livro herbicidas, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Agronômica

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LEONARDO BIANCO DE CARVALHO

HERBICIDAS

Carvalho, Leonardo Bianco de Herbicidas / Editado pelo autor, Lages, SC, 2013 vi, 62 p. : 14,8x21,0 cm

Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio ou forma, sem expressa autorização (Lei no. 9.610).

e-ISBN 978-85-912712-1-

Distribuição pelo autor: matologiaexperimental.blogspot.com agrolbcarvalho@gmail.com

PREFÁCIO

O livro HERBICIDAS apresenta toda a dinâmica ambiental e fisiológica dos produtos utilizados para controle químico de plantas daninhas, desde as possíveis interações que ocorrem no tanque, na atmosfera e no solo, até as interações metabólicas e bioquímicas que ocorrem nas plantas. São discutidos aspectos relacionados à absorção, à translocação, aos mecanismos de ação de herbicidas utilizados no Brasil, às maneiras que as plantas têm para metabolizar esses produtos, além de interações entre herbicidas e outros produtos. Por fim, são abordados aspectos de resistência de plantas daninhas a herbicidas, um dos principais problemas de manejo na atualidade.

Todos os conceitos apresentados nesta obra são baseados em publicações científicas e estão descritos de maneira sucinta para atender a demanda básica dos alunos de cursos de Agronomia por um livro texto simples e dinâmico que explora todos os temas envolvendo plantas daninhas e seu manejo. Materiais gráficos adicionais estão disponíveis na internet pelo endereço http://leonardobcarvalho.wordpress.com.

O Autor

SUMÁRIO

• CAPÍTULO 1 – CONCEITOS E CLASSIFICAÇÕES páginas
  • 1.1. QUANTO AO ESPECTRO DE AÇÃO
  • 1.2. QUANTO À SELETIVIDADE
  • 1.3. QUANTO À EPOCA DE APLICAÇÃO
  • 1.4. QUANTO À TRANSLOCAÇÃO
  • 1.5. QUANTO AO MECANISMO DE AÇÃO
  • 1.6. QUANTO AO CARÁTER IÔNICO
• CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
  • 2.1. PRESSÃO DE VAPOR
  • 2.2. SOLUBILIDADE EM ÁGUA
  • 2.3. CONSTANTE DE HENRY
  • 2.4. CONSTANTE DE DISSOCIAÇÃO ELETROLÍTICA
  • 2.5. COEFICIENTE DE PARTIÇÃO OCTANOL/ÁGUA
  • 2.6. COEFICIENTE DE PARTIÇÃO NO SOLO
    • ORGÂNICA 2.7. COEFICIENTE DE PARTIÇÃO NA MATÉRIA
  • 2.8. TEMPO DE MEIA VIDA
• CAPÍTULO 3 – DINÂMICA AMBIENTAL
  • 3.1. DINÂMICA NO PREPARO DA CALDA
  • 3.2. DINÂMICA NA TRANSFERÊNCIA DE DOSE
• CAPÍTULO 4 – DINÂMICA FISIOLÓGICA
  • 4.1. DINÂMICA DE INTERCEPTAÇÃO
  • 4.2. DINÂMICA DE ABSORÇÃO
  • 4.3. DINÂMICA DE TRANSLOCAÇÃO
  • 4.4. DINÂMICA DE AÇÃO TÓXICA
  • 4.5. DINÂMICA DE METABOLIZAÇÃO
  • 4.6. EFEITOS DE INTERAÇÕES ENTRE COMPOSTOS
• CAPÍTULO 5 – RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS
  • 5.1. CONCEITOS
  • 5.2. HISTÓRICO
  • 5.3. EVOLUÇÃO
  • 5.4. MECANISMOS
  • 5.5. DIAGNÓSTICO
  • 5.6. PREVENÇÃO E MANEJO
• BIBLIOGRAFIA

2 Carvalho LB. (2013). Herbicidas

paraquat, diquat, alachlor, hexazinone, ametryne, oxyfluorfen, tebuthiuron, terbacil, entre outros.

1.2. QUANTO À SELETIVIDADE

Por seletividade entende-se a incapacidade do herbicida matar determinada planta daninha, ou seja, por algum motivo, normalmente metabólico, a planta é capaz de metabolizar o produto, reduzindo o potencial tóxico ou mesmo inativando o produto. Quanto à seletividade, os herbicidas podem ser divididos em: a) Seletivos – que matam as plantas daninhas e não causam efeitos deletérios drásticos à determinada cultura agrícola que esteja sendo cultivada. São herbicidas seletivos: 2,4-D para cana-de-açúcar, atrazine e nicosulfuron para milho, fomesafen para feijão, imazethapyr para soja etc. b) Não-seletivos – que além de matar as plantas daninhas podem causar efeitos deletérios drásticos, podendo causar a morte da cultura agrícola que está sendo cultivada. São herbicidas não seletivos: glyphosate, paraquat, glufosinate-amonnium, entre outros.

É importante ressaltar que a seletividade pode ser dividida em três tipos: a) Seletividade genuína (fisiológica ou biológica) – aquela em que a planta é capaz de metabolizar o herbicida a compostos pouco tóxicos ou não tóxicos, permitindo tolerância à exposição ao produto em determinadas condições. Os exemplos do item a, descrito anteriormente, são os mesmos para esse caso; b) Seletividade adquirida (transgenia) – modificação genética nas culturas através da introdução de genes que conferem sua tolerância a determinado herbicida. São exemplos: o glyphosate para soja; o glufosinate-ammonium e o glyphosate para milho; o glufosinate-ammonium e o glyphosate para algodão. Já está liberada pelo Ministério da Agricultura, mas ainda não está sendo comercializada, a soja tolerante a herbicidas imidazolinonas (ver item 4.4.2., no capítulo 4); c) Seletividade toponômica (de posição) – embora seja a seletividade relacionada à prática agronômica de manejar a

Capítulo 1 – Conceitos e classificações 3

aplicação de um produto essencialmente tóxico (não-seletivo) no tempo e no espaço, considera-se seletividade toponômica aquela em que o herbicida não entra em contato com a cultura, apenas com as sementes, ou mesmo as próprias plantas (aplicação dirigida), das plantas daninhas. Nesse caso, o herbicida é aplicado após o plantio da cultura, diretamente sobre o solo (ou sobre as plantas daninhas em aplicação dirigida), ficando retido nas camadas superficiais do solo, onde está a maioria das sementes das plantas daninhas; sendo que, as sementes da cultura ficam abaixo do perfil de ação do produto. Exemplos são: o pendimethalin em milho, diuron em algodão, entre outros. A diferenciação morfológica de certas espécies entre a germinação e a emergência é fundamental nesse tipo de seletividade. Além disso, a diferenciação da emergência entre gramíneas e eudicotiledôneas favorece a seletividade para as primeiras. Por exemplo, plantas de arroz e capim-arroz ( Echinochloa spp.) podem germinar abaixo da camada tratada com o herbicida. Porém, o primeiro nó do arroz é emitido abaixo da camada tratada, enquanto no capim-arroz é emitido próximo à superfície, na camada tratada. O meristema apical do arroz é protegido pelo seu coleóptilo, assim, quando atravessa a camada tratada não há absorção de herbicida e seu mesocótilo está abaixo da camada tratada (mesmo que houver absorção, o ponto de crescimento está abaixo do ponto de absorção; como esses herbicidas atuam nos fotossistemas, são, então, translocados para cima, não matando o ponto de crescimento). Isso não acontece com o capim-arroz que possui longo mesocótilo, facilitando a absorção de herbicida, além do ponto de crescimento acima ou no ponto de absorção (então o herbicida atinge o ponto de crescimento e mata a plântula). O milho tem comportamento semelhante ao arroz, assim como aveia e cevada. O sorgo, além das plantas daninhas capim- massambará ( Sorghum halepense ), capim-pé-de-galinha ( Eleusine indica ) e plantas do gênero Panicum , tem comportamento semelhante ao capim-arroz.

A seletividade, não se pode esquecer, é quase sempre relativa, pois depende do estádio de desenvolvimento das plantas, das

Capítulo 1 – Conceitos e classificações 5

c) Pré-emergência (PRE) – são herbicidas aplicados ao solo antes da emergência das plantas daninhas, mas após o plantio da cultura. Portanto, são herbicidas aplicados em pós-plantio da cultura e pré-emergência das plantas daninhas. Esses produtos requerem bom preparo do solo e médio-bom teor de umidade no solo. São exemplos os herbicidas atrazine, diuron, metribuzin, alachlor, acetolachlor, linuron, bromacil, entre outros; d) Pós-emergência (POS) – são herbicidas aplicados às folhas após a emergência das plantas daninhas e após o plantio da cultura. Portanto, são herbicidas aplicados em pós-plantio da cultura e pós-emergência de plantas daninhas. São divididos em: d1) Pós-emergência em área total – são herbicidas seletivos à cultura (seletividade genuína ou adquirida) que podem ser aplicados sem proteção na barra. São exemplos os herbicidas glyphosate e glufosinate-amonnium (em culturas transgênicas) e os herbicidas alloxydim-sodium, clopropoxydim, sethoxydim, fenoxaprop-p-ethyl, propanil, asulam, bentazon, entre outros (em culturas tolerantes); d2) Pós-emergência dirigida – são herbicidas não-seletivos para a cultura que devem ser aplicados na entrelinha, normalmente, com proteção na barra. São exemplos os herbicidas glyphosate, paraquat, diquat, dicamba, dalapon, entre outros. e) PRE ou POS – são herbicidas que podem ser aplicados tanto em pré-emergência quanto em pós-emergência devido a suas propriedades físico-químicas (ver capítulo 2). São exemplos os herbicidas ametryne, diuron, hexazinone, oxadiazon, dinozeb, bifenox, chloramben, entre outros. Deve-se ressaltar que a seletividade para a cultura é que definirá o momento crítico para aplicação.

1.4. QUANTO À TRANSLOCAÇÃO NA PLANTA

Quanto à translocação, os herbicidas podem ser divididos em: a) Tópicos (ou de contato) – são herbicidas que, após serem absorvidos, agem próximo ao local de contato com a planta devido à falta de mobilização ou à mobilização extremamente baixa dentro da planta;

6 Carvalho LB. (2013). Herbicidas

b) Sistêmicos – são herbicidas que, após serem absorvidos, apresentam capacidade de translocação através da planta, até atingir seu local de ação, agindo próximo ou longe do local de contato com a planta.

1.5. QUANTO AO MECANISMO DE AÇÃO

Diversas são as classificações de herbicidas com base no mecanismo de ação. Nesta obra, adotar-se-ão os princípios de classificação feita pelo Comitê de Ação à Resistência a Herbicidas (HRAC), entidade internacional de estudo da resistência de plantas daninhas a herbicidas e seu manejo. Antes de listar os mecanismos de ação dos herbicidas, é importante fazer a distinção entre modo de ação e mecanismo de ação. Assim sendo: a) Modo de ação – conjunto de eventos metabólicos que resultam na expressão final do herbicida sobre as plantas, incluindo os sintomas visíveis (engloba o mecanismo de ação). Portanto, o modo de ação representa todo o comportamento do herbicida desde seu contato com a planta até a expressão final do seu efeito tóxico; b) Mecanismo de ação – primeiro evento metabólico (sítio de ação) das plantas onde o herbicida atua. Assim, o mecanismo de ação está inserido no modo de ação do herbicida.

O mecanismo de ação pode ser dividido em dois grupos: a) Enzimático – quando a ação do herbicida ocorre sobre alguma enzima do metabolismo da planta; b) Não-enzimático – quando a ação do herbicida ocorre sobre algum evento metabólico da planta sem ocorrer a ligação com uma enzima específica.

Quanto ao mecanismo de ação, os herbicidas registrados no Brasil são divididos em: a) Inibidores da ACCase – atuam inibindo a ação da enzima acetil coenzima A carboxilase (ACCase); b) Inibidores da ALS ou AHAS – atuam inibindo a ação da enzima acetolactato sintase (ALS) que também pode receber o nome

8 Carvalho LB. (2013). Herbicidas

l) Mecanismo desconhecido – o MSMA é um herbicida cujo mecanismo de ação ainda não foi descrito.

1.6. QUANTO AO CARÁTER IÔNICO

Quanto ao caráter iônico, os herbicidas podem ser: a) Ionizáveis – apresentam cargas dependentes de pH. Herbicidas ionizáveis podem ser: a1) Ácidos – dissociam-se em um ânion (HA-), liberando H+. São exemplos de herbicidas ácidos: glyphosate, sethoxydim, clethodim, diclofop-methyl, chlorimuron-ethyl, nicosulfuron, metsulfuron-methyl, imazapic, imazethapyr, diclosulan, flumetsulan, glufosinate-amonnium, 2,4-D, picloran, quinclorac, entre outros; a2) Básicos – dissociam-se em um cátion (HB+), liberando OH-. São exemplos de herbicidas básicos: atrazine, ametryne e metribuzin; b) Não-ionizáveis – não apresentam cargas dependes de pH. Herbicidas não-ionizáveis podem ser: b1) Não-iônicos – não apresentam carga livres (apolares). São exemplos de herbicidas não-iônicos: diuron, linuron, tebuthiuron, clomazone, alachlor, metolachlor, molinate, thiobencarbe, entre outros; b2) Catiônicos – apresentam cargas positivas. São exemplos de herbicidas catiônicos: paraquat e diquat.

CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

As propriedades físico-químicas dos herbicidas determinam seu modo de aplicação e governam o comportamento dos herbicidas no ambiente e nas plantas (como será discutido posteriormente), por isso é importante conhecê-las e entender como cada propriedade influencia o comportamento dos herbicidas.

2.1. PRESSÃO DE VAPOR

A pressão de vapor (PV) é definida como a pressão do estado de vapor de um composto em equilíbrio com sua fase condensada, seja ela líquida ou sólida (Schwarzenbach et al., 1993). Em outras palavras, PV indica a capacidade de um composto alterar seu estado físico da forma sólida ou líquida para a forma gasosa. Herbicidas com alto valor de PV apresentam tendência em volatilizar mais facilmente. No entanto, há relação estreita da pressão de vapor com a solubilidade em água do herbicida, que são relacionadas na constante de Henry.

2.2. SOLUBILIDADE EM ÁGUA

A solubilidade em água (S) é definida como a abundância do produto químico na fase aquosa, quando a solução está em equilíbrio com o composto puro em seu estado de agregação a temperatura e pressão específicas (Schwarzenbach et al., 1993). Em outras palavras, indica a habilidade do composto em se diluir em água. Herbicidas com alto valor de S são mais solúveis em água e apresentam menor tendência em volatilizar devido ao alto calor específico da água (necessitando de muita energia para mudar de estado). No entanto, há relação estreita da solubilidade em água com a pressão de vapor do herbicida, relacionadas na constante de Henry.

2.3. CONSTANTE DE HENRY

A constante de Henry (KH) é definida como a razão em que há divisão do volume de moléculas de certo composto em duas fases,

Capítulo 2 – Propriedades físico-químicas 11

determinado produto da fase líquida para a fase sólida do solo (Schwarzenbach et al., 1993). Em outras palavras, expressa a capacidade do herbicida ficar retido na fase sólida do solo, não sendo liberado para a fase líquida. Herbicidas com altos valores de Kd ficam retidos na fase sólida do solo, podendo não estar disponíveis para absorção pelas plantas.

2.7. COEFICIENTE DE PARTIÇÃO NA MATÉRIA ORGÂNICA

O coeficiente de partição na matéria orgânica (Koc) é definido como o coeficiente que gera estimativa da tendência de partição de determinado produto da fase líquida para a matéria orgânica do solo (Schwarzenbach et al., 1993). O significado desse coeficiente é semelhante ao Kd, porém está relacionado ao teor de matéria orgânica no solo. Assim, herbicidas com altos valores de Koc ficam retidos na matéria orgânica do solo, podendo não estar disponíveis para absorção pelas plantas.

2.8. TEMPO DE MEIA VIDA

O tempo de meia vida (T½) é definido como o intervalo de tempo para que 50% da massa de moléculas do herbicida sejam degradadas (Schwarzenbach et al., 1993). Nesse caso, pode-se consideram a degradação no solo (T½ solo) ou na planta (T½ planta). Herbicidas com valores altos de T½ solo são mais persistentes no solo, apresentando efeitos tóxicos por tempo prolongado. Herbicidas com valores altos de T½ planta demoram mais para serem degradados pelas plantas, podendo apresentar resíduos nos alimentos.

Todas essas propriedades dos herbicidas influenciam sua dinâmica, tanto no ambiente quanto nas plantas, que será mais bem discutida nos capítulos 3 e 4.