Adsorption of glyphosate in chilean soils and its relationship with unoccupied phosphate binding sites

The objective of this work was to investigate glyphosate adsorption by soils and its relationship with unoccupied binding sites for phosphate adsorption. Soil samples of three Chilean soils series - Valdivia (Andisol), Clarillo (Inceptisol) and Chicureo (Vertisol) - were incubated with different herbicide concentrations. Glyphosate remaining in solution was determined by adjusting a HPLC method with a UV detector. Experimental maximum adsorption capacity were 15,000, 14,300 and 4,700 mg g¹ for Valdivia, Clarillo, and Chicureo soils, respectively. Linear, Freundlich, and Langmuir models were used to describe glyphosate adsorption. Isotherms describing glyphosate adsorption differed among soils. Maximum adjusted adsorption capacity with the Langmuir model was 231,884, 17,874 and 5,670 mg g-1 for Valdivia, Clarillo, and Chicureo soils, respectively. Glyphosate adsorption on the Valdivia soil showed a linear behavior at the range of concentrations used and none of the adjusted models became asymptotic. The high glyphosate adsorption capacity of the Valdivia soil was probably a result of its high exchangeable Al, extractable Fe, and alophan and imogolite clay type. Adsorption was very much related to phosphate dynamics in the Valdivia soil, which showed the larger unoccupied phosphate binding sites. However relationship between unoccupied phosphate binding sites and glyphosate adsorption in the other two soils (Clarillo and Chicureo) was not clear.

Bioassay for detection of transgenic soybean seeds tolerant to glyphosate

Glyphosate is a systemic, nonselective, postemergence herbicide that inhibits growth of both weeds and crop plants. Once inside the plant, glyphosate interferes with biosynthesis of aromatic amino acids phenylalanine, tyrosine, and tryptophan, by inhibiting the activity of 5enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), a key enzyme of the shikimate pathway. The objective of this work was to develop a simple, effective and inexpensible method for identification of transgenic soybean tolerant to glyphosate. This technique consisted in germinating soybean seeds in filter paper moistened with 100 to 200 muM of glyphosate. Transgenic soybean seeds tolerant to glyphosate germinated normally in this solution and, between 7 and 10 days, started to develop a primary root system. However non-transgenic seeds stopped primary root growth and emission of secondary roots.

Influence of repeated applications of glyphosate on its persistence and soil bioactivity

Pesticide degradation studies are essential to evaluate its impact in the environment and on non-target organisms. The effect of repeated soil applications of the herbicide glyphosate on its dissipation and on soil microorganisms was studied by radiometric and microbial techniques. Results indicated fast dissipation of the [14C]-glyphosate or [14C]metabolites extractable residues (half-life of 0.92±0.29 month), but increasing half-lives of total mineralization ranging from 2.2 to 3.4 months as the number of applications increased from 1 to 4. No significant correlation was found between 14CO2 production and dehydrogenase activity.

Fate of the herbicide glyphosate and its metabolite AMPA in soils and their transfer to surface waters: A multi-scale approach in the Lavaux vineyards, western Switzerland

The use of herbicides in agriculture may lead to environmental problems, such as surface water pollution, with a potential risk for aquatic organisms. The herbicide glyphosate is the most used active ingredient in the world and in Switzerland. In the Lavaux vineyards it is nearly the only molecule applied. This work aimed at studying its fate in soils and its transfer to surface waters, using a multi-scale approach: from molecular (10-9 m) and microscopic scales (10-6 m), to macroscopic (m) and landscape ones (103 m). First of all, an analytical method was developed for the trace level quantification of this widely used herbicide and its main by-product, aminomethylphosphonic acid (AMPA). Due to their polar nature, their derivatization with 9-fluorenylmethyl chloroformate (FMOC-Cl) was done prior to their concentration and purification by solid phase extraction. They were then analyzed by ultra performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). The method was tested in different aqueous matrices with spiking tests and validated for the matrix effect correction in relevant environmental samples. Calibration curves established between 10 and 1000ng/l showed r2 values above 0.989, mean recoveries varied between 86 and 133% and limits of detection and quantification of the method were as low as 5 and 10ng/l respectively. At the parcel scale, two parcels of the Lavaux vineyard area, located near the Lutrive River at 6km to the east of Lausanne, were monitored to assess to which extent glyphosate and AMPA were retained in the soil or exported to surface waters. They were equipped at their bottom with porous ceramic cups and runoff collectors, which allowed retrieving water samples for the growing seasons 2010 and 2011. Results revealed that the mobility of glyphosate and AMPA in the unsaturated zone was likely driven by the precipitation regime and the soil characteristics, such as slope, porosity structure and layer permeability discrepancy. Elevated glyphosate and AMPA concentrations were measured at 60 and 80 cm depth at parcel bottoms, suggesting their infiltration in the upper parts of the parcels and the presence of preferential flow in the studied parcels. Indeed, the succession of rainy days induced the gradual saturation of the soil porosity, leading to rapid infiltration through macropores, as well as surface runoff formation. Furthermore, the presence of more impervious weathered marls at 100 cm depth induced throughflows, the importance of which for the lateral transport of the herbicide molecules was determined by the slope steepness. Important rainfall events (>10 mm/day) were clearly exporting molecules from the soil top layer, as indicated by important concentrations in runoff samples. A mass balance showed that total loss (10-20%) mainly occurred through surface runoff (96%) and, to a minor extent, by throughflows in soils (4%), with subsequent exfiltration to surface waters. Observations made in the Lutrive River revealed interesting details of glyphosate and AMPA dynamics in urbanized landscapes, such as the Lavaux vineyards. Indeed, besides their physical and chemical properties, herbicide dynamics at the catchment level strongly depend on application rates, precipitation regime, land use and also on the presence of drains or constructed channels. Elevated concentrations, up to 4970 ng/l, observed just after the application, confirmed the diffuse export of these compounds from the vineyard area by surface runoff during main rain events. From April to September 2011, a total load of 7.1 kg was calculated, with 85% coming from vineyards and minor urban sources and 15% from arable crops. Small vineyard surfaces could generate high concentrations of herbicides and contribute considerably to the total load calculated at the outlet, due to their steep slopes (~10%). The extrapolated total amount transferred yearly from the Lavaux vineyards to the Lake of Geneva was of 190kg. At the molecular scale, the possible involvement of dissolved organic matter (DOM) in glyphosate and copper transport was studied using UV/Vis fluorescence spectroscopy. Combined with parallel factor (PARAFAC) analysis, this technique allowed characterizing DOM of soil and surface water samples from the studied vineyard area. Glyphosate concentrations were linked to the fulvic-like spectroscopic signature of DOM in soil water samples, as well as to copper, suggesting the formation of ternary complexes. In surface water samples, its concentrations were also correlated to copper ones, but not in a significant way to the fulvic-like signature. Quenching experiments with standards confirmed field tendencies in the laboratory, with a stronger decrease in fluorescence intensity for fulvic-like fluorophore than for more aromatic ones. Lastly, based on maximum concentrations measured in the river, an environmental risk for these compounds was assessed, using laboratory tests and ecotoxicity data from the literature. In our case and with the methodology applied, the risk towards aquatic species was found negligible (RF<1).

SIMULAÇÃO DA DERIVA DE CLOMAZONE E GLYPHOSATE EM MUDAS DE LARANJEIRA ‘HAMLIN’

Na região citrícola do Estado de São Paulo, é comum que a cultura da laranja e da cana-deaçúcar seja vizinha. Por propiciar uma redução de custos, o setor sucroalcooleiro vem procurando otimizar suas aplicações, como, por exemplo, pormeio das aplicações aéreas, prática que aumenta o risco de deriva de produtos em culturas não alvo.Objetivou-se neste trabalho avaliar os danos causados pela deriva de clomazone, na sequência da deriva de glyphosate, sobre o crescimento de plantas jovens de laranjeira ‘Hamlin’. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com os tratamentos dispostos em esquema fatorial 2x8, sendo doisherbicidas (clomazone isolado e glyphosate a 0,75% p.c. + clomazone) e oito doses crescentes do clomazone (0;1,56; 3,12; 6,25; 12,50; 18,75; 25,00 e 50,00% da dose recomendada comercialmente para o controle de plantas daninhas), com 3 repetições. As avaliações foram compostas por diâmetro do caule, comprimento dos ramos e teor relativo de clorofila total, determinados dos 10 aos 90 dias após a aplicação (DAA), e área foliar, matéria seca de folhas e caule, determinados aos 90 DAA. Os resultados obtidos indicaram que houve redução significativa nas características avaliadas, sendo que os efeitos negativos para a cultura ocorremmesmo em doses baixas (1,56%), que foram capazes de prejudicar o crescimento das plantas. Os resultadosobtidos permitem concluir que a deriva de clomazone isolado ou sem sequência do glyphosate causa prejuízos no crescimento inicial das laranjeiras, atuando de forma mais agressiva quando em sequência com a deriva de glyphosate.

Adsorption of glyphosate in a forest soil: a study using Mössbauer and FT-IR spectroscopy

We studied the adsorption of glyphosate (GPS) onto soil mineral particles, using FT-IR and Mössbauer spectroscopy. From IR measurements for samples collected under native vegetation of a forest reserve, bands at 1632 and 1407 cm-1 could be attributed to the interaction between the carboxylic group of GPS and structural Al3+ and Fe3+ on the surface of mineral particles; bands at 1075 and 1000 cm-1 were observed only for cultivated soil. Mössbauer spectra for these soils were definitely fitted using a broad central doublet in addition to the magnetic component. This multiple quadrupolar component may be attributed to all non-magnetic Fe3+ contributions, including that of the GPS/Fe3+ complex.

Absorção de Subdoses Glyphosate aplicadas em diferentes locais de plantas de eucalipto

Um dos grandes problemas enfrentados em áreas de reflorestamento com o cultivo de eucalipto são as plantas daninhas, cujo manejo assume papel de destaque entre os tratos culturais e com reflexos diretos no rendimento e nos custos de produção. Trabalhos preliminares de pesquisa e observação de campo apontam para uma tolerância diferencial ao glyphosate entre os locais (folhas e caule) que este herbicida atinge. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo verificar a intoxicação e o desenvolvimento de plantas submetidas a subdoses de glyphosate e sua absorção em diferentes locais de aplicação na planta, simulando uma deriva. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em um esquema fatorial, sendo quatro subdoses de glyphosate (40; 80; 160 e 240 g ha-1) e três locais de aplicação (folha, caule e da planta inteira), além de uma testemunha sem a aplicação de herbicidas. O herbicida glyphosate causou fitointoxicação à cultura do eucalipto, sendo crescente com o aumento das subdoses e com maior intensidade nas aplicações sobre o caule e a planta inteira, atingindo 75% aos 14 dias após aplicação. O ganho em altura de plantas e em diâmetro, em massa seca da parte aérea e da área foliar teve reduções significativas, que resultaram em perdas de até 58% na massa seca, 56% na área foliar e uma diferença de 6 cm no ganho em altura.

Pisolithus sp. tolerance to glyphosate and isoxaflutole in vitro

The ectomycorrhizal fungi have different tolerance to herbicides and may promote the survival and growth of the eucalypts tree. This study aimed to evaluate the tolerance of Pisolithus sp. isolates to glyphosate and isoxaflutole. The isolates evaluated were D3, D16, D17, Pt24 and UFVJM04. Glyphosate concentrations were: 0, 32, 63, 127 and 254 mg L-1 in liquid medium; 0, 32, 63, 127, 254, 507 and 1014 mg L-1 in solid medium. For isoxaflutole, the concentrations were 0, 295, 589, 1178 and 2355 mg L-1 for both media. Assays were independent for each herbicide and culture medium. The tolerance of isolates depended on the herbicide and its concentration in each type of culture medium. Pt24 was the most tolerant to glyphosate and the UFVJM04 to isoxaflutole. Glyphosate was more toxic to isolates of Pisolithus than isoxaflutole.

Controle de plantas daninhas na cultura do alho (Allium sativum L.) através da combinação de herbicidas residuais com glyphosate

Em solo aluvião eutrófico de textura argilosa com 3,14% de matéria orgânica foram estudados os efeitos de herbicidas aplicadas em pré -emergência, quatro dias após o plantio, combinados com glyphosate aplicado em pós-emergência, 10 dias antes do preparo do solo. As plantas daninhas predominantes foram: Cyperus rotundus L.; Ageratum conysoides L.; Bidens pilosa L.; Cynodon dactylon (Li Pers., Emilia sagitata D.C. e Sonchus oleraceus L. Os herbicidas e as doses utilizadas foram: prometryne 2,00 e 0,96 kg do ingrediente ativo (i.a.)/ha; diuron 2,00 e 0,80 kg i.a./ha; nitralin 1,00 kg i.a./ha, fluorodifen 3,00 kg i.a./ha; linuron 2,00 kg i.a./ha; chloroxuron 4,00 kg i.a./ha; glyphosate 2,00 kg i.a./ha e bifenox 1,68 kg i.a./ha e as combinações destes herbicidas, nas mesmas doses, com o glyphosate (2,00 kg i.a./ha), mais uma testemunha capinada e outra sem capina. Prometryne, diuron, fluorodifen, chloroxuron, linuron e bifenox combinados com o glyphosate, nas doses empregadas foram eficientes no controle das plantas daninhas, não sendo fitotóxicos ao alho.

Efeitos dos herbicidas glyphosate e paraquat, aplicados ao solo, sobre a emergência de feijão e soja e de algumas espécies daninhas

Em trabalho conduzido a campo na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, Guaíba, RS em 1979/80, usaram-se os herbicidas glyphosate, paraquat e sua combinação, objetivando determinar os efe itos de doses e de épocas de aplicação destes herbicidas em plântulas de feijão e de soja e sobre nutrientes do solo. Pelos resultados obtidos para emergência e peso de maté ria seca da parte aé re a de soja , não houve di ferenças para os tratamentos testados. Também não ocorreram diferenças significativas à população in ic ia l de feijão e sobre os elementos de solo analisados (Ca, Mg e K). Com relação ao peso de matéria seca da parte aérea do feijão, verificou-se que houve interação entre herbicida e doses usadas, tendo glyphosate isolado e glyphosate mais paraquat aplicados seqüencialmente nas doses máximas causado redução significativa naquele parâmetro. Com relação ao paraquat, não foram detectadas diferenças significativas entre as doses testadas.

Efeitos de doses de glyphosate no controle da tiririca (Cyperus rotundus L.)

Em três experimentos instalados em 1975 em Fortaleza e Pentecoste, no Estado do Ceará, procurou -se estudar o efeito do glyphosate aplicado a 0, 1, 2, 3, 4, 5 c 6 kg do i. a/ha no controle da tiririca (Cyperus rotundus L. ), em solo sem cultura. O produto foi aplicado em pós -emergência quando a tiririca estava próxima do florescimento e em florescimento. Foi realizada apenas uma aplicação do glyphosate para todos os tratamentos. Nas condições em que foram realizados esses experimentos as seguintes conclusões podem ser obtidas : 1. Doses de 2,0 0 a 3,0 0 kg /h a do glyphosate ofereceram um satisfatório grau de controle desta planta daninha por 30 dias, com apenas uma aplicação; 2. 0 glyphosate deve ser aplicado quando a tiririca estiver com seis a sete folhas, com alto vigor vegetativo e antes do início do florescimento; 3. Doses elevadas como 6,00 kg/ ha, não são recomendadas pois, o grau de controle é semelhante aos obtidas com doses menores, como 3,00 kg/ha.

Estabelecimento de condições operacionais para o bico rotativo micromax na aplicação do herbicida glyphosate

Alguns parâmetros operaciona is do bico rotativo Micromax para apli cação do herbi cida glypho sate foram estudados em condições de laboratório. O bico Micromax a 1.600 rpm e vazão de 0,96 //min forneceu gotas com vmd de 280 μm e à vazão de 0,43 i/min , de 232 μm, sendo que em ambas as condições o coeficient e de dispersão (r = vmd/nmd) foi inferior a 1,4, atendendo, portanto, às especificações para o processo CDA. A distância entre bicos a serem montadas numa barra foi determinada em mesa de estudo do padrão de deposição foi de 1,80 m para a vazão de 0,96 Z/min e concentração da formulação comercial do glyphosate entre 4% e 6%. Essa distancia foi de 1,40 m para vazão de 0,43 1/min e concentração de glyphosate entre 9% e 13%. Distancias fora dessas especificações produziram deposições bastante irregulares sob a barra de pulverização.

Efeito de adjuvantes na calda e do estádio de desenvolvimento das plantas, no controle do capim-colonião (Panicum maximum) com glyphosate

O objetivo do presente trabalho foi estudar a possibilidade da redução de dosagens de glyphosate (N-(fosfonometil)-glicina) em função de aumentos na quantidade de óleo vegetal e uréia adicionados como adjuvantes à calda. Além disso, avaliou-se o efeito desse herbicida aplicado isolado ou combinado com os adjuvantes, em três estádios de crescimento do capim-colonião. Os experimentos foram instalados nas entrelinhas de pomares de citros, variedade Pera Rio, do município de Barretos/SP, com altas infestações de capim-colonião, no ano de 1990. Testou-se o glyphosate isolado, na dosagem de 1,8 kg/ha de equivalente ácido (e.a.) e nas dosagens de 1,44, 1,08 e 0,72 kg/ha, adicionadas de 1,0, 2,0 e 3,0 l/ha de óleo vegetal e utilizou-se uma testemunha, tratada apenas com água. As plantas de capim-colonião mediam 1,5 m de altura. Em outro experimento, o herbicida foi testado isoladamente na dosagem de 1,08 kg e.a./ha, e combinado com 2 l/ha de óleo vegetal ou 0,3% de uréia, sob os três estádios de crescimento do capim-colonião: a) 0,6m de altura e início do florescimento e frutificação; b) 1,5m de altura, florescimento e frutificação plenos; c) 0,5m de altura, na forma de rebrota da “touceira” após roçada da planta adulta, início de florescimento e frutificação. A adição de 2 l/ha de óleo vegetal na calda de pulverização, permitiu redução de 0,72 kg/ha do e.a. do glyphosate, sem prejuízos para o controle em relação a aplicação isolada na dosagem de 1,80 kg/ha. Nas mesmas condições, a adição de 0,2% de uréia proporcionou redução de 0,36 kg/ha do e.a. do herbicida. O controle sempre foi menor quando as plantas estavam mais velhas, o que pode ser resolvido com a aplicação dos produtos sobre a rebrota de tais plantas, após a roçada. A aplicação do herbicida, isolado ou com aditivos, no início do florescimento e frutificação das plantas, quer seja no seu desenvolvimento inicial ou após a brotação da soqueira, promoveu a inviabilização das sementes produzidas, diminuindo sensivelmente o número de dissemínulos viáveis no banco de sementes dessa espécie, presentes no solo.

Avaliação da eficiência da mistura pronta de glyphosate + 2,4-D no controle da Commelina virginica L. em citros

Um dos herbicidas mais utilizados para o controle de plantas daninhas em pós-emergência nos pomares cítricos paulistas é o glyphosate. No entanto, este herbicida aplicado isoladamente e nas doses recomendadas, tem proporcionado seleção da planta daninha trapoeraba (Commelina virginica L.), devido à grande tolerância da mesma, somada à eficiente eliminação das demais espécies da comunidade infestante. Em vista disso, e pela falta de opções , faz-se necessária a pesquisa de outros herbicidas ou misturas de herbicidas que sejam eficientes no controle da trapoeraba, de baixa toxicidade para os aplicadores, sistêmicos, e que sejam seletivos às plantas cítricas. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar a eficiência da mistura pronta dos herbicidas glyphosate + 2,4-D amina no controle da trapoeraba em citros [Citrus sinensis (L.) Osbeck], em comparação com estes mesmos herbicidas aplicados isoladamente, bem como os possíveis efeitos fitotóxicos da mesma à cultura. O experimento foi instalado na região de Catanduva-SP, em um pomar de laranja Pera clone Rio, enxertada sobre limão Cravo, com dez anos de idade, plantado em um espaçamento de 8,0 x 6,5 m. A aplicação dos herbicidas foi realizada em 20 de fevereiro de 1991, de forma dirigida, em pós-emergência tardia da trapoeraba, quando a mesma já florescia e tinha altura variável entre 15 e 60 cm. A análise e interpretação dos resultados obtidos mostraram que a mistura pronta de glyphosate + 2,4-D apresenta um controle superior da trapoeraba em relação aos produtos aplicados isoladamente, não havendo diferenças significativas no controle para doses superiores a 0,60 + 0,80 kg i.a./ha. Os dados obtidos reforçam a teoria de sinergismo entre os dois produtos. Em nenhum dos tratamentos foi verificado sintomas visuais de intoxicação nas laranjeiras.

Efeito do oxyfluorfen, 2,4-D e glyphosate na atividade microbiana de solos com diferentes texturas e conteúdos de matéria orgânica

Estudaram-se os efeitos dos herbicidas oxyfluorfen, 2,4-D e glyphosate na atividade microbiana de três solos com diferentes texturas e conteúdos de matéria orgânica, mediante ensaio respirométrico em laboratório. Os herbicidas foram aplicados isoladamente em cada substrato, num experimento em blocos casualizados, com três repetições. Os resultados apresentados indicaram um incremento da atividade microbiana no solo com a aplicação dos herbicidas estudados. Observou-se também, que o efeito dos herbicidas sobre a microbiota do solo é fortemente influenciado pelas características físicas do solo principalmente sua textura.