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.

Dessecação pré-colheita e efeitos sobre a produtividade e qualidade fisiológica de sementes de soja

A antecipação da colheita da soja é possível com uso da prática de dessecação pré-colheita, a qual reduz o tempo de permanência das sementes no campo, após a maturação fisiológica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da época de aplicação do herbicida paraquat, como dessecante na pré-colheita da soja, sobre a produtividade e qualidade fisiológica de sementes. O trabalho constou de duas etapas: um experimento em campo, conduzido no município de Jaboticaba-RS, safra 2010/2011, e uma análise da qualidade fisiológica das sementes. Os tratamentos consistiram de três épocas de aplicação do paraquat (240 g i.a. ha‑1), R6, R7.1 e R7.3, bem como de um tratamento testemunha (sem dessecação). Foram avaliados a produtividade de grãos e os componentes da produtividade. A análise da qualidade das sementes foi conduzida no Laboratório de Produção e Tecnologia de Sementes da UFSM, Campus de Frederico Westphalen, RS, onde se realizaram os seguintes testes: germinação; primeira contagem de germinação, comprimento de parte aérea e radicular, matéria seca de plântulas, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica, emergência em campo e índice de velocidade de emergência. A aplicação de paraquat como dessecante na pré‑colheita da soja, nos estádios R6 e R7.1, provoca queda acentuada na produtividade da cultura. A dessecação sem perda de potencial produtivo da soja só é viável a partir do estádio R7.3. Sementes oriundas de plantas com dessecação nos estádios R6 e R7.1 apresentam percentual superior e maior velocidade de germinação. Entretanto, sementes de plantas com dessecação no estádio R6 possuem menor vigor de plântulas.

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.

Produtividade de massa e dessecação de forrageiras perenes para integração lavoura-pecuária

A viabilidade da sucessão soja-milho safrinha em plantio direto no cerrado depende de adequada produção de resíduos na superfície do solo, o que pode ser obtido através do cultivo consorciado de milho com forrageira perene. Objetivou-se neste trabalho avaliar a produtividade de massa e a facilidade para dessecação de nove forrageiras perenes. As espécies foram cultivadas em consórcio com milho safrinha, de março a julho de 2009. Em outubro, as plantas foram cortadas a 0,20 m do solo, e 20 dias após foram aplicadas as doses de glyphosate (0,72, 1,44, 2,06 e 2,88 kg e.a. ha-1). O efeito das doses foi avaliado aos 10 e 20 dias após a dessecação, mediante pesagem e secagem da massa em estufa a 60 ºC. O controle foi considerado excelente quando a umidade das plantas dessecadas estava menor ou igual a 30%; assim, as forrageiras foram separadas em três grupos por facilidade de dessecação, sendo: 1) Urochloa (Syn Brachiaria) ruziziensis, Megatyrsus (syn Panicum) maximum cv. Massai e M. maximum cv. Aruana, com excelente resultado; 2) U. decumbens cv. Basilisk, U. brizantha cv. Xaraés e U. brizantha cv. Marandu, de moderada facilidade; e 3) M. maximum cv. Tanzânia, M. maximum cv. Mombaça e U. brizantha cv. Piatã, de difícil dessecação. Considerando a produtividade de massa, o menor período entre dessecação e avaliação e a dose de herbicida, destacam-se U. ruziziensis (0,45 e 1,29 kg e.a. ha-1) e M. maximum cv. Aruana (1,41 e 1,66 kg e.a. ha-1) como de fácil dessecação, visando à semeadura da soja em sucessão.

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.

Soja M-8527 RR consorciada com braquiária piatã em diferentes densidades e épocas de semeadura

O cultivo consorciado de culturas para grãos e forrageiras gramíneas é uma das práticas de integração lavoura-pecuária com elevado potencial para maximizar o sistema produtivo. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a influência de densidades e épocas de semeadura de Brachiaria brizantha cv. BRS Piatã na produtividade do cultivar de soja M-8527 RR semeado em consórcio. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial de 2 x 5 (duas épocas de semeadura de B. brizantha: 20 e 30 dias após a emergência da soja; e cinco densidades de semeadura da braquiária: 0, 3, 6, 9 e 12 kg de semente ha-1), com quatro repetições. Os seguintes parâmetros foram avaliados nas plantas de soja: altura, massa seca da parte aérea e produtividade de grãos. As variáveis avaliadas foram influenciadas pelas densidades e pelas épocas de semeadura de B.brizantha. Independentemente da época de semeadura da braquiária, todas as densidades a partir de 3 kg ha-1 promoveram redução na produtividade da soja; contudo, ela foi superior a 5% somente na densidade de 12 kg h-1,semeada aos 30 DAE, e nas densidades de 9 e 12 kg ha-1,semeada aos 20 DAE. O efeito competitivo da variedade de soja RR M-8527 foi superior quando Brachiaria brizantha cv. Piatã foi semeada aos 30 dias após a emergência da cultura.

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.

O desenvolvimento de culturas tolerantes ao herbicida diclorofenoxiacetato: revisão de literatura

O composto diclorofenoxiacetato (2,4-D) foi o primeiro herbicida orgânico, sistêmico, seletivo e de aplicação em pós-emergência desenvolvido no mundo. Juntamente com a revolução verde, ele contribuiu para elevar a produção dos cereais nas décadas posteriores a 1950. Esse produto é uma auxina sintética que pode ser utilizada como regulador do crescimento vegetal ou, ainda, como herbicida para o controle de espécies daninhas dicotiledôneas. Várias espécies infestantes dicotiledôneas que apresentam dificuldade de controle com outros herbicidas são suscetíveis ao 2,4-D. Contudo, a utilização desse herbicida fica restrita pela falta de seletividade em algumas culturas agrícolas. Nas últimas décadas, a descoberta de genes relacionados à tolerância ao 2,4-D em bactérias encontradas no solo e a sua transferência para culturas possibilitaram o desenvolvimento de linhagens tolerantes ao produto. Os objetivos desta revisão de literatura foram apresentar os genes e a atividade das enzimas responsáveis pela tolerância ao herbicida 2,4-D; ilustrar os mecanismos envolvidos na seletividade ao 2,4-D e a outros herbicidas; e equacionar algumas implicações para o manejo de plantas daninhas. O primeiro gene de tolerância ao 2,4-D descoberto foi o tfdA, encontrado no plasmídeo pJP4 da bactéria Cupriavidus necator. Este gene codifica a enzima 2,4-D/oxoglutarato dioxigenase, a qual realiza a conversão do 2,4-D em 2,4-diclorofenol e glioxilato. No final da década de 1980, foi realizada a primeira inserção do gene tfdA em plantas de Nicotiana tabacum, mediada por Agrobacterium tumefaciens. Isso conferiu tolerância de plantas de fumo ao 2,4-D. Resultados similares foram obtidos com inserções posteriores deste gene em plantas de Gossypium hirsutum, Brassica juncea e Vitis vinifera. Com a continuidade dos estudos de bactérias de solo, identificaram-se outros dois genes: o gene rdpA de Sphingobium herbicidivorans MH, que codifica a enzima ariloxialcanoato dioxigenase-1 (AAD-1); e o sdpA de Delftia acidovorans MC1, que codifica a enzima ariloxialcanoato dioxigenase-1(AAD-12). Essas duas enzimas são similares, mas têm cinética enzimática diferenciada e são capazes de degradar o 2,4-D e outros herbicidas. A enzima AAD-1 degrada o 2,4-D e, surpreendentemente, alguns herbicidas inibidores da acetil-CoA carboxilase (ACCase) do grupo dos ariloxifenoxipropionatos (FOPs). A enzima AAD-12 apresenta alta afinidade de ligação com os auxínicos 2,4-D, MCPA, triclopyr e fluroxypyr. Atualmente os genes que codificam estas enzimas estão sendo utilizados para o desenvolvimento de cultivares de soja, algodão e milho tolerantes ao 2,4-D e FOPs. Plantas de soja com o transgene sdpA se mostraram tolerantes ao 2,4-D. Plantas de milho contendo o gene rdpA também são tolerantes aos herbicidas FOPs. Trabalhos realizados com as espécies daninhas Conyza bonariensis, Conyza canadensis e Amaranthus palmeri resistentes ao herbicida glyphosate têm mostrado controle adequado com o 2,4-D. Portanto, os genes sdpA e rdpA são bons candidatos no desenvolvimento de culturas tolerantes ao 2,4-D e deverão ampliar as opções de controle de espécies daninhas de difícil manejo com outros herbicidas.