Effects of the herbicides acetochlor and metolachlor on antioxidant enzymes in soil bacteria

The aim of this study was to investigate the antioxidant responses of three bacteria (SD1. KD and K9) isolated from soil previously treated with the herbicides metolachlor and acetochlor. By 165 rRNA gene sequencing, we determined that SD1 is phylogenetically related to Enterobacter asburiae, while KD and K9 have divergent genomes that more closely resemble that of Enterobacter amnigenus. Decreased levels of lipid peroxidation were observed in SD1 and KD following treatment with 34 mM metolachlor or 62 mM acetochlor, respectively, indicating that both bacteria were able to adapt to an increase in ROS production. In the presence of 34 mM metolachlor or 62 mM acetochlor, all bacterial isolates exhibited increases in total catalase (CAT) activity (81% for SDI, 53% for KD and 59% for K9), whereas total SOD activity (assessed based on the profile and intensity of the bands) was slightly reduced when the bacteria were exposed to high concentrations of the herbicides (340 mM metolachlor or 620 mM acetochlor). This effect was due to a specific reduction in SOD IV (K9 and KD isolates) by 45% and 90%, respectively, and SOD V (SD1 isolate) isoenzymes by 60%. The most striking result was obtained in the SD1 isolate, where two novel isoenzymes of glutathione reductase (GR) that responded specifically to metolachlor were identified. In addition, acetochlor was shown to induce the expression of a new 57 kDa protein band in the K9 and KD isolates. The bacteria isolated from the herbicide-contaminated soil exhibited an efficient antioxidant system response at herbicide concentrations of up to 34 mM metolachlor or 62 mM acetochlor. These data suggest a mechanism for tolerance that may include the control of an imbalance in ROS production versus scavenging. The data suggest that specific isoenzymes of CAT and GR could be involved in this herbicide tolerance mechanism. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Efeito da palha e da mistura atrazine e metolachlor no controle de plantas daninhas na cultura do milho, em sistema de plantio direto

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de níveis de palha de milho e da mistura formulada atrazine e metolachlor no controle de plantas daninhas na cultura de milho, em sistema de plantio direto. O ensaio foi realizado num Latossolo Vermelho distrófico, argiloso, fase cerrado, sendo a dessecação do mato feita com glyphosate, 15 dias antes do plantio. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e com três repetições. Antes do plantio do milho, distribuíram-se cinco níveis de palha de milho (0, 3, 6, 9 e 12 tha-1), nas parcelas, de modo uniforme. Nas subparcelas, após o plantio, foram considerados dois tratamentos referentes a herbicida: ausência de herbicida ou a dose de 6,0 Lha-1 de atrazine, e metolachlor (1.200+ 1.800gha-1). Avaliou-se o número das plantas daninhas, por espécie, aos 26 e 41 dias após o plantio. O número total de plantas daninhas foi reduzido significativamente pelos níveis de palha, independentemente da presença do herbicida e da época de avaliação. O herbicida não apresentou efeito significativo na primeira época de avaliação; entretanto, na segunda, a redução no número total de plantas daninhas foi de, aproximadamente, 53% em relação às parcelas que não o receberam. A população total de planta daninha foi significativamente superior na segunda avaliação, na ausência do herbicida. Na presença do herbicida, não houve diferença significativa na população total de invasoras entre as duas épocas de avaliação.

Tolerância de cultivares de feijão ao s-metolachlor em diferentes condições de aplicação

O s-metolachlor se apresenta como excelente opção ao produtor de feijão, por proporcionar ótimo controle de gramíneas e de algumas latifoliadas. No entanto, problemas de toxicidade deste herbicida às plantas de feijoeiro são observados com freqüência em condições de campo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho agronômico e a tolerância de cinco cultivares de feijão (Jalo Precoce, Xamego, Carioca, Rudá e Pérola) ao smetolachlor, sob duas condições de irrigação nas aplicações do herbicida. O trabalho foi conduzido em campo, no plantio das "águas", em um solo Podzólico Câmbico, fase terraço, com 35 dag kg-1 de argila e 3,6 dag kg-1 de matéria orgânica. Foram realizados dois ensaios, tendo como única diferença na metodologia entre ambos o fato de que no primeiro aplicou-se uma lâmina de 20 mm de "chuva" imediatamente antes do tratamento com o herbicida e, no segundo, a aplicação da mesma lâmina foi imediatamente após a aplicação do herbicida. Foram avaliadas seis doses do s-metolachlor (0; 0,48; 0,72; 0,96; 1,20; e 1,92 kg ha-1), associadas aos cinco cultivares citados. Não se observou toxicidade do s-metolachlor, nas doses avaliadas, a nenhum dos cultivares de feijão, independentemente das condições de irrigação antes ou após a aplicação do herbicida.

Efeito da irrigação inicial na profundidade de lixiviação do herbicida s-metolachlor em diferentes tipos de solos

Muitas vezes a profundidade de lixiviação dos herbicidas aplicados ao solo afeta a seletividade destes às culturas. O objetivo deste trabalho foi estudar a lixiviação do herbicida s-metolachlor em cinco tipos de solos (Podzólico Vermelho-Amarelo, Latossolo Roxo, Latossolo Vermelho-Amarelo, Areia Quartzosa-turfosa e Areia Quartzosa), bem como avaliar o efeito do manejo das primeiras irrigações antes e após a aplicação do herbicida sobre esse processo, por meio de bioensaios, relacionando os resultados encontrados com possíveis efeitos fitotóxicos ocorridos em algumas culturas comerciais. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação, utilizando-se colunas de lixiviação, sendo compostos de oito tratamentos, formados da combinação de dois tipos de irrigação inicial (lâmina de irrigação de 25 mm antes ou depois da aplicação do s-metolachlor) com quatro faixas de profundidade de coleta dos solos (0-5, 5-10, 10-15 e 15-20 cm), com cinco tipos de solos. O herbicida s-metolachlor foi pulverizado na dose de 1,92 kg ha-1 em todos os tratamentos, e a planta indicadora utilizada foi o sorgo-granífero (Sorghum bicolor), híbrido BR 304. Observou-se tendência de maior lixiviação e maior disponibilidade do s-metolachlor em todos os solos avaliados quando a irrigação foi realizada após a aplicação do herbicida. Na Areia Quartzosa ocorreu a maior lixiviação e disponibilidade do herbicida. Em todos os solos, o s-metolachlor concentrou-se na camada mais superficial do solo de 0-5 cm. Conclui-se que solos com baixos teor de matéria orgânica e CTC efetiva aumentam a predisposição da ocorrência de efeitos fitotóxicos do s-metolachlor às culturas e a probabilidade de contaminação de águas subterrâneas.

Eficiência do s-metolachlor no controle de Brachiaria plantaginea na cultura do feijão sob dois manejos de irrigação

Objetivou-se neste trabalho avaliar a eficiência do s-metolachlor no controle de Brachiaria plantaginea na cultura do feijão, em duas condições de irrigação associadas às aplicações do herbicida. O trabalho foi conduzido a campo, entre os meses de setembro e dezembro de 1998, em solo Podzólico Câmbico, fase terraço, com 35,0 dag kg-1 de argila e 3,6 dag kg-1 de matéria orgânica. Foram realizados dois ensaios, tendo como única diferença na metodologia entre ambos o fato de que no primeiro foi aplicada uma lâmina de 20 mm de água imediatamente antes do tratamento com o herbicida, e, no segundo, a aplicação da mesma lâmina foi imediatamente após a aplicação do herbicida. Foram avaliadas seis doses do s-metolachlor (0; 0,48; 0,72; 0,96; 1,20; e 1,92 kg ha-1), associadas a duas épocas de avaliação (20 e 35 dias após a emergência). A eficiência de controle de B. plantaginea não foi influenciada pelo manejo inicial da irrigação, mostrando-se superior a 81,0% para doses a partir de 0,96 kg ha-1. O s-metolachlor manteve bom controle de B. plantaginea até os 35 DAE, tempo suficiente para ocorrer o sombreamento total do solo pela cultura do feijão.

Metolachlor e fomesafen aplicados via irrigação por aspersão em plantio direto e convencional

Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficácia do metolachlor e do fomesafen aplicados com água de irrigação (herbigação) no controle de plantas daninhas na cultura do feijão, em plantio direto e convencional. O plantio direto foi implantado sobre palha de milho e de plantas daninhas. No plantio convencional, o preparo de solo foi feito com uma aração e duas gradagens. A variedade de feijão utilizada foi a Pérola, semeada no final de julho. O metolachlor e o fomesafen foram aplicados em pré-emergência e pós-emergência, respectivamente, utilizando um pivô central. O metolachlor (2,4 kg ha-1) foi aplicado com lâminas de água de 5, 10 e 15 mm, e o fomesafen (0,225 kg ha-1), com 3, 6 e 9 mm. Os herbicidas também foram aplicados por pulverização. Foram incluídas duas testemunhas: feijão com e sem capina. Quatro dias antes e quatro dias depois da aplicação do metolachlor foi aplicada lâmina de água de 10 mm em toda a área experimental. A espécie daninha predominante no plantio direto foi Bidens pilosa e, no plantio convencional, Artemisia verlotorum. Outras espécies de plantas daninhas que ocorreram na área experimental foram agrupadas em outras dicotiledôneas e monocotiledôneas. O nível de controle de plantas daninhas foi, em geral, melhor com a herbigação que com a pulverização, independentemente do sistema de plantio. As lâminas de água de 5 ou 10 mm, para o metolachlor, e de 3 ou 6 mm, para o fomesafen, proporcionaram, em geral, os melhores resultados. As produtividades alcançadas no plantio direto foram maiores, em relação ao plantio convencional.

Manejo de plantas daninhas na cultura do algodoeiro com S-metolachlor e trifloxysulfuron-sodium em sistema de plantio convencional

Objetivou-se com este trabalho desenvolver tecnologia para manejo de plantas daninhas na cultura do algodoeiro, em sistema de plantio convencional, combinando os herbicidas S-metolachlor em pré-emergência com trifloxysulfuron-sodium em pós-emergência. Foram avaliados 14 tratamentos, em arranjo fatorial 3 x 4 (três doses de S-metolachlor: 384, 768 e 1.152 g ha-1 e quatro doses de trifloxysulfuron-sodium: 0,0; 2,625; 5,250; e 7,875 g ha-1), mais duas testemunhas (com e sem convivência com as plantas daninhas por todo o ciclo do algodoeiro), em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Na área, foi verificada a presença das seguintes espécies daninhas: Alternanthera tenella, representando mais de 80% do total, Bidens spp., Acanthospermum hispidum, Cenchrus echinatus, Digitaria horizontalis, Eleusine indica e Commelina benghalensis. S-metolachlor apresentou alta eficiência no controle de A. tenella, C. echinatus, D. horizontalis, E. indica e C. benghalensis. Trifloxysulfuron-sodium controlou as espécies dicotiledôneas eficientemente. Os tratamentos que proporcionaram melhor produtividade de algodão em caroço foram Smetolachlor (768 g ha-1) mais trifloxysulfuron-sodium (7,875 g ha-1 ) e S-metolachlor (1.152 g ha-1 ) mais trifloxysulfuron-sodium (5,250 e 7,875 g ha-1). O melhor controle de plantas daninhas na colheita do algodão foi obtido com 1.152 g ha-1 de S-metolachlor mais 7,875 g ha-1 de trifloxysulfuron-sodium.

Toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho provenientes de sementes com diferentes formatos e dimensões

Este trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho oriundas de sementes com diferentes características morfológicas. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, localizada no município de Capão do Leão, RS. Os tratamentos foram compostos pelas combinações de três grupos de tamanhos de sementes, classificadas em peneiras de crivo oblongo [sementes retidas nas peneiras de largura 14/64" (peneira 14), 18/64" (peneira 18) e 21/64" (peneira 21)], de dois formatos de sementes (chata e redonda) e de cinco doses do herbicida S-metolachlor (0,00; 0,48; 0,96; 1,44; e 1,92 kg ha-1), totalizando-se 30 tratamentos. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial (3 x 2 x 5), com quatro repetições. Após a separação e classificação das sementes, procedeu-se à semeadura em vasos preenchidos com solo homogeneizado. Em cada vaso foram semeadas oito sementes de milho, na profundidade de 3,0 cm, realizando-se, 24 horas depois, a aplicação do S-metolachlor em pré-emergência. Foram realizadas as seguintes avaliações: velocidade de emergência das plântulas; número total de plântulas emergidas; toxicidade visual e altura de plantas aos 7, 14 e 21 dias após a emergência (DAE); e biomassa seca das raízes e da parte aérea aos 21 DAE. O formato das sementes se mostrou fator importante na tolerância das plantas aos efeitos tóxicos do herbicida S-metolachlor, aplicado em pré-emergência, quando as sementes de milho são de menor tamanho, sendo observada maior toxicidade quando as plantas eram provenientes de sementes redondas. O aumento das doses aplicadas do S-metolachlor ocasionou reduções na aquisição de biomassa seca tanto da parte aérea como das raízes de plantas de milho, porém maior decréscimo se observou quanto ao acúmulo de biomassa seca das raízes.

Persistência do herbicida S-metolachlor associado ao glyphosate ou paraquat em plantio direto

A associação de herbicidas dessecantes com efeito residual é comum entre os agricultores no manejo das áreas sob semeadura direta. Essa prática permite a dessecação da cultura de inverno a ser utilizada como cobertura morta e, também, evita a reinfestação por plantas daninhas na cultura de verão durante parte de seu ciclo. O objetivo do presente trabalho foi determinar a persistência do herbicida residual S-metolachlor, quando associado com os herbicidas dessecantes glyphosate ou paraquat, aplicados sobre cobertura vegetal. O trabalho foi realizado a campo na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS) e em câmara de crescimento da Faculdade de Agronomia da UFRGS, sob Argissolo Vermelho distrófico típico, contendo 28% de argila. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com quatro repetições, sendo os tratamentos distribuídos em parcelas subdivididas. Nas parcelas principais, foram alocados os herbicidas dessecantes paraquat (600 g ha-1) ou glyphosate (720 g ha-1) e, nas subparcelas, o herbicida residual S-metolachlor (2.800 g ha-1) associado ou aplicado seqüencialmente aos herbicidas dessecantes, além de uma testemunha contendo apenas herbicida dessecante, sem aplicação do herbicida residual. A persistência do S-metolachlor é maior na presença do paraquat do que na do glyphosate. Não há diferença entre aplicação simultânea e seqüencial dos herbicidas dessecantes e residuais.

Seletividade dos herbicidas S-metolachlor e alachlor para o feijão-carioca

O feijoeiro é uma cultura de ciclo vegetativo curto, bastante sensível à interferência de plantas daninhas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de herbicidas aplicados em pré-emergência no controle de Digitaria sanguinalis na cultura do feijão-carioca, bem como determinar a seletividade deles para a cultura. Os tratamentos avaliados foram: S-metolachlor (960, 1.440 e 1.920 g ha-1), alachlor (1.440, 1.920 e 2.400 g ha-1) e duas testemunhas sem aplicação de herbicidas (com e sem capinas). Avaliações visuais de controle para D. sanguinalis e fitotoxicidade para o feijão foram realizadas aos 20 e 40 dias após a emergência (DAE). Os herbicidas, em todas as doses avaliadas, foram eficientes no controle de D. sanguinalis. Aos 40 DAE, observou-se injúria no feijoeiro nas parcelas aspergidas com S-metolachlor nas maiores doses, porém sem efeito deletério na produtividade de grãos da cultura. O herbicida alachlor, embora eficiente no manejo de D. sanguinalis, causou fitotoxicidade ao feijão-carioca, reduzindo a produtividade da cultura em até 47%.

Carryover proporcionado pelos herbicidas S-metolachlor e trifluralin nas culturas de feijão, milho e soja

As aplicações de herbicidas em pré-emergência têm por finalidade a obtenção da atividade residual no início do ciclo das culturas e a supressão de novos fluxos de plantas daninhas. Contudo, esse efeito pode prejudicar culturas subsequentes, dependendo da variedade utilizada e da persistência do herbicida no solo. Em virtude disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de carryover em cultura subsequente, como soja RR, feijão e milho, proporcionado pelos herbicidas trifluralin e S-metolachlor. Os herbicidas foram aplicados em pré-emergência 120 dias antes da semeadura das culturas. As doses de trifluralin utilizadas (kg ha-1) foram: 0,00; 0,27; 0,54; 1,08; 2,16; e 4,32, e as de S-metolachlor (kg ha-1): 0,00; 0,36; 0,72; 1,44; 2,88; e 5,76. Para o herbicida trifluralin, pode-se observar apenas redução do teor de clorofila (mg cm-2) e na quantidade de massa seca produzida pelas plantas de feijão (IAPAR 81) aos 28 dias após o plantio (DAS), ao passo que em plantas de soja RR (CD 214) foi observada apenas a redução da massa seca. No caso do S-metolachlor, o herbicida provocou redução na altura e injúrias nas plantas de feijão aos 7 e 14 DAS, além da redução nos teores de massa seca. Em plantas de soja, o S-metolachlor alterou a quantidade de massa seca produzida e provocou fitointoxicação leve a moderada. Esses resultados mostram que, de acordo com a dose utilizada, tanto trifluralin como S-metolachlor podem provocar efeitos negativos nas culturas de soja RR (CD 214) e feijão (IAPAR 81), aplicados em pré-emergência 120 dias antes da semeadura das culturas. No entanto, esses herbicidas não interferiram no desenvolvimento das plantas de milho.

S-metolachlor efficacy on the control of Brachiaria decumbens, Digitaria horizontalis, and Panicum maximum in mechanically green harvested sugarcane

The aim of this study was to assess the efficacy of S-metolachlor applied in pre-emergence conditions for the control of Brachiaria decumbens, Digitaria horizontalis, and Panicum maximum in sugar cane mechanically harvested without previous burning of the crop (green harvest) with the crop residue either left or not on the soil surface. The experiments were established in the field according to a randomized complete block design with four repetitions in a 7 x 2 split-plot scheme. In the plots, five herbicide treatments were studied (S-metolachlor at 1.44, 1.92, and 2.40 kg ha-1, clomazone at 1.20 kg ha-1, and isoxaflutole at 0.188 kg ha-1), and two control treatments with no herbicide application. In the subplots, the presence or absence of sugar cane crop residue on the soil surface was evaluated. S-metolachlor efficacy was not hampered by either 14 or 20 t ha-1 of sugar cane crop residue on the soil surface. When sugar cane crop residue was covering the soil surface, S-metolachlor at a rate of 1.44 kg ha-1 resulted in weed control similar at their larger rates, where as without the presence of crop residue, S-metolachlor controlled B. decumbens, D. horizontalis, and P. maximum at the rates of 1.92, 1.44, and 1.92 kg ha-1, respectively. The herbicides clomazone and isoxaflutole were effective for the studied species, independently of the crop residue covering the soil surface. S-metolachlor caused no visible injury symptoms to the sugar cane plant. Clomazone and isoxaflutole caused visible injuries to the sugar cane plant. None of the herbicides negatively affected the number of viable culms m² or the culm height and diameter.

Selectivity of clomazone and S-metolachlor applied after cassava pruning

The objective of this work was to evaluate the selectivity of clomazone in two formulations and S-metolachlor applied on shoots of different sizes after pruning of 'Baianinha' cassava. The experiment was arranged in a randomized block design in a factorial 5 x 2 (5 treatments x 2 sizes of shoots after pruning - 10 and 33 cm) with four replications. The herbicides evaluated were: clomazone (encapsulated suspension - 900 g h-1), clomazone (encapsulated suspension - 1,080 g ha-1), clomazone (emulsifiable concentrate 900 g ha-1), S-metolachlor (1,920 g ha-1) and an untreated control. During the experiment, all plots were kept free of weed interference by hand weeding. It was concluded that both the formulations of clomazone and S-metolachlor were selective when applied on both the shoot sizes evaluated. However, the application of S-metolachlor on 33 cm shoots gave higher selectivity to 'Baianinha' cassava plants.

Environmental fate of S-Metolachlor: a review

S-metolachlor is a preemergent herbicide used for the control of annual grasses and small-seeded broadleaf weeds in more than 70 agricultural crops worldwide. Recently, Smetolachlor has been used to control imidazolinone-resistant red rice in rice-soybean rotation in lowland environments of the Southern Brazil. However, limited information concerning the environmental fate of S-metolachlor in lowland soil is available in the literature. Thus, this review was designed to describe the major transport and dissipation processes of Smetolachlor in attempting to improve weed management programs used in rice-soybean rotation and mitigate environmental contamination of lowland areas.