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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.64.2020.tde-19092022-101241
Documento
Autor
Nome completo
Bianca de Almeida Machado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2020
Orientador
Banca examinadora
Carvalho, Hudson Wallace Pereira de (Presidente)
Vitti, Godofredo Cesar
Alves, Elton Eduardo Novais
Título em inglês
X-ray spectroscopy unfolding the effects of glyphosate on soybean (Glycine max L.) manganese foliar uptake
Palavras-chave em inglês
Foliar fertilization
Herbicide interaction
Micronutrients
Tank mixtures
Resumo em inglês
The spraying of tank mixtures with manganese (Mn) and glyphosate allows the nutrition of soybean crops resistant to glyphosate, while controlling weeds. However, complexation reactions can occur between these species, which has the potential to significantly decrease the efficiency of this operation. Thus, this study aimed to investigate the chemical reactions and the absorption of Mn by soybean supplied as MnSO4, MnCO3, Mn-ethylenediamino-tetraacetic (Mn-EDTA), Mn-phosphite and Mn-glycine. In tank mixtures, approximately 30% of the Mn supplied via MnSO4 and Mn-glycine precipitated together with glyphosate molecules, in ca. 2:1 Mn:glyphosate molar ratio. X-ray absorption spectra (XAS) of the precipitates indicated that they presented the same chemical environment regardless of the employed source, this technique did not show evidence of soluble complexes. The use of Mn-EDTA, as well as maintaining the pH of the mixture below 2.5 prevents precipitation, while pH above 7 resulted in MnO(OH). MnSO4, MnCO3, Mn-EDTA and Mn-phosphite solutions/dispersions, with and without glyphosate, applied to soybean leaflets damaged the leaf cuticle, regardless of the glyphosate mixture. Except for MnCO3, all sources increased the Mn content in the treated leaf petioles. The glyphosate mixture reduced the absorption and transport of Mn when supplied via MnSO4 and Mn-phosphite, but XAS analysis showed no evidence of complexation of Mn by glyphosate inside the plants. The absorbed manganese is transported in a similar chemical environment when supplied as MnSO4 and Mn-phosphite, but Mn-EDTA was found in its pristine form in the treated petioles. The foliar absorption of droplets of MnSO4 and Mn-EDTA, with and without glyphosate, was monitored for 72 hours, following a sigmoid tendency of absorption. The glyphosate mixture decreased the leaf absorption of MnSO4 due to the precipitation of complexes on the leaf surface, but no effect on the absorption of Mn-EDTA was observed. The absorption of MnCO3 followed linear behavior, being absorbed very slowly. The application of glyphosate in conjunction with MnSO4 increased the activity of the superoxide dismutase enzyme (SOD), probably due to the unavailability of Mn for leaf absorption. The results presented in this study show that the efficiency of foliar fertilization with Mn is reduced due to interactions that occur in solutions where free Mn2+ ions are available for complexation at pH above 2.5. No evidence of intracellular complexation was found. In this sense, the employment of chelated sources, such as Mn-EDTA, is an alternative to enable the application of tank mixtures in glyphosate-resistant soybean crops without losing the efficiency of the operation
Título em português
Espectroscopia de raios X revelando os efeitos do glifosato sobre a absorção foliar de manganês pela soja (Glycine max L.)
Palavras-chave em português
Adubação foliar
Interação com herbicidas
Micronutrientes
Misturas de tanque
Resumo em português
A aplicação de misturas de tanque com manganês (Mn) e glifosato permite a nutrição de lavouras de soja resistentes ao glifosato, ao mesmo tempo em controla plantas daninhas. No entanto, reações de complexação podem ocorrer entre estas espécies, o que tem potencial para diminuir significativamente a eficiência desta operação. Desta forma, este estudo investigou as interações químicas e a eficiência de absorção do Mn pela soja quando fornecido via MnSO4, MnCO3, Mn-etilenodiamino tetra-acético (Mn-EDTA), Mn-fosfito e Mn-glicina. Em misturas de tanque, aproximadamente 30% do Mn fornecido via MnSO4 e Mn-glicina precipitou junto com moléculas de glifosato, numa razão molar Mn:glifosato de cerca de 2:1. Espectros de absorção de raios X (XAS) dos precipitados indicaram que o ambiente químico do Mn independente da fonte utilizada, a técnica não mostrou evidências de formação de complexos solúveis. O uso de Mn-EDTA, bem como a manutenção do pH da mistura abaixo de 2,5 previne a precipitação, enquanto pH acima de 7 provoca a formação de MnO(OH). Soluções/dispersões de MnSO4, MnCO3, Mn-EDTA e Mn-fosfito, com e sem glifosato aplicadas em folíolos de soja causaram danos na cutícula foliar, independente da mistura de glifosato. Com exceção do MnCO3, todas as fontes aumentaram o conteúdo de Mn nos pecíolos das folhas tratadas. A mistura de glifosato reduziu a absorção e transporte de Mn quando fornecido via MnSO4 e Mn-fosfito, mas análises com XAS não mostraram evidências de complexação intracelular de Mn pelo glifosato. O manganês absorvido é transportado em um ambiente químico similar se fornecido via MnSO4 e Mn-fosfito, mas o Mn-EDTA foi encontrado em sua forma original nos pecíolos tratados. A absorção de gotas de MnSO4 e Mn-EDTA, com e sem glifosato, foi monitorada por 72 horas, revelando tendência sigmoide de absorção. A mistura de glifosato diminuiu a absorção foliar de MnSO4 devido à precipitação de complexos sobre a superfície foliar, mas não apresentou efeitos sobre a absorção de Mn-EDTA. A absorção de MnCO3 seguiu comportamento linear, sendo absorvido muito lentamente. A aplicação de glifosato em conjunto com o MnSO4 aumentou a atividade da enzima superóxido dismutase (SOD), provavelmente devido à indisponibilização de Mn para absorção foliar. Os resultados apresentados neste estudo mostram que a eficiência da adubação foliar com Mn é reduzida devido a interações que ocorrem em soluções em que há a disponibilização de íons Mn2+ livres para complexação em pH acima de 2,5. Não foram encontradas evidências de complexação dentro da planta. Neste sentido, a escolha de fontes quelatadas, como o Mn-EDTA, é uma alternativa que pode viabilizar a aplicação de misturas de tanque em lavouras de soja resistentes ao glifosato sem perda eficiência na operação
 
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Data de Publicação
2022-10-24
 
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