Atividade de glutationa S-transferase na degradação do herbicida glyphosate em plantas de milho (Zea mays)

A glutationa S-transferase (GST, EC 2.5.1.18) desempenha um papel importante na resposta do estresse causado por herbicidas nas plantas; é considerada uma enzima de desintoxicação, por metabolizar grande variedade de compostos xenobióticos, por meio da conjugação destes com glutationa reduzida, formando substâncias de baixa toxicidade. O milho (Zea mays) foi escolhido neste trabalho por apresentar problemas de injúrias quando submetido ao controle químico de plantas daninhas, por meio do uso de herbicidas. Esta pesquisa teve como objetivo determinar as alterações na atividade desta enzima em plantas de milho submetidas ao tratamento pelo herbicida glyphosate. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4x4, com quatro tratamentos herbicidas (glyphosate nas concentrações de 1.000, 2.500 e 5.000 ppm e as plantas-controle tratadas com água) e quatro estádios de desenvolvimento (9, 16, 23 e 30 dias após a emergência), com cinco repetições. O herbicida foi aplicado na parte aérea das plântulas de milho. A parte aérea foi coletada às 24, 48 e 72 horas após a aplicação do herbicida e utilizada para a determinação da atividade da GST e do teor de lipoperóxidos. Foi verificado que os teores de lipoperóxidos não foram alterados pelo tratamento com o glyphosate, porém a atividade de GST aumentou na maioria dos tratamentos utilizados, indicando ter ação na degradação do herbicida glyphosate em plantas de milho.

Glyphosate: influência na bioatividade do solo e ação de minhocas sobre sua dissipação em terra agrícola

Com a difusão do uso de agrotóxicos, torna-se necessário aprofundar os conhecimentos sobre seu comportamento no ambiente, visando diminuir os riscos à biota e a possível contaminação de água, solo e alimentos. A influência da presença de minhocas da espécie Eisenia foetida sobre a dissipação do herbicida glyphosate, a bioacumulação do herbicida nestes vermes e a influência do herbicida sobre a bioatividade da microbiota endógena foram avaliadas em amostra de terra agrícola tratada com solução aquosa de 14C-glyphosate. Os estudos foram conduzidos em sistemas mantidos por dois ou quatro meses em amostras de terra tratadas com três diferentes concentrações de 14C-glyphosate, contendo ou não minhocas. Após esses períodos, amostras de terra e de minhocas foram submetidas à extração e combustão, para quantificação da radioatividade por espectrometria de cintilação em líquido (ECL). Paralelamente, a atividade da microbiota foi avaliada em relação à atividade da enzima desidrogenase. Os resultados mostraram que a presença de minhocas não alterou a dissipação de glyphosate na terra independentemente do período de contato, embora elas tenham bioacumulado resíduos do herbicida, numa relação diretamente proporcional ao tempo de contato com a terra tratada. O período de quatro meses favoreceu a formação de 14C-resíduos não-extraíveis ou ligados. Já a bioatividade não sofreu qualquer alteração, nem pela presença de minhocas nem dos tratamentos ou do tempo de exposição.

Resistência de azevém (Lolium multiflorum) ao herbicida glyphosate

O azevém é uma gramínea de ciclo anual, constituindo-se com freqüência em planta infestante em lavouras de trigo do Rio Grande do Sul. Em experimentos realizados em casa de vegetação e no campo, foi avaliada a suscetibilidade de dois biótipos de azevém ao herbicida glyphosate, bem como a eficiência de herbicidas de ação total na dessecação de Lolium multiflorum para a semeadura direta de trigo. O delineamento experimental foi completamente casualizado em casa de vegetação e de blocos ao acaso em campo, com três e quatro repetições, respectivamente. Foram avaliados herbicidas com mecanismos de ação distintos em diferentes doses: glyphosate, glufosinate, clethodim, haloxyfop-r e diclofop, paraquat e paraquat + diuron. Os resultados, em casa de vegetação, evidenciam que o biótipo sensível é totalmente controlado com glyphosate na dose de 360 g e.a. ha-1 e que doses de até 1.440 g e.a. ha-1 não afetam significativamente o acúmulo de matéria seca do biótipo resistente e produzem toxicidade inferior a 15% sobre este. Já as doses entre 1.440 e 5.760 g e.a. ha-1 de glyphosate reduzem significativamente a produção de matéria seca e resultam em toxicidade inferior a 45%. Em campo, os melhores controles de azevém foram propiciados pelos tratamentos clethodim (79,2 g ha-1) e diuron + paraquat (300 + 600 g ha-1), que não diferiram entre si. Assim, evidencia-se que a população de Lolium multiflorum avaliada neste trabalho é constituída predominantemente de um biótipo resistente aos herbicidas inibidores da enzima EPSPs.

Variabilidade no grau de resistência de capim-marmelada (Brachiaria plantaginea) aos herbicidas clethodim, tepraloxydim e sethoxydim

O uso continuado de herbicidas pertencentes a um único mecanismo de ação resulta em pressão de seleção de biótipos resistentes de plantas daninhas. No Brasil, as primeiras manifestações de resistência foram relatadas com as espécies de capim-marmelada (Brachiaria plantaginea), picão-preto (Bidens spp.) e amendoim-bravo (Euphorbia heterophylla). Tem-se verificado que, quando da ocorrência da resistência de uma planta daninha a um determinado produto, o problema se estende aos demais produtos que possuem o mesmo mecanismo de ação. Sabe-se, porém, que o grau de resistência poderá variar entre os produtos e, eventualmente, ocorrer resistência para uns e não para outros. Com o objetivo de avaliar possíveis diferenças na eficiência de produtos inibidores da enzima ACCase em biótipos resistentes de capim-marmelada, foram conduzidos dois experimentos em casa de vegetação em Londrina-PR. Os tratamentos incluíram os herbicidas sethoxydim, clethodim e tepraloxydim, em diferentes doses. No primeiro, as aplicações foram realizadas com as plantas no estádio de um a dois afilhos e, no segundo, no estádio de dois a três afilhos. Embora os três compostos químicos atuem na inibição da enzima ACCase, foi evidenciada elevada diferença no grau de resistência do capim-marmelada a esses produtos. Os resultados indicaram que o biótipo considerado resistente ao herbicida sethoxydim foi suscetível aos produtos clethodim e tepraloxydim.

Similaridade genética entre acessos de Bidens pilosa resistentes aos herbicidas inibidores da ALS

Herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) têm sido amplamente utilizados no controle da planta daninha picão-preto (Bidens pilosa). A pressão de seleção causada pelo uso intensivo desses herbicidas tem selecionado biótipos de picão-preto resistentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de similaridade genética entre acessos de picão-preto resistentes aos herbicidas inibidores da ALS, bem como a relação entre coeficiente de similaridade genética e distância geográfica desses acessos. Para isso, sementes de dois grupos de acessos de picão-preto, originárias de uma propriedade em Pato Branco, Paraná, resistentes aos herbicidas inibidores da ALS foram colhidas, e plântulas foram cultivadas em casa de vegetação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre-RS, em outubro de 2004. Por meio do marcador molecular RAPD (polimorfismo de DNA amplificado ao acaso) foi possível avaliar a similaridade genética entre os acessos de picão-preto. Na análise conjunta dos acessos, dos 20 primers utilizados, 17 apresentaram-se polimórficos, amplificando um total de 94 bandas. Houve baixa similaridade genética (38%) entre acessos de picão-preto resistentes aos herbicidas inibidores da ALS originários de uma mesma propriedade. Não foi observada relação entre distância genética e distância geográfica entre os acessos avaliados.

Levantamento de práticas agronômicas e distribuição geográfica de Bidens spp. resistentes aos herbicidas inibidores de ALS nos Estados do Rio Grande do Sul e do Paraná

Bidens spp., conhecidas como picão-preto, são espécies daninhas que interferem no rendimento das culturas anuais. Nos Estados do Rio Grande do Sul e Paraná, o seu controle com herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) está se tornando ineficiente, sugerindo o aumento de populações resistentes a esse grupo de herbicidas. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a distribuição geográfica de Bidens spp. resistente aos herbicidas inibidores da ALS em propriedades do Rio Grande do Sul e Paraná e determinar os principais aspectos agronômicos envolvidos na seleção dos indivíduos resistentes. Sementes de biótipos de picão-preto foram coletadas em 35 municípios desses dois Estados, em áreas onde ocorre resistência aos herbicidas mencionados. Na ocasião da coleta das sementes, entrevistaram-se os produtores quanto a manejo das plantas daninhas, sistema de preparo do solo, rotação de culturas e colheita. Os resultados evidenciam que Bidens spp. resistentes aos herbicidas inibidores de ALS estão amplamente distribuídas no Rio Grande do Sul e no Paraná. Constatou-se ausência de rotação de culturas e ampla adoção do sistema de plantio direto. O provável fator responsável pela seleção de biótipos de Bidens spp. resistentes aos herbicidas foi o elevado uso de inibidores da ALS nas áreas amostradas.

Efeitos de resíduos da parte aérea de sorgo, milho e aveia na emergência e no desenvolvimento de plântulas de leiteiro (Euphorbia heterophylla) resistentes a inibidores da ALS

Populações de Euphorbia heterophylla resistentes (R) aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase encontram-se amplamente disseminadas em várias regiões do Brasil. Resíduos culturais de várias espécies apresentam elevado potencial para suprimir o desenvolvimento de plantas daninhas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes níveis de resíduos das partes aéreas de sorgo, milho e aveia na supressão de E. heterophylla resistente a herbicidas. Foram realizados dois experimentos em vasos com delineamento experimental completamente casualizado, com quatro repetições. No primeiro, os tratamentos foram arranjados em fatorial 4x6, em que o fator A representou três híbridos de sorgo (AG-2501, Dow 1P-400 e BR-501) e um de milho (AG-3010); e o fator B, seis níveis de resíduos na superfície do solo (0, 3,25, 6,5, 9,75, 13 e 26 t ha-1). Os tratamentos do segundo experimento foram arranjados em fatorial 2 x 6, em que A representou as espécies (sorgo e aveia) e B os níveis de resíduos (0, 1,12, 3,25, 6,5, 13 e 26 t ha-1). A emergência das plantas de E. heterophylla foi atrasada e reduzida. Estimou-se que seriam necessárias 28,6 t ha-1 de palha de sorgo para causar redução de 50% na emergência de plântulas. O número de folhas diminuiu com a elevação dos níveis de resíduos da parte aérea de sorgo e milho. Níveis intermediários de resíduos de Dow 1P-400 reduziram mais o IVE do que os outros híbridos de sorgo, entretanto não houve diferenças entre genótipos quanto à emergência de plântulas. Resíduos da parte aérea de aveia não foram eficazes em reduzir a emergência de E. heterophylla.

Aspectos da resistência de Sagittaria montevidensis ao herbicida pirazosulfuron-ethyl inibidor da ALS

Os herbicidas inibidores da enzima ALS (acetolactato sintase) possuem alta eficiência em baixas doses, baixa toxicidade para mamíferos e amplo espectro de ação, e alguns deles podem apresentar persistência prolongada no solo. Esses herbicidas caracterizam-se ainda por apresentar um único local de ação - a enzima ALS, facilitando a seleção de espécies resistentes. Geralmente, o mecanismo de resistência aos herbicidas inibidores da ALS é considerado como insensibilidade da enzima ao herbicida, ou seja, a alguma alteração no sítio de ligação herbicida-enzima. No entanto, mecanismos de tolerância de culturas aos herbicidas inibidores da ALS são observados, como as diferenças quanto a absorção, translocação e degradação, antes que o produto alcance o local de ação. O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos de nível e local preferencial de absorção e a translocação do herbicida pirazosulfuron-ethyl, na determinação do mecanismo de resistência de um ecótipo de Sagittaria montevidensis resistente aos herbicidas inibidores da ALS. Foram instalados experimentos em BOD e em casa de vegetação. Os tratamentos foram compostos de doses exponenciais do herbicida pirazosulfuron-ethyl (2(0)x, 2²x, 2(4)x, 2(6)x e 2(8)x em relação à dose usual - 20 g i.a. ha-1), aplicadas individualmente na parte aérea, raiz e sementes de ecótipos resistente e suscetível. Os resultados mostraram haver diferenças entre o ecótipo resistente e o suscetível quanto ao sítio preferencial de absorção do herbicida pirazosulfuron-ethyl.

Resistência de Cyperus difformis a herbicidas inibidores da ALS em lavoura de arroz irrigado em Santa Catarina

A resistência de plantas daninhas a herbicidas tornou-se preocupação mundial nas últimas décadas. Esse fenômeno caracteriza-se pela capacidade de um biótipo de sobreviver a um tratamento com herbicida que controla os demais indivíduos da mesma população em condições normais de campo e na dose recomendada pelo fabricante na bula. Objetivou-se com este trabalho determinar o nível de resistência de biótipos de Cyperus difformis a herbicidas inibidores da enzima ALS e do fotossistema II. Os tratamentos foram constituídos pelos herbicidas bispyribac-sodium e pyrazosulfuron-ethyl (inibidores da ALS) e bentazon (inibidor do fotossistema II), aplicados em sete doses múltiplas da dose comercial (0,0x, 0,5x, 1x, 2x, 4x, 8x e 16x), sobre duas populações de plantas de C. difformis, quando estas apresentavam de quatro a seis folhas. O biótipo de C. difformis (CYPDI-10) apresentou resistência cruzada aos inibidores da ALS pyrazosulfuron-ethyl e bispyribac-sodium, enquanto o bentazon proporcionou controle eficiente das populações resistente e suscetível. Conclui-se que para manejo das populações de C. difformis resistentes aos inibidores da ALS, em áreas de arroz irrigado de Santa Catarina, devem-se utilizar herbicidas com diferentes mecanismos de ação, associado a outras práticas de manejo, para restringir a expansão das populações resistentes de C. difformis.

Efeito do herbicida chlorimuron-ethyl em biótipos resistente e suscetível de Euphorbia heterophylla

O objetivo deste estudo foi verificar os efeitos do chlorimuron-ethyl, inibidor da enzima acetolactato sintase (ALS), no crescimento foliar (largura e comprimento) e em altura de plantas de Euphorbia heterophylla suscetíveis e resistentes aos herbicidas inibidores da ALS, aos 30 dias após a aplicação do herbicida. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado, com 11 repetições por dose aplicada do herbicida. Foram observadas respostas diferenciais entre os biótipos. As características analisadas variaram segundo a dose utilizada do herbicida. Nenhuma das doses experimentais, incluindo a comercial, foi capaz de controlar, eficientemente, o desenvolvimento das plantas resistentes.

Evolução de CO2 e atividades enzimáticas em amostras de solo tratado com herbicidas

Os efeitos dos herbicidas bentazon, metolachlor, trifluralin, imazethapyr, imazethapyr+lactofen, haloxyfop-methyl, glyphosate e chlorimuron-ethyl, testados em duas concentrações (duas e dez vezes a dose média recomendada por hectare), sobre a atividade microbiana foram estudados em amostras de solo que nunca haviam recebido tratamento com pesticidas. Como bioindicadores, utilizou-se a respiração microbiana, quantificando a emissão de CO2 aos 2, 4, 8, 12, 16, 20 e 24 dias após incubação, a atividade da enzima desidrogenase e a hidrólise de diacetato de fluoresceína (FDA), aos 8 e 28 dias. Bentazon e a mistura de imazethapyr+lactofen na maior concentração e o haloxyfop-methyl nas duas concentrações apresentaram efeitos inibitórios na respiração edáfica, embora diferentes em época e duração do efeito. Nenhum dos tratamentos herbicidas afetou a hidrólise da FDA. A atividade da desidrogenase foi inibida, o que foi verificado em análise realizada aos oito dias,nas amostras de solo com alta concentração de bentazon e imazethapyr; no entanto, foi estimulada nos tratamentos com baixa concentração de metolachlor e imazethapyr e na maior concentração de glyphosate. A respiração basal e a atividade da desidrogenase mostraram maior sensibilidade na detecção de efeitos dos herbicidas sobre a microbiota do solo que as determinações da hidrólise de FDA. Apenas foi encontrada correlação significativa entre a atividade da desidrogenase e a respiração basal aos oito dias de incubação. Os resultados destacam a importância da consideração de múltiplos indicadores na avaliação dos efeitos de herbicidas na microbiota do solo.

Destino ambiental dos herbicidas do grupo das imidazolinonas: revisão

Os herbicidas do grupo das imidazolinonas controlam um amplo espectro de plantas daninhas, sendo absorvidos pelas raízes e folhas e translocados pelo floema e xilema, acumulando-se nos pontos de crescimento. Esse grupo de herbicidas atua inibindo a enzima acetolactato sintetase (ALS), essencial no processo de síntese de aminoácidos de cadeia ramificada em plantas. Quando aplicados nas lavouras, uma proporção significativa deles atinge o solo, onde são passíveis de serem absorvidos pelas raízes das plantas, sorvidos aos coloides do solo ou dissolvidos na sua solução, podendo sofrer fotólise, hidrólise, degradação microbiana ou lixiviação. A sorção das imidazolinonas é rápida e regula os outros processos. Altos conteúdos de argila e matéria orgânica e pH menor que 6,0 em solos aumentam a sorção e a persistência das imidazolinonas no solo. Condições que favoreçam o desenvolvimento de microrganismos aumentam a degradação das imidazolinonas, por ser essa a principal via de sua degradação.

Retorno da produção de arroz irrigado com cultivares convencionais após o uso do sistema Clearfield®

Os herbicidas imazethapyr + imazapic usados no sistema Clearfield® de produção de arroz irigado podem persistir no solo e afetar cultivares de arroz não tolerantes semeados em sucessão. O efeito sobre o arroz irrigado não tolerante pode variar de acordo com os genótipos e herbicidas utilizados no arroz cultivado em sucessão. Em vista disso, foi realizado um experimento com o objetivo de avaliar alternativas de cultivares e herbicidas para o retorno da produção de arroz não tolerante após o uso do sistema Clearfield. O experimento foi instalado em área de várzea sistematizada da Universidade Federal de Santa Maria (Santa Maria, RS) e conduzido no ano agrícola 2006/07. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, em esquema trifatorial, com três repetições. O fator A foi composto por dois sistemas de sucessão de cultivo de arroz irrigado nos primeiros três anos de cultivo (2003/04, 2004/05 e 2005/06): sistema de sucessão 1 - duas safras agrícolas com o uso do sistema Clearfield e aplicação de imazethapyr + imazapic (75 e 25 g i.a. ha-1) e uma safra com cultivo de arroz não tolerante, com aplicação de quinclorac; e sistema de sucessão 2 - três safras agrícolas com o uso do sistema Clearfield e aplicação do herbicida na mesma dose especificada anteriormente. O fator B foi representado pelos cultivares de arroz irrigado usados no quarto ano de cultivo (BR IRGA 409, IRGA 417, IRGA 422 CL e BRS 7 "TAIM"). O fator C foi representado por diferentes herbicidas aplicados na safra 2006/07: bispyribac-sodium, clomazone + propanil, cyhalofop-butyl, quinclorac e penoxsulam. O cultivo de arroz irrigado após o uso do sistema Clearfield® por dois anos requer, pelo menos, uma safra agrícola sem a aplicação do herbicida (imazethapyr + imazapic), para evitar que o residual dos herbicidas afete a produtividade do arroz não tolerante. A redução de produtividade do arroz não tolerante causada pelo residual do herbicida (imazethapyr + imazapic) semeado após três anos de uso consecutivo do sistema Clearfield foi de 30%. Não houve diferença entre os cultivares não tolerantes testados neste experimento quanto à suscetibilidade ao residual de imazethapyr + imazapic. Não houve aumento de fitotoxicidade nas plantas do arroz irrigado pela aplicação dos herbicidas no arroz irrigado não tolerante semeado na sucessão, porém ressalta-se a necessidade do uso de herbicidas que não sejam inibidores da enzima ALS para reduzir a pressão de seleção de plantas daninhas resistentes ou tolerantes a esses herbicidas.

Prospección de las combinaciones de herbicidas para prevenir malezas tolerantes y resistentes al glifosato

El intenso empleo de glifosato contribuyó a la difusión de malezas con tolerancia a este herbicida, incluyendo especies como Ipomoea nil, bejuco en Argentina, o corriola, o corda-de-viola en Brasil. A su vez, el uso intensivo de imadozolinonas en ciertas regiones de Argentina contribuyó a la aparición de biotipos resistentes a herbicidas que actúan inhibiendo la enzima ALS como Amaranthus quitensis, yuyo colorado o ataco, conocido como carurú en Brasil. En ese país, también, aumentó la difusión de malezas con resistencia a glifosato como en Euphorbia heterophylla, leiteiro o amendoim-bravo y en Lolium multiflorum, azevém. El objetivo de esta investigación fue evaluar el antagonismo o el sinergismo de todas las combinaciones posibles entre dos de los siguientes herbicidas: glifosato, imazetapir, clomazone y lactofen, en el control de las malezas mencionadas. Biotipos susceptibles para todos herbicidas fueran usados en la investigación. Plántulas de yuyo colorado juveniles con dos cm de altura y de las otras malezas mencionadas con siete cm, fueron tratadas con los siguientes herbicidas en g ha-1 i.a.: glifosato 108; imazetapir 10; clomazone 160 y lactofen 30, aplicados solos. Otros seis tratamientos fueron incluidos en todas las combinaciones posibles entre dos de los herbicidas y dosis mencionados. También se empleó un testigo sin tratar. El efecto de la combinación de los herbicidas dependió de la especie evaluada y también de los herbicidas utilizados. Se obtuvo sinergismo solamente para la mezcla glifosato más imazetapir en ataco. Clomazone fue el herbicida con más antagonismo, y lactofen tuvo efecto neutro en la mayoría de las mezclas. Las combinaciones son consideradas potencialmente útiles en el control de malezas tolerantes o resistentes a glifosato.

Phorate e dietholate protegem o arroz da fitotoxicidade do clomazone em doses elevadas

O herbicida clomazone tem sua seletividade às plantas de arroz aumentada quando as sementes recebem o protetor dietholate. Sabendo que o dietholate atua sobre a atividade da enzima citocromo P-450 mono-oxigenase e que esta é responsável pela ativação do clomazone, buscam-se outros produtos que possam ser utilizados como protetores. Em vista disso, o objetivo deste experimento foi avaliar o efeito protetor do dietholate e do phorate em função de doses de clomazone. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com quatro repetições, em esquema fatorial. O fator A foi composto pelo tratamento de sementes com dietholate ou phorate, além de uma testemunha, que não recebeu protetor nas sementes. O fator B foi composto por oito doses de clomazone (0, 156, 312, 625, 1.250, 2.500, 5.000 e 10.000 g i.a. ha-1). Dezoito dias após a semeadura, foram avaliados a fitotoxicidade, o percentual de redução da estatura e a massa fresca e seca das plantas de arroz. Os dados foram submetidos à análise da variância, por meio da regressão não linear do tipo logístico. Houve diferença entre a testemunha sem protetor e os tratamentos de sementes com os protetores dietholate e phorate. Analisando as curvas de dose-resposta, verifica-se que, quando sementes do cultivar IRGA 417 foram tratadas com dietholate ou com phorate, ambos protegeram as plântulas de arroz do clomazone, ou seja, as plantas foram capazes de tolerar maiores doses de clomazone. Assim, há evidências de que os protetores de plantas dietholate e phorate atuam como inibidores da enzima citocromo P-450, impedindo que ela ative o clomazone nas plantas de arroz, proporcionando maior seletividade deste herbicida quando comparado à testemunha que não recebeu proteção.