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Determinação da fluorescência e teor de clorofila na folha de

feijão-caupi submetida à aplicação do herbicida Bentazon

Bernardino Rafael Soares Dias2, Maria José Corrêa3, Claudio Adriano de

Jesus Nascimento4, Rafael Chaves Ribeiro4, Risley Christt Belfort

Nascimento4

(1) Trabalho executado com recursos da Fapema.

(2) Estudante de graduação em Agronomia; Universidade Estadual do Maranhão; São Luís – Maranhão; Rafinha-

dias12@hotmail.com.

(3)

Professor Dr. do Departamento de Química e Biologia; Universidade Estadual do Maranhão; mcorrea@hotmail.com.

(4) Estudante de graduação em Agronomia; Universidade Estadual do Maranhão; adriano_c2@live.com;

rafaelcribeiro@hotmail.com; risleychris@hotmail.com.

RESUMO: O feijão caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] é um alimento básico, principalmente das regiões norte e nordeste do Brasil. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do herbicida Bentazon, sobre a cultura do feijão-caupi, analisando o teor relativo de clorofila e a razão fluorescência da clorofila encontrada nas folhas da cultura. O experimento foi implantado durante o ano agrícola (2015/2016) em área experimental da Fazenda Escola da Universidade Estadual do Maranhão, no município de São Luis. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos constaram da aplicação do herbicida em diferentes doses: Bentazon (0,6 L ha-1; 1,2 L ha-1 e 1,8 L ha-1 ). Além disso, foram mantidas duas testemunhas (capinada e infestada com plantas daninhas) sem aplicação de herbicidas. O herbicida foi aplicado em pós-emergência, quando as plantas de feijão, apresentavam a segunda folha trifoliolada completamente expandida. Para determinação da fluorescência da clorofila (Fv/Fm) e teor relativo de clorofila foram realizadas medições no folíolo central do trifólio aos 3; 8; 14; 22; 29; 36 e 43 dias após a aplicação (DAA) do herbicida. O teor relativo de clorofila em folhas de feijão-caupi, apresentou diferenças significativas nas três primeiras avaliações, quando comparado as testemunha capinada e mantida infestada com plantas daninhas. O bentazon é um herbicida seletivo para a cultura do feijão-caupi, porém quando aplicado nas doses de 1,2 L ha-1 e 1,8 L ha-1 causou diminuição no teor de clorofila, assim como na razão fluorescência da clorofila, devido intoxicação.

Termos de indexação: Controle químico; Plantas daninhas, Vigna unguiculata.

INTRODUÇÃO O feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp] é um alimento básico das populações rurais e urbanas, especialmente nas regiões Norte e Nordeste e demais regiões de clima semiárido. Atualmente, seu cultivo expande-se, de maneira significativa, também, nas regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil (FREIRE FILHO et al., 2011).

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O conhecimento da fisiologia das plantas e dos grupos aos quais pertencem os herbicidas é fundamental para o sucesso do controle químico das plantas daninhas. Geralmente, os herbicidas inibem a atividade de uma enzima/proteína na célula e, como consequência, desencadeiam uma série de eventos que matam ou inibem o desenvolvimento da célula e do organismo (MELHORANÇA; PEREIRA, 2000). Nesse contexto, a fotossíntese ocupa uma posição central na biossíntese de plantas, fornecendo uma ligação entre o metabolismo interno da planta e o ambiente externo. A eficiência fotossintética máxima (ou rendimento quântico máximo do PS II) das plantas é dada pela razão Fv/Fm, em que Fm é a fluorescência máxima e Fv é a fluorescência variável, sendo esta obtida através da equação (Fm – Fo), em que Fo representa a fluorescência inicial, correspondente à fração da energia absorvida pelo complexo-antena e não transmitida, ou seja, não absorvida pelos pigmentos fotossintéticos (RASCHER et al., 2000). Entre os herbicidas de pós-emergência utilizados para o controle de plantas daninhas, na cultura do feijão-caupi, se encontra o Bentazon, que pode causar um efeito localizado e não sistêmico, pois interfere na fotossíntese, nas áreas das folhas submetidas ao tratamento. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da aplicação e a interferência do Bentazon em pós-emergência na atividade fotossintética do feijão caupi.

MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi implantando durante o ano agrícola (2015/2016) em área experimental da Fazenda Escola da Universidade Estadual do Maranhão, no município de São Luís situada a 2°31´ de latitude S e 44°16´ de longitude W Gr. O solo da área experimental é descrito como Argissolo Vermelho Amarelo arênico distrófico, textura variando de arenosa a areia franca (EMBRAPA, 1999). O preparo do solo foi realizado no sistema convencional com grade aradora e niveladora. A adubação de plantio foi realizado com base na análise química do solo, utilizando-se 50 Kg/ha de sulfato de amônio, 50 Kg/ha de superfosfato simples e 69 Kg/ha de cloreto de potássio, e a adubação de cobertura, realizada 30 dias após a emergência (DAE) da cultura, com a utilização de 91 Kg/ha de ureia. A cultivar de feijão-caupi utilizada foi a BRS Guariba, adaptada às condições locais. A semeadura foi realizada manualmente, depositando-se três sementes por cova no espaçamento 0,50 m x 0,25m. O experimento foi conduzido no delineamento experimental em blocos ao acaso, com 5 tratamentos e quatro repetições, sendo: T1 - Bentazon (0,6 L); T2 - Bentazon (1,2L); T3- Bentazon (1,8L); T4 -Testemunha capinada; T5 – Testemunha infestada com plantas daninhas. Bentazon foi aplicado quando as plantas de feijão encontravam-se com a segunda folha trifoliolada completamente expandida. Foi utilizado pulverizador costa, à pressa constante (mantida pelo CO2 comprimido), munido de barra com quatro pontas de pulverização tipo jato plano “Teejet” XR 110.02, distanciadas de 0,5 m com consumo de calda equivalente a 200L ha-1. Para determinação da fluorescência da clorofila (Fv/Fm) e teor relativo de clorofila foram realizadas medições no folíolo central do trifólio aos 3; 8; 14; 22; 29; 36 e 43 dias após a aplicação (DAA) do herbicida. As medições de fluorescência foram realizadas por meio da utilização de um fluorômetro portátil (PEA – Hansatech) em que a folha foi pré-adaptada ao escuro, com a utilização de pinças, por 30 minutos antes das determinações de fluorescência. O teor relativo de clorofila foi estimado por meio do medidor portátil de clorofilas (MPC) (SPAD 502, Minolta), demostrado na figura 1.

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Figura 1. A - Medidor portátil de clorofila (SPAD 502); B - fluorômetro portátil (PEA). São Luís – MA.

2015.

RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores médios correspondentes às leituras do medidor portátil de clorofila (SPAD 502) são mostrados na Tabela 1. Pode-se observar que dos 3 aos 14 DAA, os tratamentos T1 (bentazon na dose 0,6 L), T2 (bentazon na dose 1,2 L) e T3 (bentazon na dose 1,8 L) apresentaram diferença significativa quando comparado à testemunha capinada e mantida infestada com plantas daninhas. O estresse ocasionado nas folhas de feijão-caupi pela aplicação do bentazon pode ser detectado pela degradação da clorofila na folha, na primeira avaliação, sendo que nas avaliações subsequentes a planta se recuperou do estresse ocasionado pelo herbicida.

Tabela 1. Média do teor relativo de clorofila em folhas de feijão-caupi em relação aos dias após a

aplicação (DAA) de herbicidas. São Luís - MA, 2015.

TRATAMENTOS TEOR RELATIVO DE CLOROFILA

3 DAA 8 DAA 14 DAA 22 DAA 29 DAA 36 DAA 43 DAA

T1 29,55b 35,50c 48,10b 42,20a 53,70a 50,05a 44,05a

T2 31,35b 42,76b 45,96b 48,10a 44,97a 48,17a 34,62a

T3 30,16b 32,86c 45,32b 50,45a 46,00a 47,50a 33,20a

T4 43,66a 56,02a 57,60a 52,07a 41,57a 48,15a 43,25a

T5 37,63a 56,66a 56,40a 51,47a 43,47a 46,60a 50,32a

CV 8,96 6,92 5,08 11,48 29,29 20,54 19,24

T1 - Bentazon (0,6 L); T2 - Bentazon (1,2 L); T3- Bentazon (1,8 L); T4 – Testemunha capinada; T5 –

Testemunha infestada com plantas daninhas. Médias seguidas de mesma letra, na coluna, não

diferem entre si pelo teste de Scott Knott a 5%.

Esses resultados sugerem que o bentazon ocasionou o bloqueio do transporte de elétrons de QA para QB no fotossistema II. Isto interrompe a fixação de CO2 e a produção de ATP e NADPH2, os quais são elementos essenciais para a realização da fotossíntese pelo vegetal e, consequentemente, para o crescimento das plantas. Segundo Bartels (1985), a peroxidação dos lipídeos é autocatalítica e se espalha para outros lipídeos constituintes de membranas, como as do cloroplasto e de outras estruturas celulares. Estas reações acabam por promover a destruição das membranas e a perda de

A B

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clorofila, resultando no aumento de tamanho e da desorganização dos tilacóides e de outras membranas celulares. Além do bloqueio do FSII, o herbicida bentazon mata as células vegetais por desencadear efeitos secundários em diversas vias metabólicas. Com o bloqueio do FSII, há um aumento no coeficiente de extinção não fotoquímico da energia de excitação que chega ao FSII (qN e NPQ) e a formação de moléculas de clorofila em seus estados energizados (*Cla1 e *Cla3), bem como a formação de radicais superóxido (1O2) (SCHÖDEl et al., 1999; MÜLLER et al., 2001; ASADA, 2006). Tanto as moléculas de clorofila excitadas como os radicais superóxido causam danos oxidativos às proteínas e membranas do cloroplasto, podendo levar à morte da célula (DEMMIG et al., 1987). Em relação à eficiência quântica máxima do fotossistema II (razão FV/FM) foram encontradas diferenças significativas aos 3; 8 e 22 dias após a aplicação (DAA) do bentazon. Aos 3 DAA, os tratamentos em que foram aplicados bentazon nas doses (1,2 L e 1,8 L) obtiveram médias de eficiência quântica máxima menores que a testemunha capinada (T4) e mantida infestada com plantas daninhas (T5) o que implica dizer que houve redução na quantidade de energia aproveitada pela planta para realização dos processos fotoquímicos, como fixação de CO2 e redução de NADPH. Aos 8 DAA, os tratamentos T1 (bentazon na dose 0,6 L), T2 (bentazon na dose 1,2 L), T3 (bentazon na dose 1,8 L) apresentaram diferença significativa dos tratamentos testemunhas.

Tabela 2. Média da razão fluorescência (FV/FM) em folhas de feijão-caupi em relação aos dias após

a aplicação (DAA) de herbicidas. São Luís - MA, 2015.

TRATAMENTOS FLUORESCÊNCIA (FV/FM)

3 DAA 8 DAA 14 DAA 22 DAA 29 DAA 36 DAA 43 DAA

T1 0,71 a 0,79 b 0,83 a 0,82 b 0,83 a 0,83 a 0,81 a

T2 0,36 b 0,77 b 0,83 a 0,84 a 0,83 a 0,77 a 0,75 a

T3 0,47 b 0,77 b 0,83 a 0,83 b 0,83 a 0,79 a 0,80 a

T4 0,79 a 0,83 a 0,84 a 0,84 a 0,82 a 0,73 a 0,77 a

T5 0,78 a 0,82 a 0,84 a 0,85 a 0,83 a 0,77 a 0,82 a

CV 18,20 3,96 1,69 1,07 1,96 13,11 4,96

T1 - Bentazon (0,6 L); T2 - Bentazon (1,2 L); T3- Bentazon (1,8 L); T4 - Fluazifop-p-butyl (0,5 L); T4 –

Testemunha capinada; T5 – Testemunha infestada com plantas daninhas. Médias seguidas de

mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Scott Knott a 5%.

A eficiência quântica máxima do PS II (Fv/Fm) pode variar de 0,75 a 0,85 em plantas não submetidas a estresses (MAXWELL; JOHNSON, 2000), sendo a redução desta razão um excelente indicador de efeito fotoinibitório quando as plantas estão submetidas ao estresse químico (ARAUS; HOGAN, 1994). Isso de fato ocorreu quando se utilizou o herbicida bentazon nas doses 1,2 L e 1,8 L aos 3 DAA, pois a razão Fv/Fm foi da ordem de 0,36 e 0,47 (Tabela 2), respectivamente, enquanto para os tratamentos testemunhas (T4 e T5) foram de 0,79 e 0,78, respectivamente. Isso implica dizer que o herbicida bentazon causou maiores danos ao aparelho fotossintético das plantas de feijão-caupi. Porém, dos 8 aos 43 DAA, a razão Fv/Fm voltou a subir, sugerindo que o herbicida bentazon tenha causado dano reversível ao aparelho fotossintético do feijão-caupi e que a planta tenha conseguido se recuperar sem sintomas aparentes.

CONCLUSÕES

A aplicação de Bentazon em pós-emergência ocasiona redução nos teores de clorofila, e na razão

Fv/Fm, causando maiores danos ao aparelho fotossintético das plantas de feijão-caupi.

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REFERÊNCIAS

a. Periódicos:

ARAUS, J. L.; HOGAN, K. P. Comparative leaf structure and patterns of photoinhibition of the neotropical palms. Scheelea zonensis and Socratea durissima growing in clearing and forest understory during the dry season in Panama. Am. J. Bot., v. 81, n. 6, p. 726-738, 1994.

ASADA, K. Production and scavenging of reactive oxygen species in chloroplasts and their functions. Plant Physiology. v. 141:391–396, 2006.

BARTELS, P.G., Efects of herbicides on chloroplast and cellular development. In: Duke, S.O. (Ed.), Weed Physiology. Boca Raton, EUA: CRC Press, v. II, p. 64 - 91, 1985.

DEMMIG, B.; WINTER, K.; KRUGER, A. E.; CZYGAN, F. Photoinhibition and zeaxanthin formation in intact leaves: a possible role of the xanthophyll cycle in the dissipation of excess light energy. Plant Physiology. v. 84:218-224, 1987.

EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 1999. 412p.

.FREIRE FILHO, F.R. et al. Produção, melhoramento genético e potencialidades do feijão-caupi no Brasil. IV Reunião Nacional de Biofortificação. Teresina, Piauí. 2011.

GEPLAN. Gerência de Planejamento e Desenvolvimento Econômico, Atlas do Maranhão. Laboratório

de Geoprocessamento- UEMA. São Luís, 2002. 32 p.

MAXWEEL, K.; JOHNSON, G. Chlorophyll fluorescence: a practical guide. Journal Experimental Botany,

Almsford, v.51, p.659-668, 2000.

MELHORANÇA, A.L.; PEREIRA, F.A.R. Eficiência do herbicida lactofen no controle de Euphorbia heterophylla resistente aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS). Revista Brasileira Herbicidas, Brasília, v.1, n.1, p.53-56, 2000.

MÜLLER, P.; LI, X. P. E NIYOGI, K. K. Non-Photochemical Quenching.A Response to Excess Light Energy.Plant Physiology. v. 125:1558–1566, 2001.

RASCHER, U.; LIEBIG, M.; LÜTTGE, U. Evaluation of instant light-responses curves of chlorophyll parameters obtained with a portable chlorophyll fluorometer on site in the field. Institute of Botany, Germany, p.1398, 2000.

SCHÖDEL, R.; IRRGANG, K. D.; VOIGT, J. E RENGER, G. 1999.Quenching of Chlorophyll Fluorescence by Triplets in Solubilized Light-Harvesting Complex II (LHCII). Biophysical Journal. v. 76:2238–2248.