Effect of plant row spacing and herbicide use on weed aboveground biomass and corn grain yield

The use of narrow plant spacing in corn (Zea mays) has been suggested as a technological alternative to obtain grain yield increases, due to a better use of resources. The regular pattern could diminish intraspecific competition while favoring interspecific competition with weeds. The objective of this study was to analyze the effect of corn row spacing on weed aboveground biomass and corn grain yield. Field experiments were conducted during 2002/2003 and 2003/2004 growing seasons. Three corn hybrids with two-row width (0.70 and 0.35 m) were tested. A greater photosynthetic photon flux density (PPFD) interception with a lower weed aboveground dry matter in narrow row arrangement was obtained. Corn grain yield was greater in the narrow row arrangement than in the wide row spacing. This increase in grain yield was related to a better resource use that allows for a reduced interspecific competition. The use of reduced spatial arrangement appeared to be an interesting alternative to increase both the grain yield potential and corn suppressive ability against weeds in corn dryland production systems.

Suscetibilidade diferencial de plantas daninhas do gênero Amaranthus aos herbicidas trifloxysulfuron-sodium e chlorimuron-ethyl

Este trabalho teve por objetivo avaliar a suscetibilidade de cinco espécies de plantas daninhas do gênero Amaranthus a herbicidas aplicados em pós-emergência. As espécies avaliadas foram: A. deflexus (caruru-rasteiro), A. hybridus (caruru-roxo), A. retroflexus (caruru-gigante), A. spinosus (caruru-de-espinho) e A. viridis (caruru-de-mancha). O trabalho foi dividido em duas fases. Na primeira, as espécies de plantas daninhas foram submetidas à aplicação de 12 tratamentos herbicidas em pós-emergência. Na segunda, os herbicidas trifloxysulfuron-sodium e chlorimuron-ethyl foram avaliados com a metodologia de curvas de dose-resposta, repetida duas vezes. Os herbicidas foram aplicados sobre plantas com 5-6 folhas e as doses utilizadas na segunda fase foram: 16D, 4D, D, 1/4D, 1/16D, 1/64D e ausência do produto, em que D é a dose recomendada de cada herbicida. As doses utilizadas (D) foram de 3,75 e 7,5 g ha-1 para o herbicida trifloxysulfuron e 12,5 e 17,5 g ha-1 para chlorimuron, na primeira e na segunda condução, respectivamente. Na primeira fase, foram avaliados o controle percentual e a massa seca das parcelas aos 20 dias após a aplicação (DAA); na segunda, avaliou-se o controle percentual aos 20 DAA. As espécies de Amaranthus avaliadas neste trabalho apresentaram diferenças de suscetibilidade aos herbicidas aplicados em pósemergência, principalmente ao trifloxysulfuron e ao chlorimuron, em que A. deflexus foi a espécie menos suscetível, seguido por A. spinosus, A. viridis, A. hybridus e A. retroflexus.

Suscetibilidade comparativa a herbicidas pós-emergentes de biótipos de Digitaria ciliaris resistente e suscetível aos inibidores da ACCase

Esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar a possibilidade de resistência múltipla aos herbicidas inibidores da ACCase, ALS e síntese de carotenos em um biótipo de capim-colchão (Digitaria ciliaris) resistente aos inibidores da ACCase. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando dois biótipos de capim-colchão: um resistente (R) e outro suscetível (S) aos herbicidas inibidores da ACCase. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram utilizados 11 herbicidas: fluazifop-p-butil, haloxyfop-r-methyl, propaquizafop, sethoxydim, tepraloxydim, clethodim, fenoxaprop + clethodim, imazethapyr, nicosulfuron, iodosulfuron + foramsulfuron e mesotrione. Para cada herbicida, os tratamentos resultaram da combinação fatorial entre os dois biótipos de capim-colchão e 10 doses (0,0D; 0,016D; 0,03D; 0,06D; 0,25D; 0,5D; 1,0D; 2,0D; 4,0D; e 16,0D), em que D é a dose recomendada para cada produto. Os herbicidas foram aplicados sobre as plantas de capim-colchão em estádio de desenvolvimento de 3-4 folhas. Avaliou-se a porcentagem de controle aos 28 dias após a aplicação (DAA). O biótipo R foi confirmado como resistente aos herbicidas inibidores da ACCase (grupos químicos dos ariloxifenoxipropionatos e cicloexanodionas) com níveis variáveis de resistência cruzada. O biótipo R foi controlado satisfatoriamente pela dose de campo de todos os herbicidas alternativos aplicados (sulfoniluréias, imidazolinonas e inibidores da síntese de caroteno), excluindo a hipótese de resistência múltipla nesse biótipo de capim-colchão.

Development of bean plants in soil contaminated with trifloxysulfuron-sodium after Stizolobium aterrimum and Canavalia ensiformis cultivation

Phytoremediation, the use of plants to decontaminate soils and water resources from organic pollutants such as herbicides, is economically and environmentally a promising technique applied in many areas, including agriculture. The objective of this work was to evaluate the development of bean plants cultivated in the field, in soil with different levels of trifloxysulfuron-sodium contamination, following cultivation of two green manure species, as well as to evaluate the possibility of recontamination of the area by such herbicide with the straw permanence on the soil. The experiment was carried out in Coimbra, MG, Brazil, on a sandy clayey Red - Yellow Argisol from March to November 2003. Four levels of soil contamination with trifloxysulfuron-sodium (0.00; 3.75; 7.50; and 15.00 g ha-1) were used as well as the following five types of cultivation prior to bean sowing in the area after herbicide application: black velvet beans (Stizolobium aterrimum) followed by removal of straw; S. aterrimum, followed by permanence of straw; jack bean (Canavalia ensiformis), followed by removal of straw; C. ensiformis followed by permanence of straw; and without prior cultivation, weed-free (weeded control). The leguminous plants were kept in the area for 65 days, cut close to the soil, and with its aerial part left or not on the surface of the experimental plot, depending on the treatment. Fifteen days after the species were cut, bean was sown in the area. At 45 days after emergence (DAE) of the bean plants, plant height and dry mass of the aerial part were evaluated. Grain productivity was determined during harvest. Height, dry matter of the aerial part and grain productivity of the bean plants, cultivated in an area previously contaminated with trifloxysulfuron-sodium at any of the levels tested, were higher with prior cultivation of S. aterrimum or C. ensiformis. At the lowest level of herbicide contamination, prior cultivation of C. ensiformis was found to be more efficient than that of S. aterrimum in mitigating the harmful effects of trifloxysulfuron-sodium on bean grain production. The permanence of the straw of the green manure species during the bean cycle did not harm the development of the plants or caused culture productivity losses, indicating that straw permanence in the area does not promote recontamination of the area.

Fitorremediação de solo adubado com composto orgânico e contaminado com trifloxysulfuron- sodium

Objetivou- se neste trabalho avaliar a capacidade remediadora das espécies vegetais feijão- de- porco (Canavalia ensiformis) e mucuna- preta (Stizolobium aterrimum), em solo adubado com composto orgânico e contaminado com o herbicida trifloxysulfuron- sodium. Na primeira etapa, avaliou- se o crescimento de C. ensiformis e S. aterrimum nos diferentes substratos, contaminados ou não com herbicida. Os tratamentos foram compostos pela combinação entre duas doses do herbicida trifloxysulfuron- sodium (0,0 e 7,5 g ha- 1) e cinco teores de composto orgânico: 0, 25, 50, 100 e 200 m³ ha- 1 (equivalentes a 0, 1,25, 2,5, 5 e 10% do volume de solo em cada vaso, respectivamente), dispostos em esquema fatorial 2 x 5, sob delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, para cada espécie remediadora. Um dia após a aplicação do herbicida à superfície do solo, procedeu- se à semeadura das espécies remediadoras, deixando- se como testemunha vasos sem planta. Na colheita, aos 60 dias após a emergência, avaliou- se a altura e a massa seca da parte aérea (MSPA) dessas espécies. Todo o material colhido foi triturado e incorporado ao solo dos seus respectivos vasos. Na segunda etapa, avaliou- se a capacidade remediadora de C. ensiformis e S. aterrimum. Os tratamentos foram compostos pela combinação entre cinco teores de composto orgânico e cinco tipos de cultivo prévio: cultivo de C. ensiformis e S. aterrimum na presença e ausência do herbicida trifloxysulfuron- sodium e um tratamento sem cultivo prévio e com aplicação de trifloxysulfuron- sodium, dispostos em esquema fatorial 5 x 5, sob delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Amostras de 100 g de solo foram retiradas dos vasos (6 L) usados na primeira etapa e colocadas em vasos de 100 cm³. Em seguida, cultivou- se sorgo (Sorghum bicolor) para indicação de resíduo do herbicida no solo. Essas plantas foram colhidas 20 dias depois, época em que se avaliaram a altura, a MSPA e o grau de intoxicação delas pelo herbicida. No solo com trifloxysulfuron- sodium e sem cultivo prévio das espécies remediadoras, as plantas de sorgo tiveram seu crescimento reduzido, mesmo com a adição de composto orgânico. O cultivo prévio de C. ensiformis e S. aterrimum proporcionou crescimento normal às plantas de sorgo, confirmando a capacidade remediadora dessas espécies. A adição de composto orgânico não influenciou a capacidade remediadora das espécies.

Green ear yield and grain yield of maize cultivars in competition with weeds

The reduction in herbicide use is one of the greatest interests for modern agriculture and several alternatives are being investigated with this objective, including the adoption of cultivars that suppress weeds. The objective of this study was to verify if maize cultivars develop differently, in competition with weeds, to produce green ears and grain. Randomized complete block design was used, with split-plots and five replications. Cultivars DKB 390, DKB 466, DKB 350, AG 7000, AG 7575 and Master, were evaluated in the plots, without weeding and two weedings (at 22 and 41 days after sowing) in sub plots. Twenty-one species were identified in the experimental area, the most frequent being Gramineae (Poaceae), Euphorbiaceae, Leguminosae (Fabaceae) and Convolvulaceae species. There was no difference in the dry biomass above-ground part of the weeds in the plots of the evaluated cultivars. The cultivars behaved similarly in treatments with or without hoeing, except for plant height and ear height evaluations. Without hoeing, plant height increased in cultivar DKB 390, while plant height and ear height decreased in cultivar AG 7575. In the other cultivars, these traits did not change under weed control. The presence of weeds decreased the values of all traits employed to assess green corn yield, with the exception of the total number of green ears and grain yield.

Efeitos do glyphosate e sulfometuron-methyl no crescimento e na qualidade tecnológica da cana-de-açúcar

Os herbicidas, mesmo quando usados em doses reduzidas ou utilizados como maturadores, podem alterar a morfofisiologia da planta, o que pode levar a modificações qualitativas e quantitativas na produção. O presente estudo objetivou avaliar a eficiência agronômica e os efeitos, durante o crescimento da cana-soca, da aplicação de glyphosate e sulfometuron-methyl em baixas doses. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos pelos herbicidas sulfometuron-methyl e glyphosate em diferentes doses e misturas e por uma testemunha (sem aplicação dos produtos). Uma linha de plantas de cana-de-açúcar foi destinada à aferição da qualidade tecnológica, sendo estabelecido 1 m aleatório a cada época de amostragem. Os colmos coletados foram submetidos ao desponte na altura da gema apical e à desfolha; em seguida, foram encaminhados para processamento segundo a metodologia do Sistema de Pagamento de Cana pelo Teor de Sacarose (SPCTS), sendo considerados os parâmetros tecnológicos: pol cana (PCC), pureza do caldo (PUI), açúcar total recuperável (ATR) e Brix. Nas soqueiras de cana-de-açúcar, realizaram-se análises de crescimento (altura e perfilhos). As avaliações foram realizadas na pré-colheita (30 dias após aplicação dos maturadores) e 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias após a colheita. Os herbicidas glyphosate e sulfometuron-methyl propiciaram melhoria da qualidade tecnológica da matéria-prima,com incrementos significativos na pureza do caldo e no Brix. A aplicação dos produtos não interferiu na produtividade e no teor de açúcar. Houve efeito estimulante no perfilhamento quando se usou glyphosate na dose de 400 mL ha-1 e redução em crescimento (altura) no início do desenvolvimento da cana, porém, com o tempo, o efeito não se manteve.

A Modified phosphate-carrier protein theory is proposed as a non-target site mechanism For glyphosate resistance in weeds

Glyphosate is an herbicide that inhibits the enzyme 5-enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase (EPSPs) (EC 2.5.1.19). EPSPs is the sixth enzyme of the shikimate pathway, by which plants synthesize the aromatic amino acids phenylalanine, tyrosine, and tryptophan and many compounds used in secondary metabolism pathways. About fifteen years ago it was hypothesized that it was unlikely weeds would evolve resistance to this herbicide because of the limited degree of glyphosate metabolism observed in plants, the low resistance level attained to EPSPs gene overexpression, and because of the lower fitness in plants with an altered EPSPs enzyme. However, today 20 weed species have been described with glyphosate resistant biotypes that are found in all five continents of the world and exploit several different resistant mechanisms. The survival and adaptation of these glyphosate resistant weeds are related toresistance mechanisms that occur in plants selected through the intense selection pressure from repeated and exclusive use of glyphosate as the only control measure. In this paper the physiological, biochemical, and genetic basis of glyphosate resistance mechanisms in weed species are reviewed and a novel and innovative theory that integrates all the mechanisms of non-target site glyphosate resistance in plants is presented.

Alteração fisiológica da cana-de-açúcar pela aplicação de Glyphosate e Sulfumeturon-Methyl

O bloqueio parcial das rotas onde atuam os herbicidas, com uso de baixas doses, pode ter implicações importantes, como a alteração do balanço de processos metabólicos nas plantas. Assim, foi conduzido no ano agrícola 2006/2007 um experimento em cana-soca de segundo corte na Fazenda Jurema, pertencente ao grupo COSAN, município de Barra Bonita-SP, para verificar os efeitos do glyphosate e do sulfumeturon-methyl, em subdoses, no comportamento fisiológico da cana-de-açúcar pelos níveis de clorofila e carotenoides. Os tratamentos constituíram-se da aplicação de dois herbicidas: sulfumeturon-methyl (Curavial 360 e.a. kg-1) e glyphosate (Roundup 480 i.a. kg-1), isolados e em misturas, em diferentes doses, e um tratamento controle, sem a aplicação dos herbicidas. As doses utilizadas foram: glyphosate 200 mL p.c. ha-1; glyphosate 400 mL p.c. ha -1; glyphosate 200 mL p.c. ha -1 + 10 g p.c. ha-1 de sulfumeturon-methyl; glyphosate 150 mL p.c. ha -1 + 12 g p.c. ha -1 de sulfumeturon-methyl; e sulfumeturon-methyl 20 g p.c. ha -1. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. As avaliações foram realizadas 15 e 30 dias após o plantio (DAP) e 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias após a colheita (DAC). As folhas foram cortadas padronizando-se o mesmo peso e área foliar. Para determinação do conteúdo de clorofila e carotenoides, amostras de 0,2 g de tecido foliar fresco foram preparadas e os extratos filtrados, sendo efetuadas leituras em espectrofotômetro (663 e 645 nm para clorofilas a e b, respectivamente). A aplicação de glyphosate e sulfumeturon-methyl nas maiores doses interferiu no conteúdo de carotenoides quando estes foram comparados com a testemunha. A maior dose de glyphosate diminuiu significativamente o conteúdo de clorofilas e carotenoides na cana-de-açúcar, porém esse resultado não se manteve quando a dose foi reduzida para 200 mL p.c. ha-1 . Os teores de clorofila foram inversamente proporcionais aos níveis Fe. A aplicação de sulfumeturon-methyl não interferiu nos teores de clorofila, no entanto os níveis de carotenoides se mostraram mais sensíveis e seus teores reduzidos. As alterações observadas nos níveis de clorofilas e carotenoides pela aplicação dos produtos podem afetar de maneira distinta o metabolismo da fotossíntese pela absorção e/ou conversão de energia.

Persistência de trifloxysulfuron-sodium e pyrithiobac-sodium em diferentes tipos de solo

No Brasil, a maior parte dos cultivos de algodão encontra-se em regiões de cerrado dos Estados do Mato Grosso e Bahia, em áreas que naturalmente são constituídas de solos ácidos. Objetivou-se neste trabalho estudar a influência da acidez do solo sobre a persistência dos herbicidas trifloxysulfuron-sodium e pyrithiobac-sodium, utilizando um bioindicador como técnica de detecção. Foram conduzidos simultaneamente quatro experimentos: dois com o herbicida trifloxysulfuron-sodium (7,5 e 15 g ha-1) e dois com o pyrithiobac-sodium (70 e 140 g ha-1). Em todos os tratamentos foi utilizado delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial (3x8+3). Os fatores estudados foram três tipos de solo (com níveis de pH 4,2, 4,9 e 5,5) e oito épocas de semeadura da espécie bioindicadora (0, 30, 60, 90, 120, 150, 180 e 210 DAA), além de três testemunhas sem aplicação do herbicida. A persistência do trifloxysulfuron-sodium na dose de 7,5 g ha-1 não foi influenciada pelos valores de pH. No entanto, na dose de 15 g ha-1 a maior persistência da atividade biológica foi verificada no solo com maior pH. Quando o pyrithiobac-sodium foi aplicado no solo com menor pH, nas doses de 70 e 140 g ha-1, o tempo necessário foi maior para que ocorresse redução da persistência. Contudo, aos 210 DAA não foram observadas diferenças na persistência do pyrithiobac-sodium (70 g ha-1) entre diversos valores de pH. Todavia, na dose de 140 g ha-1 do pyrithiobac-sodium, o solo com maior pH apresentou a maior persistência desse herbicida.

Morphological and physiological alterations induced by lactofen in soybean leaves are reduced with nitric oxide

Lactofen is a diphenylether herbicide recommended to control broad-leaved weeds in soybean (Glycine max) fields and its mechanism of action is the inhibition of protoporphyrinogen-IX oxidase (Protox), which acts in the chlorophyll biosynthesis. This inhibition results in an accumulation of protoporphyrin-IX, which leads to the production of reactive oxygen species (ROS) that cause oxidative stress. Consequently, spots, wrinkling and leaf burn may occur, resulting in a transitory crop growth interruption. However, nitric oxide (NO) acts as an antioxidant in direct ROS scavenging. Thus, the aim of this work was to verify, through phytometric and biochemical evaluations, the protective effect of NO in soybean plants treated with the herbicide lactofen. Soybean plants were pre-treated with different levels of sodium nitroprusside (SNP), a NO-donor substance, and then sprayed with 168 g a.i. ha-1 lactofen. Pre-treatment with SNP was beneficial because NO decreased the injury symptoms caused by lactofen in young leaflets and kept low the soluble sugar levels. Nevertheless, NO caused slower plant growth, which indicates that further studies are needed in order to elucidate the action mechanisms of NO in signaling the stress caused by lactofen in soybean crop.

Integration of sunflower (Helianthus annuus) residues with a pre-plant herbicide enhances weed suppression in broad bean (Vicia faba)

Field trial was conducted with the aim of utilizing allelopathic crop residues to reduce the use of synthetic herbicides in broad bean (Vicia faba) fields. Sunflower residue at 600 and 1,400 g m-2 and Treflan (trifluralin) at 50, 75 and 100% of recommended dose were incorporated into the soil alone or in combination with each other. Untreated plots were maintained as a control. Herbicide application in plots amended with sunflower residue had the least total weed count and biomass, which was even better than herbicide used alone. Integration of recommended dose of Treflan with sunflower residue at 1,400 g m-² produced maximum (987.5 g m-2) aboveground biomass of broad bean, which was 74 and 36% higher than control and recommended herbicide dose applied alone, respectively. Combination of herbicide and sunflower residue appeared to better enhance pod number and yield per unit area than herbicide alone. Application of 50% dose of Treflan in plots amended with sunflower residue resulted in similar yield advantage as was noticed with 100% herbicide dose. Chromatographic analysis of residue-infested field soil indicated the presence of several phytotoxic compounds of phenolic nature. Periodic data revealed that maximum suppression in weed density and dry weight synchronized with peak values of phytotoxins observed 4 weeks after incorporation of sunflower residues. Integration of sunflower residues with lower herbicide rates can produce effective weed suppression without compromising yield as a feasible and environmentally sound approach in broad bean fields.

Efficacy of herbicides applied to Digitaria horizontalis plants under different water conditions

This project aimed to relate the control efficiency of ACCase inhibiting herbicides applied post-emergence to Digitaria horizontalis plants under different soil water contents. The experiments were conducted in a greenhouse, with the application of three different herbicides (fluazifop-p-butyl, haloxyfop-methyl, and sethoxydim + mineral oil Assist). The experimental design used for each herbicide was completely randomized, with four replications, consisting of a 3 x 4 factorial, with the combination of water management strategies (-0.03, -0.07 and -1.5 MPa) and four doses of these products (100%, 50%, 25%, and 0% of the recommended dose). Herbicide application was made at two vegetative stages, 4-6 leaves and 2-3 tillers. The visual phytotoxicity evaluations were performed at 14 days after application and the plant dry weight at the end of the study was evaluated. The control efficiency was not affected by water management strategies when applied to the recommended dose of the herbicides in early stages of plant development (4-6 leaf stage). In late applications (2-3 tiller stage) the plants held under drought stress showed less phytotoxicity.

Efficiency of a reduced herbicide rate for Brachiaria brizantha control in sugarcane

At different growth stages, weeds present different sensitivities to herbicides. Thus, the registered herbicide rate may be reduced under specific conditions, while maintaining satisfactory weed control. This study evaluated the efficiency of reduced rates of the formulated herbicide mixture Velpar K WG® (hexazinone + diuron) + Volcane® (MSMA) for Brachiaria brizantha control at different growth stages. Optimum weed control efficiency was obtained when applying 50% of the recommended rate in younger plants (plants with one to four leaves). In late applications, it is necessary to increase the herbicide rates and, under these conditions, 90% of the recommended rate for (diuron + hexazinone) + MSMA was estimated to be the most economical one.

Phytosociological variability of weeds in soybean field

Understanding spatial distribution of weeds in the crop enables to perform localized herbicide applications, increasing the technical and economic efficiency of operations and reducing environmental impacts. This work aimed to characterize the spatial and phytosociological variability of weeds occurring in soybean commercial field. It was conducted in an agricultural area located at the municipality of Boa Vista das Missões - RS, during the 2010/2011 harvest season. The area, that had been managed under no-tillage with soybean monoculture (summer) for five years, was divided in regular squares of 50 x 50 m (0.25 ha), totalizing 356 points. For species identification, 0.5 x 0.5 m sample squares were used. During the survey, 1,739 individuals were identified, distributed in 19 species of 13 families. The weed species Cardiospermum halicacabum, Digitaria horizontalis, Urochloa plantaginea and Raphanus raphanistrum showed the highest population variation in the area; however, only C. halicacabum, U. plantaginea and R. raphanistrum stood out based on the Importance Index Value (IVI). Localized management strategies considering the spatial variability of weed species placed in the Magnoliopsidas and Liliopsidas group show a high potential for use in soybean crop. The results show that the sampling method through regular grid was capable of characterizing the occurrence, population density and spatial variability of weed species in soybean crop.