IVANA SANTOS MOISINHO EFEITO DOS HERBICIDAS DICAMBA E 2,4-D EM PRÉ-EMERGÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS Botucatu 2024 IVANA SANTOS MOISINHO EFEITO DOS HERBICIDAS DICAMBA E 2,4-D EM PRÉ-EMERGÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp Câmus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor Agronomia/Proteção de Plantas Orientador(a): Prof. Dr. Edivaldo Domingues Velini Botucatu 2024 AGRADECIMENTOS Inicialmente ao Senhor pela oportunidade de estar presente neste momento e proporcionar-me a passagem de grandes pessoas em meu caminho que contribuíram para minha formação profissional e pessoal. Por iluminar e me guiar durante a trajetória. Por me dar força nos momentos mais difíceis e nunca me deixar perder a fé para seguir o caminho. À minha família, por ter me criado com valores e princípios que orientam nas minhas decisões, apoio e suporte como também as críticas para seguir no rumo certo. À Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA-UNESP Botucatu), ao Programa de Pós-graduação em Agronomia - Proteção de plantas, e ao Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia, pela oportunidade e infraestrutura para desenvolvimento do Mestrado acadêmico. À The Pennsylvania State University, pela oportunidade, suporte e acolhimento durante o período de intercâmbio. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. Ao Prof. Dr. Edivaldo Domingues Velini, pela orientação e paciência em partilhar conhecimentos, auxiliando e oferecendo suporte em todos os momentos ao longo do meu período de pós-graduação. Além da orientação profissional, agradeço também por demonstrar tamanha humildade, respeito e valorização humana em todos os momentos que partilhamos. Ao prof. Caio Antonio Carbonari, que direta e indiretamente pela presença e contribuições na realização da pesquisa, bem como o suporte durante o período. Ao prof. Caio Augusto de Castro Grossi Brunharo, por proporcionar a realização do intercâmbio, pela orientação e compartilhamentos nos projetos de pesquisa, pelo apoio e incentivo ao meu desenvolvimento profissional. Aos técnicos e funcionários do Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia, José Roberto Marques Silva, José Guilherme Ferreira Cordeiro e Luis Marcelo Siono pelo auxílio nas atividades experimentais. Como também por todos os momentos de alegria e compartilhamentos durante o período de convivência. Aos professores da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA- UNESP Botucatu), pelos conhecimentos compartilhados e contribuições para a minha formação profissional. Agradecimento especial deve ser feito a todos que mesmo nos encontrando no ambiente profissional se tornaram muito mais que colegas. Àquelas responsáveis pela troca de experiências, acolhimento, palavras de carinho e ouvidos nos momentos de desabafo. Por estender a mão e contar com apoio em todas as horas e que vou carregar um pedacinho de cada um. Àqueles que convivi e contribuíram também nas pesquisas realizadas no NUPAM, Lais Maria Bonadio Precipito, Renato Nunes Costa, Marina Cucci, Jéssica Bonamichi, Ana Karollyna Alves de Matos, Ivana Paula Ferraz, Natalia da Cunha Bevilaqua, Tamara Thais Mundt, Plínio Saulo Simões, Raphael Mereb Negrisoli, José Rufato, Izabela Thais dos Santos e, Valesca Pinheiro de Miranda. Àqueles que encontrei na pós-graduação, além de colegas de profissão se tornaram membros da família, pois amigo é a família que a gente escolhe, Paula Gregorini Silva, Bruna dos Anjos, Thais Lohaine Braga Santos, Felipe Barreto, Barbara Silveira, Aline Marques e, Ana Paula Santana. Aos colegas de laboratório Penn State University que auxiliaram na condução dos ensaios e amizade construída, Laura Rodriguez Baquero, Anais Mariana Mejia Salorzano, Adrian Veron Zarate, Justin Kozak e Ana Paula Werkhausen Witter. Às minhas colegas de sala Laurel Wellman and Noelle Connors e aos demais pós- graduandos da Penn State University Megan Czekaj, Emma Katherine Rice, Diego Barranco, Kara Eckert, Nasib Koirala, Navdeep Kaur, Gloriose Nsengiyumva, e, Victor Vicentin Bentes pelos momentos e experiências partilhadas. Àqueles que tiver o prazer de dividir a mesma morada durante o intercâmbio, Ana Silva, Jessica Valmorbida, Maikol Christian, Fabricio Vasconcelos, Douglas Monteiro, Maria Karolina Ramos, Adriana Oliveira, Cesar Abrahao, Kai Wang, Jean Magalhães e Alisson Marques pelas conversas na mesa, e tantos outros momentos que vivenciamos. Faltam palavras para expressar o que a nossa convivência representou, com certeza vocês fizeram desse período muito mais leve e acolhedor. Àqueles amigos em State College, Alexandre Borges, Larissa Correia, Raúl Román, David Sanchez, Raul Roch, Stan Mulik, Daniele Paulino, Alejandra Flores Mejia, Fellype Diorgennes, Celso de Lima, Julian, Ivan Lopez, Sergio Perez, Davis Salas, Stefan Terrazas, Pedro Augusto por todas as conversas, convivência e tantos outros momentos que partilhamos. Aos demais amigos, professores, orientadores e funcionários que compreenderam parte do caminho até aqui, proporcionando experiências e conhecimentos fundamentais para meu desenvolvimento. Sempre estiveram presentes compartilhando momentos, onde a sua presença foi essencial para seguir adiante. À todos que cruzaram e marcaram de alguma forma meu caminho RESUMO Os herbicidas auxínicos controlam eficazmente plantas daninhas de folhas largas com pouca ação sobre gramíneas em pós-emergência, sendo seletivos para culturas específicas quando aplicados no momento recomendado. Estudos foram conduzidos para verificar o efeito de 2,4-D e dicamba em espécies gramíneas e eudicotiledôneas quando aplicados na pré-emergência, bem como, a dinâmica em solos com característica distintas. O primeiro experimento consistiu em testes de germinação com 2,4-D e dicamba em Urochloa decumbens (BRADC), Digitaria insularis (TRCIN), Eleusine indica (ELEIN) e Amaranthus hybridus (AMACH), Ipomoea grandifolia (IAQGR) e Distimake aegyptius (CONAE) nas concentrações 0; 0,5; 1; 5 e 10 ppm. Aos 7 e 14 dias foram mensuradas a porcentagem de germinação e plântulas deformadas ou mortas e, comprimento de parte aérea e raízes. Os dados foram analisados em experimento fatorial 5x2 através do teste de LSD à 5%. O segundo experimento consistiu na saturação de 39 solos com características distintas com uma solução de 2,4-D, picloram, triclopyr e, aminopyralid na concentração de 200 ppb. O solo saturado contido em cartuchos foi submetido a extração após 24h. Os compostos foram analisados através de cromatografia líquida e os teores dos herbicidas foram correlacionados com as diferentes características físico-químicas dos solos. O terceiro experimento consistiu na aplicação de 2,4-D e dicamba em pré-emergência das mesmas espécies que o estudo anterior nas doses de 0, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 e 8000 g e a ha-1. Aos 7, 14 e 21 dias foram contabilizadas o número de plântulas emergidas e aos 21 dias foi coletada a biomassa. As curvas de dose resposta foram ajustadas aos modelos log-logísticos e de hormesis. No primeiro experimento, os herbicidas auxínicos apresentaram efeitos difusos na germinação, plântulas deformadas e/ou mortas, comprimento de parte aérea e raízes resultando tanto em estímulo quanto em supressão a depender da espécie, concentração e tempo de avaliação. Foi verificado efeito supressor no comprimento de raízes das espécies daninhas nas concentrações e tempo de avaliação testados. No segundo experimento, A ordem de sorção dos herbicidas, do maior para o menor, foi: triclopyr, 2,4-D, picloram e aminopyralid. Em relação à disponibilidade, a sequência foi: aminopyralid, 2,4-D, picloram e triclopyr. As principais características do solo que influenciam negativamente a disponibilidade dos herbicidas auxínicos no solo foram argila, matéria orgânica, Al3, H+Al3 e Fe, e; positivamente, os teores de areia total, pH e V%. No terceiro experimento, o efeito fitotóxico dos herbicidas auxínicos aplicados em pré-emergência de plantas daninhas em solo de textura média variou de acordo com o tempo de exposição, tipo de herbicida utilizado e espécie. As espécies U. decumbens, E. indica e D. aegyptius apresentaram menor suscetibilidade aos herbicidas auxínicos testados em pré-emergência. A emergência das plântulas demonstrou maior suscetibilidade ao dicamba, exceto A. hybridus e a biomassa também apresentou maior redução na presença de dicamba exceto em A. hybridus e I. grandifolia. Palavras-chave: plantas daninhas; hormesis; herbicidas auxínicos; sorção; disponibilidade de herbicidas. ABSTRACT Auxinic herbicides effectively control broadleaf weeds with minimal action on grasses in post-emergence, being selective for specific crops when applied at the recommended timing. Resistant species cases have stimulated the development of herbicide-resistant crops, allowing the control of difficult weeds in pre- or post- emergence. The effects of auxinic herbicides on the pre-emergence of grasses are underexplored; thus, based on the hypothesis that auxinic herbicides provide control on this group of species in pre-emergence, studies were conducted to verify the effect of 2,4-D and dicamba on grass and eudicot species when applied in pre-emergence, as well as their dynamics in soils with distinct characteristics. The first experiment consisted in germination test with 2,4-D and dicamba on Urochloa decumbens (BRADC), Digitaria insularis (TRCIN), Eleusine indica (ELEIN), and Amaranthus hybridus (AMACH), Ipomoea grandifolia (IAQGR), and Distimake aegyptius (CONAE) at concentrations of 0, 0.5, 1, 5, and 10 ppm. At 7 and 14 days, the percentage of germination, deformed or dead seedlings, and the length of shoots and roots were measured. Data were analyzed in a 5x2 factorial experiment using the LSD test at 5%. The second experiment involved the saturation of 39 soils with distinct characteristics using a solution of 2,4-D, picloram, triclopyr, and aminopyralid at a concentration of 200 ppb. Saturated soil contained in cartridges was subjected to extraction after 24 hours. The compounds were analyzed using liquid chromatography, and herbicide availability were correlated with soil properties. The third experiment involved the application of 2,4-D and dicamba in pre-emergence to the same species as the previous study at rates of 0, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, and 8000 g ha-1. At 7, 14, and 21 days, the number of emerged seedlings was assessed, and at 21 days, biomass was collected. Dose-response curves were fitted to log-logistic and hormesis models. In the first experiment, auxinic herbicides showed diffuse effects on germination, deformed and/or dead seedlings, shoot and root length, resulting in both stimulation and suppression depending on the specie, concentration, and evaluation time. A suppressive effect on the root length of weed species was observed at the tested concentrations and evaluation times. The order of sorption of the herbicides, from highest to lowest, was: triclopyr, 2,4-D, picloram and aminopyralid. Regarding availability, the sequence was: aminopyralid, 2,4-D, picloram and triclopyr. The main soil characteristics that negatively influenced the availability of auxinic herbicides in the soil were clay, organic matter, Al3, H+Al3 and Fe, and positively, the total sand content, pH and V%. The phytotoxic effect of auxinic herbicides applied in pre-emergence in medium-textured soil varied according to exposure time, type of herbicide used, and specie. U. decumbens, E. indica, and D. aegyptius showed lower susceptibility to tested auxinic herbicides in pre-emergence. Seedling emergence demonstrated greater susceptibility to dicamba, except for A. hybridus, and biomass also showed greater reduction in dicamba application except in A. hybridus and I. grandifolia. Keywords: weeds; hormesis; auxinic herbicides; sorption; herbicide availability. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................ 15 2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................... 17 2.1 Auxinas endógenas e sintéticas .......................................................... 17 2.1.1 Dicamba .................................................................................................. 20 2.1.2 2,4-D ........................................................................................................ 21 2.2 Dinâmica de herbicidas no solo ........................................................... 23 2.2.1 Características físico-químicas dos herbicidas .................................. 23 2.2.2 Características físico-químicas dos solos .......................................... 24 2.2.3 Processos de retenção, transporte e transformação ......................... 26 3 MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................ 28 3.1 Experimento I- Efeito dos herbicidas dicamba e 2,4-D na germinação de sementes de plantas daninhas ................................... 28 3.2 Experimento II- Sorção e disponibilidade de herbicidas auxínicos em solos com características distintas ............................................... 29 3.3 Experimento III- Efeito dos herbicidas dicamba e 2,4-D em pré- emergência de plantas daninhas ......................................................... 39 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................. 43 4.1 Experimento I- Efeito dos herbicidas 2,4-D e dicamba na germinação de sementes de plantas daninhas ................................... 43 4.2 Experimento II- Sorção e disponibilidade de herbicidas auxínicos em solos com características distintas ............................................... 61 4.3 Experimento III- Efeito dos herbicidas dicamba e 2,4-D em pré- emergência de plantas daninhas ......................................................... 69 CONCLUSÕES ....................................................................................... 84 REFERÊNCIAS ....................................................................................... 85 APÊNDICE A- Análise de variância das variáveis de germinação, plântulas deformadas, comprimento de parte aérea e raízes avaliadas em diferentes espécies de plantas daninhas aos 7 DAS .. 93 APÊNDICE B- Análise de variância das variáveis de germinação, plântulas deformadas, comprimento de parte aérea e raízes avaliadas em diferentes espécies de plantas daninhas aos 14 DAS 94 APÊNDICE C- Curva de dose-resposta de 2,4-D aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 7 DAA .............. 95 APÊNDICE D- Curva de dose-resposta de 2,4-D aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 14 DAA ............ 96 APÊNDICE E- Curva de dose-resposta de 2,4-D aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 21 DAA................................................................................................ .......... 97 APÊNDICE F- Curva de dose-resposta de dicamba aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 7 DAA .............. 98 APÊNDICE G- Curva de dose-resposta de dicamba aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 14 DAA ............ 99 APÊNDICE H- Curva de dose-resposta de dicamba aplicado em pré- emergência das plantas daninhas U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius aos 21 DAA ............ 100 15 1 INTRODUÇÃO Herbicidas auxínicos atuam como análogos da auxina (IAA), em baixas concentrações, estimulam o crescimento via divisão, alongamento celular e diferenciação de tecidos. Em altas concentrações, promovem a desregulação homeostática e o desequilíbrio com outros reguladores vegetais inibindo o crescimento apical e radicular, culminando no colapso da estrutura da planta (Grossmann, 2003; Cobb, 1992). Devido a isto, são naturalmente reconhecidos por proporcionarem controle efetivo de plantas daninhas comumente denominadas de folhas largas com pouco efeito sobre espécies gramíneas ou seletividade as culturas, quando aplicados no momento recomendado. Os herbicidas auxínicos proporcionam controle efetivo e em baixas doses de folhas largas, e são seletivos às culturas, como milho, trigo, arroz e cevada, quando aplicados no momento recomendado. Além disso, seu desenvolvimento foi decorrente do custo reduzido de produção e efetivos para expansão da produção de alimentos. A seletividade é dependente da quantidade do ingrediente ativo chegando no site alvo e diferenças de sensibilidade do sitio alvo. As plantas tolerantes conseguem metabolizar o herbicida através de reações de oxidação e conjugação, onde ocorre hidroxilação do anel aromático desativando os herbicidas (Cobb; Reade, 2010). Em membros da família Poaceae a seletividade ocorre devido à ausência de câmbio vascular, os tecidos vasculares espalhados, floema protegido por esclerênquima e presença de meristema intercalar que dificultam a translocação. Em virtude do aparecimento de espécies resistentes à herbicidas, novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas garantindo a resistência de culturas quando realizadas aplicações de herbicidas auxínicos. Essas tecnologias auxiliam no controle de espécies daninhas de folhas largas de difícil controle por meio de aplicações em pré ou pós-emergência da cultura. O uso crescente dessas moléculas aliados a escassez de informações sobre efeitos em espécies daninhas, torna-se importante a condução de estudos para elucidação dos possíveis efeitos no sistema produtivo. Uma vez no solo, essas moléculas podem estar sujeitas aos processos de sorção, transporte, absorção pelas plantas e metabolismo microbiano, sendo a adsorção/ dessorção o processo que regula os demais processos no solo (Okada et al. 2016; Sun et al. 2019). E portanto, o destino e comportamento de um herbicida no ambiente dependem de suas 16 propriedades físico-químicas, da matriz e das condições ambientais. O efeito residual pode ser positivo (controle de plantas daninhas) ou negativo (carryover), afetando culturas em rotação/sucessão (Mendes et al., 2023) Por se tratar de uma alternativa importante no manejo de plantas daninhas, é esperado que ocorra uma larga adoção dessas novas ferramentas e apesar de convencionalmente não controlar efetivamente as espécies gramíneas, efeitos nesse grupos de espécies foram relatados, ainda que não sejam o alvo principal desses herbicidas (Gazola et al., 2019, 2022). Umas das hipóteses deste estudo é que os herbicidas auxínicos apresentam efeito fitotóxico em gramíneas quando aplicados em pré-emergência. Nesse sentido, é considerável verificar o efeito dos herbicidas durante o processo de germinação, emergência, assim como a dinâmica dos herbicidas no solo e consequente controle. Portanto, com o presente estudo buscou-se investigar os efeitos de 2,4-D e dicamba em pré-emergência de plantas daninhas da família Poaceae e, eudicotiledôneas, bem como, o comportamento dos herbicidas auxínicos em solos com características distintas e, fornecer subsídios para o manejo integrado de plantas daninhas em culturas agrícolas. 17 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Auxinas endógenas e sintéticas As auxinas estão envolvidas na regulação de uma variedade de processos fisiológicos, como dominância apical, tropismos, filotaxia, alongamento do caule, indução da divisão celular cambial e iniciação da radícula (Buchanan; Gruissem; Jones, 2015). Em altas concentrações, as auxinas sintéticas apresentam ação herbicida eficiente em folhas largas. A atividade da auxina em plantas é regulada principalmente pelo controle do conteúdo de IAA por meio de vários processos: biossíntese de novo e inativação por várias conjugações e vias catabólicas. Existem duas vias de biossíntese de IAA de novo, uma das quais é dependente do aminoácido o precursor l-triptofano e o outro é l-Trp-independente, embora a via dependente de l-Trp seja provavelmente dominante (Buchanan; Gruissem; Jones, 2015). A hidrólise de conjugados IAA também libera auxina ativa. O conteúdo de IAA em tecidos pode ser influenciado pelo transporte polar basípeto resultando em movimento descendente de IAA dos meristemas apicais e folhas jovens em direção as raízes (Buchanan; Gruissem; Jones, 2015). O alelo TAA1, que também desempenham um papel na biossíntese de auxina e no desenvolvimento da planta, foi identificado como um gene causal de mutantes insensíveis ao etileno, demonstrando menor sensibilidade de raízes ao etileno. O alelo codifica uma pequena família de aminotransferases muito semelhante a C-S liase e múltiplos mutantes desta família de genes apresentam fenótipos com defeitos no gravitropismo da raiz, organização da vasculatura e desenvolvimento de ramos e flores (Buchanan; Gruissem; Jones, 2015). Alterações nas flores, menor produção de pólen e consequente infertilidade foram identificadas em plantas transgênicas, apesar de não ocorrer alterações em estádios vegetativos. Dependendo do tecido, há um aumento de duas a três vezes na quantidade de conjugados IAA - principalmente IAAAsp e IAA-Glu, com quantidades menores de 1-O-IAA-glicose. Assim, quando a produção de IAA é aumentada, a conjugação parece desempenhar um papel fundamental na regulação do tamanho do pool de IAA endógeno e na manutenção de um fenótipo quase normal (Buchanan; Gruissem; Jones, 2015). 18 Conforme Buchanan, Gruissem e Jones, (2015), o aumento de IAA pode ser acompanhado por efeitos fenotípicos, incluindo dominância apical pronunciada, nanismo, formação excessiva de raízes adventícias, aumento da formação de floema e xilema, excesso de lignificação, epinastia foliar e produção anormal de flores, além da maior biossíntese de etileno. A característica geral dos herbicidas auxínicos é que eles imitam a ação da auxina principal IAA. Quando presentes em baixas concentrações nos locais de ação das células, estimulam o crescimento e o desenvolvimento, como divisão celular e alongamento, diferenciação vascular, formação de raiz e domínio apical (Grossmann, 2003). Em altas concentrações ocorre o fenômeno descrito como uma overdose de auxina levando a um desequilíbrio homeostático e interações com outros hormônios no tecido (COBB, 1992). O estímulo contínuo do metabolismo de ácidos nucléicos e síntese de proteínas, provoca desregulação do crescimento. A divisão e expansão celular desregulada provoca o colapso da estrutura de crescimento e inibição do crescimento apical da parte aérea e da raiz (Grossmann, 2003). Crescimento anormal é induzido em outros tecidos resultando em inchaço e deformações. Concomitantemente, a divisão celular e diferenciação meristemática e as regiões das células cambiais são iniciadas transitoriamente. Esses tecidos recém- formados foram assumidos como ‘‘Sumidouros metabólicos’’ levando à mobilização e atração de reservas de carboidratos e proteínas provenientes de tecidos funcionais, que senesce ao nutri-los (Van Overbeek, 1964; Cobb, 1992). Os eventos induzidos pelas concentrações herbicidas de auxinas nos tecidos podem apresentar três fases. A primeira é uma fase de estimulação, após as primeiras horas após a aplicação. Nesta fase, ocorre ativação de processos metabólicos, como biossíntese de etileno através da indução de ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) sintase no tecido da parte aérea (1-2 h), seguida por sintomas de deformação do crescimento (3-4 h), início da ondulação do caule, inchaço do tecido e folha epinástica. Posteriormente, há acumulo de ABA, detectável no tecido após 5-8 h (Grossmann, 2003). A segunda fase ocorre dentro de 24 h, onde são observados inibição do crescimento da raiz e, em maior medida, do broto, diminuição do alongamento do entrenó e área foliar, e folha com pigmentação verde escura. Concomitantemente, 19 reduções na abertura estomática, transpiração, assimilação de carbono e formação de amido (Grossmann, 2003). A terceira fase é reconhecida por ocasionar a senescência e decadência do tecido, com danos aos cloroplastos, clorose progressiva decorrente da desintegração da membrana e do sistema vascular, dessecação, necrose e morte da planta (Grossmann, 2003). O etileno é um hormônio gasoso envolvido nas respostas da planta ao estresse e à regulação de senescência e crescimento (Abeles; Morgan; Saltveit, 1992; Kende; Zeevaart, 1997). Atua na orientação dos microtúbulos transversais para uma orientação longitudinal promovendo expansão lateral da célula levando ao inchaço dos caules e raízes (Abeles; Morgan; Saltveit, 1992). Além disso, o etileno induzido medeia os efeitos da auxina, como a abscisão da folha e epinastia, e regula os níveis de auxina localmente através do transporte de auxina inibido por etileno (Abeles; Morgan; Saltveit, 1992). Síntese de ACC induzida pela atividade da auxina resulta em níveis aumentados de ACC, em paralelo ao aumento da formação de etileno (Abeles, Morgan, Saltveit, 1992). Por outro lado, de acordo com seu comportamento bifásico, baixas concentrações de auxinas foram encontrados para diminuir a atividade da ACC sintase e ACC e formação de etileno (Grossmann; Retzlaff, 1997). Acúmulos massivos de ABA na raiz e ainda mais no tecido do caule foram encontrados usando perfis fito-hormonais de extratos de plantas (Scheltrup; Grossmann, 1995). Em contraste, as concentrações de outros fitohormônios, incluindo giberelinas, citocininas, IAA endógeno (Scheltrup; Grossmann, 1995) e ácido jasmônico foram modificados apenas moderadamente (Grossmann, 2003). Estudos com órgãos isolados de plantas demonstraram que aumentos induzidos por auxina em etileno e ABA ocorrem principalmente no tecido do caule. A partir daí, ABA parece ser translocado para as raízes (Grossmann, 2000a; Grossmann, 2000b). Uma vez que as auxinas são rapidamente absorvidas pela folha e translocadas por toda a planta, um desequilíbrio do regulador de crescimento é claramente evidente, os sistemas de controle estão sobrecarregados e o crescimento é drasticamente alterado por concentrações supra-ótimas de auxina (Cobb; Reade, 2010). 20 2.1.1 Dicamba O herbicida ácido 2-metóxi-3,6-diclorobenzoico, popularmente conhecido como dicamba pertence ao mecanismo de ação dos mimetizadores de auxina, classificado como grupo 4 pela HRAC (2024) ao grupo químico dos ácidos benzoicos. O dicamba é caracterizado como um ácido forte com pKa de 1,87 apresenta alta solubilidade em água (250000 mg l⁻¹), baixa partição octanol água (Kow: 1,58x10- 2), baixa pressão de vapor (Pv: 1,67 mPa) e volatilidade (H: 5,06x10-5). É um composto não persistente no solo, uma vez que a meia vida é de cerca de 4 dias (DT50) e baixo potencial de lixiviação (GUS: 1,94) (PPDB, 2024). Chang e Vanden Born (1971) avaliaram os comportamentos de absorção, translocação e metabolismo de dicamba em espécies de plantas daninhas e culturas gramíneas. Em trigo sarraceno tártario (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) e mostarda selvagem (Sinapis arvensis L.) um dia após aplicação de 14C-Dicamba foram acumuladas em folhas jovens em desenvolvimento ativo no ápice da broto. Já em cevada e trigo, a distribuição foi pouco uniforme com uma tendência de acúmulo no ápice das folhas de trigo, porém a maior parte parecia permanecer nas folhas tratadas. Os dados quantitativos indicaram que a absorção de dicamba pelos tecidos da folha de trigo sarraceno tartário e mostarda selvagem foi muito mais rápida e mais completa do que pelas duas espécies de cereais, além da maior translocação comparado a cevada e o trigo. Os autores testaram também a absorção através das raízes e verificaram o mesmo padrão de distribuição observado para aplicação na parte aérea, exceto que houve mais atividade nas raízes após a aplicação por meio da solução nutritiva. A distribuição ocorreu de forma intermediária pelas plantas das duas espécies de cereais, enquanto nas duas espécies de plantas daninhas houve acúmulo nas folhas jovens (Chang; Vanden Born, 1971). Em todas as espécies houve metabolismo desse herbicida, embora o dicamba 5-OH pareceu estar presente apenas como um conjugado em todas as quatro espécies, sendo que, o dicamba permaneceu em grande parte em sua forma inalterada. Quantidades inferiores de dicamba conjugado foram detectadas no trigo, cevada e na mostarda selvagem, e ausentes no trigo sarraceno tartário. Claramente, a desintoxicação do dicamba no trigo foi muito rápida, quase metade do herbicida foi metabolizado em 1 dia, e 93% estava em formas diferentes de dicamba livre 20 dias 21 após a aplicação (Chang; Vanden Born, 1971). Portanto, a absorção seletiva, translocação e metabolismo de dicamba por trigo, cevada, mostarda selvagem e trigo sarraceno tartário desempenham um papel importante em sua suscetibilidade ou resistência a este herbicida (Chang; Vanden Born, 1971). Estudos recentes com tomate selvagem e acessos apresentando tolerância ao herbicida, Zangoueinejad, Alebrahim e Tseng (2021) verificaram que o acesso tolerante teve menor absorção do composto, no entanto a translocação foi similar entre os acessos suscetíveis e tolerantes. Os autores sugerem que a menor absorção poderia estar associada as características morfológicas da folha, como razão entre comprimento e largura e densidade de tricomas. Em Chenopodium album Ghanizadeh; Harrington; James, (2018) observaram que cerca de 80% do aplicado foi absorvido em biótipos suscetíveis e resistentes, e cerca de 18% do dicamba absorvido foi translocado para o caule. 2.1.2 2,4-D O ácido 2,4-diclorofenoxiacético está atualmente registrado em uma variedade de formulações de sal, amina e éster para o controle de plantas daninhas de folha larga (Yamada, 2011). O 2,4-D é caracterizado como um ácido forte com pKa de 3,4 apresenta alta solubilidade em água (24300 mg l⁻¹), baixa partição octanol água (Kow: 1,51x10-1), baixa pressão de vapor (Pv: 0,009 mPa) e volatilidade (H: 4,0x10-6). É um composto não persistente no solo, uma vez que a meia vida é de cerca de 28,8 dias (DT50) e apresenta alto potencial de lixiviação (GUS: 3,82) (PPDB, 2024). Os cloroplastos têm sido considerados o alvo inicial do 2,4-D, uma vez que o produto químico é principalmente acumulado e posteriormente metabolizado nessas organelas. A assimilação de carbono e as reações fotoquímicas podem ser pronunciadas por baixas concentrações de 2,4-D, enquanto concentrações mais altas se mostram inibidoras. Ao inibir a reação de Hill, o 2,4-D bloqueia o transporte de elétrons no fotossistema II. O teor de clorofila e carotenóide, assim como a relação clorofila / benzoquinona, são reduzidos em 2,4-D, enquanto a relação xantofila / caroteno aumenta devido ao herbicida, efeitos esses que desencadeiam a senescência da maquinaria fotossintética (Pazmiño; Romero-Puertas; Sandalio, 2012). 22 Os efeitos observados em espécies de gramíneas foram observados por Teel (1952 apud Klomp; Hull, 1968) através de lesões em mudas de grama durante o estágio de 1 a 3 folhas com 840 g ha-1 A de 2,4-D. Watson (1949, apud Klomp; Hull, (1968) verificou que quantidades normais de 2,4-D causaram malformação e injúrias em plântulas de capim-bravo (Agrostis canina L.) com 28 dias de idade. Phillips (1949 apud Klomp; Hull, 1968) observou em gramíneas de verão e inverno danos quando pulverizadas sob a forma de amina de 2,4-D a 560 e 1123 g ha-1 na emergência, porém sem lesões aos 2, 4 e 8 semanas após a emergência. As espécies da estação fria foram menos afetadas do que as espécies da estação quente e a taxa de danos em todas as espécies diminuiu em datas posteriores e taxas mais baixas. No entanto, Klingman (1959 apud Klomp; Hull, 1968) não relatou nenhum dano herbicida duradouro a mudas de gramíneas de estação quente ou fria. Segundo Klomp e Hull, (1968) mudas de grama sofreram lesões quando pulverizadas em estágios de crescimento suscetíveis ou com taxas muito altas de 2,4- D, podendo haver recuperação se as injúrias não forem severas. Indicando que, as pulverizações após estágios de 2 a 4 folhas os danos são menores. Além das pulverizações foliares, as mudas de grama também podem ser danificadas por herbicidas transportados para a planta pela água de superfície ou lixiviados para baixo para germinar a semente ou para as raízes (Klomp; Hull, 1968). O modo de ação dos herbicidas auxínicos é dependente da dose, sensibilidade dos tecidos e espécie. Poucas horas após a aplicação, alguns sintomas podem ser observados, como distorções de crescimento em toda a planta, dando origem epinastia da folha e curvatura do caule, culminando em senescência e morte. A seletividade em pós-emergência de herbicidas auxínicos está geralmente associada as reações metabólicas no anel de hidroxilação seguidas por conjugação irreversível a glucose (Devine; Duke; Fedtke, 1981). Já em eudicotiledôneas sensíveis, podem ser conjugados a aminoácidos e nesta forma reversível pode ser parcialmente ativado e promover efeito herbicida (Scheel; Sandermann, 1981). Em Amaranthus tuberculatus Figueiredo et al. (2018) verificou que não houve diferenças entre absorção e translocação entre o biótipo suscetível e resistente. No entanto, o biótipo resistente apresentou maior metabolização do composto, onde, a meia-vida foi de 22 h enquanto que no biótipo suscetível foi de 105 h. 23 2.2 Dinâmica de herbicidas no solo Os herbicidas aplicados nos ambientes agrícolas são depositados direta ou indiretamente no solo. Tais moléculas podem permanecer na solução do solo e passível de ser absorvida por estruturas vegetais ou retidos pela matriz do solo, sujeito aos processos de retenção, transporte e transformação. O processo de retenção envolve a adsorção aos coloides do solo, precipitação e absorção, e estes influenciam a intensidade do transporte (deriva, escorrimento superficial, lixiviação e volatilização) e da transformação (degradação química, degradação biológica e fotodegradação). A sorção de herbicidas no solo envolve a absorção, a precipitação e a adsorção, que por sua vez regula o processo de retenção e influencia no transporte, transformação e biodisponibilidade das moléculas no solo (Oliveira; Brighenti, 2011). A dinâmica dos herbicidas também é regida pelas características intrínsecas aos solos e aos herbicidas e suas interações. A dinâmica de herbicidas é influenciada por características do solo como o teor de matéria orgânica, pH, tipo e quantidade de argila. Tais processos se inter-relacionam e são fortemente dependentes das características físico-químicas dos herbicidas; das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo; e das condições ambientais. 2.2.1 Características físico-químicas dos herbicidas As principais propriedades físico-químicas dos herbicidas que determinam seu comportamento no ambiente são solubilidade em água (S), pressão de vapor (Pv), coeficiente de partição octanol-água (Kow), constante de ionização ácida (pKa) ou básica (pKb), constante da lei de Henry (H), meia-vida (t1/2), coeficiente de sorção na fração mineral do solo (Kd) e coeficiente de sorção normalizado para o teor de carbono orgânico (Koc). Herbicidas com maior solubilidade em água são geralmente menos retidos no solo e mais suscetíveis à degradação e transporte, como lixiviação (Silva et al., 2014). Quando aplicado sobre a cobertura morta, a solubilidade irá definir a capacidade de penetração do herbicida no solo (Carbonari et al., 2022). Já aqueles com alta pressão de vapor mudam para o estado de vapor mais facilmente, são menos solúveis em água, menos adsorvidos e mais propensos à fotólise. Enquanto, aqueles com baixa 24 pressão de vapor são mais adsorvidos, mais solúveis, menos voláteis e, portanto, mais persistentes. O coeficiente de partição octanol-água (Kow) indica a afinidade do herbicida por meios aquosos ou orgânicos (Day et al., 1998). Herbicidas lipofílicos (alto Kow) têm maior afinidade por compostos orgânicos e maior adsorção à matéria orgânica ou ceras nas folhas. Geralmente, herbicidas apolares/hidrofóbicos (Kow > 10.000) adsorvem-se mais à fração orgânica do solo, enquanto herbicidas polares/hidrofílicos (Kow < 10) têm maior afinidade pela fração mineral (Silva et al., 2007). A constante de ionização (pKa ou pKb) descreve a reatividade e interação dos herbicidas com o solo. Herbicidas podem ser classificados como ionizáveis ou não ionizáveis (neutros). Herbicidas ácidos ou básicos fracos podem ser parcialmente ionizados em solução aquosa, dependendo do pH do solo (Mendes et al., 2023). Em solos agronômicos (pH > pKa), herbicidas ácidos fracos são encontrados principalmente na forma aniônica (carga negativa), enquanto herbicidas básicos fracos estão na forma neutra (sem carga). Herbicidas aniônicos têm baixa sorção ao solo e maior potencial de lixiviação, enquanto herbicidas básicos em solos ácidos (pH < pKb) são mais adsorvidos e têm menor lixiviação (Mendes et al., 2023). A meia-vida (t1/2) é o tempo necessário para dissipação da metade das moléculas do herbicida via degradação, metabolização ou formação de resíduos ligados (Silva et al., 2007). A meia-vida também será dependente das características do solo como, textura, pH e, teor de matéria orgânica, população microbiana, do ambiente como a radiação, temperatura e, precipitação e das práticas culturais. A sorção dos herbicidas é avaliada pelo coeficiente de sorção (Kd), que representa a relação entre a concentração de herbicida sorvido ao solo (Cs) e a concentração em solução (Ce) após equilíbrio (Weber et al., 2004). Este coeficiente geralmente é normalizado em relação a quantidade de carbono orgânico no solo (Koc), indicando a tendência de sorção do herbicida pela matéria orgânica do solo e portanto, mais específico para o tipo de solo. 2.2.2 Características físico-químicas dos solos Os processos de sorção e dessorção de herbicidas são significativamente influenciados pelas características do solo, como pH, composição de areia, silte e argila, conteúdo de matéria orgânica e capacidade de troca catiônica (CTC) (Oliveira; 25 Brighenti, 2011; Silva et al., 2007). De acordo com Mancuso et al. (2011), solos tropicais tendem a apresentar maior adsorção de herbicidas catiônicos. Isso ocorre porque esses solos possuem altos teores de matéria orgânica, óxidos de ferro e alumínio, além de uma predominância de minerais de argila do tipo 1:1, resultado do avançado processo de intemperização. Os ácidos fúlvicos e húmicos aumentam a superfície específica do solo e possuem grupos funcionais que interagem com herbicidas. Essas interações podem reduzir a atividade biológica e a mobilidade dos herbicidas no solo (De Paolis; Kukkonen, 1997). Em sistemas onde se mantêm uma cobertura morta na superfície do solo, pode ocorrer alteração na dinâmica de herbicidas pré-emergentes de acordo com a interceptação, retenção e degradação desses herbicidas. Bem como, dependentes de precipitação para carregamento até o solo e consequente controle de plantas daninhas (Matos et al., 2016). A textura do solo influencia diversos fatores, como os teores de matéria orgânica, aeração, temperatura, umidade e infiltração. Solos de textura fina tendem a diminuir a taxa de degradação dos herbicidas, enquanto solos de textura grossa possuem um maior potencial para lixiviação (Dharumarajan; Sankar; Arun, 2008; Sondhia, 2007). A umidade do solo apresenta papel importante na retenção e persistência dos herbicidas, reduzindo a hidrofobicidade dos compostos orgânicos (Ochsner et al., 2006). Conforme observado por Gupta et al. (2012), a mobilidade e a persistência do herbicida 2,4-D variam de acordo com o teor de água no solo. Além disso, a temperatura do solo geralmente está inversamente relacionada à persistência dos herbicidas. Sireesha (2011) verificou que temperaturas mais altas aumentam a degradação dos herbicidas. O pH do solo exerce um papel importante na persistência de herbicidas, influenciando-a de diversas maneiras. Em alguns casos, um pH mais elevado pode prolongar a persistência do herbicida (Brar et al., 2006). Já em outros, o efeito oposto é observado, com pH mais baixo resultando em maior persistência (Grey et al., 1997). Essa variação se deve à adsorção dos herbicidas pelas partículas do solo, que é influenciada pelo pH. Quando o pH do solo se aproxima do pH do herbicida, a retenção do herbicida é maximizada, reduzindo a lixiviação. Isso se deve à adsorção do herbicida às partículas do solo presentes na superfície, além da degradação acelerada por microrganismos que lá habitam. Vale ressaltar que a maior parte dos 26 herbicidas aplicados se concentra na superfície do solo, onde a atividade microbiológica é mais intensa. Uma vez que, as populações de microrganismos são mais abundantes na camada superficial do solo, especialmente em sistemas conservacionistas de agricultura (Kabir, 2005). 2.2.3 Processos de retenção, transporte e transformação Os herbicidas podem estar sujeitos a diferentes processos sendo eles, processos de retenção que envolvem sorção, transporte e, transformação. Tais processos estão interligados e normalmente interagem entre si, resultando na dinâmica dos herbicidas no ambiente. A sorção é a habilidade de retenção de herbicidas pela fase sólida do solo. Em geral, o processo de sorção engloba os mecanismos de precipitação, absorção e a adsorção (Oliveira; Brighenti 2011). A precipitação ocorre a partir da formação de precipitados entre as moléculas de herbicida e as partículas argilominerais, formando uma fase sólida denominado resíduo ligado. A absorção das moléculas pode ser feita tanto pelas plantas quanto pelos microrganismos. A adsorção é o processo de retenção das moléculas do herbicida na superfície dos coloides do solo (Weber; Wilkerson; Reinhardt 2004). Este processo é reversível e o retorno das moléculas para a solução do solo denomina-se dessorção. A intensidade desse processo depende das características do solo e do herbicida (Bonfleur; Barizon; Mendes, 2022). O transporte das moléculas de herbicida ocorre via escorrimento superficial, lixiviação, volatilização e deriva (Mendes et al 2023). A intensidade é regida pela capacidade de adsorção e dessorção dos produtos, o pH e teor de água do solo; o período e a intensidade da chuva ou irrigação após a aplicação; o manejo do solo, entre outros. Para atingir as plântulas em germinação e consequente controle das espécies, a incorporação dos herbicidas no solo ocorre primariamente através da lixiviação. No entanto, quando esse processo ocorre excessivamente, os herbicidas apresentam reduzido desempenho e ainda podem ser carregados para camadas mais profundas ocasionando contaminação do lençol freático (Velini, 1992). A deriva de herbicidas, principalmente auxinas sintéticas, tem ganhado destaque devido à liberação de cultivares geneticamente modificadas de milho, soja 27 e algodão resistentes ao 2,4-D e dicamba, resultando no aumento do uso desses produtos. A deriva de 2,4-D e dicamba pode resultar em perdas quantitativas e qualitativas na produção de culturas sensíveis plantadas em áreas adjacentes a eventos transgênicos que utilizam esses herbicidas. O uso de pontas de pulverização adequadas, volume de aplicação, aplicação nas condições ambientais recomendadas e uso de adjuvantes para redução de deriva e volatilização têm sido alternativas para evitar efeitos adversos fora do alvo (Brochado et al., 2021; Carbonari et al. 2022b). Os processos de transformação das moléculas no solo e na água são decorrentes da degradação dos herbicidas em compostos secundários, até a completa mineralização determinando sua persistência nos solos. Na presença de oxigênio os herbicidas são mineralizados em CO2 e água e na ausência, são mineralizados na forma de CH4, CO2 e água (OECD 2002). A população microbiana encontra-se nas camadas superficiais do solo, onde o conteúdo de matéria orgânica é maior, e quantidades adequadas dos componentes solo, água e ar (Gebler; Spadotto, 2008). Portanto, dependendo da disponibilidade de oxigênio e intensidade de lixiviação haverá alteração na velocidade de degradação e persistência dos herbicidas no solo. A fotodegradação, por um lado, pode ser vantajosa, pois reduz a persistência excessiva dos resíduos químicos, diminuindo o risco de contaminação ambiental. Como também pode ser prejudicial quando ocorre rapidamente após a aplicação do herbicida, ocasionando perda de eficácia no controle de plantas daninhas. Essa situação é particularmente preocupante para herbicidas de ação rápida que se decompõem na camada superior de 3 mm do solo. Nesses casos, a incorporação ao solo no momento da aplicação é crucial para garantir a efetividade do produto, minimizando o impacto da fotodegradação (Monquero; Silva, 2021). 28 3 MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Experimento I- Efeito dos herbicidas dicamba e 2,4-D na germinação de sementes de plantas daninhas O experimento foi conduzido no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM), na Universidade Estadual Paulista (UNESP), da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Botucatu-SP durante os anos de 2021 e 2022. As espécies daninhas da família Poaceae utilizadas foram Urochloa decumbens (U. decumbens), Digitaria insularis (TRCIN) e Eleusine indica (ELEIN) além das espécies eudicotiledôneas Amaranthus hybridus (AMACH), Ipomoea grandifolia (IAQGR) e Distimake aegyptius (CONAE). As sementes foram mantidas em incubadora BOD (Biochemical Oxygen Demand) e submetidas as concentrações 0; 0,5; 1; 5 e 10 ppm de dicamba (Atectra®) e 2,4-D (DMA® 860 BR). Tais concentrações foram escolhidas levando-se em consideração uma aplicação da dose média recomendada em bula disponível em uma camada de solo de 10 cm com densidade média de 1,25 g cm³ e capacidade de retenção de água de 20%. As sementes de IAQGR e CONAE foram tratadas com StandakTop® (piraclostrobina+tiofanato-metílico+fipronil) e Carbendazim® (Carbendazim) a 500 e 100 mL por 100Kg semente, respectivamente. Os experimentos foram conduzidos em duplicata sob delineamento inteiramente casualizado em fatorial duplo 5 x 2, considerando as concentrações e herbicidas como fatores. As unidades experimentais foram constituídas de duzentas (200) sementes de cada espécie distribuídas em quatro (4) repetições em recipientes do tipo gerbox. As sementes foram alocadas sob duas folhas de papel germitest embebidas com a solução herbicida em três vezes a massa do papel. As amostras permaneceram em temperatura de 25/20ºC (dia/noite) e fotoperíodo de 16/8h (dia/noite). A germinação em relação a testemunha (%), sementes deformadas em porcentagem das plântulas germinadas (consideradas plantas mortas ou com emissão de duas partes aéreas ou raízes), o comprimento de parte aérea e raízes (dadas em porcentagem da testemunha) e a descrição dos efeitos fitotóxicos foram contabilizados aos 7 e 14 dias após instalação. Foram mensuradas aleatoriamente seis plântulas por repetição. 29 Os dados foram submetidos a análise de variância e quando significativos as médias foram comparadas pelo teste LSD a 5% de probabilidade, realizadas no ambiente R (R Core Team, 2016). 3.2 Experimento II- Sorção e disponibilidade de herbicidas auxínicos em solos com características distintas O experimento foi realizado no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM), na Universidade Estadual Paulista (UNESP), da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Botucatu-SP durante o ano de 2022. O experimento foi conduzido em fatorial duplo 4 x 39 com 4 repetições e inteiramente casualizado em duplicata. O fator A foi constituído dos herbicidas picloram, triclopyr, aminopyralid e 2,4-D (Tabela 1) e o Fator B constituído pelos diferentes solos (Tabela 2 e 3). Tabela 1- Características físico-químicas dos herbicidas picloram, triclopyr, aminopyralid e 2,4-D utilizadas no experimento de sorção Herbicida Massa molecular Solubilidade em água (mg L-1) log Kow Densidade (g mL-1) pKa Classificação Picloram 241,46 488 -1,92 1,81 1,8 Ácido forte Triclopyr 256,47 8100 -0,45 1,3 3,97 Ácido fraco Aminopyralid 207,03 2480 -2,87 1,76 2,56 Ácido forte 2,4-D 266,12 24300 -0.82 1,565 2,8 Ácido fraco Fonte: PPDB (2024) Os solos foram secos em estufa com circulação forçada de ar a 25ºC, peneirados e 7 g de solo foram pesados (variação de 0,0000 a 0,0010) em cartuchos plásticos de capacidade volumétrica de 10 mL com dois filtros de fibra de vidro para retenção de partículas de solo e acoplados a um tubo coletor de 3 mL do tipo eppendorf (adaptado de Carbonari, 2009). As amostras de solo foram saturadas com uma solução preparada com os padrões analíticos dos herbicidas na concentração de 200 ppb. A saturação ocorreu- se de forma que todo o solo recebesse uma quantidade de solução sem ocorrer o extravasamento para o tubo coletor determinada de forma visual. A quantidade variou de 1,6 a 3,5 mL para os solos de textura média e siltosos, e, de 1,4 a 4 mL para os 30 argilosos e arenosos. Após a saturação os solos foram cobertos por filme plástico PVC mantidos em repouso durante 24h em ambiente escuro e temperatura ambiente (21ºC ± 3ºC). A extração da solução do solo foi realizada por meio da centrifugação dos cartuchos a 5500 rpm, a 20°C por 3 minutos e 30 segundos (centrífuga Hettich Zentrifugen). O pH da solução presente no coletor foi medida utilizando tiras universais de pH (Kasvi) e o filtrado com seringas plásticas de 3 ml equipadas com filtro Millex - HV (membrana de PVDF 0,45 μm e 13,0 mm diâmetro) em frascos do tipo “vial” de cor âmbar de 2,0 mL. Os vials foram armazenados em freezer (-20 ± 3ºC) até o momento da quantificação dos herbicidas por cromatografia e espectrometria de massas (Figura 1). Figura 1- Solos utilizados no ensaio de sorção (A), saturação dos solos nos cartuchos com solução padrão dos herbicidas a 200 ppb (B,C), centrifugação das amostras de solo (D), medição do pH da solução extraída (F), filtragem das amostras (G) e quantificação dos herbicidas por cromatografia líquida de alta performance (HPLC) e espectrometria de massas (H) Fonte: Ivana Santos Moisinho (2022) 31 Tabela 2- Características químicas das amostras de solo utilizadas no experimento Nº CIDADE ESTADO M.O. pH P resina K Ca Mg Al ³ H H + Al ³ S.B. C.T.C m% V% g dm-3 CaCl2 mg dm-3 mmolc dm-3 1 Ibirubá RS 31,7 4,4 143,3 3,9 27,7 10,5 19,3 69,2 88,5 42,2 130,6 31,4 32,3 2 Garibaldi RS 50,0 6,9 259,0 17,8 376,2 42,4 0,0 15,6 15,6 436,4 451,9 0,0 96,6 3 Ganguçu RS 16,2 5,1 5,7 1,1 31,3 13,9 0,0 27,1 27,1 46,3 73,4 0,0 63,0 4 São Vicente do Sul/Mata RS 11,4 5,8 13,4 0,9 52,8 8,7 0,0 12,2 12,2 62,4 74,6 0,0 83,6 5 São Pedro do Sul RS 10,4 4,0 0,6 1,3 17,2 8,0 60,5 104,8 165,3 26,5 191,8 69,5 13,8 6 Santiago RS 29,6 4,4 0,6 2,1 24,8 6,4 19,9 54,5 74,4 33,2 107,6 37,5 30,9 7 Bossoroca RS 24,9 4,0 13,4 1,8 13,3 6,2 23,3 62,0 85,3 21,3 106,6 52,3 20,0 8 São Luiz Gonzaga RS 14,1 6,5 39,5 3,2 174,9 44,1 0,0 17,5 17,5 222,1 239,6 0,0 92,7 9 São Luiz Gonzaga RS 13,9 6,1 48,9 3,0 93,2 39,1 0,0 17,8 17,8 135,3 153,1 0,0 88,4 10 Arapoti PR 22,4 4,0 10,5 1,2 8,0 3,1 6,9 46,1 12,3 58,4 21,1 11 Castro PR 24,9 4,4 6,2 1,9 23,1 6,3 9,4 67,2 31,3 98,5 31,7 12 Carambeí PR 23,4 4,4 13,0 2,2 15,9 7,7 5,6 46,1 25,8 71,9 35,9 13 Tibagi PR 71,4 7,1 45,3 3,9 276,1 136,9 0,0 10,8 416,9 427,7 97,5 14 Ponta Grossa PR 84,3 5,1 38,5 3,7 82,6 31,5 0,0 80,4 117,9 198,3 59,5 15 Ponta Grossa PR 32,3 4,0 11,4 1,6 6,9 5,2 18,8 73,1 13,7 86,8 15,7 16 Castro PR 59,5 5,3 89,9 1,5 115,0 6,7 0,0 39,8 123,2 163,0 75,6 17 Castro PR 11,0 5,1 6,2 2,1 13,4 3,3 0,0 15,3 18,8 34,0 55,1 18 Rinópolis SP 49,1 6,2 96,9 9,5 194,5 45,6 0,0 22,8 249,6 272,4 91,6 19 Rinópolis SP 16,4 4,7 53,6 3,0 20,3 4,9 2,5 23,0 28,2 51,2 55,0 20 Marechal Candido Rondon PR 26,7 6,8 155,6 7,9 185,8 82,7 0,0 12,6 276,4 289,0 95,6 21 São Manuel SP 10,6 7,2 67,0 3,0 71,6 52,8 0,0 7,9 7,9 127,4 135,3 0,0 94,1 22 São Manuel SP 10,4 5,8 5,9 1,1 19,7 10,0 0,0 11,6 11,6 30,7 42,3 0,0 72,6 23 São Manuel SP 4,1 4,4 51,5 2,0 9,4 2,9 10,2 7,5 17,7 14,4 32,1 41,6 44,7 24 Lençois Paulista SP 18,7 6,3 29,8 0,8 51,3 20,2 0,0 11,6 11,6 72,3 83,9 0,0 86,2 25 Aral Moreira MS 29,2 5,6 25,6 2,0 60,8 11,1 0,0 28,2 28,2 73,9 102,0 0,0 72,4 26 Paranapanema SP 19,2 4,9 86,9 11,8 79,1 27,1 4,3 61,9 66,3 117,9 184,2 3,6 64,0 27 Paranapanema SP 34,0 5,1 74,7 5,4 65,7 30,8 0,0 43,8 43,8 101,9 145,7 0,0 69,9 28 Paranapanema SP 20,7 5,6 109,8 2,9 110,0 34,1 0,0 37,0 37,0 147,0 184,0 0,0 79,9 29 Taquarituba SP 40,6 5,6 99,6 7,1 99,2 47,1 0,0 38,6 38,6 153,3 191,9 0,0 79,9 30 Itaí SP 47,9 6,1 45,1 2,6 210,9 36,5 0,0 24,3 24,3 250,0 274,3 0,0 91,1 31 Piraju SP 11,9 5,6 61,3 1,1 36,7 29,5 0,0 15,8 15,8 67,3 83,1 0,0 81,0 32 Jaú SP 36,5 7,1 93,6 8,0 220,2 72,6 0,0 12,5 12,5 300,7 313,2 0,0 96,0 33 Salto Grande SP 18,9 7,3 110,9 6,9 1358,0 638,5 0,0 10,3 10,3 2003,4 2013,7 0,0 99,5 34 Ourinhos SP 29,6 5,2 59,8 5,5 50,4 25,1 0,0 37,0 37,0 80,9 117,9 0,0 68,6 35 Canitar SP 24,9 6,1 84,5 6,6 84,8 24,2 0,0 21,2 21,2 115,5 136,7 0,0 84,5 36 Riolândia SP 32,8 5,4 40,0 5,2 56,2 19,3 0,0 36,6 36,6 80,7 117,3 0,0 68,8 37 Jesuítas PR 38,1 6,0 374,5 11,6 276,0 39,0 0,0 27,3 27,3 326,6 353,8 0,0 92,3 38 São Manuel SP 9,1 5,9 15,1 0,9 22,0 13,0 0,0 12,5 12,5 35,8 48,3 0,0 74,0 39 Botucatu SP 19,6 4,1 6,2 1,3 6,9 4,8 10,9 61,6 72,5 12,9 85,4 45,7 15,1 Nº CIDADE ESTADO m% V% S *B Cu Fe Mn Zn % mg dm-3 1 Ibirubá RS 31,4 32,3 15,4 0,3 6,8 36,0 85,2 4,3 2 Garibaldi RS 0,0 96,6 35,7 0,5 16,2 131,0 28,2 7,6 3 Ganguçu RS 0,0 63,0 3,3 0,2 0,8 54,8 25,9 1,8 4 São Vicente do Sul/Mata RS 0,0 83,6 5,0 0,1 1,1 25,5 13,6 0,6 5 São Pedro do Sul RS 69,5 13,8 3,6 0,2 1,0 100,5 8,7 0,4 6 Santiago RS 37,5 30,9 3,8 0,2 1,6 54,3 45,4 0,7 7 Bossoroca RS 52,3 20,0 22,6 0,2 6,8 16,0 106,1 1,5 8 São Luiz Gonzaga RS 0,0 92,7 2,3 0,2 6,1 15,3 45,7 0,7 9 São Luiz Gonzaga RS 0,0 88,4 11,8 0,2 4,6 15,5 29,4 1,7 10 Arapoti PR 21,1 0,7 0,1 0,6 184,0 10,0 1,0 11 Castro PR 31,7 42,3 0,1 2,2 128,2 2,4 0,7 12 Carambeí PR 35,9 8,0 0,1 1,9 160,4 2,9 2,5 13 Tibagi PR 97,5 16,2 0,5 0,6 25,8 10,9 1,3 14 Ponta Grossa PR 59,5 24,8 0,2 4,4 169,6 8,0 1,5 15 Ponta Grossa PR 15,7 4,8 0,1 1,5 228,4 4,9 2,7 16 Castro PR 75,6 33,2 0,1 4,9 257,1 27,6 3,3 17 Castro PR 55,1 5,2 0,1 0,9 34,2 10,0 1,0 18 Rinópolis SP 91,6 12,2 0,3 2,6 66,7 7,1 0,7 19 Rinópolis SP 55,0 10,5 0,2 1,2 99,6 8,7 3,6 20 Marechal Candido Rondon PR 95,6 13,8 0,3 6,4 3,8 15,3 1,2 21 São Manuel SP 0,0 94,1 6,0 0,1 2,1 5,3 13,9 4,1 22 São Manuel SP 0,0 72,6 7,4 0,1 1,0 16,3 5,7 0,5 23 São Manuel SP 41,6 44,7 14,5 0,1 1,2 10,3 17,0 0,9 24 Lençois Paulista SP 0,0 86,2 9,2 0,1 0,8 34,3 2,8 0,3 25 Aral Moreira MS 0,0 72,4 30,6 0,2 5,4 24,4 12,3 4,7 26 Paranapanema SP 3,6 64,0 35,0 0,4 1,3 111,2 42,7 2,5 27 Paranapanema SP 0,0 69,9 19,4 0,4 1,3 71,0 13,2 2,4 28 Paranapanema SP 0,0 79,9 112,0 0,3 0,8 33,6 5,5 2,5 29 Taquarituba SP 0,0 79,9 20,3 0,3 3,2 34,8 9,7 4,4 30 Itaí SP 0,0 91,1 8,4 0,3 2,0 24,4 4,7 2,2 31 Piraju SP 0,0 81,0 1,5 0,1 0,9 18,6 2,3 0,8 32 Jaú SP 0,0 96,0 1,9 0,4 8,1 6,8 26,7 2,3 33 Salto Grande SP 0,0 99,5 20,8 0,1 4,7 6,6 8,5 1,9 34 Ourinhos SP 0,0 68,6 23,9 0,3 10,5 17,2 75,0 4,3 35 Canitar SP 0,0 84,5 12,8 0,2 10,6 16,2 58,3 2,6 36 Riolândia SP 0,0 68,8 3,0 0,2 13,6 20,2 56,7 5,2 37 Jesuítas PR 0,0 92,3 30,0 0,5 32,6 21,8 141,7 32,6 38 São Manuel SP 0,0 74,0 3,6 0,1 1,0 19,4 12,0 2,0 39 Botucatu SP 45,7 15,1 21,0 0,2 12,8 19,2 61,7 0,9 32 Tabela 2- Características químicas das amostras de solo utilizadas no experimento continuação Nº CIDADE ESTADO K na CTC Ca na CTC Mg na CTC Al na CTC H na CTC Ca/Mg Ca/K Mg/K COT % 1 Ibirubá RS 3,0 21,2 8,0 14,8 52,9 2,6 7,1 2,7 18,4 2 Garibaldi RS 3,9 83,2 9,4 0,0 3,4 8,9 21,1 2,4 29,0 3 Ganguçu RS 1,5 42,6 18,9 0,0 37,0 2,3 27,7 12,3 9,4 4 São Vicente do Sul/Mata RS 1,2 70,8 11,7 0,0 16,4 6,1 59,3 9,8 6,6 5 São Pedro do Sul RS 0,7 9,0 4,2 31,5 54,6 2,2 12,9 6,0 6,0 6 Santiago RS 1,9 23,0 5,9 18,5 50,7 3,9 11,8 3,0 17,2 7 Bossoroca RS 1,7 12,5 5,8 21,9 58,2 2,2 7,4 3,4 14,5 8 São Luiz Gonzaga RS 1,3 73,0 18,4 0,0 7,3 4,0 54,8 13,8 8,2 9 São Luiz Gonzaga RS 2,0 60,9 25,5 0,0 11,6 2,4 31,0 13,0 8,1 10 Arapoti PR 11 Castro PR 12 Carambeí PR 13 Tibagi PR 14 Ponta Grossa PR 15 Ponta Grossa PR 16 Castro PR 17 Castro PR 18 Rinópolis SP 19 Rinópolis SP 20 Marechal Candido Rondon PR 21 São Manuel SP 2,2 52,9 39,1 0,0 5,9 1,4 24,1 17,8 6,1 22 São Manuel SP 2,5 46,5 23,7 0,0 27,4 2,0 18,5 9,4 6,0 23 São Manuel SP 6,4 29,3 9,1 31,9 23,4 3,2 4,6 1,4 2,4 24 Lençois Paulista SP 1,0 61,1 24,1 0,0 13,8 2,5 64,1 25,3 10,8 25 Aral Moreira MS 1,9 59,6 10,9 0,0 27,6 5,5 31,2 5,7 17,0 26 Paranapanema SP 6,4 42,9 14,7 2,4 33,6 2,9 6,7 2,3 11,1 27 Paranapanema SP 3,7 45,1 21,1 0,0 30,1 2,1 12,1 5,7 19,8 28 Paranapanema SP 1,6 59,8 18,5 0,0 20,1 3,2 38,5 11,9 12,1 29 Taquarituba SP 3,7 51,7 24,5 0,0 20,1 2,1 14,1 6,7 23,6 30 Itaí SP 0,9 76,9 13,3 0,0 8,9 5,8 82,1 14,2 27,8 31 Piraju SP 1,3 44,2 35,5 0,0 19,0 1,2 33,4 26,8 6,9 32 Jaú SP 2,5 70,3 23,2 0,0 4,0 3,0 27,7 9,1 21,2 33 Salto Grande SP 0,3 67,4 31,7 0,0 0,5 2,1 196,8 92,5 11,0 34 Ourinhos SP 4,7 42,7 21,2 0,0 31,4 2,0 9,2 4,6 17,2 35 Canitar SP 4,8 62,0 17,7 0,0 15,5 3,5 12,9 3,7 14,4 36 Riolândia SP 4,4 47,9 16,5 0,0 31,2 2,9 10,9 3,7 19,1 37 Jesuítas PR 3,3 78,0 11,0 0,0 7,7 7,1 23,8 3,4 22,1 38 São Manuel SP 1,8 45,4 26,8 0,0 26,0 1,7 25,8 15,2 5,3 39 Botucatu SP 1,5 8,0 5,6 12,7 72,1 1,4 5,4 3,8 11,4 33 Tabela 3- Características granulométricas das amostras de solo utilizadas no experimento Nº CIDADE ESTADO Areia total Argila Silte Textura 1 Ibirubá RS 209 579 212 Argiloso 2 Garibaldi RS 82 414 504 Siltoso 3 Ganguçu RS 657 145 198 Média 4 São Vicente Do Sul/Mata RS 719 94 187 Arenoso 5 São Pedro Do Sul RS 442 336 222 Média 6 Santiago RS 171 454 375 Argiloso 7 Bossoroca RS 77 603 320 Argiloso 8 São Luiz Gonzaga RS 411 266 323 Média 9 São Luiz Gonzaga RS 286 418 296 Argiloso 10 Arapoti PR 872 79 49 Arenoso 11 Castro PR 527 263 211 Média 12 Carambeí PR 768 143 90 Média 13 Tibagi PR 598 125 276 Média 14 Ponta Grossa PR 225 297 480 Média 15 Ponta Grossa PR 761 150 89 Média 16 Castro PR 105 373 523 Siltoso 17 Castro PR 895 47 56 Arenoso 18 Rinópolis SP 226 372 403 Argiloso 19 Rinópolis SP 862 64 73 Arenoso 20 Marechal Candido Rondon PR 106 518 376 Argiloso 21 São Manuel SP 825 118 56 Arenoso 22 São Manuel SP 882 77 41 Arenoso 23 São Manuel SP 862 117 21 Arenoso 24 Lençois Paulista SP 832 143 25 Arenoso 25 Aral Moreira MS 346 531 123 Argilosa 26 Paranapanema SP 75 404 521 Siltosa 27 Paranapanema SP 138 448 414 Argilosa 28 Paranapanema SP 177 597 227 Argilosa 29 Taquarituba SP 148 603 249 Muito Argilosa 30 Itaí SP 288 422 290 Argilosa 31 Piraju SP 855 89 56 Arenosa 32 Jaú SP 248 401 350 Argilosa 33 Salto Grande SP 348 308 344 Média 34 Ourinhos SP 274 523 203 Argilosa 35 Canitar SP 76 499 426 Argilosa 36 Riolândia SP 288 530 183 Argilosa 37 Jesuítas PR 192 461 347 Argilosa 38 São Manuel SP 386 69 544 Siltosa 39 Botucatu SP 254 555 190 Argilosa 34 A quantificação dos herbicidas foi realizada em um sistema LC-MS/MS descrito por Gomes (2011), composto por um Cromatógrafo Líquido de Alta Performance (HPLC), Shimadzu, modelo Prominence UFLC. Equipado com duas bombas LC-20AD, injetor automático SIL-20AC, degazeificador DGU-20A5, com sistema controlador CBM-20A e forno CTO-20AC. O HPLC foi acoplado ao espectrômetro de massas 3200 Q TRAP (Applied Biosystems), híbrido triplo quadruplo, que apresenta alta sensibilidade e reprodutibilidade, com baixo ruído e medição simultânea de vários compostos, bem como, mantém uma relação constante entre a intensidade do sinal (área do pico cromatográfico) e a concentração dos diferentes compostos expressa em unidades molares. Constituído por coluna de Synergi 2.5μ Hydro-RP 100Å, dimensões 50 x 4,6 mm e o volume de injeção foi de 20 μL (Figura 1H). As condições cromatográficas utilizadas para a quantificação dos herbicidas estão apresentadas na tabela 4. Tabela 4- Condições cromatográficas utilizadas para a quantificação dos compostos Fase Fase (A) Água com 0,1% ácido fórmico Fase (B) Metanol com 0,1% ácido fórmico Gradiente (min) 0-1 10% Fase (B) 1-3 95% Fase (B) 3-6 95% Fase (B) 6-8 10% Fase (B) 8-10 10% Fase (B) Fluxo 0,6 mL min-1 A massa molecular e os fragmentos de cada molécula estão apresentados na tabela 5. A detecção dos herbicidas está representada pelas áreas de picos dos cromatogramas, onde verificou-se uma boa resposta do detector. O tempo de retenção na coluna cromatográfica para os diferentes herbicidas, foi: 2,4-D (4,48 min), picloram (3,84), triclopyr (4,57 min) e, aminopyralid (2,66 min). 35 Tabela 5- Massa molecular e fragmentos do herbicida e metabólitos analisados Composto Massa molecular Íon secundários (Fragmentos) Picloram 239 195,0 122,9 158,7 Triclopyr 256 197,7 219,9 217,6 Aminopyralid 205 160,8 124,9 89,0 2,4-D 219 160,9 124,9 89,0 Os cromatogramas dos padrões analíticos dos herbicidas em teste na concentração de 25 ng mL-1 foram demonstrados na figura 2 e 3. Os modelos de regressão linear utilizados mostraram bons ajustes para as concentrações dos herbicidas na solução do solo, as linhas de tendência foram apresentadas quando o coeficiente de correlação (R2) observado foi superior a 0,98. 36 Figura 2- Cromatogramas do aminopyralid (A) e 2,4-D (B) com os respectivos fragmentos na concentração de 25 ng mL-1 (A) (B) XIC of -MRM (12 pairs): Exp 1, 204.874/160.800 Da ID: Aminopyralid_Neg from Sample 28 (... Max. 1.0e5 cps. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 Time, min 0.00 1.00e4 2.00e4 3.00e4 4.00e4 5.00e4 6.00e4 7.00e4 8.00e4 9.00e4 1.00e5 In te n s it y , c p s 2.66 7.91 8.626.975.39 XIC of -MRM (12 pairs): Exp 1, 218.813/160.900 Da ID: 2.4D from Sample 28 (25ppb) of Iva... Max. 7.9e5 cps. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 Time, min 0.0 5.0e4 1.0e5 1.5e5 2.0e5 2.5e5 3.0e5 3.5e5 4.0e5 4.5e5 5.0e5 5.5e5 6.0e5 6.5e5 7.0e5 7.5e5 7.9e5 In te n s it y , c p s 4.48 37 Figura 3- Cromatogramas do picloram (A) e triclopyr (B) com os respectivos fragmentos na concentração de 25 ng mL-1 (A) (B) O modelo linear utilizado nas equações das curvas analíticas obtidas para os herbicidas foi ajustado através do modelo linear y= ax+b com um coeficiente de correlação de 0,99 para descrever o relacionamento entre a resposta do detector (y) e a XIC of -MRM (12 pairs): Exp 1, 238.777/195.000 Da ID: Picloram from Sample 28 (25ppb) of... Max. 2.1e5 cps. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 Time, min 0.0 2.0e4 4.0e4 6.0e4 8.0e4 1.0e5 1.2e5 1.4e5 1.6e5 1.8e5 2.0e5 2.1e5 In te n s it y , c p s 4.57 3.84 XIC of -MRM (12 pairs): Exp 1, 255.774/197.700 Da ID: Triclopyr from Sample 28 (25ppb) of ... Max. 5.5e5 cps. 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 Time, min 0.0 5.0e4 1.0e5 1.5e5 2.0e5 2.5e5 3.0e5 3.5e5 4.0e5 4.5e5 5.0e5 5.5e5 In te n s it y , c p s 4.57 38 concentração (x) do herbicida (Tabela 6). Onde, b é a intersecção da curva analítica e a é a inclinação da reta. As curvas analíticas e as faixas de concentração para cada herbicida analisado estão representadas na tabela 6. Para a quantificação do composto, é necessário monitorar diferentes íons moleculares e transições iônicas provenientes da fragmentação dos analitos, garantindo a sensibilidade e a especificidade necessária para a quantificação (Queiroga, 2014). Tabela 6- Curvas analíticas do herbicida e seus respectivos coeficientes de determinação Composto Parâmetros das curvas analíticas Intervalo linear (ng mL-1) a b R R2 Aminopyralid 2,82E+4 -4,01E+3 0,9900 0,9801 0,3906 à 100 Picloram 2,73E+4 1,70E+3 0,9993 0,9986 0,78125 à 100 Triclopyr 5,37E+4 3,83E+3 0,9979 0,9958 0,0976 à 100 2,4-D 9,85E+4 5,10E+4 0,9982 0,9964 0,1953 à 100 Através da soma da massa de cada um dos herbicidas na solução foi possível determinar o total de cada herbicida e, assim, calcular a porcentagem de disponibilidade para os diferentes solos. Os procedimentos para determinar a disponibilidade dos herbicidas na solução do solo estão descritas nas equações 1 a 5. 𝐶𝑠 = (𝐶𝑖 − 𝐶𝑒) ∗ ( 𝑉 𝑚 ) Equação 1 𝐾𝑑 = 𝐶𝑠 𝐶𝑒 Equação 2 𝐾𝑜𝑐 = 𝐾𝑑 ∗ 100 %𝐶𝑜𝑟𝑔 Equação 3 𝐴𝑑𝑠 (%) = 100 ∗ (𝐶𝑖 − 𝐶𝑒) 𝐶𝑖 Equação 4 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (%) = 100 − 𝐴𝑑𝑠 Equação 5 Onde, Cs: quantidade de herbicida sorvido no solo (µg kg-1) Ci: quantidade de solução padrão inicialmente adicionada ao solo (µg L-1), Ce: quantidade encontrada na solução de equilíbrio (µg L-1), V: quantidade da solução padrão adicionada ao solo (mL), 39 m: quantidade de solo (Kg), Kd: coeficiente de sorção, Koc: coeficiente de sorção normalizado para o teor de carbono orgânico, Corg: teor de carbono orgânico, Ads: adsorção (%). Os coeficientes de sorção e disponibilidade dos herbicidas foram apresentados com os respectivos erros padrão, bem como demonstrados na forma de gráficos de correlação para comparação entre os herbicidas com os ajustes ao modelo linear, considerando o ponto de interseção igual a 0. Além disso, a disponibilidade dos herbicidas foi correlacionada com as características físico-químicas dos solos testados através da correlação de Pearson e ajustados ao modelo linear, utilizando-se o programa estatístico SigmaPlot 12.5 3.3 Experimento III- Efeito dos herbicidas dicamba e 2,4-D em pré-emergência de plantas daninhas O experimento foi conduzido em casa de vegetação no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM), na Universidade Estadual Paulista (UNESP), da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA), Botucatu-SP durante os anos de 2022 à 2023. As parcelas foram submetidas a aplicações de herbicidas em condições de pré- emergência (Figura 4). As curvas de dose resposta foram repetidas duas vezes em delineamento inteiramente casualizado com cinco (4) repetições e oito (8) doses de dicamba (Xtendicam®) e 2,4-D (DMA® 860 BR), sendo elas, 0; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 e 8000 g e a ha-1. 40 Figura 4- Simulador de aplicação (A) e vasos após aplicação dos herbicidas dicamba e 2,4-D em pré-emergência de plantas daninhas (A) (B) Fonte: Ivana Santos Moisinho (2022) As unidades experimentais foram constituídas com as mesmas espécies utilizadas no experimento I, em vasos de 2L preenchidos com solo de textura média (Tabela 7). Foram adicionados 1; 0,5; 0,6; 0,3; 1,5; e 5 g de sementes de U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius respectivamente. As sementes foram homogeneizadas nos primeiros 4 cm da camada de solo e, os vasos foram protegidos externamente com papel alumínio antes da aplicação dos herbicidas. Os tratamentos foram aplicados em simulador de pulverização com controle da velocidade e pressão de trabalho, constituído por uma barra de pulverização com 2 metros de largura, com 4 pontas Teejet TTI 110.015 espaçadas em 0,5 m e posicionadas a 0,5 m de altura em relação à superfície das unidades experimentais. O sistema foi operado com velocidade de deslocamento de 3,6 km h-1, com volume de calda de 150 L ha-1 e pressão constante de 2 bar, pressurizado por ar comprimido. 41 Tabela 7- Análise química do solo utilizado para as curvas de dose resposta de herbicidas auxínicos em pré-emergência de plantas daninhas Características 2,4-D- 1ª Época Demais ensaios M.O. (g/dm³) 9,1 3,9 pH 4,1 4,3 P (mg/dm³) 0,5 0,5 K (mmolc/dm³) 0,2 0,1 Ca 3,7 0,5 Mg 0,6 0,3 Al ³ 8,8 3,1 H 48,3 20,2 m% 66,0 78,2 H + Al ³ (mmolc/dm³) 57,0 23,3 S.B. 4,5 0,9 C.T.C. 61,5 24,2 V% 7,3 3,6 S (mg/dm³) 7,3 5,1 *B (mg/dm³) 0,1 0,0 Cu (mg/dm³) 0,6 0,2 Fe 21,5 5,0 Mn 0,5 0,1 Zn 0,2 0,1 Ca/CTC 5,9 2,1 Mg/CTC 1,0 1,1 K/CTC 0,4 0,4 H+Al/CTC 92,7 96,4 Ca/Mg 5,7 1,9 Ca/K 15,8 4,6 Mg/K 2,8 2,4 O número de plântulas emergidas foi contabilizado aos 7, 14 e 21 dias após aplicação (DAA) e aos 21 DAA a parte aérea das plantas foram coletadas e secas em estufa com circulação forçada de ar. Os dados obtidos foram analisados em porcentagem em relação à testemunha. Os dados foram ajustados ao modelo log-logístico de 3 e 4 parâmetros (Knezevic; Streibig; Ritz 2007) e os casos onde se observou comportamento hormético foram ajustados os modelos de Brain and Cousens de 4 e 5 parâmetros (Brain; Cousens, 1988) em função das concentrações dos herbicidas com os respectivos intervalos de confiança, utilizando-se o pacote estatístico drc no ambiente R. 𝑌 = 0 + 𝑑 − 0 1 + 𝑒𝑥𝑝 (𝑏(𝑙𝑜𝑔(𝑥) − 𝑙𝑜𝑔(𝑒))) Log-logístico de 3 parâmetros (LL.3) Equação 6 42 𝑌 = 𝑐 + 𝑑 − 𝑐 1 + 𝑒𝑥𝑝 (𝑏(𝑙𝑜𝑔(𝑥) − 𝑙𝑜𝑔(𝑒))) Log-logístico de 4 parâmetros (LL.4) Equação 7 𝑌 = 0 + 𝑑 − 0 + 𝑓𝑥 1 + 𝑒𝑥𝑝 (𝑏(𝑙𝑜𝑔(𝑥) − 𝑙𝑜𝑔(𝑒))) Modelo de hormesis 4 parâmetros (BC.4) Equação 8 𝑌 = 𝑐 + 𝑑 − 𝑐 + 𝑓𝑥 1 + 𝑒𝑥𝑝 (𝑏(𝑙𝑜𝑔(𝑥) − 𝑙𝑜𝑔(𝑒))) Modelo de hormesis 5 parâmetros (BC.5) Equação 9 Onde, Y: número de plântulas ou biomassa em relação a testemunha (%), b inclinação da curva, c= assíntota horizontal inferior, d= assíntota horizontal superior, e= dose que promove redução de 50% na variável avaliada (Equação 6 e 7) ou logaritmo do ponto de inflexão (Equação 8 e 9) e f= tamanho do efeito hormesis. Foram também geradas as doses na qual promovem redução de 80% na variável avaliada, expressa pelo parâmetro ED80. 43 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Experimento I- Efeito dos herbicidas 2,4-D e dicamba na germinação de sementes de plantas daninhas U. decumbens apresentou estímulo a germinação com o aumento das concentrações de dicamba. Já 2,4-D apresentou redução na germinação em 14% na concentração de 10ppm (Tabela 8). O 2,4-D suprimiu a germinação de D. insularis em mais de 38% quando presente em concentração superior a 5 ppm. No entanto, dicamba promoveu aumento na germinação até a concentração de 5 ppm, e, ainda superior em relação ao 2,4-D nesta mesma concentração (Tabela 8). Tabela 8- Germinação (%) de U. decumbens e D. insularis em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba U. decumbens 0 100,0 aA 100,0 cA 0,5 95,1 aA 107,6 bcA 1 93,0 aB 121,9 abA 5 97,8 aB 127,4 abA 10 86,0 aB 132,2 abA D. insularis 0 100,0 aA 100,0 cdA 0,5 105,9 aB 162,1 abA 1 107,9 aA 137,9 bcA 5 62,8 abB 193,1 abA 10 41,2 bA 69,0 dA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius não apresentaram interação significativa entre as concentrações e os herbicidas na germinação aos 7 DAS (Tabela 9). E. indica apresentou supressão da germinação a partir de 5 ppm e as demais espécies não apresentaram diferença significativa na germinação entre as concentrações 44 testadas. Em geral, o 2,4-D promoveu maior inibição da germinação de sementes de A. hybridus e D. aegyptius, enquanto o dicamba teve efeito inibidor na espécie de I. grandifolia. Apesar da germinação observada ao longo das concentrações não ter sido significativa em A. hybridus devido a alta variação (CV= 64,8% e DMS=125,4), houve cerca de mais de 50% em comparação a testemunha, dependendo da dose testada (Tabela 9 e Apêndice A). Tabela 9- Germinação (%) de U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) U. decumbens D. insularis E . indica A. hybridus I. grandifolia D. aegyptius 0,0 0,0 0,0 100,0 ab 100,0 a 100,0 a 100,0 a 0,5 0,0 0,0 113,0 a 115,7 a 102,4 a 105,4 a 1,0 0,0 0,0 92,7 ab 167,4 a 105,1 a 112,3 a 5,0 0,0 0,0 76,4 b 153,4 a 97,1 a 99,8 a 10,0 0,0 0,0 43,5 c 147,9 a 105,1 a 97,5 a 2,4-D 0,0 0,0 78,7 A 93,5 B 120,4 A 94,2 B Dicamba 0,0 0,0 91,5 A 180,3 A 83,5 B 111,7 A Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se a comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. Tabela 10- Plântulas deformadas (%) de U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) U. decumbens D. insularis E. indica A. hybridus I. grandifolia D. aegyptius 0,0 0,0 a 0,0 0,0 0,0 0,0 a 0,0 a 0,5 1,0 a 0,0 0,0 0,0 0,0 a 0,0 a 1,0 0,6 a 0,0 0,0 0,0 0,8 a 1,9 a 5,0 0,5 a 0,0 0,0 0,0 0,0 a 2,1 a 10,0 0,6 a 0,0 0,0 0,0 0,0 a 2,6 a 2,4-D 0,5 A 0,0 0,0 0,0 0,0 A 2,5 A Dicamba 0,6 A 0,0 0,0 0,0 0,3 A 0,2 B Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se a comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. 45 Em geral, a espécie D. aegyptius apresentou maior porcentagem de plântulas deformadas e, maior sensibilidade ao 2,4-D (Tabela 10). Reiterando que, considerou-se deformadas aquelas plântulas nas quais houve emissão de duas partes aéreas ou raízes, ou ainda, morte de plântulas. Uma vez que, a epinastia é uma característica dos herbicidas auxínicos em situações de concentração exacerbada. Na maioria os casos, em U. decumbens foi observada emissão de duas partes aéreas, o que pode ter sido em decorrência do embrião apomítico (Carneiro et al. 2023; Cruz; Federizzi; Milach, 1998), já I. grandifolia e D. aegyptius a porcentagem de plântulas deformadas foi em decorrência da morte de plântulas. D. insularis, E. indica e, I. grandifolia apresentaram supressão no crescimento de parte área em mais de 50% nas concentrações acima de 5 ppm de 2,4-D. Sendo que, D. insularis e E. indica apresentaram maior supressão, quando comparado ao dicamba, em concentrações superiores a 5 e 0,5 ppm de 2,4-D, respectivamente. Por fim, D. aegyptius apresentou cerca de 30% de supressão no crescimento de parte aérea a partir de 1 ppm de 2,4-D (Tabela 11). 46 Tabela 11- Comprimento de parte aérea (%) de D. insularis, E. indica, I. grandifolia e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba D. insularis 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 101,1 aA 92,9 aA 1 94,0 aA 90,3 aA 5 48,7 bB 91,1 aA 10 38,3 bB 77,7 aA E. indica 0 100,0 aA 100,0 bcA 0,5 93,1 aB 150,5 aA 1 70,8 aB 137,2 abA 5 31,3 bB 133,4 abA 10 25,5 bB 93,5 cA I. grandifolia 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 118,8 aA 86,9 aB 1 115,7 aA 89,7 aB 5 45,1 bA 61,8 bA 10 42,4 bA 48,0 bA D. aegyptius 0 100,0 aA 100,0 abA 0,5 94,3 aA 85,4 cA 1 70,3 bB 90,2 bcA 5 52,4 cB 105,8 abA 10 52,7 cA 54,5 dA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. 47 Concentrações superiores a 0,5 e 5 ppm suprimiu em mais de 10% o crescimento de parte área de U. decumbens e A. hybridus, sendo que, ambas as espécies apresentaram maior suscetibilidade ao dicamba (Tabela 12). Tabela 12- Comprimento de parte aérea (%) de U. decumbens e A. hybridus em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) U. decumbens A. hybridus 0,0 100,0 a 100,0 a 0,5 90,7 b 96,3 a 1,0 88,8 b 95,7 a 5,0 63,2 c 75,7 b 10,0 52,9 d 74,8 b 2,4-D 81,9 A 94,1 A Dicamba 76,3 B 82,9 B Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se a comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. Todas as espécies apresentaram significativa supressão no comprimento de raízes (Tabela 13). Concentrações acima de 0,5 ppm de ambos os herbicidas ocasionaram supressão superior a cerca de 30%, exceto, em E. indica e D. aegyptius, na presença de dicamba. Sendo que, A. hybridus e D. aegyptius apresentaram maior sensibilidade ao 2,4-D. 48 Tabela 13- Comprimento de raízes (%) de U. decumbens, D. insularis, E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 7 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba U. decumbens 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 51,3 bA 36,2 bB 1 23,2 cA 23,3 cA 5 8,6 dA 3,4 dA 10 3,3 dA 3,0 dA D. insularis 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 8,6 bB 33,4 bA 1 12,7 bA 20,6 cA 5 0,0 cA 4,2 dA 10 0,0 cA 1,9 dA E. indica 0 100,0 aA 100,0 bA 0,5 21,7 bB 187,0 aA 1 30,4 bA 64,8 bcA 5 1,8 bA 14,9 cA 10 10,8 bA 7,9 cA A. hybridus 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 21,1 bB 73,8 bA 1 18,3 bB 69,4 bA 5 17,4 bB 38,4 cA 10 13,5 bB 37,8 cA I. grandifolia 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 37,2 bB 47,4 bA 1 30,4 bB 48,5 bA 5 21,2 cA 19,5 cA 10 21,9 cA 15,3 cA D. aegyptius 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 60,4 bB 103,4 aA 1 44,0 cB 81,6 bA 5 21,9 dB 38,7 cA 10 23,4 dA 26,2 cA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. 49 U. decumbens e A. hybridus apresentaram estímulo de cerca de 24% e 60% na germinação aos 14 DAS em concentrações superiores a 5 e 10 ppm de dicamba, respectivamente (Tabela 14). No entanto, D. insularis e E. indica, apresentaram redução de cerca de 40 e 35% na germinação em concentrações superiores a 5 e 10 ppm (Tabela 15). Tabela 14- Germinação (%) de U. decumbens e A. hybridus em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba U. decumbens 0 100,0 aA 100,0 bA 0,5 102,6 aA 99,4 bA 1 97,4 aB 116,6 abA 5 100,0 aB 123,9 aA 10 84,8 aB 122,7 aA A. hybridus 0 100,0 aA 100,0 bcA 0,5 96,6 aA 87,0 cA 1 92,4 aB 138,4 abA 5 93,6 aA 126,1 abcA 10 77,7 aB 157,2 aA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Tabela 15- Germinação (%) de D. insularis, E. indica, I. grandifolia, D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) D. insularis E . indica I. grandifolia D. aegyptius 0,0 100,0 a 100,0 a 100,0 a 100,0 a 0,5 89,7 a 112,3 a 93,9 a 109,2 a 1,0 88,6 a 102,2 a 115,0 a 114,6 a 5,0 59,5 b 98,4 a 100,5 a 113,1 a 10,0 42,1 b 65,6 b 94,0 a 109,5 a 2,4-D 72,2 A 100,0 A 110,4 A 105,0 A Dicamba 79,8 A 91,4 A 91,0 A 113,5 A Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se a comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. 50 A. hybridus teve maiores porcentagens de plântulas deformadas na concentração de 10 ppm de 2,4-D (Tabela 16). Em decorrência da sensibilidade da espécie ao 2,4-D houve morte das plântulas o que contribui para aumento na variável analisada. Tabela 16- Plântulas deformadas (%) de A. hybridus em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba A. hybridus 0 3,4 bA 0,0 aA 0,5 0,0 bA 0,0 aA 1 7,5 bA 1,0 aA 5 6,1 bA 1,1 aA 10 21,8 aA 0,0 aB Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. As concentrações dos herbicidas afetaram variavelmente I. grandifolia, entretanto, 10 ppm aumentou em quase 2 vezes a porcentagem de plântulas deformadas, ou, mortas neste caso. Sendo que, a espécie de D. aegyptius apresentou em geral maior sensibilidade ao herbicida 2,4-D (Tabela 17). Não houve diferença estatística entre as concentrações para U. decumbens, no entanto, quando analisadas apenas as médias, as concentrações acima de 5 ppm aumentou em mais de 6 vezes a mortalidade de plântulas. Fato este, que pode ter sido em decorrência da alta variabilidade na variável demonstrado pelo CV superior a 256% (Apêndice B). 51 Tabela 17- Plântulas deformadas (%) de U. decumbens, D. insularis, E. indica, I. grandifolia, D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4- D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) U. decumbens D. insularis E. indica I. grandifolia D. aegyptius 0,0 0,2 a 0,0 0,0 a 26,6 a 23,9 a 0,5 0,7 a 0,0 0,0 a 66,7 a 12,0 a 1,0 0,8 a 0,0 0,0 a 21,5 a 24,3 a 5,0 1,6 a 0,0 0,5 a 38,9 a 2,9 a 10,0 1,2 a 0,0 0,0 a 47,8 a 4,1 a 2,4-D 1,0 A 0,0 0,0 A 42,3 A 24,9 A Dicamba 0,7 A 0,0 0,2 A 38,2 A 2,0 B Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se à comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. A. hybridus e D. aegyptius apresentaram uma supressão no comprimento de parte aérea a partir de 0,5 ppm de 2,4-D em cerca de 10 e 33%, respectivamente. Entre 0,5 e 1 ppm, no entanto, D. aegyptius demonstrou-se cerca de 15% mais sensível ao 2,4-D (Tabela 18). Tabela 18- Comprimento de parte aérea (%) de A. hybridus e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba A. hybridus 0,0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 90,5 bA 93,6 abA 1,0 84,3 bA 89,4 bA 5,0 83,9 bA 69,8 cB 10,0 73,3 cA 79,3 dA D. aegyptius 0,0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 67,5 bB 100,9 aA 1,0 59,2 bcB 75,9 bA 5,0 47,5 cdA 58,2 cA 10,0 42,8 dA 39,1 dA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. 52 U. decumbens, D. insularis, E. indica e I. grandifolia apresentaram supressão de parte aérea em mais de 40% nas concentrações superiores a 5 ppm. Sendo que, na concentração de 0,5 ppm I. grandifolia já apresentou 16% de supressão no comprimento. Em geral o herbicida 2,4-D suprimiu o crescimento de parte aérea de D. insularis e E. indica (Tabela 19). Tabela 19- Comprimento de parte aérea (%) de U. decumbens, D. insularis, E. indica e I. grandifolia em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) U. decumbens D. insularis E. indica I. grandifolia 0,0 100,0 a 100,0 a 100,0 a 100,0 a 0,5 90,9 a 90,6 a 95,0 a 83,6 b 1,0 89,6 a 89,4 a 102,0 a 83,4 b 5,0 57,7 b 57,7 b 51,7 b 49,2 c 10,0 52,8 b 50,9 b 54,6 b 44,0 c 2,4-D 77,3 A 66,4 B 68,9 B 72,6 A Dicamba 79,1 A 89,1 A 92,9 A 72,0 A Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se a comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. Os herbicidas 2,4-D e dicamba suprimiram o crescimento de raízes aos 14 DAS de A. hybridus e I. grandifolia em concentrações acima de 0,5 ppm (Tabela 20). Nestas espécies, a uma concentração de 0,5 ppm, o 2,4-D resultou em uma redução de cerca de 20% e 30% superior em relação ao dicamba. E. indica e D. aegyptius exibiram uma supressão significativamente maior das raízes em concentrações acima de 0,5 ppm para o 2,4-D e 5 ppm para o dicamba (Tabela 20). Neste caso, a supressão no comprimento promovida pelo 2,4-D foi de 85 e 46% e pelo dicamba em cerca de 95 e 61% em E. indica e D. aegyptius, respectivamente. 53 Tabela 20- Comprimento de raízes (%) de E. indica, A. hybridus, I. grandifolia e D. aegyptius em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentração (ppm) 2,4-D Dicamba E. indica 0 100,0 aA 100,0 abA 0,5 15,2 bB 156,9 abA 1 15,7 bA 50,8 bcA 5 3,9 bA 5,3 cA 10 2,8 bA 4,8 cA A. hybridus 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 28,8 bB 59,5 bA 1 21,8 bcB 56,0 bA 5 17,2 cB 42,5 cA 10 16,4 cB 40,5 cA I. grandifolia 0 100,0 aA 100,0 aA 0,5 27,5 bcB 48,2 bA 1 22,8 bcB 45,9 bA 5 16,7 cdA 17,4 cA 10 14,2 dA 14,8 cA D. aegyptius 0 100,0 aA 100,0 abA 0,5 54,2 bB 110,5 aA 1 41,8 bcA 85,5 bA 5 28,8 cdA 38,5 cA 10 23,1 dA 28,0 cA Médias seguidas da mesma letra minúsculas na mesma coluna (concentrações) e maiúsculas na linha (herbicidas) não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Em U. decumbens e D. insularis a supressão de crescimento de mais de 50% foi observada em concentrações acima de 0,5 ppm (Tabela 21). Enquanto que, em geral o dicamba foi mais supressivo a espécie de U. decumbens. 54 Tabela 21- Comprimento de raízes (%) de U. decumbens e D. insularis em diferentes concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Concentação (ppm) U. decumbens D. insularis 0,0 100,0 a 100,0 a 0,5 49,4 b 22,9 b 1,0 24,2 c 7,6 c 5,0 6,6 d 2,2 cd 10,0 3,4 d 0,2 d 2,4-D 38,7 A 24,5 B Dicamba 34,7 B 28,7 A Médias seguidas da mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de LSD a 5% de probabilidade. Letras minúsculas e maiúsculas na coluna referem-se à comparação entre as concentrações e herbicidas, respectivamente. Neste estudo investigou se o efeito de doses crescentes de herbicidas na germinação e no crescimento de plântulas de espécies mono e dicotiledôneas. Auxinas sintéticas apresentam efeito dependente da dose e sensibilidade do tecido na qual é exposto, e, a espécie (Grossmann, 2010b; Pazmiño; Romero-Puertas; Sandalio, 2012). Foi possível observar efeitos significativos causados pelos herbicidas testados sobre a germinação e o crescimento das plântulas, com variações entre as diferentes espécies, tempos de avaliação e concentrações dos herbicidas 2,4-D e dicamba. Os efeitos dos herbicidas auxínicos na germinação de sementes mostraram-se variáveis conforme a espécie, resultando tanto em estímulo quanto em supressão da germinação ao longo das avaliações. U. decumbens e D. insularis apresentaram estímulo a germinação aos 7 DAS na presença de dicamba, no entanto, D. insularis apresentou supressão em concentrações superiores a 5 ppm de 2,4-D. Enquanto, que D. aegyptius também manteve alta germinação ao longos das avaliações, no entanto, com aumento da mortalidade de plântulas. Efeito supressor evidente foi observado nas espécies de E. indica em doses superiores a 5 ppm dos herbicidas. A resposta das espécies a auxina envolvem diferentes mecanismos, como absorção e metabolismo dos herbicidas auxínicos (Chang; Vanden Born, 1971; Hagin; Linscott; Dawson, 1970; Morton; Robinson; Meyer, 1967), alterações na transcrição de genes responsivos a auxinas (Hagen; Guilfoyle, 2002; Hanson; Slife, 1969) e interação 55 com outros reguladores de crescimento como etileno e ABA (Argueso; Hansen; Kieber, 2007; Grossmann, 2010b; Kraft et al., 2007; Sunohara; Matsumoto, 2004). Enquanto as auxinas naturais são prontamente inativadas por meio de processos de conjugação e degradação, as auxinas sintéticas, como o 2,4-D, mantêm sua atividade ao longo do tempo, mostrando-se mais eficazes e letais (Ljung et al., 2002). Além disso, a germinação e dormência de sementes em resposta a auxina envolve mecanismos principalmente regulados pelo ABA (Matthes et al. 2019) onde a inibição da germinação de sementes mediada por ABA requer o transporte e sinalização de auxinas. Por outro lado, a superprodução de auxina resulta em hipersensibilidade ao ABA (Robert et al. 2018; Swarup et al. 2019), o que pode levar a uma potencialização dos efeitos inibitórios do ABA. A revisão de Matilla, (2020) aborda estudos que demonstram quando os níveis de auxina estão baixos, a transcrição responsiva à auxina é reprimida e a dormência das sementes não pode ser mantida. Em contraste, quando os níveis de auxina são altos, fatores responsivos as auxinas são liberadas e a transcrição resulta na dormência das sementes. Já Shuai et al., (2017) destacou que a auxina exógena aplicada a sementes de soja reduziu a germinação de sementes de soja devido à redução da relação entre giberelina e ácido abscísico (GA/ABA), estimulando a biossíntese de ABA e reprimindo a biossíntese de GA. Para U. decumbens e D. insularis a exposição das sementes as auxinas sintéticas podem ter afetado o balanço de GA/ABA passando de um estado dormente ou não, para estimulo a germinação. Enquanto que as demais, apresentaram mais sensíveis ao aumento nos níveis de auxina levando a redução na germinação. Outros sinais endógenos e ambientais também podem estar envolvidos no conteúdo e a distribuição de auxinas, influenciando assim o desenvolvimento das plantas. A auxina também é reconhecida pelos efeitos contrastantes no desenvolvimento da parte aérea e da raiz, por sua aparente participação na regulação do crescimento e desenvolvimento da maioria das plantas, bem como em respostas de desenvolvimento (Weijers; Wagner, 2016 apud Emenecker; Strader, 2020). Além disso, as vias de sinalização do ABA e da auxina interagem na regulação de várias respostas de 56 crescimento e estresse (Rowe et al. 2016 apud Emenecker; Strader, 2020) e promovem o crescimento celular na parte aérea, enquanto inibe nas raízes. O estímulo contínuo do metabolismo vegetal em decorrência das auxinas sintéticas, promove síntese de ácidos nucleicos e proteínas resultando em distorções no crescimento devido à divisão e expansão celular. Essas anomalias podem ser observadas em tecidos adicionais, em momentos e posições inadequados, levando ao inchaço e epinastia. Simultaneamente, observa-se uma transição nas células meristemáticas e cambiais, com o início de divisão e diferenciação celular transitórias. Esses tecidos passam a mobilizar as reservas de carboidratos e proteínas dos tecidos funcionais, enquanto os produtos metabólicos são translocados, resultando em senescência (Van Overbeek, 1964; Cobb, 1992). Por outro lado, a inibição do crescimento e a morte celular são sugeridas por um mecanismo de ação mais específico, evidenciado pela seletividade das espécies em relação aos herbicidas à base de auxinas, juntamente com sua rápida atividade e, em alguns casos, estereosseletividade, como no caso do enantiômero (+)-D do herbicida diclorprop-P, que demonstra eficácia mesmo em baixas concentrações de aplicação (Grossmann, 2003). Neste estudo, foram observados nas plântulas menor crescimento de raízes, plantas amarelecidas, intumescimento de raízes, folhas retorcidas e atrofia, como os principais sintomas de 2,4-D e dicamba. Em monocotiledôneas, foi observado anel coronar mais alongado, menor crescimento, folhas estreitas e pontiagudas, intumescimento no colo e, arroxeamento, com sintomas mais evidentes aos 14 DAS e à medida que as concentrações eram aumentadas (Figura 5). Em dicotiledôneas, sintomas semelhantes foram observados, tais como, intumescimento próximo a região do colo, redução no comprimento, atrofia e necrose de raízes, menor crescimento e atrofia de parte aérea (Figura 6). 57 Figura 5- Sintomas em plântulas de espécies monocotiledôneas U. decumbens (A, D), D. insularis (B, E) e E. indica (C, F) em aplicações de dicamba e 2,4-D aos 14 DAS Herbicida (A) (B) (C) 2,4-D (D) (E) (F) Dicamba Fonte: Ivana Santos Moisinho (2022) 58 Figura 6- Sintomas em plântulas de espécies dicotiledôneas A. hybridus (A, D), I. grandifolia (B, E) e D. aegyptius (C, F) em aplicações de 2,4-D e dicamba aos 14 DAS Herbicida (A) (B) (C) 2,4-D (D) (E) (F) Dicamba Fonte: Ivana Santos Moisinho (2022) O crescimento das raízes foi mais afetado pelos herbicidas comparados ao crescimento da parte aérea. U. decumbens, D. insularis e E. indica apresentaram crescimento de parte aérea aos 14 DAS, bem como A. hybridus e, I. grandifolia. Considerando 2,4-D, os cloroplastos são os principais destinos desse herbicida. É esperado que ao passar das avaliações haja incremento nas variáveis analisadas, uma vez que, o metabolismo ainda permanece ativo. No entanto, a proporção em que as partes crescem e se desenvolvem é limitada advindo das consequências da concentração excessiva de auxinas sintéticas. 59 Em baixas concentrações a assimilação de carbono e reações fotoquímicas são estimuladas, e consequente estímulo ao crescimento. Ao contrário, em altas concentrações a sua presença é inibitória (Tresch; Grossmann, 2003), e consequências nas reações de Hill, bloqueio do transporte de elétrons, redução no conteúdo de clorofila e aumento no conteúdo de xantofilas induz a senescência (Grossmann, 2003; Kraft et al., 2007). Pouco efeito na supressão de parte aérea também foi documentado por Halifax e Scifres (1972) nas espécies gramíneas de Panicum obtusum, Panicum virgatum e Bouteloua curtipendula em uma concentração até 63 ppb e redução no crescimento de raízes a partir de 500 ppb de dicamba Já Koo, Neal e Ditomaso, (1997) verificou que quinclorac em Echinochloa crus-galli e Digitaria ischaemum inibiu completamente a elongação de raízes a uma concentração de 10µM. O alongamento da raiz depende de uma combinação de divisão celular e alongamento celular. Tanto a auxina quanto o ABA desempenham papéis essenciais na regulação do alongamento da raiz. Altos níveis de auxina exógena e ácido abscísico inibem o alongamento da raiz. Especificamente, a interrupção do transporte de auxina (aux1 ou pin2) ou sinalização de auxina (tir1, ibr5, axr1 e mutantes Aux/IAA de ganho de função) resulta em resistência ao ABA no alongamento da raiz primária (Thole et al. 2014; Rinaldi et al. 2012 apud Emenecker; Strader, 2020). Estudos reiteram que altos níveis de auxinas e ácido abscísico exógena inibem a elongação das raízes (Thole et al. 2014 apud emenecker; Strader, 2020). A inibição mediada pelo ABA do alongamento da raiz primária requer claramente transporte e sinalização de auxina intactos. Por outro lado, a inibição do alongamento radicular mediada pela auxina não requer sinalização ABA intacta (Li et al. 2017 apud Emenecker; Strader, 2020). Os herbicidas 2,4-D e dicamba demonstraram algum efeito estimulante a germinação e fortemente supressor no crescimento de raízes. Durante o processo de germinação, as sementes ativam mecanismos bioquímicos que resultam na emergência da parte aérea da planta. No entanto, o crescimento inicial e posterior desenvolvimento é essencial a presença de um sistema radicular funcional. As raízes desempenham papéis na absorção de água e nutrientes do solo, fornece suporte físico e permite a 60 interação com microrganismos no solo. Portanto, embora a germinação e o desenvolvimento da parte aérea não tenham sido drasticamente afetados, na ausência de sistema radicular a plântula se torna incapaz de absorver os recursos necessários resultando em uma limitação significativa seu crescimento e metabolismo. 61 4.2 Experimento II- Sorção e disponibilidade de herbicidas auxínicos em solos com características distintas Aminopyralid e o 2,4-D foram os herbicidas com maior disponibilidade no solo, enquanto o triclopyr foi mais sorvido e, consequentemente, menos disponível (Tabela 22). O picloram apresentou comportamento intermediário, variando consideravelmente dependendo do solo testado. Comportamento interessante foi observado para o 2,4-D, que mostrou maiores coeficientes de sorção e, ainda assim, maior disponibilidade em comparação ao picloram. Os valores médios do picloram foram de 7,5 e 17,3, enquanto os do 2,4-D foram de 31 e 39, resultando em uma disponibilidade de cerca de 14% e 18%, respectivamente (Tabela 22). Tabela 22- Sorção de picloram, triclopyr, aminopyralid e 2,4-D em solos com características distintas Parâmetros* Kd Koc Disponibilidade (%) Picloram Mínimo 0,44 ± 0,08 0,89 ± 0,08 0,57 ± 0,17 Média 7,53 ± 4,73 17,34 ± 3,36 14,12 ± 1,22 Máximo 61,77 ± 70,03 91,77 ± 34,22 37,60 ± 3,52 Triclopyr Mínimo 0,53 ± 0,06 1,21 ± 0,12 0,11 ± 0,06 Média 67,74 ± 93,82 120,25 ± 49,95 8,51 ± 0,78 Máximo 1610,80 ± 1735,42 1809,72 ± 848,05 31,81 ± 2,77 Aminopyralid Mínimo 0,29 ± 0,02 0,64 ± 0,03 1,40 ± 0,33 Média 4,73 ± 1,01 7,86 ± 1,01 20,36 ± 1,12 Máximo 37,71 ± 13,79 33,74 ± 7,64 48,16 ± 4,80 2,4-D Mínimo 0,19 ± 0,02 0,43 ± 0,06 0,31 ± 0,11 Média 31,06 ± 16,30 38,74 ± 12,00 17,89 ± 1,94 Máximo 445,78 ± 258,42 369,42 ± 126,28 63,47 ± 14,62 *Coeficientes mínimos, médios e máximos de sorção em solos distintos seguidos do erro padrão. Kd: coeficiente de sorção, Koc