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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
PRÓ-REITORIA DE ENSINO
ENGENHARIA AGRONÔMICA
JULIANA DE SOUZA RODRIGUES
Efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic no controle de seis espécies de
gramíneas anuais presentes nos Estados Unidos
Sete Lagoas
2016
2
JULIANA DE SOUZA RODRIGUES
Efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic no controle de seis espécies de
gramíneas anuais presentes nos Estados Unidos
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao curso de Engenharia
Agronômica da Universidade Federal de
São João Del Rei como requisito parcial
para obtenção do título de Engenheira
Agrônoma.
Área de concentração: Manejo de Plantas
daninhas
Orientador: Prof. Amilton Ferreira da Silva
Sete Lagoas
Junho, 2016
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JULIANA DE SOUZA RODRIGUES
Título do trabalho: Efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic no controle de
seis espécies de gramíneas anuais presentes nos Estados Unidos
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao curso de Engenharia Agronômica da
Universidade Federal de São João Del Rei
como requisito parcial para obtenção do título
de Engenheira Agrônoma.
Sete Lagoas, 21 de Junho de 2016
Banca Examinadora:
_________________________________________________
Prof. Dr. Amilton Ferreira da Silva - UFSJ
Orientador
_________________________________________________
Pesquisador Dr. Décio Karam – EMBRAPA
Co-orientador
_________________________________________________
Eng. Agrônoma Talita Gomes Camargos - UFSJ
4
AGRADECIMENTOS
A Deus por ter proporcionado saúde e perseverança para enfrentar as dificuldades
da vida.
A minha família, mãe Geralda e irmão Vinícius por sempre acreditarem em mim e
serem meu porto seguro!
A CAPES/CNPQ por ter me concedido a bolsa pelo Programa Ciência sem
Fronteiras, sem a qual eu não teria realizado este trabalho.
Ao Laboratório de Plantas Daninhas da Colorado State University, Colorado,
Estados Unidos, em especial ao professor Scott Nissen e ao doutorando Derek Sebastian
pela oportunidade de participar de inúmeros projetos, em especial este que resultou neste
trabalho de conclusão de curso.
Aos meus amigos, em especial, Antônio, Michele, Leonara, Wilton, Sofia, Maria
Clara, Ediani e César pela amizade e companheirismo durante os anos de faculdade.
Ao meu orientador de estágio ao longo da vida acadêmica e co-orientador Dr. Décio
Karam pela orientação, incentivo e oportunidades.
Ao meu orientador, professor Dr. Amilton Ferreira da Silva, pelo suporte nо pouco
tempo qυе lhe coube, pelas suas correções е incentivos.
Aos colegas de faculdade e professores que foram essenciais nesta minha
caminhada.
A todos qυе direta оυ indiretamente fizeram parte dа minha formação, о mеu muito
obrigada!!!
5
“A persistência é o
melhor caminho para o êxito,
quem desiste cedo acaba
descobrindo tarde onde mora o
fracasso”.
(Charles Chaplin)
6
RESUMO
O manejo de gramíneas exóticas anuais em áreas não agrícolas representa um
desafio constante em várias regiões nos Estados Unidos. Em solos perturbados, estas
gramíneas encontram condições ideais para se desenvolverem e podem reduzir a presença
da comunidade de plantas nativas. O controle químico destas comunidades infestantes é um
dos métodos usados, porém existe limitação quanto a produtos registrados para uso em
áreas não agrícolas e que ofereçam controle a longo prazo. O imazapic tem sido um dos
herbicidas utilizados com esta finalidade, porém seu efeito residual é curto e também pode
causar injúrias em gramíneas perenes. Neste contexto, o indaziflam surge como uma nova
ferramenta para controle de gramíneas anuais, com efeito residual longo, sem desfavorecer
gramíneas perenes. Sendo assim, um estudo em casa de vegetação foi conduzido para
comparar o controle pré-emergente dos herbicidas indaziflam e imazapic nas espécies
downy brome (Bromus tectorum L.), feral rye (Secale cereale L.), jointed goatgrass
(Aegilops cylindrical L.), Japanese brome (Bromus japonicus Thunb.), medusahead
(Taeniatherum caput-medusae [L.] Nevski), e ventenata (Ventenata dubia (Leers) Coss).
Para cada herbicida foram estabelecidas sete diferentes doses para se obter a curva de dose-
resposta para cada espécie. Análise de regressão log-logística foi realizada para se
determiner os valores de GR50. Para todas as especies, indaziflam proporciou controle
superior ao obtido pelo herbicida imazapic. Jointed goatgrass foi a espécie mais difícil de se
controlar para ambos herbicidas. Os resultados obtidos demonstram o potencial do
herbicida indaziflam no controle de gramíneas anuais em áreas não agrícolas nos Estados
Unidos.
Palavras-chave: plantas daninhas, indaziflam, imazapic, GR50.
7
ABSTRACT
Managing annual exotic grasses in non-crop areas is a constant challenge in several regions
in the United States. In disturbed soils, these grasses have ideal conditions to develop and
can reduce the native plants community. Chemical control is one of the methods used, but
there is limitation of products registered for use in non-crop areas that provides long-term
control. Imazapic one of the herbicides has been used for this purpose, however its residual
effect is short and may also cause injuries in perennial grasses. In this context, indaziflam
arises as a new tool to control annual grasses, with long residual effect, without injurying
perennial grasses. A greenhouse study was conducted to compare the pre-emergent control
of indaziflam and imazapic in downy brome (Bromus tectorum L.), feral rye (Secale
cereale L.), jointed goatgrass (Aegilops cylindrical L. ), Japanese brome (Bromus japonicus
Thunb.), medusahead (Taeniatherum caput-medusae [L.] Nevski) and ventenata (Ventenata
dubia (Leers) Coss). For each herbicide seven different rates were established to obtain the
dose-response curve for each species. Log-logistic regression analysis was performed to
determiner the GR50 values. For all species, indaziflam provided superior control to that
obtained for imazapic. Jointed goatgrass was the most difficult specie to control for both
herbicides. The results demonstrate that indaziflam has a potential of being used to control
annual grasses in non-crop areas in the United States.
Keywords: weeds, indaziflam, imazapic, GR50.
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Áreas de ocorrência das seis gramíneais anuais. Fonte: EDDMapS ........ 18
Figura 2- Sementes (a) e planta adulta (b) de downy brome. Fonte: USDA. ........... 19
Figura 3- Sementes (a) e planta adulta (b) de feral rye. Fonte: USDA. ................... 20
Figura 4- Sementes (a) e planta adulta (b) de jointed goatgrass. Fonte: USDA. ...... 21
Figura 5- Sementes (a) e planta adulta (b) de japanese brome. Fonte: USDA. ........ 22
Figura 6- Sementes (a) e planta adulta (b) de medusahead.. Fonte: USDA. ............ 23
Figura 7- Sementes (a) e planta adulta (b) de ventenata. Fonte: USDA. .................. 24
Figura 8- Curva de dose resposta demonstrando a redução da massa seca (%) das
espécies pelo herbicida indaziflam, bem como valores de GR50 (g.ha-1
)
correspondentes as seis espécies testadas. ................................................................ 30
Figura 9- Curva de dose resposta demonstrando a redução da massa seca (%) das
espécies pelo herbicida imazapic, bem como valores de GR50 (g.ha-1
)
correspondentes as seis espécies testadas. ................................................................ 31
Figura 10- Efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic no controle de downy
brome. ....................................................................................................................... 33
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Respectivas doses dos herbicidas em g.ia.ha para as seis espécies estudadas. .... 28
10
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................ 11
2. OBJETIVOS ..................................................................................................... 12
3. JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 12
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................... 13
4.1. As Plantas Daninhas ...................................................................................................... 13
4.2. Características das plantas daninhas .............................................................................. 14
4.2.1 Alta produção de dissemínulos e longevidade .................................................... 14
4.2.2 Dispersão dos propágulos ................................................................................... 14
4.2.3 Desuniformidade e germinação .......................................................................... 14
4.2.4 Habilidade competitiva ....................................................................................... 15
4.3.1 Aspectos positivos ............................................................................................... 15
4.3.2 Aspectos negativos .............................................................................................. 16
4.4 Plantas daninhas em áreas não agrícolas nos Estados Unidos .................................. 16
4.4.1 Downy brome (Bromus tectorum) ...................................................................... 18
4.4.2 Feral rye (Secale cereale L.) ................................................................................ 19
4.4.3 Jointed goatgrass (Aegilops cylindrica L.) .......................................................... 20
4.4.4 Japanese brome (Bromus japonicus Thunb.) ...................................................... 21
4.4.5 Medusahead (Taeniatherum caput-medusae [L.] Nevski) ................................... 22
4.4.6 Ventenata (Ventenata dubia ( Leers) Coss).......................................................... 23
4.5 Manejo de comunidades infestantes .......................................................................... 24
4.5.1 Indaziflam ............................................................................................................... 25
4.5.2 Imazapic .................................................................................................................. 26
5 MATERIAL E MÉTODOS .............................................................................. 27
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 29
7 CONCLUSÃO .................................................................................................. 34
8 REFERÊNCIAS BILIOGRÁFICAS ................................................................ 35
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1. INTRODUÇÃO
O manejo de plantas daninhas ao longo do tempo, nas de diferentes regiões nos EUA
tem sido um desafio constante. Essas espécies se espalham rapidamente, atingindo áreas
não agrícolas, que correspondem a 48% das terras nos EUA (USDA NRCS 2009). Essas
terras têm um papel importante, apoiando os sistemas ecológicos e proporcionando novas
áreas para culturas agrícolas (DUNCAN et al., 2004). Ao longo dos anos, estima-se que
mais de 5.000 espécies não nativas, incluindo benéficas como arroz e milho, foram
introduzidas para fins alimentares, fibras e restauração de áreas (DITOMASO, 2000).
Gramíneas anuais de inverno são aquelas que germinam no outono ou inverno, crescem
na primavera e produzem frutos e morrem em meio ao verão. Quando em solos
perturbados, estas gramíneas encontram condições ideais para se estabelecerem e se
espalharem de forma eficiente, alterando o ciclo de vida de espécies nativas (MELGOZA,
1989). Alguns dos fatores que favorecem espécies exóticas em solos perturbados são:
sistema radicular denso, eficácia na absorção de nutrientes e água; da umidade do solo e
redução da luz na superfície do solo, devido ao rápido crescimento e desenvolvimento
(EISSENSTAT & CALDWELL, 1988; THOMPSON & HARPER, 1988; D'ANTONIO E
VITOUSEK, 1992).
Dentre a maioria das espécies de plantas daninhas, pouco se sabe sobre as
consequências de infestação das espécies não nativas. Das 3.310 espécies exóticas
classificadas que ocorrem em pastagens e áreas florestais nos EUA, 60 correspondem às
espécies com maiores impactos econômicos e ecológicos (MULLIN, 2000). Devido à sua
capacidade de disseminação, estima-se que 700.000 ha/ano de áreas não agrícolas tem se
tornando um novo habitat para estas espécies exóticas (DITOMASO, 2000).
Dentre as gramíneas anuais de inverno que alteram substancialmente os ecossistemas
susbstituindo a vegetação nativa, pode-se citar: downy brome (Bromus tectorum), feral rye
(Secale cereale L.); jointed goatgrass (Aegilops cylindrica L.), japanese brome (Bromus
japonicus Thunb.), medusahead (Taeniatherum caput-medusae [L.] Nevski) e ventenata
(Ventenata dubia ( Leers) Coss). Destas, downy brome, japanese brome e medusahead são
as espécies mais invasivas, ocupando juntas mais de 26 milhões de hectares (USDA NRCS
2009). Feral rye e jointed goatgrass são comumente encontradas infestando a cultura do
12
trigo e a presença de sementes destas espécies diminuem a qualidade do grão e
consequentemente afetam seu preço de mercado (DITOMASO et al. 2013). Por último,
ventenata é igualmente dominante em áreas perturbadas, porém sua infestação é
considerada relativamente recente, concentrando a noroeste e nordeste dos Estados Unidos
(USDA NRCS 2009).
2. OBJETIVOS
Objetivou-se com esse trabalho comparar os efeitos dos herbicidas indaziflam e
imazapic no controle de seis gramíneas anuais de inverno, importantes nos Estados Unidos.
Baseado em estudos anteriores que demonstraram controle de downy brome em baixas
dosagens, a hipótese para este trabalho foi que o indaziflam também poderia controlar
outras gramíneas anuais utilizando-se de doses menores.
3. JUSTIFICATIVA
O manejo químico é uma das formas de se controlar comunidades de plantas daninhas
infestantes. Em áreas não agrícolas nos Estados Unidos, os herbicidas imazapic,
rimsulfuron e glifosato são os mais utilizados para se manejar plantas daninhas exóticas.
Destes, o imazapic é o mais eficiente em se controlar espécies exóticas anuais, pois além de
controlar a planta infestante em doses relativamente mais baixas, reduz também a injúria
em plantas nativas (KYSER et al. 2013). Entretanto, estes herbicidas oferecem controle por
tempo limitado, sendo necessário a reaplicação de forma a evitar o reestabelecimento de
plantas exóticas.
Neste contexto, indaziflam surge como uma nova ferramenta de controle de gramíneas
exóticas anuais em áreas não agrícolas. Sebastian et al., 2016 avaliaram o efeito desse
herbicida na espécie downy brome, resultando em controle efetivo utilizando-se baixas
dosagens do produto. Baseado neste resultado, buscou-se avaliar o potencial controle do
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indaziflam sob seis gramíneas exóticas encontradas em diversas partes dos Estados Unidos
e comparar as dosagens requeridas com as do herbicida imazapic.
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1. As Plantas Daninhas
A classificação das plantas daninhas está ligada à sua importância nas atividades
humanas. É possível encontrar na literatura, referências às plantas daninhas como sendo
mato, plantas silvestres, ruderais dentre outros. De modo geral, os conceitos estão
associados aos malefícios ou indesejabilidade que estas plantas exercem nas atividades do
homem. (SILVA & SILVA, 2007).
Aprofundando-se no conceito de plantas daninhas, há de se considerar diferentes
situações. A primeira refere-se a uma planta cultivada que ocorre em área dominada por
outra cultura, por exemplo a presença da soja numa cultura de milho e assim por diante.
Segundo a definição dada por Shaw (1956), planta daninha é aquela que ocorre onde não é
desejada. Em uma outra situação, Silva & Silva, (2007) as define sob aspecto agronômico
como plantas que germinem de forma espontânea em áreas onde haja interesse humano e
que interfira nas atividades agropecuárias do homem.
Devido à forma espontânea com que as plantas daninhas se distribuem em
diferentes áreas, Pitelli (1987) as descreve como pioneiras, pois estas são capazes de se
estabelecer nos mais variados ecossistemas. Em geral, plantas denominadas como pioneiras
possuem a caraterística de serem agressivas, ou seja, adaptam-se à diferentes situações e
são eficientes na produçao de diásporas que possuem alta capacidade de disseminação e
adaptação nas mais variadas regiões. No que concerne à origem dessas plantas, Musik
(1970) analisa a relação entre o homem e a evolução das plantas daninhas, sendo aquele
responsável pela separação entre plantas benéficas e maléficas, resultando na evolução
dessas espécies.
14
4.2. Características das plantas daninhas
A caraterísitica de agressividade que as plantas daninhas possuem são responsáveis
pela dominação sob as plantas cultivadas, caso o controle efetivo não seja realizado. Sendo
assim, alguns fatores segundo Silva & Silva (2007) exemplificam esta agressividade, como:
4.2.1 Alta produção de dissemínulos e longevidade
Algumas espécies, como Cyperus rotundus com apenas um tubérculo em 60 dias
produz mais 126 contendo gemas que quando separadas darão origem à novos indivíduos,
além da produção de sementes. No que se refere à longevidade, Silva e Silva (2011),
desmontraram que após enterrar 107 sementes espécies de daninhas a 20-100 cm de
profundidade, após um ano observou-se que 71 espécies estavam viáveis. A longevidade
está relacionada à diferentes processos de dormência.
4.2.2 Dispersão dos propágulos
Dispersão esta que pode ocorrer à grandes distâncias e éclassificada como interna
ou externa. Disseminação auxócora ou externa, que ocorre quando a semente é transportada
de um lugar à outro através da sua adesão em roupas dos trabalhadores presents na área e
nos pêlos de animais, por exemplo. Em contrapartida, a disseminação interna ou zoócora se
dá pela ingestão de sementes pelos animais e através das suas fezes, são disseminadas em
diferentes áreas.
4.2.3 Desuniformidade e germinação
Em grandes profundidades, sendo estes fatores relacionados aos diferentes
mecanismos de dormência e a habilidade de iniciar o desenvolvimento em diferentes
profundidades.
15
4.2.4 Habilidade competitiva
Sendo que quando comparada às plantas cultivadas, as plantas daninhas possuem
vantagens na captação de recursos do ambiente, como: luz, água, CO2 e nutrientes. Esta
vantagem, segundo Silva e Silva (2007) está associada à velocidade de germinação,
crescimento e formação do sistema radicular; área foliar; produção de substâncias
alelopáticas dentre outras. Quando estas competem inicialmante pela luz, plantas daninhas
apresentam certa desvatagem por possuírem plântulas de pequeno porte. Porém quando
sombreados, estas possuem habilidade de estiolamento, permitindo um reajuste do porte e
captação da luz, competindo com as plantas cultivadas. Com relação à competiçào por
água, Silva e Silva (2007) explica que devido ao sistema radicular bem desenvolvido, este
propicia uma melhor absorção da água do meio pelas plantas daninhas, sendo que a
regulação estomática está entre um dos fatores que favorecem esse processo.
4.3 Aspectos positivos e negativos das plantas daninhas
4.3.1 Aspectos positivos
Apesar de toda conotoção negativa dada às plantas daninhas, é de suma importância
também destacar seus aspectos positivos. Segundo Brighethi & Oliveira, (2011) a utilização
de espécies daninhas como cobertura morta auxilia na redução do aquecimento do solo pela
radiação solar e favorece a retenção de água no solo. Leguminosas como Desmodium spp.
Crotalaria spp. fixam nitrogênio em simbiose com bactérias aumentando a sua
disponibilidade para as plantas.
Outros usos estão relacionados à ornamentação de aquários e lagos; fornecimento
de óleos essenciais e medicamentos; e fonte de nutrientes para seres humanos. Sobre
ornamentação, é de comum uso as espécies Pistia stratiotes (alface d’água) e Myriophyllum
aquaticum (pinheirinho d’água) que servem como proteção para peixes, além de servirem
de alimento para outros animais aquáticos.
Espécies como Pogostemon patchouli (patchouli) e Lanvadulla spp. (lavanda) são
importantes fornecedoras de óleos essenciais, sendo muito utilizadas em perfumes. Alguns
16
medicamentos também podem ser produzidos a partir de algumas espécies de plantas
daninhas. Leoronus sibiricus (rubim) dá origem à xaropes utilizados nos tratamentos contra
asma; Malva parviflora (malva) é muito utilizada devido às suas propriedades
antiinflamatórias, dentre outros exemplos.
Como fonte de nutrientes, as espécies Portulaca oleraceae (beldroega) e
Amaranthus retroflexus (caruru) podem ser incluídas na alimentação humana. São
inúmeros os outros exemplos relativos aos benefícios alimentares e usos de espécies de
daninhas de modo benéfico ao homem e ao meio ambiente.
4.3.2 Aspectos negativos
Em contrapartida aos benefícios supracitados, algumas espécies por sua vez causam
malefícios ao homem e suas atividades. Destas, algumas podem ocasionar intoxicações
como exemplo Senecio brasiliensis (flor-das-almas), Ricinus communis (mamona) dentre
outras.
Brigheti e Oliveira, (2011) ainda relatam prejuízos como redução da visibilidade em
ferrovias e rodovias; redução do valor da terra em virtude da presença de espécies de difícil
controle, como Cynodon dactylon (grama-seda); interferência no estabelecimento de
pastagens, diminuindo a área possivelmente ocupada para pastejo, dentre outras.
O maior prejuízo é verificado no âmbito agronômico, em que podem ser verificados
reduções de 30% a 40% da produção mundial devido a esta interferência (PITELLI, 1987;
SILVA & SILVA, 2007). Sendo assim, verifica-se uma redução na produtividade das
culturas, aumento dos custos de produção e redução da qualidade do produto comercial
devido por exemplo, a presença de sementes de Bidens pilosa (picão preto) e Cenchrus
echinatus (capim-carrapicho).
4.4 Plantas daninhas em áreas não agrícolas nos Estados Unidos
Áreas não agrícolas nos Estados Unidos podem ser definidas como aquelas contendo
vegetação nativa residual em que os objetivos primários sejam manter ou recuperar a
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vegetação nativa a fim de favorecer o ecossistema como um todo (PEARSON &
ORTEGA,). Desta forma, estão inseridas neste contexto áreas de pastagens, recreação,
ferrovias, rodovias dentre outras (DITOMASO, 2000; DUNCAN, 2004). Sendo assim,
antes da tomada decisão sobre como manejar uma área infestada por plantas daninhas, é
muito importante determinar a extensão dos impactos que estas espécies acarretaram ao
ambiente, bem como as possíveis consequências do programa de manejo a ser adotado no
ecossistema como um todo (DITOMASO et al., 2013).
A importância de se manejar corretamente estas áreas está ligada ao entendimento de
como as espécies invasoras alteram não somente a abundância das espécies nativas, mas
também, as mudanças causadas em toda a comunidade. Um dos grandes obstáculos no
manejo, é o fato de que independentemente do método utilizado, efeitos adversos podem
ocorrer em espécies nativas. Especificamente no manejo químico, podem ocorrer redução
no vigor e abundância de espécies nativas desejáveis, bem como a inibição e alteração do
ambiente como um todo (D’ANTONIO et al. 2004; SMITH et al. 2006).
Assim como a maioria das plantas daninhas que invadem áreas não agrícolas, as
espécies citadas neste trabalho possuem alata capacidade de produção de sementes. É
estimado que downy brome produz uma média de 400 sementes por planta (Young et al.,
1987)); feral rye produza 600 sementes por planta (Anderson, 1998); 94,000 sementes/m2
para japanese brome (Whisenant, 1989); 3,000 sementes por planta de jointed goatgrass e
medusahead com 7 sementes por espiga e por fim, ventenata produz de 15 a 35 sementes
por planta (USDA NRCS 2009). A germinação destas ocorre quando as condições de
temperatura e redução da umidade do solos são relativamente altas no final do outono e
favoráveis as gramíneas exóticas, enquanto que plantas nativas desejáveis ainda não estão
aptas a se desenvolver um novo ciclo de vida (POLLAK & KAN, 1998). Desta forma,
gramíneas anuais de inverno conseguem se estabelecer na área antes que as espécies nativas
e em alguns casos pode ocorrer a supressão destas.
A ocorrência das gramíneas estudas neste trabalho pode ser verificada na Figura 1.
18
Figura 1- Áreas de ocorrência das seis gramíneais anuais. Fonte: EDDMapS
4.4.1 Downy brome (Bromus tectorum)
Entre as gramíneas anuais de inverno, downy brome (Bromus tectorum) (figura 2) é
a mais invasiva (Figura 1), ocorrendo em mais de 23 milhões de ha (RICE, 2005). Foi
primeiramente encontrada nos arredores de Denver, Colorado no fim dos anos 1800
(WHITSON & KOCH, 1998). A partir de 1930, downy brome tornou-se uma gramínea
dominante sobre vastas áreas do noroeste, principalmente em pastagens e campos agrícolas
de trigo (USDA NRCS 2009).
19
Esta gramínea é altamente inflamável, justificando a frequência de incêndio em
áreas que esta grama é dominante (EPÁNCHIN-NIELL et al., 2009; MANGOLD et al
2013). Incêndios estes definidos como naturais, que ocorrem em determinadas épocas por
um período de tempo (BROWN, 1995). Assim, espécies arbustivas nativas não podem se
estabelecer, afetando animais que requerem este ambiente para sobreviver.
A reprodução desta espécie é realizada via sementes, e a germinação ocorre ao
longo do outono/inverno até o início da primavera, dependendo de fatores como clima e
chuvas. Sendo assim, chuvas recorrentes nestas épocas do ano favorecem o
desenvolvimento dessa espécie, enquanto que períodos prolongados de seca resultam no
desaparecimento na comunidade de plantas até que as condições de umidade sejam
reestabelecidas (USDA NRCS 2009).
Figura 2- Sementes (a) e planta adulta (b) de downy brome. Fonte: USDA.
4.4.2 Feral rye (Secale cereale L.)
Outra gramínea de importância é a feral rye (figura 3), considerada uma planta
invasora importante das culturas do trigo e cevada e sua dispersão provavelmente ocorreu
devido a presença de suas sementes misturadas à outros cereais (WHITE et al., 2006).
Outras formas de dispersão se deram provavelmente ao seu uso como cobertura de inverno,
no controle da erosão do solo, produção de grãos, feno e para pastejo no final do outono,
20
atingindo assim outras áreas como próximo às rodovias, pastos e áreas não cultivadas
(OELKE et al., 1990).
Feral rye é tipicamente uma gramínea anual de inverno, resistente à seca, frio e
outras adversidades climáticas. A presença de feral rye na cultura do trigo pode resultar em
perdas próximas à 27 millhões de dólares devido à redução da produção de grãos de trigo
qualidade, também redução do valor da terra quando esta gramínea é dominante (WHITE et
al. 2006).
Com relação à reprodução, feral rye se reproduz por sementes e está a apta a se
denvolver numa grande variedade de condições do solo e clima (USDA NRCS 2009).
Figura 3- Sementes (a) e planta adulta (b) de feral rye. Fonte: USDA.
4.4.3 Jointed goatgrass (Aegilops cylindrica L.)
Assim como a feral rye, jointed goatgrass (figura 4) também é uma gramínea
comum na cultura do trigo e também se acredita que foi introduzida nos EUA via grãos de
trigo contaminados. A gravidade da infestação se tornou um problema a partir de 1950,
reduzindo a qualidade dos grãos de trigo colhidos. Devido a sua morfologia, as sementes de
jointed goatgrass são difíceis de serem separadas de lotes de trigo, afetando a
comercialização desta cultura (DITOMASO et al., 2013).
21
A reprodução se dá por sementes e estas podem permanecer viáveis no banco de
sementes por até 5 anos, principalmente em regiões secas. Em áreas com maior índice
pluviométrico, esta longevidade é reduzida (CARPENTER & THILL, 1992; ANDERSON
et al., 2002).
Figura 4- Sementes (a) e planta adulta (b) de jointed goatgrass. Fonte: USDA.
4.4.4 Japanese brome (Bromus japonicus Thunb.)
Japanese brome (Figura 5) é uma espécie exótica que inicialmente era encontrada
em regiões de planície no noroeste dos EUA, porém atualmente se disseminou por todo
território americano. Esta espécie é muito utilizada como planta de cobertura de inverno,
promovendo controle da erosão do solo por ação do vento e água devido ao seu denso
sistema radicular (USDA NRCS 2009). Sendo assim, é semeada após a colheita da cultura
principal.
Assim como solos de textura média, de drenagem média a alta são essenciais para o
estabelecimento desta gramínea, a presença de nitrogênio no solo é fator limitante de seu
crescimento. Japanese brome necessidade de alta disponibilidade de nitrogênio, e quando
semeada para cobertura, aplicações suplementares deste nutriente se fazem necessárias
(HEWLETT et al., 1981).
22
Figura 5- Sementes (a) e planta adulta (b) de japanese brome. Fonte: USDA.
4.4.5 Medusahead (Taeniatherum caput-medusae [L.] Nevski)
Medusahead (Figura 6) é uma planta daninha exótica presente nos Estados Unidos
desde os anos 1880 e atualmente é encontrada em mais de 2.3 milhões de hectares (USDA
NRCS 2009). Por ser uma gramínea proveniente da Europa, o sucesso na adaptação se deve
à similaridade do clima encontrado nas regiões montanhosas e vales na Califórnia e
também no Canadá (KYSER et al, 2007).
O estabelecimento e dominância desta espécie se dá principalmente em áreas
previamente perturbadas, via sementes. Assim como downy brome, medushead é uma
espécie muito competitiva com plantas nativas, podendo excluí-las e alterar toda a dinâmica
do ecossistema (KYSER et al., 2014).
23
Figura 6- Sementes (a) e planta adulta (b) de medusahead.. Fonte: USDA.
4.4.6 Ventenata (Ventenata dubia ( Leers) Coss)
Similar à dominância de downy brome e medusahead em áreas perturbadas,
ventenata também se mostra bem eficiente na infestação dessas áreas. O primeiro registro
desta espécie se deu em 1957 (Old & Callihan, 1987) e atualmente é encontrada no
noroeste e nordeste dos Estados Unidos. No estado do Oregon, já foram encontrados
indícios da coexistência destas espécies em áreas de pastagem e em alguns casos, ventenata
tem se mostrado superior e suprimindo o aparecimento de downy brome e medusahead
(BUTLER et al., 2011).
De acordo com Ditomaso et al., 2013, ventenata possui um sistema radicular
superficial, o que resulta no aumento da erosão do solo nas áreas onde são predominantes.
A reprodução também é por via seminífera e esta espécie se desenvolve melhor em áreas
inundadas no início da primavera mas seca do final desta.
24
Figura 7- Sementes (a) e planta adulta (b) de ventenata. Fonte: USDA.
4.5 Manejo de comunidades infestantes
A principal meta de qualquer medida de controle de plantas daninhas é a
manutenção de um ambiente desfavorável ao desenvolvimento destas, seja pelo uso
combinado ou específico de métodos culturais, biológicos, mecânicos e químicos. Apesar
de atualmente o método químico ser o principal no controle de daninhas, é muito
importante considerar o ecossistema e todos os organismos que dele dependem. Ou seja, às
vezes o uso de um método isolado pode resultar em danos irreversíveis ao ambiente e por
isso o planejamento e adoção de medidas integradas são de suma importância.
25
Dentre todos os métodos disponíveis, o controle químico é um dos métodos usados. Vários
fatores contribuem para o seu uso, como menor depedência da mão de obra; eficiência
continua em épocas chuvosas; permite o plantio direto ou a lanço das culturas; controle das
espécies que se propagam por via vegetativa dentre outras vantagens. (DITOMASO, 2000;
SILVA & SILVA, 2007). Imazapic, rimsulfuron, e glyphostate são alguns dos herbicidas
comumente utilizados para espécies exóticas em áreas não agrícolas nos EUA, oferecendo
alguns níveis de controle, mas estes possuem limitado controle residual e a eficiência varia
de acordo com época de aplicação (MONACO et al 2005; KYSER et al 2007; RINELLA et
al 2010; HIRSCH et al 2012; KYSER et al 2013). Imazapic é o herbicida mais utilizado
para controlar gramíneas anuais.
No contexto do presente trabalho, os herbicidas Imazapic e Indaziflam serão
discutidos.
4.5.1 Indaziflam
O Indaziflam (Esplanade, BAYER) é um herbicida de amplo espectro de ação e
eficácia duradoura, mesmo quando utilizado em baixas dosagens para uso em pré ou pós
emergência inicial e pode controlar tanto Monocotiledôneas quanto Dicotiledôneas. Foi
primeiramente registrado em 2010 nos Estados Unidos para uso em áreas não agrícolas
(KAAPRO & HALL, 2012), e no Canadá, apresenta registro para o controle de plantas
daninhas em áreas cultivadas com espécies frutíferas como maçãs, pera, pêssego, citros,
uvas e nozes (BAYER, 2012). No Brasil, este herbicida ainda está em fase de registro para
as culturas da cana-de-açucar, citros e café.
Este herbicida pertence à nova classe alkylazine, atuando na biossíntese da parede
celular, inibindo-a. O mecanismo de ação ainda não está totalmente detalhado, mas sabe-se
que age evitando que novas células da parede celular sejam formadas, resultando em não
desenvolvimento e crescimento da planta (MYERS et al., 2009; KAAPRO & HALL,
2012). Além disto, o Indaziflam inibe a deposição de cristais na parede celular afetando sua
formação, divisão e o alongamento das células. Sendo assim, folhas já desenvolvidas serão
pouco ou dificilmente afetadas pela ação deste herbicida e seu controle em pós emergência
26
poderá ser comprometido (BROSNAN et al. 2012).
No Brasil, alguns estudos vêm demonstrando que o uso de doses de indaziflam
superiores a 100g ha-1
em pré emergência para controle das espécies Ageratum conyzoides
(Mentrasto), Sida rhombifolia (Guanxuma), Digitaria horizontalis (Capim-colchão) e
Bidens pilosa (Picão-preto) resultaram em controle satisfatório por até 120 dias após
aplicação (CHRISTOFFOLETI et al., 2012; NICOLAI et al., 2012).
Nos Estados Unidos, o indaziflam possui efeito residual superior a 150 dias no solo
e ainda não existem estudos suficientes que possam comprovar a eficiência deste herbicida
sob gramíneas anuais de inverno (BRABHAM, 2014). No entanto, em um estudo de
campo, Sebastian et al. 2016, constatou que o indaziflam foi superior ao imazapic no
controle de downy brome após três anos do tratamento.
4.5.2 Imazapic
O herbicida Imazapic pertence à classe das imidazolinonas, e tem como local de
ação a acetolactato sintase (ALS). Herbicidas inibidores da ALS ligam-se ao sítio destinado
ao piruvato, impedindo a formação do acetolactato, que é responsável pela sítense de
aminoácidos. Com o bloqueio da síntese, todos os processos envolvendo divisão celular
ficam comprometidos e por consequência interfere no crescimento da planta
(CHRISTOFFOLETI, 2008).
Com ação sistêmica e uso para pré-emergência e pós emergência inicial nas culturas
da cana-de-açucar e amedoim (BASF, 2006), é um herbicida muito utilizado no controle de
tiririca (Cyperus rotundus) nestas culturas e seu período de persistência no solo é longo,
permanecendo de 31 a 410 dias, podendo afetar culturas plantadas em sucessão e que sejam
sensíveis à ação deste herbicida (FINOTO, et al., 2011).
Nos Estados Unidos, imazapic é o herbicida mais utilizado em projetos de restauração
de espécies nativas em áreas não agrícolas dominadas por plantas exóticas, tendo um efeito
27
residual de 120 dias nos solos da região (KYSER et al., 2007). Além disso, é também o
herbicida que oferece melhor controle de gramíneas anuais. Monaco et al. (2005),
constataram que doses superiores a 140 g/ha resultaram em controle da medusahead,
enquanto que downy brome foi controlada após aplicação de 70g/ha no outono e na
primavera.
5 MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi conduzido no Laboratório de Plantas Daninhas da Colorado State
University, Colorado, Estados Unidos no ano de 2015. As plantas daninhas downy brome,
feral rye, japanese brome, jointed goatgrass, medusahead e ventenata foram submetidas a
um ensaio de dose-resposta com os herbicidas imazapic e indaziflam. As sementes
utilizadas no trabalho foram coletadas um ano antes da implantação do experimento e para
mantê-las viáveis, estas foram acondicionadas a -10o.C.
As seis doses utilizadas foram determinadas em avaliação prévia e juntamente com
a testemunha, estão representadas na Tabela 1.
28
Tabela 1- Respectivas doses dos herbicidas em g.ia.ha para as seis espécies estudadas.
Para o plantio foram utilizados vasos plásticos nas dimensões (17-12-6 cm), com
capacidade equivalente a 1,22 L, preenchidos com solo classificado como Otero sandy clay
loam (Coarse-loamy, mixed (calcareous), mesic Aridic Ustorthents) com 3.9% MO e pH
7.7. em 3 repetições. Baseado em estudos prévios de germinação para as espécies
estudadas, o plantio foi feito a 0.5 cm de profundidade com densidades de sementes
variáveis para cada espécie. As densidades utilizadas foram aproximadamente de 100
sementes para downy brome, 100 para feral rye, 150 para japanese brome, 35 para jointed
goatgrass, 30 para medusahead, e 150 para ventenata por vaso.
Após preenchimento dos vasos e semeadura das espécies, estes foram conduzidos a
uma câmara de aplicação de herbicidas (DeVries Manufacturing, Hollandale, MN),
equipada com um bico de pulverização TeeJet 8002 EVS, regulado para aplicar 187 L. ha-1
a 172 kPa fazendo-se a aplicação da calda, acrescida de surfactante não iônico a 0,25% v/v.
Em seguida as plantas foram conduzidas para casa de vegetação sendo subirrigadas. As
29
temperaturas diurnas e noturnas mantiveram-se em torno de 25o.C e 20
o.C,
respectivamente, com umidade relativa aproximada de 60%. Para a irrigação, cada vaso foi
subirrigado diariamente de forma a simular condições ótimas de crescimento.
Após quatro semanas, as plantas foram cortadas rente ao solo e pesadas para se
obter massa fresca. Em seguida foram colocadas para secar em estufa por cinco dias a
60o.C. Após secagem, plantas foram novamente pesadas para se obter o valor de massa
seca. As análises estatísticas foram feitas no software Graphpad Prism 6 para determiner as
doses de imazapic e indaziflam necessárias para se reduzir a biomassa (GR50) de cada
espécie estudada. GR (growth reduction 50%) é a dose em g. ia (g. ai) por hectare na qual
se observa 50% de controle ou de redução de crescimento de uma dada espécie
(Christoffoleti & López-Ovejero, 2004). Para se obter o valor de GR50, foi realizada uma
análise de regressão log-logística, relacionando a resposta da planta quanto a redução da
biomassa em comparação às doses dos herbicidas. A equação matemática (Seefeldt et
al.,1995) que relaciona a resposta da planta (y) com a dose do herbicida (x) é a seguinte:
C (D C)
0( og )
Sendo D o limite superior da curva; C, o limite inferior da curva; b, a declividade da curva;
e GR50, a dose correspondente a 50% de resposta.
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Sob condições ótimas, nas quais este experimento foi conduzido, indaziflam
proporcionou controle de todas as gramíneas anuais testadas. Japanese brome foi a espécie
com maior sensibilidade (0.19 g·ha-1
) ao indaziflam, enquanto que jointed goatgrass (GR50
= 7.37 g·ha-1
) foi a menos sensível. Para o Imazapic, japanese brome também foi a espécie
mais sensível (1.86 g.ha-1
), enquanto que feral rye foi a menos sensível (24.37 g.ha-1
). De
modo geral, o indaziflam requeriu as menores doses para se controlar as espécies testadas.
Os resultados podem ser observados nas figuras 8 e 9, para Indaziflam e Imazapic,
respectivamente.
30
Figura 8- Curva de dose resposta demonstrando a redução da massa seca (%) das espécies
pelo herbicida indaziflam, bem como valores de GR50 (g.ha-1
) correspondentes as seis
espécies testadas.
31
Figura 9- Curva de dose resposta demonstrando a redução da massa seca (%) das espécies
pelo herbicida imazapic, bem como valores de GR50 (g.ha-1
) correspondentes as seis
espécies testadas.
Indaziflam é o primeiro herbicida inibidor da biossíntese da parede celular que
potencialmente pode ser usado para controle de gramíneas exóticas em áreas não agrícolas.
O seu modo de ação ainda não está totalmente descrito, mas sabe-se que age impedindo o
desenvolvimento de novas células na parece celular. Isto indica que folhas já desenvolvidas
serão dificilmente afetadas por ação deste herbicida (MYERS et al., 2009; KAAPRO &
HALL, 2012; GUERRA, et al. 2014). No uso em pós emergência, segundo Griffin (2005),
foram observadas redução na germinação em plantas susceptíveis e quando houve
germinação a formação da raiz foi afetada, resultando na morte das plantas testadas.
Imazapic age na síntese de aminoácidos na planta, o que resulta na interferência de
todos processos relativos a divisão celular, comprometendo o crescimento desta.
Considerando o grande número de gramíneas resistentes à herbicidas inibidores da ALS
32
(PRATHER et al. 2000) e especificamente a um caso de um biótipo de downy brome
encontrado no estado do Oregon em 1997 (PARK & MALLORY-SMITH, 2005; HEAP,
2014) a importância de se desenvolver e utilizar produtos com diferentes modos de ação é
grande.
Para este trabalho, as doses utilizadas foram inferiores as doses recomendadas pois
considerou-se condições ótimas em casa de vegetação. Em estudo preliminar foram
estabelecidas as doses para cada espécie, de forma que estas demonstrassem níveis de doses
mínimas e máximas capazes de sensibilizar cada espécie, como pode ser observado em
dados de GR50.
As doses recomendadas de indaziflam e imazapic são respectivamente 95 g e 122 g
por hectare para gramíneas. Entretanto, além de se considerar a dosagem recomendada,
deve-se observar a época de aplicação. Herbicidas aplicados durante o outono, época de
emergência destas espécies e em condições favoráveis de precipitação, proporcionam
resultados satisfatórios quando comparado à aplicações em outras épocas (YOUNG &
EVANS 1970).
De modo geral, apesar do imazapic apresentar bons resultados de controle para
gramíneas anuais, após 1 ano de sua aplicação estas tendem a se reestabelecer devido ao
curto período residual deste herbicida (em torno de 120 dias) (MADSEN et al. 2014).
Sebastian et al. (2016), analisando o efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic ao longo
de três anos em três diferentes áreas, constataram controle similar no primeiro ano para
ambos herbicidas, porém no segundo e terceiro ano de avaliação, indaziflam resultou em
melhor controle da espécie downy brome. As doses utilizadas foram inferiores para ambos
herbicidas (58 g e 105 g, para indaziflam e imazapic respectivamente). Owen et al. (2011),
também verificaram que um ano após tratamento com imazapic, downy brome foi capaz de
se reestabelecer. Estes resultados demonstram que para o controle de downy brome (Figura
10), doses inferiores às recomendadas de indaziflam são capazes de reduzir a população
desta gramínea além de também proporcionar efeito residual longo (>150dias), comparado
ao imazapic (aproximadamente 120 dias).
33
Figura 10- Efeito dos herbicidas indaziflam e imazapic no controle de downy
brome.
Para medusahead, o controle é bem mais sucedido na combinação do fogo, seguido
da aplicação do imazapic. O fogo aplicado durante a primavera segundo Davies, (2007) é
utilizado para reduzir a palhada sobre o solo, favorecendo o contato do herbicida com as
plantas que estão emergindo. Sendo assim, aplicações isoladas de imazapic não garantem o
controle de medusahead, resultando no reestabelecimento desta espécie em curto tempo.
Vale ressaltar que nas condições do Brasil, o fogo não deve ser uma opção de controle
espécies de plantas daninhas.
Nas demais espécies, imazapic também é aplicado em pré-emergência, para assim
se obter a máxima eficiência no controle, porém além do controle ser a curto prazo, injúrias
em espécies nativas podem ser observados quando utilizado em programas de
reestabelecimento da vegetação nativa (SHINN & THILL, 2004). De acordo com o
34
observado neste experimento, indaziflam é um herbicida com uso potencial para o controle
destas gramíneas anuais testadas além de minimizar as possíveis injúrias em espécies
nativas (KAAPRO & HALL, 2012).
7 CONCLUSÃO
Em consonância com a hipótese estabelecida, pode-se verificar com os resultados
obtidos neste experimento que o herbicida indaziflam pode ser considerado uma nova
ferramenta de controle de gramíneas exóticas anuais em áreas não agrícolas nos Estados
Unidos. No entanto, são necessários novos estudos para se determinar a efetividade deste
controle em campo, bem como as doses necessárias para esta situação.
35
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