COMPORTAMENTO DE HERBICIDA EM SOLO DE VÁRZEA COM DRENAGEM SUBTERRÂNEA

COMPORTAMENTO DE HERBICIDA EM SOLO DE VÁRZEA COM DRENAGEM SUBTERRÂNEA

D.E. CRUCIANI¹; G.C. BAPTISTA²; P.J. CHRISTOFFOLETI³; K. MINAMI³

¹Depto. Engenharia Rural-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

²Depto. Entomologia-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

³Depto. Horticultura-ESALQ/USP-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

RESUMO: O conhecimento do comportamento de herbicidas é fundamental na avaliação de sua eficácia na agricultura e na compreensão do impacto ambiental causado por estes produtos químicos. A drenagem do solo pode influir no comportamento do herbicida pois pode atuar como fator modificador de sua mobilidade, transporte, arraste superficial e infiltração no solo e consequentemente, da contaminação de águas subterrâneas. A presente pesquisa teve por objetivo verificar o efeito de um sistema de drenagem subterrâneo sobre o arraste lateral, lixiviação e contaminação do lençol freático pelo herbicida trifluralina aplicado em pré-emergência na cultura do milho. Os resultados obtidos das avaliações efetuadas na superfície do solo, na profundidade de 0 - 15 cm e na água de drenagem permitiram concluir, principalmente, que a drenagem subterrânea funciona como redutor da lixiviação superficial do herbicida, diminuindo assim os riscos de contaminação ambiental.

Descritores: drenagem, herbicida, trifluralina, ambiente

HERBICIDE BEHAVIOR IN WETLAND SOIL WITH SUB-SURFACE DRAINAGE

ABSTRACT: The determination of the influence of environmental conditions on the fate of soil spray herbicides plays an important role in their efficiency in agriculture and for the understanding of the environmental impact caused by these chemical products. Soil drainage may influence the mobility, transport, surface movement and infiltration of pesticides through the soil profile and consequently their presence in groundwater. Therefore, the purpose of this work was to ascertain the effect of a soil drainage system on the surface and lateral movements, leaching and groundwater contamination by the herbicide trifluralin sprayed in pre-emergence conditions, for a corn crop. The results from residuals on soil surface, in the depth of 0-15 cm and in groundwater allowed the major conclusion that subsurface drainage reduces movement and leaching of the herbicide, decreasing risks of environmental contamination.

Key Words: drainage, herbicide, trifluralin, environment

INTRODUÇÃO

Há uma gama muito ampla de defensivos agrícolas para o controle de pragas, doenças e plantas daninhas. Estes produtos, no Brasil, são comercializados com autorização e registro junto ao Ministério da Agricultura sob normas específicas de manipulação e cuidados, de tal forma que cause o mínimo possível de impacto ambiental nos agroecossistemas.

A mobilidade de um defensivo no solo, especialmente dos herbicidas aplicados diretamente ao mesmo, é dependente de uma série de fatores ligados ao solo, ao ambiente e a características do próprio produto químico aplicado. Com relação aos herbicidas, a dose aplicada, a solubilidade em água e as características químicas do produto que condicionam a adsortividade da molécula às partículas coloidais do solo determinam a maior ou menor mobilidade do produto no perfil do solo. O ambiente condiciona a movimentação do herbicida no solo através da temperatura e, principalmente, da quantidade de chuva após a aplicação do herbicida no solo. No solo é importante destacar a drenagem, a textura e o teor de matéria orgânica (capacidade adsortiva); assim, quanto maior a capacidade de adsorção de um solo, menor é a mobilidade do herbicida neste. É possível que uma área cultivada com um boa drenagem, em relação a outra com deficiência de drenagem, possa permitir a aplicação de pesticidas com menores riscos de contaminação ambiental. Sendo assim, é importante o desenvolvimento de pesquisas que determinem a influência de sistemas de drenagem subterrânea, como fator modificador da mobilidade, transporte, arraste superficial e infiltração dos pesticidas, no solo e consequente contaminação de águas subterrâneas.

Observando os trabalhos existentes na literatura, merece destaque o trabalho desenvolvido por Bengtson et al. (1990). Eles estudaram aplicaram os herbicidas atrazina e metolachlor em condições de pós-emergência da cultura do milho. A área continha um lençol freático bastante superficial, sendo que, foram instaladas parcelas contendo um sistema de drenagem superficial e parcelas contendo um sistema de drenagem subterrânea mais profundo. Os resultados de dois anos de trabalho, revelaram que a drenagem subterrânea reduziu as perdas dos dois herbicidas, principalmente por escoamento superficial ou enxurrada, da ordem de 55% e 51% respectivamente. As perdas do herbicida chegaram a 75% depois de 30 dias após a aplicação dos herbicidas no solo.

Outros trabalhos relatam a mesma preocupação em relação ao manejo dos pesticidas no solo, e a influência de boas condições de drenagem no solo como fator limitante dos prejuízos ambientais, Kenimer & Shanholtz (1987); Helling et al. (1988); Jury et al. (1986); Ritter (1986); Southwick et al. (1988); Cheng & Lehman (1985); Kenimer et al. (1989); Mc Smith et al. (1990); Gish et al. (1991) e Ritter et al. (1994).

O objetivo desta pesquisa foi de determinar os efeitos de um sistema de drenagem subterrânea em solo de várzea, na lixiviação de um herbicida, tanto ao longo da superfície do solo (arraste) como por infiltração no perfil, tendo sido aplicado em condições de pré-emergência para a cultura do milho. Procurou-se verificar como diferentes condições de drenagem do solo afetam a mobilidade ou a retenção do herbicida aplicado na superfície do solo. Consequentemente, foi verificado se é possível reduzir a sua mobilidade ou a contaminação ambiental, reduzindo a incidência do escoamento superficial e aumentando sua retenção na camada superficial do solo. Por outro lado, foi também observado se haveria uma possível contaminação da água do lençol freático.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido no período de janeiro a julho de 1995, no campo experimental de drenagem instalado em várzea piloto, do Departamento de Engenharia Rural - ESALQ/USP. Após o preparo do solo foi feita a semeadura da variedade de milho BRASKALB-XL 380, indicada para a semeadura tardia (janeiro), com densidade final de cinco sementes por metro linear e espaçamento de 90 cm entre linhas. O herbicida aplicado foi a trifluralina, em condições de pré-emergência, imediatamente após o plantio da cultura de milho, utilizando-se a formulação comercial PREMERLIN 600 CE, contendo 600 g do ingrediente ativo trifluralina por litro de produto comercial, sem incorporação, em 19/01/95. A aplicação foi feita com pulverizador tratorizado, bicos espaçados tipo Teejet 11003, espaçados de 0,50 m entre si, proporcionando um consumo de calda de aproximadamente 300 l/ha.

O herbicida trifluralina pertence ao grupo químico das dinitroanilinas e o nome químico de a, a, a-trifluro-2,6-dinitro-N-N-dipropil-p-toluidina, solubilidade em água de 0,3 ppm. No Brasil é registrado para diversas culturas anuais e perenes, para o controle de plantas daninhas do tipo gramíneas anuais e algumas perenes propagadas por sementes. A formulação que contém 600 g i.a./l pode ser aplicada em pré-emergência sem incorporação, imediatamente após a semeadura da cultura. Para a cultura do milho, utiliza-se apenas a formulação 600 g/l, em aplicação em pré-emergência em solos médios e pesados (acima de 2% de matéria orgânica). O milho deve ser semeado a 5 cm de profundidade para se evitar o contato da semente com o produto. O mecanismo de ação da trifluralina nas plantas é a inibição da divisão celular nos tecidos meristemáticos, inibindo a germinação das sementes e a formação de novas células na radícula e caulículo.

A área experimental foi preparada mantendo seis blocos delimitados por drenos tubulares subterrâneos mantidos a espaçamentos de 10 (blocos A e B), 20 (blocos C e D) e 30 metros (blocos E e F), além de um bloco onde não existia drenagem subterrânea, denominado testemunha (TEST.), como indicado na Figura 1. Os drenos descarregam num canal coletor, fora do perímetro da área experimental. Os drenos são tubos de PVC corrugado com 100mm de diâmetro, envoltos com manta geotêxtil, Bidim.

Esquema geral do experimento

Esquema do bloco A

Parcelas e pontos de amostragem

Figura 1 - Croqui do experimento e disposição do local das amostragens nas parcelas. S = amostra de solo superficial, P = amostras de solo em profundidade a = épocas de amostragens (na linha dos drenos), a' = entre drenos.

Em cada bloco foram demarcadas 6 parcelas (locais de coleta de solo S e P), entre linhas de plantas, com extensão de 20 metros, três sobre a linha de um dreno e três na faixa central entre dois drenos, para observar se havia lixiviação ou transporte lateral. Ao longo de cada faixa do terreno com declive médio de 0,5%, foram coletadas três amostras de solo superficiais (S) e três em profundidade (P) espaçadas de 10 metros e alternadas, Figura 1.

As amostras de solo em profundidade foram coletadas na camada de 0-15 cm de profundidade com pequenos trados, além de amostras de água provenientes da descarga dos drenos. As coletas se deram nos tempos t₁ = 4 dias, t₂ = 15 dias e t₃ = 30 dias após a aplicação do herbicida (DAT), ou seja nas datas de 22/01, 01/02 e 21/02/95. As amostras de solo e água foram processadas no laboratório de drenagem do Departamento de Engenharia Rural e acondicionadas respectivamente em papel alumínio e em frascos de vidro de 200 ml, guardadas sob refrigeração a uma temperatura de 2^oC até posterior análise, em cromatógrafo de gás do Departamento de Entomologia da ESALQ/USP.

A determinação quantitativa foi feita por técnica de cromatografia em fase gasosa, em cromatógrafo de gás equipado com detector de captura de elétron (H³) e coluna cromatográfica 5% QF1, de vidro, e suporte chromosorb W, AW-DMCS. Através de estudos de fortificação do substrato, o método analítico mostrou limite de quantificação de 0,01 ppm, com recuperação média de 87 +\- 4%.

É normal a ocorrência de chuvas de grande intensidade, especialmente nos meses de dezembro a março, na região sudeste. Durante o mês de fevereiro ocorreu um índice pluviométrico excepcionalmente alto de 415,6 mm em 16 dias, prejudicando em parte o andamento do experimento. Contudo, convém ressaltar que as elevadas precipitações pluviais serviram para indicar, que mesmo em condições críticas como essas, houve um efeito nitidamente benéfico do sistema de drenagem no manejo ambiental.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na TABELA 1 encontram-se relacionadas as concentrações de trifluralina que foram inicialmente medidas em amostras da superfície do solo, quatro dias após a aplicação (t₁), em 10 pontos distribuidos por toda a área. Estas amostras foram tomadas ao acaso na área, sem obedecer o sistema de amostragem mostrado na Figura 1. Nestes resultados são observados teores bastante significativos de trifluralina no solo em toda a área, embora a concentração de trifluralina encontre-se abaixo da esperada.

Posteriormente, as análises superficiais foram feitas para os tempos t₂ = 15 dias (TABELA 2) e t₃ = 30 dias (TABELA 3), de acordo com as parcelas, representadas na Figura 1. A concentração residual de trifluralina existente nestas tabelas é resultante da média das avaliações efetuadas tanto na linha dos drenos quanto entre os drenos. Fica claro através destes resultados que a concentração de trifluralina na superfície é bem maior na área onde não existia a drenagem, porém, não existe uma tendência de diferenciação de concentração nas áreas com drenagem, cujos drenos estavam distanciados em 10, 20 e 30 m. Estes resultados foram semelhantes tanto para o tempo t₁ = 15 dias (TABELA 1) quanto para o tempo t₂ = 30 dias (TABELA 2).

Ainda nas TABELAS 1 e 2 estão alocados os dados correspondentes a variação percentual da concentração da trifluralina na superfície. A forma como esta porcentagem foi calculada refere-se a uma variação entre o menor e o maior valor coletado em cada média de blocos com os mesmos espaçamento entre drenos e a testemunha. Observa-se nestes dados um nítido aumento do percentual de variação à medida que aumenta o espaçamento entre drenos, sendo que a maior variação ocorreu na área testemunha (sem drenagem). Estes dados repetiram-se em ambas as áreas avaliadas (sobre os drenos e entre os drenos, TABELAS 1 e 2). Fica, assim evidente através destes dados que quanto mais deficitário é o sistema de drenagem, maior é o arraste superficial da trifluralina, e consequentemente maior impacto ambiental que um herbicida aplicado ao solo vem a causar.

A Figura 2 representa comparativamente os mesmos dados da variação percentual da concentração existente nas TABELAS 1 e 2. Na avaliação efetuada em t₂ = 30 dias, os valores percentuais foram menores em comparação com a avaliação em t₁ = 15 dias em todos os blocos onde existia um sistema de drenagem, exceto para a testemunha que manteve a mesma variação percentual. Desta forma, pode-se inferir que a drenagem do solo reduz o problema de arreste superficial da trifluralina com o tempo.

Figura 2
- Gráfico comparativo da dispersão (arraste) superficial da trifluralina nos blocos com diferentes espaçamentos de drenos nos tempos t₂ e t₃.

Nas TABELAS 4 e 5 estão relacionadas as médias da concentração da trifluralina nos primeiros 15 cm do solo, nos tempos t₂ = 15 dias e t₃ = 30 dias. A tabela 4 indica que os blocos A + B conseguiram reter mais trifluralina na camada de 0-15 do que os demais blocos, respectivamente. Os mesmos resultados podem ser observados na tabela 5. Em consequência, a lixiviação superficial foi menor nos blocos A + B.

Os mesmos resultados apresentados nas TABELAS 4 e 5 podem ser visualisados nas Figuras 3 e 4. Estes dados evidenciam que a drenagem subterrânea reduz a lixiviação superficial do herbicida ao mesmo tempo em que aumenta sua retenção na camada superficial do perfil e isso é inversamente proporcional ao espaçamento dos drenos.

Figura 3
- Retenção de trifluralina na camada de 0-15 cm de profundidade em função do espaçamento dos drenos no tempo t₂ = 15 dias.

Figura 4
- Retenção de trifluralina na camada de 0-15 cm de profundidade em função do espaçamento dos drenos no tempo t₃ = 30 dias.

A concentração de trifluralina na água dos drenos encontra-se representadas na TABELA 6. Não foi observado nenhum valor significativo de trifluralina em nenhum dos tratamentos e blocos. Este resultado era esperado pois a trifluralina é um dos herbicidas menos solúveis utilizados na agricultura, 0,3 ppm. É esperado um resultado de baixa concentração deste herbicida em uma água de drenagem, pois aliada a sua baixa solubilidade, este herbicida é facilmente adsorvido às partículas coloidais do solo. Mesmo a testemunha que não teve nenhum sistema de drenagem não houve detecção do herbicida na água de drenagem. Sendo assim, a trifluralina é um herbicida bastante seguro sob o ponto de vista de impacto ambiental nas águas subterrâneas, pois de acordo com os resultados deste experimento, dificilmente será encontradas triflura-lina na sua forma original em água subterrânea.

É importante salientar que os resultados do experimento conduzem a conclusões coincidentes com aquelas formuladas por outros pesquisadores. Em especial destaca-se o trabalho conduzido por Bengtson et al. (1990). Eles comprovam em experimentos conduzidos durante dois anos, os benefícios da drenagem subterrânea, no manejo de herbicidas, a qual reduziu drasticamente o carreamento dos mesmos além dos limites da área de aplicação.

CONCLUSÕES

Dentro das condições em que foi desenvolvido o experimento, pode-se concluir que:

a. Mesmo empregando um herbicida contendo trifluralina, cuja solubilidade em água é extremamente baixa, a metodologia permitiu detectar diferenças marcantes entre os tratamentos.

b. O solo bem drenado permitiu um arraste (lixiviação) superficial muito menor que no solo sem drenagem artificial.

c. O solo bem drenado mantém o lençol freático afastado do horizonte superficial. Considerando a infiltração do herbicida na camada de 0 a 15cm, concluiu-se que com o aumento da drenagem do solo houve maior retenção no horizonte superficial e ao mesmo tempo, menor arraste superficial.

d. A ação da drenagem subterrânea do solo, mesmo em área crítica como uma várzea, reduz a migração superficial do herbicida reduzindo os riscos de contaminação ambiental.

Recebido para publicação em 16.02.96

Aceito para publicação em 07.10.96

• BENGTSON, R.L.; SOUTHWICK, L.M.; WILLIS, G.H.; CARTER, C.E. The influence of subsurface drainage practices on herbicide losses. Transactions of the ASAE v.33, n.2, p.415-518, 1990.
• CHENG, H.H.; LEHMAN, R.G. Characterization of herbicide degradation under field conditions. Weed Science, v.33, n.2, p.7-10, 1985.
• GISH, T.J.; HELLING, C.S.; MOJASEVIC, M. Preferential movement of atrazine and cyanazine under field conditions. Transactions of the ASAE v.34, n.4, p.1699-1705, 1991.
• HELLING, C.S.; ZHUARY, W.; GISH, M.T.J.; COFFMAN, M.D.; WOODWARD, M.D. Persistence and leaching of atrazine, alachlor, and cyanazine under no-tillage practices. Chemosphere v.17, p.175-187, 1988.
• JURY, W.A.; ELABD, H.; RESKETO, M.; Field study of napropamide movement through unsaturated soil. Water Resources Research v.22, n.5, p.749-755, 1986.
• KENIMER, A.L.; MOSTAGHIMI, S.; DILLAHA, T.A.; SHANHOLTZ, V.O. Pesticide losses in erosion and runoff simulator. Transactions of the ASAE v.32, n.1, p.127-136, 1989.
• KENIMER, A.L.; SHANHOLTZ, V.O. Effect of residue cover on pesticide losses from conventional and nontillage systems. Transactions of the ASAE v.30, n.4, p.953-959, 1987.
• MC SMITH, D.; THOMAS, L.; BOTTCHER, A.B.; CAMPBELL, K.L. Measurement of pesticide transport to shallow grounwater. Transactions of the ASAE v.33, n.5, p.1573-1582, 1990.
• RITTER, W.F. Pesticide contamination of groundwater. ASAE PAPER n.86-2028, 1986.
• RITTER, W.F.; SCARBOROUGH, R.W.; CHIRNSIDE, E.M. Herbicide leaching in coastal plain soil. Journal of Irrigation and Drainage Engineering v.120, n.3, p.634-649, 1994.
• SOUTHWICK, L.M.; WILLIS, G.H.; BENGTSON, R.L.; LORMAND, T.J. Atrazine in subsurface drain water in southern Louisiana. Proceedings on planning irrigation and drainage p.580-586, 1988.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Fev 1999
• Data do Fascículo
  Maio 1996

Histórico

• Aceito
  07 Out 1996
• Recebido
  16 Fev 1996