Microsoft Word - 6-Agra_13313.doc 692 Original Article Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 EFEITO DO DÉFICIT HÍDRICO NA EFICIÊNCIA DE HERBICIDAS E NAS CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS DE PICÃO-PRETO EFFECT OF WATER DEFICIT ON THE EFFICIENCY OF HERBICIDES AND BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF HAIR BEGGARTICKS Hermeson dos Santos VITORINO1; Dagoberto MARTINS2; Renata Pereira MARQUES1; Marcos Vinicios GARBIATE3 1. Pós-graduação em Agronomia – Produção Vegetal, Universidade Estadual Paulista - UNESP, Botucatu, São Paulo, Brasil. vitorinohermeson@gmail.com; 2. Professor, Doutor, Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, Botucatu, SP, Brasil. dmartins@fca.unesp.br; 3. Mestrando da Universidade Federal da Grande Dourados, MS, Brasil. RESUMO: Este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS) e protoporfirinogênio oxidase (PROTOX) no controle de Bidens pilosa sob duas condições hídricas, bem como determinar a influência deste déficit hídrico sob o conteúdo de carboidratos e proteínas solúveis da planta daninha. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com os tratamentos, com quatro repetições, dispostos em um esquema fatorial 4x2, sendo quatro herbicidas (fomesafen, lactofen, chlorimuron-ethyl e imazethapyr, na dose recomendada pelo fabricante) e duas condições hídricas (-0,5 MPa e -0,01 MPa). Aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação (DAA) dos tratamentos foi avaliada de forma visual a eficiência de controle dos herbicidas. Para a determinação dos solutos orgânicos foram coletadas plantas às 24, 48, 72 e 96 horas após a aplicação (HAA). Os herbicidas controlaram de forma eficiente as plantas de B. pilosa, com exceção do lactofen, enquanto que o déficit hídrico afetou a eficiência de controle de todos os herbicidas testados. O conteúdo de carboidratos solúveis aumentou com a imposição do déficit hídrico, contudo, os herbicidas e o déficit hídrico proporcionaram redução de proteínas solúveis nas plantas de B. pilosa. PALAVRAS-CHAVE: Carboidratos. Proteínas. Bidens pilosa. INTRODUÇÃO A espécie Bidens pilosa L., popularmente conhecida como picão-preto, ocorre espontaneamente em regiões tropicais e subtropicais, sendo uma das importantes plantas daninhas na América do Sul. Essa planta é encontrada em praticamente todo o território brasileiro, com maior concentração nas áreas agrícolas da região Centro-Sul (KISSMANN; GROTH, 1999). Existem muitos componentes do ambiente agrícola que afetam negativamente a produção agrícola, sendo as plantas daninhas um dos fatores mais importantes, relacionados a interferências diretas. O grau de interferência das plantas daninhas com as culturas em geral, depende de uma série de fatores como a comunidade infestante (espécie, densidade e distribuição espacial), a cultura (cultivar), o manejo (espaçamento, densidade de plantio, sistema de plantio, etc.), além dos fatores ambientais (clima, solo, estresses, etc.) (BALBINOT Jr.; FLECK, 2005) Todos esses fatores podem acarretar em mudanças nas estruturas e composição das plantas, e que posteriormente podem mudar a absorção e translocação dos herbicidas, causando um decréscimo em sua absorção (ROMAN et al., 2005). Fomesafen e lactofen são herbicidas utilizados na cultura da soja, pertencendo ao grupo químico dos difeniléteres e tendo como mecanismo de ação a inibição da enzima protoporfirinogênio oxidase (PROTOX) (RODRIGUES; ALMEIDA, 2005). Por outro lado, os herbicidas chlorimuron- ethyl e imazethapyr, apesar de pertencerem a grupos químicos diferentes, possuem o mesmo mecanismo de ação, atuando na inibição da enzima acetolactato sintase (ALS), que atua na rota da síntese de aminoácidos ramificados (OLIVEIRA Jr., 2011). Roman et al. (2005) observaram que as plantas Euphorbia heterophylla sob déficit hídrico quando submetidas a aplicação de carfentrazone- ethyl apresentavam menor controle, enquanto aquelas que receberam os tratamentos em condições adequadas de umidade apresentaram um maior controle. No estudo de estresse em Brachiaria plantaginea no estádio de 4-6 folhas com aplicação de fluazifop-p-butil, Pereira et al. (2010), observaram um controle de 78,25% para plantas com estresse hídrico, enquanto que plantas de B. plantaginea em condições adequadas de umidade o controle foi de 99,0%. Assim, torna-se importante saber como o déficit hídrico pode influenciar a ação de herbicidas no controle de plantas daninhas. A aplicação de herbicidas proporciona um distúrbio na formação de carboidratos e proteínas em correlação com um distúrbio no perfil de Received: 14/07/11 Accepted: 03/12/11 693 Efeito do déficit... VITORINO, H. S. et al. Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 aminoácidos em resposta as doses desses herbicidas (SCARPONI et al, 1997). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de herbicidas inibidores da ALS e PROTOX aplicados em pós-emergência em plantas de Bidens pilosa L. quando submetidas a déficit hídrico, bem como a ação destes sobre algumas características bioquímicas. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi instalado e conduzido em casa de vegetação no Departamento de Produção Vegetal, Setor Agricultura, da Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, no município de Botucatu – São Paulo, cujas coordenadas geográficas são 22º51’03’’ de latitude sul e 48º25’37’’ de longitude oeste, com altitude de 786 m. A espécie utilizada foi Bidens pilosa, cultivada em vasos plásticos de 2 L, mantidos em casa de vegetação. Foi realizada adubação do solo de acordo com a análise química (Tabela 1). A descrição textural do solo foi classificada como média pela análise granulométrica (65,6% de areia, 6,7% de silte e 27,7% de argila). O solo, antes do plantio, foi seco ao ar, revolvido duas vezes por semana até peso constante, com o objetivo de reduzir a um mínimo de umidade no solo, que foi de 3%, para realização dos cálculos de reposição de água, de acordo com a curva de retenção, enquanto que as relações entre os potenciais de água e porcentagem de umidade do solo encontra-se na Tabela 2. Para obtenção da curva de retenção de água foi utilizada a placa de pressão de Richards (RICHARDS, 1947; KLAR, 1984). Tabela 1. Análise química do solo Latossolo Vermelho-escuro Distrófico utilizado no experimento. Botucatu/SP, 2010 Análise química pH M.O. Presina H+Al +3 K Ca Mg SB CTC V CaCl2 g dm -3 mg dm-3 -----------------mmolc dm -3-------------- ---------%--------- 4,1 22 2 56 0,2 2 1 3 60 6 Tabela 2. Relações entre teores e potenciais de água do solo utilizado no estudo. Botucatu, SP, 2010 Umidade Base Massa Seca (%) Água Retida (dm3 dm-3) Tensão (MPa) Saturado -0,01 -0,03 -0,05 -0,07 -0,1 -0,5 -1,5 39 14 13 11 10 10 9 8 O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso com os tratamentos dispostos em um esquema fatorial 4x2, sendo quatro herbicidas: fomesafen (250 g i.a. ha-1), lactofen (180 g i.a. ha-1), chlorimuron-ethyl (80 g i.a. ha-1) e imazethapyr (100 g i.a. ha-1) e duas condições hídricas, com quatro repetições. As condições hídricas utilizadas no experimento foram: 1) Solo sem déficit hídrico: capacidade de campo, umidade de 14% (-0,01 MPa) e 2) solo com déficit hídrico, umidade de 9% (-0,5 MPa). Um tratamento controle (sem aplicação dos herbicidas) foi incluído como comparação para cada umidade de solo e para cada herbicida. A aplicação dos herbicidas foi realizada aos 30 DAE, sendo que no momento da aplicação as plantas daninhas apresentavam-se com 4 a 6 pares de folhas definitivas. Os tratamentos químicos foram aplicados utilizando-se um pulverizador costal, pressurizado a CO2, equipado com um reservatório de calda de 2,0 L. O equipamento foi regulado para proporcionar um consumo de calda de 200,0 L ha-1. A barra de aplicação estava munida de duas pontas tipo jato plano “Teejet” XR 11002VS, distanciadas 50 cm entre si. As avaliações visuais de controle foram realizadas aos 7, 14, 21 e 28 DAA, através de uma escala de percentual de notas, na qual 0 (zero) correspondeu a nenhuma injúria demonstrada pelas plantas e 100 (cem) a morte das plantas, segundo a Sociedade Brasileira da Ciência das Plantas Daninhas (SBCPD, 1995). As coletas para as análises bioquímicas (carboidratos solúveis e proteínas solúveis) foram realizadas às 24, 48, 72 e 96 horas após a aplicação (HAA) dos herbicidas e para essas análises foram 694 Efeito do déficit... VITORINO, H. S. et al. Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 retiradas apenas as folhas de uma planta de cada repetição, sendo estas coletas realizadas nas primeiras horas da manhã, as testemunha foram determinadas a partir de plantas sob déficit hídrico e sem a aplicação de herbicidas. As análises de carboidratos e proteínas solúveis foram realizadas a partir de 20,0 mg do material liofilizado das plantas de B. pilosa. No qual os carboidratos solúveis foram determinados pelo método da reação sulfúrica com fenol a 5% de acordo com Dubois et al. (1956). As determinações de proteínas solúveis foram realizadas com o reagente Coomassie Brilliant Blue G-250 para ligação dessas proteínas ao corante foram realizadas segundo BradFord (1976). Todas as amostras foram dosadas em duplicata e os resultados expressos em mg g-1 massa seca. Todos os resultados foram submetidos à análise de variância pelo teste “F” e as suas médias comparadas entre si pelo teste de Tukey com p≤0,05, utilizando o programa estatístico SISVAR 5.0. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os herbicidas pesquisados proporcionaram alto controle das plantas de B. pilosa, exceto para o herbicida lactofen que apresentou um controle abaixo de 80% (Tabela 3). Aos 7 dias após a aplicação (DAA), nota-se que o controle foi mais rápido com a utilização dos herbicidas fomesafen e lactofen do que os herbicidas imazethapyr e chlorimuron-ethyl. Aos 14 DAA, os herbicidas imazethapyr e chlorimuron-ethyl proporcionaram o menor controle, seguido do lactofen, enquanto que o fomesafen apresentou um controle de 89%. Galon et al. (2007) trabalhando com plantas de Portulaca oleracea observou que aos 14 DAA o herbicida chlorimuron-ethyl proporcionou um controle de 75%, diferindo do controle proporcionado neste estudo, no qual apenas alcançou este valor aos 28 DAA. Tabela 3. Controle de plantas de Bidens pilosa em diferentes épocas de avaliação, sob interação entre herbicida e a condição hídrica do solo. Botucatu/SP, 2010 Herbicida Controle (%) 7 DAA 14 DAA 21 DAA 28 DAA Condição hídrica (MPa) -0,01 -0,5 -0,01 -0,5 -0,01 -0,5 -0,01 -0,5 fomesafen(1) 84 aA 50 aB 89 aA 52 aB 95 aA 60 aA 92 aA 55 aA lactofen 41 bA 56 aA 60 abA 54 aA 80 aA 42 aA 74 aA 40 aA chlorimuron-ethyl(2) 28 bcA 22 bA 58 abA 42 aA 76 aA 53 aA 81 aA 63 aA imazethapyr 21 cA 17 bA 53 bA 35 aA 61 aA 36 aA 80 aA 66 aA C.V. (%) 24,6 28,7 24,6 20,4 1 Adicionou-se Agral (0,1% v/v); 2 Adicionou-se Assist (0,5% v/v).Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúsculas na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05). DAA – Dias após a aplicação; (-0,01) – sem estresse; (-0,5) – com estresse. Os herbicidas fomesafen e lactofen apresentaram controle superior a 80%, sendo ótimo controle para o fomesafen, aos 21 DAA, enquanto que o chlorimuron-ethyl e imazethapyr permaneceram abaixo de 80% de controle. Aos 28 DAA, o chlorimuron-ethyl e imazethapyr proporcionaram controle de 81% e 80%, respectivamente. O lactofen teve seu controle reduzido, enquanto que o fomesafn apresentou controle acima de 90%, corroborando com os resultados observados por Escher (2001), que com de plantas de B. pilosa aspergidas com o fomesafen apresentaram controle superior a 90% aos 28 DAA. Os herbicidas foram influenciados pelo déficit hídrico, o que resultou em diminuição do controle das plantas de B. pilosa, porém não houve interação significativa entre os herbicidas e o déficit hídrico aos 21 e 28 DAA, ocorrendo apenas aos 7 e 14 DAA para o herbicida fomesafen. Aos 7 DAA, todos os herbicidas apresentaram controle insatisfatório, exceto para o fomesafen que em condições sem estresse proporcionou controle muito bom, porém com a imposição do déficit hídrico esse herbicida teve sua eficiência reduzida (Tabela 3). Já, aos 14 DAA, o fomesafen apresentou uma redução de aproximadamente 42% de controle quando as plantas foram submetidas ao estresse hídrico. Plantas de Amaranthus hibridus pulverizadas com fomesafen e submetidas ao teor de água no solo de 22% apresentou um controle de 74,7%, porém quando o solo encontrava-se com 10% de umidade 695 Efeito do déficit... VITORINO, H. S. et al. Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 esse controle foi reduzido para 50,5%, o que sugere menor eficiência deste herbicida com o baixo teor de água no solo (ZANATTA et al., 2008). A análise de variância demonstrou que nas avaliações de conteúdo de carboidratos e proteínas solúveis em plantas de B. pilosa não houve interação significativa entre as doses dos herbicidas e a condição hídrica, indicando que esses fatores influenciaram os osmorreguladores analisados isoladamente. Registra-se que, às 24 horas após a aplicação (HAA) dos tratamentos, com exceção do imazethapyr, todos os demais herbicidas testados proporcionaram conteúdos de carboidratos solúveis semelhantes aos encontrados na testemunha (tratamento sem aplicação herbicida) (Tabela 4). Tabela 4. Carboidratos solúveis de Bidens pilosa após a aplicação de herbicidas em diferentes épocas de avaliação. Botucatu/SP, 2010 Herbicida Doses (g i.a. ha-1) Carboidratos Solúveis (mg g-1 massa seca) 24 HAA 48 HAA 72 HAA 96 HAA testemunha - 1,17 a 1,53 ab 1,51 ab 1,59 bc fomesafen(1) 250 1,13 a 1,24 b 1,27 c 1,25 c lactofen 180 1,03 ab 1,43 ab 1,56 ab 1,96 ab chlorimuron-ethyl(2) 80 1,22 a 1,32 ab 1,36 bc 1,79 b imazethapyr 100 0,78 b 1,55 a 1,71 a 2,25 a C.V. (%) - 17,2 14,9 10,0 14,3 1 Adicionou-se Agral (0,1% v/v); 2 Adicionou-se Assist (0,5% v/v).Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúsculas na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey (p≤0,05). HAA – Horas após a aplicação Às 48 HAA, os conteúdos de carboidratos solúveis encontrados na planta daninha devido à ação dos diferentes herbicidas não diferiram da testemunha, porém o fomesafen proporcionou um menor conteúdo quando o relacionamos com o imazethapyr. Já, em 72 HAA, apenas a aplicação de fomesafen proporcionou valores menores que os da testemunha e ao final das avaliações, em 96 HAA o fomesafen apresentou o menor conteúdo de carboidratos. A condição de déficit hídrico imposta alterou o conteúdo de carboidratos solúveis nas plantas de B. pilosa, houve um aumento significativo desses solutos orgânico as 24, 48, 72 e 96 HAA, no qual o maior conteúdo de carboidratos foi encontrado às 96 HAA (Figura 1a). Como o estresse hídrico causado pela seca se desenvolve de maneira gradual, há uma sequencia de eventos que ocorrem, sendo a primeira e mais sensível a diminuição do processo de crescimento em consequência da redução da turgescência, em contrapartida, ocorre o aumento de solutos orgânicos (LARCHER, 2006). Segundo Bray (1997), isto se deve ao fato de que com a diminuição do nível de água do solo, a planta responde osmoticamente com o aumento dos conteúdos desses carboidratos, com o intuito de adaptar-se ou ajustar-se ao ambiente com falta de água. Martins (2008) observou que plantas de nim indiano (Azadirachta indica A. Juss) com 40% capacidade de campo, apresentaram um aumento no conteúdo de carboidratos solúveis em torno de 57% após 30 dias do inicio do tratamento de déficit hídrico. Os resultados de proteínas solúveis encontrados nas plantas de B. pilosa podem ser observados na Tabela 5. Os herbicidas reduziram o teor de proteínas, enquanto que na testemunha esses teores foram superiores. Quando os resultados foram observados para os herbicidas aplicados houve um decréscimo nos níveis de proteínas, não sendo verificado apenas para o fomesafen, no qual os valores oscilaram. A redução da formação de proteínas foi observado por Scarponi et al. (1995) em Glycine max L. tratada com imazethapyr e Scarponi et al. (1997) em . tratada com chlorimuron-ethyl e imazethapyr, herbicidas inibidores da ALS. Às 24 HAA, o herbicida que proporcionou o maior teor de proteínas foi o fomesafen, sendo semelhante à testemunha e superior aos demais herbicidas, com exceção ao chlorimuron-ethyl. Às 48 HAA apenas o herbicida fomesafen diferiu da testemunha, enquanto a redução para os outros tratamentos não foi significativa. Já, os teores de proteínas solúveis, às 72 HAA, voltaram a ser menores para os herbicidas fomesafen, lactofen e chlorimuron-ethyl, sendo o primeiro com o menor valor. O único herbicida que 696 Efeito do déficit... VITORINO, H. S. et al. Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 não diferiu da testemunha, proporcionando um elevado teor de proteínas, foi o imazethapyr. b b b b a a a a 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 24 HAA 48 HAA 72 HAA 96 HAA C ar b oi d ra to s s ol ú ve is (m g g- 1 M S ) a a a a a b a b b 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 24 HAA 48 HAA 72 HAA 96 HAA -0,01 -0,5 P ro te ín as so lú ve is (m g g- 1 M S ) b Figura 1. Conteúdo de carboidratos solúveis (a) e teor de proteínas solúveis (b) em plantas de Bidens pilosa em horas após a aplicação (HAA) de alguns herbicidas, sob duas condições hídricas (-0,01 MPa – sem estresse hídrico e -0,5 MPa – com estresse hídrico). Tabela 5. Proteínas solúveis de Bidens pilosa após a aplicação de herbicidas, em diferentes épocas de avaliação. Botucatu/SP, 2010 Herbicida Doses (g i.a. ha-1) Proteínas Solúveis (mg g-1 massa seca) 24 HAA 48 HAA 72 HAA 96 HAA testemunha - 10,76 a 9,44 a 9,82 a 8,28 a fomesafen(1) 250 10,07 a 4,42 b 3,49 c 7,04 ab lactofen 180 5,70 b 6,34 ab 5,99 b 5,49 b chlorimuron-ethyl(2) 80 7,73 ab 6,09 ab 4,15 c 5,37 b imazethapyr 100 6,25 b 7,20 ab 8,39 a 5,49 b C.V. (%) - 30,0 38,5 16,6 23,7 1 Adicionou-se Agral (0,1% v/v); 2 Adicionou-se Assist (0,5% v/v). Médias seguidas de mesma letra minúscula na coluna e maiúsculas na linha não diferem entre si pelo teste Tukey (p≤0,05). HAA – Horas após a aplicação 697 Efeito do déficit... VITORINO, H. S. et al. Biosci. J., Uberlândia, v. 28, n. 5, p. 692-698, Sept./Oct. 2012 As plantas de B. pilosa quantificadas às 96 HAA mostraram que o herbicida fomesafen foi o único que não proporcionou um decréscimo no teor de proteínas solúveis sendo semelhante à testemunha. Os herbicidas inibidores da ALS parecem proporcionar um distúrbio na formação das proteínas em correlação com um distúrbio no perfil de aminoácidos em resposta a esses inibidores (chlorimuron-ethyl e imazethapyr) diminuindo assim o teor dessas proteínas (SCARPONI et al., 1997). Souza (2009) observou aumentos lineares de proteínas solúveis em plantas de Emilia coccínea e Digitaria horizontalis, em função da aplicação da mistura de herbicidas (clomazone+ametrina), sendo, assim, contrário aos resultados encontrados para os herbicidas utilizados neste estudo. Quando as plantas de B. pilosa foram submetidas ao déficit hídrico ocorreu uma redução nos teores de proteínas solúveis as 24, 72 e 96 HAA, exceto às 48 HAA (Figura 1b). Houve um decréscimo médio quando as plantas foram submetidas ao déficit hídrico de aproximadamente 1,112 mg g-1 massa seca. CONCLUSÔES As plantas de B. pilosa foram controladas de forma satisfatória pelos herbicidas fomesafen, chlorimuron-ethyl e imazethapyr e que o lactofen foi ineficiente. Com as condições descritas neste estudo, sugere-se que o déficit hídrico reduz a eficiência dos herbicidas. O aumento do conteúdo de carboidratos solúveis é dependente da condição hídrica e do herbicida aplicado e os teores de proteínas solúveis foram reduzidos com a aplicação dos herbicidas e a imposição do déficit hídrico. ABSTRACT: The objective of this work was to evaluate conditions the effectiveness of acetolactate synthase (ALS) and protoporphyrinogen oxidase (PROTOX) inhibitors in the Bidens pilosa control under two water deficit conditions, as well as to determine the influence of water deficit under the contents of soluble carbohydrates and protein of weed. The experimental design was randomized completely design with the treatments, with four replications, setup in a factorial scheme 4x2, with four herbicides (fomesafen lactofen, chlorimuron-ethyl and imazethapyr), and two water conditions (-0.5 MPa and -0.01MPa). At 7, 14, 21 and 28 days after application (DAA), was assessed visually control efficiency of herbicides. For the determination of organic solutes plants were collected at 24, 48, 72 and 96 hours after application (HAA). Herbicides controlled efficiently plants of B. pilosa, except lactofen, whereas the water deficit affected the efficiency of control of all the herbicides. The soluble carbohydrate content increased with the imposition of water deficit, however, herbicides and water deficit further reduction of soluble proteins in plants of B. pilosa. KEYWORDS: Carbohydrates. Protein. Bidens pilosa. REFERÊNCIAS BALBINOT JUNIOR, A. A.; FLECK, N. G. 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