Comparative responses of selected corn (Zea mays L.) hybrids to EPTC and metolachlor

Summary: Resume: Zusammenfassung Eleven corn (Zea mays L.) hybrids were evaluated in terms of their growth response to treatment with a high rate (6.7 kg ha−1) of the thiocarbamate herbicide, EPTC, and the chloroacetanilide herbicide, metolachlor. Most of the tested hybrids were more susceptible to treatment with metolachlor than EPTC. It was apparent that the degree of tolerance observed for one of these herbicides was not necessarily matched by a similar degree of tolerance to the other. No correlation between glutathione content and herbicide tolerance was observed for the 11 hybrids tested. A relationship between glutathione S–transferase (GST) activity and metolachlor tolerance was suggested by this study. In general, higher GST activities were characteristic of the more tolerant hybrids. The monooxygenase inhibitor, piperonyl butoxide (PBO), in combination with EPTC resulted in a synergistic effect on eight of the eleven tested hybrids. PBO acted synergistically in combination with metolachlor on only two hybrids and to a lesser extent than with EPTC. Soil treatment with the oxygen evolving compound, calcium peroxide, appeared to have an antagonistic effect on the growth response of ‘Northrup–King 9283’ corn treated with EPTC. In contrast the same treatment had a synergistic effect on the growth response of this hybrid to metolachlor. Both the synergism of EPTC by PBO and the antagonism by calcium peroxide are believed to be due to the importance of monooxygenase activity in the metabolism of EPTC. Tolerance to EPTC is consequently more likely to be influenced by oxidative reactions than is tolerance to metolachlor. Reponses comparees d'hybrides selectionnes de mai's (Zea mays) a l'EPTC et au metolachlor Onze hybrides de mai's (Zea mays) ont eteetudies en regard de leur croissance suite a un traitement a une dose e1evee (6.7 kg ha−1) de 1'herbicide thiocarbamate, EPTC et de 1'herbicide chloroacetanilide, metolachlor. La plupart des hybrides testes etaient plus sensibles au metolachlor qu' a l'EPTC. II est apparu que le degre de tolerance observe pour 1'un de ces herbicides n'etait pas necessairement accompagne par un degre similaire de tolerance pour 1'autre. Aucune correlation entre la teneur en glutathion et la tolerance herbicide n'a ete observee pour les 11 hybrides testes. Une relation entre 1'activite de la glutathion S–trans–ferase (GST) et la tolerance au metolachlor a ete suggeree par cette etude. En general les activites GST plus elevees etaient caracteristiques des hybrides les plus tolerants. L'inhibiteur monooxygenase, le piperonyl butoxide (BPO) en melange avec l'EPTC a abouti a un effet synergique sur 8 des 11 hybrides testes. PBO a agis en synergic en melange avec le metolachlor chez seulement 2 hybrides et a une echelle moindre qu'avec 1'EPTC. Un traitement du sol avec un compose oxygene, du calcium peroxyde, est apparu avoir un effet antagoniste sur la croisance du mai's ‘Northrup–King 9283’ traitea l'EPTC. Au contraire, le meme traitement a eu un effet de synergie sur la croissance de cet hybride traite au metolachlor. Tant la synergie entre l'EPTC et le PBO, que l'antagonisme avec le calcium peroxide semblent etre lies a l'importance de l'activite monoxygenase dans le metabolisme de l'EPTC. La tolerance a l'EPTC est en consequence plus etroitement influencee par les reactions oxydantes que la tolerance au metolachlor. Reaktion ausgewahlter Mais-Hybriden (Zea mays L.) auf EPTC und Metolachlor Das Wachstum von 11 Mais-Hybriden (Zea mays L.) nach Behandlung mit einem hohen Aufwand (6,7 kg ha−1) des Thiocarbamats EPTC und des Chloracetanilids Metolachlor. Es war deutlich, das der Grad der Toleranz gegenuber einem dieser Herbizide nicht notwendigerweise dem bei dem anderen entsprach. Bei allen 11 Hybriden konnte keine Korrelation zwischen dem Glutathion-Gehalt und der Herbizidtoleranz gefunden werden. Auf Grund dieser Untersuchung wird eine Beziehung zwischen der Aktivitat der Glutathion-S-Transferase (GST) und der Metolachlor-Toleranz angenommen, denn tolerantere Hybriden hatten im allgemeinen eine hohere GST-Aktivitat. Der Monooxygenase-Hemmer Piperonylbutoxid (PBO) hatte zusammen mit EPTC eine synergistische Wirkung auf 8 der 11 Hybriden. Mit Metolachlor wirkte PBO synergistisch nur bei 2 Sorten und in geringerem Mase als mit EPTC. Eine Bodenbearbeitung mit dem sauerstoffabgebenden Calciumperoxid hatte offensichtlich eine antagonistische Wirkung auf das Wachstum von ‘Northrup-King 9283’ bei Behandlung mit EPTC. Im Gegensatz dazu wirkte dieselbe Behandlung dieser Hybride mit Metolachlor synergistisch. Es wird angenommen, das sowohl der Synergismus von EPTC mit PBO als auch der Antagonismus mit Calciumperoxid fur die Bedeutung der Monooxygenase-Aktivitat fur den Metabolismus von EPTC sprechen. Die Toleranz gegenuber EPTC ist deshalb wahrscheinlich mehr durch oxydative Reaktionen beeinflust als die Toleranz gegenuber Metolachlor.