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1 BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS I. BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 1. DEFINIÇÕES Todos os conceitos se baseiam na indesejabilidade em relação a uma atividade. Inicialmente: erva daninha Shaw (1956): “Planta daninha é qualquer planta que ocorre onde não é desejada.” Cruz (1979): “É uma planta sem valor econômico ou que compete com o homem pelo solo.” Fischer (1973): duas definições - “ Plantas cujas vantagens ainda não foram descobertas.” - “Plantas que interferem com os objetivos do homem em determinada situação.” Silva e Silva (2007): “Uma espécie só deve ser considerada daninha se estiver direta ou indiretamente prejudicando determinada atividade humana.” Deuber (1997): Planta Infestante. “Plantas podem estar presentes sem causar qualquer tipo de dano ou interferência.” Daninha: é um atributo humano, provém da vontade de agir com dolo (”daninhesa”). Os prejuízos causados é resultado natural das leis e relações biológicas. 2 2. ORIGEM Existem duas grandes teorias: a) Hidrossere: afirma que a vida originou-se no meio líquido; b) Xerossere: segundo a qual a vida teve origem em terra firme. Na verdade, é possível que tenha surgido quando o homem iniciou suas atividades agrícolas, separando as benéficas das maléficas. Assim, o próprio homem é responsável pela evolução dessas plantas. 3. ESTABELECIMENTO E PROPAGAÇÃO Durante o processo de evolução das plantas daninhas, diversos mecanismos lhes conferiram alta agressividade. Além dos mecanismos de agressividade, mecanismos de sobrevivência foram aprimorados, permitindo à espécie persistir no ambiente mesmo em situações adversas. O estabelecimento de uma determinada espécie daninha em uma área envolve a agregação e a migração, além da competição pelos recursos do meio. Os órgãos que garantem a sobrevivência das espécies são seguramente os que proporcionam armazenamento de reservas energéticas, aliados às estruturas de reprodução vegetativa. Assim, sementes, rizomas, tubérculos, estolões e bulbos colaboram com a persistência das plantas daninhas em áreas cultivadas. 3 As plantas daninhas apresentam estratégia de evolução e sobrevivência tipo R, ou seja, rápido crescimento vegetativo, ciclo de vida relativamente curto, produção de grande número de sementes viáveis e com mecanismos de quiescência e dormência. - Quiescência: repouso metabólico da semente devido a condições externas desfavoráveis; - Dormência: estado de repouso devido a condições intrínsecas (física, mecânica ou fisiológica) inerentes à própria semente. As características que garantem a sobrevivência da espécie também contribuem para sua maior agressividade competitiva. Tabela 1. Mecanismos de sobrevivência e agressividade apresentados pro algumas espécies de plantas daninhas Mecanismo Sobrevivência Agressividade Alta produção de sementes Elevada capacidade de produção de dissemínulos Ampla dispersão das sementes Facilidade de dispersão dos propágulos Dormência das sementes - Manutenção da viabilidade mesmo em condições desfavoráveis; - Grande longevidade dos dissemínulos Germinação escalonada das sementes - Grande desuniformidade no processo germinativo; - Capacidade de germinar e emergir de grandes profundidades; - Rápido desenvolvimento e crescimento inicial Reprodução assexuada Mecanismos alternativos de reprodução 4 4. CLASSIFICAÇÃO - Quanto ao Ciclo Vegetativo: a) Anuais: são plantas que germinam, desenvolvem, florescem, produzem sementes e morrem dentro de um ano. b) Bienais: são plantas cujo completo desenvolvimento se dá normalmente em dois anos. c) Perenes: são aquelas que vivem mais de dois anos e são caracterizadas pela renovação do crescimento, ano após ano, a partir do mesmo sistema radicular. - Quanto ao hábito de Crescimento: a) Herbáceas: plantas tenras de baixo porte. b) Arbustivas: apresentam ramificações desde a base. c) Arbóreas: apresentam ramificações bem definidas acima da base do caule. d) Trepadeiras: beneficiam-se de outras plantas como suporte para o crescimento. e) Hemiepífiticas: iniciam seu desenvolvimento como trepadeira e, posteriormente, emitem sistema radicular. f) Epifíticas: crescem sobre outras sem a utilização de fotoassimilados da hospedeira. g) Parasitas: cresce sobre a outra, beneficiando-se dos fotoassimilados da espécie parasitada. 5 - Quanto ao Habitat: a) Terrestres: vivem sobre o solo b) Baixada: desenvolvem em solo orgânico e úmidos; c) Aquáticas: marginais, flutuantes, submersas livres, submersas ancoradas, emergentes; d) Indiferentes: vivem tanto dentro como fora da água; e) Parasitas: vivem às custas de outra planta hospedeira. - Quanto à morfologia: a) Monocotiledôneas: principalmente gramíneas; b) Eudicotiledôneas: muitas famílias; c) Ciperáceas: todas as espécies do gênero Cyperus. 6 5. PREJUÍZOS a) Prejuízos Diretos: - Redução da produtividade; - Reduzem qualidade do produto comercial; - Responsáveis pela não-certificação de sementes de culturas; - Podem intoxicar animais domésticos em pastagens; - Parasitam fruteiras, milho e plantas ornamentais; - Reduzir o valor da terra. b) Prejuízos Indiretos: - Hospedeiras alternativas de organismos nocivos às espécies cultivadas; - Interferem no processo de colheita; - Podem criar condições favoráveis ao desenvolvimento de vetores de doenças e animais peçonhentos; - São inconvenientes em áreas industriais, vias públicas, ferrovias e refinarias de petróleo; - Dificultam navegação, geração de energia, manejo da água, aumentam custo irrigação, prejudicam a pesca. 6. ALELOPATIA Plantas superiores desenvolveram notável capacidade de sintetizar, acumular e secretar grande variedade de metabólitos secundários – aleloquímicos. Os aleloquímicos, quando liberados no ambiente, promovem uma interação bioquímica entre plantas, incluindo microrganismos, cujos efeitos podem ser deletérios ou benéficos. Assim, alelopatia seriam compostos secundários que, lançados no ambiente, afetam o crescimento, o estado sanitário, o 7 comportamento ou a biologia da população de organismos de outra espécie. - Órgãos produtores de aleloquímicos: folhas, caules, raízes, flores, frutos e sementes. - Liberação dos aleloquímicos: planta viva (volatilização, exsudação radicular, lixiviação) e pela planta morta (decomposição de folhas ou outras partes da planta). - Natureza dos aleloquímicos: maioria são compostos terpenóides (fitoalexinas, flavonóides, chalconas, naftoquinonas, saponinas, triterpenos, etc.). - Relações alelopáticas: a) Plantas daninhas sobre culturas e outras plantas daninhas: situação mais comum; b) Culturas sobre plantas daninhas: não é muito comum, sendo conhecidos poucos casos. Ex: restos de nabo forrageiro, canola, aveia e centeio apresentam razoável efeito alelopático sobre Brachiaria plantaginea, Cenchrus echinatus e Euphorbia heterophylla; c) Alelopatia entre culturas: relacionado com a rotação e consorciação; d) Alelopatia de coberturas mortas: utilizado no conceito de plantio direto. Ex.: mucuna afetando desenvolvimento de Digitaria horizontalis, e Hyptis lophanta. 8 7. COMPETIÇÃO ENTRE PLANTAS DANINHAS E CULTURAS Para germinar, crescer e reproduzir-se, completando seu ciclo de vida, toda planta necessita deágua, luz, calor, gás carbônico, oxigênio e nutrientes minerais em quantidades adequadas. Estes fatores de crescimento e sobrevivência podem tornar-se escassos à medida que a planta se desenvolve e à medida que aumenta a quantidade de outras plantas no mesmo espaço – COMPETIÇÃO. - Decandole (1820): afirma que todas as plantas de determinado lugar estão em estado de guerra entre si. - Weaver e Clements (1938): a competição é a luta que se inicia entre indivíduos quando uma planta está em um grupo de outras plantas ou quando esta é rodeada por seus descendentes. - Odum (1969): competição significa uma luta por um fator e, em nível ecológico, a competição torna-se importante quando dois ou mais organismos lutam por algo que não existe em quantidade suficiente para todos. - Locatelly e Doll (1977): definem competição como a luta que se estabelece entre a cultura e as plantas daninhas por água, luz, nutrientes e dióxido de carbono disponíveis em determinado local e tempo. NOTA: as plantas daninhas sempre levam vantagem competitiva sobre as plantas cultivadas. - Tipos de competição: intra-específica e interespecífica. 9 - Fatores passíveis de competição a) Água: plantas daninhas possuem elevada capacidade de sobrevivência com pouca água no solo, são capazes de usar menos água por unidade de matéria seca (EUA = eficiência no uso da água) e baixo coeficiente transpiratório. b) Luz: Difícil de ser mensurado e está relacionado com a rota fotossintética que a planta apresenta (C3 – ineficientes, C4 – eficientes, CAM). Relação CO2 fixado/ATP/NADPH: C3 – 1:3:2 C4 – 1:5:2 necessitam de mais energia luminosa e se for reduzido o acesso à luz passarão a perder a competição. c) CO2: de forma similar C3 – 1:3:2 necessitam de mais gás carbônico e se for reduzido o acesso à luz passarão a perder a competição. C4 – 1:5:2 d) Nutrientes: as plantas daninhas apresentam grande capacidade de extrair do ambiente os elementos essenciais ao seu crescimento. Depende da quantidade e das espécies envolvidas na convivência. Ex: Richardia brasiliensis (poaia-branca) acumula 10 x menos N, 20 x menos P e 5 x menos K quando comparada com a soja. No entanto, alta infestação representa elevada remoção desses nutrientes. Deve-se considerar também os teores de nutrientes na matéria seca. Ex.: Desmodium tortuosum pode acumular até 2,4 x mais P g -1 MS comparada com soja. e) Espaço: no solo e na parte aérea, o qual pode limitar a resposta da planta. 10 8. INTERFERÊNCIA E PERÍODO CRÍTICO DE COMPETIÇÃO Interferência: conjunto de ações que afetam determinada cultura em decorrência da comunidade infestante local. Quanto maior for o período de convivência múltipla (cultura – plantas daninhas), maior será o grau de interferência. Depende das manifestações de fatores ligados à comunidade infestante, à própria cultura e à época e extensão da convivência de ambas. - Terminologia para períodos e convivência: a) Período anterior à interferência (PAI): espaço de tempo, após a semeadura ou o plantio, em que a cultura pode conviver com a comunidade de plantas daninhas antes que a interferência se instale de maneira definitiva. b) Período total de prevenção da interferência (PTPI): é o período, a partir do plantio ou da emergência, em que a cultura deve ser mantida livre de plantas daninhas para que sua produção não seja afetada quanti e qualitativamente. c) Período crítico de prevenção da interferência (PCPI): período em que a cultura deve ser mantida livre das plantas daninhas até o momento em que elas não mais interfiram na produtividade da cultura. 11 12 Fonte: Silva e Silva (2007). 13 II. LEVANTAMENTOS DE OCORRÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS Antes de se adotar um método de controle para o manejo das plantas daninhas, a primeira providência que precisamos a tomar é o levantamento da condição de infestação dessas plantas. O levantamento é fundamental, pois a partir dele é que podemos definir o que será feito, como e quando. Geralmente, as espécies de plantas daninhas estão dispersas de forma desigual ou agrupadas, em função dos diferentes usos ou condições locais. Portanto, o levantamento envolve dois aspectos: a) Identificação das espécies e b) Frequência de cada uma delas. Os levantamentos podem ser organizados para diferentes abrangências (áreas pequenas, médias ou regionais) e feitos de maneira semelhante ao método utilizado para coleta de amostras de solo para análise (caminhar em ziguezague, pontos a cada 20- 30 metros, ou mais) utilizar uma ficha para cada unidade de observação. Também é conveniente registrar as épocas e os meios de introdução de cada espécie na área. 14 MODELO DE FICHA PARA LEVANTAMENTO (INFORMAÇÕES DA ÁREA) Localização: Uso do solo: Tipo de solo Declividade Época do ano: Clima: Ventos dominantes: Direção: Frequência: Intensidade: Tamanho da área: Outras informações: MODELO DE FICHA PARA LEVANTAMENTO (INFORMAÇÕES DAS ESPÉCIES) Pontos amostrados Espécies 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 15 As notas devem ser bem definidas e representativas e podem abranger a porcentagem do total de espécies presentes para cada unidade em função da área coberta. No final do levantamento, as pessoas que o conduziram devem tirar as médias de suas notas e listar por ordem de frequência e cobertura da área em ordem decrescente. Exemplo: 16 17 III. BANCO DE SEMENTES É a designação normalmente utilizada para o conjunto de sementes existentes no solo, nas suas camadas superficiais. representam potenciais plantas infestantes, visto que, de alguma forma, poderão vir a germinar e intervir com as plantas cultivadas. Banco de Semente do Solo: - Solo contém entre 2.000 a 50.000 sementes/m 2 em uma faixa de 10 cm profundidade; - Apenas 2 a 5% germinam. Demais permanecem dormentes; - Maiores taxas de germinação são observadas em solo submetido a movimentação mecânica (arado, grade, enxada rotativa). Consequência: composição florística pode mudar de ano para ano. Na prática agronômica, o que se visa é manter o banco de sementes em nível bastante reduzido para evitar grandes infestações de plantas indesejáveis. O tipo de manejo do solo, condições de aeração, encharcamento, adensamento interferem diretamente na composição do banco de sementes (redução ou aumento). Existem duas formas eficazes de redução do banco de sementes. O primeiro método é o preventivo, através da qual se impede a formação dos frutos e sementes das plantas existentes no local. O segundo é o não revolvimento da camada superficial do solo, porém de ação mais lenta devido o fato das sementes mais profundas perderem gradativamente a viabilidade. 18 19 III. MÉTODOS DE CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS A escolha do método de controle das diversas espécies de plantas daninhas na área de interesse deve levar em conta as condiçõeslocais para o uso de mão-de-obra e de equipamentos, sem se esquecer dos aspectos ambientais e econômicos. Para adoção de qualquer medida de controle, o meio na qual as plantas daninhas se encontram deve ser tratado como um ecossistema capaz de responder a qualquer mudança imposta. É importante saber que a adoção de apenas um método de controle proporciona o manejo paliativo das plantas daninhas, postergando o problema para datas posteriores. a) Controle Preventivo Consiste no uso de práticas que visam prevenir a introdução, estabelecimento e/ou a disseminação de determinadas espécies- problema em áreas ainda por elas não infestadas. Em síntese, o elemento humano é a chave do controle preventivo. A ocupação eficiente pela cultura diminui a disponibilidade de fatores adequados ao crescimento e ao desenvolvimento das plantas daninhas, podendo ser considerada uma integração entre prevenção e método cultural. Principais Medidas: - Utilizar sementes de elevada pureza; - Limpar cuidadosamente implementos agrícolas; - Inspecionar cuidadosamente mudas; - Limpar canais de irrigação; - Colocar animais comprados em áreas quarentenas. 20 b) Controle Cultural É o uso de práticas comuns ao bom manejo da água e do solo. Essas práticas contribuem para reduzir o banco de sementes de espécies daninhas, consistindo então, em usar as próprias características ecológicas das culturas e das plantas daninhas visando beneficiar o estabelecimento e desenvolvimento da cultura. Práticas: rotação de cultura, variação do espaçamento da cultura, uso de coberturas verdes. c) Controle Mecânico Consiste na utilização de equipamentos de uso manual ou tracionados por animais ou tratores. As principais limitações deste método são: i) dificuldade de eliminar plantas daninhas na linha da cultura; ii) baixa eficiência em períodos chuvosos; iii) é ineficiente para controlar plantas daninhas que se reproduzem por partes vegetativas; e ix) poder ser não seletivo à cultura. Principais métodos: arranque manual (monda), capina manual (enxada), arranquio com enxadão, roçada manual (foice), roçada mecanizada (roçadeira de arrasto ou 3º ponto); cultivador mecânico. d) Controle Físico Consiste na utilização de recursos físicos para a eliminação de espécies indesejadas, tais como: inundação; cobertura do solo com restos vegetais ou filme plástico preto; solarização com filme plástico transparente (muito caro); queima com lança- chamas (muito caro); microondas. 21 e) Controle Biológico É o uso de inimigos naturais (fungos, bactérias, vírus, insetos, aves, peixes) capazes de reduzir a população das plantas daninhas e consequentemente sua capacidade de competir, por meio do equilíbrio populacional entre inimigo natural e a planta hospedeira. Para que este tipo de controle seja eficiente, o parasita dever ser especifico, pois, uma vez eliminado o hospedeiro, ele não deve parasitar outras espécies. 22 f) Controle Químico Utilização de herbicidas, o qual proporciona as seguintes vantagens: menor dependência de mão-de-obra; maior eficiência; controla as plantas daninhas presentes na linha de plantio; permite cultivo mínimo ou plantio direto; pode controlar plantas de propagação vegetativa; e permite o plantio a lanço e alterações no espaçamento. Porém, o controle químico como único método pode levar ao desequilíbrio do sistema de produção, seleção de espécies tolerantes ou resistentes a determinados ingredientes ativos, reduzir produtividade devido problemas de fitotoxicidade na cultura. Entretanto, o herbicida é uma importante ferramenta no manejo de plantas daninhas desde que utilizado no momento adequado e de forma correta. IV. HERBICIDAS 1. CLASSIFICAÇÃO Os herbicidas podem ser classificados de diversas maneiras, de acordo com as características de cada um, que permitem estabelecer grupos afins com base na: A) Seletividade - Seletivos: são aqueles que, sob algumas condições, são mais tolerados por determinada espécie ou cultivar de plantas do que outras. A seletividade é sempre relativa, pois depende do estádio de desenvolvimento das plantas, condições climáticas, tipo de solo, localização (posição) e dose aplicada. 23 - Não-Seletivos: são aqueles que atuam indiscriminadamente sobre todas as espécies de plantas, recomendados geralmente para dessecação ou em aplicações dirigidas. B) Época de Aplicação - Pré-Plantio: herbicidas utilizados após o preparo de solo e antes o plantio da cultura. Alguns herbicidas são muito voláteis, de baixa solubilidade em água ou fotodegradável e por isso necessitam ser incorporados ao solo (PPI: pré-plantio incorporado – trifluralin). - Pré-Emergência ou pós-plantio: utilizados logo após a semeadura, porém antes que ocorra o rompimento do solo pelas plântulas da cultura (“cracking”) – seletividade por posição. - Pós-Emergência: são herbicidas absorvidos somente pelas folhas das plantas e, por isso, devem apresentar como característica serem seletivos para a cultura. (variações: pós-inicial, pós-tardio). C) Translocação - Contato: atuam próximo de ou no local onde eles penetram nas plantas. O simples fato de um herbicida entrar em contato com a planta não é suficiente para que ele exerça sua ação tóxica. Necessariamente tem que penetrar no tecido da planta. - Sistêmicos: movimentam-se nas plantas pelo xilema, floema ou por ambas as vias e podem se translocar a longas distâncias no interior do vegetal. Dependendo da dose, alguns produtos sistêmicos também podem apresentar efeito de contato. 24 D) Mecanismos de Ação Modo de Ação vs Mecanismo de ação - Modo de ação: refere-se à sequência completa de todas as reações que ocorrem desde o contato do produto com a planta até sua morte ou ação final do produto; - Mecanismo de ação: a primeira lesão bioquímica ou biofísica que resulta na morte ou ação final do produto. O estudo dos herbicidas pelo seu mecanismo de ação permite que se apresentem diversas características gerais e comuns a um grupo bastante grande de ingredientes ativos, facilitando sua identificação e memorização. 2. Comportamento de Herbicidas nas Plantas Os herbicidas podem penetrar nas plantas através de estruturas aéreas (folhas, caules, flores e frutos), de estruturas subterrâneas (raízes, rizomas, estolões, tubérculos), de estruturas jovens como radículas e caulículos e pelas sementes. A absorção do herbicida representa a integração existente entre o ambiente aéreo e o solo com a planta e assim, está diretamente relacionado com a eficiência dos herbicidas. A absorção é o primeiro passo da interação do herbicida com os processos metabólicos das plantas. Após a absorção é necessário que o herbicida seja transportado até os locais onde irão exercer ação biológica. Os herbicidas podem ser translocados pelo simplásto (protoplásto vivos e floema), pelo apoplásto (paredes intercelulares e xilema) ou pelo aposimplásto (movimento pelo xilema/floema). 25 A. Absorção dos Herbicidas Aplicados na Parte Aérea Uma vez pulverizado, o herbicida entra em contato com a superfície foliar e podem ocorrer os seguintes eventos: - Volatilização: significa perda do produto para o ambiente devido à propriedade físico-química de pressão de vapor; - Lixiviação pela água: representa perda pelo escorrimento do produto devido ao excesso de umidade livre na superfície da folha (água,orvalho, coalisão de gotas, excesso de adjuvante); - Cristalização do herbicida: o ingrediente ativo passa do estado líquido para o estado sólido devido a condições de alta temperatura e baixa umidade relativa do ar, havendo assim perda de produto. - Penetração na cutícula sem translocação: ocorre perda do produto que fica aprisionado na cutícula. - Absorção e translocação: O produto segue a via apoplástica e/ou simplástica. Xilema Floema 1 2 3 4 5 Cera Pectina Celulose Espaços intercelulares Células 1 – Volatilização; 2 – Cristalização; 3 – Retenção na cera; 4 – Penetração por difusão (apoplástica); 5 – Penetração intracelular (simplástica) 26 Cristalização de uma gota com calda de glifosate Gota integra com calda de glifosate + adjuvante 27 A absorção dos herbicidas aplicados em pós-emergência acontece principalmente pela interação do herbicida com a membrana cuticular das folhas A absorção estomática possui limitada prática, uma vez que, para ocorrer o movimento do herbicida através do ostíolo aberto para dentro da câmara estomática e deste para o citoplasma das células, seria necessário uma diminuição drástica da tensão superficial da gota pulverizada. a membrana cuticular é a principal barreira para a absorção dos herbicidas pelas folhas. A membrana é formada por um miscélio de camadas de cera, cutina, pectina e celulose e as características físico-químicas destas camadas possibilitam a absorção dos herbicidas através de rotas polares a apolares. Além disso, a espessura, composição, pH e lipofilicidade da cutícula também podem influenciar na penetração do herbicida, os quais também são interdependentes quanto às variações das condições ambientais. Tricomas 28 Cera epicuticular Cera epicuticular 29 Na prática, o coeficiente de particição octanol / água (Kow) é uma característica físico-química relacionada à lipofilicidade dos herbicidas e possui aplicação direta nas estimativas de penetração do herbicida através da cutícula e de membranas celulares, onde: Kow afinidade com constituintes apolares da cutícula. Geralmente herbicidas não ionizados são mais lipofílicos e os ionizados (forma aniônica de herbicidas ácidos fracos em alto pH) são mais hidrofílicos. Os herbicidas que apresentam alto Kow (lipofílicos) são capazes de penetrar na cutícula por simples difusão, através dos componentes lipofílicos, como ceras epicuticulares e ceras cuticulares da cutina. Já os herbicidas altamente solúveis em água são capazes de penetrar pela superfície cuticular através da parte hidrofílica da cutina, pectina e celulose. No entanto, em virtude da baixa permeabilidade dentro da cutícula, sua taxa de movimento é menor do que a dos herbicidas lipofílicos. Essa penetração reduzida geralmente resulta em menor absorção total. B. Absorção dos Herbicidas Aplicados no Solo A absorção radicular é um processo menos complexo que a foliar. As raízes não possuem cutícula como as folhas, embora raízes maduras sejam recobertas por uma camada suberificada. Isto significa que há poucos obstáculos à absorção do herbicida pelas raízes das plantas. 30 A absorção de herbicidas aplicados ao solo acontece diretamente via raiz e através de órgãos subterrâneos, como nó do coleóptilo (seletividade por posição). Carregados pela fase aquosa do solo, os herbicidas movem- se primeiramente em um sistema de paredes celulares interconectadas do parênquima cortical (via apoplástico). Nesse sistema, os íons são adsorvidos pelas superfícies carregadas das paredes celulares e das membranas externas do protoplasma. Esse processo é totalmente passivo, obedecendo ao gradiente de concentração e cargas entre a solução do solo e o interior da raiz (espaço livre aparente). O transporte celular pelo apoplasto é interrompido por elementos hidrofóbicos ou impermeáveis nas paredes celulares da endoderme da raiz, denominados estrias de Caspary. A via simplastica transporta a solução até os elementos condutores do cilindro central. 31 O comportamento dos herbicidas no solo decorre da interação entre diversos fatores que disponibilizam certa quantidade do herbicida para a absorção pelas raízes: - Adsorção do herbicida ao solo: representa um fator integrador desta interação e atua na disponibilidade dos herbicidas para absorção pelas plantas – associação com colóides do solo. É altamente dependente da quantidade de água no solo. - Dinâmica de água no solo: o herbicida é disponibilizado (dissociado) na solução do solo pela presença de água, determinando assim a eficiência do herbicida. Déficit hídrico: grande quantidade do herbicida adsorvido aos colóides; Excesso hídrico: facilmente arrastado por lixiviação. 32 C. Fatores que Afetam a Absorção dos Herbicidas 3. TRANSLOCAÇÃO A translocação dos herbicidas é regulada por uma série de processos que também podem ser relacionados ao comportamento dos herbicidas no ambiente e na planta (herbicidas sistêmicos), os quais podem ser: A. Translocação Apoplástica Os produtos (geralmente de solo), após serem absorvidos pelas raízes conseguem chegar até a parte aérea das plantas via xilema e desempenhar o seu mecanismo de ação – a forma de deslocamento acontece através da pressão de raiz ou do fluxo de transpiração da planta. assim, o fluxo de transpiração da planta é o fenômeno mais importante na translocação de herbicidas aplicados no solo. 33 o pKa (constante de dissociação de um ácido) é a característica físico-química do herbicida que está diretamente relacionado à capacidade do herbicida se difundir, onde pKa movimentação pKa ideal para a translocação apoplástica: ≤ 8 Kow significa alta afinidade com componentes lipofílicos, o que pode caracterizar movimentação B. Translocação Apossimplástica Também denominada de fluxo bidirecional e refere-se ao movimento via apoplásto e via simplásto (floema). No entanto, estes sistemas de condução são independentes e a translocação de herbicidas através de ambos deve-se às propriedades físico- químicas que estes compostos possuem, onde: herbicidas com baixo pKa e baixo Kow possuem mobilidade maximizada no floema Via de regra, os herbicidas com alta solubilidade em água (e, portanto, baixo Kow) possuem alta permeabilidade e entram e saem do floema e xilema rapidamente, tendo maior mobilidade neste último, onde o fluxo de água é mais intenso. A movimentação do herbicida no simplasto acontece em conjunto com o fluxo de açúcares e água, segundo a relação fonte / demanda. 34 - Fatores que afetam a translocação simplástica: idade da planta, idade do órgão, dormência, estado hídrico, intensidade luminosa, temperatura, surfactante e dose do herbicida. Xilema Floema 1 2 3 4 5 4 – Rota de entrada polar; 5 – Rota de entrada apolar 35 V. HERBICIDAS: MECANISMOS DE AÇÃO 1. CARACTERÍSTICAS BIOQUÍMICAS Os herbicidas modernos inibem a atividade enzimática nos organismos suscetíveis. Enzimas são moléculas proteicas relativamente grandes que possuem um local (sítio catalítico) que é diretamente envolvido com o(s) substrato(s) nas etapas que antecedem a reação química. Os herbicidas inibidoresdas enzimas acetil-CoA (ACCase), acetolactato sintase (ALS), enolpiruvil shuikimato-P sintase (EPSPS), glutamina sintetase (GS), inibidores de carotenoides , inibidores do fluxo de elétrons no fotossistema 1 e fotossistema 2 atuam em rotas metabólicas presentes no interior dos cloroplastos. Todavia, os herbicidas que atuam fora do cloroplasto incluem as auxinas sintéticas, inibidores de síntese de ácidos graxos da cadeia muito longa e os inibidores da polimerização de tubulina. Um dos benefícios de apresentar os herbicidas conforme seu mecanismo de ação reside na facilidade do aprendizado da sintomatologia dos mesmos e suas causas. Além disso, facilita o manejo racional de herbicidas, de forma que o usuário poderá tomar consciência da necessidade de rotacionar herbicidas de diferentes mecanismos de ação. As enzimas podem ser inibidas: - Irreversivelmente: ocorre quando um inibidor faz uma ligação covalente com um grupo funcional da enzima, atrapalhando a atividade catalítica da mesma; e 36 - Reversivelmente: o qual pode ser: a) Competitiva: quando um composto se liga ao sítio catalítico da enzima e pode ser revertido com o aumento da concentração do substrato. b) Não Competitiva: quando um produto se liga a um local diferente do sítio catalítico da enzima, alterando sua forma tridimensional, prejudicando, então, a sua atividade enzimática. As reações químicas nas células ocorrem em sequência, as quais são catalisadas por diversas enzimas e, o produto de uma reação é o substrato da reação seguinte. 1 2 3 4 5 A → B → C → D→ E → F Cada herbicida inibe, em geral, uma única enzima específica, mas, subsequentemente, desorganiza a produção de várias substâncias necessárias para a sobrevivência das plantas. 37 Resumo do “Mapa dos Herbicidas”, incluindo local da aplicação, tipo de movimento na planta, local de ação e espécies daninhas controladas. Local de aplicação Movimentação nas plantas Local de ação Espécies controladas Folhagem Sistêmicos Inibidores de AACase G Inibidores de ALS DCG Inibidores de EPSPs DCG Auxinas sintéticas D Contato Inibidores do FS I DG Inibidores de PROTOX D Solo Móveis Inibidores do FS II D Inibidores de caroteno DG Imóveis Inibidores da parte aérea G Inibidores de mitose G G = Gramíneas, D = Dicotiledôneas, C = Ciperáceas.
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