Detection of Sourgrass (Digitaria insularis) Biotypes Resistant to Glyphosate in Brazil

Sourgrass is a perennial weed infesting annual and perennial crops in Brazil. Three biotypes (R1, R2, and R3) of sourgrass suspected to be glyphosate-resistant (R) and another one (S) from a natural area without glyphosate application, in Brazil, were tested for resistance to glyphosate based on screening, dose-response, and shikimic acid assays. Both screening and dose-response assays confirmed glyphosate resistance in the three sourgrass biotypes. Dose-response assay indicated a resistance factor of 2.3 for biotype RI and 3.9 for biotypes R2 and R3. The hypothesis of a glyphosate resistance was corroborated on the basis of shikimic acid accumulation, where the S biotype accumulated 3.3, 5.0, and 5.7 times more shikimic acid than biotypes R1, R2, and R3, respectively, 168 h after treatment with 157.50 g ae ha(-1) of glyphosate. There were no differences in contact angle of spray droplets on leaves and spray retention, indicating that differential capture of herbicide by leaves was not responsible for resistance in these biotypes. The results confirmed resistance of sourgrass to glyphosate in Brazil.

Análise de crescimento de Digitaria insularis

Digitaria insularis é uma espécie perene, que se reproduz por sementes e rizomas, sendo de difícil controle após a primeira floração. Visando definir técnicas para o manejo integrado dessa espécie, o seu crescimento foi avaliado em casa de vegetação, em recipiente plástico contendo 0,003 m³ de solo. Avaliações de altura, área foliar e massa seca foram realizadas em 15 épocas, entre 14 e 112 dias após a emergência (DAE), em intervalos regulares de sete dias. Foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As plantas foram fragmentadas em raiz + rizoma, colmo e folha. Posteriormente, determinou-se a área foliar e a massa seca das diferentes partes após secagem a 70 ºC em estufa com ventilação forçada, até massa constante. Os valores máximos de área foliar e a massa seca foram atingidos aos 98 e 105 DAE, respectivamente. As folhas apresentaram maior participação no acúmulo de massa seca total, seguida por raízes+rizomas, até os 105 DAE. O acúmulo de massa seca de Digitaria insularis foi lento até 45 DAE. A partir dessa época, verificou-se rápido acúmulo de massa seca nas raízes, o que pode ser atribuído à formação dos rizomas. Os valores da taxa de crescimento relativo (TCR) foram decrescentes com o tempo, devido à maior alocação de fotoassimilados para estruturas formadas com o desenvolvimento da planta. Digitaria insularis apresenta crescimento lento até 45 DAE, sendo este rápido a partir dos 45 até os 105 DAE, sugerindo a possibilidade de bom controle cultural dessa espécie por culturas que tenham crescimento inicial rápido, grande área foliar e que cubram rapidamente o solo.

Caracterização anatômica de folha, colmo e rizoma de Digitaria insularis

A anatomia da folha, de colmo e do rizoma de Digitaria insularis foi investigada, visando identificar características que possam estar relacionadas à sua tolerância ao glyphosate. Sementes e rizomas de plantas adultas foram coletadas em campo, em área de plantio direto, onde o herbicida glyphosate vem sendo utilizado repetidamente há vários anos. As plantas provenientes dessas sementes e desses rizomas foram cultivadas em vasos com capacidade de 3 L, contendo solo de textura média, em casa de vegetação. Quando as plantas atingiram o estádio fenológico de pré-florescimento, foram coletadas três folhas totalmente expandidas por planta, entre o terceiro e o quinto nó. Simultaneamente, coletaram-se fragmentos dos rizomas e os entrenós recobertos pelas bainhas das folhas amostradas. As amostras foram fixadas em FAA50 e estocadas em etanol, para obtenção de cortes histológicos e montagem das lâminas, conforme metodologia usual. Para obtenção do índice estomático e da densidade estomática nas superfícies da epiderme, amostras das folhas foram diafanizadas, conforme método utilizado usualmente. Verificou-se que plantas provenientes de rizomas apresentavam maior índice estomático e maior número de estômatos por mm², maior espessura na epiderme das faces adaxial e abaxial e maior espessura da lâmina foliar. Foi observada coloração intensa nos rizomas submetidos ao Lugol, indicando presença de grande quantidade de amido, independentemente da origem do material.

Manejo de rebrotes de Digitaria insularis no plantio direto de milho

Com a dessecação da vegetação espontânea, nem sempre se consegue obter controle total das espécies daninhas, o que leva à perenização e ao aumento da importância daquelas selecionadas. Em área de plantio direto com predominância de rebrotes de Digitaria insularis, foi testado nicosulfuron isolado (60 g ha-1) e em mistura em tanque com atrazine (40 + 1.500 g ha-1), foramsulfuron + iodosulfuron-methyl (45 + 3 g ha-1) e mesotrione em mistura em tanque com atrazine (144 + 1.500 g ha-1) sob delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Cada parcela apresentava 6 x 4 m, contendo seis linhas de milho. A aplicação dos herbicidas foi feita com pulverizador costal na pressão constante de 30 lbf pol-2, com gasto de 200L ha-1 de calda. Foram avaliadas a eficácia e a intoxicação dos herbicidas aos 7, 15 e 30 dias após a aplicação na cultura. Na época da colheita, realizouse levantamento da cobertura vegetal reinfestante e do seu grau de dificuldade de colheita mecanizada, além da produtividade da cultura. Pode-se inferir que o melhor resultado para o manejo de rebrotes de D. insularis foi com a utilização de nicosulfuron isolado a 60 g ha-1.

Resposta de diferentes populações de Digitaria insularis ao herbicida glyphosate

Objetivou-se com estse trabalho avaliar o controle químico de diferentes populações de capim-amargoso (Digitaria insularis) pelo herbicida glyphosate por meio de curva de dose-resposta, além de propor tratamentos alternativos para as populações mais tolerantes. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 5 x 9. As sementes de capim-amargoso foram coletadas em cinco locais: área de produção de grãos da Fazenda de Ensino, Pesquisa e Produção da UNESP, Jaboticabal (SP); área de produção comercial de grãos, localizada nos municípios de Campo Florido-MG e Rio Verde-GO; pomar de laranja, localizado no município de Matão (SP); e área não agrícola sem histórico da aplicação de glyphosate (Jaboticabal-SP). O glyphosate (0D, 1/4D, 1/2D, D, 2D, 4D e 8D, em que D é a dose recomendada de 1,5 kg ha-1 de equivalente ácido) e as suas associações [glyphosate + fluazifop-p-butil (1,5 + 0,25 kg ha-1) e glyphosate (1,5 kg ha-1) com sequencial de diuron + paraquat (0,20 + 0,40 kg ha-1 + 0,2% de surfatante)] foram pulverizados em plantas de sete a oito perfilhos e altura média de 20 cm. As populações de capim-amargoso de Campo Florido e Rio Verde foram consideradas suscetíveis; as de Jaboticabal e Matão, tolerantes; e a da área não agrícola, de sensibilidade intermediária. A associação de glyphosate ao fluazifop ou a sua aplicação com sequencial de diuron + paraquat foram eficazes no controle das populações mais tolerantes de capim-amargoso.

Chemical control of different Digitaria insularis populations and management of a glyphosate-resistant population

This study aimed to control different populations of Digitaria insularisby glyphosate herbicide, isolated and mixed, besides the combination of methods (chemical and mechanical) to manage resistant adult plants. Three experiments were conducted, one in pots which were maintained under non-controlled conditions and two under field conditions. In the experiment in pots, twelve populations of D. insularis were sprayed with isolated glyphosate (1.44 and 2.16 kg a.e. ha-1) and mixed (1.44 and 2.16 kg a.e. ha-1) with quizalofop-p tefuryl (0.12 kg i.a. ha-1). The treatment of 1.44 kg a.e. ha-1 of glyphosate plus 0.12 kg a.i. ha-1 of quizalofop was sufficient for adequate control (>95%) of all populations. Population 11 (area of grain production in Itumbiara, GO) was considered sensitive to glyphosate. Others populations were moderately sensitive or tolerant to the herbicide. In the field, the plants of D. insularis of one of the experiments were mowed and, in the other, there were not. Eight treatments with herbicides [isolated glyphosate (1.44 and 2.16 kg a.e. ha-1) and mixed (1.44 and 2.16 kg a.e. ha-1) with quizalofop-p-tefuryl at 0.12 kg a.i. ha-1), clethodim at 0.108 kg a.i. ha-1) or nicosulfuron at 0.06 kg a.i. ha-1)] were assessed, in combination with or without sequential application of the standard treatment, sprayed 15 days after the first application. The combination of the mechanic control with the application of glyphosate (2.16 and 1.44 kg a.e. ha-1) plus quizalofop-p-tefuryl (0.12 kg a.i. ha-1) or clethodim (0.108 kg a.i. ha-1), associated to the sequential application, was the most effective strategy for the management of adult plants of resistant D. insularis.

Pool of Resistance Mechanisms to Glyphosate in Digitaria insularis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Resposta de diferentes populações de Digitaria insularis ao herbicida glyphosate

Objetivou-se com estse trabalho avaliar o controle químico de diferentes populações de capim-amargoso (Digitaria insularis) pelo herbicida glyphosate por meio de curva de dose-resposta, além de propor tratamentos alternativos para as populações mais tolerantes. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, em esquema fatorial 5 x 9. As sementes de capim-amargoso foram coletadas em cinco locais: área de produção de grãos da Fazenda de Ensino, Pesquisa e Produção da UNESP, Jaboticabal (SP); área de produção comercial de grãos, localizada nos municípios de Campo Florido-MG e Rio Verde-GO; pomar de laranja, localizado no município de Matão (SP); e área não agrícola sem histórico da aplicação de glyphosate (Jaboticabal-SP). O glyphosate (0D, 1/4D, 1/2D, D, 2D, 4D e 8D, em que D é a dose recomendada de 1,5 kg ha-1 de equivalente ácido) e as suas associações [glyphosate + fluazifop-p-butil (1,5 + 0,25 kg ha-1) e glyphosate (1,5 kg ha-1) com sequencial de diuron + paraquat (0,20 + 0,40 kg ha-1 + 0,2% de surfatante)] foram pulverizados em plantas de sete a oito perfilhos e altura média de 20 cm. As populações de capim-amargoso de Campo Florido e Rio Verde foram consideradas suscetíveis; as de Jaboticabal e Matão, tolerantes; e a da área não agrícola, de sensibilidade intermediária. A associação de glyphosate ao fluazifop ou a sua aplicação com sequencial de diuron + paraquat foram eficazes no controle das populações mais tolerantes de capim-amargoso.

Manejo químico de plantas adultas de Digitaria insularis com glyphosate isolado e em mistura com chlorimuronethyl ou quizalofop-p-tefuril em área de plantio direto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do herbicida glyphosate, isolado e em mistura com chlorimuron-ethyl ou quizalofop-p-tefuril, e o efeito da adição de óleo mineral à calda de glyphosate e chlorimuron-ethy no controle de plantas adultas de Digitaria insularis, em área sob sistema de plantio direto. Foram desenvolvidos dois experimentos, em condições de campo, um de novembro de 2005 a fevereiro de 2006 e outro de novembro de 2006 a janeiro de 2007, em Jaboticabal (SP). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial, com quatro repetições. No primeiro experimento, foram avaliadas oito combinações (Fator A) entre o glyphosate (0,72; 1,44; 2,16 e 2,88 kg ha-1) e o chlorimuron-ethyl (0 e 10 g ha-1), três doses (Fator B) de óleo mineral (0; 0,5 e 1,0 L ha-1) e uma testemunha mantida infestada sem a aplicação de herbicida. No segundo, foram estudadas seis associações (Fator A) entre o glyphosate (1,44; 2,16 e 2,88 kg ha-1) e o quizalofop-p-tefuril (0 e 120 g ha-1) e um tratamento de quizalofop-p-tefuril (120 g ha-1) isolado, combinados com aplicações sequenciais (Fator B) de glyphosate (0; 0,72 e 1,44 kg ha-1), pulverizado 15 dias após a primeira a aplicação, além de uma testemunha infestada sem a aplicação de herbicida. Nas avaliações iniciais, no experimento de 2005/ 2006, em plantas pulverizadas com as maiores doses de glyphosate, isolado ou em mistura ao chlorimuron, havia injúrias visuais severas, com classificação do controle de bom (71% a 80%) a muito bom (81% a 90%). Com o decorrer do tempo, as plantas rebrotaram revelando seu potencial de recuperação e a ineficácia dos herbicidas no controle definitivo desta espécie. A adição de óleo mineral à calda de glyphosate e chlorimuron não contribuiu para o controle de D. insularis. No outro experimento, o quizalofop isolado e a sua associação ao glyphosate, combinados à aplicação sequencial de 1,44 kg ha-1 de glyphosate, resultaram em melhor controle da planta daninha.

Detection of Sourgrass (Digitaria insularis) Biotypes Resistant to Glyphosate in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aspectos ecofisiológicos e genético de biótipos de Digitaria insularis resistente e suscetível ao glyphosate

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Interferência de Digitaria insularis em Coffea arabica e respostas destas espécies ao glyphosate

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ecophysiology of seed germination in Digitaria insularis ((L.) Fedde)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemical control of different digitaria insularis populations and management of a glyphosate-resistant population

This study aimed to control different populations of Digitaria insularis by glyphosate herbicide, isolated and mixed, besides the combination of methods (chemical and mechanical) to manage resistant adult plants. Three experiments were conducted, one in pots which were maintained under non-controlled conditions and two under field conditions. In the experiment in pots, twelve populations of D. insularis were sprayed with isolated glyphosate (1.44 and 2.16 kg a.e. ha(-1)) and mixed (1.44 and 2.16 kg a.e. ha(-1)) with quizalofop-p tefuryl (0.12 kg i.a. ha(-1)). The treatment of 1.44 kg a.e. ha(-1) of glyphosate plus 0.12 kg a.i. ha(-1) of quizalofop was sufficient for adequate control (>95%) of all populations. Population 11 (area of grain production in Itumbiara, GO) was considered sensitive to glyphosate. Others populations were moderately sensitive or tolerant to the herbicide. In the field, the plants of D. insularis of one of the experiments were mowed and, in the other, there were not. Eight treatments with herbicides [isolated glyphosate (1.44 and 2.16 kg a.e. ha(-1)) and mixed (1.44 and 2.16 kg a.e. ha(-1)) with quizalofop-p-tefuryl at 0.12 kg a.i. ha(-1)), clethodim at 0.108 kg a.i. ha(-1)) or nicosulfuron at 0.06 kg a.i. ha(-1))] were assessed, in combination with or without sequential application of the standard treatment, sprayed 15 days after the first application. The combination of the mechanic control with the application of glyphosate (2.16 and 1.44 kg a.e. ha(-1)) plus quizalofop-p-tefuryl (0.12 kg a.i. ha(-1)) or clethodim (0.108 kg a.i. ha(-1)), associated to the sequential application, was the most effective strategy for the management of adult plants of resistant D. insularis.

Levantamento de ocorrência, alternativas de manejo, mecanismos de resistência e herança genética do capim-amargoso (Digitaria insularis) resistente ao herbicida glyphosate

O glyphosate é o principal herbicida utilizado no manejo de plantas daninhas na agricultura, aplicado em alguns sistemas de forma repetitiva ao longo de cada ano. Esta prática selecionou biótipos resistentes de espécies de plantas daninhas, sendo o capim-amargoso (Digitaria insularis) selecionado no Brasil. Portanto, se tornam necessários estudos para entender, manejar e reduzir a infestação do capim-amargoso resistente ao glyphosate. Dessa forma, esta pesquisa foi desenvolvida com os objetivos de: (i) mapear áreas do Brasil com possíveis infestações de capim-amargoso resistente ao glyphosate; (ii) avaliar alternativas químicas de seu manejo; (iii) elucidar os mecanismos de resistência ao glyphosate e; (iv) avaliar a herança genética dos genes que conferem resistência ao glyphosate. Para o desenvolvimento dos experimentos foram coletadas sementes de biótipos potencialmente resistentes de diversas regiões do Brasil onde ocorreram falhas de controle de D. insularis após a aplicação de glyphosate. Na primeira etapa da pesquisa foram realizados experimentos para determinação de uma dose discriminatória de triagementre as populações resistentes e suscetíveis ao glyphosate, através de curvas de dose-resposta, para identificar a resistência ao Glyphosate, sendo que estes dados foram utilizados para mapear a ocorrência de biótipos resistentes em algumas regiões do país. Na segunda etapa foi conduzido um experimento em casa-de-vegetação visando encontrar herbicidas alternativos ao Glyphosate para controle do capim-amargoso, utilizando herbicidas recomendados para as culturas do milho e algodão, tanto em condições de aplicação de pré como em pós-emergência da planta daninha. Na terceira etapa foram realizados ensaios para determinar a existência de absorção e translocação diferencial do glyphosate em biótipos suscetíveis e resistentes, juntamente com a análise molecular para comparar a região 106 do gene que codifica a EPSPs nestes biótipos. Por fim um estudo de polinização cruzada foi conduzido para avaliar se genes de resistência ao glyphosate são transferidos para a geração seguinte após inflorescências de biótipos suscetíveis serem acondicionadas com as de biótipos resistentes, submetendo a geração seguinte a experimentos de curva de dose-resposta com o glyphosate. Através do modelo de curva dose-resposta do programa estatístico R, determinou-se a dose de 960 g e.a ha-1, como a dose utilizada para triagem dos biótipos oriundos de diferentes regiões do Brasil. Com isto foram gerados mapas indicando a presença ou ausência de resistência ao herbicida, sendo que as região oeste do Paraná e sul do Mato Grosso do Sul apresentam maior número de localidades com a presença de biótipos resistentes. As alternativas de controle viáveis como pós-emergentes no estádio de um a dois perfilhos, foram os herbicidas Nicosulfuron, Imazapic + Imazapyr, Atrazine, Haloxifop-methyl e Tepraloxydim. Na pré-emergência do capim-amargoso os herbicidas Atrazine, Isoxaflutole, S-metolachlor, Clomazone, Diuron e Flumioxazin se apresentaram como eficazes para o controle desta espécie. Os resultados do experimento de absorção, translocação e comparação da região 106 não mostraram diferenças entre os biótipos resistente e suscetível. O experimento sobre cruzamento entre biótipos resistente e suscetível determinou a espécie D. insularis como autógama e sem transferência de genes que causam a resistência ao glyphosate.