Sorção e dessorção de glifosato em solos com distintos níveis de fósforo

The sorption of glyphosate by soils occurs due to the inner sphere complex formation with metals of soil oxides, which are related to the soil phosphate adsorption capacity. The aim of this study was to evaluate the effects of increasing rates of phosphorus on sorption and desorption of glyphosate in three soils with different mineralogical attributes. Soils were a Rhodic Kandiudalf, an Anionic Acrudox and a Typic Humaquept. Soil samples were amended with KH2PO4 at equivalent rates of 0; 1,000; 5,000; 20,000 and 50,000 kg ha-1 of P2O5, which are high from the agricultural point of view, but necessary in order to perform sorption and desorption studies. The experimental design consisted of a completely randomized factorial: 2 soils x 5 phosphorus rates and 3 replicates. For the sorption experiments, five glyphosate solutions were employed (0.42; 0.84; 1.68; 3.36 and 6.72 mg L-1), with a 14C radioactivity of 0.233 kBq mL-1. Four steps of the desorption procedure with CaCl2 0.01 mol L-1 and one extraction with Mehlich 3 were performed only at one concentration (0.84 mol L-1). Soil samples were afterwards biologically oxidized to establish the radioactive balance. Glyphosate competes with phosphorus for specific sorption sites, but this competition becomes important when phosphorus is present at rates higher than 1,000 mg dm-3. Moreover, a small amount of applied glyphosate was extracted (A sorção do glifosato no solo ocorre devido a formação de complexos de esfera interna com os metais dos óxidos, o que está relacionado à capacidade dos solos em adsorver fosfatos. Isto sugere que haja competição entre o herbicida e os íons fosfato pelos sítios de adsorção específica do solo. Com isso, o presente trabalho teve o objetivo de verificar a extensão do efeito de níveis crescentes de fósforo no solo na sorção e dessorção do glifosato em solos com diferentes atributos mineralógicos. Os solos foram Nitossolo Vermelho eutroférrico, Latossolo Amarelo ácrico e Gleissolo. Amostras dos solos foram incubadas com KH2PO4, por 30 dias, nas doses equivalentes a 0; 1000; 5000; 20000 e 50000 kg ha-1 de P2O5, que são muito altos do ponto de vista agronômico, mas necessário para estudos de sorção e dessorção. O delineamento experimental foi do tipo inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3 (solos) X 5 (níveis de fósforo no solo), com três repetições. No estudo da sorção foram utilizadas cinco concentrações do herbicida: 0,42; 0,84; 1,68; 3,36 e 6,72 mg L-1, com radioatividade (14C) de 0,233 kBq mL-1. Apenas para a concentração 0,84 mg L-1 foram feitas quatro dessorções com CaCl2 0,01 mol L-1 e uma extração com extrator Mehlich 3. Posteriormente, alíquotas do solo foram oxidadas em oxidador biológico para o fechamento do balanço de radioatividade. O glifosato compete com o fósforo pelos sítios de sorção específica no solo, mas essa competição somente é importante quando os níveis de P atingem valores superiores a 1000 mg dm-3. A extração do glifosato foi muito baixa e foi acrescida com aumento dos níveis de P no solo

Physiologic, enzymatic and molecular characterization of resistance mechanisms of the weed Conyza bonariensis to herbicide glyphosate and alternatives of control

A utilização ampla do glyphosate como herbicida na agricultura brasileira e mundial é conseqüência, dentre outros fatores, de seu custo relativamente baixo, alta eficácia no controle de plantas daninhas, amplo espectro de controle de espécies de plantas daninhas, baixa toxicidade, e curta persistência no ambiente. No entanto, o uso intensivo do glyphosate tem proporcionado a seleção de biótipos de plantas daninhas resistentes a este herbicida, como é o caso da buva (Conyza bonariensis). Apesar de estudos já terem sido conduzidos pela comunidade científica de diversos países, para elucidar o fenômeno sob diversos aspectos, no Brasil são poucos os estudos científicos que esclareçam os mecanismos de resistência de plantas daninhas ao glyphosate. Neste sentido, esta pesquisa teve por objetivo estudar comparativamente populações resistentes (R) e suscetíveis (S) de C. bonariensis ao herbicida glyphosate para caracterizar o nível de resistência das populações R; comparar os níveis de acúmulo de ácido shiquímico entre as populações R e S; elucidar os principais mecanismos de resistência dos biótipos R, através da análise da absorção e translocação do herbicida, determinar a expressão gênica da EPSPS, através de análises semi-quantitativas RTPCR e sugerir alternativas químicas de controle para buva em pomares cítricos do Estado de São Paulo. Os resultados obtidos através do estudo de ácido shiquímico indicaram que o mecanismo de resistência das populações R buva estudadas não está relacionado com insensibilidade da EPSPS ao glyphosate. Já os estudos de translocação diferencial evidenciaram ser esta uma das causas dos mecanismos envolvidos na resistência do biótipo R. Através da análise da expressão gênica observou-se alto grau de similaridade entre seqüências obtidas dos genes EPSPS de C. bonariensis e as seqüências de C. canadensis depositadas no GenBank. Além disso, é possível sugerir que há relação entre a expressão dos genes EPSPS em C. bonariensis e a condição de resistência à ação do herbicida glyphosate em alguns indivíduos dessa espécie de planta daninha.The extensive use of glyphosate as herbicide in the Brazilian and worldwide agriculture is a consequence, among other factors, of the relatively low cost, high weed control efficacy; wide weed species control spectrum; low toxicity, and short persistence in the environment. However, the intensive use of glyphosate has imposed the selection of certain resistant weed biotypes to this herbicide, such as the case of the weed Conyza bonariensis. Despite the fact that some studies has been developed in some countries around the world, in order to elucidate the phenomenon in several aspects, in Brazil a few studies have been conducted scientifically in order to elucidate the mechanisms of weed resistance to glyphosate. Therefore, this research was developed with the objective of studying the populations of C. bonariensis to characterize the resistance level of populations to glyphosate; compare the levels of shikimic acid accumulation between resistant (R) and susceptible (S) plants; elucidate the main mechanisms of resistance of resistant biotypes to glyphosate, by the absorption and translocation of the herbicide, and determine the EPSPS gene expression, by the RT-PCR semi-quantitative analysis. The results obtained by the shikimic acid study indicated that the mechanism of resistance of the biotype of C. bonariensis studied is not related with insensitivity of the EPSPS to glyphosate. On the other hand, the differential translocation maybe considered as one of the mechanisms involved in the resistance of the biotype R of C. bonariensis. With regards to gene expression, it was observed high degree of similarity among the sequences obtained of the EPSPS gene of C. canadensis, and the sequences of C. canadensis deposited in the GenBank. Furthermore, it is possible to suggest that there is relation between the gene expression in C. bonariensis and the resistance condition to the action of the herbicide glyphosate in some individuals of this weed specie