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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.64.2022.tde-26042023-150917
Document
Author
Full name
Gustavo Vinicios Munhoz Garcia
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Tornisielo, Valdemar Luiz (President)
Guimarães, Ana Carolina Dias
Pedroso, Rafael Munhoz
Title in Portuguese
Comportamento de herbicidas pré-emergentes em palhadas de diferentes plantas de cobertura
Keywords in Portuguese
Interação química
Mobilidade
Plantio-direto
Retenção
Risco ambiental
Abstract in Portuguese
A palhada presente em sistemas tropicais de cultivo contribui para o controle de plantas daninhas. Ao mesmo tempo em que, quando associada ao controle químico, pode resultar na redução da eficácia produto. Herbicidas pré-emergentes como diclosulam e diuron são aplicados diretamente sobre o solo ou sobre a palhada. Ao serem aplicados no ambiente, esses herbicidas estão sujeitos a processos de transporte, retenção e degradação. A palhada pode ser uma barreira para que o herbicida atinja o banco de sementes do solo, reduzindo a eficácia do produto. E geralmente, essa retenção é atribuída à uma barreira física, sem considerar as possíveis interações químicas entre palhada e herbicida. Com isso, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da palhada na retenção e mobilidade de 14C-diclosulam e 14C-diuron, assim como os mecanismos envolvidos nessa interação. Para avaliar esses parâmetros, foram realizados estudos com técnicas radiométricas, espectroscópicas e microscópicas, em diferentes tipos de palhada (nabo-forrageiro NF, trigo-mourisco TM, aveia-preta AP). A retenção de diurom e diclosulam é influenciada pelo tipo e quantidade de palhada (p<0,05). Altas taxas de sorção de diuron (~45%) e diclosulam (~28%) foram observadas em palhada de AP. Enquanto menores quantidades de diclosulam (~22%) e diuron (~33%) foram sorvidas na palhada de NF. Maior sorção e menor dessorção foram observadas na palhada de AP, com maior lipofilicidade. Em quantidades 2,5 t ha-1 cerca de 81-100% do diclosulam e 76-93% do diuron foram capazes de transpor a palhada. Com o aumento da quantidade de palhada (2,5 para 5 t ha-1), ocorre a redução de 14 - 20% da lixiviação do diclosulam e 23 - 30% do diuron. Análises por microscopia eletrônica de varredura evidenciaram alterações nas estruturas anatômicas da palhada de NF e TM após a sorção, resultado do processo de hidratação. Enquanto para AP, espaços porosos estão presentes aumentando a sorção e aprisionamento físico das moléculas. Foram encontradas alterações químicas na interação palhada-herbicida, como as ligações de aminas alifáticas e haloalcanos (C-Cl e C-F). Essa barreira química é resultante da interação entre os compostos da palhada (como celulose, hemicelulose, lignina) com radicais do herbicida. Dessa forma, o processo de retenção de herbicidas pré-emergentes na palhada se caracteriza como físico e químico, influenciado por aspectos químicos, físicos e anatômicos da palhada. Evidenciando os mecanismos de interação entre herbicidas e materiais orgânicos na redução da disponibilidade dessas moléculas no ambiente. Materiais orgânicos como a palhada podem atuar reduzindo o risco ambiental de herbicidas. Mas, também pode reduzir a eficácia de controle do herbicida contra o banco de sementes do solo
Title in English
Behavior of preemergent herbicides in the straw of different cover crops
Keywords in English
Chemical interaction
Environmental risk
Mobility
No-till system
Retention
Abstract in English
The straw present in tropical cropping systems contributes to weed control. At the same time, when associated with chemical control, it can result in reduced product efficacy. Pre-emergent herbicides such as diclosulam and diuron are applied directly to the soil or to the straw. When applied to the environment, these herbicides are subject to transport, retention, and degradation processes. Straw can be a barrier for the herbicide to reach the soil seed bank, reducing the efficacy of the product. And usually, this retention is attributed to a physical barrier, without considering the possible chemical interactions between straw and herbicide. Therefore, the objective of this work was to evaluate the influence of straw on the retention and mobility of 14C-diclosulam and 14C-diuron, as well as the mechanisms involved in this interaction. To evaluate these parameters, studies were conducted with radiometric, spectroscopic, and microscopic techniques on different types of straw (forage turnip - FT, buckwheat - BW, and black oat - BO). The retention of diuron and diclosulam is influenced by the type and amount of straw (p<0.05). High sorption rates of diclosulam (~28%) and diuron (~45%) were observed in BO straw. While lower amounts of diclosulam (~22%) and diuron (~33%) were sorbed in FT straw. Higher sorption and lower desorption were observed in the BO straw, with higher lipophilicity. At 2.5 t ha-1 about 81 - 100% of diclosulam and 76 - 93% of diuron were able to pass through the straw. With increasing the amount of straw (2.5 to 5 t ha-1) a reduction of 14 - 20% of diclosulam and 23 - 30% of diuron leaching occurs. Scanning electron microscopy analysis showed changes in the anatomical structures of the FT and BW straw after sorption, a result of the hydration process. While for AP, porous spaces are present increasing sorption and physical trapping of the molecules. Chemical changes were found in the straw-herbicide interaction, such as aliphatic amine bonds and haloalkanes (C-Cl and C-F). This chemical barrier results from the interaction between straw compounds (such as cellulose, hemicellulose, and lignin) with herbicide radicals. Thus, the retention process of pre-emergent herbicides in straw is characterized as physical and chemical, influenced by chemical, physical and anatomical aspects of the straw. Evidencing the mechanisms of interaction between herbicides and organic materials in reducing the availability of these molecules in the environment. Organic materials such as straw can act to reduce the environmental risk of herbicides. But it can also reduce the control efficacy of the herbicide against the soil seed bank
 
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Publishing Date
2023-05-24
 
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