Fitorremediação de solos contaminados com herbicidas imazetapir e imazapique

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Revista Brasileira de Iniciação Científica, Itapetininga, v. 4, n. 4, 2017, Edição Especial UFABC

Fitorremediação de solos contaminados com herbicidas imazetapir

e imazapique

Phytoremediation of soil contaminated with imazethapyr and

imazapic herbicides

Luísa Helena dos Santos Oliveira, luisa.oliveira@ufabc.edu.br Emely Parise Branco, emelyparise@hotmail.com

Júnia Siqueira Lino, juniasiq@gmail.com Universidade Federal do ABC, Santo André, São Paulo

Submetido em 01/03/2017

Revisado em 01/03/2017 Aprovado em 02/05/2017

Resumo: Neste trabalho avaliou-se o potencial fitorremediador de Canavalia

ensiformis em diferentes concentrações do herbicida Imazetapir e Imazapique. A

planta cresce nas concentrações escolhidas; a massa seca aumenta conforme a concentração e, ainda que, a espécie Raphanus sativus, que é sensível ao herbicida, cresceu no solo fitorremediado. Diante disso concluímos que a Canavalia ensiformis apresenta grande potencial fitorremediador do herbicida imazetapir e imazapique.

Palavras chave: fitorremediação, herbicida, Canavalia ensiformis,

imazetapir/imazapique

Abstract: The aim of this study was to evaluate the phytoremediation potential of

Canavalia ensiformis at different concentrations of the herbicide Imazethapyr and

Imazapic. The plant grows in the chosen concentrations, dry mass increases as the concentration and although the Raphanus sativus species that is sensitive to the herbicide, grew up in a soil that has being phytoremediated. Thus we conclude that the

Canavalia ensiformis phytoremediation has great potential of imazethapyr and

imazapic herbicides.

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Introdução

Com a crescente preocupação com as áreas contaminadas por diversos compostos orgânicos tem-se optado por soluções que englobam: eficiência na descontaminação, simplicidade na execução, tempo demandado pelo processo e menor custo (Pires et al., 2003a). Com base nesse cenário, a biorremediação é a técnica que mais vem despertando o interesse. A biorremediação tem como objetivo descontaminar solo e água por meio da utilização de organismos vivos, como microrganismos e plantas (Pires et al., 2003a).

Dentro da biorremediação insere-se a fitorremediação, phytoremediation (phyto = vegetal + remediation = remediação), que foi estabelecido em 1991 para definir o uso de vegetais e dos microrganismos a eles associados, como instrumento para contenção, isolamento, remoção ou redução das concentrações de contaminantes em meio sólido, líquido ou gasoso (Embrapa, 2009).

Na fitorremediação de áreas poluídas é necessária a utilização de plantas que possuam determinadas características como uma boa capacidade de absorção, sistema radicular profundo, acelerada taxa de crescimento, fácil colheita e que apresentem uma grande resistência ao poluente (Coutinho et al, 2007).

Segundo Pires et al., 2003a, o desenvolvimento de moléculas herbicidas com efeito residual longo possibilitou o controle efetivo de plantas daninhas por um período de tempo maior, reduzindo com isso o número de aplicações. No entanto, tem-se observado a ocorrência de fitotoxicidade em culturas sensíveis (carryover) plantadas após a utilização desses herbicidas, cujo efeito residual varia de alguns meses até três anos ou mais dependendo das características do ambiente em que se encontram. Esse fenómeno tem sido observado com os diversos herbicidas (Coutinho el at, 2007).

Os contaminantes orgânicos apresentam maior diversidade molecular, complexidade de analise e estão mais sujeitos a transformações constantes, quando comparados com os contaminantes inorgânicos, com isso, trabalhar na fitorremediação de compostos orgânicos se torna mais difícil e exigem técnicas especializadas e de custo elevado.

Outro fator importante ao se trabalhar com herbicidas é a lixiviação das moléculas ou de seus metabólicos, que podem atingir camadas mais profundas do perfil do solo, e ainda o lençol freático. Quando o produto permanece por mais tempo no solo sem ser adsorvido aos coloides do solo, degradado e/ou mineralizado, a

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possibilidade de lixiviação é maior. Isso comprova que o comportamento do herbicida no solo será influenciado, entre outros fatores, pelas suas próprias características (Pires et al., 2003a).

Tem se ainda o fato de que os herbicidas podem ser, muitas vezes, tóxicos às plantas, principalmente onde ocorrem misturas desses compostos (aumento do espectro de ação) (PIRES et al., 2003a), o que dificulta a seleção de plantas resistentes e fitorremediadoras para este conjunto de compostos (Coutinho et al., 2007).

A redução mais rápida dos contaminantes em solos tratados com fitorremediação é atribuída ao maior número de microrganismos degradadores na rizosfera de algumas plantas, consequência das rizodeposições de nutrientes, tais como aminoácidos, polissacarídeos e outros compostos específicos (Pires et al., 2003a).

A ação desses organismos rizosféricos no aumento da taxa de degradação dos contaminantes orgânicos no solo é conhecida como fitoestimulação e constitui-se em um das principais técnicas de fitorremediação de herbicidas no solo (Santos et al, 2010).

Na literatura encontram-se vários trabalhos a respeito da fitorremediação de herbicidas como atrazina, metalaclor, trifloxisulfuron-sódio, glifosato e imazapir (Santos et al., 2010; Souza, et al., 1999). Com tudo os herbicidas do grupo químico das imidazolinonas, imazetapir e imazapique, são poucos estudados.

Os herbicidas imazetapir e imazapique são utilizados no Sistema Clearfield®, que são áreas de várzea de cultivo do arroz irrigado por inundação.

Esse sistema utiliza cultivares de arroz irrigado tolerantes aos herbicidas do grupo químico das imidazolinonas, o que possibilita o controle do arroz vermelho (Oryza sativa L.), principal planta daninha dessa cultura agrícola (Steele et al., 2002), responsável por grandes perdas no potencial produtivo da cultura de arroz e na qualidade do produto colhido (Villa et al., 2006). Quando aplicados na lavoura, uma proporção significativa desses herbicidas atinge o solo, onde são passíveis de serem absorvidos pelas raízes das plantas e/ou sorvidos aos coloides do solo (Kraemer et al., 2009).

Uma das características dos herbicidas imazetapir e imazapique é a sua longa persistência no solo (Villa, et al., 2006), pois apresentam meia-vida de 60 a 90 dias e

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120 dias, respectivamente (Rodrigues, 2005), o que resulta na redução do número de aplicações de herbicidas para o controle das plantas daninhas. Além disso, o imazetapir possui pKas de 2,1 e 3,9 e o imazapique 2,0; 3,9 e 11,1, caracterizando-os como ácidos fracos (Souto, 2011). E também possuem elevada solubilidade em água, sendo que para o imazetapir a solubilidade é 1400 mg/L e para o imazapique é de 2200 mg/L. (Rodrigues, 2005). Essas características esses compostos são facilmente influenciados pelo solo que o cerca.

O imazetapir e o imazapique apresentam como mecanismo de ação a inibição da enzima acetolactato sintase (ALS) (Vidal, 2002). A ALS participa da biossíntese dos aminoácidos valina, leucina e isoleucina em microrganismos e plantas. Esta enzima é o principal sítio de ação desses herbicidas, e, quando inibida, paralisa a divisão celular, reduz a síntese de proteínas, inibe a translocação de carboidratos e, consequentemente, reduz o crescimento das plantas (Ray, 1984).

As pesquisas mostram que a permanência desses herbicidas no solo causa, em arroz não tolerante, menos estande de plantas por efeito residual da associação imazetapir + imazapique, porém sem efeito na produtividade (Villa et al., 2006). Porém estudos constataram que o efeito residual desses herbicidas causaram perdas de produtividade sobre o arroz suscetível, e ainda, outros trabalhos demostraram a fitointoxicação ao milho, algodão, sorgo e arroz semeados há 52 semanas após a aplicação de imazetapir na cultura de soja (Johnson et al., 1993).

Neste trabalho, avaliou-se a ação fitorremediadora da Canavalia ensiformis em solos contaminados com o herbicida, composto pela mistura formulada de imazetapir + imazapique (75 + 25 g e.a. L-1), quantificando o crescimento da planta nas quatro diferentes concentrações do herbicida (200, 400, 1000 e 4000 mL/ha), bem como avaliando a fitotoxicidade das mesmas. Para averiguar o processo de fitoextração realizado pela Canavalia ensiformis no solo contaminado nas quatro concentrações diferentes do herbicida, foi realizado o plantio de Raphanus sativus com avaliação do crescimento e massa seca.

Materiais e Métodos

Descrição da espécie utilizada

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A Canavalia ensiformis é uma leguminosa de crescimento anual, porte ereto, herbácea, de hábito de crescimento determinado de 0,60 a 1,2 m de altura, e apresenta um crescimento determinado rápido com excelente cobertura de solo competindo com ervas daninhas indesejada. É resistente às altas temperaturas e à seca adaptando-se a solos pobres e tolerando sombreamento parcial, adapta-se tanto aos solos argilosos quanto aos arenosos, sendo pouco exigente em condições de fertilidade dos solos. (Embrapa, 2000)

Descrição do herbicida utilizado

De acordo com a BASF o Only é um herbicida sistêmico para uso exclusivo no Sistema de produção Clearfield no cultivo de arroz-vermelho. Pode ser aplicado pré e pós-emergência em uma única dose ou em aplicação sequencial em pré e em seguida pós-emergência. A grande maioria dos estudos encontrados sobre este herbicida ocorrem na região sul do Brasil.

O processo de aplicação do herbicida quando ocorre em uma única etapa, esta deve ser realizada em pós-emergência. Sendo duas aplicações o número máximo permitido.

No caso da aplicação sequencial esta ocorre na pré-emergência da cultura e das plantas daninhas. Para garantirmos que o processo de aplicação tenha um bom funcionamento a área deverá ser irrigada, caso não chova, até no máximo 5 dias após a aplicação.

A ação do herbicida é resultado da redução dos níveis de 3 aminoácidos alifáticos de cadeia ramificada, valina, leucina e isoleucina, através da inibição do ácido hidroxiacético sintetase (AHAS), uma enzima comum na via biossintética desses aminoácidos.

Esse processo de inibição interrompe a síntese proteíca, ou seja, interfere na síntese de DNA e no crescimento celular. O herbicida tem baixa toxicidade aguda em mamíferos, pois a biossíntese dos três aminoácidos e a enzima AHAS não ocorrem em animais.

A absorção do herbicida é pela folhagem e raízes, se transloca pelo xilema e floema para as regiões meristemáticas da planta, onde fica acumulado. A interrupção do crescimento das regiões meristemáticas ocorre logo após a aplicação, a clorose das folhas novas e a necrose dos tecidos podem demorar em algumas espécies até duas semanas.

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O Only® tem ação herbicida sobre a sementeira das plantas daninhas, através da atividade residual no solo.

O herbicida é composto por 75,0 g/L (7,5% m/v) de (RS)-5-ethyl-2-(4-isopropyl-4-methyl-5-oxo-2-imidazolin-2-yl) nicotinic acid (IMAZETAPIR- Equivalente ácido), 25,0 g/L (2,5% m/v) de (RS)-2-(4-isopropyl-4-methyl-5-oxo-2-imidazolin-2-yl)-5-methylnicotinic acid (IMAZAPIQUE - Equivalente ácido) e 920 g/L (92% m/v) de outros ingredientes .

Os herbicidas integrantes do grupo das piridina imidazolinona se diferenciam por um radical unido ao carbono 5 do anel piridina. O imazapir apresenta um hidrogênio (H) no lugar do radical (R); o imazapique, um grupo metil (CH3); o imazetapir, um grupo etil (CH3-CH2); e o imazamox, um grupo metoximetil (CH3 -O-CH2) (Tan et al., 2005).

Figura 1 - Estrutura química dos herbicidas do grupo da imidazolina piridina.

Fonte: Adaptado de Tan et al. (2005).

Preparação dos solos, semeadura, desenvolvimento e colheita.

O experimento foi realizado no laboratório de Processos Biológicos junto à Universidade Federal de ABC, SP, no ano de 2014; tendo sido utilizado o terra vegetal, com as seguintes características: pH=5,7; Densidade= 600 Kg/m³; Umidade= 40 %Peso/Peso; Condutividade elétrica= 1,4 Ms/Cm; Capacidade de retenção de água= 60%Peso/Peso.

As plantas foram cultivadas em jardineiras nas condições climáticas locais, o experimento teve três repetições para cada concentração diferente de herbicida (Souto, 2013). As sementeiras foram irrigadas em dias alternados.

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A aplicação do herbicida nas doses 200, 400, 1000 e 4000 (mL/ha) foi feita 48 horas antes da semeadura das plantas, o solo foi revolvido e irrigado com 200 mL de água, a fim de homogeneizar o herbicida.

A disposição das sementes de Canavalia ensiformis nas jardineiras seguiu a disposição da Figura 2 em cada buraco aberto colocou-se duas sementes.

Figura 2 - Disposição das sementes de Canavalia ensiformis nas jardineiras, 48 horas, após contaminação do solo com o herbicida.

A avaliação dos sintomas de fitointoxicação foi feita visualmente, seguindo a escala de 0 a 100%, sendo 0 a ausência de sintomas a 100% a morte da planta. Como base para a medição da altura das plantas foi determinado o meristema apical. As avaliações citadas anteriormente foram realizadas aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias após emergência (DAE).

Passados 60 dias após a emergência as plantas foram cortadas rentes ao solo, não sendo retiradas as raízes, avaliou-se a massa da matéria seca obtida por meio de pesagem do material retirado, secado em estufa de circulação forçada (33 ± 2 °C) por 96 horas.

Após sete dias, realizou-se a semeadura do Raphanus sativus (rabanete), que segundo Souto (2010) é uma planta que não apresenta potencial fitorremediador e é

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considera sensível ao herbicida, a fim de avaliar a capacidade fitorremediadora da espécie cultivada anteriormente no solo contaminado.

As sementes de Raphanus sativus foram dispostas com a distância média de três centímetros, seguindo indicação no verso do pacote das sementes. Após a germinação destas foi retirada a metade das mudas, sempre intercaladas.

Para a avaliação do potencial fitorremediador da planta anteriormente testada, as características consideradas foram fitointoxicação, estatura e massa da matéria seca da parte aérea da Raphanus sativus. Os sintomas de fitointoxicação e estatura da planta foram analisados conforme anteriormente. Aos 28 DAE, as plantas foram cortadas rente ao solo e avaliou-se a massa da matéria seca obtida do mesmo modo que a Canavalia ensiformis.

O Fluxograma 1 descreve o procedimento por etapas dos métodos experimentais utilizados neste experimento.

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Resultados e Discussão

Admitimos nesse experimento que não houve perda de herbicida por volatilização, uma vez que perdas por volatilização são desprezíveis para esse grupo de herbicida (Oliveira Jr. et al., 2011); e embora esse produto seja altamente móvel, apresentando alto potencial de deslocamento no solo (BASF®) teve-se o cuidado durante a irrigação de não deixar que vazasse água do mesmo, evitando assim a perda do herbicida.

Estatura das plantas Canavalia ensiformis

A seguir, temos as culturas de Canavalia ensiformis nos intervalos de 7 a 28 dias, nas diferentes concentrações do herbicida Imazetapir + Imazapique.

Para a analise da estatura das plantas utilizou-se os dados até o 28 DAE, devido ao fato de ter ocorrido uma alta taxa de mortalidade da Canavalia ensiformis no intervalo de tempo do 28 ao 35 DAE.

O efeito das doses da mistura de imazetapir + imazapique foi significativo (P=0,046) sobre a estatura das plantas em relação ao tempo e concentração, sendo que estas apresentam tolerância ao herbicida, o que corrobora com os resultados encontrados por Correa et al. (2010), onde e a espécie Canavalia ensiformis foi umas das mais tolerantes ao efeito do herbicida diclosulam.

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Figura 3 - Crescimento médio da Canavalia ensiformis no período de 7 a 28 DAE (dias após emergência), em função da concentração de herbicida.

Ao comparar o tamanho das plantas nas diferentes concentrações, observou-se que as plantas na concentração de 1000 mL/ha apreobservou-sentaram maior tamanho médio durante toda a analise, já a concentração de 4000 mL/ha apresentou menor tamanho médio.

Era esperado que na concentração zero, onde não havia herbicida, houvesse um maior crescimento das plantas, porém esse crescimento só foi maior que na concentração de 4000 mL/ha.

Observa-se ainda que na concentração de 1000 mL/ha as plantas apresentaram crescimento no período ao sete e 14 DAE, mantendo-se praticamente estáveis no resto do tempo. Diferente das outras concentrações em que as plantas apresentaram crescimento durante todo o período de análise.

A dose recomendada de aplicação do herbicida é de 1L/ha, diluídos em 40-50 litros de água mais adjuvantes, caso haja altas infestações de gramíneas a fim de se obter um melhor resultado recomenda-se a duas aplicações à primeira, em pré-emergência, na dose de 0,75 L/ha, e a segunda, em pós-pré-emergência, na dose de 0,5L/ha, totalizando 1,25 L/ha (BASF®).

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Em um estudo realizado por Martini (2010), em áreas com cultivo de arroz irrigado, demonstrou que a concentração de imazetapir e imazapique encontrada no solo após a colheita do arroz variava entre 190 e 550 mL/ha, dependendo do tipo de manejo de irrigação.

Segundo Pires (2003a) um dos pré-requisitos para que uma planta apresente potencial para fitorremediação é a tolerância ao contaminante, fato que pode ser inferido nesse estudo, já que as plantas cresceram em concentrações maiores do que as observadas em campo.

Figura 4 - Evolução da Canavalia ensiformis do 7 DAE aos 28 DAE, na sementeira 1, da concentração zero (controle).

Sementeira 1 – 7 DAE Sementeira 1 – 14 DAE

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Figura 5– Evolução da Canavalia ensiformis do 7 DAE aos 28 DAE, na sementeira 3, da concentração 200 mL/ha.

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Figura 6 – Evolução da Canavalia ensiformis do 7 DAE aos 28 DAE, na sementeira 2, da concentração 400 mL/ha.

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Não há foto.

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Fatores de fitointoxicação na Canavalia ensiformis

O herbicida em questão é absorvido pelas raízes e folhas, sendo transcolados pelo floema e xilema, acumulando-se nos pontos de crescimento (Kreamer, 2008). O controle é proporcionado pela inibição da enzima acetolactato sintatese (ALS), essencial no processo de síntese de aminoácidos de cadeia ramificada (valina, leucina e isoleucina). O efeito fitotóxico das imidazolinonas é causado pela deficiência destes aminoácidos, provocando a diminuição na síntese de proteínas e de DNA, na divisão celular, na translocação de fotossintatos aos pontos de crescimentos. Isto provoca redução no crescimento das plantas, no alongamento das folhas e cloroses entre as nervuras (Shane & Singh, 1993).

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Os fatores visualizados na Canavalia ensiformis (Figura 9) foram dispostos na Tabela 5 abaixo, onde foram classificados com a representatividade de 25% quando presentes.

Figura 9 - Exemplo de cotilédone com sinais pretos, (a) Sinais pretos, (b) cotilédones secando, (c) perda de cotilédones, (d) coloração.

(a) (b)

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Tabela 1 – Fatores de fitointoxicação avaliados visualmente. Sintomas da fitointoxicação Representativida de (%) Sinais pretos 25 Cotilédone secando 25 Perda de cotilédone 25 Coloração 25

Com a análise das anotações semanais (Tabela 6), feitas juntamente com a medida da estatura, podemos observar que das plantas que apresentaram sintomas: 50% das mudas apresentaram ao menos um fator de fitointoxicação, 28% dois fatores, aproximadamente 3% três fatores e 19% morreram, não houve muda que tivessem os quatro fatores observados.

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Tabela 2 – Observações dos fatores de fitointoxicação da Canavalia ensiformis, durante 28 dias após o plantio da mesma, como concentração do herbicida (mL/ha) e características físicas (cor e aspectos das folhas, presença de pigmentação preta, e tamanho das plantas e folhas) das plantas nas

sementeiras I, II e III, observando as porcentagens de fitorremediação, nas diferentes mudas (M1, M2, M3, M4, M5 E M6).

Data

Concentra-ção (mL/ha)

Características físicas

Sementeira I % de

fitointoxicação Sementeira II % de fitointoxicação Sementeira III % de fitointoxicação

02/06/2014

0 - 0 - 0 M1 apresenta uma coloração

amarelada M1 – 25

200

mudas apresentam sinais pretos nas partes nos

cotilédone

M - 25

M2 esta murcha e com a parte cotilédone preto e de tamanho

reduzido

M2 - 25 M3 apresenta uma parte

rachada no cotilédone 0

400 M4 apresenta sinais pretos M4 - 25

M2 e M5 apresentam sinais pretos e a M5 apresenta ainda uma folhagem verde mais clara

M2 - 25 M5 - 50

M3 e M4 apresentam pontos pretos nos cotilédone e M3 apresenta folhas verdes mais

claras

M3 – 50 M4 - 25

1000 M5 apresenta tom de verde

diferente M5 - 25

M1 perdeu uma parte do seu cotilédone e M5 seus cotilédone

estão secos, com tamanhos reduzidos.

M1 - 25 M5 - 25

M2 apresenta pontos pretos nos cotilédone e a M6 também mas em menor

quantidade

M2 - 25 M6 - 25

4000 M5 apresenta pontos pretos

nos cotilédone M5 - 25 - 0 - 0

09/0

6/

201

4

0 M6 -parece seca 0 M1 tem folhas amarelas M1 -25

M1 perdeu os cotilédone, M2 e M3 cotilédone amarelos, M6 germinando M1 - 50 M2 – 25 M3 - 25

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Continuação: Tabela 6 – Observações dos fatores de fitointoxicação da Canavalia ensiformis, durante 28 dias após o plantio da mesma, como concentração do herbicida (mL/ha) e características físicas (cor e aspectos das folhas, presença de pigmentação preta, e tamanho das plantas e folhas)

das plantas nas sementeiras I, II e III, observando as porcentagens de fitorremediação, nas diferentes mudas (M1, M2, M3, M4, M5 E M6).

Data Concentra-ção (mL/ha) Características físicas Sementeira I % de fitointoxicação Sementeira II % de

fitointoxicação Sementeira III % de fitointoxicação

09/

06/

201

4

200 cotilédone secando M - 50 M2 esta murcha, tem coloração preta no

caule e cotilédone secando M2 - 50

M1 morreu apresenta uma

coloração preta na base, M1 - 100

400 M4 apresenta sinais pretos M4 - 25 todos os cotilédones secando e M5-

folhagem verde mais clara

M2 - 50 M3 - 25 M5 - 75 M6 - 25

cotilédone secando menos a da M3 e M2 germinando M1 - 25 M3 – 50 M4 - 50 M5 - 25 1000 M5 apresenta um tom de verde diferente M5 - 25

M1- aparenta estar morta/seca, M3 e M6 folhagem verde mais clara, ainda M6 sem

cotilédone M1 – 100 M2 – 25 M3 - 25 M6 - 50 M4,M5 e M6- cotilédone secando M2 - 25 M4 – 25 M5 - 25 M6 - 50 4000 cotilédone secando M2 - 25 M5 - 50 - 0 - 0 16/ 06/20 14 0 M6 esta morrendo 0

folhas e cotilédone murcho (M5,M6) M3 morrendo M1 -25 M5 - 25 M6 - 25 mudas perdendo os cotilédone amarelos, M1 quase morta M1 - 50 M2 - 25 M3 - 25 M6 - 25

200 M4 caída quase totalmente

murcha M4 - 50 M4 folhas murchando M2 - 50

folhas M4 menores e

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Continuação: Tabela 6 – Observações dos fatores de fitointoxicação da Canavalia ensiformis, durante 28 dias após o plantio da mesma, como concentração do herbicida (mL/ha) e características físicas (cor e aspectos das folhas, presença de pigmentação preta, e tamanho das plantas e folhas) das plantas nas sementeiras I, II

e III, observando as porcentagens de fitorremediação, nas diferentes mudas (M1, M2, M3, M4, M5 E M6).

Data Concentra-ção (mL/ha)

Características físicas Sementeira I % de

fitointoxicação Sementeira II % de fitointoxicação Sementeira III % de fitointoxicação

16 / 06 / 20 14

400 M4 apresenta sinais pretos M4 - 25 sem cotilédone todas maiores/ M6 secando/ verde mais claro M5

M2 - 50 M3 - 50 M5 - 75

M6 - 50 M1 folhas murchando

M1 - 25 M3 - 50 M4 - 50 M5 - 25

1000 M6 perdeu os cotilédone M5 - 25 M6 - 25 M6 sem cotilédone/ cotilédone secando M1 - 100 M2 - 25 M3 - 25

M6 - 50 M5 secando

M2 - 25 M4 - 25 M5 - 25 M6 - 50

4000 M1 murchou M2 - 25 M5 - 50 M1 cotilédone secando M1 - 25 folhas murchando 0

23/06/

2

014

0 M6 esta morrendo 0 M3 morrendo/ M5 folhas

murchas/cotilédone secando M1 -25 M5 - 25 M6 - 25

M1 morreu/ dois cotilédone murchando/ M6 folhas amarelas

M1 - 100 M2 - 25 M3 - 25 M6 - 50

200 mudas murcharam M4 - 50 M4 murchando M2 - 50 M3 tem as folhas repartidas M1 - 100

400 - M4 - 25 M3 viva, resto morreu M2 - 100 M3 - 50 M5 - 100

M6 - 100 M1 murcha

M1 - 25 M3 - 50 M4 - 50 M5 - 25

1000 M5 murchando M5 - 25 M6 - 25 M2 murchando/ M6 verde mais claro M1 - 100 M2 - 25 M3 - 25

M6 - 75 M5 murchando

M2 - 25 M4 - 25 M5 - 25 M6 - 50

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Massa da matéria seca da parte aérea da Canavalia ensiformis

Com os dados coletados da massa seca (Figura 10), observou-se que o aumento da massa seca da parte aérea esta correlacionado com o aumento da concentração do herbicida.

Figura 10 – Massa seca média, em gramas, da parte aérea da Canavalia ensiformis

aos 60 DAE, em função da concentração de herbicida.

O efeito das doses de imazetapir + imazapique causou o aumento médio da massa seca da parte aérea das mudas, o que era esperado pois o herbicida fica acumulado na parte meristemática da planta. Também foi observado que houve um aumento da massa seca com o aumento da concentração de herbicida, podendo assim inferir que o herbicida foi absorvido pela planta em maior quantidade nas maiores concentrações.

Resultados corroborados por Correa el al (2010), que observou que a

Canavalia ensiformis apresentou maior acúmulo de biomassa na fitorremediação

de solo contaminado com o herbicida diclosulam.

Estatura das plantas Raphanus sativus

Para a analise do efeito das doses da mistura de imazetapir + imazapique, remiadas pela Canavalia ensiformis, ultizou-se os dados até 21 DAE, devido ao

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fato de ter ocorrido uma alta taxa de mortalidade no intervalo de tempo do 21 a 28 DAE.

A seguir, temos as culturas de Raphanus sativus nos intervalos de 7 a 21 dias, nas diferentes concentrações do herbicida Imazetapir + imazapique.

Figura 11 – Crescimento médio, em cm, da Raphanus sativus no período de 7 a 21 DAE (dias após emergência) em função da concentração de herbicida.

Para o período de 7 e 14 DAE, pode-se observar que a Raphanus sativus plantadas nas sementeiras com menor concentração de herbicida cresceram mais que as plantadas nas sementeiras com maior concentração, exceto para a concentração de 1000 mL/ha que apresentou uma altura média maior que a concentração de 400 mL/ha.

Para o período de 21 DAE começou a ocorrer à morte de algumas plantas, afetando na altura média das concentrações zero e 1000 mL/ha. Para a concentração zero, pode-se associar o começo da mortalidade com a atividade de microbiana no solo, uma vez que o herbicida influencia a mesma.

Era esperado que nas menores concentrações do herbicida a Raphanus

sativus apresenta-se uma estatura média maior que em maiores concentrações

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e, em associação, ao potencial remedior da Canavalia ensiformis, que absorve o herbicida.

Bond el at. (2006) mencionam que o aumento da dose do herbicida (em efeito residual) resultam no aumento da fitoxicidade, reduzindo o tamanho da

Raphanus sativus entre outras, o que corrobora com os resultados encontrados

neste trabalho.

Figura 12 – Evolução da Raphanus sativus do 7 DAE ao 21 DAE, na

sementeira 2, da concentração zero (controle).

Sementeira 2 – 07 DAE Sementeira 2 -14 DAE

(25)

Figura 13 – Evolução da Raphanus sativus do 7 DAE ao 21 DAE, na

sementeira 2, da concentração 200 mL/ha.

(26)

Figura 14– Evolução da Raphanus sativus do 7 DAE ao 21 DAE, na sementeira

3, da concentração 400 mL/ha.

(27)

Figura 15 – Evolução da Raphanus sativus do 7 DAE ao 21 DAE, na

sementeira 2, da concentração 1000 mL/ha.

Sementeira 2 – 07 DAE Sementeira 2 - 14 DAE

(28)

Figura 16 – Evolução da Raphanus sativus do 7 DAE ao 21 DAE, na

sementeira 1, da concentração 4000 mL/ha.

Sementeira 1 – 21 DAE

Fatores de fitointoxicação na Raphanus sativus.

A analise dos fatores de fitointoxicação, observadas na Canavalia

ensiformis, não foram observados nas mudas de Raphanus sativus. As mudas

nessa etapa estavam sempre caracterizadas com um mesmo tom de verde, sem manchas pretas características e não houve observação de perda de folhagem. Acreditamos que a influência da contaminação residual no solo tenha sido insuficiente para causar tais fatores, o que pode nos demonstrar que o processo de fitoextração realizado pela Canavalia ensiformis, num primeiro momento, ocorreu de forma satisfatória. Contudo vale ressaltar, que nem nenhuma muda, nem nenhuma das concentrações, houve a formação de raiz tuberosa.

Massa da matéria seca da parte aérea da Raphanus sativus

Com os dados coletados da massa seca plotou-se o gráfico da Figura 17

(abaixo).

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Figura 17 – Massa seca média, em miligramas, da parte aérea da Raphanus

sativus aos 28 DAE, em função da concentração de herbicida.

Pode-se observar pelo gráfico que as concentração de 200 mL/ha foi quem apresentou maior massa seca média, seguida da 1000 mL/ha. As concentrações de 400 e 4000 mL/ha apresentaram a mesma massa seca média. E a menor massa seca média foi representada pelo controle, que apresentou maior mortalidade de mudas.

Sousa et al (2012) observaram que para a as concentrações 100 g/ha e 200g/ha do herbicida, residual no solo, a cultura de Raphanus sativus sofreram reduções de massa seca área em, respectivamente, 49% e 98%. Porém nesse estudo não houve a fitorremediação do solo.

Não foram encontrados na literatura estudos que tenham usado a

Raphanus sativus como bioindicadora de solo fitorremediado.

Segundo Kraemer (2008) a sorção desse tipo de herbicida é afetada principalmente pelo pH (inversamente proporcional), matéria orgânica e argila do solo (diretamente proporcional). Sendo ainda a responsável pelo regulamento do comportamento das imidazolinas no solo, determinando quanto do herbicida estará disponível para fotólise, degradação microbiana, lixiviação e quanto

(30)

poderá ser absorvido pelas plantas. Assim a sorção influencia na eficiência e na persistência do herbicida.

A degradação desse herbicida pode se dar pela fotólises (Curran et al, 1992), que em condições de campo não é uma via importante de dissipação (Kraemer, 2008); podem ser lixiviados para fora da região de absorção das plantas (Jourdan et al., 1998; McDowell et al., 1997); mas a principal via de degradação destes herbicidas no solo é por ação de microrganismos (Loux e Resse, 1993); tem-se ainda que a hidrólise não é uma via de dissipação relevante para esse grupo de herbicida (Kraemer, 2008).

A degradação biológica pode acontecer em condições de aerobiose exclusivamente, como é o caso de imazetapir (Shaner & O’Connor, 1991), ou em condições de aerobiose e anaerobiose, como no caso de imazapir (Wang el al., 2006). Quando as condições ambientais favoreceram o desenvolvimento dos microrganismos e a biodisponibilidade dos herbicidas, a degradação das imidazolinonas aumenta (Kraemer, 2008).

A temperatura do solo afeta a degradação das imidazolinas, sendo que em solos cultivados sob temperaturas de 18 e 35ºC, a degradação do imazetapir foi de 66 e 100%, respectivamente (Basham & Lavy, 1987). Basham & Lavy (1987) e Baughman & Shaw (1996) demostraram que imazetapir e imazapique foram mais persistentes em solos frios e secos do que em solos aquecidos e úmidos. As variações de temperatura do ar durante o experimento foi de 9ºC a 18ºC, o que pode ter contribuído para manter a temperatura do solo baixa, diminuindo a capacidade de degradação do imazetapir.

Pellerin & Webster, (2004), afirmam que a época de aplicação do imazetapir é mais critica do que a dose utilizada. Esses autores mostraram que para se obter o controle completo de plantas daninhas devem ser aplicadas sequencias de imazetapir, em pré-emergência (50% a 60%) e em pós-emergência (50% ou 40%). Nesse estudo utilizou-se apenas a aplicação em pré-emergência, sendo avaliada a fitorremediação para esse caso.

A seletividade, base da fitorremediação, está relacionada com o translocamento de compostos orgânicos para outros tecidos da planta e subsequentemente volatilizados, podendo ainda sofrer degradação (parcial ou completa) ou ser transformados em compostos menos tóxicos, especialmente

(31)

menos fitotóxicos, combinados e/ou ligados a tecidos das plantas (Accioly & Siqueira, 2000).

Segundo Salt et al. (1998), a maioria dos orgânicos parece sofrer algum grau de transformação nas células das plantas antes de serem isolados em vacúolos ou ligarem-se a estruturas celulares insolúveis, com a lignina.

Para Chiristoffoleti (2001) a maior parte dos casos de resistência de plantas daninhas aos herbicidas inibidores da ALS, o mecanismo de resistência é decorrente de uma alteração da ALS no sítio-alvo do herbicida, que a torna insensível.

Conclusões

Estudos sobre o processo de fitorremediação têm sido de extrema importância para a sociedade atual, uma vez que é crescente e cobrada a necessidade de pensar e agir sustentavelmente. Estudos realizados com a

Canavalia ensiformis destacam a sua capacidade de fitoextração para o

herbicida composto pela mistura de Imazetapir e Imazapique( 75 +25 g/L) acumulando-o na parte aérea (meristemática), tendo menor crescimento e sofrendo com os fatores de fitointoxicação.

O processo de fitoextração realizado pela Canavalia ensiformis foi satisfatório uma vez que as caraterísticas analisadas: crescimento, massa seca e fatores fitointoxicadores corroboraram com estudos já realizados. A análise estatística destacou que o efeito das doses da mistura de imazetapir + imazapique foi significativo (P=0,046) sobre a estatura das plantas em relação ao tempo e concentração.

A segunda etapa do nosso estudo destacou novamente a efetividade do processo de fitoextração, pois a Raphanus sativus, planta considerada sensível ao herbicida, cresceu em todas as concentrações e não apresentou fatores de fitointoxicação. Contudo a massa seca da parte área apresentou um comportamento diferente, variando entre as concentrações. Demonstrando que para algumas concentrações a fitorremediação foi mais eficiente, no caso de 100 e 1000 mL/ha, do que para as outras concentrações.

Portanto o experimento foi realizado com êxito, uma vez que a Canavalia

ensiformis fitorremediou o solo, sendo possível, posteriormente, o crescimento

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necessidade de estudos complementares para afirmarmos quantitativamente o efeito da fitoextração.

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