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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-03082023-153034
Document
Auteur
Nom complet
Danilo de Brito Garcia
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2023
Directeur
Jury
Christoffoleti, Pedro Jacob (Président)
Campos, Luiz Henrique Franco de
Menzani, Ana Paula Meirelles
Pedroso, Rafael Munhoz
Titre en portugais
Testes para detecção de aditividade, sinergismo ou antagonismo em misturas binárias de herbicidas usando isobologramas
Mots-clés en portugais
Lemna minuta
ADM
Isobole
MSM
Sinergia
Resumé en portugais
As misturas de herbicidas podem fornecer maior controle de plantas daninhas e são fundamentais para evitar o aparecimento de resistência e possibilitar seu manejo. Além disso, há interesse na interação entre os componentes de uma mistura, que podem resultar em maior ou menor controle do que o esperado. Para se estimar a resposta esperada entre dois herbicidas de uma mistura caso não haja interação, um modelo de referência é necessário. Os modelos aditivo (ADM) e multiplicativo (MSM) são comumente usados com esse propósito. O MSM assume que os componentes da mistura agem de forma independente e seu efeito conjunto é uma combinação de probabilidades. O ADM assume que os componentes da mistura podem ser substituídos um pelo outro em termos de potência, porém demanda maior esforço experimental. Estudos em pequena escala, em ambientes controlados, com macrófitas aquáticas do gênero Lemna são uma opção para viabilizar esses experimentos. Um método utilizado para analisar experimentos de mistura de herbicidas é o uso de isobologramas. Ao plotar nos eixos x e y de um gráfico a dose de cada herbicida aplicado isoladamente para se obter o mesmo nível de resposta, uma linha isobole pode ser traçada para mostrar a combinação de doses necessárias para se atingir esse mesmo nível de resposta. Isso também permite estudar efeitos sinérgicos, antagônicos ou aditivos. Assim, o objetivo desse trabalho foi estudar o efeito das misturas entre os herbicidas Roundup Original DI® (glifosato) e Flumyzin 500® (flumioxazina), Curavial® (sulfometurom-metílico) e Classic® (clorimuron etílico), Proof® (atrazina) e Callisto® (mesotriona) e atrazina e mesotriona como produtos técnicos usando como bioindicador clones de macrófitas da espécie Lemna minuta (mesotriona) e atrazina e mesotriona como produtos técnicos usando como bioindicador clones de macrófitas da espécie Lemna minuta e crescimento relativo em área como variável resposta para traçar isobologramas. Para cada mistura, foram feitos dois experimentos no delineamento clássico de misturas binárias em diferentes proporções. As misturas consistiram em curvas de dose-resposta dos dois herbicidas aplicados individualmente e em proporções pré-definidas tal que cada herbicida tenha as seguintes contribuições em potência na mistura 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 e 0:100, sendo 100:0 e 0:100 os dois herbicidas aplicados isoladamente. As isoboles foram comparadas com o modelo aditivo e com modelos que permitem testar a distribuição dos pontos no isobolograma de forma simétrica e assimétrica em relação à linha de aditividade. Para a mistura entre glifosato e flumioxazina, também foram feitos experimentos em delineamento fatorial para comparação ao MSM. Os dois isobologramas da mistura entre entre glifosato e flumioxazina não demonstraram grande efeito de interação entre os dois herbicidas e a distribuição dos pontos ficou ao redor da linha de aditividade e foi observado efeito aditivo. Isso foi corroborado pela análise conjunta dos experimentos fatoriais, que foi não significativa, indicando ausência de interação em relação ao MSM. Para a mistura entre clorimuron etílico e sulfometurom-metílico, os dois experimentos mostraram o mesmo padrão com todos os pontos da mistura situando-se abaixo da linha teórica da aditividade, demonstrando sinergismo. Nesse caso, para se obter o resultado esperado segundo o modelo aditivo, a mistura poderia ser aplicada com redução de dose de 30 a 40%. Para a mistura entre atrazina e mesotriona, ambos os experimentos com produtos comerciais resultaram em efeito aditivo. O mesmo foi encontrado para os produtos técnicos. As misturas tiveram um comportamento aditivo. Supõe-se que a capacidade de dissipação não fotoquímica de energia no fotossistema II das Lemna pode ser uma causa.
Titre en anglais
Tests to detect additivity, synergism or antagonism in herbicide binary mixtures using isobolograms
Mots-clés en anglais
Lemna minuta
ADM
Isobole
MSM
Synergy
Resumé en anglais
The use of herbicide mixtures can provide better weed control and is essential to prevent the emergence and allow herbicide resistance management. In addition, there is interest in the interaction between the components of a mixture, which can result in greater or lesser control than expected. To estimate the expected response between two herbicides in a mixture in the absence of interaction, a reference model is needed. The additive (ADM) and multiplicative (MSM) models are commonly used for this purpose. MSM assumes that the components of the mixture act independently and their joint effect is a combination of probabilities. The ADM assumes that the components of the mixture can be substituted for each other in terms of potency, but it demands more experimental effort. Studies on a small scale, in controlled environments, with aquatic macrophytes of the genus Lemna are an option to make these experiments viable. A method used to analyze herbicide mixture experiments is the use of isobolograms. By plotting the dose of each herbicide applied individually on the x and y axes of a graph to obtain the same level of response, an isobole line can be drawn to show the combination of doses required to achieve the same level of response. This also allows the study of synergistic, antagonistic or additive effects. Therefore, the objective of this work is to study the effect of the mixtures between the herbicides Roundup Original DI® (glyphosate) and Flumyzin 500® (flumioxazin), Curavial® (sulfometuron-methyl) and Classic® (chlorimuron ethyl), Proof® (atrazine) and Callisto® (mesotrione) and atrazine and mesotrione as technical products using Lemna minuta clones as bioindicators and relative growth in area as an endpoint to plot isoboles. For each mixture, two experiments were done in the classic design of binary mixtures in different proportions. The mixtures consisted of dose-response curves of the two herbicides applied individually and in pre-defined proportions such that each herbicide has the following contributions in power in the mixture 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 and 0:100, with 100:0 and 0:100 as the two herbicides applied individually. The isoboles were compared with ADM and with models that allow testing the distribution of points on the isobole symmetrically and asymmetrically in relation to the line of additivity. For the mixture between glyphosate and flumioxazin, factorial experiments were also performed for comparison to the MSM. The two isoboles of the mixture between glyphosate and flumioxazin did not show a significant interaction between the two herbicides and the distribution of points was around the line of additivity and an additive effect was observed. This was corroborated by the joint analysis of the factorial experiments, which was not significant, indicating the absence of interaction in relation to MSM. For the mixture between chlorimuron ethyl and sulfometuron-methyl, the two experiments showed the same pattern with all mixture points lying below the theoretical additivity line, demonstrating synergism. In this case, to obtain the expected result according to the additive model, the mixture could be applied with a dose reduction of 30 to 40%. For the mixture between atrazine and mesotrione, both experiments with commercial products resulted in an additive effect. The same was found for technical products. The mixtures showed an additive behavior. It is hypothesized that the ability of non-photochemical quenching in Lemna ’s photosystem II may be one cause.
 
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Date de Publication
2023-08-04
 
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