfilhos, altura da planta, folhas por planta, área foliar por planta, índice de clorofila, peso seco da folha e peso seco da planta, foram medidos aos 30, 70, 100, 115 e 130 dias após o plantio. Também foram calculados índice de área foliar, razão de área foliar, área foliar específica, taxa de crescimento relativo, taxa de assimilação líquida e taxa de crescimento de culturas. A produção de sementes, o peso de mil grãos e a área da folha-bandeira foram medidos no final do período de crescimento. De acordo com os resultados, nenhum custo de adoção foi observado entre os biótipos suscetíveis e resistentes, indicando que os primeiros podem não superar os resistentes no campo. Embora a imposição de nova pressão seletiva via aplicação de um herbicida com modo de ação diferente possa controlar biótipos suscetíveis e resistentes, a rotação do herbicida deve ser adaptada a fim de impedir maior evolução da resistência. Além disso, os mesmos métodos não químicos de manejo de plantas daninhas, como seleção cuidadosa da data da semeadura, podem ser implementados para melhorar os efeitos adversos dessa planta daninha na produção agrícola.

ABSTRACT: Consecutive application of herbicides has led to the evolution of herbicide-resistant weeds. This resistance is often associated with a fitness cost. Hence, a completely randomized design experiment with three replications was conducted to evaluate the fitness cost of haloxyfop-R methyl ester resistant winter wild oat biotypes (Avena ludoviciana Durieu) possessing Ile-2041-Asn mutation compared to susceptible ones. The pre-germinated F2 generation winter wild oat biotypes were sown in 0.2 m2 pots containing 50 cm of silty-loam soil outdoors and their growth parameters including tiller number, plant height, leaves per plant, leaf area per plant, chlorophyll content index, leaf dry weight, and plant dry weight were measured 30, 70, 100, 115 and 130 days after planting. Leaf area index, leaf area ratio, specific leaf area, relative growth rate, net assimilation rate, and crop growth rate were also calculated. Seed production, 1000 kernel weight, and flag leaf area were measured at the end of the growth period. According to the results, no fitness cost was observed between susceptible and resistant biotypes, indicating that susceptible biotypes may not overcome resistant ones in the field. Although imposing a new selective pressure via application of an herbicide possessing a different mode of action may control both susceptible and resistant biotypes, herbicide rotation must be adapted to impede the evolution of further resistance. Also, the same non-chemical weed management methods such as careful selection of sowing date can be implemented to ameliorate adverse effects of this weed on crop production.

RESUMO A temperatura impacta a seletividade de herbicidas em pós-emergência de forma complexa. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método para estimar o impacto da temperatura na seletividade de herbicida, utilizando aveia cultivada (Avena sativa) e iodosulfuron-methyl como modelos de estudo. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação/câmaras de crescimento, utilizando-se delineamento inteiramente casualizado, com os tratamentos arranjados como bifatorial, com três repetições. O primeiro fator consistiu de seis temperaturas (10, 15, 20, 24, 28 e 32 oC), a que foram submetidas as plantas durante uma semana após a pulverização. O segundo fator correspondeu a sete doses de iodosulfuron (0; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 5; e 20 g ha-1). Para cada temperatura, curvas de regressão foram ajustadas aos dados de dose-resposta. A taxa de eficácia do herbicida foi calculada por método inovador aqui descrito. A tolerância da cultura ao herbicida aumentou proporcionalmente com a temperatura, sugerindoque a detoxificação do produto está beneficiando a seletividade. Em termos práticos, espera-se que a tolerância das culturas de aveia-branca ao herbicida iodosulfuron seja acentuada em regiões do mundo com temperaturas elevadas. O método desenvolvido aqui pode ser usado para determinar o efeito da temperatura na eficácia de herbicidas em plantas daninhas.

ABSTRACT Temperature affects the selectivity of post-emergence herbicides in a complex manner. The objective of this work was to develop a method to estimate the impact of temperature on herbicide selectivity using the white oat (Avena sativa) crop and iodosulfuron-methyl as study models. Greenhouse/growth-chamber experiments were conducted using a completely randomized design with the treatments arranged as a bi-factorial, with three repetitions. The first factor consisted of six temperatures (10, 15, 20, 24, 28 and 32 oC) to which the plants were submitted during one week after the herbicide spray. The second factor corresponded to seven doses of iodosulfuron-methyl (0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 5 and 20 g ha-1). For each temperature, regression curves were fitted to the dose-response data. The rate of herbicide efficacy was computed through the method first proposed in this study. The crop tolerance to the herbicide increased proportionally to the temperature, suggesting the product detoxification is improving crop selectivity. In practical terms, it is predicted that white oat crop tolerance to iodosulfuron-methyl increases in regions of the world with high temperatures. The method developed here also can be used to understand the effect of temperature on herbicide efficacy on weeds.

Em 2010, foram conduzidos experimentos para determinar a influência da densidade de plantas e posição das sementes na planta-mãe sobre as características fisiológicas de carrapicho (Xanthium strumarium). Espinhos de carrapicho foram coletados no outono de 2010 na Fazenda de Pesquisa da Universidade de Ciências da Agricultura e Recursos Naturais de Gorgan, Irã. O experimento foi estabelecido como um arranjo fatorial usando um delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Os fatores incluíram diferentes densidades de carrapicho (0, 2, 4, 6 e 8 plantas m-2) e as partes superior e inferior da copa. Sementes não dormentes foram utilizadas para determinar as temperaturas cardeais e a tolerância à salinidade e estresse hídrico. Temperaturas de germinação base, ideal e teto foram estimadas de 7,09 a 12,33; 32 a 35; e 44 a 45 nos diferentes tratamentos. O estresse de salinidade até 300 Mm e potencial osmótico de 8 bar inibiram a completamente germinação. A comparação das temperaturas base e coeficientes da equação sigmoide mostraram que as sementes produzidas no topo possuíam maior germinação do que aquelas produzidas na base da planta-mãe. As densidades de planta através do posicionamento da semente na planta-mãe afetam a qualidade da semente. Da mesma forma, mudanças na qualidade e quantidade de luz em ambiente de sombra aumentou a dormência em sementes maduras. O ambiente de sombra afeta a germinação na planta-mãe, o que aumentou a dormência das sementes em maturação sob a sombra, uma resposta adaptativa que reduz a probabilidade de germinação de plântulas sob condições desfavoráveis (sombra, competitividade).

Experiments were conducted in 2010 to determine the influence of plant density and seed position on the mother plant on seed physiological characteristics of cocklebur (Xanthium strumarium). Cocklebur burs were collected in fall of 2010 from Research Farm of University of Agricultural Sciences and Natural Resources of Gorgan, Iran. The experiment was established as factorial arrangement using a completely randomized design with three replications. The factors included different densities of cocklebur (0, 2, 4, 6 and 8 plant m-2) and the top and bottom parts of the canopy. Non dormant seeds were used for determining cardinal temperatures and tolerance to salinity and drought stresses. Base, optimum and ceiling germination temperatures were estimated between 7.09 to 12.33, 32 to 35 and 44 to 45 respectively in different treatments. Salinity stress up to 300 Mm and osmotic potential 8 bar inhibited the germination completely. Comparison of base temperatures and sigmoid equation coefficients showed that seeds produced in the top had higher germination than those that produced at the bottom of the mother plant. It seems plant densities through seed position on the mother plant affect seed quality. Likewise changes of light quality and quantity in shade environment increased seed dormancy in matured seeds. Shade environment affect seed germination on mother plant that increased dormancy of seeds maturing under shade be an adaptive response that reduces the probability of germination of offspring under unfavorable (shade, competitive) conditions.

Smellmelon, uma planta invasora anual de campos de produção de soja no norte do Irã, se reproduz e se espalha predominantemente através de produção de sementes. Isso torna a sobrevivência do banco de sementes e a germinação bem-sucedida passos essenciais no processo invasivo. Para avaliar o potencial da planta Smellmelon de invadir ambientes com escassez de água, estudos de laboratório foram realizados para investigar o efeito da dessecação e da salinidade em diferentes temperaturas na germinação de sementes e crescimento de plântulas de Cucumis melo. As sementes foram incubadas a 25, 30, 35 e 40 ºC na escuridão numa solução (0, -0,2, -0,4, -0,6, -0,8, 1 e 1,2 MPa) de sal (NaCl), e numa solução (0, -2, -4, -6, -8, -10, -12 bar) de PEG-6000 (polietilenoglicol), em dois experimentos separados. Os resultados mostraram que a percentagem e a taxa de germinação mais altas ocorreram a 35 ºC nas concentrações de sal de 0, -0,2, -0,4 MPa e nas concentrações de PEG de 0, -2, -4 bar. O aumento da concentração de sal (NaCl) e PEG restringiu a germinação, o crescimento das plântulas e a absorção de água, mas aumentou o conteúdo de sódio nas plântulas. Nenhuma diferença significativa foi observada entre as concentrações de 0, -0,2 e -0,4 MPa de NaCl e 0, -2 e -4 bar de PEG a 35 ºC. Com a diminuição da percentagem e da taxa de germinação, os efeitos negativos do PEG foram maiores do que aqueles do NaCl. O aumento dos níveis de estresse leva à redução do comprimento da raiz e parte aérea, e do IVP das plântulas. O teor de Na+ das plântulas diminuiu com o crescimento limitado das plântulas de C. melo.

Smellmelon, an annual invasive weed of soybean production fields in the north of Iran, reproduces and spreads predominately through seed production. This makes seed bank survival and successful germination essential steps in the invasive process. To evaluate the potential of Smellmelon to invade water-stressed environments, laboratory studies were conducted to investigate the effect of desiccation and salinity at different temperatures on seed germination and seedling growth of Cucumis melo. Seeds were incubated at 25, 30, 35 and 40 ºC in the darkness in a solution (0, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8, 1 and 1.2 MPa) of a salt (NaCl), and in a solution (0, -2, -4, -6, -8, -10, -12 bar) of PEG-6000 (Polyethylene glycol), in two separate experiments. The results showed that the highest percentage and rate of germination occurred at 35 ºC in salt concentrations of 0, -0.2, -0.4 MPa and PEG concentrations of 0, -2, -4 bar. Increasing the concentration of salt (NaCl) and PEG limited germination, seedling growth and water uptake but increased the sodium content in the seedlings. No significant difference was observed among 0, -0.2 and -0.4 MPa of NaCl and among 0, -2 and -4 bar of PEG concentration at 35 ºC. The negative effects of PEG were more than those of NaCl on germination percentage and germination rate. Increased stress levels lead to reduction of root and shoot length, and SVL of seedlings. Na+ content of seedling decreased with limited seedling growth of C. melo.

O conhecimento específico sobre os padrões de dormência, germinação e emergência de espécies de plantas daninhas auxilia o desenvolvimento de estratégias integradas de gestão. Foram realizados estudos de laboratório para determinar o efeito de vários fatores ambientais na germinação de sementes e emergência de plântulas de Cyperus difformis. A germinação das sementes recém-colhidas foi inibida pela escuridão; no entanto, quando as sementes foram transferidas posteriormente para a luz total, germinaram prontamente. Nossos resultados mostraram que duas semanas de estratificação fria superam o requisito de luz para a germinação. As sementes de C. difformis conseguiram germinar numa ampla gama de temperaturas (25/15, 30/20, 35/25, e 40/30 ºC dia/noite). A resposta da taxa de germinação à temperatura foi descrito como uma função não-linear. Com base em resultados do modelo, as temperaturas de base, ótima e e teto foram estimadas em 14,81, 37,72 e 45 ºC, respectivamente. Foi preciso uma temperatura de 120 ºC por mais 5 minutos para inibir 50% da germinação máxima. O potencial osmótico e a salinidade necessários para uma inibição de 50% da máxima germinação foram -0,47 MPa e 135,57 mM, respectivamente. Foi observada uma alta percentagem de germinação das sementes (89%) com pH=6, a qual diminuiu para 12% em meio alcalino (pH 9) de pH. As sementes semeadas na superfície do solo resultaram na maior porcentagem de emergência de plântulas, e nenhuma plântula emergiu a partir de sementes enterradas no solo a uma profundidade de 1 cm.

Specific knowledge about the dormancy, germination, and emergence patterns of weed species aids the development of integrated management strategies. Laboratory studies were conducted to determine the effect of several environmental factors on seed germination and seedling emergence of Cyperus difformis. Germination of freshly harvested seeds was inhibited by darkness; however, when seeds were subsequently transferred to complete light they germinated readily. Our results showed that 2 wk of cold stratification overcome the light requirement for germination. Seeds of C. difformis were able to germinate over a broad range of temperatures (25/15, 30/20, 35/25, and 40/30 ºC day/night). The response of germination rate to temperature was described as a non-linear function. Based on model outputs, the base, the optimum and the ceiling temperatures were estimated as 14.81, 37.72 and 45 ºC, respectively. A temperature of 120 ºC for a 5 min was required to inhibit 50% of maximum germination. The osmotic potential and salinity required for 50% inhibition of maximum germination were -0.47 MPa and 135.57 mM, respectively. High percentage of seed germination (89%) was observed at pH=6 and decreased to 12% at alkaline medium (pH 9) pH. Seeds sown on the soil surface gave the greatest percentage of seedling emergence, and no seedlings emerged from seeds buried in soil at depths of 1 cm.

Celidônia, pertencente à família Ranunculaceae, é uma planta invasora perene com raiz tuberosa. Os tubérculos são o meio de reprodução e dispersão mais importante. Nos últimos anos, essa espécie começou a invadir lavouras de trigo no oeste do Irã, principalmente na província de Lorestan. Experimentos foram conduzidos para determinar as temperaturas limítrofes e estudar os efeitos de pré-resfriamento, flutuações de temperatura, tamanhos de tubérculos, congelamento e dessecação sobre a germinação de tubérculos, bem como da profundidade de plantio sobre a brotação de tubérculos. Os resultados mostraram que a maior porcentagem de germinação ocorreu quando os tubérculos foram armazenados por mais de duas semanas a 4 ou 8ºC. A temperatura ótima para germinação foi diferente em tubérculos grandes e pequenos (8 e 14oC, respectivamente). A germinação foi maior (quase 100%) sob variações de temperatura entre 5 e 10ºC. A germinação dos tubérculos digitiformes e pequenos foi maior (95%), porém tubérculos muito pequenos, pequenos e danificados apresentaram o menor percentual de germinação. No experimento de congelamento, a redução da temperatura e o aumento no tempo de armazenamento diminuíram a germinação dos tubérculos. O aumento do potencial osmótico e da temperatura resultou em diminuição da germinação de tubérculos de celidônia. Essa espécie pode brotar até a 20 cm de profundidade, mas a demanda de calor de tubérculos plantados superficialmente foi menor do que a dos tubérculos plantados em maior profundidade.

Lesser celandine (Ranunculaceae) is a perennial weed with tuberous root. Tubers are the most important means of reproduction and dispersion of this weed. In recent years, it has spread into wheat fields in Western Iran, mainly in the Lorestan province. A series of experiments were conducted to determine cardinal temperatures and to study the effects of pre-chilling, temperature fluctuations, tuber size, freezing and drying on germination of the tubers, as well as the effect of planting depth on sprouting of the tubers. The results obtained showed that the highest percentage of germination occurred when tubers were stored for more than 2 weeks at 4 or 8 ºC. The optimum temperature for germination differed in large and small tubers (8 and 14oC, respectively). Germination was the highest (almost 100%) at temperature fluctuations of 5-10oC. Germination of the finger-like and small tubers was the highest (95%); however, very small, small, and broken tubers showed the lowest germination percentage. In the freezing experiment, decreasing the temperature and increasing the storage duration decreased the germination of tubers. Increasing the osmotic potential and temperature resulted in decreased tuber germination of Lesser celandine. Lesser celandine could sprout down to 20 cm depth but heat demand for tubers from superficial depth was smaller than for tubers planted at greater depth.

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos da interferência de várias espécies daninhas sobre a produtividade e rendimento de trigo e determinar o seu nível de dano econômico (NDE) sobre a cultura. Os experimentos foram conduzidos em 2002, em dois locais no Irã: na Estação de Pesquisa Agrícola (EPA) da Universidade Ferdowsi, Mashhad (E1) e na EPA do Agricultural College, Shirvan (E2). Numa lavoura de trigo de 15 e 28 ha, nas Epa localizadas em E1 e E2, respectivamente, selecionaram-se áreas de 15 x 50 m como local dos experimentos. Estas áreas foram manejadas como outras partes do campo, exceto para o uso de herbicidas. No início do estádio de espigamento foram sorteados 30 pontos de coleta de 50 x 50 cm em cada local. As plantas daninhas presentes em E1 foram: Avena ludoviciana, Chenopodium album, Solanum nigrum, Stellaria holostea, Convolvulus spp., Fumaria spp., Sonchus spp., e Polygonum aviculare. No local E2 as espécies infestantes foram: A. ludoviciana, Erysimum sp., P. aviculare, Rapistrum rugosum, C. album, Salsola kali, and Sonchus sp. Equações foram ajustadas aos dados e os efeitos das densidades das espécies daninhas foram calculadas em termos de densidade interferidora total (DIT). Regressões lineares múltiplas indicaram que apenas A. ludoviciana, Convolvulus spp. e C. album, em E1; e A. ludoviciana, S. kali, and R. rugosum, em E2, tiveram efeito significativo sobre a redução da produção de trigo. NDE foi 5,23 DIT em E1 e 6,16 DIT em E2, os quais foram equivalentes a 5 plantas m-2 de A. ludoviciana ou 12 plantas m-2 de Convolvulus spp. ou 19 plantas m-2 de C. album em E1; e 6 plantas m-2 de A. ludoviciana, 13 plantas m-2 de S. kali e 27 plantas m-2 de R. rugosum em E2. Simulações de NDE utilizando vários preços de grãos de trigo e custos de controle de plantas daninhas permitiram comparar os experimentos sugerindo que uma cultura mais competitiva no local E1 em relação a E2 foi a causa da competitividade mais baixa das infestantes no primeiro local.

Two field experiments were conducted to evaluate the effects of multispecies weed competition on wheat grain yield and to determine their economic threshold on the crop. The experiments were conducted in 2002, on two sites in Iran: at the Agricultural Research Station on Ferdowsi University of Mashhad (E1) and on the fields of Shirvan's Agricultural College (E2). A 15 x 50 m area of a 15 ha wheat field in E1 and a 15 x 50 m area of a 28 ha wheat field in E2 were selected as experimental sites. These areas were managed like other parts of the fields, except for the use of herbicides. At the beginning of the shooting stage, 30 points were randomly selected by dropping a 50 x 50 cm square marker on each site. The weeds present in E1 were: Avena ludoviciana, Chenopodium album, Solanum nigrum, Stellaria holostea, Convolvulus spp., Fumaria spp., Sonchus spp., and Polygonum aviculare. In E2 the weeds were A. ludoviciana, Erysimum sp., P. aviculare, Rapistrum rugosum, C. album, Salsola kali, and Sonchus sp. The data obtained within the sampled squares were submitted to regression equations and weeds densities were calculated in terms of TCL (Total Competitive Load). The regression analysis model indicated that only A. ludoviciana, Convolvulus spp. and C. album, in E1; and A. ludoviciana, S. kali, and R. rugosum, in E2 had a significant effect on the wheat yield reduction. Weed economic thresholds were 5.23 TCL in E1 and 6.16 TCL in E2; which were equivalent to 5 plants m-2 of A. ludoviciana or 12 plants m-2 of Convolvulus spp. or 19 plants m-2 of C. album in E1; and 6 plants m-2 A. ludoviciana, 13 plants m-2 S. kali and 27 plants m-2 R. rugosum in E2. Simulations of economic weed thresholds using several wheat grain prices and weed control costs allowed a better comparison of the experiments, suggesting that a more competitive crop at location E1 than at E2 was the cause of a lower weed competitive ability at the first location.

Experimentos de laboratório e de casa-de-vegetação foram conduzidos para determinar os efeitos dos estresses de seca, salinidade, temperatura, pH e a profundidade de plantio sobre a germinação e a emergência do trevo amarelo doce (Melilotus officinalis). Temperaturas base, ótima e teto para germinação de M. officinalis foram estimados em 0, 18 e 34 ºC, respectivamente. A germinação das sementes mostrou-se sensível ao estresse hídrico e foi totalmente inibida nos potenciais de -1 MPa. A germinação de M. officinalis foi tolerante à salinidade. Estresse salino até 90 mM não tiveram efeito sobre a germinação de sementes de M. officinalis, mas a germinação decresceu com o aumento da concentração de sal. A seca e a salinidade necessária para inibição de 50% de germinação máxima foi de 207 mm e -0,49 MPa, respectivamente. Alta porcentagem de germinação (>92%) foi observada em pH = 5-6 e desceu para 80% em condições ácidas (pH 4) e para 42% sob condições alcalinas (pH 9). Emergência máxima ocorreu quando as sementes foram posicionadas na profundidade de 2 cm e diminuiu com o aumento da profundidade de plantio. Nenhuma semente emergiu quando a profundidade de semeadura foi de 10 cm.

Laboratory and greenhouse experiments were conducted to determine the effects of drought and salinity stress, temperature, pH and planting depth on yellow sweet clover (Melilotus officinalis) germination and emergence. Base, optimum and ceiling germination temperatures were estimated as 0, 18.47 and 34.60 ºC, respectively. Seed germination was sensitive to drought stress and completely inhibited at a potential of -1 MPa, but it was tolerant to salinity. Salinity stress up to 90 mM had no effect over the M. officinalis seed germination, but the germination decreased by increasing the salt concentration. The drought and salinity required for 50% inhibition of maximum germination were 207 mM and -0.49 MPa, respectively. High percentage of seed germination (>92%) was observed at pH = 5-6 and decreased to 80% at acidic medium (pH 4) and to 42% at alkaline medium (pH 9) pH. Maximum seedling emergence occurred when the seeds were placed at 2 cm depth and decreased when increasing the depth of planting; no seed emerged from depths of 10 cm.