Tolerância diferencial em variedades de cana-de-açúcar ao clomazone e sua relação com o perfil morfológico, fotoquímico e metabólico

Abstract

Dentre os principais herbicidas registrados para a cultura da cana-de-açúcar destaca-se o clomazone. Cultivares de cana-de-açúcar apresentam comportamentos distintos quanto a tolerância a esse herbicida devido ao estágio de desenvolvimento da cultura aliado a época de aplicação e diferenças na absorção e metabolização que também podem estar envolvidas na tolerância diferencial das variedades. O objetivo do trabalho foi avaliar a tolerância diferencial de variedades de cana-de-açúcar ao herbicida clomazone e compreender sua relação com o perfil morfológico, fotoquímico e bioquímico das plantas. Quatro experimentos foram realizados com as variedades de cana-de-açúcar SP80-3280, RB97-5375, RB93-579 e RB97-5201 plantadas via mudas pré-brotadas (MPB), para os três primeiros experimentos a aplicação de clomazone foi realizada sete dias após o transplantio. O primeiro experimento foi realizado em delineamaneto experimental inteiramente casualizado com 5 repetições em esquema fatorial 4 x 2 (variedades x doses), o clomazone foi aplicado nas doses de 0 e 1000 g i.a. ha-1. Avaliações de fitointoxicação, número de folhas e perfilhos, altura, taxa de transporte de elétrons (ETR) e eficiência fotoquímica efetiva do Fotossistema II (ΦPSII) foram realizadas aos 3, 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação do herbicida (DAA). O segundo experimento foi realizado em esquema fatorial 4 x 8, ou seja, quatro variedades e oito doses do herbicida clomazone, (0; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 e 16000 g i.a. ha-1). Aos 28 dias após a aplicação foram realizadas avaliações de fitointoxicação, altura e massa seca das plantas. O terceiro experimento foi conduzido em delineamento experimental inteiramente casualizado com 5 repetições em esquema fatorial 4 x 4 (variedades x tempos de coleta). As plantas foram coletadas 1, 8, 24 e 72 horas após a aplicação do herbicida (HAA) para determinação dos teores de clomazone e dos metabólitos hydroxyclomazone e ketoclomazone. Para o quarto experimento utilizou-se o traçador corante Azul Brilhante nas mesmas variedades com a aplicação ocorrendo aos 7 e 30 dias após o transplantio das mudas (DAT) no intuito de verificar a deposição nas plantas. Observou-se diferença quanto à sensibilidade das variedades de cana-de-açúcar ao herbicida clomazone, as variedades SP80-3280, RB97-5375 foram mais tolerantes a ação do herbicida, já as variedades RB93-579 e RB97-5201 sofreram as maiores injúrias, sendo que RB93-579 foi mais sensível ao clomazone, apresentando a maior redução de massa seca da parte aérea. As variedades consideradas tolerantes apresentaram comportamento de metabolização do clomazone distinto do observado para as variedades sensíveis, apresentando em pelo menos dois períodos de coleta menores concentrações do metabólito ketoclomazone. A tolerância diferencial das variedades pode ser explicada por diferenças encontradas no metabolismo do clomazone.

Among the main herbicides registered for sugarcane cultivation, clomazone stands out. Sugarcane cultivars exhibit distinct behaviors regarding tolerance to this herbicide due to the crop's development stage, application timing, and differences in absorption and metabolism, which may also be involved in the differential tolerance of the varieties. The objective of this study was to evaluate the differential tolerance of sugarcane varieties to the herbicide clomazone and to understand its relationship with the plants' morphological, photochemical, and biochemical profiles. Four experiments were conducted with the sugarcane varieties SP80-3280, RB97-5375, RB93-579, and RB97-5201, planted via pre-sprouted seedlings. For the first three experiments, clomazone was applied seven days after transplanting. The first experiment was conducted in a completely randomized experimental design with 5 replicates in a 4 x 2 factorial scheme (varieties x doses), with clomazone applied at doses of 0 and 1000 g a.i. ha-1. Phytotoxicity, leaf and tiller numbers, height, electron transport rate (ETR), and effective photochemical efficiency of Photosystem II (ΦPSII) were evaluated at 3, 7, 14, 21, and 28 days after herbicide application (DAA). The second experiment was conducted in a 4 x 8 factorial scheme, four varieties and eight doses of the herbicide clomazone (0; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, and 16000 g a.i. ha-1). At 28 days after application, phytotoxicity, height, and dry mass of the plants were evaluated. The third experiment was conducted in a completely randomized experimental design with 5 replicates in a 4 x 4 factorial scheme (varieties x collection times). Plants were collected 1, 8, 24, and 72 hours after herbicide application (HAA) to determine the levels of clomazone and the metabolites hydroxyclomazone and ketoclomazone. For the fourth experiment, the tracer dye Brilliant Blue was used in the same varieties, with the application occurring at 7 and 30 days after seedling transplanting (DAT) to verify deposition in the plants. Differences in sensitivity to the herbicide clomazone were observed among the sugarcane varieties, with SP80-3280 and RB97-5375 being more tolerant to the herbicide, while RB93-579 and RB97-5201 suffered the most injuries, with RB93-579 being the most sensitive to clomazone, showing the greatest reduction in aerial dry mass. The varieties considered tolerant showed a different clomazone metabolism behavior compared to the sensitive varieties, showing lower concentrations of the metabolite ketoclomazone in at least two collection periods. The differential tolerance of the varieties can be explained by differences in clomazone metabolism.