FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA DE LORENA...
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FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA DE LORENA DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DA MOVIMENTAÇÃO DOS HERBICIDAS EM COLUNAS DESOLO Disserlação de mestrado apresentada como parte das exigências para a obtenção do tít:ulo de Mestre em Biotecnologia Industrial Banca examinadora: Dr.André RibeiroCotrim (presidente) Dr.Joel Irineu Fahl Dr. Flávio Teixieira da Silva Estudante: Márcia Freire dos Reis Lorena-SP-Brasil 1999
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FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA DE LORENA DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA
PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL
ESTUDO DA MOVIMENTAÇÃO DOS HERBICIDAS EM COLUNAS DESOLO
Disserlação de mestrado apresentada como parte das exigências para a
obtenção do tít:ulo de Mestre em Biotecnologia Industrial
Banca examinadora: Dr.André RibeiroCotrim (presidente) Dr.Joel Irineu Fahl Dr. Flávio Teixieira da Silva
Estudante: Márcia Freire dos Reis
Lorena-SP-Brasil 1999
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA DE LORENA DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA
PÔS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL
ESTUDO DA MOVIMENTAÇÃO DOS HERBICIDAS EM COLUNAS DE SOLO
Este exemplar corresponde a versão final da dissertação de mestrado aprovada pela banca examinadora.
Dr. André Ribeiro Cotrim -Orientador e Presidente da Banca Examinadora
Tranferido da Biblioteca do DEBIQ para a Bilblioteca
I Universitária em Junho/2004
L Proc .• !m~~""""""- ...,,;i
Lorena - SP - Brasil 1999
ii
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iii
AGRADECIMENTOS
Ao Dr. André Ribeiro Cotrim, cuja capacidade admiro e a quem sou
sinceramente agradecida.
Aos Drs. Adilson Gonçalves, André Ferraz e Flávio Teixeira da Silva,
de quem os auxílios e sugestões foram essenciais para a execução
desse trabalho.
Ao técnico agrícola José Moreira, pela colaboração, dedicação e
amizade.
A todos os amigos e colegas de curso, em especial Cleyde, Anderson,
Régís, Patrícia e Hellen: a cooperação e o apoio de vocês valeram.
Aos técnicos do laboratório Jussara e José Carlos, pela eficiência.
Aos demais funcionários do DEBIQ os pequenos, mas indispensáveis
trabalhos.
À F APESP que, com a concessão da bolsa e auxílios complementares,
propiciou-me a realização deste trabalho.
iv
CONTEÚDO
LISTA DE TABELAS viii
LISTA DE FIGURAS x
RESUMO xiv
ABSTRACT xv
LISTA DE ABREVIATURAS xvi
INTRODUÇÃO l
1.1. Avaliação da FLC 7
2. OBJETIVOS 14
3. METODOLOGIA 15
3.1 MATERIAIS: 15
3.2. MÉTODOS 18
3.2.1. OBTENÇÃO DAS FORMULAÇÕES 18
3.2.2. CARACTERIZAÇÃO DAS FORMULAÇÕES 18
3.2.2.1. Estudo da cinética de liberação dos IAs das FLC de ametrina, diuron e 2,4-D em sistema dinâmico 18
3.2.2.2. Análise de ametrina, diuron e 2,4-D por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) 19
3.2.2.3. Determinação do IA liberável e residual 20
3.2.2.4. Extração do IA residual de FLC de 2,4-D em Soxhlet 22
3.2.2.5. Obtenção dos espectros de Infravermelho das formulações comerciais e LC de 2,4-0 22
3.2.3. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DAS SEMENTES AOS HERBICIDAS 23
3.2.3.1. Bioensaio em placas de Petri utilizando sementes de alpiste (Phalaris canariensis) e rabanete (Raphanussp) 23
V
3.2.3.2. Testes em vasos 24
3.2.3.2.1. Capacidade de campo da vermiculita 25
3. 2.3.2.2. Determinação da umidade da vemiculita 25
3.2.3.2.3. Determinação da perda de água da vermiculita por evaporação 26
3.2.3.2.4. Avaliação da adsorção dos herbicidas em vermiculita, com e sem a adição de solução nutritiva 26
3.2.3.3. Testes em vasos com sementes de aveia preta (Avena strigosa) e rabanete (Raphanussp),sem adição de solução nutritiva 27
3.2.3.4. Testes em vasos com sementes de aveia preta (Avena strigosa) e rabanete (Raphanussp), com adição de solução nutritiva 28
3.2.4. ESTUDO DA MOVIMENTAÇÃO DOS HERBICIDAS EM COLUNAS DE SOL0 29
3.2.4.1. Preparação das colunas de solo 29
3.2.4.1.1.Confecção das colunas de solo 29
3.2.4.1.2. Coleta do solo 31
3.2.4.1.3. Tratamento da areia utilizada nas colunas 31
3.2.4.1.4. Empacotamento das colunas de solo 31
3.2.4.1.5. Aplicação das amostras 32
3.2.4.2. Experimentos de lixiviação 32
3.3.4 BIOENSAIOS COM SOLOS DAS COLUNAS COLETADAS 34
3.3.5. ANÁLISE DOS LIXIVIADOS 35
3.3.6. EXTRAÇÃO DOS IAs RESIDUAIS DAS FLC DAS COLUNAS 35
3.3.7. DETERMINAÇÃO DOS HERBICIDAS NOS SOLOS DAS COLUNAS 36
4.-RESULTADOS E DISCUSSÃ0 37
4.1. CARACTERIZAÇÃO DAS FLC 37
4.1.2. AMETRINA 37
vi
4.1.2.DIURON 40
4.1.3. 2,4-D 43
4.1.3.1. Caracterização das FLC de 2,4-D por FTIR 46
4.2. BIOENSAIOS 48
4.2.1. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE RABANETE E ALPISTE EM PLACAS DE PETRI .48
4.2.1.1. Rabanete 49
4.2.1.2. Alpiste 53
4.2.2. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE RABANETE E AVEIA PRETA EM VASOS 53
4.2.2.1. A veia preta 53
4.2.2.1.1. Contagem do número de plântulas 54
4.2.2.1.2. Produção de biomassa 58
4.2.2.2. Rabanete 59
4.2.2.2.1. Contagem do número de plântulas 60
4.2.2.2.2 Produção de biomassa 63
4.2.3. CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DOS HERBICIDAS PELA VERMICULIT A 66
4.2.4. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE AVEIA PRETA E RABANETE EM TESTES EM VASOS, COM ADIÇÃO DE SOLUÇÃO NUTRITN A 68
4.2.4.1. A veia preta 68
4.2.4.1.1. Contagem do número de plântulas 68
4.2.4.1.2. Produção de biomassa 72
4.2.4.2 Rabanete 7 4
4.3. ENSAIOS DE LIXNIAÇÃO EM COLUNAS DE SOL0 75
vii
4.3.1. LIXIVIAÇÃO DA AMETRINA 76
4.3.1.1. Contagem de plântulas 76
4.3.1.2. Produção de biomassa 80
4.3.1.3. Determinação da ametrina no solo 82
4.3.1.4. Análise dos lixiviados 83
4.3.1.5. Extração do IA residual das FLC. 84
4.3.2. LIXIVIAÇÃO DO DIURON 85
4.3.2.1. Contagem do número de plântulas 85
4.3.2.2. Produção de biomassa 89
4.3.2.3. Determinação do diuron no solo 91
4.3.2.4. Análise dos lixiviados das colunas 92
4.3.2.5. Extração do IA residual nas FLC 92
4.3.3. LIXIVIAÇÃO DO 2,4-0 93
4.3.3.1. Contagem do número de plântulas 93
4.3.3.2. Análise dos lixiviados 97
4.3.3.3. Extração do IA residual das FLC do topo das colunas 98
5. CONCLUSÕES 100
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Características dos herbicidas estudados 15
Tabela 2. Volumes utilizados no preparo da solução nutritiva (lL) 17
Tabela 3. Composição do solo utilizado nos experimentos de lixiviação 17
Tabela 4. Condições de análise dos herbicidas estudados 20
Tabela 5. Doses utilizadas no bioensaio em placas de Petri 24
Tabela 6. Coleta das colunas de solo durante o experimento 33
Tabela 7. Resultados da determinação do IA liberável das FLC de
ametrina 37
Tabela 8. Balanço de massa da ametrina 39
Tabela 9. Resultados da determinação do IA liberável das FLC de
diuron 40
Tabela 10. Balanço de massa de diuron 43
Tabela 11. Resultados da determinação do IA liberável das FLC de 2,4-D .44
Tabela 12. Balanço de massa do 2,4-D 46
Tabelal3. Germinação de sementes de aveia preta após 15
DDS 57
Tabela 14. Teste t para os resultados da produção de biomassa de aveia preta
nos vasos em vasos com vermiculita, após 22 DDS 59
Tabela 15. Germinação do rabanete nos vasos após 15 DDS 62
ix
Tabela 16. Teste t para os resultados da produção de biomassa de rabanete, nos
ensaios em vasos com vermiculita, após 18 DDS 64
Tabela 17. Porcentagem de herbicidas adsorvidos em vermiculita após 24 horas
de experimento 66
Tabela 18. Ametrina residual extraída das FLC do topo das colunas 84
Tabela 19. Diuron residual extraído das FLC do topo das colunas 92
Tabela 20. 2,4-D lixiviado das colunas do topo das colunas 97
Tabela 21. 2,4D residual extraído das FLC. 98
X
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Estrutura modelo de lignina proposta por E. Adler (Fengel e Wegener, 1984) 6
Figura 2. Esquema do sistema dinâmico de liberação do IA das FLC 19
Figura 3. Confecção das colunas de solo utilizando tubos de PVC 30
Figura 4. Porcentagem média de ametrina liberada das formulações LC em sistema dinâmico 38
Figura 5. Porcentagem média de ametrina liberada das FLC em função da raiz quadrada do tempo 39
Figura 6. Porcentagem média de diuron liberado das FLC em sistema dinâmico 41
Figura 7. Porcentagem média de diuron liberado das FLC em função da ra.iz quadrada do tempo 42
Figura 8. Porcentagem média de 2,4-D liberado das FLC em sistema dinâmico 44
Figura 9. Porcentagem média de 2,4-D liberado das FLC em função da raiz quadrada do tempo em sistema dinâmico .45
Figura 10. Espectros de N da lignina do bagaço de cana (A) e da formulação de 2,4-D (B) 45
Figura 11. Espectros da diferença: (A) entre os espectros da formulação de 2,4-D e a lignina do bagaço de cana; (B) entre os espectros da formulação residual após liberação do IA e LB, e; (C) entre os espectros da formulação residual após liberação do IA e extração em aparelho Soxhlet e LB. Escala do eixo y = 0,5 UA 61
Figura 12. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de Petri com (O) 5,19 kg/ha, (D) 4,4 kg/ha, ('1) 3,46 kg/ ha, (x) 1,73 kg/ ha, (*) 0,86 kg/ ha, (o) O kg/ha de ametrina 49
Figura 13. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de Petri com (O) 6,14 kg/ha, (D) 5,31 kg/ha, ('1) 4,26 kg/ ha, (x) 2,12 kg/ ha, (*) 0,64 kg/ ha, (o) O kg/ha de diuron 50
xi
Figura 14. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de Petri com (O) 2,83 kg/ha, (O) 2,34 kg/ha, (d) 1,89 kg/ ha, (x) 0,94 kg/ ha, (*) 0,28 kg/ ha, (o) O kg/ha de 2,4-0 51
Figura 15. Porcentagem do efeito fitotóxico produzido pela(+) ametrina e pelo ( *) diuron nas sementes de rabanete, em função da dose aplicada, após 12 005 52
Figura 16. Porcentagem de plântulas de aveia preta (A vena strigosa) nos vasos com diferentes doses de ametrina 54
Figura 17. Porcentagem de plântulas de aveia preta (A vena strigosa) nos vasos com diferentes doses de diuron 55
Figura 18. Porcentagem de germinação de sementes de aveia preta (A vena strigosa) nos vasos com diferentes doses de 2,4-0 56
Figura 19. Porcentagem de plântulas de rabanete em vasos com diferentes doses de ametrina 60
Figura 20. Porcentagem de plântulas de rabanete em vasos com diferentes doses de diuron 61
Figura 21. Porcentagem de plântulas de rabanete nos vasos com diferentes doses de 2,4-0 61
Figura 22. Porcentagem de plântulas de aveia preta tratadas com diferentes doses de ametrina nos ensaios em vasos com adição de solução nutritiva 69
Figura 23. Porcentagem de plântulas de aveia tratadas com diferentes doses de diuron em teste de vasos com solução nutritiva 70
Figura 24. Número de plântulas tratadas com diferentes doses de (d) ametrina e(•) diuron após 24 OOS 71
Figura 25. Relação do peso de massa fresca/ número de plântulas de aveia preta (máximo da % germinação) tratadas com diferentes doses de ametrina e diuron ........................................................................................................................................... 73
Figura 26. Porcentagem de plântulas de rabanete redondo tratadas com diferentes doses de 2,4-0, em teste de vaso com adição de solução nutritiva 75
Figura 27. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após a semeadura ,em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (O) 10- 20 cm, (*)20-30
xii
cm, (o) 30-40 cm tratadas com ametrina comercial (A) 30 dias, (B) 60 dias (C) 92 dias 77
Figura 28. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinada após a semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o) 30- 40 cm tratadas com ametrina LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias 79
Figura 29. Biomassa fresca de aveia preta produzida nos bioensaios realizados com as diferentes camadas dos solos das colunas tratadas com ametrina comercial, FLC e controle, coletadas durante o ensaios de lixiviação 81
Figura 30. Curva de resposta da aveia preta obtida nos solos com diferentes concentrações de ametrina (O) biomassa produzida (.1) nº de plântulas 83.
Figura 31. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após a semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com diuron comercial. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias 86
Figura 32. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinada após a semeadura em vasos com as camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com diuron LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias 88
Figura 33. Biomassa fresca de aveia preta obtidas nos bioensaios realizados com as diferentes camadas dos solos das colunas tratadas com diuron comercial, FLC e controles, coletadas durante o ensaios de lixiviação 90
Figura 34. Curva de resposta da aveia preta obtida nos solos com diferentes concentrações de diuron (O) biomassa produzida (.1) nº de plântulas 91
Figura 35. Porcentagem de plântulas de rabanete germinadas após semeadura em vasos com as camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com 2,4-D técnico. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias 94
Figura 36. Porcentagem de plântulas de rabanete germinadas após semeadura em vasos com as camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com 2,4-D LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias 96
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS
2,4-D: Ácido 2, 4 diclorofenoxiacético
ANDEF: Associação Nacional dos Defensivos Agrícolas
Cp: Capacidade de campo
DDS: Depois da data de semeadura
D L: Dose letal
EDT A: Etilenodiaminotetracetato de sódio
et al. Abreviação de et allii = e colaboradores
FLC: Formulação de liberação controlada
FTIR: (Fourier- transformed In:frared) espectros dein:&avermelho
portransformadade Fourier.
ha: Hectare
IA (s): fugrediente(s) ativo(s)
k': Constante de velocidade de liberação do herbicida da formulação de liberação
controlada
kgf: Kilograma força
LC: Liberação controlada
meq: Miliequivalente
mL: Mililitros
min: Minuto
rpm: Rotações por minuto
9. Desvio padrão da amostra
SINDARG: Sindicato Nacional da Indústria de Defensivos Agrícolas
t: tonelada
xiv
RESUMO Estudo da movimentação dos herbicidas em colunas de solo. Márcia Freire dos Reis. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós- Graduação em Biotecnologia Industrial, Departamento de Biotecnologia, Faculdade de Engenharia Química de Lorena. Orientador: André Ribeiro Cotrim (Departamento de Biotecnologia, FAENQUIL, CP 116, 12600-000, Lorena, SP, Brasil). Banca Examinadora: Dr. Joel Irineu Fahl e Dr. Flávio Teixeira da Silva, Março de 1999.
O estudo da movimentação dos herbicidas provenientes das formulações comerciais e de liberação controlada (LC) de ametrina, diuron e 2,4-D foi realizado em ensaios de lixiviação em colunas de solo. A movimentação dos herbicidas foi monitorado por bioensaios e análises químicas.
As FLC dos herbicidas foram produzidas em laboratório com 50% de I.A. (ingrediente ativo). Os valores de k' (constante de velocidade de liberação) das FLC de ametrina, diuron e 2,4 -D, em sistema dinâmico foram 22 d-1/2, 8 d-1/2 e 18 d-1/2, respectivamente.
Bioensaios em placas de Petri e em vasos foram realizados para avaliar a sensibilidade das sementes das sementes aos herbicidas estudados. Das sementes avaliadas, o rabanete (Raphanussp) foi escolhido para avaliar 02,4-D, e a aveia preta (A vena strigosa), foi escolhida para avaliar a ametrina e do diuron.
Os resultados obtidos dos ensaios de lixiviação em colunas de solo, realizados durante 3 meses, mostraram que a ametrina proveniente da formulação comercial foi mais lixiviada do que coma FLC. O diuron da formulação comercial permaneceu nas camadas superiores das colunas.
Os resultados obtidos da avaliação das FLC de 2,4-D mostraram que a FLC evitou a lixiviação e produziu efeitos melhores que a formulação comercial.
As extrações residuais das FLC coletadas após 92 dias que 64 % de ametrina, 76% do diuron e 12% do 2,4-D não foi liberado das FLC.
Os resultados deste trabalho mostraram que as FLC não apresentaram o comportamento esperado pela caraterização do sistema dinâmico devido a condição não saturada apresentada pelas colunas de solo. Os resultados obtidos em vermiculita puderam ser comparados com os resultados obtidos em solo, quando foram utilizadas concentrações equivalentes dos IA's (ingredientes ativos) no meio aquoso.
XV
ABSTRACT Toe study of the mobility of herbicides of conventional formulations and
of controlled release (CR) of ametryn, diuron and 2,4-D was conducted in leaching assays in soil columns. Toe mobility of herbicides was monitored by bioassays and chemical analisys.
The CR formulations of herbicides were produced in laboratories with 50% of AI (active ingredient). Toe k' values (constant of release rate) of CR formulations of ametryn, diuron and 2,4-D, dynamic system were 22 d -1/2, 8 d-1/2
and 18 d -1/2, respectively.
Bioassays in Petri dishes and in pots were performed to evaluate the sensibility of seeds to the herbicides studied. From the seeds studied radish (Raphanus sp) was chosen to evaluate the2,4-D, and the black oat (Avena strigosa), was chosen to evaluate ametryn and diuron.
The results the leaching assays obtained in soil columns, conducted during 3 months showed that ametryn of the conventional formulations was more leached than the CR formulations.
The diuron of the conventional formulations remained in the upper layers of the columns.
Toe results obtained on the evaluation of CR formulation of the 2,4-D showed that CR formulation avoieded leaching and produced better effects than the conventional formulations.
The residual extraction of CR formulations collected from the columns after 92 days showed that 64% of ametryn, 76% of diuron and 12% of 2,4-D were not released from CR formulations
The results presented in this work show that the bioassays gave good results, the CR formulations did not present the behaviour expected by the characterization of the dynamic system, owing to the insatured conditions presented by the soil columns.
The results obtained from the bioassays with vermiculite could be compared with the results obtained in soil, when equivalent concentrations of active ingredients (AI) in aqueous medium were utilized.
1
1. INTRODUÇÃO
A crescente demanda mundial por alimentos e o desenvolvimento
maciço de monoculturas têm levado a um aumento constante do uso de
defensivos agrícolas no controle de plantas daninhas. Raramente os
defensivos agrícolas afetam o organismo alvo sozinho, e o equilíbrio da
natureza, incluindo a relação predador - presa é desestabilizado. Em muitos
casos o efeito negativo pelo uso dos defensivos agrícolas é maior que seus
benefícios.
Entre os defensivos agrícolas utilizados, os herbicidas representam
58% do total produzido, 35% da fração importada e 86% do total exportado,
fazendo desta classe de defensivos a mais importante a nível nacional
(ANDEF, 1989). Em 1990, o Brasil produziu 63.713 t de defensivos agrícolas,
importou 13.264 t e exportou 15.374 t, figurando entre os 3 maiores
consumidores mundiais de defensivos agrícolas (ANDEF, 1990). Dados da
SINDARG de 1996, mostram que no país foram gastos 588 milhões de dólares
em 1993 e 775 milhões de dólares em 1994, somente com herbicidas. Dados
fornecidos pela Associação Nacional de Defensivos Agrícolas (ANDEF,1996)
mostraram que foram vendidos U$ 88 milhões em 1997 contra U$ 69,7
milhões, em fevereiro de 96. A venda de herbicidas teve um aumento de 35 %
em relação a fevereiro de 1995.
Os dados apresentados, referem-se ao consumo em formulações
convencionais, utilizadas em quantidades acima das doses necessárias, para
se obter níveis adequados de concentração que permitam o controle de
plantas daninhas durante o período desejado. Esse procedimento é usado
para compensar as perdas causadas por fatores como vento, volatilização,
degradação química, física ou biológica e lixiviação (Wilkins, 1990). Devendo
ser lembrado que as perdas ocorridas no solo, não são sinônimas de
descontaminação total do ambiente, e podem representar uma transferência
do químico (solo) para outro (ar e água) (Paul e McLaren, 1975).
2
Dentre as perdas ocorridas, merece destaque a perda ocasionada pela
lixiviação, que é fonte da maior preocupação mundial no últimos anos. A
lixiviação dos defensivos agrícolas ocasiona contaminação das águas de
superfície e de lençóis freáticos.
Lixiviação é o processo pelo qual um pesticida se move verticalmente
através do perfil do solo, solubilizado na fase aquosa. O número de pesticidas
encontrados em lençóis freáticos, rios, lagos e mangues têm sido
constantemente crescente (Peters et ai., 1994; Peck et al, 1995; Wilkins, 1990).
Um grande número de inseticidas aplicados em solos, nematecidas e
herbicidas, têm sido detectados à níveis significativos no lençol freático
(Wilkins,1990). Isso gerou um interesse no desenvolvimento de formulações
que reduzissem o risco da contaminação do lençol freático.
A mobilidade de um herbicida é regulada pelas propriedades do do
composto químico, propriedades do solo e propriedades hidrogeológicas,
condições climáticas e condições de aplicação.
Para conter as perdas ambientais e manter uma concentração acima do
mínimo de atividade,é geralmente necessária a aplicação de quantidades
excessivas de herbicidas em formulações convencionais. Esse aumento da
taxa de aplicação, entretanto acarreta riscos ao meio ambiente, para os
aplicadores, e também para os consumidores dos alimentos produzidos, além
da elevação do custo do produto final.
Essas desvantagens à prática da agricultura, têm estimulado a busca de
novas tecnologias, como por exemplo o desenvolvimento de formulações de
liberação controlada (Cotterill,et ai., 1996; Wilkins, 1990).
O sistema de liberação controlada é definido como método em que as
substâncias bioativas são liberadas a uma taxa controlada ou conhecida e por
um período pré-determinado, a fim de atingir um alvo específico (Wilkins,
1990). A tecnologia de liberação controlada (LC) de herbicidas tem sido
3
bastante estudada nas últimas duas décadas. Isso decorre das desvantagens
das formulações convencionais de herbicidas, citadas anteriormente.
A habilidade em manter um nível efetivo de material ativo na zona de
raiz (camada de O a 40 cm do solo), pode reduzir a contaminação do
lençol freático. Esse fato é um dos maiores benefícios concedidos pelo uso da
tecnologia LC. Além da diminuição das perdas devidas à lixiviação, as FLC
também melhoram a eficiência do ataque aos alvos de interesse, minimizam o
impacto sobre outros organismos, reduzem perdas do ingrediente ativo (IA)
devido à degradação química e microbiológica, aumentam a eficiência do IA
com meia vida pequena e reduzem a quantidade de IA aplicado.
Os sistemas LC podem ser divididos em dispositivos físicos e
químicos, de acordo com o processo pelo qual o IA é liberado no ambiente.
-Sistema Químico de LC
Consiste em formulações em que o IA se apresenta quimicamente
ligado à matriz polimérica. As ligações devem ser hidrolisáveis. Após contato
da formulação com a água inicia-se o processo de liberação.
- -_.,..,
-Sistemas Físicos
São divididos em 4 tipos que serão explicados individualmente a
seguir (Wilkins, 1990).
A- Sistemas de reservatório com membrana reguladora da
velocidade de liberação
Este sistema inclui micro e macrocápsulas. O encapsulamento é
produzido pela formação de uma camada polimérica uniforme e fina sobre
pequenas partículas sólidas, gotículas de líquido ou dispersões de sólidos em
líquidos. Geralmente as cápsulas de tamanho entre 2 e 3 mm são chamadas
macrocápsulas.
4
Muitos dos produtos microencapsulados liberam seus conteúdos pela
permeação através da parede. Também existem outros mecanismos de
liberação por destruição ou dissolução das paredes e rompimento osmótico.
Um exemplo que pode ser citado é o desenvolvimento da microcápsula com
fenitrotion para controle de baratas, onde o IA, liberado após o rompimento
das microcápsulas pelo atrito das patas da barata com o chão, é ingerido pelo
inseto (Wilkins, 1990).
Existem também microcápsulas de nylon reticulado (30 e 50 µm)
suspensas em solução aquosa. O IA é liberado dessas microcápsulas por
difusão através da parede ou pode ser lixiviado pela água ou outro solvente
(Koestler, 1980). Esse sistema tem a vantagem de ser seguro, eficaz e de
toxicidade baixa.
B - Sistemas de reservatório sem membrana reguladora
Os exemplos mais simples desse sistema são fibras ôcas que contêm o
IA e o liberam por difusão através da extremidade em contato com o ar. Este
sistema é bastante usado para ferômonios (Wilkins, 1990).
Outros sistemas que podem ser utilizados são os de espumas e
plásticos porosos. Nesses casos o IA é retirado dos poros por ação capilar,
difundindo-se através da camada de ar acima do líquido. Esses sistemas são
muito parecidos com os de dispersão em matriz monolítica, mas a interação
entre o IA e o polímero é mínima.
C - Sistemas de estrutura laminada
O produto básico consiste na montagem de várias camadas de material
polimérico poroso sobre um reservatório que contém o IA. O IA na camada
do reservatório é protegido do exterior também por uma camada plástica
impermeável em sua superfície inferior e nos lados. Neste sistema o IA migra
continuamente, através de uma ou mais camadas internas, inicialmente
inertes, para a superfície exposta, devido ao desequilíbrio do potencial
5
químico entre elas. Na superfície, o IA é removido por volatilização,
degradação térmica ou fotoquímica, hidrólise ácida ou alcalina, ou contato
mecânico com homem, insetos, chuvas, vento ou outros agentes (Wilkins,
1990).
D - Sistemas monolíticos
Nestes sistemas o defensivo agrícola convencional é misturado com
uma matriz polimérica. Essa matriz serve como plastificante do defensivo
agrícola, agindo como protetor físico e químico, além de controlar a liberação
do IA. A liberação do IA geralmente ocorre por difusão combinada com
erosão.
Os sistemas monolíticos não erosíveis são sistemas simples de
liberação controlada, em que o IA se acha dissolvido ou disperso na matriz
polimérica. É importante para o sucesso comercial desse tipo de formulação o
uso de polímeros disponíveis e baratos. O uso de rejeitos agrícolas e florestais,
contendo carboidratos e lignínas têm sido proposto (Wilkins, 1990; Schereiber
et ai., 1993; Ferraz et sl., 1996).
O uso de polímeros biodegradáveis, como por exemplo a lignina, é
vantajoso devido à sua degradação no campo. Assim evita - se o acumulo de
resíduos poliméricos no ambiente. A degradação ocorre naturalmente e
fornece parte da matéria orgânica do solo (Ferraz et ai. ,1996).
Devido a sua estrutura polifuncional (Figura 1), a lignina pode ser
utilizada como fonte energética em produtos comerciais, como estabilizantes
para borracha e látex, em asfalto, como agentes quelantes de metais para
tratamento de águas industriais, como aditivos para concreto e plásticos
vinílicos, para produção de resinas de trocas iônica, como substituto do fenol
em resinas fenol-formaldeído e matrizes poliméricas para sistemas LC
(Wilkins, 1990, Chang e Allan, 1971'; 1967, Silva et al, 1995; Cotrim et al.,
1993; Cotterill, 1996; Wilkins, 1995).
Figura 1- Estrutura modelo de lignina proposta por E. Adler (Fengel e Wegener, 1984).
Em vários estudos sobre o sistema LC com herbicidas têm-se utilizado
a lignina como matriz polimérica na forma macromolecular (Silva et ai.,
1991).
A obtenção de formulações de liberação controlada (FLC) utilizando
lignina como matriz polimérica foi inicialmente proposta por Allan e Neogi
em 1975 (Wilkins, 1990).
6
7
A grande maioria dos trabalhos desenvolvidos até o momento têm
utilizado lignina kraft de pinus (INDULIN-AT ®, Nestvaco Inc.) como matriz
polimérica ou lignina kraft de pinus modificada (Riglle e Penner, 1987, 1988,
1992, 1994).
Formulações de 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxi-acético) utilizando
lignina kraft de pinus como suporte, mostraram controle eficiente de plantas
daninhas em áreas de reflorestamento por mais de 14 meses com uma única
aplicação (Wilkins, 1990).
Formulações de 2,4-D com lignina extraída da casca do arroz foram
preparadas por fusão por Cho et ai. (1990). A liberação do 2,4-D obtida em
água foi monitorada. Os resultados obtidos indicaram que a liberação total do
herbicida ocorreu em 150 dias.
Cotrim et ai. (1993) mostraram que diferentes tipos de lignina e
diferentes condições de processamento, proporcionam velocidades de
liberação distintas para formulações contendo diuron, 2,4-D e ametrina. Esses
resultados podem estar associados às propriedades físicas e químicas das
ligninas utilizadas. O desenvolvimento de formulações com ligninas de
diferentes procedências pode ser útil no controle das velocidades de liberação
de um determinado IA. A manipulação das condições de processamento
também pode ser útil para se obter formulações com diferentes velocidades
de liberação (Silva, F.T. e Wilkins, R. 1991; Cotrim et el., 1993; Silva, F.T. et
al, 1993; Souza, 1994; Ferraz etal, 1997, Cotterill, 1996, Pereira, 1996).
1.1. Avaliação das FLC
Para avaliar as FLC são necessários estudos preliminares em condições
de laboratório. Após a determinação do comportamento em laboratório é
possível predizer o comportamento em condições de campo, e então delinear
experimentos comparativos com formulações convencionais.
8
Uma maneira simples e precisa de se avaliar a taxa de liberação do IA a
partir das FLC em laboratório é o estudo da liberação em água do IA, usando
métodos estáticos ou dinâmicos (Wilkins, 1990). Wilkins e Cotterill (1994)
estudaram a cinética de liberação do diuron (3-3,4-diclorofenil)- l, l-
dimetilurea) em água em sistema estático e dinâmico, utilizando três
diferentes tipos de lignina como matriz. Os resultados foram analisados com
base no Tso (tempo necessário para liberação de 50% do IA). A razão média
para T 50 dinâmico/ T 50 estático foi de 0,42 ± 0,03. A rápida liberação em meio
dinâmico foi atribuída à diminuição da concentração do IA na superfície dos
grãos, o que provoca o aumento da velocidade de difusão.
Santos (1995) estudou a cinética de liberação de FLC em sistema
dinâmico, utilizando ametrina e lignina de bagaço de cana de açúcar em
sistema dinâmico. Os resultados obtidos mostraram que em 14 dias de
experimento 80,1 % do IA foi liberado das formulações.
Ferraz et ai. (1997) estudaram diferentes ligninas usadas para obter
matrizes de FLC de 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) em sistema estático.
Os resultados obtidos revelaram que as taxas de liberação do 2,4-D em água
em sistema estático, e a liberação total do herbicida variaram dependendo do
tipo de lignina utilizada(de 15 a 40 dias).
Uma avaliação intermediária entre os ensaios de laboratório e de
campo é feita utilizando-se colunas de solo e bioensaios em vasos, onde se
determina a liberação do IA em um solo com propriedades físico-químicas
conhecidas. O conhecimento das propriedades físico-químicas do solo, tais
como pH, teor de matéria orgânica, capacidade de campo e coeficiente de
emurchecimento são necessários para o entendimento da eficiência e
movimentação do IA no solo. A concentração do herbicida no perfil do solo
pode ser avaliada através da extração química e determinada por HPLC ou
CG, ou utilizando bioensaio com espécies bioindicadoras. A análise dos
lixiviados coletados das colunas de solo também fornece o potencial de
lixiviabilidade do herbicida.
9
O processo de extração com solventes é geralmente empregado para
isolar, substâncias dissolvidas em solução ou misturas sólidas ou ainda para
remoção de impurezas solúveis indesejáveis na mistura. Este último processo
é chamado de lavagem.
As técnicas de extração atuais utilizam o método de extração "on- line"
sendo que as extrações simultâneas ou sequenciais são conduzidas em
mesmo recipiente (Cairns et ai. ,1997).
Uma das técnicas utilizadas na extração é a extração contínua de sólido
por um solvente. Essa técnica, comumente usa um extrator Soxhlet. A
vantagem desse processo é que o solvente pode ser trocado por outro novo,
possibilitando a extração total do extrativo. Outra vantagem oferecida pela
utilização da extração contínua é que a quantidade de solvente é
relativamente pequena.
O Bioensaio é uma técnica utilizada para determinar se resíduos de
herbicidas ( ou outro composto químico) estão presentes no solo ou em água.
A utilização de bioensaios com espécies (plantas, peixes, algas) sensíveis é
feita para estimar concentrações em solo e água; identificar resíduos de
herbicidas desconhecidos, ou solo com história de uso de herbicida.
O bioensaio usa a suscetibilidade das plantas aos herbicidas e pode ser
verificada através da inibição da germinação de sementes, de raízes ou do
crescimento das plantas (sintomas de injúria nas plantas). Existem muitas
espécies de plantas sensíveis para serem utilizadas como bioindicadoras para
vários herbicidas (Kerney e Kaufman, 1988).
Os bioensaios fornecem um monitoramento das quantidades
fitotóxicas atuais dos herbicidas disponíveis nas colheitas, enquanto a
extrações são adequadas para a determinação do herbicida total presente no
solo. As técnicas químicas podem imitar a resposta das plantas.
10
Szmigielska et al (1998) compararam as respostas obtidas na
determinação da concentraçãodo IA no solo usando 2 métodos de extração do
metsulfuron, com as respostas obtidas da avaliação do comprimento do caule
e da raiz no bioensaio usando lentilhas. Os resultados obtidos mostraram que
o comprimento das raízes da lentilha forneceram respostas semelhantes as
respostas obtidas na extrações do IA com solventes. Isso indica que as
respostas dos bioensaios podem fornecer uma boa estimativa da fração
biodisponível de metsulfuron no solo.
A utilização de FLC do tipo granulada, aplicada nos primeiros 10 cm
na superfície do solo, proporciona a manutenção de doses adequadas para o
controle de pragas na zona de raiz por um período de tempo mais
prolongado como mostram diversos trabalhos (Peck et al., 1995; Ferraz et al.,
1996). Entretanto, livre da matriz polimérica o IA tem o mesmo destino do IA
aplicado a partir de uma formulação convencional.
Wilkins (1988) estudou a cinética de liberação de propaclor (2-cloro-N-
isopropilacetanilida) formulado com lignina em vasos, mantendo condições
de umidade do solo e temperatura controladas. A cinética de liberação foi
monitorada pela germinação de sementes de Poa annua. Os resultados
mostraram que após 9 semanas de aplicação, o propaclor convencional inibia
somente 40 % da germinação das sementes, enquanto que as FLC com 20% e
40% de propaclor mantiveram a inibição da germinação das sementes entre
90% e 100%.
Schreiber et al (1993) estudaram o efeito da lixiviação em colunas de
solo utilizando formulações de atrazina encapsuladas em amido. Para tal foi
reproduzida a densidade do solo em colunas e as dosagens de água
simularam períodos de chuva. Os resultados obtidos demonstraram que em
formulações de liberação controlada a lixiviação foi menor que em
formulações convencionais.
11
Weber et ai. (1993) estudaram a mobilidade de formulações
convencionais dos herbicidas fomesafen e atrazina em colunas de diferentes
tipos de solo, em condições de saturação ou insaturação de água. Os
resultados mostraram que a mobilidade do fomesafen foi menor que a da
atrazina em condições insaturadas e maior em condições saturadas. Uma
relação inversa de mobilidade do herbicida em relação ao teor de matéria
orgânica existente no solo foi encontrada.
Yanase et ai. (1993) estudaram o movimento de formulações
convencionais de cinco herbicidas inibidores de fotossíntese em colunas de
solo, entre eles o diuron. A distribuição do herbicida nas várias camadas da
coluna foi determinada pela intensidade da fluorescência da clorofila de
células de Chlorella. suspensas em extratos aquosos de solo coletados a
diferentes profundidades. Os resultados deste trabalho comprovam que a
solubilidade do herbicida é um dos fatores que governam a mobilidade dos
herbicidas no solo .
Gan et ai. (1994) avaliaram o comportamento de FLC baseadas em
alginato-kaolin de thibencard comparada com uma formulação comercial
granular em culturas de arroz. Os experimentos foram realizados em uma
sistema aquático simulado (aquário) utilizando peixes (Rutilus rutilus) e
arroz ( Oriza sativa L ) como bioindicadores. Amostras de águas, solo, plantas
e peixes (tecidos), foram analisados para avaliar a distribuição e o bioacumulo
do herbicida. Os resultados indicaram que a persistência de thiobercard na
FLC foi prolongada em água e em solo, e o potencial do impacto nos
componentes não alvo como plantas de arroz e peixes, foram
simultaneamente reduzidos.
Foy et ai. (1996), realizaram bioensaios utilizando sementes de aveia
com solos coletados de fileiras tratadas com herbicidas, com o diuron, terbacil
e simazina. Os resultados revelaram que o solo do topo das fileiras das
árvores (O a 7,5 cm) produziram uma menor biomassa de aveia do que em
profundidades maiores (acima de 30 cm), ou solos de profundidades
12
correspondentes aos solos adjacentes não tratados. Os resultados sugeriram a
possibilidade das substâncias tóxicas residuais estarem no topo do solo (7,5
cm).
Cobucci (1996) estudou o efeito da aplicação do fomesafen utilizando
milho como planta modelo. Resíduos de fomesafen foram detectados nos
primeiros 20 cm do solo. As maiores concentrações foram encontradas na
camada de O a 10 cm. Os resíduos de fomesafen reduziram o conteúdo de
clorofila das folhas e o volume da raiz milho plantados 65 dias depois da
aplicação. Após 212 dias não foi observado efeito tóxico nas plantas.
Wilian et ai. (1997) estudaram a adsorção, a dissipação e o movimento
do fluometuron em 3 tipos de solos. O fluometuron não foi detectado acima
de 15 cm no perfil de nenhum solo, e foram detectadas concentrações
menores que 15 ppb, na zona entre 8 a 15 cm após 112 dias de tratamento. Em
geral, a concentração do herbicida no solo foi influenciada pelo conteúdo de
matéria orgânica do solo e pela profundidade do solo. As zonas de
subsuperfícíe do solo, onde o conteúdo de matéria orgânica foi menor,
contribuíram para diminuir a adsorção e dissipação do herbicida.
Ma et ai. (1997) estudaram a resposta de 3 diferentes espécies de
pragas (Xanthium strumerium, Chenopodium slbum. Sennna obtusifolia) ao
prosulfuron, utilizando bioensaios em vasos. O prosulfuron inibiu o
crescimento de todas as espécies estudadas em estufa. Esse efeito foi medido
através da redução do peso de massa fresca (produção de biomassa); as
observações visuais revelaram grandes diferenças na tolerância do herbicida
entre as espécies. Os estudos em estufa foram semelhantes aos estudos em
campo.
Vasilakoglou et ai. (1997) estudaram o efeito fitotóxico de um
concentrado emulsionável e 3 formulações microencapsuladas de alachlor,
utilizando bioensaios com sementes de aveia preta feitos em placas de Petri.
A resposta medida foi o comprimento da raiz de aveia crescida em areia e
13
solo. Os resultados obtidos indicaram que o alachlor, em todas as
formulações, causou maior inibição de crescimento da raiz de aveia na areia
(44 a 62 % ) do que no solo (20 a 36% ). Em ambos os testes o crescimento da
aveia foi reduzido com o aumento da concentração de todas as formulações
usadas. A menor atividade de todas as formulações em solo pode ser
atribuída, principalmente, a diferenças no teor de matéria orgânica e no
conteúdo de argila. Resultados similares foram reportados por Peter and
Weber (1985), que encontraram que a taxa de alachlor necessária para
controlar 80% das plantas aumentava 0,283 kg/ha de alachlor para cada 1 %
de aumento no teor de matéria orgânica, começando com uma taxa inicial de
1,17 kg/ha num solo sem matéria orgânica.
Cobucci et ai. (1998) estudaram o efeito residual de imazamox,
fomesafen, e acifluorfen em solos com colheitas rotativas e estimaram o nível
destes resíduos sob as condições do cerrado brasileiro. Foram produzidas as
curvas padrões utilizando diferentes concentrações de herbicidas adicionados
em solos não tratados. Em cada solo foram colocados 5 sementes pré -
germinadas de sorgo e foi feito peso de massa seca após 13 dias da data da
semeadura (DDS). O efeito de cada solo tratado foi expresso como
porcentagem dos vasos controles. As porcentagens de sementes germinadas
nas amostras de campo foram colocadas na equação obtida das curvas
padrões para determinar a concentração do herbicida biodisponível.
A proposta deste trabalho foi estudar a movimentação e de
formulações comerciais e FLC dos herbicidas ametrina, diuron e 2,4-D em
colunas de solos, utilizando um Latossolo roxo com elevada acidez, e baixo
teor de matéria orgânica (M.O.) em condições controladas. A avaliação foi
feita com base nas respostas obtidas nos bioensaios e dos resultados obtidos
na análise química.
14
2. OBJETIVOS
O objetivo principal desse tabalho foi estudar a movimentação vertical
dos herbicidas ametrina, diuron e 2,4-D em colunas de solo, usando FLC e
formulações convencionais.
Para atingir o objetivo proposto foram realizadas as seguintes etapas:
1. Obtenção e caracterização as FLC de lignina de bagaço de cana
contendo 50% de cada um dos IA's (ametrina, diuron e 2-4D);
2. Estudo da cinética de liberação dos herbicidas em sistema dinâmico
(sistema de fluxo);
3. Avaliação da sensibilidade de sementes aos herbicidas ametrina,
diuron e 2,4-D e escolha das espécies mais adequadas para serem utilizadas
como plantas modelos dos bioensaios;.
4. Escolha do método de avaliação mais adequado para verificar o
efeito causado pelos herbicidas nas plantas modelos;
6. Realização de experimentos de lixiviação em colunas de solo, sob
condições controladas; e
7. Utilização dos bioensaios para acompanhar a movimentação dos
herbicidas no perfil do solo.
15
3. METODOLOGIA
3.1 MATERIAIS:
Matriz Polimérica: A lignina utilizada para obtenção das FLC foi
obtida de bagaço de cana de açúcar tratado por explosão à vapor, por
deslignificação com NaOH 1 % a lOOºC por 60min., precipitada por HO, em
uma planta semi-piloto no Departamento de Biotecnologia da Faculdade de
Engenharia Química de Lorena (FAENQUIL) (Silva,1991).
Herbicidas: as características dos herbicidas são mostradas na tabela 1.
Tabela 1. Características dos herbicidas estudados
Características Ame trina Diuron 2,4-D
Nome oficial N-etil-N' -(l-metiltio)-6- 3- (3,4-diclorofenil)-1,1- Ácido 2,4- (metiltio )-1,3,5,-triazina-2,4- dimetilurea diclorofenoxiacético
diamina Fórmula SCH-.3 H
estrutural NAN 1
cr@-ocH2co tO~ P~ O N'---.._ / N ( CH.3 )2 » ~ JJH N H-CH
H3CCH:2 \;H3 o o Nome comercial Gesapax KarmexDF 2,4-D técnico
%IA 45,57% 80% 97,5%
Solubilidade em 185 ppm (20ºC) 42 ppm (25ºC) 620ppm(25ºC) água
Meia vida 60 dias 90 dias campo, 30-40 anos solo 10 dias estéril
Controle Plantas infestantes de folhas Muitas plantas infestantes Plantas infestantes de largas e gramíneas anuais (baixas doses) e plantas folhas largas
!infestantes perenes (altas doses)
Utilização Plantações de abacaxi, cana- Plantações dealgodão, cana- Gramados, plantações de de acúcar, banana, milho, deaçúcar, abacaxi, citros, pêra, aveia, trigo, cevada,
citros. alfafa, aspargo, milho, sorgo, centeio, sorgo, milho, banana feijão, arroz, aspargos,
pomares. Mecanismo de Inibidor da fotossíntese Inibidor da fotossíntese Inibidor de germinação
Ação
' -- ,...
16
Os herbicidas diuron, ametrina e 2,4-D foram gentilmente doados pela
Du Pont do Brasil, Cyba Geigy, pela Dowelanco Industrial Ltda.,
respectivamente.
Solventes: Os solventes utilizados nos procedimentos de extração e
cromatografia, foram metanol, ácido sulfúrico, ácido acético, com grau de
pureza analítica.
Sementes: Para o estudo das porcentagens de germinação foram
utilizadas sementes de alpiste (Phalaris canariensis) (% germinação e pureza
não determinadas), aveia preta (A vena stri.gosa) (90% germinação/99,30 %
pureza), e rabanete (Raphanussp) (90% germinação/99,50% pureza).
As sementes de aveia preta foram gentilmente doadas pela
Cooperativa de Laticínios de Lorena.
Vermiculita: Para a realização dos testes em vasos foi utilizado como
substrato a vermiculita com granulometria média (V ermifloc tipo 12).
Solução de Hoagland & Arnon: os reagentes utilizados no preparo da
solução nutritiva foram KH2P04, KN03, Ca(N03), MgS04, füB03, Mn02. 4.
H20,ZnS047.H20, CuS04 5. H20, H2Mo04 .H20, EDTA (etilenodiaminatetra-
cetato de sódio), e FeSÜ4 7. H20.
Preparo da soluções nutritivas (Hoagland & Amon /1950)
A solução nutritiva de Hoagland & Arnon foi preparada a partir de 4
soluções estoques 1 molar de KH2P04, KN03, Ca(N03)2 e MgS04
(macronutrientes) e de duas soluções de micronutrientes, com e sem ferro, de
nominadas solução II a" e solução 11b", respectivamente.
A solução II a" foi preparada pesando-se 2,83 g de füB03, 1,81 g de
Mn02. 4. H20, 0,22 g de ZnS04. 7. H20, 0,08 g de CuSÜ4. 5. H20 e 0,02 g de
H2Mo04. H20, que foram transferidos para um balão volumétrico de lL e
avolumados até a marca com água destilada.
17
Para o preparo da solução "b" (Fe-EDTA), foram pesados 26,l g EDTA,
24,9 g de FeSÜ4 7H20 (Jacobson, 1951). O EDTA foi dissolvido em 286 ml de
KOH lN, e a essa solução foi misturado FeSÜ4. 7H20. A solução foi deixada
em descanso por uma noite e depois desse tempo foi completado o volume a
lL.
A solução final foi preparada pipetando-se os volumes de cada uma
das soluções indicadas na tabela 2 em um balão de 2L que foi avolumado até
a marca com água destilada. Note que as concentrações foram a metade das
recomendadas, já que a solução foi utilizada para nutrir plântulas jovens.
Tabela 2. Volumes utilizados no preparo da solução nutritiva (lL).
Solução mL de solução nutritiva
KH2P04l M KN03_lM
Ca(N03)2l M
MgS04 lM
Solução "a"
Solução "b"
1 5
5
2
1
1
Solo: foi utilizado Latossolo Roxo coletado dos 40 cm da superfície do
campo experimental do Departamento de Biotecnologia (F AENQUIL). O solo
foi caracterizado no Departamento de Ciências Agrárias da Universidade de
Évora (Portugal). Algumas das características físico-químicas do solo são
mostradas na tabela 3
Tabela 3. Composição do solo utilizado nos experimentos de lixiviação
% CTC* Tipo de solo areia silte argila Matéria (meq/g PH
Orgânica de solo) Latossolo 29,6 47,5 22,9 2,61 4,80 5,5
Roxo
* CTC: capacidade de troca catiônica
18
Colunas de solo: As colunas foram confeccionadas com tubos PVC
marrom para água com 100 mm de diâmetro, chapa de PVC de 5 mm de
espessura medindo 2xl m e borracha de silicone.
Areia : A areia que foi utilizada nas colunas de solo, foi areia com
granulometria média.
3.2. MÉTODOS
3.2.1. OBTENÇÃO DAS FORMULAÇÕES
Foram produzidas formulações contendo 50% de IA. As formulações
foram obtidas pela fusão de 1,5 g de cada herbicida com l,Sg de lignina em
recipientes côncavos de aço inox 316, imersos em banho de silicone a 180, 170
e 220ºC para ametrina, 2,4-D e diuron, respectivamente. A mistura foi
homogeneizada até a completa solubilização dos IA' s por aproximadamente
10 minutos para a ametrina e 2,4-D e 3 minutos para o diuron. Essas
condições foram otimizadas em estudos anteriores (Cotrim et ai., 1993; Silva
et ai., 1993).
Após o tempo necessário para a completa solubilização dos dois
componentes, os recipientes foram retirados do banho de aquecimento e
deixados resfriar à temperatura ambiente, formando um material escuro e
vítreo (formulação). Cada formulação foi cuidadosamente moída e peneirada.
Os grãos foram separados em três faixas granulométricas: menor que 0,50
mm; entre 0,50 e 0,71 mm; e entre 0,71 e 1,00 mm.
3.2.2. CARACTERIZAÇÃO DAS FORMULAÇÕES
3.2.2.1. Estudo da cinética de liberação dos IAs das FLC de
ametrina, diuron e 2,4-D em sistema dinâmico
FLC com granulometria entre 0,71 mm e 1,0 mm, secas com P20s sob
vácuo, foram pesadas (200mg) e colocadas dentro de colunas de vidro de 40
mm de comprimento e 18 mm de diâmetro, contendo discos sintetizados no
19
topo e no fundo. O sistema foi alimentado com água destilada através de uma
bomba peristáltica de 4 canais (ISMATEC) a um fluxo de aproximadamente 2
mL/ min. O sistema foi montado em uma sala termostatizada à temperatura
de 30ºC. Os experimentos foram realizados em duplicata.
Nos experimentos com formulações de 2,4-D o efluente foi coletado em
frascos de vidro (5L) em intervalos de 24 horas. Para a ametrina e diuron a
coleta foi feita diariamente no início do experimento e, após 42 dias de
experimento, as amostras foram coletadas a cada 6 dias em recipientes de
vidro de 20 L.
As amostras coletadas foram homogeneizadas, seus volumes medidos
e anotados. Uma alíquota de 40 mL foi retirada, guardada em frascos de vidro
com tampa, lacrados com parafilme e estocadas em geladeira para posterior
análise.
\. (D - E,..,.,-ADA Ot Â8UA ~-ltl!IIIA PHllTALTICA
1 ~ CELA DE PLUJCO - FOltNULAçlO -OOLITA DE AM08TltA
: -. ,....
Figura 2. Esquema do sistema dinâmico de liberação do IA das FLC.
3.2.2.2. Análise de ametrina, diuron e 2,4-D por Cromatografia
Líquida de Alta Eficiência (HPLC)
20
As amostras foram analisadas em um sistema de cromatografia líquida
de alta eficiência (HPLC) Shimadzu LC lOA, empregando-se uma coluna
Phenomenex RP-8 (250 mm X 4,6 mm). As condições de análise dos
herbicidas, otimizadas em estudos anteriores são dadas na tabela 4.
Tabela 4. Condições de análise dos herbicidas estudados
Parâmetros Ame trina Diuron 2,4-D
Vazão 0,7mL/min 0,7mL/min 0,7mL/min
Temperatura 30ºC 30ºC 30ºC Eluente Metanol/ tampão Metanol/ água Metanol/H2S04
acetato ácido Acético (pH 7,0) Composição do 70:30 70:30 70:30
eluente Comprimento de 220nm 254nm 280nm
onda
3.2.2.3. Determinação do IA liberável e residual
Considerando a possível ocorrência de perdas, devidas à degradação
térmica do herbicida durante o processamento ou mesmo à ocorrência de
ligações químicas entre a lignina e os herbicidas, foram feitas as extrações dos
IA' s das FLC.
- e
Ametrina
Para a extração da ametrina, as formulações foram maceradas, secas
com P20s sob vácuo e pesados (10 a 15 mg) dentro de frascos de 60 mL. Aos
frascos contendo as formulações foram adicionados 50 mL de metanol. Os
frascos foram levados ao banho de ultrassom por 20 minutos. A mistura foi
filtrada em membrana de porosidade de 0,45 µm, uma alíquota foi retirada,
diluída e analisada por HPLC.
Após os experimentos de liberação em sistema dinâmico, as FLC de
ametrina foram retiradas das colunas de vidro e o IA residual foi
determinado pelo mesmo procedimento descrito para a extração do IA
21
liberável. Para amostras retiradas das colunas, colunal (AMYl) e coluna2
(AMY2), foram pesados: 35 mg e 40,l mg, respectivamente. Foi mantida a
mesma relação de massa de IA/ volume de solvente.
2, 4- D
Para a extração do IA das FLC de 2,4-D, as formulações foram secas
com P20s sob vácuo e pesadas (28; 21,7; 20,2 mg) em tubos de centrífuga, aos
quais foram adicionados 25 mL de metanol. Os tubos foram lacrados com
parafilme e levados ao banho de ultrassom por 20 min. Após esse tempo os
tubos foram centrifugados por 20 min a 2000 rpm. O sobrenadante foi
retirado com auxílio de uma pipeta Pasteur, transferido para um balão
volumétrico de 50 mL e o volume foi completado com metanol até a marca.
Uma alíquota foi retirada, diluída, filtrada com um filtro de membrana (0,45
µm) e analisada por HPLC.
Para a determinação do IA residual, as FLC nas colunal (24Dl) e
coluna2 (24D2) foram retiradas, secas com P20s sob vácuo e pesadas
(177,8 mg (24Dl) e 182,lmg (2402)), seguindo-se o mesmo procedimento de
extração e análise descrito acima.
Diuron
As FLC de diuron foram maceradas, secas com P20s sob vácuo e
pesadas (49 e 45mg) dentro de tubos de centrífuga. Aos tubos de centrífuga
foram adicionados 10 mL de metanol. Os tubos foram lacrados com parafilme
e levados ao banho de ultrassom por 30 min. A solução foi centrifugada a
1500 rpm por 20 min. Após a centrifugação, o sobrenadante foi retirado com
auxílio de uma pipeta Pasteur e transferido para um balão volumétrico de 25
mL, completando-se o volume com metanol até a marca. À formulação
residual foram adicionados mais 10 mL de metanol, repetindo-se o mesmo
procedimento por 5 vezes. Uma alíquota de cada extração foi retirada, filtrada
com filtro de membrana (0,45 µm) e analisada por HPLC.
22
Após os experimentos de liberação em sistema dinâmico, as FLC de
diuron foram retiradas das colunas de vidro e o IA residual foi determinado
pelo mesmo procedimento descrito para a extração do IA liberável.
Cálculo da porcentagem de IA liberável
A porcentagem do IA liberável das formulações foi calculada, como
mostra a equação 1 :
% IA liberável= massa de IA extraída da formulação LC * 100
massa inicial pesada
3.2.2.4. Extração do IA residual de FLC de 2,4-D em Soxhlet
(Eq. 1)
As amostras de FLC utilizadas no sistema dinâmico (fluxo), extraídas
com metanol (procedimento 3.2.2.3), foram também extraídas com água em
soxhlet para verificar a presença do herbicida na matriz da formulação. As
formulações foram pesadas (50 mg) e colocadas em sacos feitos de papel de
filtro. A massa restante dessas formulações foi guardada para serem
analisadas por FTIR. O saquinho contendo a FLC foi colocado em um soxhlet
de 60mL. No balão do soxhlet (250mL) foram colocados 100 mL de água
bidestilada. O balão foi imerso em banho de silicone a 120ºC. A cada 10 horas
de extração o sistema foi desligado, o balão retirado e substituído por outro
contendo 100 mL de água bidestilada. A amostra contida no balão foi
transferida para um balão volumétrico de 100 mL e o volume foi aferido. A
quantidade de IA solubilizado foi determinada por HPLC.
3.2.2.5. Obtenção dos espectros de Infravermelho das
formulações comerciais e LC de 2,4-D
Para verificar a ocorrência de ligações químicas entre a lignina e o 2,4-
D, foi feita uma análise dos espectros de FfIR obtidos da lignina de bagaço de
cana, das formulações comercias e de LC de 2,4-D, antes e após a liberação do
herbicida em água (sistema dinâmico), e também antes e após a extração feita
em soxhlet.
23
As amostras foram previamente secas em dessecador com P20s sob
vácuo. As pastilhas foram produzidas com 300 mg de KBr e 1,5 mg de
amostra, compactados a 10-12 kgf numa prensa hidráulica. Os espectros
foram medidos entre 4.000 e 400 crrr! em um espectrômetro FTIR Nicolet 520.
Tratamento dos espectros
O primeiro tratamento realizado foi a correção da linha base dos
espectros de infravermelho, usando-se um algoritmo linear (padrão do
software OMNIC®, Nicolet Instruments Corp.), ligando os pontos de
absorção em 3800, 1960, 750 e 362 crrr". Os espectros utilizados para subtração
foram corrigidos para as variações de concentração dividindo-se todos os
pontos do espectro pelo valor de absorbância da banda de estiramento
simétrico C=C de anéis aromáticos da estrutura da lignina em 1600 cnr", visto
que o 2,4-D não apresenta absorção nesse comprimento de onda. Após esta
correção os espectros da formulação, da formulação residual (após a liberação
do IA no sistema dinâmico) e da formulação residual extraída em aparelho
Soxhlet foram subtraídos dos espectro da lignina de bagaço de cana usada
como matriz.
3.2.3. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DAS SEMENTES AOS HERBICI
DAS
3.2.3.1. Bioensaio em placas de Petri utilizando sementes de
alpiste (Phalaris canartensis) e rabanete (Raphanus sp)
Para cada herbicida foi preparada uma solução estoque de forma a
conter 0,06, 0,11 e 1,35 g/L de 2,4-D, ametrina (Gesapax 500) e diuron
(Karmex DF), respectivamente.
Para a realização dos testes de sensibilidade aos três herbicidas foram
usadas placas de Petri que continham uma camada de algodão de espessura
aproximada de 3 cm. Sobre as camadas foram adicionados volumes
24
suficientes de cada solução estoque para se obter as seguintes doses de
herbicida relacionadas na tabela 5, em 30 mL de solução.
Tabela 5. Doses utilizadas no bioensaio em placas de Petri
Herbicidas Doses utilizadas* (kg/ ha)
Doses recomendadas p / aplicação em campo**
(kg/ ha)
2,4-D Diuron
Ametrina
0,28; 0,94; 1,89; 2,34; 2,83 0,64; 2,12; 4,26; 5,31; 6,45 0,86; 1,73; 3,46; 4,40; 5,19
0,28 a 2,3 0,67 a 7,17 2,24 a4,48
Valores calculados pela razão entre a massa de IA e a área supeficial da placa
de Petri.** Herbicides Handbook, 1974.
Vinte e quatro horas após a aplicação dos herbicidas foi feita a
semeadura das sementes e também foram adicionados volume de água
suficientes para completar 30 mL de solução em cada placa. As placas foram
colocadas em uma câmara de germinação a 30º C. A rega, para manter o
volume de solução na placa e a umidade constante, e a contagem das
plântulas foram feitas diariamente.
O cálculo da porcentagem do efeito fitotóxico, redução da taxa de
germinação, foi feito de acordo com a equação 2:
% Efeito =( nº de plântulas no controle - nº de plântulas da amostra)* 100 (Eq. 2)
nº de plântulas no controle
3.2.3.2. Testes em vasos
A avaliação da sensibilidade das sementes de aveia preta e rabanete
em vasos, foi feita utilizando-se vermiculita, um substrato inerte, sem
contaminação e com uma capacidade de retenção de água muito boa.
Antes de iniciar os bioensaios, foi necessário determinar a capacidade
de campo, a umidade e a perda de água diária da vermiculita, com a
25
finalidade de se calcular a quantidade de água a ser reposta nos vasos, para a
manutenção das plantas. Também foi avaliada a porcentagem de adsorção
dos herbicidas pela vermiculita, para verificar a quantidade de IA disponível
para as plantas.
3.2.3.2.1. Capacidade de campo da vermiculita
Uma amostra de vermiculita foi colocada e pesada dentro de um anel
com 2,5 cm de altura e 3,6 cm de diâmetro. Os anéis foram colocados dentro
de uma cuba de aço inox, em seguida foi adicionada água pela parte externa
do anel, até a formação de uma película de água sobre a vermiculita. A água
em excesso foi drenada colocando-se os anéis sobre uma peneira e deixando-
se em repouso por 24 horas. Após esse tempo os anéis foram pesados, e
deixados secar a lOSºC, resfriados e pesados novamente. A capacidade de
campo foi determinada pela equação 3:
Cp = (m água/ m vermiculita) x 100 (Eq.3)
Onde:
Cp = Capacidade de campo
m água= massa de água retida na vermiculita (em g)
m vermiculita = massa de vermiculita seca (em g)
3. 2.3.2.2. Determinação da umidade da vemiculita
Uma massa conhecida de vermiculita foi colocada em uma balança
para a determinação peso seco por radiação infravermelho (Mettler PE-200) e
pesada até peso constante. Para a determinação da umidade da vermiculita
foi utilizada a equação
Umidade% = (mi-mf/mi) x 100% (Eq.4)
Onde:
26
mi = massa de vermiculita inicial
mf = massa de vermiculita final
3.2.3.2.3. Determinação da perda de água da vermiculita por
evaporação
Uma massa de 28g de vermiculita foi pesada e colocada dentro de
vasos. Adicionou-se aproximadamente 120 mL de água (capacidade de
campo da vermiculita). Os vasos foram pesados e deixados em uma câmara
de germinação a 30ºC. Após 48 horas os vasos foram pesados novamente
verificando-se a perda de água.
3.2.3.2.4. Avaliação da adsorção dos herbicidas em vermiculita,
com e sem a adição de solução nutritiva
Foram realizados experimentos para estimar a quantidade dos
herbicidas adsorvida pela vermiculita e também para verificar se a adição da
solução de Hoagland teria algum efeito na adsorção dos herbicidas na
vermiculita.
Para cada herbicida foram feitas 2 soluções: uma solução contendo
herbicida em água destilada e outra contendo herbicida diluído em solução
nutritiva.
As soluções estoques produzidas para o diuron tiveram concentração
aproximada de 9 ppm. Para ametrina, as concentrações das soluções estoques
foram de aproximadamente 11 ppm, e para o 2,4 D foram produzidas
soluções de concentrações de 12 ppm (água) e 15 ppm. (sol. nutritiva).
Os experimentos foram realizados colocando-se 100 mg de vermiculita,
previamente seca a 105º C em erlenmeyers de 150 mL. Adicionou-se 50 mL
das soluções contendo os herbicidas em água destilada ou em solução
nutritiva e arrolhou-se os erlenmeyers.
27
Para cada herbicida foram preparadas 36 amostras, 18 com água
destilada e 18 com solução nutritiva. Os erlenmeyers foram colocados num
shaker mantido a 25ºC com agitação orbital de 150 rpm. A cada 4 horas foram
retirados 6 erlenmeyers (3 com água e 3 com solução nutritiva), para se
determinar a concentração de herbicida em solução. A solução contida em
cada erlenmeyer foi coletada, filtrada e guardada em frascos de vidro,
lacrados. Os frascos foram mantidos em geladeira para análise da quantidade
de IA.
3.2.3.3. Testes em vasos com sementes de aveia preta (Avena
strigosa) e rabanete (Raphanus sp), sem adição de solução
nutritiva
Foi feita a pesagem dos vasos (10,5 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura),
da vermiculita (30g), e feito o cálculo da capacidade de campo da vermiculita.
Adicionou-se água suficiente para manter 100% da capacidade de campo
( 4,8g de água/ g de vermiculita). A massa final de cada vaso foi anotada. A
seguir adicionou-se 1, 2 ,3 ou 5 mL de solução contendo 500 mg/L de 2,4-D
em etanol de forma a se obter doses equivalentes a 0,5, 1,15, 1,73, 2,8 kg/ha.
Para o diuron e ametrina, adicionou-se 3, 5, ou 10 mL de solução estoque
contendo 500 mg/L de forma a se obter as seguintes doses: 1,73, 2,89 e 5,77
kg/ha. A distribuição da solução contendo herbicidas sobre a vermiculita foi
feita com o auxílio de pipetas.
Os vasos foram colocados em uma sala termostatizada com
temperatura de 24 ± 1 ºC. Após 48 horas foi feita a semeadura das sementes de
aveia preta e rabanete e o volume de água perdida no período, reposto a cada
48 horas.
A germinação foi acompanhada diariamente com contagem do
número de plântulas sadias. Após 18 e 22 dias da data de semeadura do
rabanete e da aveia preta, respectivamente, as plântulas foram cortadas com
uma tesoura à altura da radícula e colocadas em pesa- filtros previamente
28
tarados. A massa total foi anotada e os pesa-filtros levados a uma estufa a
110ºC. Os pesa-filtros foram resfriados em dessecador e pesados até
apresentarem massa constante. A massa seca das plântulas foi anotada. Os
testes foram feitos em triplicata para todas as dosagens e também para o
controle.
3.2.3.4. Testes em vasos com sementes de aveia preta (Avena
strigosa) e rabanete (Raphanus sp), com adição de solução
nutritiva.
A aveia preta foi utilizada para avaliação dos herbicidas ametrina e
diuron e a semente de rabanete foi utilizada para avaliar o herbicida 2,4-D.
Nesse experimento, a água de rega foi substituída por solução nutritiva para
evitar a desnutrição das plântulas.
Após a pesagem dos vasos e da vermiculita (30g), foi feito o cálculo da
capacidade de campo. Adicionou-se água suficiente para manter 100% da
capacidade de campo (4,8g de água/ g de vermiculita). A massa final de cada
vaso foi anotada.
Foram preparadas soluções estoques contendo aproximadamente
500 ppm de cada herbicida, utilizando ametrina (Gesapax 500), diuron
(Karmex) e 2,4-D técnico.
Para a aplicação dos herbicidas nos vasos foram pipetados 10, 5 ,3, 1,6
e 0,8 mL das soluções estoques dos herbicidas ametrina e diuron (506 ppm)
de forma a se obter doses equivalentes a 6, 2,98, 1,79, 1 e 0,5 kg/ha. Para o 2,4-
D, foram pipetados 5, 3, 1,6, 0,8 ou 0,4 mL de solução estoque contendo 517
mg/L de forma a se obter as seguintes doses: 3,04, 1,82, 1,03, 0,52 e 0,26
kg/ha.
Cada alíquota dessas soluções foi colocado numa proveta de 10 mL, e o
volume da proveta completado com água destilada . O conteúdo da proveta
foi espalhado sobre a superfície do vaso com um pulverizador. Para retirar o
29
resíduo de herbicida da parede da proveta, foram adicionados mais 5 mL de
água destilada que foram novamente espalhados sobre o vaso. Os vasos
foram colocados em uma sala termostatizada a 24 ± 1 ºC. Após 48 horas foi
feita a semeadura das sementes de aveia preta e rabanete e o volume de água
perdida neste período reposto. A rega foi efetuada a cada 48 horas,
utilizando-se solução nutritiva .
A germinação foi acompanhada diariamente com contagem do
número de plântulas sadias. Após 30 e 24 dias da data de semeadura do
rabanete e de aveia preta, respectivamente, as plântulas foram cortadas com
tesoura à altura da radícula e colocadas em pesa- filtros previamente tarados.
A massa total (peso de massa fresca) foi anotada e os pesa-filtros levados a
uma estufa a llOºC. Os pesa-filtros foram resfriados em dessecador e pesados
até apresentarem massa constante (peso de massa seca). A massa seca das
plântulas foi anotada. Os testes foram feitos em triplicatas para todas as doses
e também para o controle.
3.2.4. ESTUDO DA MOVIMENTAÇÃO DOS HERBICIDAS EM
COLUNAS DE SOLO
3.2.4.1. Preparação das colunas de solo
3.2.4.1.1.Confecção das colunas de solo
Os tubos de PVC marron de 100 mm de diâmetro interno, medindo
cerca de 2 m, foram cortados em partes menores de 45 cm de comprimento
(colunas). Foram feitas 63 colunas de tubos de PVC. Com as chapas de PVC
foram feitos discos de 10,5 cm de diâmetro, tendo um orifício central de 0,5
cm de diâmetro interno.
Cada tubo de 45 cm (coluna) foi cortado longitudinalmente e na parte
interna das duas metades foram feitos anéis de silicone a cada 5 cm. Esse
procedimento foi feito para evitar o escoamento preferencial da água pelas
paredes das colunas. As 2 metades foram coladas e deixadas em repouso até
30
secar. Os discos de PVC foram colados na parte inferior das colunas com
borracha de silicone (Figua 3).
corte longitudinal
45 cm
Figura 3. Confecção das colunas de solo utilizando tubos de PVC
31
3.2.4.1.2. Coleta do solo
A coleta do solo foi feita retirando-se as camadas de solos de O a 10 cm;
10 a 20 cm; 20 a 30 cm e 30 a 40 cm. O solo coletado foi colocado para secar ao
ar destorroado e isento de pedras e raízes. Após esse procedimento os solos
foram peneirados (malha de 1,69 mm) e estocados em bombonas de lOOL,
conforme as camadas correspondentes.
3.2.4.1.3. Tratamento da areia utilizada nas colunas
Em cada coluna foram utilizadas 2 camadas de areia, uma no topo da
coluna para impedir o perturbação da camada superficial do solo e outra no
fundo, para evitar o arraste do solo.
Antes de utilizar a areia, a matéria orgânica e os metais foram
extraídos, para se evitar uma possível adsorção do herbicida.
A matéria orgânica foi retirada por calcinação da areia em cápsulas de
porcelana em mufla a 800ºC por 2 horas. Após o resfriamento, a areia foi
colocada em um béquer de 2L contendo uma solução de ácido súlfurico 1 N
para retirar os íons metálicos. A agitação foi feita com auxílio de agitador de
pás por 60 min. A areia foi filtrada em um funil de porcelana, lavada
exaustivamente com água destilada e seca em estufa a 105 ºC.
3.2.4.1.4. Empacotamento das colunas de solo
As colunas de PVC, foram empacotadas com as camadas de solo
coletadas do campo experimental.
Antes de colocar as camadas de solo, foi colocado no fundo de cada
coluna, 2,5 cm de areia previamente tratada conforme descrito no
procedimento acima, para impedir a passagem do solo. Após a colocação da
areia, as camadas de solo foram colocadas uma a uma na ordem
correspondente, suas massas anotadas e o solo foi então compactado com
batidas leves das colunas sobre a bancada. A cada coluna foi adicionado 1,5 L
32
de água destilada, e deixou-se drenar livremente por 24 horas para o solo
atingir a capacidade de campo.
3.2.4.1.5. Aplicação das amostras
Antes de aplicar as FLC com granulometrina entre 0,71 mm e 1,0 mm,
foram colocadas no topo das colunas duas telas de aço inoxidável, com o
mesmo diâmetro interno do tubo e malha de 0,30 mm. Esse procedimento foi
adotado para se extrair o IA residual nas formulações após a realização do
experimento.
As FLC de cada herbicida, previamente secas com P20s sob vácuo,
foram pesadas para se obter a dose equivalente a 4 kg/ha de IA. As massas
pesadas, foram aproximadamente 7 mg para a ametrina e o diuron e 9 mg
para o 2,4-D. Cada formulação foi colocada em um saco plástico contendo
10 g de solo estéril, e acrescentado ar para facilitar a mistura e
homogeneização. Após a homogeneização a mistura foi espalhada sobre a
tela no topo da coluna. Em cima da mistura foi colocada outra tela de aço
inoxidável de mesmo diâmetro e malha, e sobre esta tela, mais 2,5 cm de areia
tratada.
Foram preparadas soluções estoques de 506 ppm dos herbicidas
ametrina (Gesapax 500 ®), diuron (Karmex ®) e 517ppm do 2,4-D técnico.
Para se obter doses equivalentes a 4 kg/ha foram pipetados 6,72 mL e 6,6 mL
das soluções estoques.
Após a aplicação dos herbicidas com um aspersor, aproximadamente
250g de areia (2,5 cm de altura) foram colocados no topo de cada coluna, para
prevenir a perturbação da camada superior pela adição de água.
3.2.4.2. Experimentos de lixiviação
Esses experimentos foram realizados em sala mantida a 30 ± 1 º C. Para
cada herbicida foram preparadas 24 colunas 12 contendo 4 kg/ha de IA da
33
formulação comercial e 12 contedo 4 kg/ha da FLC, para permitir a retirada
de 3 colunas de cada formulação a cada 30 dias de experimento. Foram
também preparadas 12 colunas, nas quais não foram aplicados qualquer
herbicida, para serem utilizadas como controle. Dessa forma o experimento
teria 120 dias de duração, sendo obtidos 4 pontos de coleta, conforme a tabela
6.
As 84 colunas foram montadas sobre um suporte aço carbono e
regadas diariamente.
Tabela 6. Coleta das colunas de solo durante o experimento
Herbicida Formulação n. 0 de colunas Colunas coletadas a confeccionadas cada 30 dias
Coletadas Diuron LC 12 3
Comercial 12 3
Ametrina LC 12 3
Comercial 12 3
2,4-D LC 12 3
Comecial 12 3
Controle 12 3
Total 84 21
A irrigação das colunas foi feita com base na precipitação
pluviométrica anual da região do Vale do Paraíba. O volume referente 'a
precipitação pluviométrica anual de 1400 mm, foi dividido por 365 dias. O
resultado obtido (3,8 L/ m 2 ) foi multiplicado pela área da coluna (86,6 x 10 -4
m 2) o que resultou na adição diária de 35 mL de água destilada em cada
coluna.
O lixiviado das colunas foi coletado semanalmente, em garrafas de
vidro de 125 mL, colocadas em baixo de cada coluna. As garrafas coletadas
foram substituídas e os volumes de lixiviado foram anotados. Uma alíquota
34
de aproximadamente 40 mL de cada lixiviado, foi retirada e guardada em
frasco de vidro. Os frascos foram lacrados e mantidos em geladeira para
análise posterior.
O experimento de lixiviação teve duração de 3 meses, sendo obtidos de
pontos de coleta. A cada ponto de coleta, as colunas de solo contendo os
herbicidas comerciais e as FLC. (ametrina, diuron e 2,4-D) e as colunas
controle, foram retiradas e abertas.
As colunas coletadas durante o experimento foram deixadas em
repouso por 48 horaspara drenar a água em excesso. Após esse tempo, as
colunas foram abertas ao meio com auxilio de um fio de metal, tomando-se
cuidado para que fosse mantida a mesma quantidade de solo nas duas
metades. Das colunas contendo FLC, antes de serem abertas, foram retiradas
as telas de aço inoxidável e solo contendo as FLC foram colocados em sacos
plásticos, lacrados e armazenados em freezer. Uma das metades foi utilizada
em bioensaios, e a outra metade de cada coluna coletada, foi guardada em a -
18 º C para análises químicas posteriores.
3.3.4 BIOENSAIOS COM SOLOS DAS COLUNAS COLETADAS
Nas metades das colunas foram delimitados intervalos a cada 10 cm
(intervalos O a 10 cm, 10 a 20 cm, 20 a 30 cm e 30 a 40 cm), os solos desses
intervalos delimitados foram retirados, transferidos para cubas de vidro e
homogeneizados com auxílio de espátulas. Após a homogeneização, os solos
foram transferidos para vasos (10,5 cm de diâmetro e 7,5 cm de altura),
previamente identificados. Foram semeadas sementes de aveia preta (A vena
strigosa), nos vasos de solos das colunas dos herbicidas ametrina e diuron, e
sementes de rabanete (Raphanussp) nos vasos de solos das colunas de 2,4-D.
Para as 3 colunas controles coletadas, foi usado o mesmo procedimento. Em 3
metades foram semeadas com aveia preta (A vena strigosa) e 3 metades,
foram semeadas com rabanete (Raphanus sp ).
35
A germinação foi acompanhada a cada dois dias, com contagem do
número de plântulas. Após 26 e 28 dias da data de semeadura (DDS) do
rabanete e de aveia preta, respectivamente, as plântulas foram cortadas com
uma tesoura à altura da radícula e colocadas em pesa filtro previamente
tarado. A massa total (peso de massa fresca) foi anotada.
3.3.5. ANÁLISE DOS LIXIVIADOS
Foram determinados os limites de detecção dos 3 herbicidas estudados
antes de iniciar as análises com os lixiviados. Foram feitas soluções padrões
de concentrações de 2 ppm a 2 x 10 - 3 ppm e essas concentrações foram
analisadas por HPLC. Após a determinação do limite de detecção os
lixiviados foram filtrados em um filtro de membrana (0,45 µm) e analisados
por HPLC.
As condições utilizadas para as análises cromatográficas dos lixiviados
dos herbicidas ametrina e 2,4-D, foram modificadas para uma melhor
separação dos picos e identificação dos herbicidas nos lixiviados. Para as
análises com ametrina, o eluente utilizado foi metanol/tampão fosfato (pH=
7,2), na proporção 7:3, mantendo-se iguais os parâmetros de temperatura do
forno, vazão, comprimento de onda, citados anteriormente na tabela 1. Para o
2,4-D foi utilizado como eluente uma solução de acetonitrila/ ácido acético
(1 % ) na proporção 3:8. A vazão do eluente foi de 1,0 mL/ min, o comprimento
de onda utilizado foi o mesmo das análises anteriores (280 nm) .
3.3.6. EXTRAÇÃO DOS IAs RESIDUAIS DAS FLC DAS COLUNAS
As FLC de cada herbicida foram retiradas do freezer, deixada no
ambiente para perder o excesso de umidade. A amostra de solo com FLC, foi
pesada dentro de um cartucho de celulose (previamente seco e pesado) e a
massa total foi anotada. Após a pesagem foi colocado sobre a amostra uma
camada de lã de vidro para impedir a perda do material durante a extração.
O cartucho foi colocado em um aparelho soxhlet (125 mL). O balão foi
aquecido com uma chapa de aquecimento e a cada 8 horas de extração, o
36
sistema foi desligado, o balão foi retirado, resfriado e a amostra contida no
balão foi transferida para um balão volumétrico de 200 mL e o volume
aferido. Uma alíquota da amostra foi retirada, filtrada em filtro de membrana
( diâmetro de poro de 0,45 µm) e analisada por HPLC.
Após ter sido exaurido todo o herbicida contido na amostra, o cartucho
foi retirado do Soxhlet, seco em estufa de 105ºC e pesado.
3.3. 7. DETERMINAÇÃO DOS HERBICIDAS NOS SOLOS DAS
COLUNAS.
As amostras de solo escolhidas foram retiradas do freezer, os sacos
onde foram armazenados, abertos, e os solos foram espalhados e deixados em
temperatura ambiente para perder o excesso de umidade. Após esse
procedimento, os solos foram transferidos para uma cuba de vidro, e
homogeneizados. Uma alíquota de 1 g foi retirada para determinação da
umidade. A porcentagem de umidade foi determinada em uma balança com
forno de infravermelho (OHAUS MB 200).
Após a determinação da umidade, foi pesada uma alíquota de
aproximadamente 25 g de solo seco. O solo foi pesado dentro de cartucho de
celulose previamente seco e tarado. Sobre o solo foi colocada uma camada de
lã de vidro para impedir a perda do material durante a extração. O cartucho
foi colocado em um aparelho soxhlet (125 mL) e extraído com 200 mL de
metanol. O balão aquecido com uma chapa de aquecimento. A cada 8 horas
de extração, o sistema foi desligado, o balão foi retirado, resfriado e a amostra
contida no balão foi transferida para um balão volumétrico de 200 mL e o
volume foi aferido. A quantidade de IA extraída foi determinada por HPLC.
O procedimento foi repetido até que não fosse detectado herbicida no extrato.
37
4.-RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. CARACTERIZAÇÃO DAS FLC
4.1.2. AMETRINA
A quantidade do composto disponível para a liberação pode ser
determinada por sua extração da formulação com solventes adequados. O
solvente deve extrair todo o composto fisicamente ligado à matriz para que o
IA da formulação produzida seja corrigido. Para todos os herbicidas
estudados, o metanol foi utilizado como solvente.
Os resultados obtidos na extração da ametrina das FLC são mostrados
na tabela 7. A porcentagem média liberável de IA foi de 106,l ± 0,3 da
quantidade inicial de ametrina, usada para fazer as formulações. Esse valor é
superior à quantidade inicial, devido à presença de umidade na lignina ou à
perda da mesma durante o processamento da formulação.
Tabela 7. Resultados da determinação IA liberável das FLC de ametrina
Massa Massa Massa % extraída Média±S Fator FLC(mg) Inicial extraída
(mg) (mg)
12,10 6,05 6,40 105,79 106,1 ± 0,3 0,541
10 90 5 67 6 03 106 35
O perfil de liberação dessas formulações no sistema dinâmico, com uma vazão
de 2mL de água/min é mostrado na figura 4. Nos primeiros dias de
experimento houve uma liberação rápida do herbicida. Com 13 dias de
experimento foram liberados 50,5 % de IA e após 45 dias de experimento com
87,7 % de IA liberado, o sistema manteve uma liberação constante. Esse
comportamento foi observado até o último dia. Após 75 dias 90,8 ± 6 % da
ametrina foi liberada.
38
100
80 ro ro i::: "O 60 ....... b ro -- 1-< * s Q) 40 ~ '-" ...... ro ......
20
o o 15 30 45 60 75
tempo (dias)
Figura 4. Porcentagem média de ametrina liberada das FLC em sistema
dinâmico
Para avaliar se a ametrina seguiu o mesmo mecanismo observado para
as formulações estudadas anteriormente (Souza, 1994, Pereira, 1996, Ferraz,
1997), a porcentagem de ametrina liberada das FLC, foi plotada em função da
raiz quadrada do tempo (Figura 5).
A relação linear entre a quantidade de IA liberado até 60 % , e a raiz
quadrada do tempo, indicou que nesse intervalo o mecanismo predominante
foi o de difusão. O valor da constante de velocidade (k') para essas
formulações foi de 22 ± 1 d-1/2 .
Comparando esses resultados com os obtidos por Santos (1995) com
formulações similares,utilizando a mesma lignina BC, processadas nas
mesmas condições, o valor de k 'obtido nessas formulações é 30% menor. Nos
experimentos realizados por Santos, as formulações LC de ametrina liberaram
80,1 % do IA em 14 dias, com k'=25,7 d-1/2 '.
Embora a diferença entre os dois valores seja significativa deve-se levar
em consideração que a constante k' esconde fatores como área superficial,
porosidade e tortuosidade dos grãos (Souza et sl., 1997), que podem variar, já
39
que o processo de moagem e seleção dos grãos ainda manuais, não podem ser
muito bem controlados.
-.. 100 ~
'-"" (ti
80 "'O (ti !-< (J) 60 ,.o ...... - (ti 40 = ...... b
20 (J)
E (ti o
1 3 5 7 9 11
raiz quadrada do tempo, d -1/2
Figura 5. Porcentagem média de ametrina liberada das FLC em função da raiz
quadrada do tempo
Com os resultados obtidos na liberação dos IA' s em sistema dinâmico
e a extração dos IA' s residuais, foi feito o balanço de massas para verificar a
porcentagem total de IA recuperado nos experimentos realizados (tabela 8 ).
A porcentagem média de IA recuperado das FLC de ametrina foi de 90,7 % ,
com base na massa de IA liberável.
., -. ,._
Tabela 8. Balanço de massa da ametrina
Código Massa Massa Massa massa % Média±s inicial total*** (mg) Liberada" Residual recuperada
(mg) (mg) ** (mg)
AMY1 109,17 100,18 0,23 100,41 91,97 91,10 ± 0,7
AMY2 109,44 98,27 0,42 98,69 90,17
"sitema dinâmico , ** extração do la residual,"?" massa total= massa liberada no
sistem adinâmico + massa residual.
40
4.1.2. DIURON
Para determinar a quantidade de IA disponível nas FLC de diuron foi
feita a extração com metanol. A porcentagem de IA liberável da FLC de
diuron foi de 86 ± 5% (tabela 9) .
. ' '
Tabela 9. Resultados da determinação do IA liberável das FLC de diuron
Massa FLC (mg)
Massa inicial (mg)
Massa extraída
m
% extraída Média±s Fator
48,42 24,21
22,23
20,09
19,88
83,00 86,21 ± 5 % 0,431
44,46 89,43
Com base nos resultados obtidos pode-se observar que houve uma
diminuição de 14 % no IA liberável das FLC produzidas nesse experimento.
Comparando os resultados obtidos nesse experimento com os resultados
obtidos por Pereira (1996), utilizando o mesmo procedimento para obtenção
das formulações (220ºC por 3 min), e com uma porcentagem de IA de 48,8 % ,
a diminuição do IA liberável nesse experimento foi quase o dobro da obtida
por Pereira (perda de IA de 7,5% ).
Cotterill et ai. (1996) estudaram a liberação do diuron em sistema de
matriz LC utilizando ligninas de diferentes fontes, os resultados obtidos da
análise da FLC foram de 3,7 % de perda de IA utilizando lignina de bagaço de
cana precipitada com HO, e 4,1 ± 0,9% para as FLC produzidas com as outras
ligninas testadas. Nos experimentos realizados por Cotterill et ai. (1996), a
temperatura de processamento das FLC foi de 180 'a 185 ºC.
A possibilidade de que o diuron ou parte dele tivesse se ligado
quimicamente a lignina foi descartada com base nos resultados obtidos por
Pereira (1996), que avaliou as formulações por FTIR. A comparação entre os
os espectros do diuron, da formulação lignina/ diuron e da lignina original,
41
mostrou que não houve o aparecimento de novas bandas de absorção, o que
sugere apenas a existência de interações físicas entre o diuron e a matriz de
lignina.
Com base no IA liberável foi calculada a porcentagem de diuron
liberado das FLC no sistema dinâmico após 209 dias de experimento. A
liberação média de IA alcançada foi de 91,5 ± 1 % , como pode ser observado
na figura 5. O Tso (tempo necessário para a liberação de 50% do IA), foi obtido
com 61 dias de experimento. Pereira (1996) obteve, em sistema de liberação
estático, Tso =172 ± 27dias. Isso mostra que o tempo de liberação no sistema
dinâmico foi reduzido em 65%. Wilkins e Cotterill (1993) obtiveram Tso da
ordem de 4 a 16 dias para formulações com lignina kraft de eucalipto e pinus
em sistema dinâmico, mantido a 30ºC, com 4,5 mL/ min,
Peck et ai. (1995) estudaram a liberação do diuron em FLC utilizando
ligninas de diferentes fontes. Os resultados obtidos demonstraram que
ligninas de diferentes fontes fornecem diferentes cinéticas de liberação sob
condições de laboratório. O Tso obtido nesses experimentos com lignina de
bagaço de cana em sistema estático foi obtido por volta da 70 dias.
100 o
"O cu 80 ;..... Q) ..o - ...... * 60 - ~ '-"
o ;..... 40 ;j ...... "O
20
o o 30 60 90 120 150 180 210
tempo (dias)
Figura 6. Porcentagem média de diuron liberado das FLC em sistema
dinâmico.
42
Na figura 7 é mostrada a porcentagem de massa de diuron liberada em
função da raiz quadrada do tempo. A regressão linear forneceu uma
constante de velocidade (k'), igual a 7,7 d -1/2 • Os valor médio obtido de k'
nos experimentos realizados por Pereira (1996) em sitema estático foi k'=4 ±
0,3 d 1/2•
Quanto maior o de k' mais rápida é a velocidade de liberação do IA na
FLC. A deferença do k' observada nos 2 experimentos pode ser atribuída ao
sistema utilizado nesse trabalho (sistema dinâmico), que acelera a velocidade
de liberação do IA da FLC.
Observa-se na figura 7 que a linearidade da curva manteve-se
constante após a liberação de 60% de IA. Indicando que o mecanismo de
liberação do IA foi o mecanismo de difusão. A cinética de ordem zero
(difusão), onde a velocidade de liberação é constante e independente do
tempo .
......._
* -- o 80 "lj (tl
"'" (].) 60 ..o ...... ...... ~ 40 o "'" ;:l ......
20 "lj
o 1,2 3,7 6,2 8,7 11,2 13,7
raiz quadrada do tempo , d-1/2
Figura 7. Porcentagem média de diuron liberado das FLC em função da raiz
quadrada do tempo
43
Com os resultados obtidos na liberação dos IAs em sistema dinâmico e
a extração dos IA's residuais foi feito o balanço de massas para verificar a
porcentagem total de IA recuperado nos experimentos realizados (tabela 10 ).
Tabela 10. Balanço de massa de diuron
Código Massa Massa Massa Massa % Média inicial liberada* residual** total*** (mg} recuperada ±s
DIUl 87,01 80,31 19,60 99,91 114,47 108,33 ± 9
DIU2 88,58 80,74 10,00 99,74 102,20
"sistema dinâmico, ** extração IA residual, *** IA total = IA liberado + IA
residual.
Os resultados obtidos na determinação do IA residual das colunas
(DIUl e DIU2), mostradas na tabela 10 apresentaram um desvio padrão
relativo de 8%. ., -· ,. ~-,,
Pode ser observado que a porcentagem recuperada de IA das FLC de
diuron (108,33 ± 9) foi maior que a massa de IA inicial calculada, com base no
IA liberável (86 ± 5). Indicando que a extração com metanol foi incompleta,
isso explica a diminuição de 14% da massa de diuron obtida.
4.1.3. 2,4-D
A caracterização química das FLC de 2,4-D seguiu o mesmo
procedimento das outras formulações. A proporção média de IA nas FLC de
2,4- D foi de 50,5%.
Os resultados obtidos na extração do IA de FLC de 2,4-D, são
mostrados na tabela 11. A porcentagem média de 2,4-D extraída foi de 74 %.
O desvio padrão nesse experimento foi o menor desvio entre os resultados
calculados nas análises dos outros herbicidas estudados (ametrina e diuron).
44
A porcentagem de IA liberável encontrada aqui, foi compatível com os
resultados obtidos por Ferraz et ai. (1997), que encontraram 81 % de IA
utilizando lignina e herbicida da mesma procedência e indicaram que parte
do 2,4-D ficou ligado à lignina na forma de éster.
Tabela 11. Resultados da determinação do IA liberável das FLC de 2,4-D
MassaFLC Massa inicial Massa (mg) (mg) extraída
m
28,00 14,14 10,30
21,70 10,85 8,00
20,20 10,10 7,40
% extraída Média± s Fator
73,85 73,7 ± 0,2 0,368
73,75
73,45
A figura 8 mostra a liberação média dos IA's das FLC de 2,4-D em 11
dias de experimento. A porcentagem média de 2,4-D liberado foi 41,07 ± 6,59
com base no IA liberável.
60 - ~ 50 '-"' o
"e 40 (,:3 i... Q) 30 ,.a ...... - o 20 • ~ 10 N
o o 2 4 6 8 10 12
tempo (dias)
Figura 8. Porcentagem média de 2,4-D liberado das FLC em sistema dinâmico
O tempo utilizado para a coleta de dados (curva de liberação) foi muito
pequeno, devido a um erro de análise em um dos eluatos que indicou que
45
não havia mais 2,4-D sendo liberado. Porém, mesmo com um número de
pontos reduzido (menor que 60% de IA liberado), pode-se dizer que a
liberação teve a mesma tendência de liberação de outras FLC produzidas
anteriormente (Cotrim et al., 1993, Ferraz et ai., 1997, Souza, 1995).
Na figura 9 é mostrada a porcentagem da massa do 2,4-D liberado das
FLC em função da raiz quadrada do tempo. Através da regressão linear da
curva, obteve-se a constante de velocidade (k') onde o valor foi de 18 d-1/2.
Em resultados obtidos por Ferraz et ai. (1997) o valor de k' foi 13 ± 2 d-1/2 para
formulações LC com a mesma lignina, utilizando sistema estático.
O esperado nesse caso seria um valor de k' 2 a 3 vezes maior que o
valor obtido por Ferraz et ai. (1997), já que nesse trabalho a liberação foi feita
em sistema dinâmico, o que acelera a liberação do IA da formulação.
,-.... 60 l
*- 50 .._... o 40 '"O ('a i,...
30 Q) ..o ...... ,....... 20 o
1 ~ 10 N o
1,5 2 2,5 3 3,5
raiz quadrada do tempo, d-1/2
Figua 9. Porcentagem média de 2,4-D liberado das FLC em função da raiz
quadrada do tempo em sistema dinâmico
Após a liberação em sistema dinâmico, foi feita a extração do IA em
metanol para determinar a quantidade residual nas formulações, seguida
depois de uma extração com água em soxhlet, para que pudesse ocorrer a
46
hidrólise das possíveis ligações do tipo éster entre a lignina e o 2,4-D. Esses
resultados são mostrados na tabela 12.
Com base nos resultados mostrados na tabela 12, pode-se observar que
a quantidade total de 2,4-D recuperada foi maior que a massa de IA liberável.
Esse fato indicou que ocorreram ligações entre o grupo ácido do 2,4-D e
grupo hidroxila da lignina. A formação de ligações do tipo éster nessas
formulações tem sido reportada e pode resultar do processo de aquecimento
durante o processamento (Wilkins, 1990). Esse fato pode ser comprovado
através da obtenção de espectros de FTIR das FLC, antes e depois da extração
em Soxhlet. Entretanto, a soma total correponde somente a 90,3 % da massa
inicial e mostra que a hidrólise com água em Soxhlet não foi completa.
Tabela 12. Balanço de massa do 2,4-D
Código Massa Massa Massa Massa Massa % Média±s liberada residual extraída Total
Inicial recuperada
24Dl 78,37 33,42 52,86 10,74 97,02 123,80 123,3 ± 0,8
2402 74,66 29,88 49,53 12,21 91,62 122,71
"sistema dinâmico, ** extração com metanol, *** exrtração em soxhlet, **** massa total= massa liberada+ massa residual+ massa extraída.
4.1.3.1. Caracterização das FLC de 2,4-D por FTIR
Na figura 10 são apresentados os espectros da formulação de 2,4-D e
da lignina do bagaço de cana. Os espectros da formulação original
apresentaram as bandas características do 2,4-D sobrepostas às bandas de
absorção da lignina, uma vez que, após a formulação, os dois materiais
componentes encontram-se em iguais proporções. Entretanto, destacaram-se
algumas bandas do 2,4-D em 1733 e 1479 crrr", que são muito intensas no
espectro de N do composto puro. Essas duas bandas podem ser atribuídas à
deformação axial do grupo C=O caboxílico ( dímero) ligado ao grupo
47
diclorofenóx:i (1733 crrrt) e à deformação angular simétrica no plano do grupo
CH2 adjacente à carbonila (1479 crrr-) (Silverstein et ai., 1979). Destaca-se
também no espectro da formulação a banda de absorção em 1085 cm-', devida
à formação de ésteres com grupos hidróx:i na lignina.
0,70 0,60
lÚ ...... 0,50 <:) e ,(l:S 0,40 -e o
0,30 ..,, ~ 0,20
0,10
0,00 - 0,10
2000 1800
A
/
1600 1400 1200 1000 800 600 400
o ( -1) N de onda cm
Figura 10. Espectros de N da lignina do bagaço de cana (A) e da formulação
de 2,4-D (B).
Na figura 11 são mostrados os espectros obtidos pela diferença entre os
espectros de N da formulação de 2,4-D e a lignina do bagaço de cana (A),
entre a formulação residual após a liberação do IA e a lignina do bagaço de
cana (B) e entre a formulação após extração em aparelho Soxhlet e a lignina
do bagaço de cana (C). No espectro A observa-se as bandas do 2,4-D
discutidas acima. Os espectros B e C por outro lado, mostram que mesmo
após a liberação do 2,4-D na forma de ácido livre, parte do 2,4-D permanece
na formulação ligado lignina ligações do à tipo por
Lig-O-C(=O)-CH2-(2,4-diclorofenil). As bandas de grupamentos do tipo éster
situadas em 1763 crrr! e em 1085 cm? confirmam a presença desse tipo de
48
estrutura. Observa-se também pelo espectro C que, mesmo a extração com
água em Soxhlet não foi suficiente para hidrolisar completamente as ligações
do tipo éster, o que confirma os resultados da tabela 12.
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400
Figura 11. Espectros da diferença: (A) entre os espectros da FLC de 2,4-D e a
lignina do bagaço de cana; (B) entre os espectros da formulação residual após
liberação do IA e LB, e; (C) entre os espectros da formulação residual após
liberação do IA e extração em aparelho Soxhlet e LB. Escala do eixo y = 0,5
UA.
4.2 -BIOENSAIOS
4.2.1. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE RABANETE
E ALPISTE EM PLACAS DE PETRI
Os testes de sensibilidade foram primeiramente realizados em placas
de Petri, mantidas à temperatura constante numa câmara de germinação.
Nesse primeiro estudo o método de avaliação do efeito dos herbicidas em
plantas foi a contagem diária de plântulas sadias.
49
O objetivo desse teste foi avaliar a sensibilidade das sementes aos
herbicidas estudados e verificar a existência da correlação entre dose e efeito
produzido nas plântulas. Para algumas plantas, a sensibilidade ao herbicida é
tão alta que mesmo em baixas concentrações, o herbicida já faz com que não
haja germinação das sementes, dificultando assim a observação da correlação
entre dose aplicada e efeito produzido, e em alguns casos a planta não
apresenta sensibilidade ao herbicida estudado e somente com a aplicação de
uma concentração alta verifica-se o efeito do herbicida. Por isso, no teste de
placas de Petri foram utilizadas diferentes doses para verificar a sensibilidade
das sementes estudadas.
4.2.1.1. Rabanete
Os resultados obtidos com sementes de rabanete semeadas em placas
de Petri após 12 dias em contato com diferentes doses de ametrina são
mostrados na figura 12. O máximo de germinação do rabanete (86% do
controle) foi obtido após 9 DDS
100 i i i i 80 ' X
r;/J D i ('a D g ......... o <> X .a 60 o !:,. i:: • <> <('a .........
40 D p... !:,.
* o 20 i e
o 2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
Figura 12. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de
Petri com (O) 5,19 kg/ha, (O) 4,4 kg/ha, (~) 3,46 kg/ ha, (x) 1,73 kg/ ha, (*)
0,86 kg/ ha, (o) O kg/ha de ametrina.
... -·---~-.50 Sl\(JfHi/i,;r,~··,
d • ..
0\ Nas placas contendo ametrina houve uma diminuição umero __ df'_~~~\
f 1·~ .'
~-::; CEi3!(J ~:! plântulas no período de emergência, indicando que a ametrinaitenha atuado ,,. !
t·'· 1..;., I
como inibidora da germinação \> ·' ,, .. , i, ~,,/ ·, .; R E .,... . / '------~/ A partir do 9º dia começou a ocorrer a morte das plântulas também
nas placas controle, provavelmente por falta de nutrientes nas placas. A
mortalidade das plântulas tratadas com ametrina foi mais acentuada que no
controle. Este efeito tornou-se mais evidente nas placas onde a dose de
ametrina estava acima de 3,46 kg/ha, sendo inclusive evidente a correlação
entre dose e a mortalidade das plântulas. Quanto maior a dose aplicada,
menor foi o número de plântulas observados nas placas.
O efeito observado quando se utilizou o diuron (Figura 13) foi muito
semelhante ao da ametrina, sendo evidente também a correlação entre dose e
mortalidade. Observando - se a figura 13, pode-se dizer que o diuron foi mais
fitotóxico para as plântulas de rabanete.
100 o o
o 2 )1( o 80 i )1( )1(
X o (/) X X (ti X é ~ ~ - 60 1 X .a D D
l:!,. l:!,. ~
~ D )K <(ti l:!,. - 40 o
r;l.. • o X
~ o o A 20 s
o o o
2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
Figura 13. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de
Petri com (O) 6,14 kg/ha, (D) 5,31 kg/ha, (.1) 4,26 kg/ ha, (x) 2,12 kg/ ha, (*)
0,64 kg/ ha, (o) O kg/ha de diuron.
51
Comparando esse tratamento com o da ametrina observa-se que as
mesmas doses de diuron causaram menores porcentagens de germinação e
plântulas durante todo o experimento.
O efeito de inibição da fotossíntese que é um mecanismo de ação dos
herbicidas ametrina e diuron (Kearney e Kaufman, 1988, Hassal, 1992) foi
pouco observado, devido ao pouco tempo do teste (12 dias).
As sementes de rabanete tratadas com 2,4-D, apresentaram até o 5° dia
uma porcentagem de germinação muito baixa, como pode ser observado
através da figura 14. Esse efeito foi devido ao mecanismo de inibição da
germinação provocado pelo 2,4-D. Este efeito também pôde ser
correlacionado com a dose aplicada. Nesses experimentos, as maiores doses,
apresentaram as menores porcentagens de germinação.
100 l o o o o x i 80 o li( (/) Ili ~ X ~ X l - .a 60 ,e ll. ll. ~ o li( ll. D D <~
40 9 e 9 - X ~ ia
* o li( ê 20 X li( li o
ili o 2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
Figura 14. Porcentagem de plântulas de rabanete (Raphanus sp) nas placas de
Petri com (O) 2,83 kg/ha, (D) 2,34 kg/ha, (d) 1,89 kg/ ha, (x) 0,94 kg/ ha, (*)
0,28 kg/ ha, (o) O kg/ha de 2,4-D.
Para comparar os efeitos dos herbicidas ametrina e diuron sobre as
plântulas de rabanete, foi feito um gráfico da redução da taxa de germinação
em função da dose aplicada, após 12 DDS do rabanete (Figura 15).
52
o 100 u ·x 80 'º .;...> o .;...>
60 .... ~ o
.;...> 40 .... ,2 i:i.:l
20 * o o 1 2 3 4 5 6
dosagem (kg/ ha)
Figura 15. Porcentagem do efeito fitotóxico produzido pela (+) ametrina e
pelo ( *) diuron em sementes de rabanete em função da dose aplicada, após 12
DDS.
Como pode ser observado, a mortalidade foi diferente para os dois
herbicidas. Para ajustar os pontos a um modelo matemático, obteve-se
melhores coeficientes de correlação com uma função exponencial para o
diuron como pode ser bservado na equação 5:
Y = 35,104e0,1425x, (R2 = 0,95) (eq. 5)
Para a ametrina o melhor coeficiente de correlação obtido foi com uma
função polinomial do segundo grau (eq. 6).
Y = 4,2233 x2-11,818 x + 13,536, (R2= 0,99) [eq. 6)
A partir dessas equações calculou-se doses equivalentes à redução de
50% da população de plântulas (DL50): 2,6 kg/ha para o diuron e 4,8 kg/ha
para a ametrina.
Com base nesses resultados obtidos para diuron e ametrina, pode-se
verificar que o rabanete foi mais sensível ao diuron. O rabanete apresentou
sensibilidade ao 2,4-D, onde pode ser observado inclusive correlação entre
dose aplicada e efeito produzido. Mesmo sendo um estudo preliminar de
53
sensibilidade aos herbicidas (ametrina, diuron e 2,4-D), o rabanete
demonstrou ser adequado para o estudo além de ser uma semente certificada
com taxa de germinação elevada.
4.2.1.2. Alpiste
Os resultados obtidos com o alpiste não foram satisfatórios, tendo em
vista a baixa porcentagem de germinação das sementes nas placas controles
(19% ). Nas placas onde foram aplicados os herbicidas diuron e ametrina,
apenas onde foram aplicadas as menores doses houve germinação de
sementes, já nas placas com as maiores doses ocorreu inibição total ou parcial
da germinação das sementes de alpiste. O 2,4-D pareceu ser muito fitotóxico
para as sementes de alpiste. Somente na menor dose aplicada (0,28 kg/ha)
houve germinação das sementes.
Devido a baixa viabilidade apresentada pelas sementes de alpiste, foi
descartada a possibilidade dessas sementes serem bioindicadoras para avaliar
os herbicidas estudados.
4.2.2. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE RABANETE
E AVEIA PRETA EM VASOS
Nesse experimento foram utilizadas sementes de rabanete (Raphanus
sp ) e aveia preta (A vena s-trigosa). O rabanete pareceu ser um bom
bioindicador para o estudo, como demonstraram os resultados obtidos nos
experimentos em placas de Petri. A aveia preta foi testada também por ser
uma espécie indicada para estimar níveis de toxicidade de herbicidas como
diuron, 2,4-D, simazina, termacil e triazinas, tanto em experimentos de
laboratório (vasos, placas de Petri) como também em experimentos de campo
(Foy et ai., 1996; Vasilakaglou et el., 1997). A avaliação do efeito causado
pelos tratamentos foi feita pela contagem diária do número de plântulas em
cada vaso e pela produção de biomassa.
4.2.2.1. Aveia preta
54
4.2.2.1.1. Contagem do número de plântulas
Na figura 16 é mostrada a porcentagem de plântulas sadias, mantidas
nos vasos com diferentes doses de ametrina durante 18 dias de experimento.
A germinação das sementes de aveia preta alcançou 92% no 6º dia de
experimento nos vasos controles, e após 15 DDS, foi obtido o máximo de
germinação (97,33% ).
Todas as doses aplicadas causaram um retardamento na germinação
das sementes e somente após o 5° dia de experimento houve germinação na
placa onde foi aplicada a maior dose (5,77 kg/ha).
Nos vasos com dose de 5,77 kg/ha de ametrina foi obtido um efeito
mais pronunciado tendo-se obtido a menor porcentagem de plântulas no
experimento (75% ). Nos vasos com as doses de 1,73 e 2,89 kg/ha o efeito
observado foi muito semelhante.
100 .,, 80 (ti :3 60 - e: <(ti
a: 40 ~ o
20 o
2 4 6 8 10 12 14 16 18
Tempo (dias)
~ 1,73 kg/ha --0- 2,89 kg/ha -----<>------ 5,77 kg/ha -e-o kg/ha
Figura 16. Porcentagem de plântulas de aveia preta (A vena strigosa) nos
vasos com diferentes doses de ametrina.
A partir do 15º DDS houve diminuição do número de plântulas nos
vasos com ametrina e também nos vasos controles. Esse fato pode ser
atribuído à falta de nutrientes no substrato que não foi compensada com
adição de nenhuma solução nutritiva.
55
Na figura 17 está mostrada a porcentagem de plântulas de aveia preta
nos vasos tratados com diferentes doses de diuron. Pode-se observar a
ocorrência do retardamento da germinação das sementes, também observado
com a ametrina. Somente após o 5º DDS foi possível observar a germinação
das sementes nos vasos com as diferentes doses de diuron.
Comparando os resultados obtidos com o controle pode-se dizer que
em todos os tratamentos foi observada uma diminuição da porcentagem de
plântulas nos vasos. O efeito causado com o diuron nas plântulas foi mais
pronunciado, sugerindo que o diuron mais fitotóxico para as plântulas do
que a ametrina.
100 1 (/J 80 ce - .E 60 i:=
<te - 40 ç.i...
*- 20 o o
2 4 6 8 10 12 14 16 18
Tempo (dias)
~ 1,73 kg/ha -o- 2,89 kg/ha ~ 5,77 kg/ha ~ O kg/ha
Figura 17. Porcentagem de plântulas de aveia preta (A vena strigosa) nos
vasos com diferentes doses de diuron.
O efeito do 2,4-D sobre a porcentagem de germinação das sementes de
aveia preta pode ser visto na figura 18. A partir do 4 º DDS houve germinação
das sementes nos vasos de todas as doses. A porcentagem de germinação das
sementes nos vasos de todos os tratamentos foram menores do que a
porcentagem encontrada nos vasos controles. A aplicação da dose 1,15 kg/ha
56
de 2,4-D causou a menor taxa de germinação (60% ). As doses 0,577 kg/ha e
2,86 kg/ha causaram as maiores taxas de germinação em torno de 80%.
A partir do 15º dia houve uma diminuição na porcentagem de
plântulas em todos vasos com e sem tratamento, também observado nos
vasos com ametrina e diuron, porém o efeito causado foi mais pronunciado.
A correlação entre a dose de aplicada e as porcentagens de plântulas
não foi tão evidente como para a ametrina e diuron, mas o efeito produzido
nas plântulas foi mais acentuado.
100
rr, 80 ra - .E 60 i:::
<til 40 - P-;
~ 20
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Tempo (dias)
----*- 0,577 kg/ha ........_ 1,15 kg/ha --o- 1,73 kg/ha ---<>----- 2,86 kg/ha ---e- O kg/ha
Figura 18. Porcentagem de de aveia preta germinadas (A vena strigosa) nos
vasos com diferentes doses de 2,4-D.
Nesse experimento não houve a adição de nutrientes no substrato
(vermiculita), esse fato pode ter levado a morte das plântulas de aveia preta.
No experimento realizado anteriormente, em placas de Petri, em todas as
placas a diminuição da porcentagem das plântulas ocorreu a partir do 10º dia
de experimento. Já nesse experimento somente após o 15º dia começou a
ocorrer a diminuição das plântulas nos vasos. Esse fato se explica pela
melhora ocorrida na aeração e na fixação das radículas das plântulas, com a
57
utilização da vermiculita, que favoreceu a manutenção das plântulas por um
período mais prolongado.
Os tratamentos de ametrina e diuron não foram suficientes para causar
um efeito de diminuição nas plântulas superior a 30%. Como não foi obtido
um efeito superior a 50% não foi possível utilizar modelos matemáticos para
calcular a concentração necessária para a redução de 50% da população de
plântulas (DLSO).
Para melhor comparar o efeito causado pelos tratamentos nas
plântulas de aveia preta, comparou-se a porcentagem de plântuas sadias nos
vasos tratados em relação ao controle. Como a partir do 15º DDS houve uma
diminuição em todos os vasos tratados incluindo o controle, a comparação foi
feita com os resultados obtidos no 15º DDS (tabela 13)
Tabelal3. Germinação de sementes de aveia preta nos vasos após 15 DDS.
Tratamento
2,4-D
Dose (kg/ha ) % Germinação .. - ._,..,
o 100 ± 2,08
1,73 90,91 ± 4,16
2,89 95,10 ± 2,52
1,73 95,80 ± 2,08
2,89 82,52 ± 5,03
0,58 83,92 ±4,00
1,15 61,54 ± 4,93
1,73 70 63 ±3 06
Controle
Ametrina
Diuron
Verifica-se na tabela 13 que os efeitos causados pelos herbicidas
variaram entre 61 % e 91 % de germinação.
58
Os tratamentos com ametrina produziram germinação de 77% com a
dose mais elevada (5,77kg/ha). As doses menores não produziram efeitos
significativamente diferentes entre si.
As doses 2,89 kg/ha e 5, 77 kg/ha do diuron, produziram taxas de
germinações semelhantes (83% e 85 %, respectivamente). A menor dose
causou um efeito tóxico reduzido na aveia preta (96 % de germinação).
Os efeitos causados pelos tratamentos com 2,4-D variaram entre 62 e
83% de germinação. A dose 1,15 kg/ha produziu 62% de germinação. A
maior dose aplicada causou a maior taxa de germinação 86%.
4.2.2.1.2. Produção de biomassa
Nesse experimento foram utilizadas duas metodologias de avaliação,
para eleger a melhor maneira de avaliar os resultados obtidos após o tempo
decorrido de bioensaio. Para verificar se as diferentes doses aplicadas
influenciavam na produção de biomassa após 22 e 18 dias de experimento as
plântulas de aveia preta e rabanete, respectivamente, foram removidas,
contadas e cortadas na altura da radícula. As partes aéreas das plântulas
foram pesadas, antes e depois de secas em estufa a 105ºC. Os resultados
obtidos com a produção de biomassa são mostrados na tabela 14.
Os valores dados na tabela 14 mostram uma tendência na diminuição
da produção de biomassa depois do tratamento com os 3 herbicidas
estudados em comparação ao controle.
Para se comparar o efeito de cada tratamento em relação ao controle,
foram calculados os valores de t ( distribuição de Student) para a comparação
de 2 médias com variâncias homogêneas (tabela 14).
59
Tabela 14. Teste t para os resultados da produção de biomassa de aveia preta
nos ensaios em vasos com vermiculita, após 22 DDS.
Tratamento s Teste t Dose Peso de massa
(kgha) fresca (g)
o 2,0041
1,73 1,5961
2,89 1,7505
5,77 1,2939
1,73 1,2781
2,89 1,3595
5,77 1,2758
0,58 0,7419
1,15 0,3271
1,73 0,4202
2,89 0,5251
s Teste t Peso de massa seca(g)
Controle
Ametrina
Diuron
2,4-D
0,2436 o 0,1267 -3,6397
0,1185 -2,2931
0,3095 -4,4168
0,2481 -5,1146
0,3315 -3,8382
0,1368 -6,3854
0,246 -8,9304
0,1425 -14,5554
0,0859 -15,0202
0,0764 -14,1904
0,2221
0,1896
0,1990
0,1995
0,1996
0,2254
0,2102
0,1051
0,1031
0,1017
0,0908
0,0104 o 0,0241 -3,03291
0,0415 -1,32255
0,0405 -1,32627
0,0112 -3,60597
0,0444 0,177259
0,0262 -1,03407
0,0176 -14,0189
0,01 -20,2034
0,0178 -14,3057
0,0078 -24,7398
to,os,4=2,78
Quando comparados com o valor de t para 4 graus de liberdade ao
nível de 95% de confiança (to,os,4 = 2,78), esses resultados provam que todos
os herbicidas provocaram reduções estatisticamente significativas da
biomassa de plântulas. Ainda desses valores pode se verificar que, o efeito do
2,4-D foi mais pronunciado que o do diuron e o da ametrina (valores de t
iguais a 15,02; 5,11 e 3,64 com o tratamento de 1,73 kg/ha). O mesmo
comportamento foi também observado quando se compara a biomassa seca.
A medida da biomassa produzida parece acrescentar informações
complementares para as informações obtidas com as taxas de germinação.
4.2.2.2. Rabanete
60
4.2.2.2.1. Contagem do número de plântulas
Os resultados obtidos com as sementes de rabanete testadas com as
diferentes doses de ametrina são mostrados na figura 19. A porcentagem
máxima de plântulas obtidas foi no 13º dia (68% ). Essa porcentagem de
germinação baixa pode ter sido devida a baixa temperatura (25ºC), na qual foi
feito esse experimento. Taxas de germinação de rabanete em torno de 95% são
usualmente obtidas com temperatura de 30ºC, temperatura ótima dessa
espécie de planta.
Após o 4 º dia de experimento foi obtida germinação das sementes de
rabanete em todos os vasos, com e sem tratamento, porém a maior
porcentagem encontrada foi nos vasos controles, permanecendo constante até
o 15º dia de experimento.
80
rr, 60 ctl ,.......
~ 40 <ctl - ~ 20 * o
o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Tempo (dias)
--*- l,73kg/ha --e-2,89kg/ha ~ 5,77 /kg/ha --o--controle
Figural9. Porcentagem de plântulas de rabanete em vasos com diferentes
doses de ametrina.
Na figura 20 são mostrados os dados obtidos com as diferentes doses
de diuron nas plântulas de rabanete. As doses mais baixas apresentaram
61
taxas de germinação de 50 a 60 % , enquanto a maior dose (5,77 kg/ha)
reduziu a taxa de germinação para 40 % .
A correlação entre a dose aplicada e o efeito produzido nas plântulas
foi mais evidenciada para o diuron em comparação com a ametrina
80
60 r:/l ro ....... .a 40 e <ro ....... o.. 20 ~
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Tempo (dias)
____.__ l,73kg/ha -e- 2,89kg/ha ___.___ 5,77kg/ha ----B- controle
Figura 20. Porcentagem de plântulas de rabanete em vasos com diferentes
doses de diuron. : ,._ -~
r:/l 80 ro ........ 60 .a e «e 40 ........ o.. ~ 20
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Tempo (dias)
-----*""- 0,577kg/ha ____.__ 1,15kg/ha -e- J,73kg/ha ___.___ 2,88kg/ha ----B- controle
Figura 21. Porcentagem de plântulas de rabanete nos vasos com diferentes
doses de 2,4-D
62
Os resultados obtidos com o 2,4-D são mostrados na figura 21. A
porcentagem de plântulas germinadas nos vasos controles atingiu o máximo
de germinação no 12º DDS e manteve-se constante até 18º dia.
Com as maiores doses aplicadas foi obtido 13% de germinação do rabanete.
Houve um aumento na porcentagem de germinação das sementes
progressivo até 18º dia de experimento
A tabela 15 mostra o efeito dos tratamentos com ametrina, diuron e
2,4-D em relação ao controle.
Tabela 15. Germinação do rabanete nos vasos após 15 DDS
Tratamento
2,4-D
Dose (kg/ha) % Germinação
o 100 ± 3,46
1,73 71,57 ± 3,51
2,89 80,39 ±5,13
1,73 84,31 ± 3,79
2,89 81,37 ± 3,79
0,58 47,06 ± 7,55
1,15 21,57 ± 5,51
1,73 2353±265
Controle
Ametrina
Diuron
Os efeitos produzidos com os tratamentos variaram entre 22 e 84 % da
taxa de germinação. A maior dose de ametrina 5,77 kg/ha proporcionou 68%
de germinação. A dose de 2,89 kg/ha proporcionou 80% de germinação,
sendo menos tóxica para o rabanete do que a dose 1,73 kg/ha (72% ).
O efeito produzido com os tratamentos de diuron variaram entre 60 e
84 % . O diuron apresentou a tendência esperada, apresentando correlação
entre dose aplicada e efeito produzido. As doses 1,73; 2,89 e 5,77 kg/ha
produziram 84%, 81% e 60%, respectivamente.
63
Os tratamentos com 2,4-D produziram as menores taxas de
germinação que variaram entre 22 e 47 % . A menor porcentagem de
germinação 22% foi obtida com a aplicação de 1,15 kg/ha de 2,4-D. A dose
2,88 kg/ha produziu 41 % , sendo menos tóxica para o rabante do que as doses
1,15 kg/ha e 1,73 kg/ha.
As diferenças na germinação do rabanete tratadas com diuron e
ametrina não foram significativas. Os resultados dos efeito dos 3 herbicidas
com base na porcentagem de germinação do rabanete e aveia preta sugerem
que o rabanete foi menos tolerante aos herbicidas do que a aveia preta.
4.2.2.2.2 Produção de biomassa
Os resultados obtidos da produção de biomassa de rabanete (peso de
massa fresca e peso de massa seca) e os valores calculados de t são mostrados
na tabela 16.
Os tratamentos com ametrina produziram biomassas menores do que
as do controle. Verifica-se que a biomassa produzida (peso de massa fresca e
peso de massa seca) foi muito semelhante entre os diferentes tratamentos.
A maior dose aplicada de diuron (5,77 kg/ha) produziu a menor
massa fresca (1,4719 g), já as doses 2,89 kg/ha e 1,73 kg/ha produziram
massa frescas semelhantes.
O peso de massa seca do rabante tratado com diuron não apresentou
diferenças de massas entre as doses.
As menores massas produzidas de rabanete foram obtidas com os
tratamentos com 2,4-D. A maior dose de 2,4-D (2,88 g/ha) produziu a menor
massa 0,2972 g. Os demais tratamentos com 2,4-D não apresentaram
diferenças significativas no peso de massa fresca.
64
A correlação entre dose aplicada de 2,4-D e efeito, foi mais evidenciada
com os valores obtidos do peso de massa seca. Os valores do peso de massa
seca variaram entre 0,0078 e 0,1051g.
Tabela 16. Teste t para· os resultados da produção de biomassa de rabanete
nos ensaios em vasos com vermiculita, após 18 DDS.
Tratamento Dose Peso de s Teste t Peso de s teste t massa
(kg/ha) Massa
Controle o 2,132 0,1817 0,2221 0,0104
Ame trina 1,73 1,779 0,3405 -2,2404 0,1896 0,0241 -3,0329
2,89 1,8578 0,3074 -1,8809 0,199 0,0415 -1,3226
5,77 1,7976 0,3414 -2,1180 0,1946 0,0405 -1,6110
Diuron 1,73 2,0647 0,199 -0,6118 0,1996 0,0112 -3,6060
2,89 2,0957 0,1324 -0,3955 0,2254 0,0444 0,1773
5,77 1,4719 0,3138 -4,4591 0,2102 0,0262 -1,0341
2,4-D 0,58 0,4443 0,1375 -18,1426 0,1051 0,0176 -14,0189
1,15 0,3908 0,0269 -23,2200 0,1031 0,01 -20,2034
1,73 0,4746 0,1218 -18,5593 0,1017 0,0178 -14,3057
2,89 0,2972 0,0764 -22,8012 0,0078 0,038 -13,3238 m,os,4=2,78
Os valores de t calculados (tabela 16) para os tratamentos com
ametrina ficaram muito próximos do limite de t (t= 2,78).
Dos valores de tcalculados para os tratamentos com diuron, somente o
valor para a dose de 5,77 kg/ha foi significativo ( 95% t 4, o.os = 2,78), o que
indica que somente a maior dose produziu uma redução significativa na
massa fresca.
Os valores de t calculados para os tratamentos com 2,4-D usando os
valores de massa fresca foram muito significativos. A mesma tendência foi
65
observada para os valores de peso de massa seca. Esses valores indicam que o
rabanete foi muito sensível ao 2,4-D.
Nos experimentos realizados com vermiculita foi observado que a
correlação entre dose de herbicida versus taxa de germinação não foi tão
evidente. Comparando os resultados obtidos no experimento realizado em
placas de Petri (substrato: algodão) com os resultados obtidos em vasos
(substrato: vermiculita), pode-se verificar que a taxa de germinação do
rabanete sofreu menor influência dos tratamentos nos experimentos com
vermiculita.
O rabanete foi testado nos 2 experimentos e as respostas obtidas para
doses semelhantes dos herbicidas foram menores, mesmo considerando a
menor porcentagem de germinação do controle no segundo experimento
(68%).
Comparando os resultados obtidos com a ametrina em 12 dias de
experimento em vasos e placas de Petri, verificou-se que com a dose
5,77 kg/ha nos vasos foi obtido 46% de plântulas sadias, e aplicando-se 5,19
kg/ha nas placas de Petri, obteve-se 20%. O mesmo foi observado com o
diuron e com o 2,4-D.
A vermiculita possui uma alta capacidade de troca catiônica que é um
fator muito importante na adsorção de íons orgânicos. Isto ocorre geralmente
com pesticidas catiônicos que podem exibir uma maior ou menor adsorção,
enquanto pesticidas neutros ou aniônicos são adsorvidos fracamente ou
repelidos.
Muitos trabalhos demonstraram que os herbicidas aplicados em
substrato constituído de silicatos (kaolita, clorita, ilita, montimorilonita ou
vermiculita) sofreram adsorção e subsequente resistência à dessorção (Paul e
McLaren, 1975). Essa adsorção muitas vezes reduz a fitotoxicidade do
herbicida sobre as plantas (ou sementes) estudadas.
66
Scott e Weber (1967) demonstraram que a vermiculita pode reduzir
fitotoxicidade do 2,4-D. Este fato se deve a adsorção de uma parte do
herbicida na vermiculita, fazendo que a quantidade do herbicida disponível
para a planta diminua.
4.2.3. CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DOS HERBICIDAS PELA
VERMICULITA.
Após avaliar os dados obtidos e verificar a ocorrência da redução da
quantidade disponível dos herbicidas para as plantas testadas (bioensaio em
vasos com vermiculita, item 3.2.3.2), foi feito um teste quantificar a adsorção
dos 3 herbicidas estudados. A adsorção dos herbicidas foi monitorada
durante 24 horas em água e em solução nutritiva (Sol. Hoagland & Arnon). A
solução nutritiva também foi testada pois seria introduzida no próximo
experimento para aumentar o tempo de vida das plântulas, e era necessário
saber se haveria interferência na adsorção dos herbicidas na presença dessa
solução.
A tabela 17 mostra a porcentagem de herbicida adsorvido com e sem
solução nutritiva após 24 horas. A ametrina apresentou maior adsorção na
vermiculita do que os outros herbicidas (18,48%) seguida do diuron e do 2,4-
D com 12,3% e 8,2%, respectivamente.
Tabela17. Porcentagem de herbicidas adsorvidos em vermiculita após 24
horas de experimento.
Herbicida % adsorvida
Ametrina
Solução feita Cone.inicial Cone.final
Em: (ppm) (ppm)
Água 11,34 9,24 ± 0,43
Sol.Hoagland 11,44 9,74 ±0,48
Água 9,96 8,74 ±0,37
Sol.Hoagland 9,77 8,88 ±0,20
Água 11,90 10,92 ± 0,42
Sol.Hoagland 15,02 14,10 ± 0,30
Diuron
2,4-D
18,48
12,59
12,28
9,13
8,24
6,12
67
Isso pode ser explicado pelo fato de que em pH = 6,5, no qual foi
realizado o experimento, o 2,4-D se encontrava na sua forma aniônica,
totalmente dissociado, enquanto que a ametrina e o diuron se encontravam
nas suas formas neutras ou parcialmente ionizados. Assim o 2,4-D foi
adsorvido pela vermiculita em menor proporção, seguido do diuron, mais
ácido do que a ametrina.
Em todos os casos a adsorção do herbicida pela vermiculita com a
adição da solução nutritiva foi diminuída com a adição da solução nutritiva.
A adsorção da ametrina na vermiculita diminuiu em 32%, para o diuron e 2,4-
D a diminuição foi de 26%. Isso pode ser explicado pelo efeito de competição
dos cátios na solução nutritiva pelos sítios aniônicos da vermiculita.
CONCLUSÕES PRELIMINARES
Os resultados obtidos no teste de adsorção dos herbicidas sugerem que
com a introdução da solução nutritiva nos bioensaios, a adsorção dos
herbicidas pela vermiculita poderia ser reduzida possibilitando uma maior
disponibilidade dos mesmos para as plantas testadas. Outra vantagem
oferecida com a adição da solução nutritiva seria a manutenção das plantas
vivas por um período mais prolongado, possibilitando uma melhor
observação dos efeitos tóxicos causados pelos herbicidas ametrina e diuron
no mecanismo da fotossíntese. Com isso se fez necessário um novo bioensaio
em vasos utilizando vermiculita, com adição da solução nutritiva para avaliar
as sementes de aveia preta e rabanete para a comparação dos resultados
obtidos com aqueles sem adição de solução nutritiva.
Com base nos resultados obtidos com as sementes de diferentes
espécies nos experimentos em placas de Petri e em vasos, foi decidido que o
rabanete seria utilizado na avaliação do 2,4-D, devido a maior sensibilidade
demonstrada para esse herbicida. Para o estudo dos herbicidas ametrina e
diuron, a aveia preta demonstrou uma boa sensibilidade.
68
Para avaliar o efeito obtido com a aplicação do 2,4-D, foi escolhido taxa
de germinação das sementes (contagem diária), já que o mecanismo de
atuação desse herbicida é o de inibição da germinação.
Para o estudo do efeito causado pela ametrina e pelo diuron, inibidores
da fotossíntese, os 2 métodos de avaliação (contagem diária do número de
plântulas sadias e produção da biomassa) foram mantidos.
4.2.4. ESTUDO DA SENSIBILIDADE DE SEMENTES DE AVEIA
PRETA E RABANETE EM TESTES EM VASOS, COM ADIÇÃO DE
SOLUÇÃO NUTRITIVA
Foram realizados experimentos em vasos utilizando-se sementes de
rabanete redondo e aveia preta, tendo como substrato a vermiculita e com
adição de uma solução nutritiva. A utilização da solução nutritiva no
bioensaio, foi necessária para manter as plântulas estudadas por um período
de tempo mais prolongado, auxiliando na observação do mecanismo de
inibição da fotossíntese causada pela ametrina e pelo diuron, e também
diminuir a adsorção sofrida pelos herbicidas na vermiculita, conforme foi
verificado no teste de capacidade de adsorção (item 4.2.3).
4.2.4.1. Aveia preta
4.2.4.1.1. Contagem do número de plântulas
As figuras 22 e 23 mostram os efeitos causados na aveia preta com a
aplicação das diferentes doses de ametrina e diuron, respectivamente.
Na figura 22 são mostrados os resultados obtidos da contagem de
plântulas nos vasos tratados com diferentes doses de ametrina e nos vasos
controles. Como pode ser observado o máximo de germinação foi atingido na
primeira semana de experimento (94 % ) e manteve- se constante até o final do
experimento (24 dias).
69
Os vasos com as maiores doses apresentaram redução na porcentagem
de plântulas a partir do 15º DOS. Já nos vasos com a menor dose aplicada (0,5
kg/ha), a redução do número de plântulas se deu a partir do 19º DOS.
A correlação entre dose aplicada e efeito produzido foi bem mais
evidente do que no experimento sem nutriente. Entretanto, observa-se que o
tratamento com 3 kg/ha não se enquadrou no comportamento previsto.
Deve-se ressaltar que nos experimentos realizados, não foram
utilizadas sementes ou tecidos de plantas de culturas que teriam respostas
homogêneas aos herbicidas, tratando-se de cópias idênticas de uma mesma
planta.
100 1 r;/) (1:$ 75 ....... .a i::
<(1:$ 50 ....... ~ ~
25
o o 2 4
., -. -
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
tempo (dias)
----l!r- 2,98 kg/ha -e-- 0,5 kg/ha
___._ 6kg/ha ---.'IE-- 1,1 kg/ha
------ 1,79 kg/ha ----- O kg/ ha
Figura 22. Porcentagem de plântulas de aveia preta tratadas com diferentes
doses de ametrina em teste de vasos com adição de solução nutritiva.
Os experimentos realizados nesse trabalho, foram feitos com sementes
de plantas de uma mesma espécie (rabanete, alpiste, aveia preta), e cada
semente responde ao herbicida individualmente (Petersen, 1994).
70
Nas figuras apresentadas aqui igualmente as figuras apresentadas
anteriormente, foram usadas as médias das respostas de 50 sementes em
vasos ou placas, ou seja a média de 50 respostas obtidas por vasos (ou placas).
Na figura 23 são mostrados os resultados da porcentagem de plântulas
de aveia preta nos vasos com diferentes doses de diuron. A partir do 15º dia
foi observada a redução das plântulas nos vasos com tratamentos. Isso se
deve 'a inibição da fotossíntese causada pelo diuron. A redução a partir do
15º DDS do número das plântulas nos vasos com as maiores doses de diuron
foi mais acentuada do que para a ametrina.
100 C/l (tj 80 - .E 60 i:;
<(tj 40 - p...
~ 20 o
o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 - --,,
---<>- 6kg/ha --EJ- 1 kg/ ha
Tempo (dias)
· A 2,98 kg/ha -0-- 0,5 kg/ha
---- 1,79 kg/ha ---o kg/ha
Figura 23. Porcentagem de plântulas de aveia tratadas com diferentes doses
de diuron em teste de vasos com solução nutritiva.
Os tratamentos com as maiores doses de diuron apresentaram as
menores porcentagens de plântulas nos vasos. Porém, a diferença do efeito
entre as doses de 6 kg/ha, 2,89 kg/ha e 1,78 kg/ha, não foi muito
pronunciada. A correlação não foi tão evidente para o diuron, como para a
ametrina.
71
Com base nos resultados obtidos nesses experimentos e com os
experimentos anterirormente realizados em vasos sem adição de solução
nutritiva, verificou-se que sem a solução nutritiva as plântulas ficaram mais
suscetíveis a ação do herbicida. Quando adicionou-se a solução nutritiva no
experimento foi observado o efeito tóxico (inibição da fotossíntese) do
herbicida nas plântulas após 18 DDS, esse efeito não havia sido observado no
bioensaio sem a adição da solução nutritiva, pois o experimento foi realizado
até 18DDS.
Na figura 24 pode ser observada a existência de correlação entre dose
aplicada e número de plântulas nos vasos tratados. A medida que se
aumentou a dose do herbicida, observou-se um decréscimo no número
plântulas sadias nos vasos. Os tratamentos causaram mortalidade acentuada
a partir da dose O,Skg/ha (73% ). A partir da dose de 1,78 kg/ha esse efeito
fitotóxico do herbicida atingiu seu máximo e o número de plântulas, não
sofreu redução, e manteve-se constante não apresentando diferenças
significativas entre uma dose e outra.
ti) 50 l
(l;j ........ 40 .E i:: I <«:l ........ 30 e,
i i (1) '"O o 20 i-.. Q) a 10 ! t ,;::i i::
o o 1 2 3 4 5 6
dose (kg/ha)
Figura 24. Número de plântulas tratadas com diferentes doses de (M ametrina e ( •) diuron após 24 DDS.
72
Foy et al. (1996) utilizaram a aveia preta como bioindicadora para
estimar concentrações do diuron e simazina (grupo das triazinas ao qual
pertence a ametrina) e verificaram que doses acima de 10 ppm produziam
respostas similares. E doses menores (0,01 ppm a 1,0 ppm) produziam
diferentes respostas nas plantas. Isso sugere que existe um limite de resposta
(superdosagem) que pode ser observado na planta (sintoma de injúria) que é
provocado pela presença do herbicida, e quando esse limite de resposta é
ultrapassado a resposta dada pela planta através dos sintomas injúrias se
mantém constante.
Nesta figura, observa-se claramente que o resultado obtido com o
tratamento 3kg/ha de ametrina foi muito maior do que o resultado esperado.
O mesmo resultado acima do esperado na dose 3kg/ha foi também
observado com o resultado do peso de massa fresca. Indicando que nessa
dose, possivelmente ocorreu um erro durante a aplicação,onde obteve-se uma
concentração final muito menor do que a dose desejada (3 kg/ha).
4.2.4.1.2. Produção de biomassa
O peso de massa fresca médio nos vasos controles foi muito maior
(aproximadamente o dobro) do que os valores obtidos nos vasos tratados com
herbicidas (tabela do apêndice 1). A produção de biomassa no controle foi a
mesma obtida nos experimentos realizados anteriormente, utilizando
vermiculita como substrato, sem adição de solução nutritiva.
Os valores da produção de biomassa (peso de massa fresca e peso de
massa seca) nos vasos controles foram muito maiores do que os valores
obtidos nos vasos com herbicidas, porém os valores foram muito próximos
entre as diferentes doses aplicadas. A produção de biomassa do controle foi a
mesma obtida nos experimentos realizados anteriormente, utilizando
vermiculita como substrato, sem adição de solução nutritiva, com o máximo
da germinação no 15º DOS.
73
O peso de massa fresca da aveia preta nos tratamentos não apresentou
correlação entre dose e produção de biomassa. As maiores doses aplicadas
apresentaram as menores massas, com exceção da dose 3 kg/ha de ametrina
que apresentou um alto valor. O mesmo comportamento observado com peso
de massa fresca da aveia foi observado o peso de massa seca das plântulas,
A relação entre o peso de massa fresca e número de plântulas tratadas
com diuron e ametina é mostrada na figura 25. A tendência observada para os
dois herbicidas foi a mesma apresentada com a avaliação do número de
plântulas mostrada na figura 24, mostrando correlação entre massa e número
de plântulas, mesmo considerando o efeito inibidor da fotossíntese, que
reduz a quantidade de biomassa das pântulas tratadas.
~ 0,06 '-.rll o ca ~ ] 0,04
(J) = J:: <cti s ô.. 0,02 (J) e,
0,00 o 0,5 0,05 1,79 2,98 6
dosagem(kg/ ha)
• diuron <5<: ametrina
Figura 25. Relação do peso de massa fresca/ número de plântulas de aveia
preta (máximo da % de germinação) tratadas com diferentes doses de
ametrina e diuron .
Comparando os resultados obtidos anteriormente dos bioensaios em
vasos com vermiculita sem adição de solução nutritiva com os resultados em
vasos com vermiculita adicionando-se solução nutritiva, verificou-se que as
doses de mesmo nível de concentração apresentaram uma redução do efeito
tóxico causado nas plântulas (redução da produção de biomassa). Isso
74
poderia ser explicado pelo efeito competitivo dos íons presentes na solução
de Hoagland pelos sítios ativos da vermiculita, deixando maior quantidade
dos herbicidas disponível em solução. Quando a solução nutritiva foi
adicionada juntamente com os herbicidas, os íons contidos nela ocuparam os
sítios ativos da vermiculita, diminuindo assim a adsorção ocorrida com parte
dos herbicidas, aumentando a quantidade dos mesmos em solução. Esse fato
se deve a alta capacidade para trocar cátions da vermiculita, que necessita
neutralizar as cargas negativas existentes em sua superfície, que é feita pela
adsorção de cátions como sódio, potássio, cálcio e hidrôgenio, além dos de
outros compostos catiônicos, como por exemplo os pesticidas (Paul, e
McLaren, 1975).
4.2.4.2 Rabanete
Os resultados obtidos com a contagem diária do número de sementes
de rabanete germinadas nos vasos tratados com 2,4-D são mostrados na
figura 26.
O número máximo de sementes de rabanete germinadas (58%) foi
obtido no controle, após 23 DOS, mantendo-se constante após essa data.
Nesse experimento não houve redução do número de plântulas nos
vasos após o 15º dia, observada no experimento realizado anteriormente. Esse
fato foi devido a adição da solução nutritiva que promoveu a manutenção das
plântulas nos vasos por um período mais longo.
A menor porcentagem de plântulas, foi obtida com a dose de
1,82 kg/ha. Esse resultado foi muito próximo ao resultado obtido com o
experimento realizado anteriormente com a dose 1,73 kg/ha. A dose de 3,04
kg/ha apresentou uma maior porcentagem de plântulas do que a dose de
1,82 kg/ha. Porém deve-se considerar que a correlação entre a dose e efeito
sobre as plântulas foi mantida em todas as doses.
75
100 1 1
<U 75 ~ ::::i ... e: <<U D.. 50 ~ o
25
o o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Tempo (dias)
-<>------ 3,04 kg/ha A 1,82 kg/ha ------- 1,03kg/ha --a- 0,52 kg/ha ~ 0,26 kg/ha ------- O kg/ha
Figura 26. Porcentagem de plântulas de rabanete redondo tratadas com
diferentes doses de 2,4-D, em teste de vaso com adição de solução nutritiva.
Comparando a porcentagem de germinação das sementes de rabanete
no controle nesse experimento (58%) com os valores obtidos anteriormente
(68% ),pode-se verificar que viabilidade das sementes nesse experimento foi
menor.
A correlação apresentada nesse experimento entre dose aplicada e
porcentagem de plântulas sadias (ou mortalidade das plantas) pareceu ser
um bom parâmetro para avaliar a movimentação dos herbicidas em colunas
de solo, apesar de algumas variações apresentadas entre um experimento e
outro.
4.3. ENSAIOS DE LIXIVIAÇÃO EM COLUNAS DE SOLO
O ensaio de lixiviação em colunas de solos teve duração de 3 meses
com irrigação diária, a dose equivalente à 4 kg/ha dos herbicida de
formulações comerciais e FLC foi aplicada nas colunas. A cada 30 dias foi
realizado um bioensaio, utilizando os solos retirados das colunas. As FLC
colocadas no topo das colunas foram retiradas e extraídas para se determinar
a quantidade de IA retido na formulação. Os lixiviados das colunas foram
76
coletados semanalmente e analisados para se determinar a quantidade de
herbicida lixiviado.
4.3.1. LIXIVIAÇÃO DA AMETRINA
4.3.1.1. Contagem de plântulas
O efeito dos tratamentos com ametrina comercial sobre a aveia preta é
mostrado na figura 27.
Na figura 27 A são mostrados os resultados obtidos no bioensaio
realizado com solos das colunas após 30 dias de ensaio de lixiviação. Pode-se
observar que a porcentagem de plântulas de aveia preta em todas as camadas
se manteve constante até o 19º DDS. A partir dessa data houve redução da
porcentagem na camada de O a 10 cm, e após 27 DDS a porcentagem obtida
foi de 0%, indicando a presença da ametrina no topo da coluna.
A porcentagem de aveia preta nos solos das colunas irrigadas durante
60 dias é mostrada na figura 27B. A porcentagem de aveia preta se manteve
constante durante os 19 dias, e após essa data houve redução nas camadas de
O a 10 cm (47%), de 10 a 20 cm ( 28%) e de 20 a 30 cm (49%).
A figura 27C mostra os resultados do bioensaio com solos das colunas
irrigadas durante 92 dias. A porcentagem de aveia preta se manteve
constante durante todo o experimento. Não foi observado o efeito de redução
característico da ametrina (inibição da fotossíntese).
Os resultados apresentados mostram a movimentação do herbicida da
camada superior para inferior, confirmando que há lixiviação. Isso já era
previsto para os herbicidas do grupo das triazinas ao qual pertence a
ametrina (Paul e Me. Laren, 1975).
A figura 28 apresenta as respostas obtidas nos tratamentos com
ametrina LC.
77
(A)
120 ~ <Jl 100 t • 1 , , 1 a i i i i i o
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o o o o 7 10 13 16 19 22 25
Tempo (dias)
(B)
120 o o 100 • i • • i i i i i i i i i i i o (/) o o (à 80 li IQ D D D D D D D a D !§ ........ E 60 ; 1 D i:: i i i <<à ........ 40 o... ~ 20
o 7 10 13 16 19 22 25
Tempo (dias)
(C)
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* 25 o
7 10 13 16 19 22 25 28 Tempo (dias)
Figura 27. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após a
semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (O) 10- 20 cm, (*)20-
30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com ametrina comercial. (A) 30 dias, (B) 60 dias
(C) 92 dias.
78
Na figura 28A são apresentados os resultados da porcentagem de aveia
preta nos solos das colunas irrigadas por 30 dias. A porcentagem de plântulas
se manteve constante até o 24º dia, e a partir dessa data foi observada uma
diminuição nas camadas de O a 10 cm e 30 a 40 cm, atribuída à presença do
herbicida liberado da FLC. Após 27 dias DDS as taxas de germinação era 55 e
58% nessas camadas. O efeito produzido na última camada não era esperado,
visto que o IA proveniente da FLC não poderia tê-la atingido, já que não foi
observado redução do número de plântulas nas camadas de 10 a 20 cm e de
20 a30cm.
Após 60 e 92 dias de irrigação não se observou qualquer efeito dos
tratamentos nas taxas de germinação (figuras 28B e 28 C).
Comparando os resultados obtidos dos bioensaios utilizando os solos das
colunas tratadas com formulações convencionais e FLC de ametrina (fig.27 e
28, respectivamente), foi verificado uma menor lixiviação do IA da FLC na
camada de O a 10cm.
Após 60 dias dias de ensaios de lixiviação, não foi observado efeito nas
plântulas no solos das colunas tratadas com ametrina comercial. Esse fato se
deve a lixiviação ocorrida do herbicida no perfil da coluna, que após 70 dias
começou a ser detectado nas amostras dos lixiviados.
79
(A)
120 X 100 1 i!!í
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"3 80 o D ..... 60 8 8 e ~ (~
is 40 ~ 20
o 7 10 13 16 19 22 25
Tempo (dias)
(B)
120 ~ o o ~ 100 i i i i i i i i ~ ~ ~ li o D
~ ~ o 115 i • D D :i 80 !!, X X ..... e 60 (~ - p., 40 ~ 20
o 7 10 13 16 19 22 25 28
Tempo (dias)
(C)
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,ij 75 o o o o o ......... 50 e, ~ 25
o 7 10 13 16 19 22 25 28
Tempo (dias)
Figura 28. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após a
semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm,(*) 20-
30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com ametrina LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92
dias.
80
4.3.1.2. Produção de biomassa
Na figura 29 é mostrada a produção de biomassa fresca de aveia preta
pesada após a realização dos bioensaios.
Na figura 29A são mostradas as massas úmidas de aveia preta
produzidas após 28DDS na camada de O a 10 cm. A menor massa foi
produzida nas colunas tratadas com ametrina comercial após 30 dias de
irrigação (0,08 g). Com 60 dias de ensaio de lixiviação observou-se um
aumento da biomassa nessa camada para 0,72 g, o que sugere que o herbicida
se movimentou verticalmente para as camadas inferiores. Após 92 dias de
ensaio de lixiviação, a biomassa produzida nos solos com ametrina comercial
foi equivalente à biomassa de aveia preta produzida no controle.
Nos vasos com solos das colunas com FLC, a menor biomassa (1,26 g)
foi obtida após 30 dias, indicando a presença do herbicida na camada de O a
10 cm. Após 60 dias, observou-se o aumento da biomassa para 1,95 e após 92
dias 1,65 g
Observa-se pelas barras de erros que esses valores não são
significativamente diferentes do controle. Além de mostrar a movimentação
do herbicida para as camadas inferiores, o aumento da massa de aveia mostra
que houve diluição do IA.
Na camada de 10 a 20 cm (figura 29B) a diminuição da massa de aveia,
causada pela formulação comercial de ametrina foi observada após 60 dias.
Nesses vasos a massa média foi de 1,34 g. Comparada à massa obtida na
camada anterior (0,72 g) a redução da concentração de IA nessa camada é
evidente.
Não houve efeito desse tratamento após 30 e 92 dias de irrigação das
colunas. Nessa camada não foram observadas reduções significativas nas
massas de aveia preta nos experimentos com os solos dos tratamentos com
FLC.
(A) 0-lOcm
3,5 3
bO ._.. 2,5 ai "CS .Ê 2 ,;::s ai 1,5 ri) ri) ai 1 s
0,5 o
30 60 92 tempo (dias)
• ametrina com. 13 ametrinaLC nIJ controle
81
(B) 10-20 cm
3,5 3
bO 2,5 ._.. ai
"CS 2 .Ê ,;::i 1,5 ai ri) 1 ri) ai s 0,5
o 30 60 92
tempo (dias)
• ame trina com. 181 ametrinaLC llD controle
(C) 20- 30 cm (D) 30-40cm
3,5 3,5 3 3
::§ 2,5 .--. ..::9 2 5
ai ai I
"CS 2 "CS 2 "§ ·s ,;::i 1,5 ,;::i 15 ai ai I ri) ri) ri) 1 ri) 1 ai e E 0,5 0,5
o o 30 60 92 30 60 92
tempo (dias) • ametrina com. 181 ametrinaLC llD controle
tempo (dias) • ametrina com. 13 ametrina LC nIJ controle
Figura 29. Biomassa fresca de aveia preta obtida nos bioensaios realizados
com as diferentes camadas dos solos das colunas tratadas com ametrina
comercial, FLC e controle, coletadas durante o ensaio de lixiviação.
Os resultados obtidos na camada de 20 a 30 cm são apresentados na
figura29C
A formulação comercial de ametrina causou a redução das biomassas
de aveia preta após 30 e 60 dias de irrigação. A média de 0,72 g, obtida com
30 dias, corresponde a uma redução de 68% na biomassa e é significativa, já
que os desvios padrões para esse efeito e o controle são de 0,4 e 0,6 g,
82
respectivamente. Já o resultado obtido aos 60 dias apresenta um desvio
padrão de ± 1,68 g. Observando-se os valores individuais dos três vasos
(tabela do apêndice 3), torna-se evidente que houve algum problema com o
teste de germinação. Após 92 dias, a formulação comercial não reduziu a
biomassa total de aveia preta nessa camada. Os resultados com os
tratamentos com FLC não apresentaram efeitos significativos.
Na última camada (30 a 40 cm) os tratamentos com formulação
comercial e com FLC não produziram efeitos significativos.
4.3.1.3. Determinação da ametrina no solo
Os vasos onde foram observados efeitos de redução da biomassa com
os tratamentos com formulação comercial de ametrina, foram escolhidos para
se construir uma curva de efeito em função da concentração de IA no solo. Da
camada de O a 10 cm foram escolhidos os solos com 30 e 60 dias de lixiviação
e da camada de 20 a 30 cm, os solos com 30 e 92 dias. Os resultados obtidos
na extração em soxhlet usando metanol, estão apresentados na tabela 4,no
apêndice. Os resultados foram plotados na figura 30 em função da massa
úmida e do número de plântulas. Como pode ser observado existe correlação
da concentração de IA presente no solo tanto com a massa como para o
número de plântulas.
A maior dispersão dos pontos de amostragem foi obtida nos solos
onde não foi determinado o IA ou apenas uma concentração de 42 µg/ kg de
solo. Esses vasos não apresentaram relação da taxa de germinação.
Deve-se observar que na camada de 20 a 30 cm, após 30 dias de
lixiviação o efeito de redução da biomassa foi de 68% (item 4.3.1.2) e
entretanto o herbicida não foi detectado nas amostras corrrespondentes.
83
2,5 50 ro 2 40 ri) ...... ro (l) ....... > .E ro 1,5 30 (l) -. i::
"O eo <ro .._ 1 20 ....... ro e, ri) (l) ri) 0,5 10 "O ro s o o ºi::
o 500 1000 1500 2000 2500 concentração (ug IA/kg solo)
Figura 30. Curva de resposta da aveia preta obtida nos solos com diferentes
concentrações de ametrina. (O) biomassa produzida, (d) nº de plântulas.
Os resultados obtidos da determinação da ametrina em solo foram
comparados com os resultados dos experimentos em vasos usando
vermiculita (item 4.2.4). A comparação foi feita considerando que o IA
disponível para as plântulas estaria dissolvido na solução do solo ou na
solução aquosa entre os espaços da vermiculita e nos seus poros.
Os resultados apresentados na tabela do apêndice 4 e figura do
apêndice 9, mostram que em ambos os experimentos o efeito produzido
(produção de biomassa) nas plantas testadas pelo herbicida, foi de mesma
magnetude e reflete a mesma tendência de redução de biomassa com o
aumento da concentração de ametrina.
4.3.1.4. Análise dos lixiviados
Todas os lixiviados coletados das colunas tratadas com ametrina
comercial e FLC foram analisados por HPLC. Quantidades traços foram
detectados nas colunas tratadas com ametrina comercial após 70 dias de
irrigação. Nas colunas tratadas com FLC somente após 84 dias foi detectada a
presença de ametrina nos lixiviados. Como nessas análises o limite de
detecção estimado foi de 20 ppb as concentrações não foram determinadas.
84
4.3.1.5. Extração do IA residual das FLC
Foram realizadas extrações das FLC com ametrina colocadas no topo
das colunas com o objetivo de determinar a quantidade de IA residual na
formulação dentro da matriz. Os resultados obtidos nas extrações são dados
na tabela 18.
Em todas as colunas coletadas foi encontrado ametrina dentro da FLC.
A porcentagem de IA não liberado da matriz de lignina diminuiu à medida
que o tempo de ensaio aumentou, ou seja, a FLC liberou lentamente o
herbicida conforme foi adicionado água no sistema.
Tabela 18. Ametrina residual extraída das FLC do topo das colunas
Tempo de Coluna nº Massa liberável Massa % residual Média ±s irrigação( dias) (mg) extraída(mg)
17 3,4707 3,1129 89,69
30 19 3,6719 3,4038 92,70 88±6
23 3,6719 3,0114 82,01
60 16 3,57131 1,8503 51,81 57±8
13 3,4204 2,1583 63,10
92 15 3,4707 2,7643 79,65 64±23
22 3,4204 1,6222 47,43
Observa-se que após 30 dias de lixiviação a quantidade média de
ametrina retida na formulação correspondia a 88 % da quantidade liberável.
Isso significa que apenas 12 % da ametrina disponível foi liberada.
Continuando-se o experimento de lixiviação a quantidade de ametrina
liberada foi de 43 % após 60 dias e após 92 dias 36 % .
85
Deve-se observar que os valores dos desvios individuais determinados
nas duas amostras após 92 dias de lixiviação apresentam um desvio médio
relativo de 36%.
Com esses resultados a constante de liberação (k') da formulação seria
de 6 dias-1/2 . Como foi visto anteriormente o valor da constante de
velocidade no sitema dinâmico foi de 22 dias-1/2. É provável que este valor
muito menor para a constante (k') se deva ao fato de a formulação não ter
ficado em um ambiente saturado de água no topo da coluna de solo.
Entretanto o número de resultados experimentais é muito pequeno para se
determinar a cinética de liberação da ametrina na coluna com a precisão
necessária para se fazer essa comparação.
4.3.2. LIXIVIAÇÃO DO DIURON
4.3.2.1. Contagem do número de plântulas
O efeito no tratamento com diuron comercial utilizando aveia preta é
mostrado na figura 31.
Na figura 31A são mostrados os resultados da porcentagem de
plântulas nos solos das colunas irrigadas por 30 dias. A porcentagem de
plântulas se manteve constante nas camadas até o 19º dia, após essa data
houve redução de 70% na camada de O a 10 cm, atribuída a presença do
diuron e uma redução menos acentuada na camada de 10 a 20 cm (31 % ).
Os resultados obtidos com 60 dias de irrigação são mostrados na figura
31B. A redução da germinação da aveia preta foi observada somente na
camada de O a 10 cm (63%), com 19 DDS. Esse fato indica que o herbicida
permaneceu no topo da coluna.
A figura 31C mostra os resultados da porcentagem de aveia com 92
dias de irrigação.
86
(A)
125 - li (/) 100 ; X ~ 1 • i
~ ~ ~ ~ • (ti o 8 i • • ~ ~ X X - e " D e o o :»:: ;::::l 75 - ij D D o e D D D «s 50 <> D D ........ e p.... ~ 25 e e <> <> e o
7 10 13 16 19 22 25 28 Tempo (dias)
(B)
125 (/) ca 100 ........ ;::::l - 75 e
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o 7
i 1 ; ; Q Q Q Q Q Q i o o i D D i li " i • • ~ ~ e
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<> <> <> <> <> <>
10 13 16 19 22 25 28
Tempo (dias)
(C) 125 X X ~ X (/} 8 8 o ca 100 ...... D D D ~
~ 75 <Cll ........ 50 p.... ~ 25
o 7 10 13 16 19
X X X X X lC X X o o o o o o o ljjJ ~ ~ g D D D 8
<> e e e
22 25 28 Tempo (dias)
Figura 31. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após
semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (O) 10- 20 cm,(*) 20-
30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com diuron comercial. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C)
92 dias.
87
Novamente, foi observada redução somente na camada de O a 10 cm após o
21 º dia, porém o efeito foi menos acentuado (42%) do que o observado
anteriormente (figuras 31A e 31B).
Os resultados indicam que o herbicida se manteve no topo da coluna,
esse comportamento já era esperado devido à baixa solubilidade do diuron
em água (42 ppm), baixo potencial de lixiviação e alta afinidade para matéria
orgânica (Paul e Me. Laren, 1975).
A figura 32 mostra a porcentagem de aveia preta nos vasos com os
solos tratados com diuron LC.
Na figura 32A são mostrados os resultados obtidos com 30 dias de
irrigação. A porcentagem de aveia preta se manteve constante em todas as
camadas até o 19 º dia, após essa data houve uma redução de 32% na camada
de O a 10 cm em relação ao controle, causada pelo diuron liberado da FLC.
Após 60 e 92 dias de irrigação (figuras 32B e 32C, respectivamente),
não se observou reduções significativas nas taxas de germinação da aveia
preta nas camadas de solo.
A diminuição do efeito do herbicida pode ser atribuída a diluição do
IA na camada do topo, devido à pequena velocidade de liberação em água.
Com base nos resultados obtidos da avaliação das FLC de diuron,
verificou-se que as FLC não produziram qualquer efeito sobre a germinação
exceto para a camada de O a 10 cm do solo nos primeiros 30dias, ainda assim
muito abaixo do efeito produzido pela formulação convencional.
88
(A)
125 X r;/)
100 8 • l!!J íl íl ~ 9 ; i i i i i X ....... ! .E e e <> <> e Ili X X X X o 75 CI a 8 o i:: e e ~ (~ e e e 9 " ....... 50 13 a,
* 25 o
7 10 13 16 19 22 25 28 Tempo (dias)
(B) r;/) 125 ~ .......
100 :: ...... i:: 75 (~ ...... p_, 50 * 25
o 7 10 13 16 19 22 25 28
Tempo (dias)
(C)
125 r;/) ~ 100 ....... :: 75 ...... i::
(~ 50 ...... p_, 25 * o
7
X X X X X X X X X ~ ~ ~ e e a e e e
10 13 16 19 22 25 28
Tempo (dias)
Figura 32. Porcentagem de plântulas de aveia preta germinadas após
semeadura em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (O) 10- 20 cm,(*) 20-
30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com diuron LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92
dias.
89
4.3.2.2. Produção de biomassa
A figura 33 mostra a massa de aveia preta pesada após a realização dos
bioensaios. Os valores individuais das massas frescas de aveia preta, são
mostrados na tabela do apêndice 5.
Na figura 33A são mostrados os resultados obtidos com as massas de aveia
preta na camada de O a 10 cm. Com 30 dias de irrigação obteve-se a menor
biomassa nos solos com diuron comercial (0,25 g). Após 60 dias de irrigação
foi obtido 0,17 g de aveia. Com 92 dias de irrigação, houve uma aumento de
biomassa para 0,51 g.
Nos solos com diuron LC, a menor biomassa observada foi com 30 dias de
irrigação (O,% g), após 60 dias a biomassa se manteve constante (0,99 g). Com
92 dias houve um aumento na biomassa para 1,81 g.
Os resultados obtidos com a pesagem das plântulas de aveia preta, de
camada de 10 a 20 cm, são mostrados na figura 33B. Após 30 dias de irrigação
foi observada redução das massas de aveia preta nas camadas com diuron
comercial (1,41 g) e diuron LC (1,33 g).
Com 60 e 92 dias de irrigação a redução de biomassa não foi observada
nos solos com tratamentos.
Nas camadas de 20 a 30 cm (figura 33C) não foram observados efeitos
significativos dos tratamentos com diuron comercial e LC.
Nas camadas de 30 a 40 cm (figura 330) foi observada a menor biomassa, após 30 dias de irrigação, nas camadas com diuron comercial (1,4 ±
0,5) e diuron LC (1,4 ± 0,6g). Após 60 e 92 dias não foram observados
efeitos significativos nos solos com tratamentos.
Os resultados obtidos de biomassa de aveia preta nos solos das colunas
tratadas com diuron comercial e LC na camada de O a 10 cm, corroboram com
os resultados obtidos com a germinação (figuras 31e 32).
(A) 0-lOcm
3,5
..-.. 3 eo ';' 2,5 "O "§ 2 ,;:1 ~ 1,5 "' ~ 1 s
0,5
o 30 60
tempo (dias)
92
• diuron com. E:3 diuron LC Ill] controle
(C) 20-30cm
3,5
:§ 25 ~ ' '.'5l 2 El
,;:1 1,5 ~ ~ 1 El 0,5
o
3 bà 3 ..._.. ~2,5 ·s 2 ,:s ~1,5 ~ 1 El
0,5 o
90
(B) 10-20 cm
30 60
tempo (dias)
92
30 60 92
• diuron com. 181 diuron LC llll controle
(D) 30- 40 cm
3,5
30 60
tempo (dias)
92
tempo (dias)
• diuron com. 181 diuron LC m controle • diuron com. E:3 diuron LC llil controle
Figura 33. Biomassa fresca de aveia preta obtida nos bioensaios realizados
com as diferentes camadas dos solos das colunas tratadas com diuron
comercial, FLC e controle, coletadas durante o ensaio de lixiviação.
Os resultados com as massas obtidas das plântulas das demais
camadas de solo avaliadas (10 a 20 cm, 20 a 30cm, e 30 a 40cm) estão dentro
do erro experimental e também são concordantes com os resultados de
germinação.
91
4.3.2.3. Determinação do diuron no solo.
Para produzir a curva do efeito observado pela avaliação da biomassa
e número de plântulas em função da concentração de diuron, foram feitas
extrações nos solos referentes às camadas de O a 10 cm, com 30 e 60 dias. Da
camada de 20 a 30 cm foram escolhidos os solos com 60 dias e da camada de
30 a 40 cm, foram escolhidos os solos com 30 dias.
Os resultados obtidos na extração em Soxhlet com metanol, são
mostrados na tabela 6 do apêndice.
A existência de correlação entre a concentração de diuron no solo em
função da biomassa ou do número de plântulas foi observada.
Nos solos onde foram encontradas as maiores concentrações de diuron
(1431 e 1466 µg/kg solo) obteve-se 100 % de mortalidade das plântulas. As
maiores biomassas e os maiores números de plântulas foram encontrados nos
solos com as menores concentrações de diuron, evidenciando a correlação do
efeito versus concentração de IA no solo.
ro 2,5 50 (/) ...... ro ~
2 40 - .a Q) -- 1,5 30 ~
"'O eo <ro '-" - ro 1 20 e,
(/) Q) (/) "'O ro 0,5 10 a o
o o ~
o 500 1000 1500 2000 concentração (ug IA/ kg solo)
Figura 34. Curva de resposta da aveia preta obtida nos solos com diferentes
concentrações de diuron. (O) biomassa produzida, (8) nº de plântulas.
Os resultados obtidos da determinação do diuron em solo foram
comparados com os resultados dos experimentos em vasos, com base no IA
92
disponível em solução nos dois experimentos (tabela do apêndice 8 e figura
do apêndice 10). Os resultados mostram que o efeito fitotóxico do herbicida
nas plantas (produçãode biomassa) apresentou a mesma tendência em ambos
os experimentos, e a correlação entre concentração do herbicida e efeito
fitotóxico também foi verificada. Esses resultados obtidos indicam que
experimentos realizados em substratos diferentes com solo e vermiculita
podem ser comparados, utilizando-se concentrações equivalentes dos IAs no
meio aquoso.
4.3.2.4. Análise dos lixiviados das colunas
Não foi detectado diuron nas amostras dos lixiviados das colunas com
formulação comercial e FLC.
4.3.2.5. Extração do IA residual nas FLC
Os resultados das extrações realizadas com metanol em soxhlet das
FLC de diuron, coletadas do topo das colunas são apresentados na tabela 19.
Tabela 19. Diuron residual extraído das FLC do topo das colunas
Tempo de Coluna nº Massa Massa % residual Média±s irrigação liberável extraída
(dias) (mg) (mg)
70 3,0100 2,5795 85,70
30 66 3,0100 2,6613 88,41 82±8
63 3,1390 2,2887 72,81
69 3,0100 2,2819 75,81
60 65 3,0100 2,2161 73,63 77±5
71 3,0530 2,5231 82,64
62 2,9670 2,3884 80,50
92 72 3,0100 2,1049 69,93 76±5
68 3,3626 2,3626 76,31
93
Observando a tabela 19, pode-se verificar que após 30 dias de ensaio
de lixiviação, aproximadamente 18% do diuron foi liberado das FLC.
Após 60 dias de irrigação 23% do diuron foi liberado das FLC, e com
92 dias a quantidade de diuron liberado não se alterou (24 % ).
A lenta taxa de liberação do diuron da FLC já era esperada devido a
baixa solubilidade apresentada em água. Novamente observa-se que a
liberação do IA foi menor que a liberação observada em água no sistema
dinâmico.
4.3.3. LIXIVIAÇÃO DO 2,4-D
4.3.3.1. Contagem do número de plântulas
Os resultados da contagem de plântulas de rabanete, obtidos nos solos
das colunas com 2,4D técnico e LC após 30, 60 e 92 dias de irrigação são
mostrados nas figuras 35 e 36, respectivamente.
A figura 35 mostra os resultados obtidos da porcentagem de rabanete
com 2,4-D técnico. A figura 35A mostra a porcentagem de rabanete nos solos
das colunas irrigadas durante 30 dias. A porcentagem se manteve constante
em todas as camadas até o 25º dia. Após essa data, houve redução de 28% na
taxa de germinação nas camadas de O a 10 cm e 10 a 20 cm.
Os resultados da porcentagem de rabanete nos solos após 60 dias de
irrigação são mostrados na figura 35B. A porcentagem de rabanete se
manteve constante até o 27º dia, após essa data houve um aumento de 74% na
camada de 30 a 40 cm. O efeito antagônico observado pode ser devido à
presença desse herbicida em baixas concentrações.
Allan et al (1978) observaram que coníferas plantadas em áreas onde foram
aplicadas baixas doses de 2,4-D (FLC), cresceram significativamente mais
rápido do que as plantas não tratadas. Este estímulo de crescimento sugere
94
que a FLC apresentou um efeito semelhante ao obtido com a aplicação de
auxina (hormônio de crescimento para as plantas).
(A)
[/) 180 til 150 - B 120 e; 8 ~ ~-ii <til 90 • • • ~ - P-. 60 *
QQ 30
o 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tempo (dias)
(B)
180 00 [/) 150 til - 120 B i;~~ <~ 90 e 1 1 1 ~ ~ - 60 P-.
* 30 o
7 10 13 16 19 22 25 28 31 Tempo (dias)
(C) 180
[/) 150 til - 120 o o o o o B ºº <~
90 ã 9 9 • li ··~~~; - 60 P-. 30 D
* o 7 10 13 16 19 22 25 28 31
Tempo (dias)
Figura 35. Porcentagem de plântulas de rabanete germinadas após semeadura
em vasos com solos das camadas (O) 0-10 cm, (O) 10- 20 cm,(*) 20-30 cm, (o)
30-40 cm tratadas com 2,4-D técnico. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias.
95
A redução da porcentagem de plântulas rabanete foi observada nas
camadas de O a 10 cm (38%) e 10 a 20 cm (12% ).
Os resultados indicam que houve uma dispersão do 2,4-D no perfil da
coluna. A alta mobilidade observada pelo 2,4-D se deve ao fato de ele que é
um herbicida altamente solúvel em água e, em solo com pH ácido (pH= 5,5),
ele se encontrava na forma aniônica, apresentando uma repulsão pelo solo,
consequentemente, apresentando uma maior afinidade para a fase móvel
(água).
Na figura 35C são mostrados os resultados obtidos com 92 dias de
irrigação. A porcentagem de rabanete se manteve constante em todas as
camadas até o 28º dia, após essa data houve redução de 32% na camada de 10
a 20 cm e 46% na camada de 30 a 40 cm.
Os resultados com solos das colunas tratadas com 2,4-D LC são
mostrados na figura 36
A figura 36A mostra os resultados obtidos com 30 dias de irrigação. A
porcentagem de rabanete se manteve constante durante os 25 dias de
experimento, após essa data houve redução de 50% nas camadas de O a 10 cm
e de 10 a 20 cm. Isso indica que o 2,4-D liberado das FLC se distribuiu nas
camadas superiores.
Na figura 36B são mostrados os resultados da porcentagem de
rabanete com 60 dias de irrigação. A porcentagem se manteve constante em
todas as camadas até o 25º dia, após essa data houve redução do número de
plântulas nas camadas de O a 10 cm (24%), de 10 a 20 cm (27%) e 20 a 30 cm
(41%). Na camada de 30 a 40 cm houve um aumento de45%.
Os resultados apresentados mostram uma distribuiçao do herbicida no
perfil da coluna, indicando também que pequenas concentrações de 2,4-D
alcançarama última camada.
96
(A) 180 1 o o
f/} 150 ro 120 o ,......, o ;j 90 1 • • • ~ ~ llC )IC +;
~; D D :::::; ,ro 60 ,......,
P-, 30 e o * o
7 10 13 16 19 22 25 28 31 Tempo (dias)
(B)
f/} 180 ro ,......, 150 ;j o o +; :::::; 120 ,ro 8 l!I 8 ! I! a ~ º º
,......, 90 P-,
* 60 • • 30 o
7 10 13 16 19 22 25 28 31 Tempo (dias)
(C)
180 f/} 150 ro ....... 120 o ;j
+; 90 ' lil • ' I B i i ! ij :::::; ,ro 60 ....... P-, 30 * o
7 10 13 16 19 22 25 28 31 Tempo (dias)
Figura 36. Porcentagem de plântulas de rabanete semeadas em vasos com as
camadas (O) 0-10 cm, (D) 10- 20 cm, (*) 20-30 cm, (o) 30-40 cm tratadas com
2,4-D LC. (A) 30 dias, (B) 60 dias, (C) 92 dias.
97
Após 92 dias de irrigação (figura 36C) não se observou efeito do
tratamento sobre as plântulas de rabanete.
4.3.3.2. Análise dos lixiviados
Os lixiviados coletados semanalmente durante 92 dias foram
analisados por HPLC, e nas amostras onde se detectou o herbicida foi
determinada a concentração. Os resultados obtidos dessa análise são
apresentados na tabela 20.
Tabela 20. 2,4-D detectado nos lixiviados das colunas
Coluna nº Formulação Tempo Volume da fração Volume total Massa Cone.
(dias) (mL) lixivado (mL) (mg) (mg/mL)
2 Técnico 7 269 269 0,0810 0,0003
45 LC 7 51 51 0,0018 0,0000
35 Técnico 14 101,6 101,6 0,0136 0,0001
1 Técnico 21 14 93,3 0,0037 0,0003
31 Técnico 21 123 388 0,0060 0,0000
3 Técnico 42 2 568 0,004 0,0020
43 LC 42 102 611 0,0554 0,0005
38 LC 42 119 457 0,0767 0,0001
37 LC 49 31 399,2 0,0011 0,0006
2 Técnico 56 149 1131,2 0,0096 0,0000
3 Técnico 56 83 653 0,0073 0,0000
29 Técnico 56 97 698,4 0,0106 0,0010
38 LC 56 51 595 0,0017 0,0000
48 LC 56 151 1130 0,0184 0,0001
43 LC 56 91 831 0,0059 0,0001
43 LC 70 95 1089 0,0219 0,0002
98
Pode-se observar na tabela que o 2,4-D foi detectado na primeira coleta
dos lixiviados (7 dias), nas 2 formulações estudadas. O 2,4-D técnico foi
detectado nas primeiras coletas e após 56 dias de irrigação não foi mais
detectado nas amostras coletadas. Nas FLC o 2,4D foi detectado com 42, 56 e
70 dias de irrigação.
Verifica-se ainda que a quantidade de 2,4-D lixiviada possui uma
relação com o volume total de lixiviado nas colunas. As maiores massas
determinadas do herbicida foram encontradas nos maiores volumes totais
dos lixiviados.
4.3.3.3. Extração do IA residual das FLC do topo das colunas
Os resultados obtidos das extrações de 2,4-D das FLC do topo das
colunas são mostrados na tabela 21.
Tabela 21. 2,4D residual extraído das FLC
Tempo de Coluna nº Massa liberável Massa extraída % residual Média ±s irrigação (mg)
(dias} (mg)
30 42 3,4498 1,9282 55,89 50±9
44 3,4498 1,5115 43,81
60 41 3,3764 0,5003 14,82 18±5
38 3,5966 0,7602 21,14
92 48 3,3397 0,5278 15,80 12±5
43 3,3397 0,2940 8,80
Observando-se a tabela pode-se verficar que em todos os pontos de
coletas das colunas foi encontrado 2,4-D retido na FLC A maior quantidade
de IA não liberado foi obtida com 30 dias de irrigação (50% ± 9). Após 60 dias
de ensaio de lixviação foi encontrado 18% ± 5. Com 92 dias de irrigação a
quantidade de IA retida na FLC foi de 12% ± 5.
99
A porcentagem de IA não liberado das FLC diminuiu com o aumento
do tempo de irrigação nas colunas. Essa diminuição é atribuída a alta
solubilidade desse herbicida em água.
A liberação do IA nas FLC colocadas nas colunas foi muito menor do que a
liberação caracterizada anteriormente, em sistema dinâmico. Os resultados
obtidos no sistema dinâmico mostram que em 11 dias de experimento houve
liberação de 41 % de IA das FLC, já a liberação obtida com 30 dias de ensaios
de lixiviação onde foi somente 50% de IA.
Os resultados obtidos da avaliação das FLC de 2,4-D mostraram que a
FLC evitou a lixiviação e produziu efeitos melhores que a formulação
convencional, além de aumentar a persistência do 2,4-D no solo. O efeito
tóxico observado nas plântulas foi maior na FLC do que na formulação
convencional, esse resultado obtido foi o inverso do observado com a
ametrina e o diuron.
Considerando que uma das principais propostas para a utilização das
FLC é aumentar a persistência do herbicida que apresenta uma meia vida
pequena, verifica-se que a FLC de 2,4-D avaliada nesse experimento
apresentou bons resultados.
., -. --
100
5.CONCLUSÕES 1. A avaliação do efeito da inibição da fotossíntese, característico
dos herbicidas ametrina e diuron, nas sementes foi prejudicada nos
bioensaios preliminares, devido ao curto período de avaliação. Com a adição
da solução nutritiva o experimento pôde ser prolongado por um período
maior, possibilitando uma melhor avaliação do efeito dos herbicidas nas
plantas.
2. Os bioensaios realizados em vasos com vermiculita forneceram
bons resultados. Esses resultados podem ser comparados com os resultados
utilizando solos.
3. Os resultados obtidos com a vermiculita e com os solos são
comparáveis para as dosagens menores de 2 kg/ha desde que se transforme
os valores em concentração no volume de água disponível para as plantas
(volume de campo).
4. As sementes utilizadas nos bioensaios, foram poucos sensíveis
aos herbicidas estudados.
5. Nos ensaios de lixiviação foi observada a lixiviação do 2,4-D e da
ametrina. O diuron permaneceu retido na camada do topo (O a 10cm) e após
92 dias foi observado efeito na segunda camada (10 a 20 cm)
6. A FLC de 2,4-D minimizou a lixiviação; produziu efeitos fitóxicos
melhores nas plântulas do que os obtidos com formulação convencional e
aumentou a persistência do 2,4-D no solo.
7. As FLC não se comportaram como no sistema dinâmico de
liberação, devido à boa permeabilidade das colunas, que evitou a saturação
do solo com água
101
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APÊNDICE 7
Biomassa produzida de aveia preta em relação da concentração de ametrina disponível nos teste em vasos com vermiculia e em solo.
Ensaio em vermiculita Ensaio em solo
Dose IA disponível Biomassa IA disponível Biomassa (kg/ha) (mg/L)* fresca (g) (mg/L)** Fresca(g)
o o 1,9581 o 0,6646
o o 2,3060 o 0,9637
o o 2,2133 o 1,9064
0,5 3,0058 1,0640 o 2,0264
0,5 3,0058 0,8172 0,0420 0,7794
0,5 3,0058 0,3743 0,1160 1,6536
1 6,0116 0,6485 0,4380 0,7027
1 6,0116 0,8182 1,1640 1,1029
1 6,0116 0,7952 1,8110 o 2 12,0231 0,5145 1,9370 0,2533
2 12,0231 0,3885 1,9680 o 2 12,0231 0,2336 2,3800 0,3599
4 24,0462 1,2619
4 24,0462 2,2356
4 24,0462 0,6210
6 36,0694 0,3420
6 36,0694 0,3285
6 36,0694 0,6129
*IA vermiculita (mg/L) = cone. do IA (mgLg solo} x d água (g/mL) Cp. de campo (g água/ 100 g solo)
** IA solo (mg/L) = massa IA (mg} x d água (g/ mL) Cp. de campo (g água / g vermiculita x massa vermiculita (g)
APÊNDICE 8
Biomassa produzida de aveia preta em relação da concentração de diuron disponível nos teste em vasos com vermiculia e em solo.
Ensaio em vermiculita Ensaio em solo
Dose IA disponível Biomassa IA disponível Biomassa (kg/há) (mg/L) * Freca (g) (mg/L) ** freca(g)
o o 1,9581
o o 2,3060
o o 2,2133
0,5 3,0058 0,6875 0,1298 2,4691
0,5 3,0058 0,5599 0,1589 1,8923
0,5 3,0058 0,3735 0,1786 2,1116
1 6,0116 0,5919 0,3893 1,6440
1 6,0116 0,6412 1,5418 1,5700
1 6,0116 0,6363 2,1700 0,7547
2 12,0231 0,3150 3,1244 0,4993
2 12,0231 0,3157 3,2585 0,4058
2 12,0231 0,5471 3,4439 0,3575
4 24,0462 0,4105 4,2088 o 4 24,0462 0,5927 4,3118 o 4 24,0462 0,2585
6 36,0694 0,4258
6 36,0694 0,3443
6 36,0694 0,4631
*IA vermiculita (mg/L) = cone. do IA (mgLg solo) x d água (g/ mL) Cp. de campo (g água / 100 g solo)
** IA solo (mg/L) = massa IA (mg) x d água (g/ mL) Cp. de campo (g água / g vermiculita x massa vermiculita (g)
................. __ .,.,.,.,E 1q2 rr1:'"""·-
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APÊNDICE 10
Produção de biomassa de aveia preta em função da concentração disponível de
diuron nos testes de vasos em (O) vermiculita e(•) em solo.
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