DEGRADAÇÃO ACELERADA DE LINURON NO SOLO EM CONDIÇÕES DE LABORATÓRIORESUMO
A degradação do linuron, determinada pela sua persistência biológica no solo, foi estudada em condições de laboratório, utilizando-se bioensaios conduzidos em condições climáticas padronizadas, tendo o sorgo como planta indicadora. Numaprimeira série debioensaios, a persistência foideterminada em função do substrato utilizado: solo agrícola natural(A), pobreemmicrorganismos;solo Aautoclavado; solo Aenriquecido (p/p) coin 1%ou 2% deglucose; solo A com 10% de esterco de curral (p/p); e solo de bosque (B) rico em matéria orgânica. Em ensaio posterior a persistência foi verificada emfunção de tratamentos repetidos delinuron (uma, duas, três, quatroou cinco aplicações) em substrato adequado para desenvolvimento de microrganismos (solo A+ 10% de glucose). Os resultados demonstraram a ocorrência dedegradação acelerada de linuron quando aplicado repetidas vezes em um mesmo solo. A persistência fitotóxica do linuron foi maior em substratos pobres em microrganismosem relação àqueles ricos em matéria orgânica ou enriquecidos com glucose ou esterco, comprovando a biodegradação do produto.
PALAVRAS-CHAVE:
Herbicida; persistêncià; biodegradação
ABSTRACT
Laboratory triais were carried out to study the degradation oflinuron under different soils: sterilized and natural soil poorin soil microorganisms (aloamy sand soil, pH 6.2, O.M. 1.03); the sarne soil with additions of farmyard manure (10% w/w) or glucose (1% and 2% w/w); anda organic soil (pH 6.3, O.M. 5.30%). In another study the linuron soil degradation of repeated applications was investigaded in the sarne loamy sand soil enriched with 10% glucose (w/w). The linuron degradation was available by soil persistence determined by bioassay plants (Sorghum bicolor). The results showed that degradation was mostrapid on soils withhigh O.M. and with addition of2% glucose; on these soils no more persistence was founded within 2 or 3 weeks. Complete breakdown of the herbicide occured immediatelly after linuron application on soil with 10% glucose incubed by four linuron pre-treatments showing enhaced degradation of this herbicide.
KEY WORDS:
Herbicide; persistence; biodegradation
INTRODUÇÃO
Trabalhos recentes (RACKE & COATS, 1990, ROBERTS et al. 199l;WALKER & WELCH, 1991, 1992) mostraram que há um aumento de interesse no estudo da degradação microbiana acelerada de agrotóxicos no solo. Por este processo, certos compostos são degradados mais rapidamente pelo uso repetido na mesma área. Embora o fenômeno tenha sido observado primeiramente com os herbicidas do ácido fenoxi-alcanóico há mais de 40 anos atrás (AUDUS, 1949/1951 ), só recentemente é que algumas consequências relevantes daprática de aplicação de um mesmo produto em uma mesma área têm sido evidenciadas. Assim, a falta de efetividade de diversos herbicidas, inseticidas e fungicidas aplicados ao solo, tem sido agora correlacionada com a degradação acelerada de seus resíduos (ROETH, 1986; KAUFMAN, 1987; SUETT & WALKER, 1988). Em relação aos herbicidas, a maioria das comunicações relatam problemas que envolvem os thiocarbamatos, EPTC, butylato e vernolate (RAHMAN et al., 1979; OBRIGAWITCH et al.,1982a, 1982b; ROETH, 1986), embora mudanças na taxa de degradação tenham sido ocasionalmente observadas sem ter sido associada com o declínio na performance biológica (p.ex. COTTERILL & OWEN, 1989).
Em 1988, o Brasil dispendeu 904 milhões dedólares em agrotóxicos, o que representou 5% das vendas mundiais e 40%-na América Latina (PAULINO, 1993), constituindo-se, assim, em um mercado de razoáveis proporções para a indústria mundial e representando um potencial para eclosão de problemas na área da ecotoxicologia. Em 1991, por classe de agrotóxicos foram vendidos no Brasil mais herbicidas que inseticidas, fungicidas, acaricidas e formicidas, em níveis equivalentes a 2,3, 3,9, 7,7 e 51,6 vezes mais, respectivamente (PAULINO, 1993).
Como a literatura brasileira é escassa na área de comportamento de herbicidas no solo, é importante toda investigação que contribua para o conhecimento da ecotoxicologia desses produtos nas condições de solos brasileiros.
MATERIAIS E MÉTODOS
Como herbicida foi utilizado o linuron (3-(3,4- diclorofenil)-l-metoxi-1-metil uréia), de uso em · horticultura, tendo por isso a possibilidade de ser reaplicado na mesma área a pequenos intervalos.
A pesquisa foi conduzida em laboratório, determinando-se a degradação do linuron em função da sua. persistência biológica no substrato tratado.
A técnica para se determinar a persistência do produto no solo foi ade ensaios biológicos descrita por SANTELMANN (1977), modificada. Em copos de plásticos, sem percolação, foram colocadas 250g de solo, usando-se o sorgo (Sorghum bicolor L.) como planta indicadora do produto no meio. Os bioensaios foram conduzidos em condições padronizadas poruma câmara de germinação (BOD) adaptada com bateria extra de lâmpadas fluorescentes, tendo 25ºC de temperatura ambiente, 12h. de fotoperíodo, e umidade do solo corrigida, diáriamente, por peso, em nível próximo à umidade correspondente à 70% da capaciqade de campo, previamente determinada.
Em uma primeira série de bioensaios a persistência foi determinada em diferentes substratos tratados com a dose de 1,7 mg/kg de solo correspondendo a 3,3 L/ ha de Afalon SC, contendo 450 g/L de linuron, em comparação com um controle sem herbicida. Os substratos utilizados foram: solo retirado de uma área agrícola da Estação Experimental do Instituto Biológico, Campinas, SP, na profundidade de 0-10cm, pobre em microrganismos, avaliado pordeterminação prévia e aqui denominada de solo A; solo A autoclavado; solo A enriquecido com 1% ou 2% de glucose p.a., solo A com 10% de esterco seco de curral; e um solo rico em matéria orgânica, retirado da camada superficial de bosque (solo B).
Para um período de quatro semanas (a contar da aplicação, inclusive e a cada sete dias), quatro copos tratados e quatro copos não tratados foram semeados com quatro sementes de sorgo e colocadas na câmara de germinação onde permaneceram porduas semanas quando, então, as plantas (reduzidas a duas por desbaste) foram cortadas rentes ao solo e determinado o peso do material verde.
Em bioensaio posterior utilizando-se a mesma metodologia, o solo A enriquecido com 10% deglucose foi tratado com uma, duas, três e quatro aplicações prévias de linuron, a intervalos semanais, na mesma dose dos ensaios anteriores, antes de serem tratados com o herbicida (tempo zero), inclusive o tratamento sem aplicação prévia (testemunha), para as observações dapersistência. A persistência foi determinada nos tempos correspondentes a logo após a aplicação (tempo zero), e 1, 2, 3, 4 e 5 semanas após.
Para cada tempo de determinação da persistência e quantidade de tratamentos prévios de linuron (incubação do solo), foram usados 4 copos como repetições. Cada bioensaio foi sempre conduzido com um controle sem herbicida.
Durante o período de incubação o material permaneceu em ambiente em penumbra, a 25ºC de temperatura e umidade do solo a 60% da capacidade do campo, até todos os copos serem tratados com linuron, para determinação da sua persistência no solo em função de tratamentos repetidos.
A Tabela 1 apresenta as características físicoquímicas dos solos A e B utilizados nos bioensaios. Para o conhecimento prévio da atividade microbiana desses solos foi realizada a contagem de colônias de bactérias, fungos e actinomicetos desenvolvidas em placas de Petri com meios de· cultura específicos, incubadas a 25 ºC por quatro dias, para uma série de diluições do solo (Tabela 2).
A autoclavagem do solo foi realizado em duas etapas; no primeiro dia 5kg TFSA foram deixados à temperatura de 100ºC, 1 ATM, durante 90 minutos; no segundo dia a 120ºC, 2 ATM durante 150 minutos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 3 apresenta os dados, em peso de matéria verde, dos bioensaios para determinação da persistência do linuron em diversos substratos. Verifica-se por esses resultados quea persistência fitotóxica do linuron foi diferente para cada substrato: depois de quatro semanas o herbicida ainda se encontrava presente, em níveis significativos, no solo A, pobre em microrganismos e nesse mesmo solo autoclavado. Quando se acrescentou ao solo A uma concentração de 1% de glucose o comportamento da persistência não se modificou, isto é, quatro semanas após o tratamento o sorgo ainda acusava a presença do linuron, refletida na diminuição significativa da biomassa verde epígea. Quando se dobrou o teor de glucose, de 1 para 2%, a persistência do linuron no solo caiu drasticamente; a partir das duas semanas da aplicação, o solo tratado e o não tratado produziram desenvolvimento de sorgo semelhante, conforme demonstrado pelo Teste de Tukey de comparação de médias. Este mesmo comportamento foi encontrado para o solo B com um teor de matéria orgânica 5 vezes maior que o solo A (Tabela 1) e uma maior riqueza populacional microbiana (Tabela 2). Por outro lado, quando se adicionou 10% p/pde esterco ao solo A, a persistência também diminuiu, passando para três semanas após a aplicação (Tabela 3).
Estes resultados estariam sugerindo quea inativação biológica mais rápida do linuron estaria relacionada a uma degradação microbiana ou a um processo de adsorção da molécula.
Há evidências que a microflora do solo é capaz de degradar o linuron. SUROVTSEVA et al.. (1979) e FUNTIKOVA (1979), mostraram que Aspergillas flavus e raças de Aspergllus spp, isoladas do solo, decompõem linuron em meio de cultura convertendoº em 3,4-dicloranilina por demetilação para 3,4-diclorocetanilina e subseqüente hidrólise da amida ligada. O desaparecimento do DCA do meio poderia estar relacionada, não somente à decomposição, mas também por adsorção direta pelos microrganismos (SUROVTSEVA et al., 1979).
Bacillus cereus foi observada degradando linuron em meio líquido (EL-DIB & ALY, 1976). Meio de cultura com Arthrobacter glabiformis tratado com linuron mostrou que a bactéria é capaz de utilizar o herbicida como fonte de carbono e energia (KOSINKIEWICZ, 1973). PESTEMER & BECKMANN (1975) relatam quea taxa de degradação de linuron no solo, contendo vários níveis de humus, foi influenciada pelo nível de atividade microbiológica tanto quanto a adsorção. A degradação foi mais rápida em solos com alta taxa de matéria orgânica; nesses solos uma completa degradação do herbicida ocorreu em 3 semanas. Em testes em Munique, Alemanha, ENGELHARDT & WALLNOFER (1975) reportam degradação delinuron porculturas deBacillus sphaericus. Para WALKER & THOMPSON (1977) a degradação do linuron está altamente correlacionada com a respiração edáfica, conteúdo de matéria orgânica e argila do solo eo grau de adsorção do herbicida no solo. CSERHATI & VEGH (1977)verificaramquenafaixa de 10-26ºC a degradação microbiológica do linuron aumenta linearmente com a temperatura do solo e que a taxa de decomposição do produto não foi consideravelmente influenciada pelas características físico-químicas do solo.
Número de colônias de microrganismos na diluição 10-3 dos solos utilizados 5g. Dados médios de 3 repetições.
Convertendo-se os pesos dos bioensaios em porcentagem em relação ao tratamento sem linuron, podese construir ascurvas depersistênciapara cada substrato testado (Fig. 1). Por este gráfico adissipação antecipada do linuron no solo A com 2% de glucose, no solo B e no solo·A com esterco em comparação com osoutros substratos pobres em microflora (solo A natural, solo autoclavado e solo com 1% de glucose), onde a persistência foi maior, fica bastante evidente.
No ensaio posterior, ondeo solo comprovadamente pobre em microrganismo (solo A) foi enriquecido com 10% de glucose p/p, incubado durante duas semanas em condições de penumbra, 25ºC de temperatura e teor de umidade a 60% da capacidade de campo, antes de receber um número variável de tratamentos prévios de linuron até iniciar-se adeterminação da persistência, os resultados são bastante convincentes em-relacionar a dissipação do linuron com a presença de microrganismos no solo, seja pela utilização da molécula como fonte energética para seu metabolismo ou como biomassa adsorvente do produto.
Senão, vejamos. A Tabela 4 que apresenta os resultados dosbioensaios de sorgo em função de tratamentos prévios dosubstrato porlinuron, demonstraqueapós uma semana da aplicação-base o produto não se encontrava mais nosolo incubado com 10% deglucose. A influência das aplicações prévias repetidas pode ser medida, no entanto, pelafitotoxicidadeinicial(O dias).
Persistência fitotóxica de linuron em diversos substratos no período de 4 semanas determinada por bioensaios de sorgo. Dados médios de 4 repetições.
A figura 2 que mostra a fitotoxicidade inicial do linuron (O dias) reflete com clareza queafitotoxicidade foi função do número de aplicações repetidas. O desenvolvimento do sorgo no solo que recebeu cinco aplicações (quatro prévias) foi semelhante ao do tratamento controle (sem linuron), mostrando que o herbicida foi imediatamente dissipado pela microflora desenvolvida pelas aplicações prévias. A equação cúbica foi a que se ajustou melhor ao fenômeno e demonstra com clareza que a partir de três aplicações (duas prévias) o produto foi dissipado do meio, mostrando a importância de aplicações repetidas no destino do mesmo no solo.
TORSTENSSON (1977), em investigação da degradaçãodeaplicações repetidas dediferentes herbicidas sob condições de campo, não observou aumento da taxa de inativação por microrganismos pelo linuron em comparação com o 2,4-D, MCPA e TCA que foram degradados mais rapidamente na segunda e terceira aplicação. No entanto, WALKER&WELCH(1991) relatam que, em condições de laboratório, um simples pré tratamento de linuron provocou uma degradação acelerada do produto. Para condições de campo, PAREKH et al. (1992) demonstraram, também, que olinuron está sujeito adegradação acelerada de aplicações repetidas.
O fato da taxa de decomposição do linuron ser acelerada pela presença de esterco de curral no solo, evidência encontrada também por BECKMANN & PESTEMER (1975), aumenta a importância do uso do produto em solos de horticultura, comumente adubados com esse material.
Persistência fitotóxica de linuron em função do número de tratamentos (um + tratmentos prévios) do substrato (solo A+ 10% de glucose). Dados médios de quatro repetições.
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