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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2013.tde-28032013-103142
Document
Author
Full name
Willian Rodrigues Macedo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2013
Supervisor
Committee
Castro, Paulo Roberto de Camargo e (President)
Broetto, Fernando
Cataneo, Ana Catarina
Mendes, Marcelo Cruz
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira
Title in Portuguese
Bioativador em culturas monocotiledôneas: avaliações bioquímicas, fisiológicas e da produção
Keywords in Portuguese
Bioquímica vegetal
Cereais
Desenvolvimento vegetal
Fisiologia vegetal
Forragem
Inseticidas sistêmicos
Metabolismo vegetal
Sementes
Abstract in Portuguese
Estudos sobre agroquímico geralmente reportam sobre sua eficiência no controle de pragas. Como no caso do tiametoxam, um inseticida sistêmico do grupo dos neonicotinóides que atua inibindo a ação do receptor nicotínico acetilcolina (nAChR) dos insetos levando-os à morte. Porém, essa molécula apresenta ações fisiológicas nas plantas capazes de influenciar o desenvolvimento das culturas, e quando um agroquímico apresenta essa atividade é comumente chamado de bioativador, devido ao aumento do vigor e da produtividade das plantas tratadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos bioquímicos, fisiológicos e produtivos de doses crescentes do tiametoxam, aplicado via tratamento de sementes, nos cultivos de trigo, braquiária, arroz e milho. Experimentos com trigo, braquiária e arroz foram conduzidos em vasos, sob casade- vegetação, no Horto Experimental do Departamento de Ciências Biológicas da ESALQ/USP, Piracicaba, SP. Enquanto a condução da cultura do milho ocorreu em casa-de-vegetação, do Departamento de Agronomia no CEDETEG/UNICENTRO, e em área de plantio comercial, ambos no município de Guarapuava, PR. Durante a realização dos experimentos foram mensuradas características biométricas de: índice de emergência; altura de plantas; índice de clorofilas (SPAD); massa seca da parte aérea; comprimento, área e volume radicular. Parâmetros bioquímicos como: atividade de nitrato redutase; fenilalanina amônia-liase; conteúdo de proteína total; pigmentos fotossintéticos e conteúdo de nutrientes foliares. Parâmetros sobre a qualidade nutricional da braquiária também foram analisadas. E ao final do ciclo reprodutivo dos cereais foram determinados alguns parâmetros relacionados à produção. Foi constatado que o tiametoxam interferiu sobre diversos parâmetros bioquímicos, em todas as culturas testadas, com destaque para a potencial ação dessa molécula sobre atividades de nitrato redutase e fenilalanina amônia-liase, bem como sobre o conteúdo de proteína total em trigo e braquiária, além de alterar o teor de pigmentos fotossintéticos foliares em arroz e milho. Para as culturas do trigo e da braquiária foram notadas modificações severas sobre a fisiologia e produção. Concluiu-se que a aplicação de tiametoxam, via tratamento de sementes, foi responsável por moderar o metabolismo e o desenvolvimento vegetal, até o final do ciclo da planta, de maneira que as plantas submetidas a essa molécula expressaram maior vigor e, consequentemente, apresentaram maior aptidão para incrementar sua produção.
Title in English
Bioactivator in monocot crops: biochemical, physiological and production analysis
Keywords in English
Cereals
Grass
Plant Biochemistry
Plant growth
Plant metabolism
Plant physiology
Seeds
Systemic insecticides
Abstract in English
Studies on agrochemicals generally report on their effectiveness in pests control. As with thiamethoxam, a systemic insecticide of the neonicotinoid group that acts by inhibiting the action of acetylcholine nicotinic receptor (nAChR) of insects, leading to death. But this molecule which has physiological effect in plants, can influence crop development; and when an agrochemical presents this activity, it is commonly called bioactivator due to increased vigor and productivity of the treated plants. The aim of this study was to evaluate: biochemical, physiological and productive effects of increasing doses of thiamethoxam applied as seed treatment in wheat, Brachiaria, rice and corn crops. Experiments with wheat, rice and Brachiaria were conducted in pots under greenhouse, in the Horto Experimental of Biological Sciences Department of ESALQ/USP, Piracicaba, SP. While one corn crop was conducted in a greenhouse of the Department of Agronomy at CEDETEG / UNICENTRO, the other one was conducted in the field, both in Guarapuava, PR. We measure the biometric characteristics: emergence index, plant height, chlorophyll index (SPAD), shoot dry weight, length, root area and volume. Biochemical parameters such as: nitrate reductase activity, phenylalanine ammonia-lyase, total protein content, photosynthetic pigments and leaf nutrient content. Parameters on the nutritional quality of Brachiaria were also analyzed. And at the end of the reproductive cycle of cereals some parameters related to production were determined. It was found that thiamethoxam interfered in various biochemical parameters in all tested crops, highlighting the potential action of this molecule on activities of nitrate reductase and phenylalanine ammonia-lyase, as well as the total protein content in wheat and pasture, besides changing the content of photosynthetic pigments in rice and corn leaves. For wheat and Brachiaria crops severe changes were noted on the plant physiology and production. It is concluded that the application of thiamethoxam, via seed treatment, was responsible for moderating metabolism and plant development, until the end of the life cycle of the plant, so that the plants under this molecule expressed greater vigor and thus had higher ability to increase production.
 
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Publishing Date
2013-04-05
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • MACEDO, W. R., and CASTRO, P. R. C. Thiamethoxam: Molecule moderator of growth, metabolism and production of spring wheat [doi:10.1016/j.pestbp.2011.05.003]. Pesticide Biochemistry and Physiology [online], 2011, vol. 100, p. 299-304.
  • MACEDO, W. R., e CASTRO, P. R. C. Crescimento radicular em sementes de trigo e arroz tratadas com Bioativador. Comunicata Scientiae , 2012, vol. 3, p. 72-75.
  • MACEDO, Willian Rodrigues, et al. Responses in root growth, nitrogen metabolism and nutritional quality in Brachiaria with the use of thiamethoxam [doi:10.1007/s11738-012-1064-1]. Acta Physiologiae Plantarum [online], 2013, vol. 35, n. 1, p. 205-211.
  • Macedo, Willian Rodrigues, et al. Responses in root growth, nitrogen metabolism and nutritional quality in Brachiaria with the use of thiamethoxam [doi:10.1007/s11738-012-1064-1]. Acta Physiologiae Plantarum [online], 2013, vol. 35, p. 205-211.
  • MACEDO, Willian Rodrigues, and CASTRO, Paulo Roberto de Camargo e. Thiamethoxam : Molecule moderator of growth, metabolism and production of spring wheat [doi:10.1016/j.pestbp.2011.05.003]. Pesticide Biochemistry and Physiology [online], 2011, vol. 100, n. 3, p. 299-304.
  • Macedo, Willian Rodrigues, ARAÚJO, DIEGO KITAHARA, and Castro, Paulo Roberto de Camargo e. Unravelling the physiologic and metabolic action of thiamethoxam on rice plants [doi:10.1016/j.pestbp.2013.08.001]. Pesticide Biochemistry and Physiology [online], 2013, vol. 107, p. 244-249.
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