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Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos não alvo Profa. Dra. Virginia Damin/UFG Goiânia-GO Agosto 2018

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

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Page 1: 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

Comportamento de herbicidas e seus impactos em organismos não alvo

Profa. Dra. Virginia Damin/UFG

Goiânia-GO

Agosto 2018

Page 2: 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

50% herbicidas

Uso de pesticidas no Brasil

FAOSTAT, 2011

Principais culturas com aplicação de herbicidas: soja, cana, algodão e milho(Andef, 2013).

Page 3: 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

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

Page 4: 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

Forma como o herbicida chega ao solo

Aplicação de herbicidas em áreasagrícolas

Pós-emergentes Pré-emergentes

Page 5: 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

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

Page 6: 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

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 (+)

Page 7: 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

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

Page 8: 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

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

Page 9: 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

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

Page 10: 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

4. DiscussãoFatores que afetam o comportamento de herbicidas

no ambiente

-

Glyphosate

Oxyfluorfen (Goal)K+, NO3-, H3PO4

-, Ca2+, H+

Íons

++

+

-- -

+++

+

+

-- -

++

++

+

-- -

+++

+

+

-- -

++

++

+

-- -

++

++

+

-- -

++

Page 11: 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

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

Page 12: 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

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?

*

Page 13: 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

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 14: 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

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

Page 17: 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

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

Page 18: 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

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)

Page 19: 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

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

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

Page 21: 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

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

Page 22: 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

Efeito residual: interação solo x molécula x espécie de planta

Herbicida Diclosulam (Spider)

Page 23: 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

Impacto em organismos não alvo: interação solo x molécula x microorganismo

Analise metagenômica - bactéria

Doutorando Marco Aurélio Pessoa de Souza

Page 24: 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

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

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

Page 26: 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

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 ....

Page 27: 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

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

Page 28: 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

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

Page 29: 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

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

Page 30: 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

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

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

• 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

?

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

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

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

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

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

-

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

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

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

Page 60: 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

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 61: 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

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

Page 62: 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

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?

Page 63: 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

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

Page 65: 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

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.

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