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Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos não alvo
Profa. Dra. Virginia Damin/UFG
Goiânia-GO
Agosto 2018
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50% herbicidas
Uso de pesticidas no Brasil
FAOSTAT, 2011
Principais culturas com aplicação de herbicidas: soja, cana, algodão e milho(Andef, 2013).
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P
P
P
Lixiviação
P
P
P
P
P
Sorção
P
Biodegradação
Volatilização
P
PP
P
Destino de pesticidas no ambiente
Escoamento superficial
FotodegradaçãoP
P
Bioacumulação
Resíduo ligado - Sorção – dessorção - degradação
-Persistência-Lixiviação-Volatilização-Escoamento superficial-Bioacumulação
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Forma como o herbicida chega ao solo
Aplicação de herbicidas em áreasagrícolas
Pós-emergentes Pré-emergentes
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Ambiente
4. Discussão
Biota
MicroorganismosPlantas
Animais
Características
dos produtos
Classe
toxicológica
Propriedades
físico-
químicas
Modo de
ação
Fatores que afetam o comportamento de herbicidas no ambiente
Ar
Solo
Água
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4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambienteAr
Solo
Água
-
Ambiente
• Solo: pH, mineralogia, MO, CTC, % de argila
• Água: intensidade da chuva, presença de íons divalentes (água
dura)
• Ar: pressão de CO2
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
++
++
+
-- -
++
--- -- - -
- - ---- -- - -
- - ---- -- - -
- - ---- -- - -
- - -
Argilas: Vermiculita e esmectita
Argilas: Caulinita (-) e óxidos (+)
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4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambiente
-
Solo
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
++
++
+
-- -
++
--- -- - -
- - ---- -- - -
- - ---- -- - -
- - ---- -- - -
- - -
Argilas: Vermiculita e esmectita
Argilas: Caulinita (-) e óxidos (+)
500 a 800200 a 400Subs. Húmicas
100 a 8002 a 6 Óxidos de Fe e Al
600 a 800100 a 150Vermiculita
600 a 80080 a 150Montmorilonita
65 a 10010 a 40Ilita
7 a 303 a 15Caulinita
S. E. (m2 / g)CTC (cmolc /Kg)Constituinte do solo
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4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambiente
-
Solo
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
++
++
+
-- -
++
Argilas: Caulinita (-) e óxidos (+)
500 a 800200 a 400Subs. Húmicas
100 a 8002 a 6 Óxidos de Fe e Al
600 a 800100 a 150Vermiculita
600 a 80080 a 150Montmorilonita
65 a 10010 a 40Ilita
7 a 303 a 15Caulinita
S. E. (m2 / g)CTC (cmolc /Kg)Constituinte do solo
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
++
++
+
-- -
++
A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do
solo
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Características do produto
• Modo de ação: em que rotas metabólicas age?
• Propriedades físico-químicas: pka (carga negativa ou
positiva), não ionizável (sem carga), kow, koc, pressão de
vapor, hidrofobicidade, solubilidade em água
• Classe toxicologica
4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambiente
-
Glyphosate Nicosulfuron
K+
Íon potássio
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4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambiente
-
Glyphosate
Oxyfluorfen (Goal)K+, NO3-, H3PO4
-, Ca2+, H+
Íons
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
+++
+
+
-- -
++
++
+
-- -
++
++
+
-- -
++
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Biota
• Quais rotas metabólicas o organismo em questão
apresenta?
• Degrada o herbicida? Via catabólica (serve como fonte
de nutrientes e energia) ou co-metabólica (não serve
como fonte de nutrientes e energia)?
• O organismo alvo é resistente ou susceptível a uma
determinada molécula?
4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas
no ambiente
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Efeito de herbicidas em organismos não alvo
Para saber se um herbicida terá efeito em organismos não alvo duas perguntas devem ser feitas:
• O herbicida está disponível no sistema?• O organismo em questão tem a rota metabólica na qual
o herbicida age?
*
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Características
dos produtos
Ambiente
4. Discussão
Biota
*
Eficácia, impacto em
organismos não alvo,
persistência,
comportamento, destino no
ambiente, impacto em
processos bioquímicos
MicroorganismosPlantas
Animais
Classe
toxicológica
Propriedades
físico-
químicas
Modo de
ação
Fatores que afetam o comportamento de herbicidas no ambiente
Ar
Solo
Água
Biodisponibilidade
*
Se um herbicida é tóxico ou não
para um ser vivo depende
das rotas metabólicas do organismo em questão e do
modo de ação do produto
*
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LVAw
1x 2x 3x 4x
1/2x1/3x1/4x0x
1x 2x 3x 4x
1/2x1/3x1/4x0x
1x 2x 3x 4x
1/2x1/3x1/4x0x
1x 2x 3x 4x
1/2x1/3x1/4x0x
1x 2x 3x
1/2x1/3x1/4x0x
4x1x 2x 3x 4x
1/2x1/3x1/4x0x
Eficácia: Oxyfluorfen (Goal)- não iônico, alta afinidade com MO
RQAL
LVd
GMo RYbe
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Dra. Lara C. Pacheco
Eficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
C90=1005,83 g ia ha-1 C90=12,37 g ia ha-1
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Eficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
Solo % de argila
M.O.g kg-1
C90g ia ha-1
Diferença da dose recomendada(g ia ha-1)
Gasto por hectare (reais)
Gasto/10000 hectares (reais)
Latossolo Vermelho Distrófico
50 25 754,29 -685,71 -$471,43 -$4.714.312,5
Latossolo Vermelho ácrico
44 23 9,88 -1430,12 -$893,82 -$8.938.250,0
NeossoloQuartzarênico
9 9 632,68 -807,32 -$504,57 -$5.045.750,0
Neossolo Flúvico 11 29 3600,94 +2160 +$725,00 +$7.250.000,0
Gleissolo Melânico 33 32 1885,41 +445,41 +$278,38 +$2.783.800,0
Herbicida oxyfluorfen (Goal)- classe toxicológica II
Solos com teores semelhantes de argila e MO !!
A analise de correlação mostrou que a CTC pode ser utilizada para predição da dose
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4. DiscussãoEficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
Controle ¼ x
½ x 1 x 2 x 3 x 4 x1/3 x
Herbicida Isoxaflutole (Provence)
Mestranda Aline Barbosa
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4. Discussão
Cambissolo Háplico
X Data
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
% d
e re
duçã
o d
e m
assa
sec
a
0
20
40
60
80
100
Neossolo Quartzarênico
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0
20
40
60
80
100
Latossolo Vermelho
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
% d
e R
eduçã
o d
e m
assa
Sec
a
0
20
40
60
80
100
Nitossolo Vermelho
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0
20
40
60
80
100
Eficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
Herbicida Isoxaflutole (Provence)
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4. Discussão
Cambissolo Háplico
X Data
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
% d
e re
duçã
o d
e m
assa
sec
a
0
20
40
60
80
100
Neossolo Quartzarênico
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0
20
40
60
80
100
Latossolo Vermelho
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
% d
e R
eduçã
o d
e m
assa
Sec
a
0
20
40
60
80
100
Nitossolo Vermelho
Dose de Isoxaflutole (g ha-1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0
20
40
60
80
100
Eficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
![Page 20: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/20.jpg)
Eficácia: interação solo x molécula x espécie de planta
Herbicida Isoxaflutole (Provence)
• ¼ da dose recomendada atingiu o máximo de controle em todosos solos, não sendo possível avaliar com precisão se houvediferença entre os solos
• A dose recomendada custa 165 reais/ha, ¼ da dose custa 41,25,uma redução (somente com o custo do produto) de 123,75reais/ha. Considerando uma usina que aplica o produto em10000 hectares, isso representa economia de 1.237.500,00 reais
• Entretanto, o aumento do lucro com a redução da dose deve sermaior, visto que há menor potencial de fitotoxicidade a culturade interesse
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Efeito residual: interação solo x molécula x espécie de planta
Herbicida Diclosulam (Spider)
Solo Efeito residual (80% de controle)
Potencial fitotóxico(30% de controle)
Latossolo Vermelho Distrófico 28,2 82,5 dias
Latossolo Vermelho ácrico 14,0 <20 dias
Neossolo Quartzarênico 30,1 195 dias
Neossolo Flúvico 46,2 493 dias
Gleissolo Melânico 0,0 <10 dias
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Efeito residual: interação solo x molécula x espécie de planta
Herbicida Diclosulam (Spider)
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Impacto em organismos não alvo: interação solo x molécula x microorganismo
Analise metagenômica - bactéria
Doutorando Marco Aurélio Pessoa de Souza
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Características
dos produtos
Ambiente
4. Discussão
Biota
*
Eficácia, impacto em
organismos não alvo,
persistência,
comportamento, destino no
ambiente, impacto em
processos bioquímicos
MicroorganismosPlantas
Animais
Classe
toxicológica
Propriedades
físico-
químicas
Modo de
ação
Fatores que afetam o comportamento de herbicidas no ambiente
Ar
Solo
Água
Biodisponibilidade
*
Se um herbicida é tóxico ou não
para um ser vivo depende
das rotas metabólicas do organismo em questão e do
modo de ação do produto
*
![Page 25: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/25.jpg)
4. DiscussãoPorque é tão difícil encontrar estudos sobre o
impacto e a eficácia de pesticidas que considerem esse sistema complexo?
Entendendo um pouco a base filosófica da ciência:
• Bacon: “o pai da filosofia experimental”
• Descartes: defendia que o conhecimento deveria ser fragmentado para que possa ser estudado e compreendido de forma completa (reducionismo).
• O conceito de Fertilidade do Solo como sendo a capacidade do solo de fornecer nutrientes as plantas em quantidades adequadas, que é apresentado nos livros e ensinado nas Universidades, baseia-se no pensamento reducionista
• A primeira mudança deve ser conceitual
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Os herbicidas podem afetar a fertilidade do solo ?
Vamos olhar como os herbicidas afetam os processosdo ciclo do N, que são em grande parte biológicos ....
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Damin e Silva, (2016)Figura. Dinâmica do nitrogênio no sistema solo-planta.
Disponibilidade de N nos agroecossistemas
-N proveniente da
fixação biológica
-N proveniente da
fertilização
-N proveniente da
água da chuva
N mineralizadoN imobilizado
- N extraído pelas culturas
- perdas gasosas de N
- N perdido por lixiviação
N disponível = cinza - preto
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Depende:
Saídas de N do sistema sol- planta
Entradas de N no sistema solo-planta
Sincronismo entre o
fornecimento do nitrogênio e a
época de maior exigência pelas
culturas
Disponibilidade de N nos agroecossistemas
95% do N está no solo na forma
orgânica
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Depende:
Saídas de N do sistema solo planta
Entradas de N no sistema solo planta
Sincronismo entre o
fornecimento do nitrogênio e a
época de maior exigência pelas
culturas
Disponibilidade de N nos agroecossistemas
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Trabalho Herbicida Tipo de solo Teor de argila
Ta ou Tb
Efeito na nodulação
Oliveira et al., (2008)
Glyphosate - 23% Ta Reduziu nodulação
Dvoranen et al., (2008)
Glyphosate, fluazifop-p-butyl e fomesafen
- 23% Ta glyphosate, fluazifop-p-butyl reduziram nodulação
Reddy et al., (2000)
Glyphosate (2,24 kg ha-1) CHERNOSSOLOHÁPLICO
- Ta Reduziu nodulação
Bellaloui et al., (2006)
Glyphosate (2,24 kg ha-1) GLEISSOLOHÁPLICO Ta
26% Ta Reduziu nodulação, mas não afetou produção
Zabiole et al., (2011)
Glyphosate (0,8 a 2,4 kg ha-1)
VERTISSOLOHIDROMORFICO
- (textura argilosa)
Ta Reduziu nodulação
Aynalem e Assefa (2017)
Glyphosate e Mancozebem doses crescentes
- (placa de petri)
- - Reduziu população de BFN, sendo Mancozebmais agressivo
Bohm et al., (2009)
Glyphosate e Imazetapyr PLANOSSOLOSÓDICO
16% Ta Reduziu nodulação, mas não afetou produção
Bonfim et al., (2017)
Glyphosate Substrato areia + vermiculita
- - Reduziu nodulação, mas não afetou produção
A aplicação de herbicidas afeta a fixação biológica
de nitrogênio?
![Page 31: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/31.jpg)
Trabalho Herbicida Tipo de solo Teor de argila
Ta ou Tb
Efeito na nodulação
Hungria et al., (2014)
Glyphosate (2,0 kg ha-1) e outros
LATOSSOLOS variados Tb Não houve diferença na nodulação entre os herbicidas estudados (não comparou com cultivo sem aplicação de herbicidas)
Oliveira Jr et al., (2008)
Doses crescentes de Glyphosate
Não especificado 23% Ta Variável com a variedade RR, mas de modo geral todas as doses de herbicida afetaram a nodulação
A aplicação de herbicidas afeta a fixação biológica
de nitrogênio?
![Page 32: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/32.jpg)
• Número de nódulos em soja RR
Total number of nodules
Days after herbicide application
0 20 40 60 80
nu
mb
er
of
no
du
les p
er
pla
nt
0
10
20
30
40
50
60
ControlGlyphosate
y= -0.0119x2 + 1.4228x - 2.0041
R2 = 0.97**
y= -0.0139x2 -1.7654x - 8.3567
R2 = 0.95**
LSD = 7.4
Jun-Wang et al., 2002
O herbicida não afetou a nodulação em Latossolo
A aplicação de herbicidas afeta a fixação biológica
de nitrogênio?
NEOSSOLO QUARTZARÊNICO
![Page 33: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/33.jpg)
Ligação do glyphosate com os óxidos e hidróxidos protonados,comuns nos Latossolos oxídicos do Cerrado
A aplicação de herbicidas afeta a fixação biológica
de nitrogênio?
-
Fe OH
OH2+
OH2+
![Page 34: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/34.jpg)
Disponibilidade de N nos agroecossistemas
Depende:
Saídas de N do sistema solo planta
Entradas de N no sistema solo planta
Sincronismo entre o
fornecimento do nitrogênio e a
época de maior exigência pelas
culturas
![Page 35: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/35.jpg)
Processos que ocasionam perda de N do sistema solo-planta
Damin e Silva, (2016)
![Page 36: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/36.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
![Page 37: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/37.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
![Page 38: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/38.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
![Page 39: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/39.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
10% de perda em 12 dias
![Page 40: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/40.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
17, 5% de perda em 14
dias
![Page 41: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/41.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008, Damin et al., (2016)., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
13,8% e 20,2 % de perda em
12 dias
![Page 42: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/42.jpg)
TreatmentPennisetum
glaucumUrochloa
decumbensUrochloa
ruziziensisAvena
strigosaAvena
strigosa
Control 78.4 a 66.5 a 95.0 a 96.6 88.0
Glyphosate 67.9 b 49.0 b 81.2 b 92.9 83.0
Glufosinate 68.0 b 45.9 b 74.8 b 95.6 87.3
Paraquat - - 93.2 a 93.8 -
P ** * ** ns ns
Tabela. Porcentagem de N recuperado em relação ao aplicado no sistema solo-planta N
Fonte: Damin et al., 2010 e Damin et al., 2008, Damin et al., (2016)., 2015 (No prelo)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
Aplicação de herbicidas não
afeta as perdas !!!
![Page 43: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/43.jpg)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N
do sistema ?
OBS. Em todos os experimentos descritos a dose de N foi de 40 kg ha-1 oucorrespondente (vaso). As doses utilizadas de herbicidas foram de 4L ha-1 paraglyphosate e 2 L ha-1 para Glufosinato e paraquat
Wisintainer, (2016)
![Page 44: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/44.jpg)
A aplicação de herbicidas pós-emergentes em culturas de cobertura pode afetar as perdas de N do sistema ?
• A aplicação de glyphosate (Roundup®) ou glufosinato (Finale®)aumenta as perdas de N do sistema solo-planta em algumas culturas,mas não em outras. O herbicida paraquat (Gramoxone®) não afeta asperdas de N totais do sistema.
• O total perdido varia de 10 a 20% da dose aplicada e as perdasocorrem em até 15 dias após a aplicação
![Page 45: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/45.jpg)
Qual foi a via de saída de N?
Damin e Silva, (2016)
![Page 46: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/46.jpg)
O herbicida afeta a concentração de NH4+
na planta ?
Damin et al., (2016)
15X
?
![Page 47: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/47.jpg)
Processos que ocasionam perda de N do sistema solo-planta
Damin e Silva, (2016)
![Page 48: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/48.jpg)
Urochloaruziziensis
Pennicetumglaucum
O aumento da concentração de NH4+ é acompanhado pelo
aumento das perdas de N pela parte aérea das plantas?
Dra. Lara C. Pacheco
Pacheco et al., (2017)
![Page 49: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/49.jpg)
NH
3 e
mis
sio
n (
g h
a-1
dia
-1)
0
50
100
150
200
250
300
350
Congo Grass
Congo Grass + Grain Sorghum
Grain Sorghum
(a)
Fall/Winter
Seeding
Spring
Seeding
Soybean
Seeding
Castoldi, (2014)
O aumento da concentração de NH4+ é acompanhado pelo
aumento das perdas de N pela parte aérea das plantas?
Aplicação de glyphosate
![Page 50: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/50.jpg)
Processos que ocasionam perda de N do sistema solo-planta
Damin e Silva, (2016)
![Page 51: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/51.jpg)
Há aumento da emissão de amônia pelo solo ?
Damin et al., (2016)
![Page 52: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/52.jpg)
?
Se a planta emite N para desintoxicação, há aumento
também da liberação de N pelas raízes (exsudação de N) ?
![Page 53: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/53.jpg)
DAA
0 2 4 6 8 10 12
N e
xs
ud
ad
o (
mg
va
so
-1)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Testemunha
Glyphosate
y = 26,565*[1-(0,901x)]
R2
= 0,990**
y = 4,370*[1-(0,639x)]
R2 = 0,978**
DAA
0 2 4 6 8 10 12
N e
xs
ud
ad
o (
mg
va
so
-1)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Testemunha
Glufosinato
y = 19,591*[1-(0,875x)]
R2 = 0,974**
y = 4,370*[1-(0,639x)]
R2 = 0,978**
DAA
0 1 2 3 4
N e
xsu
dad
o (
mg
vaso
-1)
0
2
4
6
8
10
Testemunha
Paraquat
Y = 8,314 / (1 + e[-(x-1,512) / 0,31]
)
R2 = 0,998*
Y = 3,716 / (1 + e[-(x-1,379) / 0,391]
)
R2 = 0,999*
Damin et al., 2010b
7x 8x
4x
Se a planta emite N para desintoxicação, há aumento
também da liberação de N pelas raízes (exsudação de N) ?
![Page 54: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/54.jpg)
Kremer et al., 2005
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
10 15 20 25 30 35
Days after seedling emergence
Am
ino
ac
ids
(u
mo
le p
er
pla
nt)
W82
W82+Gly
GR
GR+Gly
LSD(0.05) = 85
Se a planta emite N para desintoxicação, há aumento
também da liberação de N pelas raízes (exsudação de N) ?
![Page 55: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/55.jpg)
Damin e Silva, (2016)
O aumento da esxudação afeta os processos do ciclo
do N que são mediados pela microbiota?
![Page 56: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/56.jpg)
NO3
- - Bulk soil
Days after herbicide application
0 5 10 15 20 25 30
NO
3
- (m
g k
g-1
)
0
1
2
3
4
5
ControlGlyphosate
f = 0.1509+ 3.4038*exp(-0.6236*x)
R2=0.99**
f = 3.8326 -0.2099x +0.0028x2
R2=0.81*
LSD=0.62
Nitrificação – solo rizosférico, soja RR
NEOSSOLO QUARTZARÊNICO LATOSSOLO VERMELHO
O aumento da esxudação afeta os processos de
perda de N que são mediados pela microbiota?
![Page 57: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/57.jpg)
-
Nitrificação
O aumento da esxudação afeta os processos de
perda de N que são mediados pela microbiota?
Fe OH
OH2+
OH2+
Ligação do glyphosate com os óxidos e hidróxidos protonados, comuns nos latossolos oxídicos do Cerrado
![Page 58: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/58.jpg)
Damin e Silva, (2016)
O aumento da esxudação afeta os processos do ciclo
do N que são mediados pela microbiota?
![Page 59: Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos ... · A cada aumento de 1% no teor de MO, aumento em 3 cmolc kg-1 a CTC do solo. Características do produto • Modo de](https://reader031.vdocuments.com.br/reader031/viewer/2022021809/5c1e7a6f09d3f2f93d8bce77/html5/thumbnails/59.jpg)
O aumento da esxudação afeta os processos de
perda de N que são mediados pela microbiota?
Desnitrificação
• Yeomans e Bremner (1985) avaliaram o efeito de 20 herbicidas nadesnitrificação e nenhum deles afetou a desnitrificação. Entretanto, esseestudo foi desenvolvido com a aplicação direta da molécula sobre osmicroorganismos.
• Tenuta e Beauchamp (1995) observaram aumento de 30 vezes na taxa dedesnitrificação apos aplicação de glyphosate em gramíneas
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Disponibilidade de N nos agroecossistemas
Depende:
Saídas de N do sistema solo planta
Entradas de N no sistema solo planta
Sincronismo entre o
fornecimento do nitrogênio e a
época de maior exigência pelas
culturas
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Damin et al., (2012)TestemunhaGlufosinato
A redução do teor de N na planta afeta a taxa de mineralização e a disponibilidade de N a cultura em sucessão?
Tratamento Massa seca de palha (g por vaso)
% de MS perdida
Controle 6,5 b 49,9 a
Glyphosate 8,5 a 34,1 b
Glufosinate 9,3 a 28,3 b
Teste de F ** **
CV(%) 15,5 25,6
Porcentagem de redução de massa seca de palha de aveia preta dessecada com herbicidas
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Tratamento Folha GrãoPlanta inteita
N – total na PI
mg pote-1
Testemunha 39,7 a 71,0 a 161,1 a 1113,0 a
Glyphosate 26,2 b 52,0 b 118,3 b 848,8 b
Glufosinate 25,2 b 44,9 b 110,5 b 934,0 ab
Nitrogênio no milho proveniente da palha de aveia preta dessecada com herbicidas
Damin et al., (2012)
A redução do teor de N na planta afeta a taxa de mineralização e a disponibilidade de N a cultura em sucessão?
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A redução do teor de N na planta afeta a taxa de mineralização e a disponibilidade de N a cultura em sucessão?
Tratamentos ProdutividadeDo milho
Massa seca da planta inteira de milho
C-BM T ½ da palha de milheto
Mg ha-1 Mg ha-1 mg C.kg-1 solo dias
Controle 8,2 18,0 a 336,7 134,3 b
Glyphosate 8,0 16,0 b 309,3 151,8 ab
Glufosinate 7,5 15,7 b 327,3 189,0 a
Paraquat 7,4 14,7 b 322,5 208,5 a
Valores de F 0,95 ns 2,16* 0,76 ns 1,42*
CV(%) 14,36 16,62 32,3 34,2
Tabela. Produtividade de milho cultivado sob palha de milheto dessecado com herbicidas
Ana Paula Pelosi
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Considerações Finais
Pré-emergentes
o A disponibilidade de herbicida no solo afeta sua eficácia, efeito residual,fitotoxicidade a cultura de interesse e o impacto em organismos não alvo
o Desse modo, o estabelecimento das doses deve considerar o tipo de solo,além das plantas daninhas presentes nas áreas
o Existe uma carência muito grande de estudos sobre o impacto dessesherbicidas na microbiota do solo
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Considerações Finais
Pós-emergentes
• Devido aos efeitos fisiológicos nas plantas e microorganismos, a aplicaçãode herbicidas pode afetar a disponibilidade de N nos agroecossistemas.Algumas tendências observadas são:
• Redução da fixação biológica de N após aplicação de glyphosate emsolos com baixos teores de óxidos.
• Aumento das perdas de N pelas folhas após aplicação de glyphosate eglufosinato de amônio na maioria das culturas de cobertura
• Redução da taxa de decomposição de palhada, o que pode aumentarou diminuir a disponibilidade de N a cultura em sucessão
• Aumento da desnitrificação ou ausência de efeito para os herbicidas jáestudados
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Desafios e Pesquisas futuras
• Estabelecer parâmetros de solo e da molécula que possam ser utilizados parapredição das doses adequadas de herbicidas e de seus efeitos quantitativos nasperdas e entradas de N.
• Devido ao grande número de fatores envolvidos (ambiente x herbicida x biota),a predição dos efeitos dos herbicidas no ambiente não é tarefa fácil e requeruma abordagem menos simplista das relações de causa x efeito. É necessáriauma mudança de paradigma.