Descreve-se o desenvolvimento de um método de análise por injeção sequencial para determinação de glifosato em formulações comerciais por voltametria de onda quadrada em eletrodo de gota de mercúrio. O glifosato foi derivatizado em modo estacionário com ácido nitroso para produção de N-nitroso glifosato, que é eletroativo. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) foram 0,7 e 2,4 mg L-1 (4 e 14 µmol L-1), respectivamente. O método foi aplicado a três formulações, obtendo resultados que diferiram do valor indicado pelo fabricante por -2,6, -0,8 e -28%. Em seguida descreve-se o desenvolvimento de um método de injeção seqüencial para a determinação fluorimétrica de glifosato, Esse método baseou-se em uma primeira etapa de conversão de glifosato a glicina por reação com hipoclorito de calcio, seguida por reação com o-ftaldialdeído na presença de 2-mercaptoetanol (OPA-MCE) em tampão borato (pH> 9) para produzir o composto fluorescente (2\'-hidroxietiltio)-2-N-alkilisoindol (excitação em 340 nm e emissão em 450 nm). O método apresentou resposta linear para concentrações entre 0,25 e 25,0 µmol L-1, com LD e LQ de 0,08 e 0,25 µmol L-1 (14 e 42 µg L-1), respectivamente, e frequência de amostragem de 18 análises por hora. O método foi aplicado para estudar as propriedades de adsorção / dessorção em um solo e em uma amostra de sedimento. Os dados das isotermas de adsorção e dessorção foram tratados pelas equações de Freundlich e Langmuir, que permitiram estimar uma capacidade de adsorção de 1384 ± 26 e 295 ± 30 mg kg-1 para as amostras de solo e sedimento, respectivamente. A determinação de glifosato e AMPA em amostras de água foi realizada por cromatografia por injeção sequencial com detecção fluorimétrica explorando as mesmas reações com hipoclorito e OPA-MCE. A solução transportadora com papel de fase móvel foi composta por mistura metanol: tampão fosfato 10 mmol L-1 (pH 6,8) na proporção 25:75 (v v-1). A frequência de amostragem foi de 6 análises por hora, com LD e LQ de 0,14 e 0,42 µmol L-1 para AMPA e 0,11 e 0,33 µmol L-1 para glifosato, respectivamente. Testes de adição e recuperação em amostras de águas naturais enriquecidas com 0,50 µmol L-1 desses compostos levaram a taxas de recuperação de 82 a 140% para AMPA e de 84 a 96% para glifosato. Investigou-se o efeito do herbicida em cultivos de duas espécies de microalgas marinhas - a Chlorophyta, Tetraselmis gracilis e a diatomácea, Phaeodactilum tricornutum. Para isso adicionou-se diferentes concentrações de glifosato (2 a 1000 mg L-1) a cultivos crescendo em fase exponencial. Doses de 2 e 50 mg L-1 provocaram leve aumento de crescimento algal quando comparados com o cultivo controle sem glifosato. O rendimento quântico da fotossíntese aumentou levemente em alguns dias no cultivo de P. tricornutum em concentrações baixas de glifosato. Na concentração de glifosato de 200 mg L-1 houve declínio do crescimento e acentuada queda do rendimento quântico da fluorescência da fotossíntese. Perfis dos aminoácidos aromáticos, tirosina, triptofano e fenilalanina apresentaram diferenças nas algas. / We describe a development of a voltammetric method for determination of glyphosate in commercial formulations using sequential injection analysis to carry the sample to a flow cell adapted to the capillary of a mercury drop electrode. Glyphosate is batch-derivatized with nitrous acid in hydrochloric acid to produce N-nitroso glyphosate, which is electroactive. The limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were 0.7 and 2.4 mg L-1, respectively. The method was applied to three formulations, obtaining results that differed from the value indicated by the manufacturer by -2.6, -0.8 and -28%. Next, the thesis describes the development of a sequential injection method to automate the fluorimetric determination of glyphosate based on a first step of oxidation to glycine by hypochlorite, followed by reaction with o-phthaldialdehyde in presence of 2-mercaptoethanol (OPA-MCE) in borate buffer (pH>9) to produce a fluorescent 1-(2´-hydroxyethylthio)-2-N-alkylisoindole. The proposed method exhibited a linear response for glyphosate concentrations between 0.25 and 25.0 µmol L-1, with LOD and LOQ of 0.08 and 0.25 µmol L-1, respectively. The sampling rate of the method was 18 samples per hour. The method was applied to study adsorption/desorption properties in a soil and in a sediment sample. Adsorption and desorption isotherms were properly fitted by Freundlich and Langmuir equations, leading to adsorption capacities of 1384 ± 26 and 295 ± 30 mg kg-1 for the soil and sediment samples, respectively. Determination of glyphosate and AMPA in water samples was performed by sequential injection chromatography (SIC) with fluorimetric detection by exploiting the same reactions with hypochlorite and OPA-MCE. The carrier solution plays a role of mobile phase, being composed of 25:75 (v v-1) methanol : 10 mmol L-1 phosphate buffer (pH 6.8). The chromatographic step enhanced the method selectivity. The sampling throughput was 6 analyzes per hour with LOD and LOQ of 0.14 and 0.42 µmol L-1 for AMPA and 0.11 and 0.33 µmol L-1 for glyphosate, respectively. Recovery tests in natural water samples enriched with 0.50 µmol L-1 in the compounds led to recovery rates from 82 to 140% for AMPA and 84 to 96% for glyphosate. We investigated the effect of the herbicide on cultivation of two species of marine microalgae - the Chlorophyta, Tetraselmis gracilis and the diatomaceous Phaeodactilum tricornutum. To achieve this goal, different concentrations of glyphosate (2 to 1000 mg L-1) were added to cultures growing in exponential phase. Doses between 2 and 50 mg L-1 caused a slight increase in algal growth compared to the control culture without glyphosate. The quantum yield of photosynthesis increased slightly in some days in the cultivation of P. tricornutum at low concentrations of glyphosate. The glyphosate concentration of 200 mg L-1 decreases the cell growth and caused a marked decline in the fluorescence quantum yield of photosynthesis. Profiles of aromatic amino acids, tyrosine, tryptophan and phenylalanine differed in the algae

Neste trabalho, são abordados os estudos relativos a interação entre Cu(II) e glifosato e também o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para determinação do herbicida glifosato. Inicialmente, o complexo Cu(II)-glifosato foi estudo por meio de técnicas espectrofotométricas e eletroanalíticas (voltametria de onda quadrada) e encontrou-se os valores de comprimento de onda máximo do complexo (231 e 731 nm) e também o valor da constante de estabilidade condicional do complexo 1:1 Cu(II)-glifosato (log K = 7,9). O estudo inicial da interação entre glifosato e o microeletrodo de cobre, em meio de tampão fosfato, mostrou que o herbicida dissolve a camada de óxidos, aumentando a corrente anódica do microeletrodo, levando a formação de um complexo solúvel entre Cu(II) e glifosato. Esta interação foi estuda por meio de técnicas voltamétricas, curvas de polarização, espectroscopia de impedância eletroquímica, voltametria hidrodinâmica, entre outras. Estes estudos complementares forneceram dados importantes sobre o processo de dissolução causado pelo glifosato, tais como, potencial de corrosão, densidade de corrente de corrosão e inclinação de Tafel, valores de resistência de transferência de carga e constante aparente de transferência eletrônica, coeficiente de difusão do complexo e constante de velocidade aparente da reação, além de imagens de microscopia eletrônica de varredura e de microscopia de força atômica do processo de corrosão do cobre. Após estudar este processo de dissolução, esta reação foi utilizada para o desenvolvimento de uma metodologia de análise de glifosato utilizando detecção coulométrica com (micro)eletodo de cobre aliada a cromatografia líquida. A instrumentação (software, célula eletroquímica e minipotenciostato) desenvolvida neste trabalho foi utilizada com sucesso na determinação de glifosato em amostras de alimentos e água. As metodologias de análise de glifosato utilizando detecção coulométrica com (micro)eletrodo de cobre aliada a cromatografia liquida, apresentaram limites de detecção adequados para a análise deste herbicida em diversas matrizes (100 µg L-1 para sucos de frutas, 32 µg L-1 e 1,9 µg L-1 para amostras de água e 53 µg Kg-1 para amostras de soja). A detecção coulométrica com micro(eletrodo) de cobre apresentou algumas vantagens sobre a detecção com métodos ópticos, tais como, análise direta e rápida, ou seja, não são necessárias demoradas reações de derivatização da amostra; sem etapas de extração/limpeza da amostra; pré-concentração optativa; baixo custo das análises, quando comparado aos preços dos reagentes de derivatização e instrumentação simples e de baixo custo. / In this work, the interaction between Cu(II) and glyphosate was investigated and electroanalytical methodologies was developed for determination of this herbicide. Initially, the Cu(II)-glyphosate complex was studied through spectrophotometric and electroanalytical techniques (square wave voltammetry) and it was found the values of maximum wavelength of the complex (231 and 731 nm) and also the value for the constant of conditional stability of the 1:1 Cu(II)-glyphosate complex (log K = 7,9). The initial study of the interaction between glyphosate and the copper microelectrode, in phosphate buffer, showed that the herbicide dissolves the layers of oxides, increasing the anodic current of the microelectrode, taking the formation of a soluble complex between Cu(II) and glyphosate. This interaction was studies through cyclic voltammetry, polarization curves, electrochemical impedance espectroscopy, hydrodynamic voltammetry, among others. These complemental studies supplied important data about the electrode dissolution process caused by glyphosate, such as, corrosion potential, density of corrosion current and Tafel slope, resistance of heterogeneous charge-transfer reaction, diffusion coefficient of the complex and apparent rate constant of reaction, besides images of scanning electron microscopy and of atomic force microscopy of the corrosion process for metallic copper. After studying the copper dissolution process, this reaction was used for the development of a new methodology for glyphosate analysis using coulometric detection with copper microelectrode allied to the liquid chromatography The instrumentation (software, electrochemical cell and a minipotentiostat) developed in this work was used with success in the determination of glyphosate in samples of foods and water. The methodologies of glyphosate analysis using coulometric iv detection with copper microelectrode allied to the liquid chromatography, presented appropriate detection limits for the analysis of this herbicide in several matrixes (100 µg L-1 for fruit juices, 32 µg L-1 and 1,9 µg L-1 for water samples and 53 µg Kg-1 for soy samples). The coulometric detection with copper microelectrode presented some advantages when compared with the detection with optical methods, such as, direct and fast analysis, in other words, it is not necessary derivatization reaction of the sample; without extraction/clean-up step of the sample; the sample pre-concentration is optional; low cost of the analyses, when compared to the prices of the derivatization reagents and simple and low cost instrumentation.

O presente trabalho descreve o preparo, a caracterização e o uso de eletrodo modificado com polímero de azul de metileno (PMB) imobilizado sobre a superfície de eletrodo de carbono vítreo (GCE-PMB) na análise do herbicida glifosato. O método utilizado para a preparação dos filmes do PMB foi a eletropolimerização. Os filmes preparados por este método apresentam características diferenciadas tais como robustez, estabilidade e propriedade redox satisfatória. As condições experimentais otimizadas foram a velocidade de varredura (50 mV s-1), o intervalo de potencial (-0,4 a +1,2 V), o número de ciclos (30) e o pH da solução do eletrólito suporte (pH 8). A solução de eletrólito suporte foi preparada a partir das soluções de tampão fosfato (0,05 mol L-1) e NaNO3 (0,1 mol L-1), pH 8. A mesma foi utilizada no preparo da solução de azul de metileno (MB) (0,25 x 10-3 mol L-1), no pré-tratamento do eletrodo de carbono vítreo (GC) por voltametria cíclica (CV) e no preparo de soluções para os estudos iniciais com o GCE-PMB. O pré-tratamento da superfície do eletrodo de GC foi realizado aplicando + 0,9 V por 240 s seguido de várias varreduras cíclicas de -0,4 a +1,0 V com velocidade de varredura de 50 mV s-1 até obter um perfil estável do voltamograma do eletrodo. Após o preparo do GCE-PMB, a atividade eletrocatalítica do eletrodo foi investigada para o Ácido Ascórbico (AA) e a L-Cisteína (L-Cys) por CV de -0,4 a +0,6. Foi observado aumento da corrente de pico e diminuição do sobrepotencial em relação ao eletrodo de GC. Nos estudos na presença do glifosato, o GCE-PMB apresentou resposta eletroquímica direta, por voltametria cíclica, para o glifosato (1,0 x 10-3 mol L-1) em solução de KCl 0,1 mol L-1 (pH 5,3) de -0,4 a +0,6 V e velocidade de varredura 50 mV s-1. A resposta voltamétrica apresentou picos anódico e catódico em 0,2 e 0, respectivamente. Para os estudos realizados por meio da técnica de voltametria de onda quadrada (SWV), os parâmetros freqüência, amplitude e incremento de varredura foram otimizados. A partir desses estudos foi possível obter informações relevantes sobre a interação do GCE-PMB com o glifosato. Os resultados mostraram que é possível observar a eletroatividade do herbicida glifosato sobre uma superfície eletródica sem a presença de metais como agentes complexantes. / This work describes the preparation, characterization and the use of the modified electrode with methylene blue polymer (PMB) immobilized onto the surface of glassy carbon electrode (GCE-PMB) in the analysis of the herbicide glyphosate. Concerning the methodology aspects, the method used for the preparation of the films PMB was the electropolymerization. The films prepared by this method present a differentiated characteristic such as robustness, stability and good redox properties. The optimized experimental conditions are the scan rate (50 mV s-1), the potential range (-0.4 to +1.2 V), the number of cycles (30) and the pH of the supporting electrolyte (pH 8). The supporting electrolyte solution was prepared from phosphate buffer solutions (0.05 mol L-1) and NaNO3 (0.1 mol L-1), pH 8. The same solution was used to prepare the solution of methylene blue (MB) (0.25 x 10-3 mol L-1), the pretreatment of the GC electrode by cyclic voltammetry (CV). It was also utilized in preparing solutions for the initial studies with GCE-PMB. The pre-treatment of the electrode surface of GC was performed, considering 0.9 V during 240 s, followed by several cyclic scans from -0.4 to 1.0 V (with scan rate of 50 mV s-1) until a stable profile of the voltammogram. After preparing the GCE-PMB, electrocatalytic activity it was investigated for Ascorbic Acid (AA) and L-Cysteine (L-Cys) by CV from -0.4 to +0.6 V. It was observed increase in peak current and decrease the overpotential comparing to glassy carbon electrodes. The GCE-PMB presented direct electrochemical response, for glyphosate (1 x 10-3 mol L-1) in KCl 0.1 mol L-1 (pH 5.3) from -0.4 to +0.6 V and scan rate 50 mV s-1. The voltammetric response showed anodic and cathodic peaks in 0.2 and 0, respectively. Using the square wave voltammetry (SWV), the parameters frequency, amplitude and scan increment were optimized. It was possible to find relevant information about the interaction between GCE-PMB and glyphosate. These results showed that is possible observe the electroactivity of glyphosate on a modified electrodic surface in absence of metals or complexing agents.

Das pragas que afetam as lavouras canavieiras, as plantas daninhas representam o maior grupo, apontando o setor de herbicidas como o que mais cresce no mercado de agrotóxicos. O surgimento de daninhas resistentes e a intenção de melhora no controle têm feito com que agricultores pratiquem técnicas de mistura de tanque na aplicação de herbicidas, modalidade não prevista na legislação brasileira e alvo de discussões no cenário nacional. As misturas de tanque podem gerar economia na aplicação, porém pouco se sabe se esta associação de moléculas é sinérgica ou antagônica ao comportamento individual dos agrotóxicos no ambiente. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi avaliar o comportamento dos herbicidas ametrina e glifosato aplicados em associação no solo Argissolo Vermelho (PV) de cultivo de cana-de-açúcar. Para isto, foram realizados experimentos com base nas normas OECD, da série de testes de produtos químicos, 307 (biodegradação em solos), 217 (atividade microbiana em solos) e 106 (Sorção/Dessorção em solos). Para os testes, considerou-se a dose máxima de campo (DMC) de 2,88 Kg i.a ha-1 para o glifosato e 3 Kg i.a ha-1 para a ametrina. Os testes de biodegradação e de sorção/dessorção individuais foram realizados com 14C-glifosato e 14C-ametrina, e nas misturas 14C-glifosato + ametrina (não radiomarcada) e 14C-ametrina + glifosato (não radiomarcado). Os experimentos de atividade microbiana foram realizados com herbicidas não radiomarcados e com 14C-glicose. O experimento de biodegradação apresentou resultados de meia-vida de mineralização (t1/2) do glifosato no solo de 55 dias para o produto aplicado sem mistura com ametrina e de 119 dias para a mistura de glifosato+ametrina, não sendo possível a determinação da DT50 (meia-vida no solo) a partir da porção extraível. A ametrina apresentou meia-vida de mineralização de aproximadamente 180 dias quando aplicada sozinha e de 243 dias quando misturada com glifosato, porém a DT50 foi de 15 dias para a mistura e 20 dias para a molécula aplicada isoladamente. No experimento de atividade microbiana, a ametrina mostrou efeitos adversos nas menores doses, amenizados pela mistura da molécula com o glifosato. O glifosato estimulou a atividade microbiana do solo, porém quando aplicado com ametrina teve este efeito reduzido. Nos experimentos de sorção o glifosato apresentou Koc elevado, sendo este significativamente aumentado no tratamento de glifosato em mistura com ametrina. A sorção da ametrina foi baixa, porém na associação com o glifosato foi observado aumento significativo de Kd. A dessorção do glifosato e do glifosato em mistura com ametrina foi baixa e não houve diferenças entre os tratamentos, porém a dessorção da ametrina foi diminuída no tratamento associado ao glifosato. Conclui-se que a associação dos herbicidas ametrina e glifosato influencia o comportamento individual das moléculas no solo, porém de forma positiva para a ametrina e pouco significativa para o glifosato / Of all plagues that impact sugarcane production, weeds represent the largest group, indicating the sector of herbicides as the largest growing market among the pesticides. The emergence of resistant weeds and the intention to improve their control have led farmers to mix pesticides in tank for application, a technique not stated in Brazilian law that generates discussion at national level. The tank mixtures may promotes cost savings during applications, but little is known whether this association of molecules has a synergistic or antagonistic effect for the individual pesticides behavior in the environment. Therefore, the main objective of this study was to evaluate the behavior of the herbicides glyphosate and ametryn applied in association in an Ultisol (PV) soil from sugarcane cultivation. For this, were set 3 experiments, conducted according the OECD guidelines for testing chemicals: 307 (aerobic transformation in soils), 217 (microorganisms and carbon transformation) and 106 (sorption/desorption in soils). The doses of herbicides for all tests were set according to the maximum doses at field conditions, being 2,88 Kg a.i ha-1 for glyphosate and 3 Kg a.i ha-1 for ametryn. The testes of biodegradation and sorption/desorption were performed using ametryn and glyphosate 14C radiolabeled, and for the mix treatment were used the radiolabeled herbicide plus the other herbicide not radiolabeled. The test of carbon transformation by microorganisms was performed with non-radiolabeled herbicides and 14C-glucose. The biodegradation experiment showed results of mineralization half-life in soil (t1/2) of 55 and 119 days for glyphosate and glyphosate plus ametryn respectively. Ametryn showed a t1/2 of 180 days when applied alone in the soil, increasing to 243 days when mixed with glyphosate. for the DT50 (half-life in soil), the ametryn without glyphosate showed a DT50 of 20 days, and this half-life decreased to 15 days for the ametryn with glyphosate. It was not possible to determinate the DT50 on the extractable portion of glyphosate radiolabeled experiments. In the carbon transformation experiment the results for ametryn alone evidenced adverse effects at lower doses, softened when mixing it with glyphosate. On the other hand, glyphosate stimulated the microorganism\'s activity when applied without ametryn, and when mixed showed a small decrease in the activity rate. The sorption of glyphosate demonstrated high values for Koc coefficient, being smoothly bigger in the treatment of glyphosate mixed with ametryn. Regarding ametryn, its sorption showed lower levels of Koc, but when applied in association to glyphosate the rate increased significantly. The glyphosate desorption was little, and mixing it with ametryn didn\'t show differences. On the other hand, the ametryn desorption was lower at the treatment with glyphosate mixed. The main conclusion of this study is that the association of herbicides ametryn and glyphosate has influence on the individual behavior of the molecules on Ultisol soil, but positively for ametryn and negligible for glyphosate.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-12T19:19:51Z No. of bitstreams: 1 2015 - Matheus Gomes Ferreira.pdf: 3047516 bytes, checksum: 3232f27bdf2c2fd0b3942a410158e76e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T19:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015 - Matheus Gomes Ferreira.pdf: 3047516 bytes, checksum: 3232f27bdf2c2fd0b3942a410158e76e (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / CAPES / In this work were prepared by coprecipitation and characterized by powder XRD and FTIR compounds of the hydrotalcite type, known as Layered Double Hydroxides (LDH), intercalated with the glyphosate anion (GLYP), and the conditions of preparation and the stoichiometric ratio Mg:Al:GLYP were studied. The best condition observed was under reflux for 30 hours and stoichiometric ratio 2: 1: 1 for Mg+2, Al+3 and GLYP, as indicated by the characteristic bands of LDH intercalated with glyphosate and no other bands present, which could be assigned to other intercalated ions or to free glyphosate. Under those preparation conditions the LDH interlamellar spacing was 0.62 nm, compatible with the intercalation of glyphosate. The controlled release of glyphosate was studied using ion exchange reactions of Layered Double Hydroxides containing glyphosate with an aqueous medium containing carbonate, chloride or nitrate anions. In those cases the glyphosate was quantified spectrophotometrically by Ruhemann's purple method (?max = 570 nm), and the initial releasing rates of 0.65 mg/ml/h (carbonate), 0.14 mg/ml/h (nitrate) and 0.08 mg/ml/h (chloride) were measured. Regarding the XRD patterns of the ion-exchanged products, it was observed that the structure of HDL was maintained, but with the reduction of the interlayer spacing in all cases, having a sufficient size for the anion of the involved ion exchange, but not enough for the presence of GLYP, demonstrating so that the exchange was successful. / Neste trabalho foram preparados por coprecipita??o e caracterizados por DRX de p? e FTIR compostos do tipo hidrotalcita, conhecidos como Hidr?xidos Duplos Lamelares (HDL), intercalados com o ?nion glifosato (GLYP), e foram estudadas as melhores condi??es de prepara??o e a raz?o estequiom?trica Mg:Al:GLYP. A melhor condi??o foi sob refluxo por 30 horas e raz?o estequiom?trica 2:1:1 para Mg+2, Al+3, e GLYP, a partir da observa??o das bandas caracter?sticas no espectro de FTIR de um HDL intercalado com glifosato, sem outras bandas presentes que pudessem ser atribu?das a outros ?ons intercalados ou ao glifosato livre. Nessas condi??es de preparo o espa?amento interlamelar do HDL foi de 0,62 nm, compat?vel com a intercala??o do glifosato. A libera??o controlada do glifosato foi estudada atrav?s de rea??es de troca i?nica dos Hidr?xidos Duplos Lamelares contendo glifosato com um meio aquoso contendo os ?nions carbonato, cloreto ou nitrato. Nestes casos o glifosato foi quantificado espectrofotometricamente pelo m?todo do p?rpura de Ruhemann (?max = 570 nm), e foram obtidas as taxas de libera??o iniciais de 0,65 mg/ml/h para carbonato, 0,08 mg/ml/h para cloreto e 0,14 mg/ml/h para nitrato. Nos difratogramas de raios-X dos produtos das trocas i?nicas, em todos os casos foram observadas a manuten??o da estrutura do HDL e a diminui??o do espa?o interlamelar, de 0,62 nm para valores entre 0,33 e 0,35 nm, tamanho suficiente para o ?nion da troca i?nica envolvido, mas n?o suficiente ainda para a presen?a de GLYP, demonstrando assim que a troca foi bem sucedida.

O glyphosate vem sendo aplicado na agricultura como principal ferramenta de manejo de plantas daninhas, sendo o mesmo aplicado em alguns sistemas de forma repetitiva ao longo do ano. Esta prática contribuiu para a seleção de espécies de plantas daninhas resistentes, sendo que no Brasil mais recentemente tem sido obervado populações resistente de capim-amargoso (Digitaria insularis) ao glyphosate. Sendo assim, são necessárias pesquisas com esta planta daninha sobre alternativas de controle, caracterização biológica dos biótipos relacionadas a adaptabilidade e crescimento, e caracterização dos níveis de resistência, para que baseado nestas informações as recomendações de manejo destes biótipos sejam tomadas. Portanto, esta pesquisa foi desenvolvida com os objetivos de avaliar alternativas químicas de manejo dos biótipos resistentes, avaliar os níveis de resistência, e o crescimento diferencial entre os biótipos. Para o desenvolvimento dos experimentos foram coletadas sementes do biótipo resistente no município de Matão - SP, onde foi aplicado glyphosate de 1.440 g e.a ha-1 antes do florescimento, sendo que as sementes do biótipo suscetível foram obtidas no município de Piracicaba SP, onde não apresentava histórico de aplicação de glyphosate. Na primeira etapa da pesquisa foram realizados experimentos para determinação do fator de resistência ao glyphosate, através de curvas de dose resposta em quatro estádios de desenvolvimento do capimamargoso, além de um bioensaio de discos foliares para analisar o acúmulo de chiquimato. Na segunda etapa foi conduzido um ensaio a campo no município de Matão SP, visando encontrar herbicidas alternativos para controle do capim-amargoso resistente ao glyphosate. Por fim um estudo de curvas de crescimento foi conduzido para avaliar o crescimento comparativo dos biótipos resistente e suscetível ao glyphosate, analisando área foliar, massa seca da parte aérea e das raízes. Através do modelo de curva dose-resposta do programa estatístico R, o fator de resistência (GR 50) variou de 3 a 4 quando comparando o biótipo resistente ao suscetível. As alternativas de controle viáveis foram glyphosate em associação com clethodim e paraquat + diuron; glyphosate com clethodim e amônio-glufosinato; glyphosate e haloxyfop-methyl; glyphosate e fenoxaprop-p-ethyl + clethodim; glyphosate e tepraloxydim. O biótipo resistente teve um desenvolvimento mais rápido, todavia não foi possível inferir sobre sua capacidade competitiva. / Glyphosate has been used in agriculture as the main tool for weed management, and it has been applied in some systems repeatedly throughout the year, which contributed to the selection of resistant weed species. More recently in Brazil glyphosate resistant populations of sourgrass(Digitaria insularis) have been observed. So, researches are needed on alternative control, biological characterization of the biotypes and related growth, and characterization of the resistance levels. Based on this information it is possible to recommend management practices. Therefore, this research was developed with the objective of evaluating alternative chemical management for the resistant biotypes, assess levels of resistance, and the differential growth between biotypes. For the development of the experiments seeds from resistant plants were collected in Matao County SP - Brazil, where glyphosate was applied at 1440 g. a. e. ha-1, before flowering, and the seeds of the susceptible biotype were obtained in Piracicaba SP - Brazil, where there was no history of glyphosate application. In the first stage of the research experiments were performed to determine the resistance factor to glyphosate by dose response curves in four growth stages of sourgrass, and a leaf disc bioassay to analyze the accumulation of shikimate. The second step was to conduct a trial in Matao - SP to find alternative herbicides to control glyphosate resistant sourgrass. Finally an growth curves experiment was conducted to evaluate the comparative growth of glyphosate resistant and susceptible biotypes, analyzing leaf area, dry mass of shoots and roots. The resistance factor (GR 50) ranged from 3 to 4 when comparing the susceptible biotype with the resistant. The alternative herbicides in combination with glyphosate were clethodim and paraquat + diuron; clethodim and ammonium-glufosinate; haloxyfop-methyl; fenoxaprop-p-ethyl + clethodim; tepraloxydim. The resistant biotype had a more rapid development, however it was not possible to infer about their ability to compete.

Nos últimos anos, com a valorização do preço internacional e com a demanda crescente por biodiesel, está havendo maior interesse em se aumentar o teor de óleo das cultivares de soja. É sabido que a manutenção da elevada produção de óleo é função da produtividade das cultivares. Porém, existem vários fatores que impedem que as cultivares expressem seu potencial produtivo máximo, como por exemplo a competição com as plantas daninhas. Nesse sentido, o melhoramento de plantas tem focado no desenvolvimento de cultivares tolerantes à ação de herbicidas, além de procurar agregar os benefícios que essas cultivares podem trazer para o manejo de plantas daninhas. O presente estudo teve como objetivo a) Avaliar o efeito do gene CP4 EPSPS na produtividade de óleo em populações de soja transgênica; b) Estimar parâmetros genéticos úteis aos programas de melhoramento; c) Avaliar a produtividade de óleo em progênies transgênicas com manejo para soja convencional e para soja transgênica; d) Predizer cruzamentos mais promissores para extração de linhagens superiores. O trabalho foi desenvolvido no Setor de Genética Aplicada às Espécies Autógamas, no Departamento de Genética da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. O sistema genético compreendeu um dialelo parcial 4 x 5, sem recíprocos, envolvendo como genitores quatro cultivares, sendo duas convencionais (BRS 133 e Conquista) e duas essencialmente derivadas das convencionais (BRS 245 RR e Valiosa RR) e cinco linhagens com alto óleo (USP 70.108, USP 70.113, USP 70.010, USP 70.042 e USP 70.007). No ano agrícola 2007/08, as plantas da geração F2 foram avaliadas no sistema de covas de plantas únicas e na safra 2008/09 progênies F2:3 foram selecionadas e avaliadas em 30 experimentos delineados em blocos ao acaso com quatro repetições, sendo: i) Dez experimentos formados por 30 progênies F2:3 transgênicas pulverizadas com glifosato, ii) Vinte experimentos formados por 30 progênies F2:3 convencionais e as mesmas 30 progênies F2:3 transgênicas, pulverizadas com herbicidas para soja convencional. Os resultados foram: a) O transgene CP4 EPSPS não afetou a produtividade de óleo e nem os outros três caracteres avaliados na geração F2; porém na geração F2:3 ele afetou alguns caracteres em cruzamentos individuais e também todos os sete caracteres na análise agrupada dos cruzamentos; b) Houve variação na geração F2 para a capacidade geral de combinação dos genitores e também para a capacidade específica de combinação entre cruzamentos; a maioria dos cruzamentos originou progênies promissoras para produtividade de óleo; porém, poucos cruzamentos mostraram progênies superiores no teor de óleo c) Os três tipos de análises dialélicas realizadas na geração F2 para genitores transgênicos, convencionais e combinados foram em geral concordantes, exceto para o caráter número de dias para maturidade analisado a partir do dialelo formado somente pelos genitores transgênicos; d) Em geral, o desempenho das progênies F2:3 transgênicas foi superior no manejo com glifosato para a maioria dos caracteres. / During the past few years, with the increase of the biodiesel international price and rising demand, there has been a larger interest in increasing the oil content of soybean cultivars. It is known that the high oil production is a function of yield. However, there are many factors that prevent cultivars from expressing their full yield potential, for example, competition with weeds. In this sense, plant breeding has focused on developing herbicide tolerant cultivars and has discussed the advantages that these cultivars can bring to field management of weeds. The objectives of this study were i) To evaluate the effect of the CP4 EPSPS gene on oil yield (OY) in transgenic soybean populations; ii) Estimate useful genetic parameters for breeding programs; iii) Evaluate oil yield in transgenic progenies with conventional and transgenic soybean management; iv) Predict the most promising crosses for extraction of superior lines. This study was developed at the Sector of Applied Genetics to Self-Pollinated Species of the Department of Genetics at the Luiz de Queiroz College of Agriculture, located in Piracicaba, SP, Brazil. The genetic material was developed from the cross between four elite cultivars: two conventional (BRS-133 and Conquista) and two essentially derived from the conventional cultivars (BRS-245 RR and Valiosa RR) and five high oil lines (USP 70.108, USP 70.113, USP 70.010, USP 70.042 and USP 70.007), forming a 4 x 5 partial diallel, without reciprocals. In the 2007/08 growing seanson, the F2 plants were evaluated in the thinned single hill descent method and in 2008/09 the F2:3 progenies were selected and evaluated in30 experiments in randomized completeblock designs with four replications: (i) Ten experiments composed of 30 transgenic progenies with the application of glyphosate; (ii) 20 experiments composed of 30 conventional progenies and the same 30 transgenic progenies with the application of conventional herbicides for soybean. The results were: a) The CP4 EPSPS transgene did not affect the productivity of oil and not the other three traits in the F2 generation, but in F2:3 it has affected some individuals characters and also crosses all seven characters in the pooled analysis of crosses b) There was variation in the F2 generation for general combining ability of parents and also for specific combining ability of crosses, most progeny of crosses led to promising oil yield, but few cross progenies showed higher content in oil c) The three types of diallel analysis carried out to parents in the F2 generation GM, conventional and combined were generally consistent, except for the character number of days to maturity from the diallel analysis formed only by the parents transgenic d) In general, performance of the progeny F2: 3 was superior in handling transgenic glyphosate for most.

Orientador: Luiz Lonardoni Foloni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-22T22:50:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_EvandroLuizCorreade_D.pdf: 1935989 bytes, checksum: 8ed1c5f0a8eca62f3c6607c8f4bdf0b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Visando avaliar o impacto ambiental do herbicida glifosato em ambiente aquático, escolheu-se estudar, em campo experimental controlado e fechado, o manejo do aguapé (Eichhornia crassipes), analisando parâmetros de qualidade de água e de resíduos de glifosato. Os experimentos foram conduzidos na área experimental do Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM), pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP, campus de Botucatu (SP). No experimento utilizaram-se 20 reservatórios de fibra de cimento, sendo quatro para cada tratamento, com capacidade de armazenamento de 250 L, sem reposição da água evapotranspirada. Os tratamentos utilizados foram: T1 - Reservatórios sem a presença de plantas de aguapé e sem aplicação de glifosato; T2 - Reservatórios sem a presença de plantas de aguapé e com aplicação de glifosato (Dose 7,0 L ha-1); T3 - Reservatórios com a presença de plantas de aguapé e com aplicação de glifosato (Dose 7,0 L ha-1); T4 - Reservatórios com a presença de plantas de aguapé e sem aplicação de glifosato e T5 - Reservatórios com a presença de plantas de aguapé e com controle por congelamento (nitrogênio líquido). Para aplicação nos reservatórios, empregou-se equipamento de precisão a gás carbônico (CO2), proporcionando vazão a 200 L ha-1. As coletas das amostras de água e de plantas foram realizadas antes da aplicação, logo após a aplicação e nos 2º, 4º, 8º, 16º, 32º e 64º dias após a aplicação. As amostras de água foram submetidas às análises de qualidade (pH, turbidez, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido) e de resíduos (glifosato, AMPA e ácido chiquímico). Os resultados mostraram que o glifosato foi eficiente no controle do aguapé; que o uso do glifosato, aplicado diretamente na superfície da água ou sobre as plantas ou no controle do aguapé, não alterou significativamente os parâmetros de qualidade da água analisados; que os teores de resíduos de glifosato encontrados nas análises de água, nos reservatórios com ou sem a presença do aguapé, foram rapidamente degradadas ao longo do tempo. O modelo matemático de decaimento foi aplicado para descrever o decréscimo das concentrações e das cargas do glifosato. Esse modelo permitiu a estimativa da meia-vida do glifosato nos reservatórios entre 6 a 16 dias. Os resultados finais confirmam a hipótese de que o uso do herbicida glifosato no controle do aguapé (Eichhornia crassipes) em ambientes aquáticos fechados não apresenta impacto negativo na qualidade da água e/ou resíduos que impossibilitem o seu uso / Abstract: Seeking to evaluate the environmental impact of glyphosate in the aquatic environment, it was chosen to study in controlled and closed experimental field, the management of water hyacinth (Eichhornia crassipes), and analyzing parameters of water quality and residues of glyphosate. The experiments were conducted in the testing area of NUPAM at the UNESP Faculty of Agronomic Sciences, Botucatu (SP). In the experiment, 20 fiber cement tanks were used, four for each treatment, with storage capacity of 250 L, without replacement of the evapotranspirated water. The procedures for the experiment were: T1 - Tanks without water hyacinth and without glifosato application; T2 - Tanks without water hyacinth and with glyphosate application (dose - 7,0 L ha-1); T3 - Tanks with water hyacinth and with glyphosate application (dose - 7,0 L ha-1); T4 - Tanks with water hyacinth and without glyphosate application; T5 - Tanks with water hyacinth controlled by a freezing process. For application in the tanks, it was used carbon dioxide (CO2) precision equipment, providing an output of 200 L ha-1. Sample collections of water and plants were performed before the application, soon after application and on the 2nd, 4th, 8th, 16th, 32nd and 64th days after application. The samples were subjected to analyses of quality (pH, turbidity, electrical conductivity and dissolved oxygen) and residues (glyphosate, AMPA and shikimic acid). The results have shown the following: glyphosate was efficient to control the water hyacinth; the use of glyphosate, applied directly to the surface of the water or on plants or on water hyacinth control, did not significantly alter water quality parameters analyzed; the residues of glyphosate, AMPA and shikimic acid found in the analysis of water in the tanks, with or without the presence of water hyacinth, quickly degraded over time. The mathematical model of decay was applied to describe the decrease of the concentrations and loads of glyphosate. This model allowed the estimated half-life of glyphosate in the tanks between 6 to 16 days. The final results confirm the hypothesis that the use of glyphosate in the control of water hyacinth (Eichhornia crassipes) in closed aquatic environments has no negative impact on the quality of water and/or residues that prevent its use / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) is a major weed in United States cotton and soybean production systems. Originally native to the Southwest, the species has spread throughout the country. In 2004 a population of A. palmeri was identified with resistance to glyphosate, a herbicide heavily relied on in modern no-tillage and transgenic glyphosate-resistant (GR) crop systems. This project aims to determine the degree of genetic relatedness among eight different populations of GR and glyphosate-susceptible (GS) A. palmeri from various geographic regions in the United States by analyzing patterns of phylogeography and diversity to ascertain whether resistance evolved independently or spread from outside to an Arizona locality (AZ-R). Shikimic acid accumulation and EPSPS genomic copy assays confirmed resistance or susceptibility. With a set of 1,351 single nucleotide polymorphisms (SNPs), discovered by genotyping-by-sequencing (GBS), UPGMA phylogenetic analysis, principal component analysis, Bayesian model-based clustering, and pairwise comparisons of genetic distances were conducted. A GR population from Tennessee and two GS populations from Georgia and Arizona were identified as genetically distinct while the remaining GS populations from Kansas, Arizona, and Nebraska clustered together with two GR populations from Arizona and Georgia. Within the latter group, AZ-R was most closely related to the GS populations from Kansas and Arizona followed by the GR population from Georgia. GR populations from Georgia and Tennessee were genetically distinct from each other. No isolation by distance was detected and A. palmeri was revealed to be a species with high genetic diversity. The data suggest the following two possible scenarios: either glyphosate resistance was introduced to the Arizona locality from the east, or resistance evolved independently in Arizona. Glyphosate resistance in the Georgia and Tennessee localities most likely evolved separately. Thus, modern farmers need to continue to diversify weed management practices and prevent seed dispersal to mitigate herbicide resistance evolution in A. palmeri.

L’empreinte humaine sur Terre est si profonde qu’elle entraine des changements environnementaux qui affectent et modifient le fonctionnement des écosystèmes. Parmi tous les biotopes, les écosystèmes aquatiques continentaux sont des habitats remarquables qui abritent une grande biodiversité, mais qui sont aussi les plus menacés par les activitéshumaines. Les principales causes de la perte de qualité de l'eau et de la perturbation des ces écosystèmes comprennent la pollution des eaux et l'introduction d'espèces exotiques. La partie première partie de ce travail de thèse a montré des invasions parasitaires sur les populations de tortues d'eau douce indigènes, transmis par des espèces de tortues introduites. De plus, la nécessité d'étudier et de décrire les nouvelles espèces de parasites invasives avec des techniques plus performantes a été soulignée. La deuxième partie de cette thèse a consisté en l'élaboration d'un outil pour évaluer l'état de la santé des populations de tortues d'eau douce sauvages, ce qui reflète également le niveau de contamination des cours d'eau. / Human imprint on Earth is actually so profound leading global environmental changes that affects and modifies the functioning of ecosystems. Among the natural biomes, freshwater ecosystems are remarkable habitats that comprise great species biodiversity but are also the most threatened by human activities. The main causes of the loss of water quality anddisruption of freshwater ecosystems includes water pollution and the introduction of alien species. The fisrt part of this thesis showed invasion of parasites on native freshwater turtle populations, carried by introduced turtle species. Furthermore, it highlighted the necessary to study and describe the new invasive parasite species with more performant technics. The second part of this thesis consisted in the development of a tool to evaluate the status of thehealth of wild freshwater turtle populations, allowed also the level of contamination of the watercourses.