UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE GURUPI MESTRADO EM PRODUÇÃO VEGETAL
IMPACTO DE HERBICIDAS NA NODULAÇÃO E NA PRODUTIVIDADE DO FEIJÃO-CAUPI.
FABIO PINTO DOS REIS MONTEIRO
GURUPI-TO JANEIRO DE 2012
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FABIO PINTO DOS REIS MONTEIRO
IMPACTO DE HERBICIDAS NA NODULAÇÃO E NA PRODUTIVIDADE DO FEIJÃO-CAUPI.
Dissertação apresentada ao Mestrado em Produção Vegetal da Universidade Federal do Tocantins, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Produção Vegetal - Área de Concentração em Fitossanidade.
GURUPI-TO JANEIRO DE 2012
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Trabalho realizado junto ao curso de Mestrado em Produção Vegetal da Universidade Federal do Tocantins, sob a orientação do Profº Dr. Marcelo Rodrigues Reis, com o apoio
financeiro do Conselho Nacional de Pesquisa Científica (CNPq).
Banca examinadora:
____________________________________________ Prof. Dr. Marcelo Rodrigues dos Reis - Universidade Federal de Viçosa (Orientador)
____________________________________________ Prof. Dr. Aloísio Freitas Chagas Junior - Universidade Federal do Tocantins (Co-Orientador)
____________________________________________ Prof. Dr. Gil Rodrigues dos Santos - Universidade Federal do Tocantins (Examinador)
____________________________________________ Prof. Dr. Cláudio Pagotto Ronchi - Universidade Federal (Examinador)
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A Deus pelo amor incondicional. Aos meus pais Antônio da Silva Monteiro e Valdaires Pinto dos Reis pelo incentivo e confiança depositados no decorrer de minha vida acadêmica.
As minhas irmãs pelo incentivo e força. A todas as pessoas que acreditaram no meu potencial, principalmente aos meus amigos e parentes.
DEDICO
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AGRADECIMENTOS
A Deus, por toda honra e toda glória, pelo amor incondicional, por sempre estar presente me proporcionando: força, vitória, paz, saúde, alegria e sucesso.
A minha mãe pelo incentivo e sacrifícios que fizeram por minha formação.
Aos meus amigos e orientadores professores Dr. Aloísio Freitas Chagas Junior e Dr. Marcelo Rodrigues Reis pela orientação, pelo convívio, confiança, dedicação e amizade durante todo o mestrado.
Ao Diretor do Campus Universitário de Gurupi–UFT, Dr. Eduardo Andrea Erasmo Lemus, pela amizade, e ajuda na concessão dos herbicidas e insumos agrícolas, pois seria impossível o desenvolvimento desse projeto de dissertação não fosse o mesmo, muito obrigado.
Ao Coordenador do Mestrado em Produção Vegetal Dr. Gil Rodrigues dos Santos, pela amizade, confiança e compreensão.
Aos professores do mestrado em Produção Vegetal pelos valiosos ensinamentos repassados.
À Universidade Federal do Tocantins, pelo apoio institucional e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela concessão da bolsa de estudos e apoio financeiro.
A todos os funcionários do Laboratório de Fitopatologia e Laboratório de Solospela inestimável colaboração na realização deste trabalho.
Aos meus amigos e companheiros: Pedro Henrique, Higor Barbosa Reis, Rogério Cesar, Rogerio Melo, Marcos Vinicius, Ariadila, Bruno Visioli, Thomas, Renato, Michel Antônio Dotto, Melquezedeque do Vale Nunes, João Josué Batista Neto e outros que foram importantes para o desenvolvimento desse trabalho, e concretização dessa meta.
As minhas irmãs: Poliana, Lussandra e Alessandra, pela amizade, atenção e confiança.
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Aos meus avos Vitorino Pinto da Fonseca (in memoria) e Maria dos Reis Fonseca por todo carinho, atenção e confiança.
A meus amigos (as) e colegas: Suelen Lobo, Lourdes, Rita de Cassia Rolando, Rodrigo, Deyvid, Marcos Vinicius, Maria Tereza, Adriana, Flavio Henrique, Antônio Cleiton, Carlos Sergio, Rodrigo, Mario Pombal, Cassius, Hélcio, Neusirval, Luciano, Marcelo, Ana Carla, Miguel e Andrea, pelo carinho, admiração, incentivos e força.
A meus tios (as), Valdemir, Raimundo Nonato, por terem me acolhido em sua casa durante todo o curso de graduação e boa parte do mestrado.
Aos meus tios, Valdete, Vanderlon e Vilmar, pela ajuda durante todos esses anos. Aos Meus primos, Leandro, Fabrício, Fabiano, Renato, Cleomar, Marcos Victor e Lucas, pela amizade e força.
A todos os meus familiares e amigos, pelo carinho e admiração, por sempre acreditar no meu potencial.
E finalmente, a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a execução desse trabalho, os meus sinceros agradecimentos.
Obrigado a todos.
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SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... vi
LISTA DE TABELAS... viii
RESUMO ... x
ABSTRACT ... xii
INTRODUÇÃO GERAL ... 1
CAPÍTULO I – EFEITO DE HERBICIDAS NO CRESCIMENTO E NODULAÇÃO DO FEIJÃO-CAUPI ... 5
Resumo... 6
Abstract ... 7
Introdução... 8
MATERIAL E MÉTODOS... 10
Experimento de casa de vegetação ... 10
Experimento de campo... 12
RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 14
Experimento de casa de vegetação ... 14
Experimento de campo... 19
CONCLUSÕES ... 31
Experimento de casa de vegetação ... 31
Experimento de campo... 31
CAPÍTULO II – EFEITO DE HERBICIDAS NO CRESCIMENTO E NODULAÇÃO DO FEIJÃO-CAUPI ... 32
RESUMO ... 33
ABSTRACT ... 34
INTRODUÇÃO ... 35
MATERIAL E MÉTODOS... 37
Experimento de casa de vegetação ... 37
8
Experimento de campo... 38
RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 42
Experimento de casa de vegetação ... 42
Experimento de campo... 46
CONCLUSÕES ... 61
Experimento de casa de vegetação ... 61
Experimento de campo... 61
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 62
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LISTA DE FIGURAS CAPÍTULO I
Figura 1. Eficiência Relativa de feijão-caupi inoculado com rizóbio e testemunha, em relação ao tratamento adubado com nitrogênio (ureia), em função da aplicação de herbicidas nas doses recomendadas (DR) e dobro da recomendada (DDR) ... 19
Figura 2: Numero de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida bentazon em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo... 22
Figura 3: Numero de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida clethodim em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo... 23
Figura 4:Numero de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida fomesafen em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo... 25
Figura 5: Numero de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida metolachlor em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo... 26
Figura 6. Eficiência Relativa de feijão-caupi inoculado com rizóbio e testemunha, em relação ao tratamento adubado com nitrogênio (uréia), em função da aplicação de herbicidas nas doses recomendadas (DR) e dobro da recomendada (DDR) ... 27 Figura 7: Índice de eficiência simbiótica das estirpes de rizóbio dos tratamentos com diferentes herbicidas, em relação ao N total acumulado em feijão-caupi, 55 dias após o plantio
... 29 vi
10 CAPÍTULO II
Figura 1: Número de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados a diferentes herbicidas: fomesafen, fluazifop e fomesafen + fluazifop nas doses recomendadas em quatro épocas de avaliação em condições de campo ... 50
Figura 2:Número de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados a diferentes herbicidas: trifuralin e pendimenthalin nas doses recomendadas (DR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo ... 52
Figura 3: Número de nódulos (NN) e matéria seca de nódulos (MSN) associados a diferentes herbicidas: s-metolachor, bentazon, clethodim e oxadiazon nas doses recomendadas (DR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 60 dias após o plantio (DAP) em condições de campo
... 53
Figura 4:Eficiência Relativa de feijão-caupi inoculado com rizóbio e testemunha, em relação ao tratamento adubado com nitrogênio (ureia) em função da aplicação de herbicidas nas doses recomendadas ... 54
Figura 5: Índice de eficiência simbiótica das estirpes de rizóbio dos tratamentos com diferentes herbicidas, em relação ao N total acumulado em feijão-caupi, 55 dias após o plantio
... 56
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LISTA DE TABELAS
CAPÍTULO I
Tabela 1. Porcentagem de massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), número de nódulos (NN) e massa seca dos nódulos (MSN) em feijão-caupi inoculado com rizóbio em função de aplicação de herbicidas em dose recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR) em relação a testemunha inoculada... 17
Tabela 2. Massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), número de nódulos (NN) e massa seca dos nódulos (MSN), no feijão-caupi inoculado com rizóbio em função de aplicação de herbicidas em dose recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR)... 21
Tabela 3. Teor (TN) e acúmulo de nitrogênio na parte aérea (ANPA) de feijão caupi... 28
Tabela 4. Produtividades de feijão caupi (Kg ha-1) em função da aplicação de herbicidas nas doses recomendadas (DR) e dobro da recomendada (DDR), em Gurupi – TO, 2011 ... 30
CAPÍTULO II
Tabela 1. Diferentes herbicidas e doses aplicadas sobre estirpes de rizóbio em meio de cultura ... 37
Tabela 2. Doses e épocas de aplicação dos herbicidas sobre o feijão-caupi e estádio de desenvolvimento da cultura ... 39
Tabela 3. Resistência e sensibilidade de estirpes de rizóbio a diferentes herbicidas na dosagem recomendada do produto para o feijão-caupi ... 43
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Tabela 4. Resistência e sensibilidade de estirpes de rizóbio a diferentes herbicidas na dosagem dobro da recomendada do produto para o feijão-caupi ... 43
Tabela 5A. Massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), em feijão-caupi inoculado com rizóbio em função de aplicação de herbicidas1... 44
Tabela 5B. Massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), em feijão-caupi inoculado com rizóbio em função de aplicação de herbicidas(1... 47
Tabela 6. Teor (TN) e acúmulo de nitrogênio na parte aérea (ANPA) de feijão-caupi1... 49
Tabela 07. Fitointoxicação, controle de monocotiledôneas e dicotiledôneas na cultura do feijão-caupi após aplicação dos herbicidase... 55
Tabela 08. Peso de grãos de cinco vagens (PG5V), número de grãos de cinco vagens (NG5V), comprimento de cinco vagens (C5V), peso de 100 grãos (P100G), peso total de vagens (PTV), peso total dos grãos (PTG) e produtividade (PROD) de feijão-caupi inoculado com rizóbio e diferentes herbicidas ... 59
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RESUMO
No Brasil, o feijão-caupi é mais cultivado nas regiões Nordeste e Norte, constituindo uma importante fonte de proteína de baixo custo. Recentemente, o feijão-caupi vem sendo introduzido também nos Cerrados, principalmente por sua compatibilidade com o sistema de rotação de cultura e também como cultura principal. Porém, apresenta baixo rendimento de grãos, sendo relacionado, principalmente, ao uso de sistemas de produção de baixo nível tecnológico, à escassez de estirpes fixadoras de N eficientes e ao manejo ineficiente de pragas, doenças e, principalmente, de plantas daninhas. O manejo fitossanitário, inclusive o controle químico, adotado pelos produtores de feijão-caupi tem sido baseado na cultura do feijão-comum, em função de pragas, doenças e plantas daninhas serem semelhantes em ambos os cultivos. Ressalta-se que, no Brasil, não há pesticidas registrados para uso na cultura do feijão-caupi. O uso inadequado desses produtos pode intoxicar as plantas, alterar o metabolismo de microrganismos do solo e das simbioses, por exemplo, a fixação biológica de nitrogênio. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos de herbicidas sobre bactérias fixadoras de nitrogênio cultivadas in vitro, no controle de plantas daninhas, na nodulação e crescimento do feijão-caupi cultivado em casa-de-vegetação e campo na região de cerrado amazônico. Foram realizados quatro experimentos, apresentados em dois capítulos. Capítulo I onde foram desenvolvidos experimentos em casa-de-vegetação e em campo utilizando o bentazon, clethodim, fomesafen e s-metolachlor nas doses recomendada e dobro da recomendada para o feijão-comum (Phaseolus vulgaris). Capítulo II com experimentos in
vitro e em campo. No experimento in vitro se avaliou a toxicidade dos herbicidas às estirpes
bacterianas fixadoras de nitrogênio – INPA 03-11B, BR 3299 e BR 3277 pela determinação do halo de inibição às 24, 72 e 96 h após aplicação dos produtos. Os herbicidas utilizados foram: bentazon, clethodim, fomesafen, fluazifop-p-butil, fomesafen + fluazifop-p-butil, oxadiazon, pendimethalin, s-metolachlor e trifluralin. No experimento de campo todos os herbicidas citados no teste in vitro na dose recomendada para feijão-comum. Nos experimentos de casa de casa de vegetação e campo foram avaliados os efeitos dos herbicidas no crescimento e nodulação do feijão-caupi e, apenas no campo, no controle de plantas daninhas.
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As variáveis avaliadas foram: massa seca da parte aérea, raiz e total, número e massa seca de nódulos aos 20, 30, 45 e 55 dias após plantio (DAP); teor de N foliar e na parte aérea, eficiência simbiótica, percentagem de controle de plantas daninhas e produtividade.
No Capítulo I, no experimento em casa-de-vegetação, a partir dos 45 DAP a cultura superou-se da intoxicação causada pelo bentazon, clethodim e fomesafen. O s-metolachlor afetou negativamente as plantas de feijão-caupi, sendo letal com a utilização do dobro da dose. As estirpes testadas foram eficientes, mesmo com a utilização de bentazon e clethodim independente da dose. No campo, o bentazon e clethodim causaram efeitos negativos no acúmulo de matéria seca das plantas de feijão-caupi, porém, não foram afetadas a partir dos 30 DAP. O s-metolachor independente da dose causou severa intoxicação no feijão-caupi até os 30 DAP, também, afetou negativamente o número de nódulos. A produtividade de grãos de feijão-caupi foi reduzida com aplicação de fomesafen e s-metolachor com redução média de 77% em relação à testemunha inoculada independente da dose utilizada. No Capítulo II, no experimento in vitro, observou-se que a estirpe de Bradyrhizobium INPA 03-11B apresentou resistência a todos os herbicidas aplicados na dose recomendada após 24, 72 e 96 horas de exposição. Todavia, as estirpes BR 3299 e BR 3277 foram sensíveis ao s-metolachlor, trifluralin, pendimenthalin, fomesafen, clethodim e fomesafen + fluazifop-p-butil até 72 horas após a aplicação. No experimento em campo, a massa seca dos nódulos foi afetada negativamente pelo fomesafen, fluazifop e a mistura fomesafen + fluazifop. Apenas o bentazon e clethodim não interferiram na produtividade do feijão-caupi. Conclui-se que, nas condições deste trabalho, o s-metolachlor apresenta elevado grau de fitotoxicidade no feijão-caupi. Os demais produtos apresentaram moderada intoxicação, com exceção do bentazon e clethodim que, independente da dose, proporcionam baixa fitotoxicidade ao feijão-caupi e pouco influenciam na nodulação, Sendo, portanto, dois potenciais produtos no manejo integrado de plantas daninhas na cultura do feijão-caupi.
Palavras Chaves: Feijão-caupi, nódulos, estirpes.
15 ABSTRACT
In Brazil, cowpea is grown more in the Northeast and North, is an important protein source for low cost. Recently, the cowpea has been introduced also in the Cerrado, mainly because of its compatibility with the system of crop rotation and as a main crop. However, a low yield of grain, mainly related to the use of production systems, low technological level, the lack of efficient N-fixing strains and inefficient management of pests, diseases, and especially weed. The plant management, including chemical control, adopted by the producers of cowpea has been based on the common bean crop, due to pests, diseases and weeds are similar in both crops. It is noteworthy that, in Brazil, there is no pesticide registered for use in the culture of cowpea. Improper use of these products can poison plants, alter the metabolism of soil microorganisms and symbiosis, for example, biological nitrogen fixation. Thus, this study aimed to evaluate the effects of herbicides on nitrogen-fixing bacteria grown in vitro in weed control, nodulation and growth of cowpea grown in green-house and field in savanna Amazon. Four experiments were conducted, presented in two chapters. Chapter I, where experiments were performed in green-house and field using bentazon, clethodim, fomesafen and s-metolachlor at the doses recommended and double recommended for the common bean (Phaseolus vulgaris). Chapter II with in vitro experiments and field. In in vitro experiment evaluated the toxicity of herbicides to the nitrogen-fixing bacterial strains - INPA 03-11B, BR 3299 and BR 3277 by determining the inhibition zone at 24, 72 and 96 h after application of the products. The herbicides used were: bentazon, clethodim, fomesafen, fluazifop-p-butyl and fomesafen + fluazifop-p-butyl, oxadiazon, pendimethalin, s-metolachlor and trifluralin. In field experiments all herbicides mentioned in the in vitro dose recommended for common bean. In the experiments home greenhouse and field measured the effects of herbicides on growth and nodulation of cowpea, and only in the field, control of weeds. The variables evaluated were: dry weight of shoot, root and total dry mass and number of nodules at 20, 30, 45 and 55 days after planting (DAP), leaf N content and shoot, symbiotic efficiency, percentage of weed control and productivity. In Chapter I, in the experiment in green-house, from 45 DAP to overcome the culture of intoxication caused by bentazon, clethodim and fomesafen. The s-metolachlor negatively affected plants of cowpea, and with the use of lethal double dose.
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The strains tested were effective, even with the use of bentazon and clethodin independent of dose. In the field, bentazon and clethodim caused negative effects on dry
matter accumulation of cowpea plants, however, were not affected after 30 DAP. The s-metolachor independent of dose caused severe toxicity in cowpea up to 30 DAP
also negatively affected the number of nodules. The grain yield of cowpea was reduced with application of fomesafen and s-metolachor with an average reduction of 77% compared to the inoculated control independent of dose. In Chapter II, the in vitro experiment, it was observed that the strains INPA 03-11B was resistant to all herbicides applied at the recommended dose after 24, 72 and 96 hours of exposure. However, strains BR 3299 and BR 3277 were sensitive to s-metolachlor, trifluralin, pendimenthalin, fomesafen, clethodim + fomesafen and fluazifop-p-butyl 72 hours after application. The field experiment, dry mass of nodules was negatively affected by fomesafen, fluazifop and fomesafen + fluazifop mixture. Only bentazon and clethodin not interfere with the productivity of cowpea. It is concluded that under the conditions of this work, s-metolachlor has a high degree of phytotoxicity in cowpea. The other products showed moderate intoxication, except bentazon and clethodim that, regardless of dose, provide low phytotoxicity to cowpea nodulation and little influence, therefore, two potential products in the integrated management of weeds in bean- cowpea
Keywords: Cowpea nodules, strains.
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Introdução Geral
O Brasil é o maior produtor e consumidor de feijão do mundo, com produção média de 3,5 milhões de toneladas. Entretanto, as projeções indicam um déficit de oferta que levará o país a importar feijão nos próximos anos (MAPA, 2012).
Apesar de maior parte do feijão consumido no Brasil pertencer à espécie Phaseolus
vulgaris, o feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.] é preferencialmente consumido nas
regiões Nordeste e Norte, sendo a segunda espécie de feijão mais cultivada no País. Também é conhecida como feijão-de-corda e feijão macassar na região Nordeste, feijão-de-praia e feijão-de-estrada na região Norte, feijão-miúdo na região Sul, feijão catador e feijão gerutuba em algumas regiões do estado da Bahia e norte de Minas Gerais e feijão fradinho no estado do Rio de Janeiro (FREIRE FILHO, 1999).O valor nutricional de feijão-caupi é semelhante ao feijão-comum, contudo, o feijão-caupi possui altos níveis de ácido fólico e baixos níveis de fatores antinutricionais (BRESSANI, 1985).
É considerada uma das leguminosas mais adaptadas, rústicas e nutritivas entre as espécies cultivadas, além de ser um importante componente essencial dos sistemas de produção nas regiões secas dos trópicos, que cobrem parte da Ásia, Estados Unidos, Oriente Médio e Américas Central e do Sul (SINGH et al. 2002). Nessas regiões, constitui-se de uma das principais fontes de proteína vegetal, notadamente para as populações de menor poder aquisitivo (GRANGEIRO et al. 2005).
No Brasil, o feijão-caupi é mais cultivado nas áreas semi-áridas do Nordeste e praticamente em toda a região Norte, constituindo uma importante fonte de proteína de baixo custo e cuja plasticidade permite sua adaptação em diferentes condições ambientais. Os fatores responsáveis pela sua versatilidade em sistemas de produção são a tolerância a estresse hídrico, pouca exigência quanto à fertilidade do solo e capacidade de fixação do nitrogênio atmosférico (FREIRE FILHO et al., 2005).
Recentemente, a área cultivada de feijão-caupi vem aumentando nos Cerrados, principalmente por sua compatibilidade com o sistema de rotação de cultura e também como cultura principal (ZILLI et al., 2006; MENEZES et al., 2007). Quando cultivado na forma de safrinha tem um custo muito competitivo, fator que tem aumentado o interesse dos produtores pela cultura. Além disso, a produção é de alta qualidade, o que possibilita sua boa aceitação
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por parte de comerciantes, agroindústria, distribuidores e consumidores (FREIRE FILHO et al., 2009).
A maior área cultivada e produção de feijão-caupi pertencem a Nigéria (45%), seguida do Niger (34%) e do Brasil (13%) (Singh et al.,2002).Dados disponíveis na FAO (2009) sobre a produção mundial de feijão-caupi, no ano de 2007, indicam que a cultura atingiu 3,6 milhões de toneladas em 12,5 milhões de hectares.
De acordo com a FAO (2009),no Brasil, historicamente, a produção de feijão-caupi concentra-se nas regiões Nordeste (1,2 milhão de hectares) e Norte (55,8 mil hectares) do país, no entanto, a cultura está conquistando espaço na região Centro-Oeste, em razão do desenvolvimento de cultivares com características que favorecem o cultivo mecanizado. O feijão-caupi contribui com 35,6% da área plantada e 15% da produção de feijão total (feijão-caupi + feijão-comum) no país. Anualmente, em média, foram produzidas 482 mil toneladas em 1,3 milhões de hectares. A produtividade média do feijão-caupi, no Brasil, é baixa (366 kg ha-1), em função do baixo nível tecnológico empregado no cultivo. No entanto, estados como Amazonas, Goiás, Mato Grosso do Sul e Mato Grosso apresentam produtividades superiores a 1.000 kg ha-1. O avanço da cultura na região central do Brasil propiciará um incremento na produtividade média brasileira, em função, principalmente, do uso de tecnologias que propiciam a planta à expressar o seu potencial produtivo FAO (2009).
No estado do Tocantins, o cultivo de feijão-caupi, na região das várzeas, destaca-se como uma área produtiva em ascensão. Os investimentos tecnológicos aplicados nos últimos dez anos resultaram no avanço da produção e área de cultivo no Estado. A área cultivada aumentou de 1,1 mil para 8,6 mil hectares plantados, alcançando a marca de 680% de aumento do grão (SECOM, 2009).
As causas do baixo rendimento do feijão-caupi estão relacionadas principalmente ao: a) uso de sistemas de produção de baixo nível tecnológico, b) escassez de estirpes fixadoras de N eficientes e c) manejo eficiente de pragas, doenças e, principalmente, de plantas daninhas.
O feijão-caupi possui a capacidade de realizar o processo de fixação biológica de nitrogênio atmosférico (N2): Aassociação simbiótica entre as plantas e as bactérias que se
associam às raízes das mesmas, formando nódulos que servem para acúmulo deste nutriente. Assim que a simbiose é estabelecida, a planta fornece fotoassimilados à bactéria, recebendo em troca produtos nitrogenados (aminoácidos, ureídeos) provenientes da fixação de N2
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As vantagens da fixação biológica de N2contemplam os aspectos econômicos e
ambientais, como: o aumento da produção vegetal, a recuperação de áreas degradadas, o incremento da fertilidade e da matéria orgânica do solo. Entretanto, sua principal vantagem em curto prazo está associada à economia no uso de fertilizantes nitrogenados industrializados (RUMJANEK et al., 2005).
Os vários fatores ambientais que podem afetar a capacidade de nodulação e a fixação de N2 das populações indígenas de rizóbio nos solos podem citar-se: pH, umidade,
temperatura, fatores biológicos, salinidade, nitratos, metais pesados e pesticidas (CASTRO, 2000).
O manejo fitossanitário, inclusive o controle químico, adotado pelos produtores de feijão-caupi tem sido baseado na cultura do feijão-comum, em função de as pragas, doenças e plantas daninhas serem semelhantes em ambos os cultivos. Ressalta-se que, no Brasil, não há pesticidas registrados para uso na cultura do feijão-caupi. Todavia, o controle químico de plantas daninhas no feijão-caupi tem apresentado problemas como severa intoxicação das plantas (FREITAS et al., 2009).
As plantas daninhas constituem um dos fatores que mais influencia o crescimento, desenvolvimento e produtividade do feijão-caupi. Essas plantas competem por luz, nutrientes e água reduzindo quantitativa a produção, além de aumentar os custos operacionais de colheita, secagem e beneficiamento dos grãos. Quando não controladas, as plantas daninhas podem reduzir o rendimento de grãos em até 90%, além de promover o aumento da altura e acamamento de plantas. O período crítico de competição das plantas daninhas no feijão-caupi pode ocorrer entre 11 e 35 dias, após sua emergência (FREITAS et al., 2009).
Entre os diversos métodos de controle de plantas daninhas destaca-se o controle químico, através do uso de herbicidas, que na cultura do feijão-caupi é limitado devido à escassez de trabalhos envolvendo o uso de herbicidas nesta cultura e da falta de pesticidas registrados junto ao Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento, o que impede a recomendação e o uso de tais produtos no campo (SILVA, et al. 2009).
O uso de herbicidas no controle de plantas daninhas apresenta inúmeras vantagens, como menor dependência da mão-de-obra, cada vez mais cara e escassa na quantidade e qualidade necessárias, eficiência mesmo em épocas chuvosas, melhor controle de plantas daninhas na linha de plantio, e sem afetar o sistema radicular das culturas, além de permitir o cultivo mínimo ou plantio direto das culturas e ser eficiente no controle de plantas daninhas de propagação vegetativa (SILVA et al., 2007).
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Porém, além dos sintomas de intoxicaçao nas plantas de feijão-caupi, a utilização de herbicidas pode influenciar a dinâmica dos microrganismos do solo, a exemplo das bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico. Tais produtos podem afetar a fixação de nitrogênio de forma direta – o produto aplicado atinge a bactéria no solo ou na planta interferindo no metabolismo, e/ou indireta, onde o produto intoxica o feijão-caupi diminuindo o fornecimento de fotoassimilados e energia, imprescindíveis ao processo simbiótico de fixação de nitrogênio. A aplicação de herbicidas sobre plantas que realizam simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico pode prejudicar a eficiência na assimilação desse nutriente (MARENCO et al., 1993; 1998; SANTOS et al., 2005). Arruda et al. (2001) reporta que tais prejuízos devem-se à interferência do herbicida no metabolismo do microssimbionte, na planta hospedeira ou de ambos, quando em associação.A aplicação de herbicidas, dependendo do princípio ativo ou da formulação, da dose utilizada, dos microrganismos presentes e da sensibilidade destes aos diversos produtos (ROYUELA et al., 1998), das condições climáticas e do tipo de solo (SILVA et al., 2003), pode trazer consequências indesejáveis para a microbiota.
É prudente conhecer tolerância e/ou sensibilidade das estirpes de bactérias fixadoras de nitrogênio a herbicidas para que seja considerada na seleção e produção de inoculantes comerciais, para melhor eficiência destes no processo simbiótico. Assim como, averiguar a seletividade de herbicidas à cultura de feijão-caupi e eficiência de controle a fim de selecionar potenciais produtos no manejo de plantas daninhas da cultura.
Com intuito de avaliar os efeitos de herbicidas sobre bactérias fixadoras de nitrogênio cultivadas in vitro, no controle de plantas daninhas, na nodulação e crescimento do feijão-caupi cultivado em casa de vegetação e campo na região de cerrado amazônico realizaram-se este trabalho.
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Capítulo I
Efeitos de herbicidas na biomassa e nodulação do
feijão-caupi inoculado com rizóbio.
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EFEITOS DE HERBICIDAS NA BIOMASSA E NODULAÇÃO DO FEIJÃO-CAUPI INOCULADO COM RIZÓBIO1
RESUMO
O trabalho teve como objetivo verificar os possíveis efeitos de herbicidas na biomassa e nodulação do feijão-caupi. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e campo, com delineamento experimental de blocos ao acaso e blocos casualizados respectivamente, em arranjo fatorial 4x2 + 2, correspondendo as aplicações dos herbicidas bentazon, clethodim, fomesafen e s-metolachlor, nas doses recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR) em quatro épocas de desenvolvimento do feijão-caupi (20, 30, 45 e 55 dias após o plantio -DAP), incluindo ainda uma testemunha inoculada e sem aplicação de herbicida e um controle sem inoculação, sem aplicação de herbicida e com adubação nitrogenada. A inoculação foi realizada com as estirpes INPA 03-11B e UFLA 03-84. Os resultados mostraram para o experimento em casa de vegetação que o bentazon e clethodim, tanto na dose recomendada como dobro da dose, proporcionam baixa fitotoxicidade ao feijão-caupi e pouco influencia na nodulação e biomassa da cultura. O herbicida s-metalochlor apresenta elevado grau de fitotoxicidade no feijão-caupi, inibe totalmente o desenvolvimento vegetativo quando aplicado em dobro da dose recomendada. Este herbicida provoca redução drástica da eficiência simbiótica das bactérias ao ser aplicado na dose e no dobro da dose recomendada. No campo, o bentazon e clethodim causaram efeitos negativos no acúmulo de matéria seca das plantas de feijão-caupi, porém, não foram afetadas a partir dos 30 DAP. O s-metolachor independente da dose causou severa intoxicação no feijão-caupi até os 30 DAP, também, afetou negativamente o número de nódulos. A produtividade de grãos de feijão-caupi foi reduzida com aplicação de fomesafen e s-metolachor com redução média de 77% em relação à testemunha inoculada independente da dose utilizada.
Palavras–chaves:Vigna unguicula L. (Walp.),fixação biológica de nitrogênio,
Bradyrhizobium.
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EFFECT OF HERBICIDES ON BIOMASS AND NODULATION COWPEA INOCULATED OF RHIZOBIA
ABSTRACT
This study aimed to evaluate the effects of herbicides on the biomass and nodulation of cowpea. The experiment was conducted in greenhouse and field experimental design with randomized blocks and blocks casualizados respectively, in factorial arrangement 4x2 + 2, corresponding applications of the herbicide bentazon, clethodim, fomesafen and s-metolachlor, the recommended dose (RD) and double (RDA) in four periods of development of cowpea (20, 30, 45 and 55 days after planting, DAP), also including an inoculated control without herbicide application and a control without inoculation, no application of herbicide and nitrogen fertilizer. Inoculation was performed with the strains INPA UFLA 03-11B and 03-84. The results showed for the experiment in a greenhouse that bentazon and clethodim, both at the recommended dose and double dose, provide low phytotoxicity to cowpea and has little influence on nodulation and crop biomass. The herbicide s-metalochlor presents high degree of phytotoxicity in cowpea, completely inhibits the vegetative growth when applied at twice the recommended dose. This herbicide causes drastic reduction in the efficiency of symbiotic bacteria to be applied to the dose and twice the recommended dose. In the field, bentazon and clethodim caused negative effects on dry matter accumulation of cowpea plants, however, were not affected after 30 DAP. The s-metolachor independent of dose caused severe toxicity in cowpea up to 30 DAP also negatively affected the number of nodules. The grain yield of cowpea was reduced with application of fomesafen and s-metolachor with an average reduction of 77% compared to the inoculated control independent of dose
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INTRODUÇÃO
O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é amplamente cultivado nas regiões Norte e Nordeste do Brasil, principalmente por sua adaptação às condições edafoclimáticas, boas características agronômicas (FREIRE FILHO et al., 2005), apresentando grande variabilidade entre as cultivares (BERTINE et al., 2009). Apesar de sua importância socioeconômica, historicamente essa cultura apresenta baixa produtividade, em torno de 300 a 400 kg ha-1, devido, em grande parte, às condições de cultivo sem adoção de tecnologias avançadas. Isto implica na necessidade do uso de práticas que possam viabilizar aumentos na sua produtividade de uma maneira ecológica e economicamente sustentável (SOARES et al., 2006).
Dentre as tecnologias que podem permitir incrementos no rendimento de grãos, a tecnologia de inoculação é um processo amplamente reconhecido, pois minimiza o custo da produção, pela diminuição no uso de fertilizantes nitrogenados. Esta interação do feijão-caupi com bactérias fixadoras de N2 atmosférico ou rizóbios via utilização de inoculantes, e o
conhecimento do processo de nodulação podem contribuir no aumento da produtividade da cultura em mais de 50% (ZILLI et al., 2006, 2009; CHAGAS JR et al., 2010).
As plantas daninhas constituem um dos fatores que mais influenciam negativamente o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade da cultura do feijão-caupi, pois competem por luz, nutrientes e água, além de aumentar os custos operacionais de colheita, secagem e beneficiamento dos grãos. O uso de herbicidas, como um dos componentes de programas de manejo integrado de plantas daninhas na cultura do feijão-caupi, poderá permitir elevada eficácia de controle com redução de custos de produção. Porém, a utilização de herbicidas pode influenciar a dinâmica dos microrganismos do solo (JAKELAITIS et al., 2007; REIS et al., 2008), podendo apresentar efeitos maléficos, benéficos (REIS et al., 2008) ou nulos (PEREIRA et al, 2008).
A aplicação de herbicidas pode trazer consequências indesejáveis para a microbiota a depender do princípio ativo, da formulação, da dose utilizada, dos microrganismos presentes e da sensibilidade destes aos diversos produtos, das condições climáticas e do tipo de solo (SILVA et al., 2003). Acredita-se que a maior interferência desses compostos ocorre quando eles agem sobre a biossíntese de aminoácidos ou rotas metabólicas comuns entre microrganismos e plantas (SANTOS et al., 2006).
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Por esse motivo, o uso de moléculas herbicidas e formulações menos agressivas a organismos não-alvos deve ser objetivo de todos aqueles que se utilizam dessa tecnologia para aumentar a produção de alimentos, sem, no entanto, comprometer a produtividade e a sustentabilidade do sistema. Assim, devido a poucos estudos relacionados à influência de herbicidas na nodulação do feijão-caupi, e, principalmente, a inexistência de herbicidas registrados no Brasil para esta cultura, objetivou-se neste trabalho verificar os possíveis efeitos de herbicidas aplicados em duas dosagens na biomassa e nodulação do feijão-caupi em casa de vegetação e campo.
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MATERIAL E MÉTODOS
Experimento em casa de vegetação
O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação, onde foram cultivadas plantas de feijão-caupi da variedade Vinagre, de porte semi-ereto, de ciclo médio-tardio: 71-90 dias e tegumento de grãos de cor vermelha. Foram semeadas seis sementes por vaso na profundidade de 2 cm, realizando-se o desbaste das plântulas aos oito dias após a semeadura, deixando-se três plantas por vaso. As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade de 10 l, preenchidos com solo peneirado, coletado em área sem histórico de cultivo de leguminosa e aplicação de pesticidas. As características físico-químicas do solo foram:4,0 cmolc dm-3 de Ca; 0,9 cmolc dm-3de Mg; 0,1 cmolc dm-3 de K; 2,8 mg dm-3 de P; 0,06 cmolc
dm-3 de Al; 8,3 cmolc dm-3 de CTC; 5,0 cmolc dm-3 de S – soma de bases; 61% de V –
saturação de bases; pH 5,8 em água; 1,7% de matéria orgânica; textura de 79, 5,0 e 16% de areia, silte e argila, respectivamente (EMBRAPA, 1997).
A inoculação foi realizada com as estirpes obtidas na Coleção do Laboratório de Microbiologia da UFLA: INPA 03-11B e UFLA 03-84 caracterizadas como Bradyrhizobium
sp., recomendadas pela Rede de laboratórios para recomendação, padronização e difusão de
tecnologia de inoculantes microbianos de interesse agrícolas RELARE (2007) para a cultura do feijão-caupi no Brasil (CAMPO & HUNGRIA, 2007). As estirpes utilizadas, após crescimento em meio YMA (extrato de levedura, manitol e agar) por cinco dias, foram suspensas individualmente em solução salina (0,2% MgSO4) e cada uma dessas suspensões
(de 109 células mL-1) foi inoculada às sementes.
Antes da inoculação, as sementes foram lavadas com etanol por 30 s, desinfestadas com hipoclorito de sódio 5%, por 3 min, e lavadas com água esterilizada por 10 vezes, sucessivamente.
O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em arranjo fatorial 4x2 + 2, com quatro repetições e com aplicações de herbicidas nas doses recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR), correspondendo às aplicações dos herbicidas pós-emergente: bentazon (Basagran® 600, DR 1,2 L ha-1, 780g ha-1 de ingrediente ativo (i.a) e DDR 2,4 L ha
-1
, 1440 g ha-1, 20 Dias Após o Plantio (DAP)),clethodim (Select® 240EC DR 0,4 L ha-1, 144 g ha-1 de ingrediente ativo (i.a) e DDR 0,8 L ha-1, 288 g ha-1, 20 Dias Após o Plantio (DAP)),
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fomesafen (Flex®DR 1,0 L ha-1, 250 g ha-1 de ingrediente ativo (i.a)) e DDR 2,0 L ha-1, 500 g ha-1 aplicadas no 20 Dias Após o Plantio (DAP)) e um pré-emergentes metolachlor (Dual Gold®, DR 1,25 L ha-1, 1200 g ha-1 de ingrediente ativo (i.a) e DDR 2,5 L ha-1, 2400 g ha-1 aplicadas no dia do plantio), nas doses recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR) para a cultura do feijão comum. Além destes, foi utilizada uma testemunha (inoculada e sem aplicação de herbicida) e um controle (sem inoculação, sem aplicação de herbicidas e com adubação nitrogenada de 50 kg há-1de ureia por há -1, sendo dividida em duas aplicações: 20 kg ha-1 de N no momento do plantio e 30 kg ha-1 de N de cobertura aos 25 dias após a emergência das plantas).
Para a aplicação dos herbicidas utilizou-se pulverizador costal pressurizado CO2, bico
XR 110 02 TEEJET, calibrado para volume de calda de 160 L ha-1.Na aplicação dos produtos, o pulverizador foi posicionado a l,0 m de altura em relação ao nível do solo.
As plantas foram irrigadas diariamente com 140 mL de água por vaso, sendo administrados, a cada sete dias, uma solução nutritiva livre de N (CAMPO & HUNGRIA, 2007).
As avaliações foram realizadas aos 20, 30, 45 e 55 Dias Após o Plantio (DAP) do feijão-caupi. As variáveis analisadas foram Número de Nódulos (NN), Massa Seca de Nódulos (MSN), Massa Seca da Parte Aérea (MSPA), Massa Seca da Raiz (MSR) e Massa Seca Total (MST). Os nódulos e partes aérea e radicular das plantas foram secos em estufa por 72 horas a 65°C até atingir a massa constante. Determinou-se a eficiência relativa (ER) da parte aérea calculada segundo a fórmula: ER = (MSPA inoculada / MSPA com N) x 100, em que MSPA inoculada corresponde à matéria seca da parte aérea da planta com inoculação e MSPA com N à matéria seca da parte aérea da planta adubada com N mineral (LIMA et al., 2005).
Os dados foram transformados em porcentagem em relação à testemunha sem herbicida, a fim de que se obtivesse homocedasticidade e normalidade dos erros. Os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de agrupamento de médias Scott-Knott a 5% de probabilidade e teste de correlação utilizando o programa estatístico ASSISTAT versão 7.6 beta (SILVA, 2011).
12 Experimento de Campo
O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental da Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitário de Gurupi, localizada a 11°43’ de latitude Sul e 49°04’ de longitude Oeste e altitude de 280 m. O clima local, segundo o método de Thornthwaite, é do tipo Aw(clima úmido com moderada deficiência hídrica). O solo do local foi classificado como plintossolo, pertencente a uma área onde não havia sido cultivado leguminoso anteriormente, cujas características físico-químicas do solo foram: 1,5 cmolc dm-3 de Ca; 0,7
cmolc dm-3de Mg; 0,1 cmolc dm-3 de K; 1,4 mg dm-3 de P; 0,07 cmolc dm-3 de Al; 7,4 cmolc
dm-3 de CTC; 2,3 cmolc dm-3 de S – soma de bases; 61% de V – saturação de bases; pH 5,4
em água; 1,0% de matéria orgânica; textura de 72, 3, 8,1 e 19,5% de areia, silte e argila, respectivamente (EMBRAPA, 1997).
Durante o preparo do solo foi feita a correção da acidez, aplicando-se calcário dolomitico PRNT 85%, na dose de 0,965 t ha-1 e a incorporação foi realizada através de uma gradagem. Posteriormente, foi realizada a adubação mineral antes da semeadura aplicando-se 80 kg de P2O5 e 60 kg de K2O, com base na análise de solo e na necessidade da cultura. A
área total do experimento foi de 490,3m2.
Utilizou-se a cultivar de feijão-caupi Vinagre, que apresenta ciclo médio tardio, porte semi-ereto e grãos de cor vermelha, e que possui grande valor econômico e cultural no estado do Tocantins, sendo cultivada principalmente na agricultura familiar. Antes da inoculação as sementes foram lavadas com etanol por 30 s, desinfestadas com hipoclorito de sódio 5%, por 3 m, e lavadas com água esterilizada por 10 vezes, sucessivamente. A inoculação foi realizada, com as estirpes INPA 03-11B e UFLA 03-84. A semeadura foi realizada em sulcos, com 20 sementes por metro linear, sendo que 15 Dias Após o Plantio (DAP) foi feito o desbaste deixando 10 plantas por metro.Cada parcela experimental constou com uma dimensão de 20 m2 (5 x 4 m) com 9 linhas/parcela e espaçamento entre linhas de 0,5 m, estabelecendo-se uma área útil central de 6,0 m2.
Nas épocas de avaliação (20, 30, 45 e 55 DAP) foram colhidas a parte aérea e a raiz. Após a coleta, as raízes foram lavadas e procedeu-se a contagem dos nódulos.
O experimento foi instalado no delineamento experimental em blocos casualizado, utilizando os mesmos tratamentos e variáveis analisadas no experimento de casa de vegetação, mais avaliação de N acumulado (ANPA) na Matéria Seca da Parte Aérea (MSPA)
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foi calculada, multiplicando o peso pelo teor de N. E com base nos valores de nitrogênio acumulado (N total) determinou-se a eficiência simbiótica, calculada por meio da fórmula: ES = [(Ntotal fixado – Ntotal TS/N) / (Ntotal TC/N – Ntotal TS/N) x 100], em que Ntotal fixado = Nitrogênio total do tratamento; Ntotal TS/N = Nitrogênio total da testemunha sem nitrogênio; Ntotal TC/N = Nitrogênio total da testemunha nitrogenada (LIMA et al., 2005).A produção de grãos foi obtida nas fileiras centrais de cada parcela com área útil de 6m2, após a maturação fisiológica das plantas.
Os herbicidas foram aplicados com um pulverizador costal pressurizado a CO2,
equipado com barra de quatro bicos tipo jato em leque 80.02, espaçados de 0,50 m, totalizando 2,0 m de largura efetiva. A pressão utilizada foi de 270 kPa, e o volume de calda de 160 L ha-1. Na aplicação dos produtos, o pulverizador foi posicionado a l,0 m de altura em relação ao nível do solo.O solo, no momento de todas as aplicações, estava úmido e livre de torrões.
Os dados foram transformados em porcentagem em relação à testemunha sem herbicida inoculada, a fim de que se obtivesse homocedasticidade e normalidade dos erros. Foi utilizado o teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade para comparação de médias, dos fatores estudados, utilizando o programa ASSISTAT versão 7.6 beta (SILVA, 2011).
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Experimento casa de vegetação
Na primeira avaliação realizada aos 20 dias após o plantio (DAP), a matéria seca da parte aérea (MSPA) foi afetada negativamente pelo bentazon na dose recomendada (DR) e no dobro da dose recomendada (DDR), fomesafen DDR e s-metolachlor DR e DDR, com redução entre 27,4 e 89%, em relação à testemunha sem herbicida, sendo s-metolachlor DDR que promoveu maior redução. Por outro lado, as aplicações dos herbicidas clethodim DR e DDR e fomesafen DR não reduziram a MSPA (Tabela 1). Os mesmos tratamentos que causaram redução na MSPA também diminuíram a matéria seca da raiz (MSR) e matéria seca total (MST). Essa redução variou de 30,0 a 69,4% para MSR e de 22,9 a 82,6% para MST, também com a maior redução para o tratamento com s-metolachlor DDR, sendo observado efeito fitotóxico deste herbicida nas plantas de feijão-caupi. Não ocorreu nodulação aos 20 dias após a emergência das plantas de feijão-caupi, não sendo possível realizar sua avaliação nessa época (Tabela 1).
Aos 30 DAP, somente o clethodim DR e fomesafen DR não reduziram a MSPA, MSR e MST. Todavia, os demais tratamentos utilizando herbicidas apresentaram redução entre 22,4 e 40,3% para MSPA, 13,6 e 56,1% para MSR e 19,6 e 45,2% para MST (Tabela 1). O tratamento com s-metolachlor DDR causou uma elevada intoxicação nas plantas de feijão-caupi, não sendo possível nessa época realizar a avaliação da biomassa e nodulação.
O mesmo não foi encontrado por Ishaya et al. (2008) em trabalhos com o feijão-caupi, onde relataram que a aplicação em pré-emergência da mistura dos herbicidas metolachlor e prometryn (1250 + 800 g i.a. ha-1) não afetou o vigor e nem provocou sintomas visuais severos de intoxicação nas plantas da variedade SAMPEA-7. Porém, a dose de metalachlor utilizada por Ishayaet al. (2008) foi, aproximadamente, a metade da dose recomendada utilizada no presente experimento.
Arruda (2001) trabalhando com soja, aplicando o herbicida sulfentrazone, de mecanismo de ação similar ao do fomesafen, constatou a redução tanto da formação de nódulos quanto a fixação do N2, e esses efeitos foram acentuados com o aumento das doses do
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Uma possível explicação para esta baixa nodulação aos 30 DAP fase inicial do feijão-caupi, seria a intoxicação causada pelos tratamentos com herbicidas, ressaltando ainda que o tratamento com o bentazon em DR foi o único herbicida que não causou intoxicação na cultura e proporcionou nodulação superior a todos os outros tratamentos com herbicidas, não se diferindo estatisticamente da testemunha e do controle (Tabela 1).
Todos os tratamentos, exceto com fomesafen DR, reduziram 46,6 e 73,9%o número de nódulos (NN). Não foi possível contabilizar a matéria seca de nódulos (MSN) aos 30 DAP devido à quantidade baixa de nódulos, porém a testemunha inoculada apresentou MSN de 28 mg/vaso (Tabela 1).
Aos 45 DAP, os tratamentos com bentazon DR e s-metolachlor DR apresentaram redução da MSPA em 23,7 e 28,7%, respectivamente, e MST em 19,3 e 22,9%, respectivamente. Para a MSR não houve diferença em relação à testemunha sem herbicida, com exceção do tratamento com s-metolachlor DDR que não foi avaliado. O bentazon DR e s-metolachlor DR reduziram o NN em 16,7 e 32,3%, respectivamente. Em relação a MSN, com exceção dos tratamentos com bentazon DR, todos os herbicidas reduziram, variando de 26,9 a 49,8% (Tabela 1).
Na quarta avaliação aos 55 DAP, somente o s-metolachlor DR reduziu a MSPA e MST em 26,5 e 24,7%, respectivamente, em relação à testemunha sem herbicida, porém, no dobro da dose recomendada observou-se redução de 100%, tendo em vista o efeito fitotóxico deste tratamento. Para a MSR, os tratamentos bentazon DDR, clethodim DDR e fomesafen DDR causaram redução, variando de 20,3 a 21,6%. Em relação ao NN, somente o tratamento com bentazon DDR não sofreu redução significativa em relação à testemunha sem herbicida, sendo a redução dos demais tratamentos de 13,6 a 37,7%. O fomesafen DR e s-metolachlor DR reduziram a MSN em 24,1 e 23,7%, respectivamente. Novamente não houve avaliação de NN e MSN para o tratamento s-metolachlor DDR, em consequência dos efeitos fitotóxicos provocados nas plantas de feijão-caupi (Tabela 1).
Em relação à biomassa, a cultura teve capacidade de superar os efeitos fitotóxicos causados pelos herbicidas a partir da terceira avaliação (45 DAP), onde as médias dos tratamentos bentazon, clethodim e fomesafen, tanto DR como DDR não diferiram da testemunha, da mesma forma até a última avaliação aos 55 DAP (Tabela 1).
Os tratamentos com s-metolachlor DR e DDR afetaram as plantas de feijão-caupi, reduzindo a biomassa com a utilização de DR e sendo letal com a utilização do DDR. A tolerância ao herbicida s-metolachlor pode estar ligada a vários fatores, como: solo, clima, manejo da irrigação, dose do produto, entre outros (ROSENTHAL et al., 2006). Esse
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resultado ocorreu provavelmente devido ao solo utilizado no experimento possuir textura arenosa (79% de areia), teor médio de matéria orgânica (1,7%), o que pode diminuir a adsorção do herbicida, aumentar a sua disponibilidade no solo proporcionando maior intoxicação à cultura. Segundo Oliveira Jr. (2007), os herbicidas não iônicos, como o s-metolachlor, tem a degradação e dissociação relacionada ao teor de matéria orgânica e argila do solo. Solos orgânicos têm maior adsorção de s-metolachlor, além disso, a lixiviação do herbicida é inibida em solos com alto teor de argila e/ou silte (EXTOXNET, 2000). Procópio et al. (2001a) trabalhando com cultivares de feijão comum em solo de textura média (35% de argila) com elevado teor de matéria orgânica (3,6%), observaram tolerância das cultivares as doses utilizadas de s-metolachlor (0; 0,48; 0,72; 0,96; 1,20; e 1,92 kg ha-1 p.c.).
A aplicação de herbicidas em culturas que realizam simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico pode prejudicar a eficiência na assimilação desse nutriente (SANTOS et al., 2005; REIS et al., 2009). Esses prejuízos devem-se à interferência do herbicida no metabolismo do microssimbionte, na planta hospedeira ou em ambos (ARRUDA et al., 2001). A maior interferência desses compostos pode ocorrer quando eles agem sobre a biossíntese de aminoácidos ou rotas metabólicas comuns a microrganismos e plantas (SANTOS et al., 2006), podendo ser o possível efeito na nodulação do feijão-caupi no estádio inicial de desenvolvimento observado até a segunda avaliação, aos 30 DAP (Tabela 1).
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Tabela 1: Porcentagem de massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), número de nódulos (NN) e massa seca dos nódulos (MSN) em feijão-caupi inoculado com rizóbio em função de aplicação de herbicidas em dose recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR)1 em relação a testemunha inoculada.
Tratamento Dose2 (L ha-1) MSPA MSR MST NN MSN 20 DAP3 bentazon (Basagran) DR1,2 69,9 b 61,1 b 66,9 b 0 0 DDR 2,4 72,6 b 63,9 b 69,7 b 0 0 clethodim (Select) DR0,5 100 a 147 a 116 a 0 0 DDR 1,0 86,3 a 106 a 89,9 a 0 0 fomesafen (Flex) DR1,0 86,3 a 97,2 a 89,9 a 0 0 DDR 2,0 67,1 b 58,3 b 64,2 b 0 0 s-metolachlor (Dual) DR1,25 64,4 b 70,0 b 77,1 b 0 0 DDR 2,5 11,0 c 30,6 c 17,4 c 0 0 testemunha4 - 100 a 100 a 100 a 0 0 controle Adubado 5 - 95,9 a 94,5 a 95,4 a 0 0 CV (%) 6 19,6 28,6 19,5 30 DAP bentazon (Basagran) DR1,2 76, 9 b 59,1 c 71,4 c 39,8 b 0 DDR 2,4 61,9 c 69,7 b 64,8 d 26,1 b 0 clethodim (Select) DR0,6 88,4 a 104 a 97,4 a 53,4 b 0 DDR 1,4 77,6 b 86,4 b 80,4 c 31,8 b 0 fomesafen (Flex) DR1,0 91,8 a 124 a 103 a 82,9 a 0 DDR 2,0 59,7 c 43,9 c 54,8 d 48,9 b 0 s-metolachlor (Dual) DR1,25 68,7 c 77,3 b 71,9 c 0 b 0 DDR 2,5 0 d 0 d 0 e 0 b 0 testemunha - 100 a 100 a 100 a 100 a 0 controle Adubado - 85,1 a 96,9 a 89,4 b 62,5 a 0 CV (%) 15,6 21,7 11,1 44,3 - 45 DAP bentazon (Basagran) DR1,2 76,3 b 90,6 a 80,7 b 83,3 b 92,7 a DDR 2,4 100 a 93,4 a 97,9 a 103 a 69,4 b clethodim (Select) DR0,5 89,3 a 115 a 97,3 a 121 a 73,1 b DDR 1,0 105 a 114 a 108 a 119 a 55,8 b fomesafen (Flex) DR1,0 85,9 a 100 a 90,4 a 102 a 60,4 b DDR 2,0 85,6 a 92,5 a 87,7 a 125 a 58,7 b s-metolachlor (Dual) DR1,25 71,3 b 90,1 a 77,1 b 67,7 c 50,2 b DDR 2,5 0 c 0 b 0 c 0 c 0 c testemunha - 100 a 100 a 100 a 100 a 100 a controle Adubado - 93,8 a 111 a 99,3 a 44,3 d 46,4 b CV (%) 22,9 23,4 22,2 27,4 47,6 55 DAP bentazon (Basagran) DR1,2 98,3 a 95,9 a 97,6 a 63,9 c 92,9 a DDR 2,4 96,1 a 79,7 b 91,4 a 112 a 114,8 a clethodim (Select) DR0,5 102 a 100 a 101 a 86,4 b 85,2 a DDR 1,0 87,3 a 79,7 b 85,1 a 69,8 c 98,1 a fomesafen (Flex) DR1,0 90,6 a 91,9 a 90,9 a 72,8 c 75,9 b DDR 2,0 82,3 a 78,4 b 81,2 a 67,5 c 88,5 a s-metolachlor (Dual) DR1,25 73,5 b 79,7 b 75,3 b 62,3 c 76,3 b DDR 2,5 0 b 0 c 0 c 0 d 0 d testemunha - 100 a 100 a 100 a 100 a 100 a controle Adubado - 90,6 a 89,2 a 90,2 a 57,9 c 64,8 c CV (%)) 13,8 9,9 12,8 27,9 33,1
(1) Médias seguidas de mesma letra minúscula, nas colunas, não diferem entre si pelo teste Scott-Knott a
5%.(2) Doses recomendadas para o feijão comum (Phaseolusvulgaris). (3)DAP = Dias após o plantio. (4) Testemunha inoculada sem herbicida. (5) Controle adubado com N mineral, sem inoculação e sem herbicida.
(6)
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Quanto à eficiência relativa (ER) foram observadas diferenças significativas para bentazon DR e DDR e clethodim DR apresentando os maiores valores, superiores até mesmo ao controle com adubação química, ficando comprovado assim a eficiência da inoculação de rizóbios no feijão-caupi mesmo com utilização dos herbicidas bentazon e clethodim (Figura 1). Assim, as estirpes testadas apresentaram grande eficiência na fixação biológica do nitrogênio, mesmo com a utilização destes herbicidas, tanto na dose recomendada como dobro da recomendada, ao final do experimento por ocasião da floração do feijão-caupi. Comportamento semelhante com relação à biomassa do feijão-caupi inoculado com estas estirpes de rizóbio foi encontrado por Melo et al. (2009), Zilli et al. (2009), Nascimento et al. (2010) e Chagas Jr et al. (2010), tanto em casa de vegetação como em campo.
O potencial de fixação de nitrogênio das estirpes testadas foi de fundamental importância para a produção de biomassa (Tabela 1), o que pode estar relacionada com a efetiva capacidade de fornecimento de nitrogênio pelas estirpes utilizadas. Resultados semelhantes foram relatados por Chagas Jr et al. (2010), que constataram alta correlação entre estas variáveis em feijão-caupi inoculado. Porém, as concentrações e doses de diferentes herbicidas podem inibir o crescimento de rizóbios ou os efeitos na nodulação, crescimento e produção da planta podem ser devidos aos efeitos tóxicos sobre o vegetal, e não, sobre a bactéria fixadora de nitrogênio, consequentemente podendo deixar de fornecer carbono e energia em quantidades suficientes para as bactérias, interferindo na produção de biomassa.
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Figura 1. Eficiência Relativa de feijão-caupi inoculado com rizóbio e testemunha, em relação ao tratamento adubado com nitrogênio (ureia), em função da aplicação de herbicidas nas doses recomendadas (DR) e dobro da recomendada (DDR).
Experimento de Campo.
Na primeira avaliação aos 20 dias após o plantio (DAP), somente o fomesafen, bentazon e clethodim na DR não reduziram a variável MSPA, obtendo resultados superiores à testemunha sem herbicida (Tabela 2). Por outro lado, as aplicações utilizando outros herbicidas apresentaram redução da MSPA entre 5,6 a 27,8% em relação à testemunha. Com exceção dos tratamentos bentazon DR, clethodim DR e DDR e controle adubado, os demais herbicidas causaram redução de 28,6 a 57,1% para MSR, porém não diferiram significativamente entre si (Tabela 2).
Para a MST, não houve diferença entre o fomesafen DR, bentazon DR e DDR e clethodim DR e DDR em relação à testemunha sem herbicida. O s-metolachor DR e DDR e fomesafen DDR reduziram com maior intensidade variando de 12 a 36% (Tabela 2).
Na segunda avaliação, aos 30 DAP, apenas o fomesafen DDR não reduziu a MSPA em relação à testemunha sem herbicida. Entretanto, os demais herbicidas, reduziram a MSPA entre 59 a 79,7% em relação à testemunha sem herbicida. O único tratamento que não reduziu a MSR foi o herbicida bentazon DR que proporcionou resultado semelhante à testemunha. No entanto, os demais tratamentos foram bem inferiores à testemunha, com redução entre 38,5 a 69,2% (Tabela 2).
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Para a variável MST todos os tratamentos causaram redução de 18,1 a 67,1%, com exceção de fomesafen DDR. (Tabela 2).
Aos 45 DAP apenas os tratamentos fomesafen DR e DDR, s-metolachor DR e DDR reduziram significativamente todas as variáveis analisadas, exceto fomesafen DDR na MSR. Os herbicidas reduziram entre 56,9 a 69,1% para MSPA, 34,8 a 43,5 para MSR, 52,7 a 64,4% para MST (Tabela 2).
Na quarta avaliação, 55 DAP, no período de floração, as plantas não conseguiram se recuperar dos efeitos fitotóxicos dos herbicidas fomesafen DR e DDR e s-metolachor DR e DDR, onde reduziram significativamente as variáveis analisadas, exceto fomesafen DDR na MSR. Essa redução foi entre 54,2 a 59,2% para MSPA, 28 a 36% para MSR, 50,3 a 55,9 para MST (Tabela 2).
Arruda et al.(2001) testando o sulfentrazone outro inibidor da protox (o mesmo do fomesafen), sobre a nodulação e a fixação do nitrogênio, verificaram que a aplicação desse herbicida em soja, em doses variando de 36 a 144 µg m-2, afetou o número e a matéria seca de nódulos formados.
Timossi & Durigan (2002) verificaram que cultivares de soja não foram afetadas negativamente pela aplicação do fomesafen + fluazifop-p-butyl no estádio de crescimento V4, chegando ao final do ciclo mantendo características de crescimento e de produtividade semelhantes àquelas obtidas sem a aplicação do herbicida.
Resultado semelhante foi encontrado por Oliveira & Silva (2008) avaliando a tolerância da variedade de feijão-caupi, fígado-de-galinha ao herbicida fomesafen (200 g i.a. ha-1) aplicado em pós-emergência, onde foi observado que o herbicida não afetou a cultura.
Para herbicidas bentazon DR, DDR e clethodim DR e DDR que causaram efeitos negativos no crescimento das plantas de feijão-caupi, as mesmas conseguiram se restabelecer 30 DAP, com resultados semelhantes à testemunha sem herbicida aos 55 DAP.
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Tabela 2. Massa seca da parte aérea (MSPA), raiz (MSR), total (MST), número de nódulos (NN) e massa seca dos nódulos (MSN) de feijão-caupi inoculado com rizóbio após a aplicação de herbicidas na dose recomendada (DR) e dobro da recomendada (DDR)1.
Tratamento Dose2 (L ha-1) MSPA (%) MSR (%) MST (%) 20 DAP3
bentazon (Basagran) DR1,3 161,1 a(2,9) 85,7 ab(0,6) 140 b(3,5)
DDR 2,6 105,6 b(1,9) 71,4 b(0,5) 96,0 b(2,4)
clethodim (Select) DR0,5 138,9 a(2,5) 100 ab(0,7) 128 b(3,2)
DDR 1,0 105,6 b(1,9) 157,1 a(1.1) 120 b(3,0)
fomesafen (Flex) DR1,0 150 a(2,7)6 57,1 b(0,4) 124 b(3,1)
DDR 2,0 94,4 b(1,7) 71,4 b(0,5) 88 bc(2,2)
s-metolachlor (Dual) DR3,0 72,2 b(1,3) 42,8 b(0,3) 64,0 c(1,6)
DDR 6,0 72,2 b(1.3) 42,8 b(0,3) 64,0 c(1,6)
Testemunha 4 - 100 b(1,8) 100 ab(0,7) 100 b(2,5)
Controle Adubado 5 - 200 a(3.6) 114,2 ab(0,8) 176 a(4,4)
CV (%) 7 22,1 15,7 20,4
30 DAP
bentazon (Basagran) DR1,3 40,9 b(10,7) 102,5 a(4,0) 71,4 c(15,0)
DDR 2,6 56,7 b(14,8) 61,5 c(2,4) 81,9 c(17,2) clethodim (Select) DR0,5 21,8 c(5,7) 35,8 c(1,4) 33,3 d(7,0) DDR 1,0 20,3 c(5,3) 41,0 c(1,6) 32,8 d(6,9) fomesafen (Flex) DR1,0 40,9 bc (10,7) 76,9 b(3,0) 65,2 c(13,7) DDR 2,0 68,9 ab(18,0) 48,7 c(1,9) 94,7 b(19,9) s-metolachlor (Dual) DR3,0 24,1 c(6,3) 43,5 c(1,7) 38,0 d(8,0) DDR 6,0 24,5 c(6,4) 30,7 c(1,2) 36,7 d(7,7)
Testemunha - 100 a(26,1) 100 a(3,9) 100 b(21,0)
Controle Adubado - 72,0 ab(18,8) 56,4 c(2,2) 142,8 a(30,0)
CV (%) 15,5 14,9 12,2
45 DAP
bentazon (Basagran) DR1,3 88,6 a(21,8) 97,8 a(4,5) 90,1 a(26,3)
DDR 2,6 84,6 a(20,8) 87,0 a(4,0) 84,9 a(24,8)
clethodim (Select) DR0,5 94,3 a(23,2) 93,5 a(4,3) 94,2 a(27,5)
DDR 1,0 83,3 a(20,5) 91,3 a(4,2) 84,6 b(24,7)
fomesafen (Flex) DR1,0 43,0 b(10,6) 56,5 b(2,6) 45,2 c(13,2)
DDR 2,0 39,8 b(9,8) 87,0 a(4,0) 47,3 c(13,8)
s-metolachlor (Dual) DR3,0 43,0 b(10,6) 65,2 b(3,0) 46,6 c(13,6)
DDR 6,0 30,8 b(7,6) 60,9 b(2,8) 35,6 c(10,4)
Testemunha - 100 a(24,6) 100 a(4,6) 100 a(29,2)
Controle Adubado - 104,9 a(25,8) 110,9 a(5,1) 105,8 a(30,9)
CV (%) 7,5 9,3 6,5
55 DAP
bentazon (Basagran) DR1,3 95,8 a(27,2) 100 a(5,0) 94,1 a(32,0)
DDR 2,6 94,4 a(26,8) 92,0 a(4,6) 94,1 a(32,0)
clethodim (Select) DR0,5 94,3 a(26,4) 100 a(5,0) 94,1 a(32,0)
DDR 1,0 98,9 a(28,1) 104 a(5,2) 97,1 a(33,0)
fomesafen (Flex) DR1,0 44,4 b(12,6) 64,0 b(3,2) 46,5 b(15,8)
DDR 2,0 44,4 b(12,6) 86,0 a(4,3) 49,7 b(16,9)
s-metolachlor (Dual) DR3,0 45,8 b(13,0) 72,0 b(3,6) 48,8 b(16,6)
DDR 6,0 40,8 b(11,6) 68,0 b(3,4) 44,1 b(15,0)
Testemunha - 100 a(28,4) 100 a(5,0) 100 a(34,0)
Controle Adubado - 104,6 a(29,7) 100 a(5,0) 102,9 a(35,0)
CV (%)) 3,9 7,7 3,4
(1)
Médias seguidas de mesma letra minúscula, nas colunas, não diferem entre si pelo teste Scott-Knott a 5% (2) Doses
recomendadas para a cultura do feijão comum (Phaseolus vulgaris). (3)DAP = Dias após o plantio. (4) Testemunha
inoculada sem herbicida. (5) Controle adubado com N mineral, sem inoculação e sem herbicida. (6) Resultados em
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O bentazon DR e DDR (Figura 2) influenciaram negativamente o número de nódulos (NN) dos 20 aos 30 DAP. Observou-se maior redução em razão do aumento de dose do herbicida, onde o bentazon DDR promoveu maior inibição do número de nódulos (Figura 2). No entanto, a partir dos 30 aos 55 DAP, houve um acréscimo no NN em plantas tratadas com bentazon DR e DDR, não ocorrendo diferença significativa entre a testemunha.
Para a variável matéria seca dos nódulos (MSN), não houve diferença significativa entre os tratamentos com herbicida no período de 45 e 55 DAP, onde o tratamento bentazon DR foi o que menos inibiu a MSN nas demais épocas de avaliação, porém, ambos inferiores à testemunha (Figura 2).
Dias após plantio 20 20 20 20 30303030 45454545 55555555 N º d e n ó d u lo s 0 50 100 150 200 bentazon DR bentazon DDR
testemunha sem herbicida
Dias após plantio
20 20 20 20 30303030 45454545 55555555 M a s s a s e c a d e n ó d u lo s ( g ) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 bentazon DR bentazon DDR
testemunha sem herbicida
Figura 2: A) Numero de nódulos (NN) e B) matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida bentazon em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo.
A
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Quanto aos tratamentos com o herbicida clethodim, de modo geral, não houve diferença significativa entre os tratamentos analisados e testemunha, dos 45 a 55 DAP (Figura 3). Porém, o herbicida clethodim DR inibiu a produção de nódulos entre 20 a 30 DAP, sendo que a planta se recuperou após esse intervalo e obtendo dados semelhantes à testemunha. Já para o tratamento DDR houve um acréscimo entre 20 a 30 DAP e estabilizando-se até aos 55 DAP (Figura 3).
Para MSN, o clethodim DDR não se diferiu em relação à testemunha dos 30 aos 45 DAP. Aos 55 DAP, ambos os tratamentos com clethodim DR e DDR não se deferiram entre si, porém foi inferiores a testemunha (Figura 3).
Dias após plantio
20 20 20 20 30303030 45454545 55555555 N º d e n ó d u lo s 0 50 100 150 200 clethodim DR clethodim DDR testemunha sem herbicida
Dias após plantio
20 20 20 20 30303030 45454545 55555555 M a s s a s e c a d e n ó d u lo s ( g ) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 clethodim DR clethodim DDR testemunha sem herbicida
Figura 3: A) Numero de nódulos (NN) e B) matéria seca de nódulos (MSN) associados ao herbicida clethodim em dose recomendada (DR) e dobro da dose recomendada (DDR) em quatro épocas de avaliação: 20, 30, 45 e 55 dias após o plantio (DAP) em condições de campo.
A
