fundamentos para a seletividade de herbicidas à...

01/11/2017

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Fundamentos para a Seletividade de

Herbicidas à Cana-de-açúcar

Prof. Dr. Saul Carvalho

Instituto Federal do Sul de Minas

Campus Machado

SELETIVIDADE

“Capacidade de um produto químico em isolar seus

efeitos danosos sobre um alvo específico (pragas,

doenças ou plantas daninhas), causando mínimo ou

nenhum dano aos demais seres no local (FAO, 1987)”

“Capacidade agronômica de matar algumas plantas sem

injuriar outras (Anderson, 1983)”

“Medida de resposta diferencial entre as espécies de

plantas a um determinado herbicida (Oliveira Jr., 2001)”

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SELETIVIDADE

a. É uma característica relativa e nunca absoluta

b. Não deve ser avaliada apenas pelos sintomas visuais

de fitotoxicidade

c. Julgar a seletividade do tratamento e não do herbicida

seletivo em geral

O herbicida é seletivo dentro dos limites de:

a) Faixa específica de doses;

b) Método de aplicação e

c) Condições ambientais que precedem e sucedem a aplicação.

SELETIVIDADE

Tratamento seletivo para a cultura

Herbicida

Cultura/planta daninha

Tec. de aplicação

Tipo de soloClima

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tolete de cana

HERBICIDA APLICADO AO SOLO

SELETIVIDADE:

POSICIONAMENTO (T x E)

ABSORÇÃO DIFERENCIAL

TRANSLOCAÇÃO DIFERENCIAL

--

METABOLISMO

DOSE x SOLO

Seletividade em pré-plantio

3 a 4 meses

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Posicionamento do herbicida no espaço:Posicionamento do herbicida no espaço:

sementes de sementes de

plantas daninhasplantas daninhas

germináveisgermináveis

Região onde o herbicida permanece na soluçãoRegião onde o herbicida permanece na solução

do solo para proporcionar seletividade de posição.do solo para proporcionar seletividade de posição.

muda de canamuda de cana

HerbicidaHerbicida

superfície do superfície do

solosolo

HERBICIDA APLICADO À FOLHA

SELETIVIDADE:

JATO DIRIGIDO

ABSORÇÃO DIFERENCIAL

TRANSLOCAÇÃO DIFERENCIAL

METABOLISMO

INSENSIBILIDADE ENZIMÁTICA

RETENÇÃO FOLIAR

DOSE E FORMULAÇÃO

FENOLOGIA

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APLICAÇÃO EM JATO DIRIGIDO

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6

QQ AA

ee--

QQ BBCytocromoCytocromo

PlastoquinonaPlastoquinona

Planta Planta

suscetível com suscetível com

o herbicidao herbicida

HH

QQ AA

ee--

QQ BB CytocromoCytocromo

PlastoquinonaPlastoquinona

Planta Planta

tolerante ao tolerante ao

herbicidaherbicida

HH

ee--

ee--

ee--

INSENSIBILIDADE ENZIMÁTICA

Carvalho, 2013

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7

Carvalho, 2013

Carvalho, 2013

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METABOLISMO

“Principal mecanismo de seletividade de herbicidas entre

cultura e plantas daninhas (Cole, 1994; Eerd et al., 2003)”

Três fases:

1. Conversão (oxidação, redução, hidrólise) – P450

2. Conjugação (açúcares, aminoácidos, glutathiona)

3. Conjugados secundários e compartimentalização

Reações metabólicas em plantas e o grupo químico afetado.

Reações Químicas Grupos Químicos Afetados

Hidroxilação Triazinas, fenoxi-ácidos, imidazolinonas

Oxidação fenoxi-ácidos

Decarboxilação ácidos benzóicos, ácidos picolínicos

Deaminação uréias, dinitroanilinas

Dealquilação dinitroanilinas, triazinas

Hidrólise carbamatos, sulfoniluréias, imidazolinonas

Conjugação ácidos benzóicos, imidazolinonas

(Zindhal, 1999)

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Tabela 2. Massa fresca percentual de seis cultivares de cana-de-açúcar pulverizadas com herbicidas,

aos 21 DAA. Piracicaba. 2006.

Cultivar

Herbicidas

Ametryn Clomazone Diuron +

Hexazinone Isoxaflutole 2,4-D Tebuthiuron Sulfentrazone

CTC 1 105.01 A 99.49 A 69.33 B 102.51 A 96.08 B 101.94 B 116.02 A

CTC 2 106.90 A 103.57 A 106.48 A 107.47 A 112.67 A 130.83 A 130.74 A

CTC 3 103.22 A 98.28 A 92.71 A 53.40 C 116.30 A 128.30 A 114.40 A

CTC 4 76.40 B 90.31 A 47.74 C 80.48 B 98.09 B 95.45 B 106.27 B

CTC 5 62.88 B 66.94 B 10.65 D 80.71 B 85.68 B 57.87 C 87.93 B

CTC 6 99.54 A 105.69 A 79.58 B 79.93 B 97.33 B 121.98 A 98.89 B

F(herb) = 41.083* F(var) = 51.246* F(herb x var) = 5.640* CV (%) = 11.32

*Values significant by F-test at 1%; Means followed by the same letter do not significantly differ by the Scott-Knott test (5%).

Ferreira et al., 2010

DIFERENÇAS DE GENÓTIPO

Torres et al., 2012

DIFERENÇAS DE GENÓTIPO

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Características Propriedades

Iniciais Fase I Fase II Fase III

Reações Ação

herbicídica

Oxidações,

reduções,

hidrólises,

oxigenações,

hidroxilações

Conjugação

com

aminoácidos,

açúcar ou

glutathiona

Conjugação secundária;

compartimentimentalização

em vacúolos ou integração

a compostos da parede

celular

Solubilidade Lipofílicos Intermediária Hidrofílica Hidrofílica ou insolúvel

Toxicidade Alta - ação

herbicídica

Modificada

ou menos

tóxica

Reduzida ou

atóxico Atóxico

Mobilidade

Variável em

função do

produto

Modificada

ou reduzida

Limitada ou

imóvel Imóvel

RESUMO DO METABOLISMO

METABOLISMO

Girotto et al., 2012

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METABOLISMO

Girotto et al., 2012

Brachiaria decumbensDigitaria horizontalis

Panicum maximumIpomoea grandifolia

METABOLISMO

- Rotas presentes em todas as plantas

- Existência de diversas isoenzimas

- Enzimas e proteínas geralmente pouco específicas

- Detoxificam íons tóxicos e outros poluentes,

presentes em rotas do metabolismo secundário

- Mecanismo natural e disponível que

necessariamente não promove perda de

rendimento

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RADICAIS LIVRES

membrana celular

e-

oxigênio

singleto

fosfolipídeo

Radical livre

e- Fosfo-

Lipídeos

RADICAIS LIVRES

água

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RADICAIS LIVRES

RADICAIS LIVRES

Diuron + hexazinone

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Cloroplasto

Luz ultravioletaStress

ambiental

superóxido dismutase

Catalase e Ascorbato peroxidase

Glutationa

http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2013.00277/full

Chi et al. (2013)

. . .

Herbicida

Condição de Estresse

“Quando o limite da capacidade de ajuste da planta é

alcançado, os distúrbios que antes não se

manifestavam (latentes) aparecem na forma de doenças

crônicas ou injúrias irreversíveis (Larcher, 2000)”

FITOTOXICIDADE

“Injúrias visuais observadas nas plantas em consequência

da aplicação de defensivos agrícolas (herbicidas)”

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isoxaflutole glyphosate chlorimuron

lactofen clomazone fluazifop-p-butil


Larcher, 2000

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0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120

Dias Após Emergência

Cre

sc

ime

nto

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Re

nd

ime

nto

(%)Estresse Temporário

Estresse Permanente

Sem herbicida

Herbicida

Δ

α α β < α

Carvalho et al., 2009

Substância Vegetal ou

Parte da Planta

Custo de Construção

(g glicose / g massa seca)

Substâncias de defesa

Taninos 1,55 – 1,6

Glicosídeos cianogênicos 1,9 – 2,1

Alcalóides 2,8 – 3,3

Monoterpenóides 2,8 – 3,5

Látex 3,3

Substâncias da Parede Celular

Lignina (lenho de coníferas) 2,44 – 2,49

Lignina (lenho de angiospermas) 2,48 – 2,52

Reposição de Órgãos

Folhas tenras

baixa concentração de compostos de defesa 1,3

alta concentração de compostos de defesa 1,8

Folhas esclerofilas 1,35 – 1,55

Acículas de coníferas 1,5

Ramos não-lignificados 1,1 – 1,35

Ramos lignificados 1,4 – 1,55

Substância Vegetal ou

Parte da Planta

Custo de Construção

(g glicose / g massa seca)

Substâncias de defesa

Taninos 1,55 – 1,6

Glicosídeos cianogênicos 1,9 – 2,1

Alcalóides 2,8 – 3,3

Monoterpenóides 2,8 – 3,5

Látex 3,3

Substâncias da Parede Celular

Lignina (lenho de coníferas) 2,44 – 2,49

Lignina (lenho de angiospermas) 2,48 – 2,52

Reposição de Órgãos

Folhas tenras

baixa concentração de compostos de defesa 1,3

alta concentração de compostos de defesa 1,8

Folhas esclerofilas 1,35 – 1,55

Acículas de coníferas 1,5

Ramos não-lignificados 1,1 – 1,35

Ramos lignificados 1,4 – 1,55

Larcher, 2000

Quanto “custa” uma folha?

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Avaliação das Perdas

- Desenvolvimento dos Experimentos

- Possuem sintomas mas não há perda de rendimento

Por que as perdas não são comuns?

Problemas metodológicos:

- Testemunhas - Variabilidade

- Colheita - Estatística


TESTEMUNHAS:

- Testemunhas sem aplicação

- Produção inferior ao tratamentos herbicida

- Ausência de capinas apropriadas

- Capinas em todas as parcelas

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VARIABILIDADE DOS DADOS:

- Somente fitotoxicidade não é suficiente

- Evitar aproveitamento de experimentos de controle

- Obter a produtividade (SBCPD, 1995)

- Precisão na colheita e parcelas representativas

- Evitar técnicas com biometrias e pequenas amostras

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Escala de notas ERWC (1964). Sem rendimento e sem estatística.Escala de notas ERWC (1964). Sem rendimento e sem estatística.

A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a

2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b

3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c

4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c

5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c

6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c

Fstat

CV (%) 845,02 748,79

5,761

4,45 DMS 1052,92

Simulação do Efeito da Variabilidade dos Dados

Tratamentos

Repetições

Média

Tukey

Alta variabilidade nos dados

Variabilidade dos Dados

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CV (%) – Ainda considerados baixos (<10%) (Pimentel-Gomes & Garcia, 2002)

A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a

2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b

3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c

4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c

5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c

6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c

Fstat

CV (%)

A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9200 9000 9300 9150 9162,5 a a a

2 8800 8900 8600 8700 8750,0 b b b

3 8500 8400 8600 8350 8462,5 b c c c

4 8200 8400 8500 8300 8350,0 c d c c

5 7900 8100 8000 8200 8050,0 d e d d

6 7800 7900 8100 8000 7950,0 e d d

Fstat

CV (%)

845,02 748,79

51,648

DMS 351,66 282,23 250,091,49

Baixa variabilidade nos dados

5,761

4,45 DMS 1052,92

Simulação do Efeito da Variabilidade dos Dados

Tratamentos

Repetições

Média

Tukey


Repetições

Tratamentos Média

Tukey


VARIABILIDADE DA ÁREA:

- Busca de áreas homogêneas

- Correção da heterogeneidade (blocos)

- Aumento no nº de repetições (Velini et al., 1996)

- Testemunhas laterais ou duplas

(Constantin et al., 2003; Azania et al., 2005)

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Delineamento

Convencional

T 6 T 5

3 T 2 T

T 4 T 4

5 T 6 T

T 3 T 3

2 T 3 T

T 2 T 2

6 T 4 T

T 5 T 6

4 T 5 T

Testemunha adjacente

ou dupla

3 T 6 T T T 5 T

5 T 4 T 2 T 4 T

2 T T T 6 T 3 T

6 T 2 T 3 T 2 T

T T 5 T 4 T T T

4 T 3 T 5 T 6 T

Testemunha Lateral


Variável Época

(DAT)

Testemunha tradicional Testemunha pareada

Teste F CV (%) Teste F CV (%)

Altura (cm)

30 0,62 NS 7,80 1,20 NS 7,06

45 3,88 * 5,43 4,41** 6,20

60 0,38 NS 11,38 0,82 NS 11,34

Estande (colmos m-1) 180 3,04 NS 3,64 3,65* 3,94

Rendimento (kg ha-1) 273 2,07 NS 9,17 4,11* 7,20

ATR (t açúcar ha-1) 273 0,85 NS 5,10 1,06 NS 4,67

Uso de testemunhas pareadas

(Azania et al., 2005)

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(Azania et al., 2006)

Constantin et al., 2003

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ESTATÍSTICA APROPRIADA:

- Emprego de testes menos rigorosos

- Ex.: Adubação x Herbicida

Adubação: Almeja-se ênfase na diferença

Necessidade de certeza da existência

Teste Tukey a 5 ou 1%

Herbicida: Almeja-se ênfase na igualdade

Necessidade de certeza da inexistência

Teste Tukey a 10%, Duncan 5%, Teste ‘t’

A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a

2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b

3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c

4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c

5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c

6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c

Fstat

CV (%) 4,45 DMS 1052,92

Simulação do Efeito do Teste de Comparações Múltiplas Aplicado

Tratamentos

Repetições

Média

Tukey


845,02 748,79

5,761

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A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a

2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b

3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c

4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c

5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c

6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c

Fstat

CV (%)

A B C D 1% 5% 10%

1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a

2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b

3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b b c

4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b b c

5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b c

6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b c

Fstat

CV (%)

Repetições

Tratamentos Média

Duncan

4,45 DMS 1052,92

Simulação do Efeito do Teste de Comparações Múltiplas Aplicado

Tratamentos

Repetições

Média

Tukey


845,02 748,79

5,761

DMS -- -- --4,45


5,761

Ausência de Tabelas e Ferramentas para execução do Teste Duncan

Considerações Finais

- Seletividade envolve gasto de energia

- Detoxificação envolve gasto de energia

- Fitotoxicidade torna-se preocupante

- Problemas com perda de produção??

- Ajustes de doses, produtos e momento de aplicação

- Alterações metodológicas para maior confiabilidade

dos dados experimentais

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PARA DISCUTIR:

Por que muitos dos casos de plantas daninhas

resistentes a herbicidas, bem como de plantas

geneticamente modificadas, tem por

mecanismos de tolerância a insensibilidade

enzimática e não o metabolismo diferencial?

Obrigado!!!

Saul Carvalho - www.saulcarvalho.com.br

[email protected]

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