Effects of Glyphosate on Flower Production in Three Entomophilous Herbaceous Plant Species (Rudbeckia hirta L., Centaurea cyanus L. and Trifolium pratense L.)

Reproductive endpoints are generally not considered in regulatory risk assessments used to inform registration decisions for pesticides, and relatively few studies have examined effects of herbicides on reproduction in non-target plants. In two sets of greenhouse experiments using three wild species (Rudbeckia hirta L., Centaurea cyanus L. and Trifolium pratense L), effects on flowering phenology and inflorescence characteristics were investigated following low, drift-equivalent glyphosate exposure at an early bud stage. Weekly post-spray observations included the number of inflorescences, aborted buds and malformed inflorescences. In the experiment focusing on inflorescence characteristics (C. cyanus and T. pratense only), inflorescences and pollen were collected at five weeks post-spray to measure inflorescence dry weight, count the number of reproductive florets, estimate the amount of pollen per floret, and assess pollen germination in vitro. Flower production was adversely affected in all three species, including delays in flowering, significant increases in the number of aborted buds and malformed inflorescences, an overall reduction in the number of inflorescences produced, as well as a reduction in the duration of individual inflorescence bloom time (R. hirta and T. pratense assessed only). Inflorescence dry weight and in vitro pollen germination were significantly reduced for C. cyanus exposed to glyphosate, but not for T. pratense. However, both species experienced a significant reduction in the number of reproductive florets produced per inflorescence in response to glyphosate exposure. Neither species was observed to have significant reductions in the amount of pollen produced per reproductive floret. These results have important implications for risk assessment, demonstrating that current glyphosate use in Canada and elsewhere could be adversely affecting non-target flowering plants in field margins, as well as other taxa that rely on them, particularly pollinators. Les effets sur la reproduction des plantes ne sont généralement pas pris en ligne de compte dans les évaluations réglementaires sur les risques des pesticides lors de leur homologation. De plus, relativement peu d'études ont examiné les effets des herbicides sur la reproduction des plantes non ciblées. Dans deux séries d'expériences en serres avec trois espèces sauvages (Rudbeckia hirta L., Centaurea cyanus L. et Trifolium pratense L), les effets sur la phénologie florale et les caractéristiques des inflorescences ont été étudiés après une faible exposition au glyphosate équivalente à la dérive durant la pulvérisation lorsque les plantes sont au début des boutons floraux. Des observations hebdomadaires post-pulvérisation ont été effectuées sur le nombre d'inflorescences, de bourgeons avortés et d’inflorescences malformées. Dans l'expérience portant sur les caractéristiques des inflorescences (C. cyanus et T. pratense seulement), les inflorescences et le pollen ont été recueillis cinq semaines après la pulvérisation pour mesurer le poids sec des inflorescences, compter le nombre de fleurons reproducteurs, estimer la quantité de pollen par fleur et évaluer la germination du pollen in vitro. La production de fleurs a été affectée chez les trois espèces, y compris des retards de floraison, des augmentations significatives du nombre de bourgeons avortés et d’inflorescences malformées, une réduction globale du nombre d'inflorescences produites et une diminution de la durée de floraison par inflorescence. (R. hirta et T. pratense évalués seulement). Le poids sec des inflorescences et la germination in vitro du pollen ont été significativement réduits chez C. cyanus exposé au glyphosate, mais pas chez T. pratense. Cependant, les deux espèces ont subi une réduction significative du nombre de fleurons reproducteurs produits par inflorescence en réponse à l'exposition au glyphosate. Aucune des deux espèces n'a montré de réduction significative de la quantité de pollen produit par fleuron. Ces résultats ont des implications importantes pour l'évaluation de risques, démontrant que le glyphosate, tel qu’utilisé présentement au Canada et ailleurs, pourrait nuire aux plantes à fleurs non ciblées retrouvées en bordure de champs, ainsi qu'à d'autres taxons qui en dépendent, particulièrement les pollinisateurs.