Herbicidas alternativos para o controle de Conyza sumatrensis (Retz.) E. H. Walker resistentes aos inibidores da ALS e EPSPs

RESUMO A buva (Conyza sumatrensis), uma das principais plantas daninhas já identificadas no sul do Brasil, vem apresentando controle insatisfatório, em resposta à aplicação dos herbicidas chlorimuron-ethyl e glyphosate. Por esta razão, o objetivo deste estudo foi avaliar herbicidas alternativos, visando ao controle de biótipos de C. sumatrensis, com resistência de nível baixo ao herbicida chlorimuron-ethyl e resistentes ao herbicida glyphosate. O experimento foi realizado em casa de vegetação, entre abril e agosto de 2012, no município de Passo Fundo, RS. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo avaliados 15 tratamentos com herbicidas, além de uma testemunha sem aplicação. As variáveis consideradas foram controle percentual, aos 14, 21 e 28 dias após a aplicação dos tratamentos (DAT) e a matéria seca da parte aérea, aos 28 DAT. Como resultados, observou-se que os biótipos foram 100% controlados, aos 28 DAT, pelos tratamentos alternativos de paraquat + diuron; ammonium glufosinate; glyphosate + 2,4-D; glyphosate + ammonium glufosinate; 2,4-D; tembotrione e tembotrione + atrazine. O biótipo 17 evidenciou menor sensibilidade aos herbicidas inibidores da ALS e os biótipos 05, 17 e 20 não foram controlados pelo herbicida glyphosate.

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.

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.

Differential susceptibility of biotypes of conyza sumatrensis to Chlorimuron-ethyl herbicide

Horseweed (Conyza spp.) is an annual weed, infesting soybean crops in southern Brazil, with chlorimuron-ethyl being one of the most commonly used herbicides for its control. However, in recent soybean harvests, an unsatisfactory control of this weed using this herbicide was observed, generating suspicion regarding the selection of resistant biotypes. The objective of this study was to evaluate the susceptibility of horseweed biotypes to the herbicide chlorimuron-ethyl. Two experiments were conducted in a greenhouse; in the first one, the biotypes were selected selected, and the second experiment was arranged in a 5 x 5 factorial in a completely randomized design with four replications. The treatments used in the preparation of the dose response curves were doses of the herbicide chlorimuron-ethyl (0.0, 1.56, 3.13, 6.25, 12.5, and 25 g ha-1), applied on the five horseweed biotypes at the 3-4 leaf growth stage. The variables evaluated were visual control percentage and shoot dry weight, compared to the control without herbicide application, and plant acetolactate accumulation. It was concluded that there is a differential susceptibility among the biotypes at doses of less than 20 g ha-1 (dose response curves), which indicates low-level resistance. The practical consequences are the indications of chlorimuron-ethyl application at the maximum doses recomended and that the practice of rotating mechanisms of action must be used in the chemical weed management of these areas.

GC-MS Analysis, Antimicrobial and Antioxidant Activities of Extracts of the Aerial Parts of Conyza sumatrensis

Phytochemical analyses as well as antimicrobial and antioxidant activities of the extracts of C. sumatrensis aerial parts were investigated in this study. METHODS: The aerial parts of C. sumatrensis were air dried, weighed and exhaustively extracted with hexane, ethyl acetate and methanol successively. The crude extracts were screened for metabolites. These extracts of the plant were evaluated for antimicrobial and antioxidant activities using agar diffusion and DPPH method respectively. The extracts were also analysed using Gas chromatography – Mass spectrometry, and the chromatogram coupled with mass spectra of the compounds were matched with a standard library. RESULTS: Preliminary phytochemical investigation of crude n-hexane, ethyl acetate and methanol extracts of the aerial parts of Conyza sumatrensis revealed the presence of anthraquinones, flavonoids, terpenoids, phenolics, tannin, glycosides and carbohydrate. All the crude extracts gave a clear zone of inhibition against the growth of the test bacteria ( Staphylococcus aureus , Escherichia coli , Bacillus subtilis , Pseudomona aeruginosa, Salmonella typhi , Klebsiellae pneumonae ) at moderate to high concentrations, as well as test fungi ( Candida albicans , Aspergillus niger , penicillium notatum and Rhizopus stolonifer ) at high concentration. Methanolic extract exhibited significant radical scavenging property with IC50 of 17.08 μg/mL while n-hexane and ethyl acetate extracts showed no significant antioxidant activity. GC-MS of N-hexane extract showed a total number of eleven chemical constituents with α-Farnesene and spathulenol being the most abundance compounds constituting 20.27 and 22.28% of the extract respectively. Ethyl acetate extract revealed thirteen compounds with two most abundant compounds, cis-β-farnesene (16.64 %) and cis-pinane (21.09 %). While methanolic extract affords seventeen compounds with Ephytol being the most abundant compound (19.36 %).

Caracterização bioquímica e morfofisiológica de populações de buva (Conyza spp.) resistentes ao glyphosate

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização genética de amostras de Conyza sp. do estado do Paraná

Crescente interesse tem se estabelecido para a análise da diversidade genética de espécies Conyza bonariensis, C.canadensis e C.sumatrensis, popularmente conhecidas como buva ou voadeira, que nos últimos anos vêm causando vários prejuízos nas lavouras do Brasil e do mundo, principalmente nas plantações de soja. A proposta do presente estudo foi estimar a variabilidade genética de amostras de C.sumatrensis provenientes da região noroeste do Estado do Paraná. A análise de isozimas em tecidos de folhas das plantas de C. sumatrensis foi realizada para estimar a variabilidade genética dentro de cada população e entre populações diferentes, no sentido de recomendar um tratamento diferencial ou uniforme para o controle dessas plantas daninhas na referida região. Foram analisados quatro sistemas enzimáticos (ACP, GPI, MDH e PGM) e detectados 10 locos com 10 alelos, os quais não apresentaram diversidade genética dentro e entre as populações analisadas, comprovado pela presença de apenas indivíduos homozigotos. As enzimas analisadas no presente estudo indicaram que as plantas das três regiões são geneticamente uniformes, e a uniformidade genética verificada para os referidos locos é um indicativo prévio de que é possível utilizar doses equivalentes do glifosato para controlar o crescimento desses biótipos.

Estudos anatômicos de folhas de espécies de plantas daninhas de grande ocorrência no Brasil: III - Galinsoga parviflora, Crotalaria incana, Conyza bonariensis e Ipomoea cairica

O objetivo deste trabalho foi estudar a anatomia das folhas das espécies de plantas daninhas de grande ocorrência no Brasil: Galinsoga parviflora, Crotalaria incana, Conyza bonariensis e Ipomoea cairica, visando melhor entendimento sobre as barreiras que cada espécie impõe à penetração dos herbicidas e, assim, fornecer subsídios à busca de estratégias para superar esses obstáculos. As folhas completamente expandidas do terceiro ao quinto nó foram coletadas de plantas de ocorrência espontânea no campo. Das folhas de cada espécie foram obtidas três amostras da região central, com aproximadamente 1 cm², as quais foram utilizadas em estudos da estrutura e clarificação e em observações em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Todas as espécies avaliadas são anfiestomáticas. A principal barreira foliar potencial à penetração de herbicidas observada na planta daninha G. parviflora foi a baixa densidade estomática na face adaxial. C. incana apresentou como possível principal obstáculo foliar à penetração de herbicidas o alto teor de cera epicuticular. Já em relação a C. bonariensis, alta densidade tricomática, grande espessura da cutícula da face adaxial e baixa densidade estomática na face adaxial foram as principais barreiras detectadas. Grande espessura da cutícula da face adaxial e baixa densidade estomática na face adaxial foram os possíveis obstáculos constatados nas folhas de I. cairica.

Resistência de Conyza canadensis e C. bonariensis ao herbicida glyphosate

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de curvas de dose-resposta, a ocorrência de biótipos resistentes ao herbicida glyphosate em populações de Conyza canadensis e C. bonariensis, bem como propor tratamentos alternativos para esses biótipos. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação, utilizando-se três populações de cada espécie: duas com suspeita de resistência ao herbicida glyphosate, coletadas em pomares de laranja localizados em duas regiões diferentes do Estado de São Paulo; e uma suscetível, coletada em área sem histórico de aplicação do herbicida. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. Para cada espécie, os tratamentos foram resultado da combinação fatorial entre as três populações e os tratamentos herbicidas (oito doses de glyphosate ou cinco tratamentos alternativos). As doses de glyphosate foram (g e.a. ha¹): 90, 180, 360, 720, 1.440, 2.880, 5.760 e testemunha sem aplicação. Como alternativas de controle, foram testados os seguintes tratamentos (g ha-1): glyphosate + 2,4-D (1.440 + 1.005), glyphosate + metsulfuron (1.440 + 2,4), glyphosate + metsulfuron (1.440 + 3,6), glyphosate + metribuzin (1.440 + 480) e testemunha sem aplicação. A partir dos resultados, comprovou-se a existência de populações de ambas as espécies com biótipos resistentes ao herbicida glyphosate, com diferentes níveis de resistência. Todos os tratamentos herbicidas alternativos controlaram de forma eficiente as três populações de cada espécie.

Impacto da temperatura, irradiância e profundidade das sementes na emergência e germinação de Conyza bonariensis e Conyza canadensis resistentes ao glyphosate

O uso intenso de glyphosate em sistemas de produção de frutíferas e soja - em especial no sistema de semeadura direta da soja - favoreceu a seleção de biótipos resistentes ao glyphosate em Conyza bonariensis e C. canadensis (buva). Estudos da biologia destas espécies subsidiariam a proposição de estratégias visando o seu manejo integrado. Um programa de pesquisa foi desenvolvido com o objetivo de avaliar como a germinação das duas espécies foi influenciada pelas populações, composição do substrato de semeadura, profundidade da semente no perfil do substrato, temperatura e luz. Num primeiro experimento, os tratamentos foram organizados em esquema fatorial, em que o fator A consistiu das populações (duas de cada espécie), o fator B foi atribuído à composição do substrato (terra, areia e terra:areia) e o fator C foram as profundidades no perfil do substrato (0, 0,5, 1, 2 e 5 cm). No segundo experimento, foram testados o fator A; o fator B, que foi a temperatura (constante de 20, 25 ou 30 ºC, e alternada: 20/30 ºC); e o fator C, a condição luminosa (luz, escuro). No terceiro experimento, os fatores consistiram de espécies e temperatura (10, 15, 20, 25 e 30 ºC). Avaliaram-se a emergência de plântulas ou a germinação de sementes aos 12 dias após a instalação do experimento. De acordo com os resultados, chegou-se às seguintes conclusões: todos os biótipos das duas espécies tiveram emergência semelhante em relação ao perfil do solo; o aumento da profundidade da semente no perfil do solo reduziu a emergência de plântulas; o substrato arenoso favoreceu a germinação de sementes posicionadas a 0,5 e a 1,0 cm de profundidade; as duas espécies são fotoblásticas positivas; a temperatura ótima para germinação das espécies foi de 20 ºC, mas C. canadensis apresentou germinação melhor em temperaturas inferiores à ótima e C. bonariensis germinou melhor em temperaturas superiores a esta.

Buva (Conyza bonariensis) resistente ao glyphosate na região sul do Brasil

O glyphosate é um herbicida não-seletivo utilizado para controlar plantas daninhas há mais de 20 anos no Rio Grande do Sul. A buva (Conyza bonariensis) é uma espécie daninha comum nos Estados da região Sul do Brasil e tradicionalmente controlada com uso de glyphosate. Entretanto, nos últimos anos plantas de buva têm apresentado poucos sintomas de toxicidade em resposta ao tratamento com glyphosate, sugerindo que estas plantas são resistentes ao herbicida. Assim, com o objetivo de avaliar a resposta de uma população de plantas de buva a glyphosate, foram realizados três experimentos: um em campo e dois em casa de vegetação. No experimento em campo, os tratamentos avaliados constaram de doses crescentes de glyphosate (0, 360, 720, 1.440, 2.880 e 5.760 g ha-1), e os herbicidas paraquat (400 g ha-1) e 2,4-D (1.005 g ha-1) foram empregados como produtos testemunhas, com diferentes mecanismos de ação nas plantas. No experimento em casa de vegetação os tratamentos constaram de doses crescentes de glyphosate (0, 360, 720, 1.440, 2.880 e 5.760 g ha-1), mais os herbicidas testemunhas, aplicados sobre plantas de um biótipo considerado resistente e de outro considerado sensível. No segundo experimento realizado em casa de vegetação, foram avaliados os tratamentos contendo glyphosate (720, 1.440 e 2.880 g ha-1), mais os herbicidas chlorimuron-ethyl (40 g ha-1), metsulfuron-methyl (4 g ha-1), 2,4-D (1.005 g ha-1), paraquat (400 g ha-1) e diuron + paraquat (200 + 400 g ha-1), bem como a testemunha sem tratamento herbicida. A toxicidade dos tratamentos herbicidas foi avaliada aos 7, 15 e 30 DAT (dias após tratamento). Os resultados obtidos nos experimentos em condições de campo e em casa de vegetação, de forma geral, evidenciam que o biótipo sensível é controlado pelo glyphosate e pelos demais herbicidas avaliados. Demonstram ainda que o biótipo resistente apresenta-se, igualmente ao biótipo sensível, altamente suscetível aos herbicidas com mecanismo de ação distinto daquele do glyphosate. Entretanto, o biótipo resistente mostra baixa resposta ao herbicida glyphosate, mesmo se este for empregado em doses elevadas, evidenciando ter adquirido resistência a esse produto.

Resistência ao glyphosate em biótipos de Conyza bonariensis e Conyza canadensis no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil

Experimentos de curva de dose-resposta foram conduzidos para avaliar a ocorrência de resistência ao glyphosate em biótipos de Conyza canadensis e Conyza bonariensis oriundos de municípios do Rio Grande do Sul. Para cada espécie foi realizado um experimento com dois biótipos um suscetível e outro com suspeita de resistência. Glyphosate nas doses de 0, 100, 200, 300, 400, 800 e 1.200 g ha-1 foi aplicado em plantas no estádio de 8-10 folhas. Curvas sigmoidais foram ajustadas para todos os biótipos testados. Confirmou-se a resistência ao glyphosate em biótipos de ambas as espécies, com fator de resistência em torno de 2,3.

Efeito da luz e da temperatura na germinação de Alternathera tenella, Conyza bonariensis e Digitaria ciliaris

Este trabalho teve o objetivo de avaliar a influência da luz e da temperatura na germinação de três espécies de plantas daninhas comuns em lavouras brasileiras. As espécies estudadas foram Alternanthera tenella, conyza bonariensis e Digitaria ciliaris, nas quais se testou a influência de quatro variações de temperatura (15/25, 20/30, 20/35 e 30/40 ºC), com e sem a presença de luz, no percentual de germinação e no índice de velocidade de germinação (IVG). As sementes foram coletadas em canteiros experimentais, sendo elas selecionadas para permitir a homogeneização amostral. Posteriormente, 50 sementes de cada espécie foram colocadas em caixas do tipo gerbox, previamente preparadas com papel duplo umedecido de germinação "germitest". As caixas foram armazenadas em germinadores verticais tipo BOD, com controle de temperatura. As temperaturas foram mantidas na proporção de 16/8 horas diurna e noturna, respectivamente. As avaliações iniciaram-se aos três dias após incubação, sendo consideradas germinadas as sementes com protusão radicular igual ou superior a 1 mm. Constatou-se efeito significativo da luz para a germinação de todas as espécies, principalmente para D. ciliaris. A. tenella apresentou germinação elevada em todas as variações de temperatura testadas, embora 30/40 ºC tenham restringido a germinação de C. bonariensis. Os tratamentos também afetaram o IVG, cujo comportamento foi similar ao percentual de germinação, sendo o maior efeito constatado em D. ciliaris.

Glyphosate translocation in hairy fleabane (Conyza bonariensis) biotypes

The objective of this work was to evaluate the translocation of glyphosate in C. bonariensis plants resistant and susceptible to that herbicide. The 14C-glyphosate was mixed with commercial gyhphosate (800 g ha-1) and applied on the center of the adaxial face of a third node leaf, using a micro syringe, and adding 10 µL of a solution with specific activity of 1,400 Bq, 45 days after plant emergence. The concentration of the glyphosate translocated in the plant was evaluated at time intervals of 6, 12, 36 and 72 hours after being applied on the application leaf, stem, roots and leaves. Ten hours after treatment application, the distribution of the product in the application leaf, divided into base, center and apex, was also evaluated by measuring the radiation emitted by 14C-glyphosate in a liquid scintillation spectrometer. Greater glyphosate retention was observed in the resistant biotype leaf, approximately 90% of the total absorbed up to 72 hours. In the susceptible biotype, this value was close to 70% in the same period. Susceptible biotype leaves, stem and roots showed greater concentration of glyphosate, indicating greater translocation efficiency in this biotype. In the resistant biotype, the herbicide accumulated in greater quantity at the apex and center of the application leaf, while in the susceptible biotype greater accumulation was observed at the base and center leaf. Thus, it can be stated that the resistance mechanism is related to the differential translocation of this herbicide in the biotypes.