O AMGYLCH 10 MLYNEDD YN AGO, yng ngwres ffyrnig haf Kansas, ni fyddai llawer o'r chwyn gwenwynig kochia sy'n goresgyn meysydd ymchwil Phillip Stahlman yn blaguro wrth gael eu chwistrellu â chymysgedd o ddau chwynladdwr a ddefnyddir yn helaeth, glyffosad a dicamba. Ychydig fisoedd ynghynt, yn y tywydd oerach yn y gwanwyn, roedd y gymysgedd chwynladdwr wedi sbarduno dail tenau bach y chwyn yn hawdd i gyrlio i fyny a throi'n frown, gan arwyddo tranc y planhigyn.
Nawr roedd y chwyn selog wedi Stahlman wedi baglu. Nid oedd Stahlman, gwyddonydd chwyn ar y pryd ym Mhrifysgol Talaith Kansas, erioed wedi dod ar draws y broblem hon gyda chwynladdwyr o'r blaen. Tybiodd i ddechrau ei fod wedi cymhwyso'r agrocemegolion yn anghywir. Ond flwyddyn ar ôl blwyddyn, digwyddodd yr un peth. Roedd Stahlman yn gwybod bod rhywbeth ar i fyny. Roedd yn cadw llygad barcud ar y chwyn yn ei gaeau. Fe wnaeth hefyd ymgynghori â ffermwyr lleol a nododd eu bod yn gweld problemau tebyg. “Ni ddaeth y golau ymlaen am gyfnod nes i’r mater barhau i ail-ddigwydd. Roedd fel llunio pos, ”meddai Stahlman.
Yn y pen draw, penderfynodd Stahlman, sydd wedi ymddeol ers hynny, fod y broblem yn dymheredd tebygol: Roedd rhywbeth am chwistrellu mewn gwres uchel yn golygu bod y chwynladdwyr yn llai effeithiol.
Nid Stahlman ar ei ben ei hun sy'n gwneud yr arsylwad hwn. Heddiw, mae tystiolaeth gynyddol yn awgrymu y gall tymereddau o tua 90 gradd Fahrenheit neu uwch wneud rhai chwyn sy'n gwrthsefyll chwynladdwr hyd yn oed yn fwy gwrthsefyll, ac achosi i chwyn eraill fod yn llai sensitif i gemegau penodol.
Dywed rhai ffermwyr eu bod yn gwybod y gall tymereddau uchel llanast gyda rhai chwynladdwyr, felly maen nhw'n ceisio osgoi chwistrellu yng ngwres y dydd. “Rheol dda yw os yw rhwng 85 a 90 gradd Fahrenheit, peidiwch â chwistrellu,” meddai Curt Gottschalk, rheolwr fferm yn Hays, Kansas.
Nid yw pob arbenigwr yn cytuno bod y patrwm hwn, a ddangosir i raddau helaeth mewn arbrofion labordy, yn peri problem i ffermwyr. Ac mae'n ymddangos bod rhai chwynladdwyr yn gweithio hyd yn oed yn well ar dymheredd uchel. Ond os yw gwres yn rhoi hwb i wrthwynebiad llawer o chwyn i chwynladdwyr mawr, gallai'r goblygiadau fod yn sylweddol. O'u gadael heb eu gwirio, gall chwyn ddinistrio cynaeafau ac incwm - pe na bai ffermwyr yn ymdrechu i reoli chwyn, gallent ddileu tua hanner yr holl gynnyrch corn a ffa soia ledled yr UD a Chanada, yn ôl Cymdeithas Gwyddoniaeth Chwyn America, cymdeithas ddielw o wyddonwyr academaidd a diwydiant. Gallai'r golled gostio tua $ 43 biliwn i ffermwyr yn flynyddol.
Mae ffermwyr eisoes yn brwydro yn erbyn epidemigau chwyn sydd wedi datblygu ymwrthedd genetig i chwynladdwyr lluosog, gan gynnwys glyffosad a dicamba. Mae Stahlman ac ymchwilwyr chwyn eraill yn dadlau y gallai tymheredd fod yn ail ffactor a anwybyddir gan gryfhau amddiffynfeydd chwyn yn erbyn chwynladdwyr. Er bod y rhan fwyaf o ffermwyr bellach yn deall bod tymheredd yn effeithio ar chwynladdwyr, i'r llygad heb ei hyfforddi gallai edrych yn union fel ymwrthedd chwynladdwr, meddai Stahlman.
Mae'r ymchwilwyr hyn hefyd yn ofni y gallai'r mater waethygu yn y dyfodol wrth i newid yn yr hinsawdd godi tymereddau a digwyddiadau tywydd eithafol, gan gynnwys tonnau gwres, yn dod yn amlach.
“Rydyn ni eisoes yn gwybod mai gwrthsefyll chwynladdwr yw’r mater mwyaf problemus o ran rheoli chwyn cemegol,” ysgrifennodd Maor Matzrafi, gwyddonydd chwyn yn Sefydliad Ymchwil Amaethyddol cenedlaethol Israel, mewn e-bost at Undark. “Efallai mai llai o sensitifrwydd oherwydd newid yn yr hinsawdd sydd nesaf yn unol.”
FFERMWYR A DDEFNYDDIWYD I dibynnu llai ar chwynladdwyr, gan reoli chwyn yn lle hynny gan ddefnyddio dulliau llafurus fel tilio a thynnu â llaw. Ond, gan ddechrau yng nghanol y 1990au, dechreuodd cwmnïau biotechnoleg drafod cnydau a addaswyd yn enetig a oedd yn gwrthsefyll chwynladdwyr cyffredin, pwerus. Roedd yr hadau newydd yn caniatáu i ffermwyr chwistrellu eu caeau gydag agrocemegion yn rhydd i ladd chwyn tra bod eu cnwd GM yn ffynnu. Gwnaeth y dechnoleg y rhan fwyaf o chwynnu â llaw yn ddiangen, ac roedd defnydd chwynladdwr yn cynyddu'n fyd-eang. Ond esblygodd chwyn mewn ymateb, a daeth mathau sy'n gwrthsefyll chwynladdwr i'r amlwg. Mae hynny wedi cychwyn brwydr newydd rhwng ffermwyr a chwyn, gyda ffermwyr yn gynyddol yn defnyddio cyfuniadau o gemegau, yn ogystal â dosau ychwanegol, i geisio dileu chwyn.
Ar ôl profiad Stahlman gyda chwyn kochia, serch hynny, dechreuodd archwilio a allai tymheredd fod yn effeithio ar berfformiad chwynladdwr yn fwy nag a gydnabuwyd yn eang. (Mae Stahlman, fel llawer o wyddonwyr chwyn academaidd, wedi derbyn cyllid ymchwil gan gwmnïau agrocemegol yn y gorffennol.)
Er mwyn canfod sut mae gwres yn helpu chwyn i dorri chwynladdwyr, ymunodd Stahlman â chydweithwyr KSU, Mithila Jugulam, ffisiolegydd chwyn, a Junjun Ou, cynorthwyydd ymchwil. Tyfodd y tîm eginblanhigion o boblogaethau kochia a darddodd yn Kansas, mewn siambrau a gedwir ar dymheredd yn amrywio o 63.5 i 90.5 gradd Fahrenheit - sy'n cynrychioli gwres gwanwyn a haf y wladwriaeth yn ystod y dydd. Gostyngodd y tymheredd yn y siambrau bob 12 awr i ddynwared nosweithiau oerach. Pan gyrhaeddodd yr eginblanhigion oddeutu 4 modfedd o uchder, dosiodd yr ymchwilwyr rai â glyffosad ac eraill â dicamba. Yn wythnosol, roedd y tîm yn archwilio'r chwyn am arwyddion o anaf. Ar ôl un mis, fe wnaethant dorri'r chwyn i lawr a'u sychu a'u pwyso.
Canfu'r tîm, ar dymheredd uchel, fod angen mwy na dwywaith cymaint o glyffosad a dicamba arnynt i reoli chwyn. Maent gyhoeddi eu canlyniadau yn 2016.
Er mwyn deall pam roedd gwres yn lleihau sensitifrwydd, fe wnaeth yr ymchwilwyr olrhain llwybrau'r chwynladdwyr trwy'r chwyn gan ddefnyddio fersiynau ymbelydrol ysgafn o glyffosad a dicamba. Y cyntaf a weithgynhyrchwyd yn flaenorol gan Monsanto, a'r olaf a gynhyrchwyd gan BASF Corp. (Darparodd BASF Corp. gynorthwyydd myfyrwyr graddedig i Ou ar gyfer prosiect gwahanol.)
Canfu'r tîm fod y dail yn amsugno llai o glyffosad ar dymheredd uwch. Nid ydyn nhw'n siŵr pam, ond mae Jugulam o'r farn y gallai'r gwres annog y kochia i ddatblygu cwtiglau mwy trwchus - haen amddiffynnol ar wyneb y ddeilen - sydd wedyn yn rhoi hwb i amddiffynfeydd chwyn yn erbyn y chwynladdwr. Darganfu'r tîm broses wahanol yn y gwaith pan ddaeth y chwyn ar draws dicamba. Nid oedd y tymheredd yn effeithio ar faint o dicamba yr oedd y chwyn yn ei amsugno, ond roedd yn rhwystro symudiad y chwynladdwr trwy'r planhigyn fel bod llai yn cyrraedd ei darged - y feinwe'n datblygu wrth flaenau egin a dail newydd.
Mewn astudiaeth arall, a gyhoeddwyd y llynedd, Trodd Jugulam ei sylw at y chwynladdwr 2,4-D, un o gynhwysion oren asiant, defoliant gwaradwyddus a ddefnyddiwyd yn Rhyfel Fietnam. Heddiw, mae'n un o'r chwynladdwyr a ddefnyddir fwyaf. Profodd Jugulam sut roedd tymheredd yn effeithio ar allu'r chwynladdwr i reoli dyfrffyrdd cyffredin, chwyn llydanddail a ddarganfuwyd yn tresmasu ar gaeau corn a ffa soia Midwestern.
Yn y profion, archwiliodd Jugulam rai dyfrffyrdd cyffredin a oedd wedi datblygu ymwrthedd genetig i 2,4-D, a rhai nad oeddent wedi gwneud hynny. Gwelodd ei bod yn cymryd mwy na thair amser cymaint o chwynladdwr i ladd y chwyn gwrthsefyll o dan amodau poeth, sych nag ar dymheredd oerach. Canfu effaith debyg ond llai yn y chwyn tueddol.
Mae dyfrffos sy'n gwrthsefyll chwynladdwr wedi goroesi dod i gysylltiad â 2,4-D trwy dorri'r cemegyn yn gyflym i sylweddau nontoxic cyn y gall gyrraedd ei dargedau ar flaenau gwreiddiau, coesau a dail. Pan fydd y tymheredd yn uchel, darganfu Jugulam, mae dyfrffos yn torri'r moleciwlau hynny yn gyflymach.
Nododd Jugulam hefyd, o dan dymheredd uchel, ei bod yn ymddangos bod rhai chwyn sy'n gwrthsefyll chwynladdwr yn dod yn fwy gwrthsefyll ac efallai y bydd angen mwy o chwynladdwr ar gyfer rhai chwyn sy'n dueddol i gael y clefyd.
Nid yw pob chwyn a chwynladdwr yn ymateb i dymheredd yr un ffordd. Er enghraifft, mae Jugulam hefyd wedi darganfod bod 2,4-D a glyffosad yn gweithio gwell ar dymheredd uwch yn erbyn y grug cyffredin a enfawr, dwy chwyn arall sy'n gyffredin ym meysydd ffermwyr yr UD. Dywed Jugulam hefyd, hyd yn oed mewn achosion lle mae gwres yn rhwystro chwynladdwyr, mae'n ymddangos bod yr effeithiau wedi'u cyfyngu i amodau sych yn bennaf. Efallai na fydd ardaloedd â lleithder uchel a glawiad yn gweld yr un effeithiau.
Ond dywed rhai arbenigwyr fod tystiolaeth yn tyfu mewn amrywiaeth o rywogaethau ac agrocemegion bod tymheredd, ac mewn rhai achosion lefelau carbon uchel deuocsid, yn effeithio ar reoli chwyn, yn y labordy o leiaf.
Mewn profion gyhoeddi yn 2016, canfu Matzrafi fod pedair rhywogaeth wahanol o chwyn glaswellt yn sefyll yn erbyn diclofop-methyl, cynhwysyn mewn chwynladdwr a weithgynhyrchwyd gan Bayer, ar dymheredd uchel, yn sylweddol well nag a wnaethant ar dymheredd is. Canfu Matzrafi hefyd fod tymereddau uchel yn gwneud chwynladdwr arall, pinoxaden, yn llai abl i ffrwyno tyfiant ffug ffug y glaswellt ymledol. Ar ben hynny, ffynnodd y glaswellt hyd yn oed pan gafodd ei newid o amodau oerach i amgylchedd poethach hyd at ddau ddiwrnod ar ôl y driniaeth chwynladdwr. (Ariannwyd yr ymchwil yn rhannol gan ADAMA Agricultural Solutions, cwmni agrocemegol wedi'i leoli yn Israel.)
“Mae ein canfyddiadau, a llawer o astudiaethau eraill ers y 90au, yn awgrymu y gallai amodau amgylcheddol ôl-gymhwyso hefyd effeithio ar sensitifrwydd chwynladdwr,” esboniodd Matzrafi mewn e-bost. Hyd yn oed os yw ffermwyr yn chwistrellu yn ystod tymereddau oerach, efallai na fydd hynny'n ddigon i osgoi effeithiau gwres.Er gwaethaf dosau cynyddol o diclofop-methyl, mae'r rhygwellt hwn sy'n sensitif i chwynladdwr yn ffynnu mewn hinsawdd gynhesach. Ymhob llun, rhoddir y chwynladdwr mewn symiau mwy gan fynd o'r chwith i'r dde. Ar y planhigyn chwith pellaf, ni roddir chwynladdwr. Yn y llun chwith, tyfir y rhygwellt o dan dymheredd is (50-61 gradd Fahrenheit), ond yn y llun cywir, tyfir y rhygwellt o dan dymheredd uwch (82-93 gradd Fahrenheit). Gweledol: Trwy garedigrwydd Maor Matzrafi
Bydd yr amodau hynny, mae arbenigwyr yn ofni, yn gwaethygu o dan newid yn yr hinsawdd. Eisoes, mae llawer o daleithiau'r UD sy'n bwysig ar gyfer amaethyddiaeth, yn ogystal â rhanbarthau cynhyrchu bwyd mawr eraill ledled y byd, yn profi tymereddau ar frig 90 gradd Fahrenheit yn rheolaidd yn ystod y tymhorau tyfu. Dywed rhai ymchwilwyr fod problemau gyda pherfformiad gwres a chwynladdwr yn dod i’r amlwg nawr yn rhannol oherwydd cyfnodau amlach o wres eithafol dros yr ychydig ddegawdau diwethaf.
Fodd bynnag, mae'n anodd pinio'r effeithiau a welwyd heddiw ar newidiadau hinsoddol diweddar, ysgrifennodd Lewis Ziska, ffisiolegydd planhigion ym Mhrifysgol Columbia yn Efrog Newydd, mewn e-bost at Undark. Ond, gan nodi mai chwyn yw’r “cyfyngiad mwyaf ar gyfer cynhyrchu bwyd,” mae Ziska yn rhybuddio “y byddant yn her aruthrol i ffermwyr mewn amgylchedd mwy eithafol.”
Yn y Midwest, er enghraifft, gallai tymereddau godi 8.5 gradd Fahrenheit ar gyfartaledd erbyn diwedd y ganrif, gyda darnau hirach ac amlach o wres eithafol, yn ôl amcanestyniadau llywodraeth ffederal. Ac yn Ne Asia, gan gynnwys India - rhanbarth sy'n bwysig yn fyd-eang ar gyfer cynhyrchu reis, corbys, cnau, a chotwm - y Panel Rhynglywodraethol ar Newid Hinsawdd prosiectau y bydd y tymereddau blynyddol cyfartalog yn codi bron i 6 gradd Fahrenheit erbyn 2100.
Yn yr arbrawf cyntaf o'i fath, roedd ei ganlyniadau adroddwyd y llynedd, Astudiodd Matzrafi effaith gwres ar y cyd a chodi lefelau carbon deuocsid ar ddwy rywogaeth chwyn wahanol a chanfod bod y cyfuniad yn rhoi hwb i amddiffynfeydd chwynladdwr chwyn y tu hwnt i hynny gan y naill ffactor neu'r llall yn unig.
Nid yw'n glir a yw gweithgynhyrchwyr chwynladdwyr yn barod am yr heriau sydd i ddod mewn planed sy'n cynhesu. Nid yw llawer yn argymell y tymereddau chwistrellu gorau posibl i sicrhau effeithiolrwydd yn y canllawiau y maent yn eu dosbarthu i ffermwyr.
Mewn datganiad ysgrifenedig dywed Clark Ouzts, llefarydd ar ran Sygenta, gwneuthurwr pinoxaden, nad yw’r cwmni wedi astudio effeithiau posib newid yn yr hinsawdd ar weithgaredd y chwynladdwr, ond “nad yw ymchwil maes a chymwysiadau masnachol wedi dangos bod tymheredd yn sylweddol effaith ar weithgaredd Pinoxaden. ”
Ysgrifennodd Charla Lord, llefarydd ar ran Bayer, mewn datganiad bod chwynladdwyr y cwmni yn cael eu “profi’n helaeth i fodloni gofynion yr holl reoleiddwyr” a’u “labelu fel bod cymhwyswyr yn gwybod sut i wneud cais amdanynt am y rheolaeth a’r llwyddiant gorau posibl.” Ni ymatebodd y cwmni i gwestiynau penodol ynghylch effeithiolrwydd eu cynhyrchion o dan dymheredd uchel, er bod gan y cwmni bostio am heriau chwistrellu tymheredd uchel ar ei wefan. Ni wnaeth Corteva, sy'n gwneud chwynladdwyr yn ymgorffori 2,4-D, ymateb i geisiadau am sylwadau ar sut mae tymereddau uchel yn effeithio ar berfformiad y chwynladdwr.
NID PAWB YN argyhoeddedig bod y canfyddiadau arbrofol hyn yn peri trafferth i ffermwyr. Dywed rhai ymchwilwyr ac arbenigwyr chwyn fod amodau labordy yn wahanol iawn i'r maes, gan wneud y canlyniadau'n llai perthnasol. “Nid wyf yn credu y gallem ddweud yn sicr bod hyn yn cael effaith ar raddfa’r byd go iawn,” ysgrifennodd Brad Hanson, arbenigwr chwyn ym Mhrifysgol California, Davis, mewn e-bost at Undark. Gweithiodd Hanson gyda Matzrafi ar yr ymchwil a gyhoeddwyd y llynedd.
Ysgrifennodd Hanson, sy'n gweithio gyda ffermwyr California fel ymchwilydd ac arbenigwr estyniad, fod ffermwyr fel rheol yn defnyddio digon o chwynladdwr i oresgyn unrhyw newidiadau bach mewn sensitifrwydd chwyn a ddaw yn sgil gwres.
Ysgrifennodd Kassim Al-Khatib, ffisiolegydd cnwd ym Mhrifysgol California, Davis sydd wedi ymchwilio i sut mae chwynladdwyr yn perfformio o dan wres a lleithder, mewn e-bost at Undark bod yr astudiaethau'n cael eu cynnal o dan amodau labordy a reolir yn ofalus na fyddai ffermwyr byth yn dod o hyd iddynt yn eu caeau. “Yn gyffredinol, nid yw’r hyn sy’n digwydd o dan amodau rheoledig yn cefnogi’r hyn sy’n digwydd mewn amodau cae,” ysgrifennodd.
Yn ei ymchwil ei hun, mae Al-Khatib wedi astudio effaith tymheredd a lleithder ar nifer fach o fathau o chwynladdwr a rhywogaethau chwyn. Yn yr achosion y mae wedi'u hastudio, meddai, mae effeithiolrwydd chwynladdwr yn gwella ar dymheredd a lleithder uwch yn gyffredinol, oni bai bod y tymheredd yn uwch na 100 gradd Fahrenheit.Matzrafi a Jugulam yn cytuno nad yw'r labordy yn adlewyrchu'r amgylchedd fferm mwy cymhleth.
“Ond dwi ddim yn credu ei fod yn lleihau pwysigrwydd y canlyniadau,” ysgrifennodd Matzrafi. Dywed ef, Stahlman, ac eraill eu bod wedi gweld yr effaith yn y maes drostynt eu hunain. “Rwy’n credu ein bod yn gweld rhywbeth. Dros y 10 mlynedd nesaf rwy'n credu y gwelwn ni fwy. Mae'n mynd i fod yn broblem fawr, ”meddai Chuck Otte, asiant Ymchwil ac Estyniad K-State yn Geary County, Kansas, sy'n gweithio gyda ffermwyr yn bennaf.
Mae canfyddiadau'r ymchwil yn rhoi cynnig ar newyddion i ffermwyr sy'n dibynnu ar chwynladdwyr i gadw chwyn yn fwyfwy arfog yn y bae. Am y tro, mae rhai ffermwyr yn ymdrechu i atal rhai o effeithiau gwres trwy chwistrellu chwynladdwyr yn ystod cyfnodau oerach y dydd. Yng nghanol yr haf, dywed Carie Moore ei bod weithiau'n deffro cyn y wawr i chwistrellu ei fferm 650 erw yng Ngogledd Dakota cyn i'r gwres ddringo'n rhy uchel, gan frig 100 gradd Fahrenheit o bryd i'w gilydd. Ond wrth i'r byd gynhesu, bydd ffermwyr yn wynebu ffenestri culach lle bydd y tymheredd yn ddigon cŵl i'w chwistrellu, meddai Ziska. Ac mae ymchwil Matzrafi yn awgrymu nad yw chwistrellu yn ystod cyfnodau oerach yn gwarantu nad yw pyliau gwres sy'n dod yn hwyrach yn y dydd neu hyd yn oed y diwrnod canlynol yn effeithio ar effeithiolrwydd chwynladdwr.
Ac weithiau ni all ffermwyr osgoi chwistrellu chwynladdwyr yn y gwres, yn enwedig ar ffermydd enfawr sydd â sawl mil o erwau.
Dywed Otte efallai na fydd amheuwyr yn sylweddoli nad yw eu chwynladdwyr yn gweithio oherwydd bod gwres wedi rhoi help llaw i chwyn. Gallent yn gyntaf dybio bod amrywiaeth o ffactorau cyffredin eraill ar fai, megis gwrthsefyll chwynladdwr, diffyg glawiad, neu rhy ychydig o chwynladdwr. “Mae cymaint o ffactorau dryslyd mae’n anodd datrys y cyfan,” meddai.
Yn y tymor hir, bydd angen i ffermwyr leihau eu dibyniaeth ar chwynladdwyr ac yn lle hynny ddefnyddio technegau eraill a ddefnyddir yn amlach mewn ffermio organig heddiw i gadw chwyn yn y bae, meddai llawer o arbenigwyr. Er enghraifft, mae plannu cnydau gorchudd fel ceirch gwanwyn neu feillion rhuddgoch yn helpu i atal chwyn rhag gwreiddio mewn pridd noeth a gall tyfu amrywiaeth o gnydau mewn cylchdro chwyn troed anghywir gan helpu i atal poblogaethau. Mae Moore eisoes yn symud i'r cyfeiriad hwn. Mae hi'n cylchdroi ffa soia gyda gwenith, haidd, a chwpl o gnydau eraill ac yn plannu amrywiaeth o gnydau gorchudd ychwanegol gan gynnwys rhyg a phys.
Mae hi hefyd weithiau'n llenwi'r pridd i helpu i rwystro tyfiant chwyn. “Gorau po leiaf y bydd yn rhaid i ni chwistrellu cemegolion,” meddai. Er mwyn cadw cynnyrch i fyny, ni all ffermio gefnu ar chwynladdwyr yn llwyr, meddai Ziska. Gydag ychydig iawn o gemegau newydd ar gael, bydd angen i ffermwyr fod yn fwy gofalus gyda'r chwynladdwyr sydd ganddyn nhw nawr i sicrhau eu bod nhw'n parhau i weithio yn y dyfodol. Mae angen i weithgynhyrchwyr roi gwell cyngor i ffermwyr ar pryd a sut i ddefnyddio chwynladdwyr, ychwanega Matzrafi.
“Ni all ffermwyr chwistrellu a gweddïo mwyach,” meddai Otte.