Dinâmica de Herbicidas no Solo

DINÂMICA DE HERBICIDAS NO AMBIENTE

DINÂMICA DE HERBICIDAS NO SOLO

EM SISTEMAS AGRÍCOLAS, O SOLO REPRESENTA O DESTINO FINAL DOS

HERBICIDAS APLICADOS DIRETAMENTE A ELE OU À PARTE

AÉREA DAS PLANTAS


FOTÓLISE

VOLATILIZAÇÃO

DEGRADAÇÃO

MICROBIANA

LIXIVIAÇÃO

SORÇÃO

EROSÃO

ABSORÇÃO DEGRADAÇÃO QUÍMICA


- MUITAS INTERAÇÕES ENVOLVIDAS

- GRANDE NÚMERO DE MOLÉCULAS

- DIFERENTES CONDIÇÕES DE SOLO


SOLO

SISTEMA ECOLÓGICO DINÂMICO, RICO EM PARTÍCULAS MINERAIS, MATÉRIA ORGÂNICA, GASES E NUTURIENTES.

FORMA GENERALISTA

AR – 20 A 30% ÁGUA – 20-30%

SÓLIDOS – 45% (M.O. – 5%)


A INTENSIDADE DA INTERAÇÃO

SOLO X HERBICIDA

DEPENDE DAS

CARACTERÍSTICAS DE CADA UM

VARIANDO DE

HERBICIDA PARA HERBICIDA

E DE SOLO PARA SOLO


AS CARACTERÍSTICAS DO SOLO ESTÃO RELACIONADAS À ÁREA E

CONFIGURAÇÃO DE SUA SUPERFÍCIE E À QUANTIDADE E DISTRIBUIÇÃO DAS

CARGAS NESTA SUPERFÍCIE

Constituintes do solo CTC (cmol/kg) Superfície específica (m²/g)

Matéria orgânica 200-400 500-800

Vermiculita 100-150 600-800

Montmorilonita 80-150 600-800

Vermiculita dioctaedro 10-150 50-800

Ilita 10-40 65-100

Clorita 10-40 25-40

Caolinita 3-15 7-30

Óxidos e hidróxidos 2-6 10-80

Capacidade de troca de cátions e superfície específica de constituintes do solo


SORÇÃO

SOMA DE PROCESSOS

ADSORÇÃO DOS HERBICIDAS

ABSORÇÃO DOS HERBICIDAS NAS PARTÍCULAS DO SOLO (CONSIDERADA

DIFÍCIL)

ABSORÇÃO PELAS PLANTAS

FORTES LIGAÇÕES COVALENTES (PRECIPITAÇÃO)


SORÇÃO

EXTREMAMENTE LIGADO À M.O. E ARGILA

IMPORTANTE POIS CONDICIONAM A DISPONIBILIDADE DE UM PRODUTO NO SOLO REFLETINDO DIRETAMENTE NA

DOSE APLICADA


SORÇÃO

FORÇAS FÍSICAS

PONTES DE HIDROGÊNIO,

FORÇAS DE VAN DER WAALS,

FORÇAS ELETROSTÁTICAS,

LIGAÇÕES COVALENTES

INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS


SORÇÃO

LIGAÇÕES ELETROSTÁTICAS

MOLÉCULAS QUE SE IONIZAM, EX: ATRAZINA E IMAZAQUIN

MOLÉCULAS QUE JÁ POSSUEM CARGAS EM SUA ESTRUTURA, COMO

O PARAQUAT E DIQUAT


SORÇÃO

LIGAÇÕES COVALENTES

MOLÉCULAS QUE APRESENTAM GRUPOS FOSFÔNICOS COM OS

ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS DE FERRO E ALUMÍNIO DO SOLO

GLIFOSATO


SORÇÃO

INTERAÇÃO HIDROFÓBICA DOS AGROTÓXICOS ORGÂNICOS COM A

MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO

MAIOR RELEVÂNCIA PARA MOLÉCULAS APOLARES, MAS NÃO DEIXA DE SER

IMPORTANTE PARA TODAS AS OUTRAS MOLÉCULAS.

EX: HERBICIDAS PERTENCENTES AO GRUPO DAS SULFONILURÉIAS, COMO O

DIURON


SORÇÃO

FORÇAS FÍSICAS, COMO AS DE VAN DER

WAALS E AS PONTES DE HIDROGÊNIO,

ESTÃO SEMPRE ATUANDO SOBRE AS

MOLÉCULAS, INDEPENDENTEMENTE DO

ENVOLVIMENTO DE OUTROS MECANISMOS

DE LIGAÇÃO.


SORÇÃO

A COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA

DO SOLO É COMPLEXA:

5 A 50% - CARBOIDRATOS

10 A 30% - LIGNINA

10 A 20% - PROTEÍNAS E PEPTÍDEOS

5% - FRAÇÃO SOLÚVEL EM ÁLCOOL E ÉTER


DESSORÇÃO

INVERSO DA SORÇÃO

ESTIMULADA PELA REMOÇÃO DO HERBICIDA DA SOLUÇÃO DO SOLO PELAS

RAIZES DAS PLANTAS


SOLUBILIDADE

CAPACIDADE DO HERBICIDA SE DILUIR EM ÁGUA

RELACIONADA COM A POLARIDADE DA MOLÉCULA DO HERBICIDA E PODE VARIAR

COM O pH


SOLUBILIDADE X ADSORÇÃO

EM GERAL

SÃO INVERSAMENTE RELACIONADOS

MAIOR SOLUBILIDADE MENOR ADSORÇÃO

Classes Limites de Solubilidade

Praticamente nula Menor que 1 ppm

Muito baixa 1 a 10 ppm

Baixa 11 a 50 ppm

Média 51 a 150 ppm

Alta 151 a 500 ppm

Muito alta 501 a 5000 ppm

Extremamente alta acima de 5000 ppm


CLASSES DE SOLUBILIDADE

HERBICIDA SOLUBILIDADEPPM

TRIFLURALINA 0,3CLASSIC 450

PIVOT 1400SPIDER 124COBRA 0,1

ATRAZINA 33GAMIT 1100

SANSON 12000SELECT 5520

2,4 D 600GLYPHOSATE 15700

(RODRIGUES E ALMEIDA, 2005)

SOLUBILIDADE


COEFICIENTES DE ADSORÇÃO - SOLO

KD =

KOC =

HERBICIDA ADSORVIDO NO SOLO

HERBICIDA NA SOLUÇÃO DO SOLO

KD

FRAÇÃOCARBONO ORGÂNICO DO SOLO


SOLUBILIDADE HERBICIDAS

COEFICIENTES DE PARTIÇÃO (KOW)

Koa > 10.000 potencial de adsorção na fração orgânica

Koa < 10 potencial de adsorção na fração mineral

oa owK Kou Quantidade do Herbicida no Octanol

Quantidade do Herbicida na Água


SOLUBILIDADE HERBICIDAS


Koa Normalmente situa-se entre 0,01 e 1.000.000

Koa = 100 Facilidade máxima para cruzar a plasmalema; máxima facilidade de transporte para a parte aérea. Mímima translocação quando o herbicida é aplicado às folhas das plantas.




SOLUBILIDADE


Koa entre 10 e 30 máxima absorção pelas raízes.

Koa = 10 máxima absorção pelas folhas.

Koa = A dissociação de um herbicida pode aumentar em até 10.000 vezes esta característica.




SOLUBILIDADE


SEGUNDO GUIMARÃES (1992), O KOW TAMBÉM PODE SER USADO COMO

INDICADOR DO POTENCIAL DE BIOACUMULAÇÃO EM ORGANISMOS

VIVOS.



aKHerbicida HHerbicida H

[ ].[ ][ ]

pKa Ka log( )


CONSTANTE DE IONIZAÇÃO



O pKA REPRESENTA O pH EM QUE

METADE DAS MOLÉCULAS

DO HERBICIDA ENCONTRAM-SE

DISSOSIADAS.

50% FORMA MOLECULAR

50% FORMA IONIZADA

1202,94,1155,05,2Bensulfuron-metil

1.200112,3320,04,2Cholorimuron-etil

7080,3115,05,2Sulfumeturon-metil

2.400*2600,0273,34,0DPX-M 6316

9.50011000,0141,03,3Metsulfuron-metil

7.000600,0465,53,6Chlorsulfuron

PH 7PH 5PH 7PH 5

SolubilidadeKoa ou KowPKaHerbicidas

1202,94,1155,05,2Bensulfuron-metil

1.200112,3320,04,2Cholorimuron-etil

7080,3115,05,2Sulfumeturon-metil

2.400*2600,0273,34,0DPX-M 6316

9.50011000,0141,03,3Metsulfuron-metil

7.000600,0465,53,6Chlorsulfuron

PH 7PH 5PH 7PH 5

SolubilidadeKoa ou KowPKaHerbicidas

* pH – 6,0 Beyer et al (1987)


Efeito do pH sobre a solubilidade e coeficiente de partição de alguns herbicidas



HERBICIDAS ÁCIDOS: APÓS DISSOCIAÇÃO – ÍON CARREGADO NEGATIVAMENE.

pH = pKa as duas forma estão iguais

pH < pKa = > não dissociada

pH > pKa = > dissociada

EX: SULFUNILURÉIAS E IMIDAZOLINONAS



HERBICIDAS BÁSICOS: APÓS DISSOCIAÇÃO – ÍON CARREGADO POSITIVAMENTE.

pH = pKa as duas forma estão iguais

pH < pKa = > dissociada

pH > pKa = > não dissociada

EX: DIPIRIDILOS E TRIAZINAS



HERBICIDAS QUE NÃO SOFREM DISSOCIAÇÃO

NÃO-IÔNICOS

EX: DINITROANILINAS E METOLACHLOR


LIXIVIAÇÃO

É O MOVIMENTO DESCENDENTE DOS HERBICIDAS OCASIONADO PELO MOVIMENTO DE ÁGUA NO SOLO

DEPENDENDE DA INTERAÇÃO

SORÇÃO X SOLUBILIDADE

PRECIPITAÇÃO...


LIXIVIAÇÃO

NECESSÁRIA PARA INCORPORAÇÃO SUPERCIAL DE HERBICIDAS NO SOLO

EXCESSIVA PODE CARREAR PRODUTO ABAIXO DA ÁREA DE FUNCIONAMENTO E

ATINGIR LENÇOL FREÁTICO


LIXIVIAÇÃO

RELAÇÃO INVERSA À ADSORÇÃO

EXCESSO DE CHUVA PODE AUMENTAR LIXIVIAÇÃO DE PRODUTOS COM ALTA

SOLUBILIDADE


LIXIVIAÇÃO

ENSAIOS EM COLUNAS DE SOLO

Herbicida Solubilidade Movimento em colunas de 100cm

Solo barrento Solo areno-barrento

Trifluralin 0,3 2 5

Oryzalin 2,5 9 9

Simazine 5 14 27

Alachlor 242 20 28

Diuron 42 21 28

Eptc 370 24 42

Atrazina 33 25 28

Metolachlor 530 35 -

Tebuthiuron 2.300 51 81

Hexazinone 32.000 100 100

Ross & Lembi (1985)


LIXIVIAÇÃO

SOLUBILIDADE E MOVIMENTAÇÃO NO SOLO


FOTODECOMPOSIÇÃO

É A DEGRADAÇÃO DE UMA MOLÉCULA PELA RADIAÇÃO SOLAR

LUZ SOLAR É ABSORVIDA PELA MOLÉCULA OCORRENDO EXCITAÇÃO DE ELÉTRONS

ROMPENDO LIGAÇÕES QUE FAZEM PARTE DA MOLÉCULA


FOTODECOMPOSIÇÃO

DIFÍCIL LUZ ABAIXO DE 295nm NA SUPERFÍCIE DO SOLO – FOTODECOMPOSIÇÃO ACIMA DISTO

376Trifluralin

375Dinoseb

297Chlorambem

248Propanil

244Monuron

234Prophan

220, 2892,4,4 – D

220, 230, 2832,4 – D

220Simazine

Picos de absorçãoHerbicida

376Trifluralin

375Dinoseb

297Chlorambem

248Propanil

244Monuron

234Prophan

220, 2892,4,4 – D

220, 230, 2832,4 – D

220Simazine

Picos de absorçãoHerbicida

Herbicidas Porcentagens de perdas

Oryzalin 26,2

Pendimethalin 9,9

Trifluralin 18,4

Perdas de dinitroanilinas por fotodecomposição, após sete dias de exposição à luz solar.


FOTODECOMPOSIÇÃO


VOLATILIZAÇÃO

É O PROCESSO PELO QUAL AS MOLÉCULAS DOS HERBICIDAS PASSAM

DO SOLO (ESTADO LÍQUIDO) PARA A ATMOSFERA (FORMA GASOSA), SENDO

EM TERMOS PRÁTICOS PERDIDOS

QUANTO MAIOR A PRESSÃO DE VAPOR DE UM HERBICIDA MAIOR CHANCE DE

VOLATILIZAR


VOLATILIZAÇÃO

A PRESSÃO DE VAPOR DE UM COMPOSTO ORGÂNICO É DEFINIDA COMO A PRESSÃO À DETERMINADA TEMPERATURA EM QUE

A FASE DE VAPOR (GÁS) ESTÁ EM EQUILÍBRIO COM A FASE LÍQUIDA.

A PRESSÃO DE VAPOR MOSTRA-SE PROGRESSIVAMENTE CRESCENTE COM O

AUMENTO DA TEMPERATURA


VOLATILIZAÇÃO

Classes de Volatilidade Pressão de Vapor

Praticamente não voláteis < 10-8 mm de Hg

Pouco Voláteis de 10-7 a 10-5 mm de Hg

Medianamente voláteis de 10-4 a 10-3 mm de Hg

Muito voláteis > que 10-2 mm de Hg


VOLATILIZAÇÃO

CLASSES DE VOLATILIZAÇÃO

Perdas de trifluralin por volatilização

Tipo de aplicação Tempo Perdas (%)

Superficial 50 horas 25

Incorporada (7,5cm) 90 dias 3

van Scoyoc & Ahlrichs (1960)


DEGRADAÇÃO QUÍMICA

- HIDRÓLISE

- OXIDAÇÃO

- REDUÇÃO

- FORMAÇÃO DE SAIS INSOLÚVEIS EM ÁGUA

- COMPLEXAÇÃO QUÍMICA


DEGRADAÇÃO MICROBIANA

A DECOMPOSIÇÃO POR MICROORGANISMOS DO SOLO É

EXTREMAMENTE IMPORTANTE PARA A DEGRADAÇÃO DE DIVERSOS PESTICIDAS QUE CHEGAM AO SOLO, TENDO MUITOS

NESTA MODALIDADE A PRINCIPAL FORMA DE DISSIPAÇÃO NO MEIO.



OS MICROORGANISMOS SÃO AFETADOS PELAS CONDIÇÕES DO SOLO, PRINCIPALMENTE UMIDADE,

TEMPERATURA E MATÉRIA ORGÂNICA

UMIDADE – 50 A 75%

TEMPERATURA – 25 A 35°C

pH – próximo à neutralidade



A DECOMPOSIÇÃO POR MICROORGANISMOS DO SOLO É

EXTREMAMENTE IMPORTANTE PARA A DEGRADAÇÃO DE DIVERSOS PESTICIDAS QUE CHEGAM AO SOLO, TENDO MUITOS

NESTA MODALIDADE A PRINCIPAL FORMA DE DISSIPAÇÃO NO MEIO.



DDT PSEUDOMONAS

PENTACLOROFENOL RODOCOCCUS, FLAVOBACTERIUM, ARTHORBACTER

FENOXIACÉTICOS NOCARDIOIDIS, PESUDOMONAS, ALCALIGENES

CLOROFENÓIS STREPTOMICES

TRIAZINAS PSEUDOMONAS

TIOCARBAMATOS FLAVOBACTERIUM

BIORREMEDIAÇÃO



População microbiana de amostra de solo incubada com atrazina (1,66 g/L) por 14 dias

http://www.herbario.com.br/bot/toxicologia/biodegre.htm





http://www.herbario.com.br/bot/toxicologia/biodegre.htm

CromatografiaA - Amostra 4 - 0h B - Amostra 4 - 26 dias de incubação C - Amostra 5 - 0h D - Amostra 5 - 26 dias de incubação


PERSISTÊNCIA

HABILIDADE DE UM COMPOSTO EM MANTER SUA INTEGRIDADE AO LONGO DO

TEMPO NO AMBIENTE

MEIA VIDA

TEMPO NECESSÁRIO PARA A DECOMPOSIÇÃO DE 50% DO TOTAL DO

PRODUTO APLICADO AO SOLO


FATORES SE RELACIONAM

SOLUBILIDADE X ADSORÇÃO

SOLUBILIDADE X ADSORÇÃO X LIXIVIAÇÃO

ADSORÇÃO X PERSISTÊNCIA

SOLUBILIDADE X DEGRADAÇÃO BIOLÓGICA

PERSISTÊNCIA X CARRY OVER


CARRY OVER

Diclosulan a 40g/ha não nasceu girassol semeado a 60 e 90DAA

Brighente et al (2002)


CARRY OVER

PRODUTO APLICADOS NA SOJA – CARRYOVER MILHO

INFORMAÇÕES TÉCNICAS

CLASSSIC – 60 dias

SCEPTER – 300 dias

SPIDER – não plantar milho

FLEX – 150 dias

SCORPION E PIVOT – sem restrições.


SORÇÃO DE SULFENTRAZONE EM FUNÇÃO DA TEXTURA, MATÉRIA ORGÂNICA E UMIDADE DE SOLO

(RIZZI, 2003)

SULFENTRAZONE – 0,6 L.HA-1

3 SOLOS (argiloso, médio e médio arenoso)2 PROFUNDIDADES (0-20 E 20 A 40cm) 3 NÍVEIS DE UMIDADE NA APLICAÇÃO

(Capacidade de Campo, Saturado e Seco – elevado a CC 12HAA)


Extração do sulfentrazone da solução do solo 01 e 7daa.

A sorção do solo, avaliada pelo Kd foi diferenciada prioritariamente pela textura, MO e pelo nível de umidade de solo (maior

no solo seco).

A sorção do sulfentrazone aumentou com o passar do tempo e a disponibilidade na

solução do solo foi menor quando aplicado em solo seco.


LIXIVIAÇÃO

PLANTA DANINHA – FONTES ET AL (2004)

LIXIVIAÇÃO

HERBIGAÇÃO

P. DIRETO

P. CONVENCIONAL

METOLACHLOR

FOMESAFEM

BIOENSAIO COM SORGO


LIXIVIAÇÃO

ENSAIOS EM COLUNAS DE SOLO

FONTES ET AL (2004)

Dinâmica de Herbicidas no Solo

Documents

Transcript of Dinâmica de Herbicidas no Solo