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Revista Ceres

versão impressa ISSN 0034-737X

Rev. Ceres vol.60 no.1 Viçosa jan./fev. 2013

http://dx.doi.org/10.1590/S0034-737X2013000100016 

COMUNICAÇÃO
FITOSSANIDADE

 

Susceptibilidade de espécies de plantas com potencial de fitorremediação do herbicida sulfentrazone1

 

Selection of plants tolerant to sulfentrazone and potential for phytoremediation

 

 

João Carlos MadalãoI; Fábio Ribeiro PiresII; Alberto Cargnelutti FilhoIII; Alex Favaro NascimentoIV; Kristhiano ChagasV; Rodrigo Silva AraújoIV; Sergio de Oliveira ProcópioV; Robson BonomoII

IEngenheiro-Agrônomo, Mestre. Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Viçosa, Av. P.H. Rolfs, Campos UFV, s/n, 36570-000, Viçosa, Minas Gerais, Brasil. joaocarlosagr@hotmail.com (autor correspondente).
IIEngenheiro-Agrônomo, Doutor. Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, Universidade Federal do Espírito Santo, Rodovia BR 101 Norte, Km 60, Bairro Litorâneo, 29932-540, São Mateus, Espírito Santo, Brasil. fabiopires@ceunes.ufes.br; robson.bonomo@gmail.com
IIIEngenheiro-Agrônomo, Doutor. Departamento de Fitotecnia, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Camobi, Avenida Roraima, 1000, 97105-900, Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil. alberto.cargnelutti.filho@gmail.com
IVEngenheiro-Agrônomo. Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, Universidade Federal do Espírito Santo, Rodovia BR 101 Norte, Km 60, Bairro Litorâneo, 29932-540, São Mateus, Espírito Santo, Brasil. alexfn18@hotmail.com; kristhianoc@gmail.com; rodrigozuel@gmail.com
VEngenheiro-Agrônomo, Doutor. Embrapa Soja, Rod. Carlos João Strass s/n, Warta, 86001-970, Londrina, Paraná, Brasil. procopio@cpatc.embrapa.br

 

 


RESUMO

Dentre as novas tecnologias, a fitorremediação é opção para a descontaminação de áreas que receberam intensas aplicações de herbicidas. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de selecionar espécies com potencial para a fitorremediação de solos contaminados com o herbicida sulfentrazone. As espécies testadas foram: Calopogonium mucunoides, híbrido de sorgo (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense), Crotalaria breviflora, Crotalaria juncea, Canavalia ensiformis, Dolichos lablab, Stizolobium deeringianum e Stizolobium aterrimum, cultivadas em cinco doses do sulfentrazone (0, 200, 400, 800 e 1.600 g ha-1). O experimento foi instalado em casa de vegetação, utilizando-se vasos com capacidade para 6 L, preenchidos com amostras de solo coletadas na profundidade de 0-20 cm. Foram avaliadas a fitotoxicidade do herbicida, a altura de plantas e a massa de matéria seca da parte aérea e de raízes. As espécies que manifestaram os menores sintomas de fitotoxicidade e os maiores índices de altura e matéria fresca e seca foram C. juncea, C. ensiformis e D. lablab, sendo selecionadas como tolerantes ao herbicida sulfentrazone e com potencial para fitorremediação.

Palavras-chave: biorremediação, descontaminação do solo, adubos verdes, bioensaio.


ABSTRACT

Among the new technologies, phytoremediation is considered as an option for the decontamination of areas that thave undergone intense herbicide applications. This work aimed to select species with potential to the phytoremediation of soils contaminated with the herbicide sulfentrazone. The tested species were Calopogonium mucunoides, hybrid Sorghum (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense), Crotalaria breviflora, Crotalaria juncea, Canavalia ensiformis, Dolichos lablab, Stizolobium deeringianum e Stizolobium aterrimum. The experiment was conducted in a greenhouse, using 6 dm3 vases filled with soil samples collected at a depth of 20 cm. The experimental design was the randomized blocks in a factorial scheme of 8 x 5, with four repetitions, which were composed by the eight plant species, and five doses of sulfentrazone (0, 200, 400, 800 and 1,600g ha-1). We evaluated the phytotoxicity of the herbicide, plant height and dry weight of shoots and roots. The species showing the least symptoms of phytotoxicity and the highest rates of height and fresh and dry biomass were C. juncea, C. ensiformis and D. lablab, which were selected as tolerant to the herbicide sulfentrazone and with potential for phytoremediation.

Key words: bioremediation, soil decontamination, green manure, bioassay.


 

 

INTRODUÇÃO

Herbicidas que permanecem no solo por longos períodos são insumos importantes para a garantia da produtividade das culturas comerciais, principalmente para aquelas que apresentam extenso período total de prevenção da interferência das plantas daninhas (PTPI). Contudo, após o término do PTPI, que muitas vezes coincide com o fechamento do dossel do cultivo agrícola, a presença do herbicida no solo pode se tornar indesejável, podendo resultar em efeito residual (Belo et al., 2007; Dan et al., 2011), contaminação de mananciais de água subterrânea pela lixiviação e, ou, escoamento superficial (Barra et al., 1999, Palma et al., 2004; Krutz et al., 2005), toxicidade a organismos não alvos (Rousseaux et al., 2003), podendo, até, dependendo da recalcitrância do composto, acumular-se na cadeia alimentar (Edwards, 1973).

O sulfentrazone, (N - [2,4-dicloro-5- [4-(difluorometil)-4,5- dihidro-3 metil -5-oxo- 1H - 1,2,4-triazol -1- il] metanosulfonamida), do grupo químico aril triazolinonas, é um herbicida desenvolvido para aplicação preferencialmente em pré-emergência, controlando várias espécies de plantas daninhas infestantes, mono e dicotiledôneas, das culturas da cana-de-açúcar e soja, além do seu uso em pátios industriais (Rodrigues & Almeida, 1998). Além de persistente (Melo et al., 2010; Monquero et al., 2010), o sulfentrazone é classificado como móvel e tem alto potencial de lixiviação, tanto vertical (para água subterrânea), quanto horizontal (Paraíba et al., 2003; Martinez et al., 2008), principalmente por sua baixa afinidade pela matéria orgânica (Koc = 43).

Buscando soluções para reduzir o potencial de contaminação do solo e dos recursos hídricos com sulfentrazone, tem-se pesquisado a efetividade da fitorremediação, técnica que utiliza plantas como agente de descontaminação. Após extrair o contaminante do solo, a planta armazena-o para tratamento subsequente, quando necessário, ou mesmo metaboliza-o, podendo, em alguns casos, transformá-lo em produtos menos tóxicos ou mesmo inócuos (Pires et al., 2003a).

Outra possibilidade para tolerar e fitorremediar herbicidas é a rizodegradação, que significa a liberação de exsudatos e enzimas pelas raízes das plantas, que incrementam as transformações bioquímicas e,ou, a mineralização dos poluentes, em razão do estímulo à atividade microbiana na rizosfera e da associação com fungos micorrízicos, sendo, também, conhecida por fitoestimu-lação (Cunninghan et al., 1996; Wilson et al., 2000).

Para se averiguar o potencial remediador de determinada espécie vegetal, deve-se conhecer, inicialmente, sua seletividade em relação à molécula em questão. Com relação a herbicidas, diversos trabalhos têm sido realizados no Brasil com o objetivo de selecionar plantas fitorremedia-doras. As espécies identificadas como tolerantes, e com potencial para utilização em programas de fitorremediação de solos contaminados com o tebuthiuron, foram Canavalia ensiformis e Lupinus albus (Pires et al., 2006); ao herbicida trifloxysulfuron sodium, as espécies Mucuna aterrima e Canavalia ensiformis (Santos et al., 2004a); e Eleusine coracana remediou solos contaminados com o herbicida picloram (Procópio et al., 2008).

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar a sensibilidade de oito espécies de plantas ao sulfentrazone, para posterior utilização em programas de fitorremediação de solos contaminados com esse herbicida.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Neste experimento, foram avaliadas diferentes espécies de plantas, com potencial para serem utilizadas em programas de fitorremediação de sulfentrazone, previamente selecionadas a partir de informações relatadas, na literatura, sobre espécies tolerantes ao herbicida e, ou, espécies anteriormente relatadas como fitorremediadoras de outras moléculas herbicidas. Além da característica principal, a tolerância, foram preferencialmente testadas espécies de valor agrícola/econômico, visando a promover um duplo benefício: a fitorremediação, primeiramente, e seu posterior aproveitamento na agricultura ou pecuária, dependendo do grau de detoxificação promovido pela planta testada. As espécies testadas foram: calopogônio (Calopogonium mucunoides), cover crop [híbrido de sorgo (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense)], crotalária breviflora (Crotalaria breviflora), crotalária júncea (Crotalaria juncea), feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), lab-labe (Dolichos lablab), mucuna-anã (Stizolobium deeringianum) e mucuna-preta (Stizolobium aterrimum).

O experimento foi instalado em casa de vegetação, localizada no campus do Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), localizado em São Mateus, ES. Vasos com capacidade para 6 L foram preenchidos com solo coletado na profundidade de 0-20 cm, classificado como Argissolo Amarelo (Embrapa, 2006), característico da região, peneirado em malha de 0,004 m e, posteriormente, analisado química e fisicamente (Tabela 1).

O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial (8 x 5), com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos pela combinação das oito espécies vegetais, citadas anteriormente, quatro doses do sulfentrazone (200, 400, 800 e 1.600 g ha-1) e um tratamento sem herbicida, totalizando 40 tratamentos.

Após o preenchimento dos vasos, foi realizada adubação de plantio, com base na análise química do solo, aplicando-se o equivalente a 400 kg ha-1 do formulado 08-28-16 . Para esta etapa, o adubo foi diluído em água, sem a necessidade de revolver o solo. O herbicida sulfentrazone foi aplicado em pré-emergência, utilizando-se pulverizador pressurizado com CO2, regulado para aplicar volume de calda equivalente a 200 L ha-1. Após 20 dias da aplicação do herbicida, foi realizada a semeadura das espécies vegetais. Após a emergência das plantas, foi feito desbaste, deixando-se duas plantas por vaso. Todos os vasos foram irrigados três vezes ao dia, para a manutenção da umidade do solo.

Foram realizadas as seguintes avaliações: altura de plantas (cm), aos 30 e 60 dias após a semeadura (DAS), tomando-se como base para medição o meristema apical nas dicotiledôneas e a extremidade da folha mais alta nas demais espécies; toxicidade, avaliada visualmente (%), aos 30 e 60 DAS, atribuindo-se notas de acordo com os sintomas de intoxicação na parte aérea das plantas, utilizando-se escala de 0 a 100, para ausência de sintomas e morte das plantas, respectivamente, executada por três avaliadores, dos quais se obteve a média; massa da matéria seca das raízes (g) e massa da matéria seca da parte aérea (g) aos 60 DAS, efetuando-se a secagem do material colhido, em estufa de circulação forçada de ar (70 ± 2 ºC), até massa constante. Para viabilizar a comparação entre diferentes espécies, que apresentam potencial morfológico intrínseco, os dados de altura e massa foram transformados em um índice em relação às médias obtidas pela respectiva testemunha de cada espécie, dentro de cada dose, que recebeu valor igual a 1 (um).

Após a coleta e tabulação dos dados, foram eles submetidos à análise de variância e ao teste F, a 5% de significância. O efeito de doses do sulfentrazone foi estudado por meio de regressão. A escolha do modelo para cada variável baseou-se na significância dos parâmetros e nos valores do R2 (Alvarez & Alvarez, 2006). Empregaram-se para análise dos dados os programas SAEG (2007) e Sigma Plot (2008).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Analisando-se os resultados apresentados na Figura 1, observa-se, na primeira avaliação, realizada aos 30 DAS, na dose de 200 g ha-1, que C. ensiformis e C. juncea foram as espécies mais tolerantes ao sulfentrazone, exibindo sintomas menos acentuados de fitotoxicidade. A espécie mais sensível ao sulfentrazone foi o híbrido S. bicolor x S. sudanense, pois a aplicação de apenas ¼ (200 g ha-1) da dose comercial foi suficiente para impedir completamente sua emergência, todavia, não diferindo, estatisticamente, do tratamento em que se semeou S. aterrimum. Nesta dose, ainda, observou-se que as demais espécies apresentaram sintomas de fitotoxicidade acima de 60%. Na dose de 400 g ha-1, C. ensiformis e C. juncea foram novamente as espécies mais tolerantes ao herbicida, porém, já apresentando sintomas de toxicidade superiores a 50%.

Com a aplicação da dose de sulfentrazone, que corresponde àquela geralmente recomendada a campo (800 g ha-1), os sintomas de fitotoxicidade das espécies C. ensiformis e C. breviflora ficaram em torno de 70 a 75%, enquanto os de C. juncea e D. lablab, 80 a 87%. As demais espécies foram muito susceptíveis à presença do sulfentrazone no solo, neste nível de contaminação. Quando se aplicou a maior dose (1.600 g ha-1 de sulfentrazone), os sintomas de injúrias em C. ensiformis e D. lablab foram menores, em relação aos das demais espécies avaliadas. Contudo, os níveis de intoxicação foram muito elevados.

Na segunda avaliação, realizada aos 60 DAS (Figura 2), pôde-se observar que algumas espécies recuperaram-se significativamente, em relação aos sintomas de fitotoxicidade, quando foram aplicados 200 g ha-1 de sulfentrazone, semelhantemente aos resultados obtidos por Pires et al. (2003c), em relação à espécie Pennisetum typhoides, cultivada em solos contaminados com tebuthiuron.

Na avaliação realizada aos 30 DAS, observou-se 60% de fitotoxicidade, aproximadamente, em C. mucunoides e, na avaliação realizada 60 DAS, esses sintomas foram reduzidos para 30%. No entanto, nas doses seguintes (400 g ha-1, 800 g ha-1 e 1.600 g ha-1), nenhuma planta dessa espécie sobreviveu à atividade do herbicida no solo. Outra espécie que também se recuperou consideravelmente, mas apenas na dose de 200 g ha-1, foi C. breviflora, passando de aproximadamente 65% de fitotoxicidade, na primeira avaliação, para 45%, na segunda. A espécie C. juncea recuperou-se, claramente, nas doses de 200 e 400 g ha-1, mas nas doses de 800 e 1.600 g ha-1 não houve sinais significativos de tolerância. C. ensiformis recuperou-se apenas na dose de 200 g ha-1; na dose de 400 g ha-1 manteve-se com os mesmos sinais de toxidade da primeira avaliação, enquanto, nas doses de 800 e 1.600 g ha-1, os sintomas de intoxicação, nessa espécie, devidos à presença do sulfentrazone, foram muito altos.

D. lablab recuperou-se até a dose de 800 g ha-1, sendo que, nas doses de 200 e 400 g ha-1, verificou-se cerca de 30% de toxicidade, o que pode ser considerado aceitável, do ponto de vista agronômico, para fitorre-mediação. Nos trabalhos realizados por Belo et al. (2011) e Morais et al. (2007), D. lablab também foi tolerante ao sulfentrazone.

Quando foi realizada a segunda avaliação, verificou-se que a dose mais baixa do herbicida foi suficiente para eliminar todas as plantas das espécies S. deeringianum e S. aterrimum. Pires et al. (2003b,c) selecionaram S. aterrimum, como uma das espécies tolerantes ao herbicida tebuthiuron, enquanto Procópio et al. (2004) e Santos et al. (2004b) descreveram essa espécie como tolerante ao herbicida trifloxysulfuron sodium, resultados que não se confirmaram em relação ao sulfentrazone.

Observando-se as médias alcançadas, pelas plantas, na avaliação de altura, fica claro que tanto aos 30, como aos 60 DAS, todas as doses causaram redução do crescimento, em relação ao da testemunha sem herbicida (Figuras 3 e 4). C. ensiformis e D. lablab também foram as espécies que mais se destacaram, em relação a essa avaliação, pois, na dose de 200 g ha-1, aos 30 DAS, tiveram pouca redução de porte. A partir dessa dose, observa-se comportamento decrescente na altura dessas duas espécies, chegando-se à dose de 1.600 g ha-1, com cerca de 42% da altura das plantas que cresceram em solo livre da presença do sulfentrazone.

Na segunda avaliação, feita aos 60 DAS (Figura 4), percebe-se que a redução da altura das plantas, com o aumento das doses de sulfentrazone, foi mais gradual, evidenciando seu efeito herbicida menos intenso na arquitetura das plantas. Nessa avaliação, percebe-se que C. ensiformis foi a espécie que teve a menor redução de altura, contrariamente a das espécies S. deeringianum e S. aterrimum, que tiveram maiores reduções no porte. Dentre as espécies avaliadas, constata-se que o híbrido S. bicolor x S. sudanense não emergiu, mesmo no menor nível de contaminação do sulfentrazone no solo. Em trabalho realizado por Procópio et al., (2004), no qual avaliaram espécies para fitorremediação do herbicida trifloxysulfuron sodium, as espécies C. juncea, D. lablab, Mucuna deeringiana e Stylosantes guianensis obtiveram aumento da altura com o decorrer do tempo de avaliação. Neste trabalho, não há comportamento padrão para altura, mas percebe-se a redução do porte das plantas, o que se deve à maior toxicidade do sulfentrazone, comparativamente, por exemplo, ao efeito que é observado para a molécula trifloxysulfurom sodium.

Os resultados obtidos nas avaliações de matéria seca da parte aérea (MSPA) e matéria seca de raízes (MSR) são apresentados nas Figuras 5 e 6. O acúmulo de massa constitui uma característica importante para espécies fitorremediadoras, pois, normalmente, correlaciona-se a maior capacidade de absorção do herbicida pelas raízes (Newman et al., 1998) e maior acúmulo e, ou, degradação, na parte aérea. De modo geral, até a dose de 400 g ha-1, nota-se nas espécies C. juncea, C. ensiformis e D. lablab os menores níveis de redução no acúmulo de massa, indicando potencial de utilização dessas espécies em programas de fitorre-mediação para sulfentrazone.

Os resultados indicam que a maioria das espécies é susceptível ao sulfentrazone e que, em doses acima de 800 g ha-1, elimina-se a quase totalidade das plantas das espécies avaliadas. Isso indica que o tempo de condução das plantas foi suficiente para se inferir sobre sua tolerância, quanto à presença do sulfentra-zone no solo, e sua potencialidade, quanto a estudos futuros de fitorremediação. As doses de 200 e 400 g ha-1 representam parâmetros para se inferir sobre a tolerância dessas espécies, já que, normalmente, no solo, decorrido algum tempo após a aplicação do herbicida, as quantidades encontradas são inferiores ao total aplicado, o que também foi observado por Procópio et al., (2008).

Alguns adubos verdes também exibiram melhor desempenho em trabalhos, anteriores, realizados com o propósito de selecionar espécies para programas de fitorremediação de herbicidas. C. ensiformis, cujo desempenho foi promissor, também foi uma das espécies selecionadas por Pires et al. (2003b, c), como planta tolerante ao herbicida tebuthiuron, e, também, selecionada por Procópio et al. (2004) e Santos et al. (2004b), como tolerante ao herbicida trifloxysulfuron sodium. Para estudos de fitorremediação com o herbicida picloram, Panicum maximum cv Tanzânia e Eleusine coracana foram selecionados por Carmo et al., (2008). Já Belo et al. (2011), em trabalho preliminar, um dos raros na literatura referenciando o sulfentrazone, descrevem as espécies Helianthus annus e D. lablab como potencialmente fitorremediadoras de solos contaminados com esse herbicida. Todos esses trabalhos evidenciaram que as espécies que toleraram os herbicidas no solo, também tiveram, posteriormente, desempenho satisfatório como fitorremediadoras. Assim, em etapas subsequentes, as espécies selecionadas neste trabalho serão submetidas a avaliações quanto à capacidade de extrair o sulfentra-zone do solo, em níveis que permitam introduzir culturas susceptíveis, de interesse econômico, em sucessão.

 

CONCLUSÕES

Nas condições ambientais em que o experimento foi conduzido, dentre as espécie avaliadas, D. lablab, C. ensiformis e C. juncea apresentaram os menores sintomas de fitotoxicidade, além de maiores valores de altura de plantas e de acúmulo de matéria seca, tanto na parte aérea como nas raízes, em relação ao tratamento testemunha.

O D. lablab, C. ensiformis e C. juncea têm potencial para serem avaliadas quanto à capacidade de fitorremediar o sulfentrazone, principalmente em solos contaminados com até 400 g ha-1.

 

AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, pelo financiamento e pelas Bolsas concedidas.

 

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Recebido para publicação em 30/12/2011
Aprovado em 14/11/2012

 

 

1 Financiado pelo CNPq. Parte da dissertação de mestrado do primeiro autor.

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