Metabolismo microbiano de isolados de solos cultivados com cana-de-açúcar na presença de tebuthiuron - Lima, Edivaldo Wilson de [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020)
A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), devido a sua produção em larga escala, necessita da aplicação de produtos químicos para o controle de plantas daninhas. Assim, é comum o uso de herbicidas principalmente pela sua eficiência e baixo custo. Neste sentido, o tebuthiuron é um dos herbicidas mais usados no cultivo da cana-de-açúcar no país. Embora os pesticidas possam ter um efeito benéfico sobre a produtividade agrícola, deve-se considerar o risco potencial desses compostos químicos no ambiente, o que tem despertado o interesse científico para sua degradação e seu comportamento ambiental junto aos compostos relacionados. Em vista dos efeitos adversos da sua utilização, como toxicidade para espécies não-alvo e produção de compostos intermediários no ambiente, ele tem chamado a atenção para melhor compreensão da persistência no ambiente e no desenvolvimento de métodos eficientes de descontaminação. Logo, o presente trabalho propôs compreender a ação de isolados microbianos de dois sistemas de cultivos na biodegradação do herbicida tebuthiuron. Primeiramente, foram isoladas linhagens potencialmente biodegradadoras de tebuthiuron a partir de amostras de solo em área cultivada com cana-de-açúcar em sistema convencional (ICV) e de cultivo mínimo (ICM). Assim, ensaios respirométricos foram conduzidos com solo associado a três doses do herbicida (ausência, 0,5T e 1,0T) e a quatro inóculos microbianos (ausência, ICM, ICV e ICM-ICV). O experimento foi conduzido por 91 dias, sendo os resultados analisados estatisticamente e elaborados modelos matemáticos da cinética do metabolismo microbiano. Os resultados revelaram que as linhagens bioprospectadas foram capazes de degradar a molécula de tebuthiuron no solo. Na presença da maior concentração do herbicida, houve uma maior atividade microbiana na produção de CO2. Os tratamentos que utilizaram os inóculos consorciados (ICV-ICM) apresentaram uma maior taxa respiratória quando presente a dose do herbicida recomendada no produto comercial. Além disso, o estudo cinético evidenciou o maior potencial de metabolismo do tebuthiuron pelos inóculos bioprospectados em solo de sistema convencional de cultivo de cana-de-açúcar com histórico de aplicação de tebuthiuron. Vale ressaltar que as curvas de respiração microbiana ao longo do tempo ajustaram-se ao modelo de Gompertz que estimou a cinética de biodegradação do tebuthiuron sob ação dos diferentes inóculos microbianos. Neste sentido, o estudo destaca-se como o pioneiro na demonstração de modelos matemáticos adaptados à cinética de degradação microbiana do tebuthiuron.

Sugarcane (Saccharum spp.) large-scale production requires the application of chemicals to control weeds. Thus, it is common to use herbicides mainly for their efficiency and low cost. Tebuthiuron is one of the most widely used herbicides in sugarcane crops in Brazil. Although pesticides can have a beneficial effect on agricultural productivity, the potential risk of chemical components in the environment must be considered, which has aroused scientific interest for their degradation and environmental behavior with related compounds. About these adverse effects such as toxicity to non-target species and intermediate compounds generation, it has drawn attention to a better understanding of persistence in environment and the development of efficient decontamination methods. Therefore, the present research proposed comprises microbials action from two cultivation systems in the biodegradation of tebuthiuron. Firstly, potentially biodegradable tebuthiuron strains were isolated from soil samples in an area cultivated with sugarcane in conventional (ICV) and no-tillage (ICM) systems. Thus, respirometric tests were conducted with soil associated with three herbicide doses (zero, 0.5T and 1.0T) and four microbial inocula (absent, ICM, ICV and ICM-ICV). Experiment was performed for 91 days and results were analyzed statistically and also used in a mathematical modelling. Results revealed that bioprospected strains were able to degrade the tebuthiuron molecule in soil. In the presence of the highest herbicide concentration, there was a greater microbial activity in CO2 production. Treatments that used the intercropped inoculants (ICV-ICM) presented a higher respiratory rate when present the recommended dose of the herbicide. Moreover, the kinetic study showed the greatest potential for metabolism of tebuthiuron by the bioprospecting inoculum in soil of sugarcane cultivation in conventional system with a history tebuthiuron application (ICV). Furthermore, microbial respiration curves over time adjusted to the Gompertz model that estimated the tebuthiuron biodegradation kinetics under the action of different microbial inoculums. Therefore, this study stands out as the pioneer in demonstrating mathematical models adapted to the tebuthiuron microbial degradation kinetics.
Microbial metabolism of isolates from soil cultivated with sugarcane in the presence of tebuthiuron
Keywords: Respirometria; Biodegradação; Bioprospecção; Herbicida; Modelagem matemática; Respirometry; Biodegradation; Bioprospecting.; Herbicide; Mathematical modeling