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Efeito de Herbicidas sobre a Biota de Invertebrados do Solo em Área de Restauração Florestal

Herbicide use in Degraded Forest Areas in Restoration: Effects on Soil Invertebrate Biota

RESUMO

O controle químico de plantas daninhas é um método eficaz utilizado em florestas plantadas e em áreas de restauração florestal, favorecendo o desenvolvimento das mudas florestais e a redução dos custos de intervenção. Entretanto, se essa estratégia não for aplicada de maneira correta, pode-se tornar um potencial causador de impactos negativos aos organismos do solo e aos processos ecológicos que esses participam. Avaliou-se o efeito do uso de herbicidas na biota do solo por meio da amostragem da comunidade da fauna edáfica e testes ecotoxicológicos de reprodução e sobrevivência de Folsomia candida eEnchytraeus crypticus, em área-alvo de restauração florestal recém-implantada. O delineamento experimental adotado foi de blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos consistiram da aplicação dos herbicidas pós-emergentes mesotrione (0,4 L ha-1), fluazifop-P-butyl (1,0 L ha-1) e nicosulfuron (1,5 L ha-1), aplicados em área total nas parcelas, mais o controle (sem aplicação). Na área de estudo, foram realizadas duas aplicações dos herbicidas com intervalos de seis meses, onde as parcelas foram correspondentes aos tratamentos em ambas as aplicações. Em cada parcela, foram realizadas quatro coletas de solo, sendo a primeira (coleta 1) seis dias antes da segunda aplicação dos herbicidas na área. As demais, após um (coleta 2), oito (coleta 3) e 22 dias (coleta 4) dessa mesma aplicação. A comunidade da fauna do solo foi avaliada por meio do método de funis de Berlese modificado, utilizando-se uma amostra de solo por parcela. Em laboratório, os indivíduos foram contados e identificados em grandes grupos. Os ensaios ecotoxicológicos de sobrevivência e reprodução de F. candida e E. crypticus foram realizados a partir de uma amostra composta de solo por tratamento. Um dia após a aplicação do herbicida mesotrione, verificou-se diminuição da riqueza média nos índices Shannon Weaver e Pielou e na reprodução de E. crypticus. Concluiu-se que a dupla aplicação dos herbicidas fluazifop-P-buthyl e nicosulfuron, nas respectivas doses de 1,0 e 1,5 L ha-1, não promoveu impactos negativos para os invertebrados do solo. Os efeitos negativos apresentados pelo mesotrione, mesmo que temporários, remeteu a uma ponderação sobre o uso desse em áreas de restauração florestal.

mesotrione; mesofauna; ecotoxicologia

ABSTRACT

Chemical control of weeds is an effective method used in planted forests and in forest restoration, which plays an important role in development of forest seedlings and reduces costs of intervention. However, when this strategy is not properly applied, it may have negative impacts on soil organisms and on the ecological processes in which they take part. The goal of this study was to evaluate the effects of herbicide use on soil biota through sampling of the soil fauna community and through ecotoxicological tests on the survival and reproduction of Folsomia candida and Enchytraeus crypticus in a target area of a recently-established forest restoration. A randomized block experimental design was adopted, with four treatments and five replications. Treatments consisted of applications of three post-emergence herbicides at different rates (mesotrione, 0.4 L ha-1; fluazifop-P-butyl, 1.0 L ha1; and nicosulfuron, 1.5 L ha-1). They were applied in the total area of the plots beyond an untreated check (without application). Two herbicide applications were carried out on the field under study at intervals of six months, and the plots corresponded to the treatments in both applications. A total of four soil samples were collected from each plot: sample 1, six days before the second herbicide application in the area; sample 2, one day after the application; sample 3, eight days after the application; and sample 4, 22 days after the application. The soil fauna community was evaluated through a modified Berlese funnel method using one soil sample per plot. Organisms were counted and identified in large groups in the laboratory. Ecotoxicological tests focusing on survival and reproduction of F. candida and E. crypticus were performed on one composite soil sample per treatment. One day after mesotrione application (sample 2), a strong decline was observed in average richness of organisms, Shannon’s diversity index, and the Pielou uniformity index, as well as reproduction of E. crypticus. The double application of the herbicides fluazifop-P-butyl and nicosulfuron does not cause negative impacts on soil invertebrates, whereas the application of mesotrione has negative effects, even if temporarily. Great care must be taken in applying it in forest restoration.

mesotrione; mesofauna; ecotoxicology

INTRODUÇÃO

O sucesso de projetos para a restauração florestal está associado a diversos fatores, como a disponibilidade de nutrientes no solo, qualidade das sementes florestais, presença de herbivoria e competição com plantas daninhas (Holl et al., 2000Holl KD, Loik ME, Lin EHV, Samuels IA. Tropical montane forest restoration in Costa Rica: overcoming barriers to dispersal and establishment. Restor Ecol. 2000;8:339-49.). Entre esses, a competição das gramíneas com as mudas florestais por recursos-chave como água, luz e nutrientes (Victoria Filho, 1987Victoria Filho R. Tipos de herbicidas para uso em florestas. Série Técnica IPEF. 1987;4:36-44.; Machado et al., 2013Machado VM, Santos JB, Pereira IM, Lara RO, Cabral CM, Amaral CS. Sensibilidade de mudas de espécies florestais nativas ao glyphosate. Biosci J. 2013;29:1941-51.) requer intervenções que eliminem a presença delas, facilitando ou mesmo propiciando o reestabelecimento da vegetação florestal (Elgar et al., 2014Elgar AT, Freebody K, Pohlman CL, Shoo LP, Catterall CP. Overcoming barriers to seedling regeneration during forest restoration on tropical pasture land and the potential value of woody weeds. Front Plant Sci. 2014;5:1-10.).

O uso de herbicidas em áreas florestais tem crescido nos últimos anos, principalmente pela comprovada eficiência deles no controle de plantas daninhas (Machado et al., 2013Machado VM, Santos JB, Pereira IM, Lara RO, Cabral CM, Amaral CS. Sensibilidade de mudas de espécies florestais nativas ao glyphosate. Biosci J. 2013;29:1941-51.), resultando no aumento da sobrevivência das mudas arbóreas (Baer e Groninger, 2004Baer SG, Groninger JW. Herbicide and tillage effects on volunteer vegetation composition and diversity during reforestation. Restor Ecol. 2004;12:258-67.), e pela diminuição dos custos de formação dos povoamentos arbóreos (Toledo et al., 1996Toledo REB, Alves PLCA, Alves C, Alvarenga SF. Comparação dos custos de quatro métodos de manejo de Brachiaria decumbes Stapf em áreas de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. R Árvore. 1996;20:319-30.). Nas plantações, seu uso pode auxiliar no preparo da área antes do plantio e após a colheita (Shepard et al., 2004Shepard J, Creighton J, Duzan H. Forestry herbicides in the United States: an overview. Wildlife Soc B. 2004;32:1020-7.); na restauração, é autorizado inclusive em unidades de conservação, em caráter emergencial (Brasil, 2012Brasil. Instrução normativa Ibama nº 7, de 2 de jul. 2012. Diário Oficial da União [internet]. Brasília, DF: Instituto Brasileiro do Meio Ambiente; 2012. [Acessado em 26 jan. 2015]. Disponível em: http://www.institutohorus.org.br/download/marcos_legais/INSTRUCAO_NORMATIVA_7_IBAMA_DE_02-07-2012_Registro_herbicidas.pdf.
http://www.institutohorus.org.br/downloa...
). Apesar das vantagens, o uso desses em áreas florestais geram expectativas negativas à sociedade sobre possíveis impactos ambientais. Essas advêm da grande porção dos pesticidas e seus resíduos que atingem o solo após a aplicação direta e, ou, foliar (Chaabane et al., 2008Chaabane H, Vulliet E, Calvayrac C, Coste C, Cooper J. Behaviour of sulcotrione and mesotrione in two soils. Pest Manage Sci. 2008;64:86-93.; Gill e Garg, 2014Gill HK, Garg H. Pesticides: environmental impacts and management strategies. In: Larramendy ML, Soloneski S, editors. Pesticides - Toxic aspects. Rijeka: InTech; 2014. p.187-230.; Darine et al., 2015Darine T, Alaeddine C, Fethi B, Ridha M. Fluazifop-P-butyl (herbicide) affects richness and structure of soil bacterial communities. Soil Biol Biochem. 2015;81:89-97.), com potencial de causar impactos negativos em organismos do solo, no meio ambiente e na saúde humana (Shepard et al., 2004Shepard J, Creighton J, Duzan H. Forestry herbicides in the United States: an overview. Wildlife Soc B. 2004;32:1020-7.). Além disso, há o risco de poluir ecossistemas aquáticos próximos, pela dispersão da pulverização, lixiviação no solo ou escorrimento superficial (Bonnet et al., 2008Bonnet JL, Bonnemoy F, Dusser M, Bohatier J. Toxicity assessment of the herbicides sulcotrione and mesotrione toward two reference environmental microorganisms: Tetrahymena pyriformis and Vibrio fischeri. Arch Environ Contam Toxicol. 2008;55:576-83.).

Os compostos utilizados como pesticidas possuem grande abrangência de efeitos em toda a comunidade ecológica do solo (Mirsal, 2008Mirsal IA. Soil pollution: origin, monitoring and remediation. Berlin: Springer; 2008.); podem alterar o C microbiano do solo (Camelo et al., 2011Camelo GN, Santos JB, Lazari TM, Oliveira TA, Santos EA, Ferreira EA, Pereira GAM. Efeito do sistema de plantio e doses do nicosulfuron sobre a atividade microbiana do solo. Planta Daninha. 2011;29:829-35.), entrar na cadeia alimentar, bioacumular nos organismos e influenciar invertebrados do solo (Gill e Garg, 2014Gill HK, Garg H. Pesticides: environmental impacts and management strategies. In: Larramendy ML, Soloneski S, editors. Pesticides - Toxic aspects. Rijeka: InTech; 2014. p.187-230.). Com isso, altera-se o funcionamento do solo (Cortet et al., 1999Cortet J, Vauflery A, Poinsot-Balaguer N, Gomot L, Texier C, Cluzeau D. The use of invertebrate soil fauna in monitoring pollutant effects. Eur J Soil Biol. 1999;35:115-34.), como os processos de decomposição vegetal (Hendrix e Parmelee, 1985Hendrix PF, Parmelee RW. Decomposition, nutrient loss and microarthropod densities in herbicide-treated grass litter in a Georgia Piedmont agroecosystem. Soil Biol Biochem. 1985;17:421-8.), a manutenção da estrutura do solo, a transformação e a mineralização da matéria orgânica e o controle de organismos considerados pragas (Gill e Garg, 2014Gill HK, Garg H. Pesticides: environmental impacts and management strategies. In: Larramendy ML, Soloneski S, editors. Pesticides - Toxic aspects. Rijeka: InTech; 2014. p.187-230.). Há autores que concluem que há efeitos negativos do uso de herbicidas sobre a estruturação da comunidade de invertebrados do solo, como colêmbolos (Haque et al., 2011Haque A, Gupta R, Chakravorty PP. Effect of two herbicides onXenylla welchi (Hexapoda: Collembola) under laboratory conditions. Bull Environ Contam Toxicol. 2011;86:583-6.), nematoides (Zhao et al., 2013Zhao J, Neher DA, Fu S, Li Z, Wang K. Non-target effects of herbicides on soil nematode assemblages. Pest Manage Sci. 2013;69:679-84.), minhocas (García-Pérez et al., 2014García-Pérez JA, Alarcón-Gutiérrez E, Perroni Y, Barois I. Earthworm communities and soil properties in shaded coffee plantations with and without application of glyphosate. Appl Soil Ecol. 2014;83:230-37.) e diversos grupos de microrganismos (Crouzet et al., 2010Crouzet O, Batisson I, Besse-Hoggan P, Bonnemoy F, Bardot C, Poly F, Bohatier J, Mallet C. Response of soil microbial communities to the herbicide mesotrione: A dose-effect microcosm approach. Soil Biol Biochem. 2010;42:193-202.; Camelo et al., 2011Camelo GN, Santos JB, Lazari TM, Oliveira TA, Santos EA, Ferreira EA, Pereira GAM. Efeito do sistema de plantio e doses do nicosulfuron sobre a atividade microbiana do solo. Planta Daninha. 2011;29:829-35.; Karpouzas et al., 2014Karpouzas DG, Papadopoulou E, Ipsilantis I, Friedel I, Petric I, Udikovic-Kolic N, Djuric S, Kandeler E, Menkissoglu-Spiroudi U, Martin-Laurent F. Effects of nicosulfuron on the abundance and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi used as indicators of pesticide soil microbial toxicity. Ecol Indic. 2014;39:44-53.; Darine et al., 2015Darine T, Alaeddine C, Fethi B, Ridha M. Fluazifop-P-butyl (herbicide) affects richness and structure of soil bacterial communities. Soil Biol Biochem. 2015;81:89-97.).

Para a restauração florestal, visando maior segurança, pesquisas devem ser realizadas para identificar efeitos ecológicos do manejo das gramíneas por herbicidas (Gerlach et al., 2013Gerlach J, Samways M, Pryke J. Terrestrial invertebrates as bioindicators: an overview of available taxonomic groups. J Insect Conserv. 2013;17:831-50.). As avaliações in situ são úteis por considerar a existência de grande número de espécies expostas a um ou mais estressores, o que aumenta a probabilidade de alguma espécie ser mais sensível que outra na detecção da contaminação (Rodrigues et al., 2011Rodrigues APC, Castilhos ZC, Cesar RG, Almosny NRP, Linde-Arias AR, Bidone ED. Avaliação de risco ecológico: conceitos básicos, metodologia e estudo de caso. Rio de Janeiro: Cetem/MCT; 2011.). Os bioensaios ex situ, de sobrevivência e reprodução, podem predizer a probabilidade de ocorrer efeitos adversos futuros (prospectivo) ou avaliar a probabilidade de efeitos serem causados pela exposição histórica (retrospectivo) (Usepa, 1998United States Environmental Protection Agency - Usepa. Guidelines for Ecological Risk Assessment. Washington, DC: 1998.; Alves et al., 2014Alves PRL, Cardoso EJBN, Martines AM, Sousa JP, Pasini A. Seed dressing pesticide on springtails in two ecotoxicological laboratory tests. Ecotoxicol Environ Safe. 2014;105:65-71.). Para esses ensaios, podem ser utilizados anelídeos do gêneroEnchytraeus e collembola Folsomia candida. Ambos são ecologicamente relevantes por estarem presentes em altas densidades populacionais no solo de todo o mundo, apresentarem alta permeabilidade cutânea e participarem ativamente em processos de decomposição no solo (Fountain e Hopkin, 2005Fountain MT, Hopkin SP. Folsomia candida(Collembola): A standard soil arthropod. Ann Rev Entomol. 2005;50:201-22.; ABNT, 2012Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR ISO 16387. Qualidade do solo - Efeitos de poluentes em Enchytraeidae (Enchytraeus sp.) - Determinação de efeitos sobre a reprodução e sobrevivência. Rio de Janeiro: 2012.).

Considerando que o uso de defensivos na restauração florestal não deva causar efeitos em organismos não-alvo da biota do solo, avaliou-se o efeito do uso de três herbicidas pós-emergentes, de diferentes mecanismos de ação, por meio da avaliaçãoin situ da comunidade da fauna edáfica e da ex situ da sobrevivência e reprodução de Folsomia candidae Enchytraeus crypticus.

MATERIAL E MÉTODOS

Histórico da área

O estudo foi conduzido em uma área localizada no campo experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica, Rio de Janeiro, onde está sendo estudada a toxicidade de três herbicidas em espécies florestais nativas. A área experimental possui as seguintes características granulométrica e química do solo na profundidade de 0,20 m: textura franco-arenosa (argila 166; silte 125; areia 709 g kg-1); pH(H2O) 5,0; Al3+ 0,2 cmolc dm-3; H+Al 4,0 cmolc dm-3; Ca2+ 0,9 cmolc dm-3; Mg2+ 0,7 cmolc dm-3; K 49,3 mg L-1; P 1,3 mg L-1; e carbono orgânico 0,9 dag kg-1.

Na área experimental, onde predomina o capim braquiária (Urochloa humidicola (Rendle) Schweick), fez-se o plantio de quatro espécies florestais nativas: Schinus terebinthifolius Raddi,Gochnatia polymorpha (Less.) Cabrera, Inga laurina (Sw.) Willd e Ceiba speciosa (A.St.-Hil.) Ravenna, em março de 2014.

Os tratamentos consistiram da aplicação de três herbicidas (em área total) e o controle (sem aplicação). Os herbicidas aplicados foram o mesotrione (Callisto®; 0,4 L ha-1 p.c.), fluazifop-P-butyl (Fusilade®; 1,0 L ha-1 p.c.) e nicosulfuron (Sanson®; 1,5 L ha-1 p.c.), adotando-se as doses recomendadas para o controle de gramíneas (Quadro 1). Efetuou-se a aplicação dos herbicidas nas mesmas parcelas em ambas as aplicações, utilizando-se a mesma dose e tecnologia de aplicação.

Quadro 1
Principais características dos herbicidas aplicados na área experimental de restauração florestal

O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro tratamentos e cinco repetições, onde as parcelas compreenderam uma área útil de 41,6 m2. Foram realizadas duas aplicações, sendo a primeira em março de 2014 e a segunda em outubro de 2014, utilizando-se um pulverizador costal manual, com válvula reguladora de pressão acoplada a uma barra provida de bico com ponta de pulverização do tipo TT 11002, aplicando um volume de calda herbicida correspondente a 300 L ha-1.

Coleta do solo e da fauna edáfica para os ensaios ecotoxicológicos

A coleta de solo para os ensaios ecotoxicológicos e a amostragem da fauna edáfica foram realizadas em quatro momentos. A primeira (coleta 1) foi feita aos seis dias antes da segunda aplicação dos herbicidas; e, as demais, após um (coleta 2), oito (coleta 3) e 22 dias (coleta 4) após a aplicação. Essa estratégia considerou a possibilidade de efeitos em longo prazo da primeira aplicação (coleta 1) e o monitoramento dos efeitos em curto prazo, após a segunda aplicação (coletas 2, 3 e 4). Os intervalos foram definidos como iguais ou múltiplos de sete dias, com base no tempo necessário para extrair os organismos da fauna edáfica no funil de Berlese e no tempo de meia-vida dos herbicidas (Quadro 1).

A amostragem da fauna edáfica baseou-se no método do funil de Berlese. Para isso, coletou-se uma amostra de solo por parcela, utilizando uma sonda metálica cilíndrica com 0,08 m de diâmetro, sendo inserida no solo até 0,05 m de profundidade (251,2 cm3 de solo). Como a aplicação do herbicida é superficial e dirigida à gramínea, a matéria vegetal (viva e morta) acima do solo coletado foi considerada na amostragem. Em laboratório, cada amostra foi inserida em um cilindro metálico com uma grade de 2 mm em sua base, submetido a uma lâmpada incandescente de 20 W por sete dias, com o propósito de os organismos reagirem ao calor e moverem-se para baixo, caindo no frasco coletor contendo formol a 1 %. Adicionalmente, uma pequena amostra com estrutura preservada de cada parcela (≈10 g) foi pesada antes e após ser submetida à estufa a 105 ºC por 24 h, possibilitando a avaliação da umidade percentual do solo.

Para os ensaios ecotoxicológicos, coletaram-se amostras de solo na profundidade de 0,00-0,05 m, com o auxílio de uma enxada, em dois pontos aleatórios de cada parcela, formando uma amostra composta. No mesmo dia, em laboratório, cada amostra foi peneirada em malha de 2 mm e pesados 100 g, formando, para cada tratamento, uma amostra composta, representativa da área experimental. Essas foram submetidas a dois ciclos intercalados de congelamento e descongelamento de 24 h cada, visando a completa eliminação da fauna edáfica (Pesaro et al., 2003Pesaro M, Widmer F, Nicollier G, Zeyer J. Effects of freeze-thaw stress during soil storage on microbial communities and methidathion degradation. Soil Biol Biochem. 2003;35:1049-61.).

Ensaios ecotoxicológicos e triagem da fauna edáfica

Os indivíduos coletados da fauna edáfica foram contados e identificados em grandes grupos taxonômicos, de acordo com as descrições fornecidas por Dindal (1990)Dindal DL. Soil biology guide. New York: Wiley; 1990.. Sequencialmente, calcularam-se o número de indivíduos, a riqueza total, a riqueza média e os índices de diversidade de Shannon Heaver (H = -∑ pi log pi) e a equabilidade de Pielou (e = H log R-1), em que pi é a frequência relativa de indivíduos de cada grupo taxonômico; e R, a riqueza definida como o número de diferentes unidades taxonômicas coletadas em cada área avaliada (Odum e Barrett, 2011Odum EP, Barrett GW. Fundamentos de ecologia. São Paulo: Cengage Learning; 2011.). A ausência ou presença de grupos também foi considerada por sua simples ocorrência.

Os ensaios com F.candida e E.crypticus seguiram as normas obrigatórias e recomendadas da NBR ISO 11267 (ABNT, 2011Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR ISO 11267. Qualidade do solo - Inibição da reprodução de Collembola (Folsomiacandida) por poluentes do solo. Rio de Janeiro: 2011.) e NBR ISO 16387 (ABNT, 2012Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR ISO 16387. Qualidade do solo - Efeitos de poluentes em Enchytraeidae (Enchytraeus sp.) - Determinação de efeitos sobre a reprodução e sobrevivência. Rio de Janeiro: 2012.), respectivamente. Para ambos, o solo foi previamente umedecido com água destilada entre 40 a 60 % da sua capacidade de retenção de água. Os ensaios foram conduzidos em câmara de incubação com controle de temperatura (18 a 22 ºC), fotoperíodo (16 h de luz para 8 h de escuro) e intensidade luminosa (400 a 800 lux). A umidade do solo foi controlada semanalmente pelo peso inicial dos recipientes-testes, adicionando água destilada quando necessário. Os organismos também foram submetidos ao substrato padrão “solo artificial tropical” (ABNT, 2014Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR 15537. Ecotoxicologia terrestre - Toxicidade aguda - Método de ensaio com minhocas (Lumbricidae). Rio de Janeiro: 2014.), com cinco repetições cada, para avaliar a adequação às condições ambientais dos ensaios. A umidade do solo foi mantida constante ao longo do experimento, e a variação do pH entre o início e o final foi igual ou menor que 0,7.

Os indivíduos de E.crypticus foram criados em placas de petri contendo meio ágar, em um ambiente de temperatura constante de 20 ± 2 ºC. Utilizaram-se recipientes cilíndricos transparentes (40 mL) com tampa, contendo 20 g do equivalente do solo natural seco e 50 mg de aveia em flocos finos (alimento), em cinco replicatas. Em cada recipiente, foram inseridos 10 indivíduos ovados, selecionados e coletados em estereomicroscópio. Uma sexta réplica, sem organismos e alimento, foi utilizada para avaliar o pH e a umidade ao final. Semanalmente, foram adicionados superficialmente 25 mg de aveia nos recipientes com organismos. O ensaio teve duração de 21 dias, visando evitar um número excessivo de juvenis (Niva et al., 2010Niva CC, Kovalski R, Brown GG. Adaptação do ensaio ecotoxicológico com enquitreídeos (Enchytraeidae, Oligochaeta). In: Anais do 11º Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia; 2010; Bombinhas. Bombinhas: Universidade do Vale do Itajaí; 2010.). Ao final, os recipientes foram preenchidos com solução de Rosa de Bengala a 1 % de etanol, promovendo a coloração dos organismos e facilitando a contagem dos indivíduos adultos e juvenis sob estereomicroscópio.

Os indivíduos de F.candida foram criados em substrato formado por gesso e carvão ativado, na proporção de 8:1, em um ambiente de temperatura constante de 20 ± 2 ºC. No ensaio, utilizaram-se recipientes cilíndricos transparentes (80 mL), contendo 30 g de solo natural úmido e 2 mg de fermento seco granulado (alimento), em cinco réplicas. Em cada recipiente, foram adicionados 10 indivíduos sincronizados com 10 a 12 dias de vida. Uma sexta réplica, sem organismos e alimento, foi utilizada para avaliar o pH e a umidade ao final. Após 14 dias, foram adicionados superficialmente 2 mg de fermento granulado nos recipientes com organismos. O ensaio teve duração de 28 dias. Ao final, o solo contendo os organismos foi colocado em um recipiente maior (500 mL), sendo adicionada água destilada até sua total cobertura e promovendo leve agitação com espátula. Esse procedimento causa a flutuação dos organismos vivos. Algumas gotas de tinta de carimbo na cor azul-escura foram utilizadas para destacar os organismos. Os indivíduos adultos foram contados visualmente; e os juvenis, pela contagem manual em fotografias no softwareImageToll®.

Análise dos dados

Os dados foram testados quanto à homogeneidade das variâncias dos tratamentos e normalidade em nível de 95 % de probabilidade, e constatou-se não haver necessidade de transformação. Os tratamentos dos herbicidas foram comparados apenas com o controle (solo natural) pelo teste Dunnet (α = 0,05), realizado nosoftware Action®.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os herbicidas pós-emergentes aplicados na área experimental de restauração florestal não promoveram relevantes modificações na comunidade da mesofauna do solo. Apenas o mesotrione causou modificações significativas na riqueza média de grupos, sendo essa detectada apenas um dia após sua aplicação, não refletindo na riqueza total. Nessa avaliação, tanto os índices Shannon Weaver e Pielou do tratamento com aplicação do mesotrione foram menores que o controle (Quadro 2). Ressalta-se que a influência da sazonalidade das condições ambientais ocorridas desde a implantação não foi considerada neste estudo, uma vez que em todos os períodos de coleta nas parcelas, onde foram aplicados os herbicidas, foram realizadas também coletas nas parcelas que dispunham do tratamento-controle (sem aplicação).

Quadro 2
Caracterização da comunidade da mesofauna do solo na área experimental de restauração florestal submetida à aplicação de herbicidas

O índice de Pielou variou entre 0,35 e 0,59, o que demonstrou dominância na comunidade em todas as coletas, mesmo onde não houve a aplicação de herbicidas. O grupo Acari foi o responsável por essa dominância, representando de 40 a 76 % do número de indivíduos na comunidade composta por um total de 27 grupos. Os grupos Diplopoda e Formicidae também tiveram relevância numérica na comunidade (Figura 1). Para esses e para os demais grupos, não houve diferenças entre os tratamentos com herbicidas em relação ao controle.

Figura 1
Distribuição dos principais grupos da comunidade da fauna do solo em área experimental de restauração florestal submetida à aplicação de herbicidas pós-emergentes. Coleta 1 realizada seis dias antes da 2ª aplicação dos herbicidas. Coletas 2, 3 e 4 realizadas um, oito e 22 dias, após a 2ª aplicação dos herbicidas, respectivamente.

O controle das gramíneas exercido pelos herbicidas ou de forma manual (controle) pode ter causado a dominância dos grupos Acari, Diplopoda e Entomobryomorpha, uma vez que as funções exercidas por esses no solo são direta e indiretamente relacionadas com a decomposição de matéria vegetal, bem como com a ciclagem de nutrientes (Odum e Barrett, 2011Odum EP, Barrett GW. Fundamentos de ecologia. São Paulo: Cengage Learning; 2011.; Menta, 2012Menta C. Soil fauna diversity - function, soil degradation, biological indices, soil restoration. In: Lameed GA, editor. Biodiversity conservation and utilization in a diverse world. Rijeka: InTech; 2012. p.59-94.). Os três grupos são comumente utilizados como indicadores para avaliar impactos ambientais (Fountain e Hopkin, 2005Fountain MT, Hopkin SP. Folsomia candida(Collembola): A standard soil arthropod. Ann Rev Entomol. 2005;50:201-22.; Gerlach et al., 2013Gerlach J, Samways M, Pryke J. Terrestrial invertebrates as bioindicators: an overview of available taxonomic groups. J Insect Conserv. 2013;17:831-50.).

Considerando a ausência/presença de grupos na avaliação do uso dos herbicidas, não se verificou um padrão de relação. Destacou-se apenas casuais ausências de alguns grupos onde houve a aplicação de herbicida (Figura 1), como de Isopoda nas três primeiras coletas, onde foram aplicados nicosulfuron, e de Thysanoptera e Entomobryomorpha nas coletas 2 e 3, para a aplicação de fluazifop-P-buthyl. Para os grupos de menor representatividade numérica, Auchenorryncha esteve presente apenas nos locais onde houve a aplicação de herbicidas, entretanto, somente nas coletas 2 e 4, o que pode indicar vantagem competitiva pela aplicação desses produtos químicos (Menta, 2012Menta C. Soil fauna diversity - function, soil degradation, biological indices, soil restoration. In: Lameed GA, editor. Biodiversity conservation and utilization in a diverse world. Rijeka: InTech; 2012. p.59-94.). O aumento de microartrópodes herbívoros pode até ser esperado em resposta à aplicação de herbicidas, pois são fontes de carbono disponíveis (Hendrix e Parmelee, 1985Hendrix PF, Parmelee RW. Decomposition, nutrient loss and microarthropod densities in herbicide-treated grass litter in a Georgia Piedmont agroecosystem. Soil Biol Biochem. 1985;17:421-8.).

Para os ensaios ecotoxicológicos, a sobrevivência de F.candida eE.crypticus não foram reduzidas pelo uso dos herbicidas (Figura 2). No que tange à reprodução, verificou-se redução dessa de E. crypticus com a aplicação do herbicida mesotrione, porém apenas com o solo proveniente da coleta 2.

Figura 2
Sobrevivência e reprodução de F.candida eE.crypticus em solo proveniente de área experimental de restauração florestal submetido à aplicação de três herbicidas pós-emergentes. Coleta 1 realizada seis dias antes da 2ª aplicação dos herbicidas. Coletas 2, 3 e 4 realizadas um, oito e 22 dias, após a 2ª aplicação dos herbicidas, respectivamente. * Média difere do controle, pelo teste Dunnet (α = 0,05).

Os critérios de validação de ambos os ensaios, em relação ao solo artificial e natural controle, foram atendidos e, portanto, as condições ambientais de temperatura e luminosidade não influenciaram nesses. ParaF.cândida, a letalidade dos adultos não excedeu 20 %, a reprodução atingiu mais de 100 juvenis por recipiente e o coeficiente de variação da reprodução não excedeu 30 %. Para E. crypticus, a letalidade dos adultos não excedeu 20 %, a reprodução atingiu mais de 50 juvenis por recipiente e o coeficiente de variação da reprodução não excedeu 50 %.

Poucos ensaios ecotoxicológicos são encontrados na literatura avaliando o efeito de herbicidas aplicados em solos naturais. Neste estudo, com exceção da inibição da reprodução de E.crypticus no solo da coleta 2 com mesotrione, os herbicidas não apresentaram efeitos na sobrevivência e reprodução dos organismos utilizados. Os enquitreídeos são comuns em muitos solos, principalmente nos primeiros 0,05 m, e desempenham a função de decomposição (Cortet et al., 1999Cortet J, Vauflery A, Poinsot-Balaguer N, Gomot L, Texier C, Cluzeau D. The use of invertebrate soil fauna in monitoring pollutant effects. Eur J Soil Biol. 1999;35:115-34.); o hábito deles de ingestão direta de solo pode ter aumentado sua exposição (ABNT, 2012Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. NBR ISO 16387. Qualidade do solo - Efeitos de poluentes em Enchytraeidae (Enchytraeus sp.) - Determinação de efeitos sobre a reprodução e sobrevivência. Rio de Janeiro: 2012.). Ensaios com minhocas constataram aumento da possibilidade de alta ingestão do herbicida glifosato, em razão da alta adsorção desse com a argila do solo (García-Pérez et al., 2014García-Pérez JA, Alarcón-Gutiérrez E, Perroni Y, Barois I. Earthworm communities and soil properties in shaded coffee plantations with and without application of glyphosate. Appl Soil Ecol. 2014;83:230-37.). EstudandoEisenia fetida, em contato com papel-filtro, Wang et al. (2012)Wang Y, Wu S, Chen L, Wu C, Yu R, Wang Q, Zhao X. Toxicity assessment of 45 pesticides to the epigeic earthworm Eisenia fetida. Chemosphere. 2012;88:484-91. caracterizaram os herbicidas fluazifop-P-butyl e mesotrione como moderadamente tóxicos.

O efeito do herbicida mesotrione sobre a reprodução de E.crypticusapenas um dia após sua aplicação pode estar relacionado principalmente à dose, o que pode ter propiciado sua rápida dissipação no solo (Crouzet et al., 2010Crouzet O, Batisson I, Besse-Hoggan P, Bonnemoy F, Bardot C, Poly F, Bohatier J, Mallet C. Response of soil microbial communities to the herbicide mesotrione: A dose-effect microcosm approach. Soil Biol Biochem. 2010;42:193-202.), já que possui características de não persistência (Quadro 1). A rápida absorção pelas espécies daninhas (Mitchell et al., 2001Mitchell G, Bartlett DW, Fraser TEM, Hawkes TR, Holt DC, Townson JK, Wichert RA. Mesotrione: a new selective herbicide for use in maize. Pest Manage Sci. 2001;57:120-8.) e a capacidade de degradação pelos microrganismos do solo (Batisson et al., 2009Batisson I, Crouzet O, Besse-Hoggan P, Sancelme M, Mangot J, Mallet C, Bohatier J. Isolation and characterization of mesotrione-degradingBacillus sp. from soil. Environ Pollut. 2009;157:1195-201.) são fatores que podem ser considerados.

Mesmo com efeito temporário, ainda permanece a questão: considerando os herbicidas analisados, por que apenas o mesotrione demonstrou algum efeito negativo na biota do solo? O mesotrione foi desenvolvido de uma fitotoxina natural para minimizar os impactos ambientais (Crouzet et al., 2010Crouzet O, Batisson I, Besse-Hoggan P, Bonnemoy F, Bardot C, Poly F, Bohatier J, Mallet C. Response of soil microbial communities to the herbicide mesotrione: A dose-effect microcosm approach. Soil Biol Biochem. 2010;42:193-202.). As características dele (Quadro 1) não auxiliam na resposta dessa pergunta, pois apresenta menor solubilidade em água que o nicosulfuron e menor adsorção ao solo e mobilidade que o fluazifop-P-buthyl. Entretanto, sabe-se que esse herbicida atende a todos os critérios propostos pelaUnited States Environmental Protection Agency (Usepa) para classificar o composto como contaminante para águas subterrâneas (Martinazzo et al., 2011Martinazzo R, Dick DP, Hirsch MM, Leite SB, Peralba MCR. Sorção de atrazina e de mesotriona em Latossolos e estimativa do potencial de contaminação. Quim Nova. 2011;34:1378-84.).

Outra fonte de resposta pode ser a formulação do produto comercial Callisto®, que é conhecidamente mais tóxico que o componente analítico mesotrione, por causa da presença de surfactantes, designado para aumentar a sua eficiência (Bonnet et al., 2008Bonnet JL, Bonnemoy F, Dusser M, Bohatier J. Toxicity assessment of the herbicides sulcotrione and mesotrione toward two reference environmental microorganisms: Tetrahymena pyriformis and Vibrio fischeri. Arch Environ Contam Toxicol. 2008;55:576-83.). Além disso, conhece-se pouco a respeito da ação dos metabólitos gerados pela degradação do mesotrione (Batisson et al., 2009Batisson I, Crouzet O, Besse-Hoggan P, Sancelme M, Mangot J, Mallet C, Bohatier J. Isolation and characterization of mesotrione-degradingBacillus sp. from soil. Environ Pollut. 2009;157:1195-201.) como o 4-methylsulfonyl-2-nitrobenzoic acid e o 2-amino-4-methylsulfonylbenzoic acid (AERU, 2015Agriculture and Environment Research Unit - AERU. Pesticide properties DataBase. [Acessado em 6 fev 2015]. Disponível em: http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb.
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).

CONCLUSÕES

A utilização dos herbicidas fluazifop-P-buthyl e nicosulfuron para o controle de gramíneas influenciou a biota de invertebrados do solo, quando aplicados duas vezes na área e nas doses de 1,0 e 1,5 L ha-1, respectivamente.

O herbicida mesotrione evidenciou-se com potencial de reduzir a riqueza de grupos da mesofauna e a reprodução de E.crypticus. Mesmo com efeitos temporários, o uso desse herbicida deve ser evitado em áreas de restauração florestal.

REFERÊNCIAS

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    Nov-Dec 2015

Histórico

  • Recebido
    15 Maio 2015
  • Aceito
    28 Jul 2015
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