Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese

Prévia do material em texto

PLANTAS 
DANINHAS 
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Descrever o mecanismo de ação de inibidores da Protox, inibidores da bios-
síntese de carotenoides e inibidores da ACCase.
 > Identificar os grupos químicos desses herbicidas.
 > Definir os usos e aplicações desses mecanismos de ação no controle de 
plantas daninhas.
Introdução
Para organizar os herbicidas em grupos, eles são classificados de acordo com os 
mecanismos de ação na planta. A classificação internacionalmente aceita hoje é 
aquela proposta pelo Comitê de Ação a Resistência aos Herbicidas (HRAC). Nela, 
os herbicidas são classificados por ordem alfabética de acordo com seus sítios 
de atuação e classes químicas.
Atuação de herbicidas 
inibidores da Protox, 
da biossíntese 
de carotenoides 
e da ACCase 
Camila Peligrinotti Tarouco
Os herbicidas possuem locais específicos de ação dentro da planta, denominados 
sítios de ação, aos quais as moléculas se ligam inibindo funções vitais na planta. O 
mecanismo de ação de um herbicida se refere ao local primário onde ele irá atuar e 
diz respeito ao processo bioquímico que é interrompido na presença do herbicida. 
Já o modo de ação é a sequência de eventos bioquímicos e fisiológicos que ocorrem 
a partir do contato inicial da aplicação do herbicida, que leva à morte da planta.
O conhecimento dos mecanismos de ação dos herbicidas permite classificá-los 
de acordo com o local de ação. A maioria dos processos bioquímicos interrom-
pidos ocorre nas organelas conhecidas como cloroplastos, local onde ocorre a 
fotossíntese. Entre os mecanismos de ação que atuam nos cloroplastos estão os 
inibidores da enzima protoporfirinogênio oxidase (Protox), os inibidores da enzima 
ACCase e os inibidores da biossíntese de carotenoides. 
Neste capítulo, você estudará esses três mecanismos de ação que inibem alvos 
celulares que estão dentro dos cloroplastos e que irão afetar a fotossíntese e a 
produção de ácidos graxos. 
Mecanismos de ação 
Herbicidas inibidores da enzima Protox
Herbicidas cujo mecanismo de ação atua inibindo a enzima Protox perten-
cem ao Grupo E na classificação do HRAC. Conhecidos como destruidores 
de membranas, são herbicidas de contato, ou seja, não se translocam ou 
exercem translocação quase nula. São utilizados em pós-emergência para 
controlar plantas daninhas de folhas largas, e têm efeito em algumas gramí-
neas e ciperáceas, sendo que a ação graminicida é encontrada somente em 
alguns herbicidas e apenas em aplicações em pré-emergência. São utilizados 
em culturas como feijão, soja, algodão, café, cana-de-açúcar, arroz, milho, 
pastagens e eucalipto (RODRIGUES; ALMEIDA, 2018). 
Apresentam algumas vantagens para uso agrícola, como baixa toxicidade 
a mamíferos, eficácia em baixa concentrações, amplo espectro de controle, 
ação rápida sobre as plantas daninhas e possibilidade de efeito residual 
no solo para controle de plantas daninhas em condição de pré-emergência 
(SALAS et al., 2016). 
A enzima Protox é encontrada no cloroplastos e é responsável pela conversão 
do protoporfirinogênio IX em protoporfirina IX, o primeiro precursor da clorofila 
que absorve a luz. A Protox é a última enzima comum envolvida nas rotas de 
produção da síntese das clorofilas e dos citocromos. Quando o herbicida inibe 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...2
a enzima Protox, isso resulta no acúmulo de protoporfirinogênio IX no cloro-
plasto, que extravasa para o citoplasma, onde é rapidamente convertido em 
protoporfirina IX. Devido à elevada natureza lipofílica da protoporfirina IX, ela 
não pode entrar novamente no cloroplasto (LEHNEN et al., 1990). 
A oxidação enzimática ocorre no citoplasma, e a protoporfirina IX formada 
e acumulada no citoplasma não é utilizada como substrato nesse local pelas 
enzimas Fe e Mg-quelatases (que são encontradas somente no cloroplasto). 
Então, a proforfirina IX interage com o oxigênio e na presença de luz forma 
o oxigênio singleto (1O2), que é um radical livre cuja presença provoca a pe-
roxidação lipídica das membranas e a interrupção da síntese de clorofilas e 
compostos heme, resultando na morte das células atingidas por esse processo 
metabólico (HESS, 2000; ROMAN et al., 2007), conforme ilustrado na Figura 1. 
Dessa forma, como não ocorre a reação da protoporfirina IX com as enzimas e 
Fe e Mg-quelatases localizadas nos cloroplastos, isso resulta na interrupção 
das rotas de síntese de clorofilas e compostos heme (MATRINGE et al., 1989).
Figura 1. Mecanismo de ação dos inibidores da Protox.
Fonte: Adaptada de Carvalho (2004).
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 3
 Esses herbicidas são aplicados em pré e pós-emergência e podem pe-
netrar pelas raízes, caules e folhas de plantas jovens. Como possuem baixa 
ou nenhuma translocação, necessitam de boa cobertura foliar e de luz para 
apresentar máxima eficiência, sendo que no escuro apresentam baixa ação. 
Os sintomas ocorrem poucas horas após a aplicação, ao que as partes tra-
tadas passam a apresentar manchas escuras que progridem para necrose.
Herbicidas inibidores da biossíntese de carotenoides
Os herbicidas inibidores da síntese de carotenoides pertencem ao Grupo F da 
classificação do HRAC. Esse grupo caracteriza-se principalmente pelo sintoma 
de despigmentação das folhas, ocasionado pela fotodegradação da clorofila 
que ocorre após o bloqueio da síntese dos carotenoides. 
Os carotenoides são pigmentos protetores, responsáveis por dissipar 
o excesso de energia dos fotossistemas, protegendo as clorofilas da 
fotodegradação. Esses pigmentos são produzidos por uma rota que envolve várias 
enzimas, incluindo 1-deoxi-xilulose-5 fosfatase sintase (DOXP), 4-hidroxifenil-
-piruvato dioxigenase (HPPD) e fitoeno desaturase (FDS), as quais são inibidas 
pelos herbicidas inibidores de carotenoides. Com a inibição dessas enzimas, não 
há síntese de carotenoides nos tecidos, levando à fotodegradação das clorofilas. 
Os tecidos tornam-se albinos, com geração de estresse oxidativo, que destrói 
as membranas e leva à necrose e à morte das plantas (OLIVEIRA JÚNIOR, 2011). 
Esses herbicidas agem na rota da biossíntese de carotenoides, que re-
sulta em fitoeno e fitoflueno, que são precursores dos carotenoides. Após a 
síntese da clorofila, energia é absorvida, passando do estado singleto para 
o estado de energia excitado tripleto, que é dissipado pelos carotenoides, 
que absorvem essa energia e impedem que ocorra a formação de oxigênio 
singleto, que é altamente reativo. Com o uso desses herbicidas, não ocorre a 
formação dos carotenoides; com isso, as clorofilas acabam sendo degradadas 
pela luz como resultado da perda de proteção dos carotenoides, adquirindo a 
coloração branca. Embora esses herbicidas não inibam diretamente a síntese 
de clorofila, o efeito indireto é esse, já que a energia não é mais dissipada 
pelos carotenoides.
Esse mecanismo de ação é dividido em três conjuntos de herbicidas, que 
diferem entre si em termos do sítio de atuação no bloqueio dos carotenoides 
(Figura 2), mas que apresentam em comum o mesmo típico sintoma de injúria 
nas plantas.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...4
Figura 2. Mecanismo de ação dos inibidores da biossíntese de carotenoides.
Fonte: Adaptada de Oliveira Júnior, Constantin e Inoue (2011) e Ferhatoglu e Barrett (2006). 
Com a inibição da isopentil pirofosfato isomerase (IPP), a síntese de fitoeno 
também é inibida, e, consequentemente, a produção de carotenoides. A forma 
5-ceto inibe a DOXP, um composto importante para a síntese de isoprenoides 
dos cloroplastos (FERHATOGLU; BARRETT, 2006). Os herbicidas inibidores da FDS 
bloqueiam a síntese de carotenoides, uma vez que a inibição dessa enzima causa 
o acúmulo de fitoeno e interrupção na produção dos carotenoides. 
O herbicida isoxaflutole, por exemplo, atua inibindo a enzima HPPD, que 
é responsável pela conversão do p-hidroximetil-piruvato em homogentisato, 
reação-chavepara produção da plastoquinona, que, por sua vez, é um cofator es-
sencial para produzir fitoeno, que é o substrato para a enzima fitoeno desaturase 
(FDS), sendo, portanto, sua atividade necessária para a síntese de carotenoides. 
Já o clomazone atua na enzima DOXP, enzima-chave para produção de isopentil 
pirofosfato, um dos precursores responsáveis pela síntese isoprenoides. 
O isoxaflutole é aplicado na pré-emergência das plantas daninhas da 
cultura do milho, mandioca, batata e soja. Um aspecto interessante a respeito 
do isoxaflutole é que sua atuação no controle das plantas daninhas depende 
da sua conversão à diquetonitrila (Figura 3). Isso faz com que o isoxaflutole 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 5
seja considerado um pró-herbicida, pois para controlar as plantas daninhas 
ele é convertido, dentro da planta ou no solo, em um metabólito chamado 
de diquetonitrila, este sim com ação herbicida. O isoxaflutole é absorvido 
preferencialmente pelas raízes, embora o seja também pelas sementes. Isso 
não ocorre com seu derivado dicetonitrila, que é absorvido somente pelas 
raízes. Uma vez absorvido, tanto o isoxaflutole quanto a dicetonitrila são 
transportados rapidamente para o ápice da plântula, onde a maior parte do 
isoxaflutole é então convertida em dicetonitrila.
Figura 3. Estrutura química do isoxaflutole e dicetonitrila.
Fonte: Adaptada de Mitra, Bhowmik e Xing (2000).
Entre os inibidores de carotenoides, temos o clomazone que é um herbicida 
muito utilizado nas culturas do arroz, algodão, cana-de-açúcar, mandioca, 
pimentão e soja. Ele é considerado um pré-herbicida — sem atividade tóxica, 
necessitando ser ativado. Essa ativação é mediada por enzimas oxidativas 
como citocromos P450 monoxigenases. Para que seja ativado, precisa ser 
metabolizado na forma 5-ceto do clomazone, que é a forma ativa desse 
herbicida. Quando está na forma 5-ceto, é capaz de inibir a enzima DOXP.
Figura 4. Estrutura química do clomazone, 5-OH clomazone e 5-ceto clomazone. 
Fonte: Adaptada de Nandula et al. (2019).
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...6
Herbicidas inibidores da enzina ACCase
Os herbicidas inibidores da ACCase foram introduzidos na agricultura a partir 
de 1978 (POWLES; YU, 2010). Herbicidas com esse mecanismo de ação per-
tencem ao Grupo A de acordo o HRAC. Os inibidores da ACCase controlam 
exclusivamente gramíneas. São utilizados em pós-emergência e são seletivos 
para culturas dicotiledôneas e para algumas monocotiledôneas. A enzima por 
eles inibida, a ACCase, é a responsável pela síntese de lipídeos, afetando a 
primeira etapa da síntese dos ácidos graxos, que são os principais consti-
tuintes das membranas celulares.
A ação da ACCase ocorre em três etapas: a primeira consiste na ligação do 
CO2 na enzima ACCase; a segunda consiste na ligação da acetil-CoA à enzima; e 
na terceira ocorre a transferência do CO2 para a acetil-CoA (HARWOOD, c2020). 
O mecanismo de ação se dá pela via da síntese de lipídeos, em que a ACCase 
é responsável pela carboxilacão (que é a adição de um CO2) da molécula de 
acetil-CoA em malonil-Coa, que é o precursor dos lipídeos, que serão os cons-
tituintes das membranas. Na presença do herbicida, a reação de carboxilacão 
da acetil-CoA deixa de ocorrer, pois o herbicida se liga ao sítio de ação da 
ACCase, interrompendo a produção de ácidos graxos e, consequentemente, 
a produção de membranas e o crescimento das plantas (ROMAN et al., 2007), 
conforme pode ser observado na Figura 5.
Figura 5. Mecanismo de ação dos inibidores da ACCase.
Fonte: Adaptada de Carvalho (2004). 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 7
O modo de ação se inicia quando os herbicidas são absorvidos pelas 
folhas e translocados para os pontos de crescimento através do floema, 
onde exercem sua função inibindo a atividade meristemática e restrin-
gindo o crescimento de novas folhas (KUKORELLI; REISINGER; PINKE, 2013). 
Sintomas necróticos aparecem nos pontos de crescimento depois de 
alguns dias, com descoloração inicial e posterior desintegração das folhas 
(OLIVEIRA JÚNIOR, 2011). O principal sintoma observado é a necrose do 
ponto de crescimento, em que a folha se desprende facilmente do colmo.
A síntese dos ácidos graxos pode ocorrer dentro dos cloroplastos e no 
citoplasma. As plantas podem apresentar duas isoformas da ACCase dentro 
das células. A seletividade nas dicotiledôneas é baseada no tipo de ACCase 
encontrado, que é do tipo procariota, composto por um complexo hete-
romérico com três subunidades separadas, que são 100% procariota, nos 
cloroplastos e 80% procariota, no citoplasma, que é insensível à ação dos 
herbicidas, sendo capaz de suprir a demanda de produção de malonil-Coa 
necessário para as células (DELYE, 2005). 
Já nas monocotiledôneas, a ACCase é do tipo eucariota homomérica 
em um único peptídeo (uniproteica), sendo 100% do tipo eucariota tanto 
no citoplasma quanto no cloroplasto, que é sensível aos herbicidas. A se-
letividade de algumas culturas monocotiledôneas é restrita à capacidade 
da cultura em metabolizar o herbicida sem sofrer efeito fitotóxico (SASAKI; 
NAGANO, 2004).
A absorção desses herbicidas que têm caráter lipofílico (apolares) se dá 
através das folhas, nas quais eles penetram pela cutícula e chegam às células 
rapidamente. A translocação é lenta, devido ao caráter lipofílico (não possuem 
afinidade com a água), podendo ocorrer retenção na parte lipofílica da cutícula 
e da membrana celular. Contudo, as a atividade é elevada e a quantidade que 
atinge o meristema é suficiente para controlar as plantas daninhas. 
Os principais sintomas são paralização do crescimento, clorose foliar e 
desintegração dos meristemas. Como principal característica, a necrose do 
ponto de crescimento destaca-se facilmente da planta. Isso se deve à falta 
de ácidos graxos e novas membranas e tecidos de crescimento.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...8
Grupos químicos 
Protox
Os herbicidas inibidores da Protox estão divididos em cinco grupos quími-
cos: difeniléteres (fen), fenilftalimidas (flu), triazolinonas (one), oxadiazóis e 
pirimidinadionas, distribuídos em nove ingredientes ativos, conforme pode 
ser observado no Quadro 1. 
Quadro 1. Herbicidas inibidores da Protox registrados no Brasil
Grupo químico Nome comum Nome comercial
Difeniléteres Fomesafen, lactofen, 
oxyfluorfen
Flex, Acillatem, Drible, 
Naja, Goal, Galigan
Fenilftalimidas Flumiclorac, flumioxazin Flumiyzin, sumisoya
Triazolinonas Carfentrazone, 
sulfrentrazone
Aurora, Bora, Kicker
Oxadiazóis Oxadiazon Ronstar
Pirimidinadionas Saflufenacil Heat
Fonte: Adaptado de Brasil (2020).
Esses herbicidas têm ampla ação sobre as plantas daninhas dicotiledôneas, 
embora alguns deles também atuem sobre ciperáceas e monocotiledôneas. 
No Brasil, os principais ingredientes ativos disponibilizados de forma isolada 
ou em misturas formuladas são: carfentrazone-ethyl, flumiclorac-pentyl, 
flumioxazin, fomesafen, lactofen, oxadiazon, oxyfluorfen, saflufenacil e sul-
fentrazone (RODRIGUES; ALMEIDA, 2018).
Os inibidores da Protox são ácidos fracos ou não ionizáveis, e em sua 
maioria pouco solúveis em água e pós-emergentes de contato. Em geral, 
apresentam alta adsorção. Já a persistência no solo é variável entre os her-
bicidas dessa classe.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 9
Os difeniléteres apresentam caráter de ácido fraco, como os herbicidas 
acifluorfen e fomesafen ou não iônicos como o lactofen e oxyfluorfen. Todos 
são aplicados em pós-emergência, sendo que oxyfluorfen pode ser aplicado 
em pré-emergência. Acifluorfen e fomesafen apresentam boa solubilidade 
em água; os demais, muito baixa. Lactofen e oxyfluorfen apresentam maior 
adsorção ao solo (CARVALHO, 2013). 
As fenilftalimidas são herbicidas não ionizáveis, pouco solúveis em água e 
com baixa persistênciano solo. Já os oxadiazois são herbicidas não ionizáveis, 
pouco solúveis em água, fortemente adsorvidos e com média persistência no 
solo e recomendados em pré e pós-emergência (CARVALHO, 2013). 
Por sua vez, as triazolinonas são ácidos fracos. O carfentrazone-ethyl 
é aplicado em pós-emergência, possui baixa solubilidade em água e baixa 
persistência no solo. O sulfentrazone é aplicado em pré-emergência, tem 
maior solubilidade em água e alta persistência no solo (CARVALHO, 2013). Já as 
pirimidinadionas, representadas pelo saflufenacil, que é um herbicida aplicado 
em pós-emergência, não volátil e degradado rapidamente no solo, apresen-
tam uma persistência que varia de um a 36 dias (RODRIGUES; ALMEIDA, 2018).
Como os inibidores da Protox têm ação rápida, causando danos à estrutura 
foliar em pouco tempo, apresentam baixa translocação às demais partes da 
planta. Assim sendo, esses herbicidas são absorvidos pelas raízes ou caule 
e o transporte é predominantemente apoplástico (via xilema). 
Além disso, a partir do mecanismo de ação desses herbicidas, explica-se a 
necessidade de aplicá-los sobre plantas em adequado nível de molhamento, 
permitindo uma boa cobertura foliar para garantir sua efetividade. Para 
potencializar o controle de plantas daninhas promovido pelas aplicações 
em pós-emergência, além da boa cobertura foliar recomenda-se, em alguns 
casos, o uso de adjuvante. Outra providência recomendada é evitar aplicações 
em áreas com possibilidade de chuva em intervalo inferior a duas horas 
(OLIVEIRA JÚNIOR, 2011). Ademais, o estádio de desenvolvimento das plantas 
daninhas também é uma variável fundamental, sendo indicado aplicações 
sobre plantas com duas a seis folhas. 
São relatados alguns casos de antagonismo entre os inibidores 
da Protox, os inibidores de ACCase (graminicidas) e os inibidores 
de 5-enolpiruvilshikimate-3-fosfato sintase (EPSPs). O uso de glifosato com 
fomesafen e sulfentrazone, por exemplo, resulta em antagonismo, devido à 
rápida destruição dos tecidos causada pelos herbicidas de contato, reduzindo 
a eficiência de ambos (SHAW; ARNOLD, 2002).
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...10
Carotenoides 
Os herbicidas inibidores da biossíntese de carotenoides pertencem ao Grupo 
F, composto por quatro subgrupos: 
 � F1 — inibidores da enzima (FDS) — norflurazon;
 � F2 — inibidores da enzima HPPD — mesotrione, tembotrione e 
isoxaflutole;
 � F3 — mecanismo ainda desconhecido;
 � F4 — inibidores da DOXP sintase — clomazone.
No Brasil, os herbicidas do Grupo F registrados estão distribuídos em 
três grupos químicos: tricetonas (mesotrione e tembotrione — F2), isoxazoles 
(isoxaflutole — F2) e isoxazolidinonas (clomazone — F4), conforme pode ser 
observado no Quadro 2. 
Quadro 2. Herbicidas inibidores da biossíntese de carotenoides registrados 
no Brasil
Grupo químico Nome comum Nome comercial
Isoxazoles Isoxaflutole Provence
Tricetonas Mesotrione, 
tembotrione
Callisto, Soberan
Isoxazolidinonas Clomazone Gamit
Fonte: Adaptado de Brasil (2020).
São herbicidas aplicados no solo, mais efetivos em pré-emergência. São 
sistêmicos e translocados pelo xilema. As plântulas já emergidas também 
podem se tornar cloróticas quando expostas a essa classe. 
O clomazone foi o primeiro herbicida importante desse grupo. Foi des-
coberto em 1984 e usado pela primeira vez no estado norte-americano de 
Iowa em 1986. O clomazone pertence ao grupo químico das isoxazolidinonas 
e é indicado para o controle em pré-emergência de mono e dicotiledôneas, 
podendo ainda ser aplicado na cultura do arroz logo após o início da emer-
gência (NETTO, CHRISTOFFOLETI; NICOLAI, 2016). 
A descoberta desse grupo de herbicidas, que inclui compostos como meso-
trione, tembotrione e isoxaflutole, é atribuído principalmente à observação de 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 11
propriedades alelopáticas da planta escova-de-garrafa (Calistemon spp.), que 
causava albinismo em algumas espécies de plantas daninhas (LEE et al., 1997). 
Como já comentado, outro aspecto interessante relacionado a herbicidas desse 
grupo diz respeito ao isoxaflutole, cuja atuação no controle das plantas daninhas 
depende da sua conversão em diquetonitrila. Este fato faz com que o isoxaflutole 
seja considerado um pró-herbicida (OLIVEIRA JÚNIOR, 2011).
No subgrupo F1, os herbicidas bloqueiam a síntese de carotenoides pela 
inibição da FDS. Sua inibição causa acúmulo de fitoeno, fenômeno já observado 
para produtos como o norflurazon (SANDMANN; BÖGER, 1989).
O subgrupo F2 tem como característica inibir a enzima HPPD, que é a 
responsável pela conversão do 4-hidroxifenil-piruvato em homogentisato. 
Essa é uma reação-chave na síntese de plastoquinona e sua inibição dá 
início a sintomas de branqueamento nas folhas que emergem após a apli-
cação. Esses processos resultam de uma inibição indireta da síntese de 
carotenoides, devido ao envolvimento da plastoquinona como cofator da 
FDS (SENSEMAN, 2007).
O subgrupo F3 ainda não tem seu mecanismo de ação bem conhecido. O 
subgrupo F4 atua inibindo a enzima DOXP sintase, responsável pela síntese de 
isoterpenoides, que são precursores básicos dos carotenoides. Um exemplo 
de herbicida desse grupo é o clomazone. 
O clomazone é um herbicida pré-emergente com atividade residual 
amplamente utilizado no arroz irrigado, atuando na inibição da bios-
síntese de carotenoides. Ele inibe a DOXP sintase, causando branqueamento 
das folhas de espécies suscetíveis e posterior morte da planta (OLIVEIRA, 2011). 
É um herbicida que controla plantas daninhas poáceas e é utilizado na cultura 
do arroz irrigado em pré-emergência e no sistema aplique e plante (RODRIGUES; 
ALMEIDA, 2018).
No entanto, a seletividade desse herbicida para o arroz irrigado está 
relacionada ao cultivar utilizado, ao tipo de solo, à dose aplicada e ao uso 
de protetores químicos, ou safeners, como o dietholate. O uso de proteto-
res químicos é realizado junto ao tratamento de sementes, que confere à 
planta maior tolerância ao herbicida, que, dessa forma, pode ter sua dose 
aumentada, proporcionando um controle mais efetivo das plantas daninhas 
(ROSINGER, 2014).
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...12
ACCase
Cada mecanismo de ação é dividido em diferentes grupos químicos. Os 
graminicidas inibidores de ACCase são divididos em três grupos químicos: 
ariloxifenoxipropionatos (FOPs), ciclohexanodionas (DIMs) e fenilpirazolinas 
(DENs), que contemplam os ingredientes ativos que podemos verificar no 
Quadro 3. As moléculas pertencentes a esses grupos controlam com eficiência 
plantas daninhas poáceas em culturas dicotiledôneas e algumas culturas 
monocotiledôneas. 
Quadro 3. Herbicidas inibidores da ACCase registrados no Brasil
Grupo químico Nome comum Nome comercial
FOPs Cyalofop, diclofop-methyl, 
fenoxaprop-p-ethyl, 
fluazifop, haloxyfop, 
propaquizafop, quizalofop, 
clodinafop
Clincher, Iloxan, 
Furore, Podium, 
Starice, Fusilade, 
Verdict R, Gallant R, 
Shogum, Acert, Targa, 
Truco, Panther, Topik
DIMs Butroxydim, clethodim, 
sethoxydim, profoxydim, 
tepraloxydim
Falcon, Select, Poast, 
Aura, Aramo
DENs Pinoxaden Axial
Fonte: Adaptado de Brasil (2020).
O grupo químico dos é formulado como ésteres para facilitar a absorção 
foliar, tendo baixa solubilidade em água. A forma éster é absorvida oito vezes 
mais depressa que a forma ácida, mas a forma ácida é dez vezes mais ativa. 
Já as DIMs, em geral, apresentam maior solubilidade em água que os FOPs, 
isso porque as DIMs são formuladas na forma ácida. De todo modo, ambos 
grupos químicos, FOPs e DIMs, possuem baixa solubilidade em água, por isso 
têm sua mobilidade limitada no floema.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 13
Usos e aplicações 
Inibidores da Protox
As principais características dos inibidores da Protox são: 
 � podem ser absorvidos pelas raízes, caules ou folhasde plantas novas;
 � podem ser aplicados em pré ou pós-emergência;
 � controlam principalmente folhas largas, mas têm ação sobre algu-
mas gramíneas (oxyfluorfen, oxadiazon) e ciperáceas (sulfrentrazone, 
saflufenacil);
 � costumam apresentar pouca ou nenhuma translocação nas plantas;
 � têm ação rápida sobre as plantas daninhas e possível efeito residual no 
solo para controle de plantas daninhas em condição de pré-emergência;
 � requerem luz para serem ativados;
 � costumam levar rapidamente à morte partes das plantas expostas aos 
produtos e à luz, apresentando sintomas de 1 a 2 dias; 
 � causam necrose foliar;
 � têm o formato e a intensidade das gotículas de pulverização;
 � exigem boa cobertura sobre as plantas.
São herbicidas utilizados em diversas culturas em dessecação, pré-
-emergência, pós-emergência, aplicação dirigida e como desfolhante de 
culturas. O carfentrazone é um herbicida recomendado para algodão, arroz 
irrigado, batata, café, cana-de-açúcar, cítrus, mandioca, milho, soja, eucalipto 
e pastagem. No algodão, além do controle de plantas daninhas, também é 
utilizado como desfolhante da cultura. Em café e cítrus, é utilizado no manejo 
de dessecação e em aplicação em jato dirigido. Em soja e milho, é utilizado 
na dessecação e em pós-emergência das plantas daninhas (RODRIGUES; 
ALMEIDA, 2018).
Por sua vez, o flumiclorac é recomendado em pós-emergência para a 
cultura de soja e para a desfolha no algodão. Já o fomesafen é utilizado 
em pré-emergência no algodão e em pós-emergência para soja e feijão. O 
lactofen é utilizado na soja em pós-emergência. O oxadiazon é um herbicida 
utilizado em pré e pós-emergência das plantas daninhas e controla gramíneas 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...14
e dicotiledôneas. No arroz irrigado e na cana-de-açúcar, pode ser utilizado 
em pós-semeadura e em pré ou pós-emergência da cultura e das plantas 
daninhas. Também pode ser utilizado em alho e cebola em pós-semeadura 
e em pré-emergência das plantas daninhas. O oxyfluorfen é utilizado para 
controlar gramíneas e folhas largas, em aplicação em pré-emergência ou 
pós-emergência inicial no algodão, arroz irrigado, café, cana-de-açúcar, cítrus, 
pínus e eucalipto. 
O saflufenacil é um herbicida utilizado em dessecação de plantas da-
ninhas, na forma de jato dirigido, sem que ocorra contato com as culturas, 
quer em pós-emergência das plantas daninhas e da cultura do arroz, quer 
em pré-emergência das plantas daninhas. No algodão, ele pode ser utilizado 
na dessecação da cultura para antecipação e uniformização da colheita, que 
pode ocorrer a partir de 10 dias após a aplicação. É um herbicida utilizado na 
dessecação em pré-plantio de soja, na dessecação da cultura para anteci-
pação da colheita e controle das plantas daninhas na pré-colheita. Também 
é utilizado para o manejo da soja guaxa ou tiguera após a colheita de soja, 
visando o vazio sanitário, e é um herbicida alternativo para controlar a soja 
tiguera RR, que é tolerante ao glifosato (RODRIGUES; ALMEIDA, 2018).
A seletividade dos herbicidas com esse mecanismo de ação se dá por sua 
metabolização pelas plantas. Os principais sintomas em pós-emergência 
são manchas verde-escuro e necrose em torno de dois a três dias após a 
aplicação. Em pré-emergência, os sintomas de necrose surgem no momento 
da emergência das plantas. 
Resistência de plantas daninhas aos inibidores da Protox 
no mundo e no Brasil
De acordo com a International Survey of Herbicide Resistant Weeds (HEAP, 2020, 
tradução nossa), no mundo existem 13 espécies resistentes aos inibidores da 
Protox. No Brasil, temos quatro casos de resistência envolvendo três espécies: 
Euphorbia heterophylla, que apresenta resistência múltipla aos inibidores 
da Protox e aos inibidores da acetolactato sintase (ALS); Amaranthus retro-
flexus, resistente ao herbicida fomesafen; e Conyza sumatrensis, resistente 
ao saflufenacil e que ainda apresenta resistência múltipla aos inibidores do 
fotossistema I e II (FSI e FSII), EPSPs e mimetizadores de auxinas (Figura 6). 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 15
Figura 6. Casos resistência a inibidores da Protox pelo mundo (número de plantas por país).
Fonte: Heap (2020).
Inibidores da síntese de carotenoides
Principais características dos herbicidas inibidores da biossíntese de 
carotenoides: 
 � promovem inibição da síntese de pigmentos (carotenoides) da planta;
 � resultam na perda de praticamente todos os pigmentos das folhas — 
albinismo ou branqueamento;
 � não inibem a síntese de clorofila;
 � controlam plantas daninhas gramíneas e dicotiledôneas;
 � são herbicidas seletivos para determinadas culturas;
 � são translocados por via apoplástica (xilema), sendo acumulados nos 
cloroplastos;
 � são herbicidas de solo — pré-emergentes e pós-emergência inicial;
 � têm sua absorção no solo influenciada principalmente pela matéria 
orgânica;
 � são considerados herbicidas de média a longa persistência no solo;
 � podem ter problemas com deriva em culturas sensíveis, com destaque 
para o herbicida clomazone, que apresenta solubilidade muito elevada, 
e sua pressão de vapor o torna relativamente volátil.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...16
O clomazone é bastante utilizado em pré-emergência das culturas de 
algodão e arroz. Tanto no algodão quanto no arroz irrigado, as sementes 
das culturas devem ser tratadas com um protetor de sementes como o die-
tholate (Permit), que confere seletividade do herbicida, pois os protetores 
são responsáveis pela diminuição da atividade do citocromo, evitando que o 
clomazone seja transformado na forma ativa (5-ceto clomazone). O herbicida 
deve ser aplicado imediatamente após a semeadura da cultura (aplique e 
plante). É um produto também encontrado com misturas formuladas com 
outros herbicidas.
O isoxaflutole é utilizado em pré-emergência das culturas de milho, cana-
-de-açúcar, mandioca e batata e também na pré-emergência das plantas 
daninhas. No algodão, é utilizado na pós-emergência da cultura, com apli-
cação com jato dirigido. Em soja tolerante ao isoxaflutole, é preciso realizar 
a aplicação do herbicida logo após o plantio na pré-emergência da cultura 
e das plantas daninhas. 
O mesotrione é utilizado em pós-emergência das culturas de milho (sendo 
recomendado, antes de aplicar, verificar quais híbridos são recomendados para 
o tratamento com esse herbicida), de cana-de-açúcar e também das plantas 
daninhas. O milho e a cana-de-açúcar são tolerantes ao mesotrione, devido à 
sua capacidade de metabolizar rapidamente o herbicida, transformando-o em 
compostos sem atividade. No milho, pode ocorrer um branqueamento inicial 
nas folhas e uma redução inicial no crescimento, mas a cultura retoma seu 
crescimento normal em cerca de duas a três semanas, não havendo redução 
da sua produtividade. 
O tembotrione é um herbicida utilizado em pós-emergência no milho para 
controle de plantas daninhas mono e dicotiledôneas. A seletividade na cultura 
se dá pela rápida metabolização. Como possui efeito residual no solo, em 
áreas onde foi aplicado deve-se esperar 30 dias para semear culturas como 
girassol, algodão e feijão, para não ocasionar fitotoxicidade nessas culturas. 
Resistência de plantas daninhas aos inibidores 
da biossíntese de carotenoides no mundo e no Brasil
No mundo, existem 14 espécies resistentes aos três grupos químicos. No 
Brasil, ainda não foram registradas espécies resistentes a esse mecanismo 
de ação (HEAP, 2020).
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 17
Inibidores da ACCase
As principais características dos inibidores da ACCase são: 
 � inibem a enzima acetil coenzima-A carboxilase; 
 � destroem meristemas de gramíneas;
 � utilizados somente em pós-emergência para controlar gramíneas em 
culturas dicotiledôneas;
 � seletivos a folhas largas e ciperáceas;
 � são herbicidas pós-emergência sistêmicos;� não deixam residual;
 � podem ser utilizados em culturas monocotiledôneas que tenham ca-
pacidade de metabolização do herbicida.
Esses herbicidas são muito utilizados para controle em culturas como 
soja, algodão, batata, café, feijão, fumo, girassol e mandioca, e também 
podem ser aplicados em algumas culturas monocotiledôneas como o trigo 
(clodinafope) e o arroz (profoxidim), que toleram esses herbicidas por sua 
capacidade metabolizá-los (RODRIGUES; ALMEIDA, 2018). Além disso, devido ao 
aparecimento de plantas daninhas resistentes ao glifosato, como o azevém, 
o capim-amargoso e o capim-pé-de-galinha, esses herbicidas passaram a 
ser uma importante ferramenta no manejo dessas plantas, utilizados como 
mecanismo de ação alternativo ao uso do glifosato, que é um inibidor da EPSPs. 
O capim-amargoso, por exemplo, pode ser controlado antes da emergência 
da soja pela aplicação de herbicidas pré-emergentes, como a trifluralina e 
o metolachlor. Já na pós-emergência, essa planta é mais bem controlada 
quando estiver com até três ou quatro perfilhos. Nessa situação, o controle 
pode ser feito com uso dos graminicidas inibidores da ACCase pós-emergentes 
nas doses normais de bula (EMBRAPA, [2020]).
Os inibidores da ACCase também passaram a ser uma alternativa para o 
controle do milho voluntário tolerante ao glifosato na cultura da soja e no 
algodão. O mecanismo de ação dos herbicidas inibidores da ACCase é muito im-
portante para o manejo dos cultivos, para controlar plantas daninhas gramíneas 
em geral e para as que não são mais controladas pelo glifosato, por exemplo. 
No futuro, também teremos disponível a tecnologia transgênica Milho 
Enlist, que possuirá tolerância aos herbicidas 2,4-D, glifosato, glufosinato 
de amônio e haloxifope (inibidor da ACCase). O haloxifope é uma importante 
ferramenta para o manejo de gramíneas resistentes ao glifosato no cultivo 
do milho, entre elas o capim-amargoso.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...18
Resistência de plantas daninhas aos inibidores da ACCase 
no mundo e no Brasil
No mundo, temos hoje a presença de 49 casos de resistência a esse mecanismo 
de ação (Figura 7). No Brasil, existem nove casos de resistência, envolvendo 
as espécies Urochloa plantaginea (braquiária), Lolium multifl orum (azevém), 
Eleusine indica (capim-pé-de-galinha), Echinochloa crus-galli (capim arroz), 
Avena fatua (aveia selvagem), Digitaria ciliares (capim colchão) e Digitaria 
insularis (capim-amargoso) (HEAP, 2020).
Figura 7. Casos resistência a inibidores da ACCase pelo mundo (número de plantas por país). 
Fonte: Heap (2020).
Referências
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. AGROFIT, [2020]. Dis-
ponível em: http://agrofit.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal_agrofit_cons. 
Acesso em: 20 nov. 2020.
CARVALHO, S. J. P. Resistência de plantas daninhas aos herbicidas inibidores da PROTOX 
(Grupo E). In: CHRISTOFFOLETI, P. J. (coord.). Aspectos de resistência de plantas daninhas 
a herbicidas. 2. ed. Piracicaba: HRAC-BR, 2004.
CARVALHO, L. B. Herbicidas. Lages, SC: Do autor, 2013. E-book. Disponível em: https://
www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/fitossanidade/leonardobiancodecarvalho/
livro_herbicidas.pdf. Acesso em: 20 nov. 2020.
DELYE, C. Weed resistance to acetyl coenzyme A carboxylase inhibitors: an update. 
Weed Science, v. 53, n. 5, p. 728-746, 2005. 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 19
EMBRAPA. Manejo e controle de capim-amargoso resistente ao glifosato. Passo Fundo: 
EMBRAPA Trigo, [2020].
FERHATOGLU, Y.; BARRETT, M. Studies of clomazone mode of action. Pesticide Bioche-
mistry and Physiology, v. 85, n. 1, p. 7-14, 2006. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.
pestbp.2005.10.002. Acesso em: 20 nov. 2020.
HARWOOD, J. L. Plant lipid biochequistry plant fatty acid synthesis. AOCS Lipid Library, 
c2020. Disponível em: https://lipidlibrary.aocs.org/chemistry/physics/plant-lipid/
plant-fatty-acid-synthesis. Acesso em: 20 out. 2020.
HESS, F. D. Light-dependent herbicides: an overview. Weed Science, v. 48, n. 2, p. 160-
170, 2000. 
HEAP, I. International Survey of Herbicide Resistant Weeds, 2020. Disponível em: www.
weedscience.org. Acesso em: 20 nov. 2020.
KUKORELLI, G.; REISINGER, P.; PINKE, G. ACCase inhibitor herbicides – selectivity, weed 
resistance and fitness cost: a review. International Journal of Pest Management, v. 59, n. 
3, p. 165-173, 2013. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/271753186_
ACCase_inhibitor_herbicides_-_selectivity_weed_resistance_and_fitness_cost_A_re-
view. Acesso em: 20 nov. 2020.
LEE, S. et al. Insecticidal activity of monoterpenoids to western corn rootworm (Cole-
optera: Chrysomelidae), twospotted spider mite (Acari: Tetranychidae), and house fly 
(Diptera: Muscidae). J Econ Entomol, v. 90, p. 883–892, 1997.
LEHNEN, L. P. et al. Tissue and cellular localization of acifluorfen induced porphyrins 
in cucumber cotyledons. Pesticide Biochemistry Physiology, v. 37, n. 3, p. 239-248, 1990.
MATRINGE, M. J. et al. Protoporphyrinogen oxidase as a molecular target for diphenyl 
ether herbicides. Biochemical Journal, v. 260, n. 1, p. 231-235, 1989. Disponível em: 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1138650/. Acesso em: 20 nov. 2020.
MITRA, S.; BHOWMIK, P.C.; XING, B. Sorption and desorption of the diketonitrile metabo-
lite of isoxaflutole in soils. Environmental Pollution, v. 108, p. 183-190, 2000. Disponível 
em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S026974919900192X. Acesso 
em: 20 nov. 2020.
NANDULA, V. K. et al. Herbicide metabolism: crop selectivity, bioactivation, weed 
resistance, and regulation. Weed Sci, n. 67, p. 149–175, 2019. Disponível em: https://
digitalcommons.unl.edu/usdaarsfacpub/2165/. Acesso em: 20 nov. 2020.
NETTO, A. G.; CHRISTOFFOLETI, P. J.; NICOLAI, M. Resistência de plantas daninhas a her-
bicidas inibidores da síntese de caroteno (Grupo F). In: CHRISTOFFOLETI, P. J.; NICOLAI, 
M. (coord.). Aspectos de resistência de plantas daninhas a herbicidas. 4. ed. Piracicaba: 
Associação Brasileira de Ação à Resistência de Plantas Daninhas ao Herbicidas, 2016. 
p. 99-118. 
OLIVEIRA JÚNIOR, R. S. Mecanismo de Ação de Herbicidas. In: OLIVEIRA JÚNIOR, R. S.; 
CONSTANTIN, J.; INOUE, M. H. Biologia e Manejo de Plantas Daninhas. Curitiba: Omnipax, 
2011 p. 141-192.
OLIVEIRA JÚNIOR, R. S.; CONSTANTIN, J.; INOUE, M. H. Biologia e manejo de plantas 
daninhas. 1. ed. Curitiba: Omnipax, 2011.
POWLES, S. B.; YU, Q. Evolution in acti on: plants resistant to herbicides. Annual 
Review of Plant Biology, v. 61, p. 317-347, 2010.
RODRIGUES, B. N.; ALMEIDA, F. S. Guia de herbicidas. 7. ed. Londrina: UFV, 2018. 
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides...20
ROMAN, E. S. et al. Como funcionam os herbicidas: da biologia à aplicação. Passo 
Fundo: Berthier, 2007.
ROSINGER, C. Herbicide safeners: an overview. In: Deutsche Arbeitsbesprechung über 
Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11-13., 2014, Braunschweig. Julius-Kühn 
Archiv. Braunschweig: [s. l.], 2014. 
SALAS, R. A. et al. Resistance to PPO-inhibiting herbicide in Palmer amaranth from 
Arkansas. Pest Management Science, v. 72, n. 5, p. 864-869, 2016.
SANDMANN, G.; BOGER, P. Inhibition of carotenoid biosynthesis by herbicides. In: 
BOGER, P.; SANDMANN, G. (ed.). Target sites of herbicide action. Boca Raton: CRC Press, 
1989. p. 25-44. 
SASAKI, Y.; NAGANO, Y. Plant acetyl-CoA carboxylase: structure, biosynthesis, regulation, 
and gene manipulation for plantbreeding. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 
v. 68, n. 6, p. 1175-1184, 2004. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15215578/. 
Acesso em: 20 nov. 2020.
SENSEMAN, S. A. (ed.). Herbicide Handbook. 9. ed. Lawrance: Weed Science Society of 
America, 2007.
SHAW, D. R.; ARNOLD, J. C. Weed control from herbicide combinations with glyphosate. 
Weed Technology, v. 16, n. 1, p. 1-6,2002.
Leituras recomendadas
HERBICIDE RESISTANCE ACTION COMMITTEE. Protecting Crop Yields and Quality Worl-
dwide. [S. l.]: HRCA, c2020. Disponível em: https://hracglobal.com/. Acesso em: 06 
nov. 2020.
PETERSON, D. E. et al. Herbicide mode of action. Topeka: Kansas State University, 2001.
Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos 
testados, e seu funcionamento foi comprovado no momento da 
publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas 
páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores 
declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou 
integralidade das informações referidas em tais links.
Atuação de herbicidas inibidores da Protox, da biossíntese de carotenoides... 21