Low level resistance of goosegrass (Eleusine indica) to glyphosate in Rio Grande do Sul-Brazil

In the last growing seasons, goosegrass (Eleusine spp.) control failures have been observed following application of glyphosate on Roundup Ready® soybean in Rio Grande do Sul (RS) - Brazil, suggesting this species' resistance to the herbicide. Thus, the objectives of this study were to identify the occurrence of goosegrass resistance to the herbicide glyphosate in RS; and to determine the predominant species of the genus Eleusine, as well as the LD50 and GR50 of the suspected resistant biotypes. Two experiments were conducted under greenhouse conditions: one to identify the biotypes resistant to glyphosate, and the other, a dose-response curve experiment, as well as a study of the botanical characteristics of the species. In the first experiment, 39 biotypes were tested, mainly Eleusine indica, collected with suspected resistance to glyphosate. The glyphosate dose was 2,160 g e.a. ha-1, and the control was evaluated at 28 days after treatment. All biotypes were effectively controlled,with the biotypes from the municipality of Boa Vista do Incra showing greater tolerance. Two biotypes suspected of resistance (12.1 and 12.3) and a susceptible biotype in a dose-response experiment were tested at the following doses: 0, 135, 270, 540, 1,080, 1,620, and 2,160 g e.a. ha-1. The results of this experiment showed that biotype 12.1 does not present resistance to glyphosate and biotype 12.3 has a low level resistance since it is effectively controlled by the herbicide at the maximum dose.

Volumes de calda e adjuvante no controle de plantas daninhas com glyphosate

O sucesso de uma aplicação de herbicida está diretamente relacionado a uma boa deposição da calda no alvo, com o mínimo de perdas para o ambiente. Assim, o presente trabalho objetivou avaliar a deposição e o controle de plantas daninhas promovido pela aplicação de glyphosate em diferentes volumes de calda e com a adição do adjuvante nonil fenol etoxilado. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados com quatro repetições, em esquema fatorial 3x2, sendo três volumes de calda (30, 60 e 150 L ha‑1) e duas composições (com e sem adjuvante adicionado ao tanque). Inicialmente, foi realizada a caracterização físico-química das caldas pulverizadas. Foram avaliados, após a aplicação do glyphosate, utilizando pontas de pulverização hidráulicas de jato plano defletor: deposição de calda no alvo, perdas para o solo e controle de plantas daninhas. O adjuvante promoveu alterações de pequena magnitude nas propriedades físico-químicas da solução. Conclui-se que os menores volumes de calda proporcionaram maiores deposições nas plantas daninhas e menores perdas para o solo. O herbicida estudado proporcionou bom controle das plantas daninhas, independentemente da utilização do adjuvante e do volume de calda.

Características fisiológicas de biótipos de Conyza bonariensis Resistentes ao glyphosate cultivados sob competição

A resistência de plantas daninhas a herbicidas está relacionada a modificações metabólicas, enzimáticas, fisiológicas e/ou anatômicas. Aliado a essas mudanças, a planta pode aumentar ou diminuir as atividades fisiológicas, o que, consequentemente, pode afetar o seu crescimento e desenvolvimento. Assim, biótipos resistentes podem apresentar melhor adaptação ecológica em ambientes de cultivo e tornar-se predominantes devido à eliminação das plantas sensíveis. Em condições de seleção natural, biótipos com maior adaptação ecológica apresentam maior produção que biótipos menos adaptados. Neste trabalho, avaliou-se o efeito da competição em características fisiológicas de biótipos de Conyza bonariensis suscetíveis e resistentes ao herbicida glyphosate. Os tratamentos constaram de plantas de dois biótipos de C. bonariensis - um comprovadamente resistente e um suscetível ao glyphosate, dispostas em modelo aditivo de estudo de competição. No centro da unidade experimental foram semeadas três sementes do biótipo considerado como o tratamento: resistente (R) ou suscetível (S), sendo essa planta rodeada por 0 (testemunha sem competição), 1, 2, 3, 4, ou 5 plantas do biótipo oposto. O biótipo suscetível apresentou-se mais tolerante à competição com plantas do biótipo oposto no tocante às características fisiológicas avaliadas. O biótipo resistente de buva apresenta desvantagem fisiológica em relação ao suscetível e, consequentemente, menor potencial de adaptabilidade na ausência do fator de seleção - o herbicida glyphosate.

Residual herbicides in weed management for glyphosate-resistant soybean in Brazil

In agricultural production systems where the glyphosate-resistant soybean crop (Glycine max) is grown and the practice of crop rotation with alternative herbicides is not adopted, the exclusive and continuous use of glyphosate has led to the occurrence of resistant weed populations that may limit or compromise the benefits of this technology. Thus, the efficacy of weed management programs, including the use of residual herbicides (sulfentrazone, flumioxazin, imazethapyr, diclosulan, chlorimuron and s-metolachlor) applied in preemergence and followed by in-crop postemergence applications of glyphosate (PRE-POST) were compared to glyphosate postemergence only programs - POST. The study was conducted across nine locations during the 2009/2010 and 2010/2011 growing seasons. PRE-POST programs were efficient in the control of Amaranthus viridis, Brachiaria plantaginea, Bidens pilosa, Commelina benghalensis, Eleusine indica, Euphorbia heterophylla and Raphanus raphanistrum, with the level of control being similar when comparing the program with two applications of glyphosate POST. Some PRE-POST programs were not efficient in controlling Cenchrus echinatus, Ipomoea hederifolia and Ipomoea triloba. Sulfentrazone and diclosulam PRE-POST programs improved the control of Ipomoea triloba compared to sequential applications of glyphosate alone. No significant differences in soybean yield were observed between any of the herbicide treatments or study locations. The use of residual herbicides in preemergence followed by glyphosate in-crop postemergence provides consistent weed control and reducing early season weed competition. Furthermore, these programs utilize at least two herbicide modes of action for herbicide use diversity, which will be needed to stay ahead of resistance build-up, regardless of when weeds may appear.

Glyphosate influence on the physiological parameters of Conyza bonariensis biotypes

The objective of this study was to determine changes in gas exchange and inhibition of EPSPs, based on the accumulation of shikimic acid in horseweed biotypes resistant and sensitive to glyphosate. Two experiments were conducted in a factorial model. The first one evaluated horseweed biotypes (one resistant and one susceptible to glyphosate), and herbicide rates (0 and 1,080 g a.e. ha ¹) applied on the weed. In the second experiment, the horseweed biotypes (susceptible and resistant to glyphosate) were evaluated in five periods as following: 0, 3, 7, 10, and 14 days after herbicide application (DAH). The photosynthetic rate, transpiration, carboxylation efficiency, and water efficiency were determined using an infrared gas analyzer (IRGA), and shikimic acid concentration by HPLC. The application of glyphosate damaged the photosynthetic parameters of the susceptible biotype, causing complete inhibition of the photosynthetic rate, transpiration rate, carboxylation efficiency and water use efficiency, starting from the 7 DAH. On the other hand, total inhibition of the photosynthetic parameters was not observed for the resistant biotype. Shikimic acid accumulation occurred in both biotypes after glyphosate application but the susceptible biotype had the highest concentrations, indicating greater sensitivity of the enzyme EPSPs. The accumulation of shikimic acid in the resistant biotype indicates that the mechanism of resistance is not related to the total insensitivity of the enzyme EPSPs to glyphosate and/or that other resistance mechanisms may be involved.

Does the resistance to glyphosate herbicide affect the competitive ability of ryegrass with soybean?

The objective this work was to investigate the competitive ability between resistant and susceptible ryegrass biotypes and of these with soybean crop. Four experiments were carried under greenhouse, in a completely randomized design with four replications, in 2011 and 2012. Treatments were arranged in additive series and replacement series assay. In each series, the proportions among ryegrass resistant and susceptible plants related to soybean were: 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100. Leaf area and shoot dry mass were evaluated. Competitiveness statistical analysis consisted in applying diagrams to the replacement series and alternative interpretations of the competitiveness indexes. The soybean crop had equivalent competitiveness to the susceptible ryegrass biotype and inferior to the resistant biotype, while the biotypes, both susceptible and resistant to glyphosate, present equivalent competitive ability. In general, the intraspecific competition is more harmful to ryegrass when in competition with soybean, while interspecific competition is predominant for culture.

Sugarcane tolerance to ratoon eradication with glyphosate determined by physiological responses

This study aimed to evaluate the tolerance of sugarcane cultivars to ratoon eradication under different glyphosate rates by means of physiological responses. Therefore, a trial was carried out in randomized complete blocks with 4 x 4 factorial design (cultivars x rates) totaling 16 treatments with four replicates. The cultivars IAC91-5155, IACSP93-3046, and IAC86-2480 and IAC87-3396 and the glyphosate rates 0 g ha-1; 1,920 g ha-1; 2,400 g ha-1; 2,880 g ha-1 were tested. The variables analyzed were percentage of tiller mortality, quantum efficiency of PSII (Fv/Fm) and SPAD index. The results showed that there are differences among sugarcane cultivars for tiller eradication and for physiological responses with glyphosate different rates. The rate of 2,880 g ha-1 was the most efficient in eliminating sugarcane tillers. The cultivars IAC86-2480, IAC87-3396 and IACSP93-3046 were the most sensitive and the IAC91-5155 tolerated, for a longer period of time, the damage to the photosynthetic apparatus of the ratoons caused by glyphosate desiccation. Due to different responses, different managements should be considered for eliminating ratoons of different cultivars.

Estádio de desenvolvimento e superfície foliar reduzem a eficiência de chlorimuron-ethyl e glyphosate em Conyza sumatrensis

Nos Estados do Rio Grande do Sul e do Paraná, há frequentes relatos de falhas de controle de Conyza sumatrensis com chlorimuron-ethyl em lavouras de soja. Assim, os objetivos deste trabalho foram caracterizar morfologicamente as folhas de Conyza sumatrensis e avaliar o controle com herbicidas aplicados em biótipos dessa planta daninha em três estádios de desenvolvimento. Foram realizados dois estudos, com experimentos em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. No primeiro estudo, os biótipos de buva foram coletados e identificados; já no segundo estudo avaliou-se a resposta de biótipos aos herbicidas, doses e estádios de desenvolvimento. As doses de herbicidas foram: 0,0; 6,25; 12,5; 25; 50; 100; 200; e 400, representadas em porcentagem da dose de registro dos herbicidas chlorimuron-ethyl (20 g ha-1) e glyphosate (720 g e.a. ha-1), aplicadas de modo isolado ou associadas em três estádios de desenvolvimento dos quatro biótipos (2, 5, 17 e 20) de Conyza sumatrensis (altura de 0,5-1 cm e 3-4 folhas; altura 1-2 cm e 6-7 folhas; e altura de 10-12 cm e 12-14 folhas). As variáveis analisadas foram controle, fitomassa seca da parte aérea e as densidades tricomática e estomática da superfície foliar dos biótipos em diferentes estádios de desenvolvimento. Os resultados demonstram que os estádios de desenvolvimento alteram a eficácia dos herbicidas, e aplicações em estádios avançados de desenvolvimento diminuem a eficácia de controle. A exceção foi o biótipo 5 de Conyza sumatrensis, que demonstrou resistência ao glyphosate, independentemente do estádio de desenvolvimento no momento da aplicação do herbicida. Houve variação no número de tricomas entre os biótipos em todos os estádios de desenvolvimento, e o número de estômatos diminuiu com o desenvolvimento dos biótipos.

The role of glyphosate in RR soybean production and seed quality

This study aimed to evaluate the production components and quality of RR soybean seeds (Roundup Ready®), after application of increasing rates of gliphosate. Field experiments were conducted in Mandaguari, Paraná, during two seasons. Treatments consisted of five doses of glyphosate. All applications were performed once, between development stages V4 and V5. The experiment was arranged in a completely randomized block design, with four replicates. Data were subjected to analysis of variance, and when significant, t-tests and a regression analysis were applied to verify the behavior of the treatments. The physiological and sanitary quality, yield and mass of one thousand seeds were evaluated. The results indicated that seed quality can be adversely affected by glyphosate, and also showed a probable reduction in yield components with increasing rates of application.

Multiple resistance of Conyza sumatrensis to Chlorimuron­ethyl and to Glyphosate

Weed resistance to herbicides has been a major issue in Brazil, mainly due to the inefficiency of the herbicides used in no-till areas and to the high cost of these herbicide treatments. Failures in controlling the weed Conyza have been reported in Western and Northern grain crop areas in Paraná (Brazil). This work aimed to evaluate the potential occurrence of C. sumatrensis biotypes resistant to the herbicides chlorimuron-ethyl and glyphosate. Experiments were carried out under greenhouse conditions with four biotypes (Cascavel-2, Toledo-4, Tupãssi-6, and Assis Chateaubriand-7) possibly resistant to, as well as a population considered susceptible to chlorimuron-ethyl and glyphosate. To obtain dose-response curves, eight herbicide doses of chlorimuron-ethyl (0, 2.5, 5, 10, 20, 40, 80 and 160 g ha-1) and glyphosate (0, 90, 180, 360, 720, 1,440, 2,880 and 5,760 g e.a. ha-1) were applied and weed control and shoot biomass evaluations were made. Results provided evidence that two biotypes (Cascavel-2 and Tupãssi-6) were resistant to glyphosate and four biotypes (Cascavel-2, Toledo-4, Tupãssi-6 and Assis Chateaubriand-7) were resistant to chlorimuron­ethyl. Multiple resistance to glyphosate and chlorimuron was confirmed for biotypes Cascavel­2 and Tupãssi 6. This is the first report on multiple resistance in Conyza sumatrensis, worldwide.

Determination of photosynthetic pigments in fleabane biotypes susceptible and resistant to the Herbicide Glyphosate

Chlorophylls and carotenoids are the main photosynthetic pigment in plants. In the weeds, the greatest amount of photosynthetic pigments can result in high competitiveness of the species. The aim of this study was to quantify the content of photosynthetic pigments in biotypes of fleabane (Conyza bonariensis) susceptible and resistant to glyphosate, by two different methods, as well as a correlation between chlorophyll content obtained by portable and classical methodology (extractable chlorophyll). An experiment was conducted in greenhouse and laboratory, 2 x 5 factorial scheme, where factor A was equivalent to biotypes of fleabane (resistant and susceptible to glyphosate) and factor B to developmental stages plants (rosette vegetative I, II and III and reproduction). At all stages of development, fleabane plants were evaluated with the portable determiner (chlorophyll content) and then the same leaves were subjected to classical methodology laboratory (extractable pigments). The resistant biotype of fleabane showed higher contents of chlorophyll a, b, and total carotenoids, inferring a greater competitive potential regarding the susceptible population to the herbicide. The portable determiner of chlorophyll showed high correlation with the classical method of determination of photosynthetic pigments, and can thus be used to accurately assess this, saving time and reagents.

Micorrização, nodulação e produção da soja roundup ready após a aplicação de diferentes formulações de glyphosate

Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito de diferentes formulações à base de glyphosate sobre a colonização micorrízica e nodulação no cultivar de soja RR TMG 125. Os experimentos foram desenvolvidos em condições de campo, em Latossolo Vermelho-Amarelo, durante os anos agrícolas 2010/2011 e 2011/2012. Os tratamentos constaram da aplicação da dose de 720 g e.a. ha-1 das seguintes formulações de glyphosate: Trop®, Roundup Original®, Roundup Ultra®, Roundup WG®, Roundup Transorb R® e Zapp Qi®, além de duas testemunhas (capinada e não capinada). Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. A matéria seca da parte aérea, nodulação e produtividade de soja não foram influenciadas pelas diferentes formulações de glyphosate. Para a colonização micorrízica, observou-se efeito positivo da formulação Roundup Original®, em relação à testemunha capinada; no entanto, esse efeito não foi contínuo nos dois anos de experimento. A variável número de nódulos foi mais afetada pelas formulações de glyphosate testadas.

Habilidade competitiva, alterações no metabolismo secundário e danos celulares de soja competindo com Conyza bonariensis resistente e suscetível a glyphosate

Biótipos de buva resistentes aos herbicidas podem apresentar menor habilidade competitiva, comparado com o biótipo suscetível, quando em convivência com a cultura da soja. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a habilidade competitiva de soja com biótipos de buva, resistente e suscetível ao herbicida glyphosate, e identificar as alterações no metabolismo secundário e danos celulares em função da competição. Foram realizados três experimentos em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, sendo o primeiro conduzido em série aditiva e os demais em série de substituição, com população de 315 plantas m-2. As variáveis avaliadas foram estatura, área foliar, massa seca, fenóis totais, peroxidação lipídica e extravasamento eletrolítico. A análise da competitividade foi feita por aplicação de diagramas e interpretações dos índices de competitividade. Os biótipos de buva resistente e suscetível ao glyphosate apresentam maior habilidade competitiva que o cultivar de soja CD 226 RR, ao passo que os biótipos de buva possuem similar capacidade em competir com a cultura. A interferência interespecífica causa maiores danos à cultura da soja, enquanto a interespecífica é mais prejudicial aos biótipos de buva. A cultura sofre alterações no seu metabolismo secundário em razão da competição com ambos os biótipos de buva.

Glyphosate as a tool to produce shikimic acid in plants

Oseltamivir phosphate is a potent viral inhibitor produced from shikimic acid extracted from seeds of Ilicium verum, the most important natural source. With the site of action 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSP), glyphosate is the only compound capable of inhibiting its activity with the consequent accumulation of shikimic acid in plants. Corn and soybean plants were sprayed with reduced rates of glyphosate (0.0 to 230.4 g a.i. ha¹) and shikimic acid content in the dry mass was determined by HPLC 3, 7 and 10 days after application. Results showed shikimic acid accumulation in dry mass with increases of up to 969% in corn and 33,000% on soybeans, with peak concentrations 3 days after treatment (DAT). Industrial feasibility for shikimic acid production, combined with favorable climatic conditions for growing corn and soybean in virtually all over Brazil, favor the use of reduced rates of glyphosate in shikimic acid biosynthesis, with potential for use as an inducer in exploration of alternative sources for production of oseltamivir phosphate with low environmental impact.

Interação entre herbicidas inibidores da accase e diferentes formulações de glyphosate no controle de capim-amargoso

O glyphosate é um herbicida não seletivo que inibe a produção de aminoácidos aromáticos essenciais à sobrevivência de plantas. Esse herbicida é disponibilizado no mercado em distintas formulações que podem apresentar diferenças no controle de espécies. A mistura de herbicidas é uma ferramenta importante no controle de plantas daninhas resistentes, sendo uma opção à mistura de inibidores da ACCase ao herbicida glyphosate. Este trabalho contou com a aplicação de diferentes misturas de quatro graminicidas e três formulações de glyphosate em dois estádios vegetativos de plantas de capim-amargoso resistente a esse herbicida. O controle químico foi avaliado por notas visuais de controle, aos 7, 14 e 28 dias após a aplicação, e pela medida de biomassa fresca das plantas, aos 28 dias depois da aplicação. As misturas foram avaliadas como antagonísticas, sinergísticas ou aditivas, segundo o modelo proposto por Colby. Dos tratamentos utilizados, conclui-se que todos são efetivos no manejo da resistência de Digitaria insularis, com exceção do uso de glyphosate isolado, porém o controle deve ser feito em estádios iniciais de desenvolvimento da planta. Em estádios mais desenvolvidos, o melhor controle se deu na associação de quizalofop às formulações sal de amônio e sal potássico de glyphosate; contudo, outras medidas de controle, além da associação de produtos, devem ser tomadas.