MÉTODOS DE CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS: BIOLÓGICO E QUÍMICO

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MÉTODOS DE CONTROLE DE PLANTAS

DANINHAS: BIOLÓGICO E QUÍMICO

Prof. Dr. RICARDO VICTORIA FILHO

ÁREA DE BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS

DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL ESALQ/USP – PIRACICABA/SP

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CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

1. CONCEITO

2. VANTAGENS E DESVANTAGENS

3. MÉTODOS DE CONTROLE BIOLÓGICO

31. ESTRATÉGIA CLÁSSICA

3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA 3.3. ESTRATÉGIA REPOSITIVA

4. CONTROLE POR AGENTES MICROBIOLÓGICOS

4.1. ASPECTOS DO DESENVOLVIMENTO 4.2. PRINCIPAIS OBSTÁCULOS

4.3. TECNOLOGIA DE FORMULAÇÃO

4.4. DESENVOLVIMENTO DE HERBICIDAS MICROBIOLÓGICOS NO BRASIL

(4)

1.CONCEITO

Consiste

no

uso

de

inimigos

naturais

(parasitas, predadores ou patógenos)

para

reduzir a população das plantas daninhas e

conseqüentemente

a

sua

capacidade

competitiva.

Podem

ser

utilizados

insetos,

fungos,

bactérias, vírus, ácaros, aves, peixes e outros

animais.

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Pop ulaçã o do Inseto Pop ulaçã o da Plant a Da ninha inseto planta daninha

FIGURA 1 - VARIAÇÃO DA POPULAÇÃO DA PLANTA DANINHA E DO INSETO COM O DECORRER DO TEMPO

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Figura 2 - Curvas de crescimento populacional

Tempo P re form anc e da po pul aç ão potencial biótico Curva logística

K

Y = N

₀

* e

r K K-No

Y = N

₀

* e

r

(

Resistência do meio

(7)

RESISTÊNCIA DO MEIO

• Fatores abióticos

- naturais (climáticos e edáficos)

- promovidos pelo homem (métodos físicos

e

químicos de controle)

• Fatores bióticos

• naturais (competição, alelopatia,

parasitismo e predação)

• manipulados

pelo

homem

(competição,

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Interação

Biótica

Espécies reunidas

Espécies isoladas

Espécie A Espécie B Espécie A Espécie B

Predação

₊

_-

_O

Parasitismo

₊

_-

_O

Amensalismo

O

-

O

Competição

_-

_O

+ condição favorável para a população

- condição desfavorável para a população

o condição não afeta o desempenho da população

A predador de B A parasita de B A amensal de B

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2. VANTAGENS E DESVANTAGENS

DO CONTROLE BIOLÓGICO

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CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

VANTAGENS

a) Auto perpetuação

b) Sem necessidade de reaplicação,uma vez

estabelecido com sucesso

c) Sem efeitos tóxicos

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CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

VANTAGENS

e) O controle é dependente da densidade da

planta daninha hospedeira

f) Autoperpetuação mesmo em ambiente de

difícil acesso

g) Custos não são recorrentes

h) Grandes benefícios nos programas que

apresentam sucesso

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CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

DESVANTAGENS

a) Controle lento

b) Sem garantia de resultados

c) O estabelecimento pode ter insucesso por várias

razões

d) Efeitos ecológicos podem ser desconhecidos,

com mutações para formas indesejáveis

e) Se a planta daninha alvo é próxima da planta

cultivada os agentes são limitados

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CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

Desvantagens

f) Alguns riscos não podem ser avaliados e,

portanto, não são conhecidos

g) Não funciona em culturas de ciclo curto

h) Restrição da dispersão em áreas onde a

disseminação inicial é lenta

i) Investimento inicial, tempo, e pessoal é muito

alto

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3. MÉTODOS DE CONTROLE BIOLÓGICO

3.1. ESTRATÉGIA CLÁSSICA

3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA

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Melhores alvos

 Planta daninha dominante

 Planta bastante susceptível ao agente

biológico

 Planta perene introduzida

 Planta não relacionada econômica ou

ecologicamente com as plantas nativas

importantes

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Melhores locais

 Pastagens permanentes

 Áreas não agrícolas

 Florestas

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CONTROLE BIOLÓGICO ESPONTÂNEO

• Ocorre naturalmente nas áreas agrícolas e outras

áreas de interesse.

• Aguapé – Eichhornia crassipes

cicatrizes

foliareas

devido

a

ação

dos

insetos

Neochetina eichornia e N. brucchi.

- infecções secundárias de fungos

• Amendoim-bravo – Euphorbia heteropylla – virus em

áreas de citros

• Fedegoso – Senna obtusifolia – ocorrência no plantio

direto de damping-off (Alternaria cassiae)

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3.1 ESTRATÉGIA CLÁSSICA

• É utilizada para plantas exóticas recém-introduzidas e

que apresentam grande expansão populacional.

• Baseia-se na identificação e seleção de inimigos

naturais na região de origem da plantas exótica.

(19)

ESTRATÉGIA CLÁSSICA - características

• Tem sido empregada com sucesso em áreas de

pastagens

extensivas,

reservas

florestais

e

ecossistemas frágeis

• Testes de especificidade devem ser realizados com

muito rigor

• Custo inicial elevado

• Irreversibilidade do processo

• Impossibilidade de previsão de sucesso

(20)

ESTRATÉGIA CLÁSSICA – Espécies consideradas

de risco

• Aquelas filogeneticamente relacionadas a planta

daninha alvo

• Aquelas não expostas previamente ao organismo

• Aquelas com poucas informações sobre os seus

inimigos naturais

• Aquelas que produzem compostos secundários

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ESTRATÉGIA CLÁSSICA – Espécies consideradas

de risco

• Aquelas

que

apresentam

similaridades

morfológicas com a planta daninha alvo

• Aquelas que são atacadas por organismos similares

ao estudado como agente de controle biológico

• Aquelas com alguma indicação de ser hospedeira

do organismo estudado

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ESTRATÉGIA CLÁSSICA – exemplos

• Opuntia sp – na Austrália – Introduzida em 1839 como

ornamental e para cerca viva. Em 1915 havia 60

milhões de acres inutilizados como pastagens.

- Ação do inimigo Cactoblastus cactorum introduzida

em 1925 que em 10 anos permitiu a recuperação das

áreas (95% em Queesland e 75% em New South Wales.

• Lantana camara – cambara, milho de grilo. Introduzida

em 1860 como ornamental no Hawaii.

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(26)

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FIGURA 9 - Em 10 anos obtiveram uma recuperação de 95% áreas infestadas (Pitelli et al (2003)

(29)

Lantana camara no Hawaí

• Introduzida em 1860:

propositos ornamentais

• Disseminação favorecida

por dois pássaros

– Turtur chinensis

– Acridoteres tristis

• 1900  milhões de

hectares

(30)

(31)

Lantana camara

Oito espécies se tornaram estabelecidas no

Hawaí

• Crocidosema lantana

(

Lepidoptera)

– broca do pedunculo e receptáculo floral

– predador de flores e frutos

• Agromyza lantanae (lepidoptera)

– predador de frutos e os frutos atacados eram

rejeitados pelos pássaros agentes de

disseminação

• Thecla echion e Thecla bazochi

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ESTRATÉGIA CLÁSSICA – exemplos

• AGUAPÉ – Eichlornia crassipes – nativa da

bacia

amazônica

e

do

pantanal

mato-grossense

tem

sido

disseminada

pelo

homem em várias regiões tropicais e

sub-tropicais do mundo.

• Diversos

inimigos

naturais

tem

sido

estudados

.

• Três espécies de insetos associados a

fungos tem sido utilizados.

(33)

(34)

(35)

Figura 13 - Inimigos naturais estudados para o controle do aguapé

(36)

Figura 14 – Danos provodados pelo bicudo associado ao ataque

de fungos

(37)

Figura 15 – Treinamento em Ruanda na África para a introdução de

(38)

Figura 16 - Área infestada por Eichhornia crassipes no Estado

de Louisiana.

N. eichhorniae liberado em 1974 e N. bruchi em 1975.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 Ano Á re a in fe sta d a (h a x 10 00 ) Outono Primavera

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Tabela 1 – Alguns exemplos de controle biológico clássico de plantas daninhas com fungos e insetos

Planta daninha Local Agente de Controle biológico

Natureza do Agente Origem do agente

Acacia saligna África do Sul Uromycladium tepperiamum

Fungo(basidiomycota-ferrugem

Austrália

Ageratina riparia EUA, Hawai Entyloma ageratinae Fungo (Ascomycota) Jamaica

Alternanthera philoxeroides

EUA Agasicles hygrophila Inseto (Coleoptera: chrysomelidae)

Argentina

Carduus nutans EUA, Canadá Rhinocyllus conicus Inseto (Coleoptera: curculionidae)

França

C. Mutans EUA, Canadá P. carduorum Fungo (Basidiomycota-ferrugem)

Turquia

Chondrilla juncea Austrália, EUA

P. chondrillina Fungo (Basidiomycota-Ferrugem)

Europa

Cirsium arvense Austrália, EUA

Puccinia xanthi Fungo (Basidiomycota – ferrugem

Austrália

Eichhornia crassipes

EUA Neochetina eichlorniae Inseto (Coleoptera:

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Tabela 2 – Alguns exemplos de controle biológico clássico de plantas daninhas com fungos e insetos

Planta daninha Local Agente de Controle

biológico

Natureza do Agente Origem do agente

E. crassipes EUA N. bruchi Inseto (Coleoptera: Curculionidae)

Am. do Sul

E. crassipes EUA Uredo eichorniae Fungo (Basidiomycota – ferrugem

Argentina

Galega officinales Chile Uromyces galega Fungo (Basidomycota-ferrugem)

França

Hydrilla verticillata EUA Hydrellia balciunasi Inseto (Diptera:Ephydridae Austrália

Pistia stratiotes EUA Neohydronomus affinis Inseto (Coleoptera: Curculionidade)

Argentina

Rubus constrictus Chile Phragmidium violaceum Fungo (Basidiomycota-ferrugem)

Alemanha

R. fruticosus Austrália P. violaceum Fungo (Basidiomycota-ferragem)

Alemanha

R. ulmifolius Chile P. violaceum Fungo (Basidiomycota-Ferrugem

Alemanha

Senecio jacobeae EUA Longitarsus jacobae Inseto (Coleoptera chyrsomelidae)

Itália

S. vulgaris EUA, Europa

P. lagenophorae Fungo (Basidiomycota-ferrugem)

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(42)

Figura 18 – Resultado de controle do aguapé com agente

biológico no Lago Victoria

(43)

Figura 19 – Infestação de Eichhornia crassipes (Aguapé) no Kenya

Kisumu Yacht Club Lake Victoria e resultado do controle biológico.

(44)

Figura 20 – Infestação de Eichhornia crassipes (Aguapé ) em Uganda – África e resultado do controle biológico.

(45)

(46)

(47)

Figura 23 -

Infestação de salvínia antes da liberação de

(48)

Figura 24 – Resultado do controle biológico depois da

liberação de Cyrtobagous salvinae

(49)

3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA

• Utilização de fungos ou bactérias fitopatogênicas

como agentes de biocontrole.

• Esses organismos devem ser específicos e

seguros para plantas não-alvo.

• Organismos são aplicados em altas populações

provocando expressivo e imediato impacto na

dinâmica populacional ou na competitividade da

plantas daninha

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ESTRATÉGIA INUNDATIVA

• Estratégia cara, embora possa ser altamente eficaz e

comercialmente explorada

• Exemplos

– Collego  Colletotrichum gloesporioides f.sp.

aeschynomene no controle de Aeschynomene virginica em

campos de arroz - 1982

– DeVine  Phytophtora palmivora no controle de

Morrenia odorata em pomares cítricos - 1981

– BioMal  Colletotrichum gloesporioides f. sp. malvae no

controle de Malva pusilla - 1992

(51)

Figura 25 - Alternaria cassiae, agente de controle biológico de Senna

obtusifolia

Agral

(52)

(53)

Carregamento de Egeria spp retirada das

grades de proteção das turbinas

(54)

Efeitos de concentrações de inóculo produzido em arroz sobre a mortalidade de Egeria najas

(55)

Bioherbicida para Solanum viarum

• Solvinix

• Virus: TMGMV

• Forte reação de

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(57)

(58)

3.3. Estratégia repositiva

Trata-se da variação da inundativa

• Se estabelece um tamanho populacional do agente de

controle biológico que seja ideal para manter a população

da planta daninha na densidade desejada

• realizam-se avaliações periódicas da densidade do agente

de controle biológico

• repõe-se o número de indivíduos que faltam para atingir a

(59)

Estratégia repositiva

Exemplo

• Ctenopharyngodon idella (carpa-capim) para o controle de Hydrilla

(60)

Figura 26 – Infestação antes da liberação de Ctenopharyngodon

idella

(61)

Figura 27 - Resultado do controle biológico de Ctenopharyngodon

(62)

(63)

Figura 29 – Controle biológico de Pistia stratiotes (alface d´água) pela carpa capim (Ctenopharyngodon idella )

(64)

4. Controle de plantas daninhas por agentes

microbiológicos

4.1. Aspectos do desenvolvimento e

comercialização

Patente

Registro

Comercialização

Conceito de bioherbicidas foi introduzido por

Daniel et al. (1973)

(65)

4.2. Principais obstáculos

• eficácia

• alto grau de especificidade do hospedeiro

• incompatibilidade com os herbicidas

• considerações regulatórias

• aspectos econômicos

(66)

4.3. Tecnologia de formulação

4.4. Desenvolvimento de herbicidas

microbiólógicos no Brasil

• leiteiro ou amendoim-bravo  foi estudado o

fungo Bipolaris euphorbiae

• Tiririca – Cercospora cairicis

•Fedegoso – Senna obtusifolia



uso do fungo

Alternaria cassiae

(67)

(68)

(69)

(70)

Tabela 4 - Agentes fitopatogênicos e plantas alvo identificados na série de estudos conduzidos pelo Laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas da Universidade Federal de Viçosa.

Fitopatógeno Planta Alvo Nome Vulgar Fonte

Oidiopsis haplophylli Vernonia scorpioides Assa-peixe Parreira et al. (2006)

Prospodium tuberculatum Lantana camara Cambará Ellison et al (2006)

Ramularia pistiae Pistia stratiotes Alface d´água Fernandes & Barreto (2005)

Lewia chlamidosporiformans Euphorbia heterophylla Amendoim bravo

Vieira & Barretp (2005)

Cercospora alternanthera Alternanthera phiiloxeroides Bredo-d´agua Barreto & Torres (1999)

Phaeotrichoconis crotalariae Cyperus rotundus Tiririca Pomella & Barreto (1999)

(71)

(72)

Utilização de produtos químicos, sintéticos, que

em

concentrações

adequadas

inibem

o

desenvolvimento ou provocam a morte das

plantas daninhas.

(73)

Ano

Energia Humana Energia Animal Energia Mecânica (trator) Energia Química 1920 40 60 - -1947 20 10 70 -1975 5 TR 40 55 1990 <1 TR 24 75

TABELA 1. Evolução dos métodos de controle de plantas daninhas nos Estados Unidos da América do Norte, comparando o tipo de energia empregada no controle de plantas daninhas de 1920 a 1990.

(74)

6,5% 24,8% 21,8% 22,7% 24,2% Europa 9,96 Outros 2,61 Oriente 9,117 _{América latina} 8,755 América do Norte 9,714

Defensivos Agrícolas

(75)

6,20% _8,80% 8,90% 10,50% 16,50% 32% 17,10% Cereais 6,627 Outras 6,878 Frutas e hortaliças 12,850 Algodão 2,49 Milho 6,878 Arroz 3,574 Soja 4,217

Defensivos Agrícolas

(76)

Fonte: SINDAG

US$ 8,5 Bilhões R$ 14,1 Bilhões

(77)

Mercado Global 2010

Estimativa de crescimento anual de agrotóxicos até 2014: 2,9%

US

$

Bi

US

$

Bi

2009

2010

1,847 10,241 10,201 17,872 4,883 1,92 10,518 10,558 18,265 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 US$ Bi

Mercado Global 2009 - 2010 Não agrícola

-domissanitários Herbicidas Inseticidas Fungicidas Outros

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Agroquímico 1960 1970 1980 1990 2000 Herbicidas 160 918 4.756 12.600 16.560 Inseticidas 288 945 3.944 7.840 9.360 Fungicidas 320 702 2.204 5.600 7.560 Outros 32 135 696 1.960 2.520 Total ₈₀₀ _2.700 _{11.600 28.000 36.000}

TABELA 2. Venda de agroquímicos no período de 1960 a 1990, com estimativa para 2000 em milhões de dólares (Hopkins, 1994).

(79)

Tabela 3 - Venda de defensivos agrícolas por classes – 2003-2007 Ingrediente ativo 2003 2004 2005 2006 2007 Herbicidas 110.215 124.060 136.853 144.986 189.101 62,19 Fungicidas 19.363 25.631 26.999 24.707 27.734 9,12 Inseticidas 24.422 33.291 36.347 33.750 42.838 14,09 Acaricidas 9.627 9.901 7.416 11.685 14.583 4,79 Outras 18.819 21.842 24.616 23.588 29.775 9,79 Total 182.446 214.2725 232.232 238.716 304.031

(80)

TABELA 4 .

Evolução do mercado de herbicidas nos países do

Mercosul. Brasil, 2000 (valores em 1000 US$).

Países 95/96 96/97 97/98 98/99 99/00 Argentina 447.000 545.000 594.700 505.400 435.000 Brasil 834.976 1.004.408 1.214.819 1.369.272 1.173.600 Paraguai - - _44.000 _46.000 _45.100 Uruguai 13.700 19.900 27.000 26.600 22.300 Mercosul 1.295.676 1.569.308 1.875.519 1.947.272 1.676.000

(81)

MERCADO DE DEFENSIVOS

AGRÍCOLAS

Mercado Mundial de Defensivos Agrícolas (US$)

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Perspectivas de vendas de defensivos agrícolas 2004 - 2020 4,5 4,2 3,9 5,4 7,1 6,6 7,3 8,5 9,6 10,0 10,4 10,8 11,2 11,7 12,2 12,7 13,2 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Taxa de crescimento: 4 % / ano

MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS BRASIL

(83)

MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS BRASIL

Vendas – Classes (2012)

US$ 1.000

(84)

MERCADO DE DEFENSIVOS

AGRÍCOLAS

BRASIL

Fonte: SINDAG

(85)

TABELA 5 - PRODUTOS FITOSSANITÁRIOS UTILIZADOS NO BRASIL TIPO INGREDIENTES ATIVOS PRODUTOS COMERCIAIS INSETICIDAS / ACARICIDAS 169 403 FUNGICIDAS / BATERICIDAS 138 276 HERBICIDAS 70 254 NEMATICIDAS 7 15 OUTROS* 20 54 TOTAL 404 1002

*

antievaporante, ativador, espalhante adesivo, feromônio, inibidor de crescimento, regulador de crescimento, regulador vegetal

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• controla na linha da cultura

• maior espectro de ação em relação ao controle biológico

• controle de plantas daninhas de propagação vegetativa

• trabalha em condições adversas

• permite uso de espaçamentos menores

• menores danos ao sistema radicular

• resíduos

• toxicidade ao homem

• problema de educação do lavrador

• desenvolvimento de resistência em algumas espécies

• Impacto ambiental - danos

VANTAGENS:

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RNA PC Biossíntese da celulose Metabolismo NH₄ biossíntese de aminoácidos Fotossíntese, biossíntese da clorofila,

carotenos, peroxidação de lipídeos

Herbicidas auxinicos Interferem com microtúbulos

Síntese de Ac. graxo Destruição de membranas VACÚOLO CLO CLO CLO = clorofila Nu = núcleo Mt = microtúbulos M = mitocôndrio Pl = plastídio Pc = parede da célula

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2. CLASSIFICAÇÃO DOS HERBICIDAS

a) Época de aplicação

b) Seletividade

c) Translocação

d) Grupo químico

e) Mecanismo de ação

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a) Época de Aplicação

• Pré-plantio incorporado (PPI)

• Pré-emergência (PRE)

• Pós-emergência inicial

• Pós-emergência tardia

• Pós-emergência dirigida

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PRE Pós-Inicial PPI Pós-dirigida Pós-tardia PP H H

(91)

b) SELETIVIDADE

. Seletivos

. não seletivos

c) TRANSLOCAÇÃO

. Contato

. translocação –

simplástica

apoplástica

(92)

d) GRUPO QUÍMICO

- fenoxiacéticos – 2,4 - D

- uréias substituidas – diuron

- sulfoniluréias - nicosulfuron

c) MECANISMO DE AÇÃO

- mimetizadores de auxina

- inibidores da mitose

- inibidores da fotossíntese

- inibidores da ALS

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PRINCIPAIS MECANISMOS DE AÇÃO

Inibidores da divisão celular

Inibidores de crescimento inicial Inibidores da fotossíntese

Inibidores da síntese de pigmentos

Solo LOCAL DE APLICAÇÃO Solo Solo Solo Mimetizadores de auxina Destruidores de membrana Inibidores da ALS Inibidores da ACCase Inibidores da EPSP Folha Folha/Solo Folha Folha Folha