Short communication. Modelling of the population dynamics of Phalaris brachystachys Link under various herbicide control scenarios in a Mediterranean climate

Abstract

The weed Phalaris brachystachys Link (short-spiked canarygrass) severely affects cereal production in regions with a Mediterranean climate. A mathematical model for simulating the population dynamics of this weed was constructed using previously reported data and new information. The model was used to describe the long-term dynamics of the population in the absence of control practices and to predict the effect of various control strategies based on the annual application of herbicides at 50%, 75% and 100% of the standard rate in winter wheat. Without control the seed bank population would reach an equilibrium level at a density of 21,244 seeds m-2 after six years. Annual application of herbicides at 50%, 75% and 100% of the standard rate resulted in reductions in the equilibrium position of the population of only 5.44%, 12.27% and 26.14%, respectively. Sensitivity analysis indicated that seedbank dynamics was particularly sensitive to fecundity, seed bank mortality and seed losses, and that new control strategies should target these population parameters. The current model has highlighted the fact that herbicide tactics are not able to stabilize or decrease short-spiked canarygrass populations in winter wheat in the longer-term. Integration of herbicide applications and agronomic practices may be required to attain effective reductions of P. brachystachys populations.

Phalaris brachystachys Link (alpiste) es una mala hierba que afecta de forma importante a la producción de cereales en regiones de clima mediterráneo. En este trabajo se desarrolló un modelo matemático para simular la dinámica de poblaciones de esta especie. El modelo fue utilizado para describir el comportamiento a largo plazo de las poblaciones en ausencia de prácticas de control y para predecir el efecto de varias estrategias de control basadas en la aplicación de herbicidas al 50%, 75% y 100% de la dosis recomendada en trigo de invierno. En ausencia de control el banco de semilla alcanzó un nivel de equilibrio a una densidad de 21.244 semillas m-2 al sexto año. Bajo aplicación anual de herbicidas al 50%, 75% y 100% de la dosis comercial, la posición de equilibrio de la población se redujo en sólo 5,44%, 12,27% y 23,14% respectivamente. El análisis de sensibilidad indicó que el modelo fue particularmente sensible a la fecundidad, mortalidad del banco de semilla y pérdida de semillas, por tanto, las nuevas estrategias de control deberían estar dirigidas en esta dirección. El modelo desarrollado muestra la dificultad de estabilizar o disminuir la población de alpiste a largo plazo en trigo de invierno. Con el objetivo de obtener un reducción efectiva de las poblaciones de P. brachystachys se requiere una integración de control por herbicidas con practicas culturales.