O capim-arroz (Echinochloa spp.) é considerado uma das principais plantas daninhas da cultura do arroz irrigado devido aos elevados prejuízos na produtividade desta cultura. A identificação das diversas espécies de capim-arroz é dificultada devido à grande variabilidade existente nos descritores taxonômicos utilizados. Recentemente diversas populações de capim-arroz têm apresentado resistência aos herbicidas inibidores da acetolactato sintase (ALS) e o mecanismo responsável pela resistência não é completamente conhecido. Os objetivos desta dissertação foi identificar a ocorrência do local de ação alterado como mecanismo de resistência aos herbicidas e avaliar a classificação taxonômica e as relações filogenéticas em acessos de capim-arroz de forma a orientar o correto manejo desta espécie na cultura do arroz irrigado. A avaliação do mecanismo de resistência aos herbicidas foi realizada através de experimentos de crescimento de plantas e atividade da enzima ALS em avaliações de curva dose-resposta e do sequenciamento do gene ALS em seis biótipos. Os resultados demonstraram a ocorrência de menor sensibilidade da enzima ALS nos biótipos PALMS01 e MOSTS51 que apresentam GR50 de 140 e 700 g.ha-1 de imazethapyr devido à ocorrência das mutações S653N e W574L, respectivamente. A identificação de espécie e a relação filogenética foram realizadas através da classificação morfológica com base em chaves taxonômicas e de marcadores moleculares de cloroplasto referentes ao íntron trnT e trnL e de espaçadores transcritos internos (ITS) em 29 acessos originários de lavouras de arroz irrigado do RS. A avaliação morfológica apresentou grande variabilidade tanto de características vegetativas como reprodutivas dificultando a utilização das chaves taxonômicas para vários acessos. O comprimento do eixo secundário da ráquis menor que 2 cm foi característico da espécie E. colonun e a largura do antécio inferior a 1,2 mm foi discriminador de E. crus-pavonis em relação à E. crus-galli. A análise filogenética através de sequências de cpDNA foi mais discriminadora em relação aos parâmetros morfológicos do que as sequências ITS. A espécie E. colonun apresentou vários indel e mutações possibilitando a fácil diferenciação das demais espécies. A sequência de nucleotídeos de cpDNA indicou a ocorrência de duas mutações diferenciais entre as espécies E. crus-galli e E. crus-pavonis referentes às alterações de Timina para Guanina e Adenina para Timina, respectivamente. Existe grande variabilidade morfológica entre as espécies de capim-arroz ocorrentes no RS e marcadores moleculares de cpDNA são eficientes para a discriminação destas espécies. A resistência aos herbicidas imidazolinonas em capim-arroz está relacionada à ocorrência de mutações no gene ALS. / The Echinochloa complex is considered a major weed of irrigated rice due to high losses in grain yield. The identification of the Echinochloa species is difficult due to the large variability of the plant descriptors used in the taxonomic keys. Recently several populations of Echinochloa has evolved resistance to acetolactate synthase (ALS) inhibitors and the mechanism of resistance is not fully understood. The aim of this study was to identify the occurrence of altered target as a mechanism of herbicide resistance and to evaluate the taxonomic classification and phylogenetic relationships in Echinochloa accessions in order to guide the correct management of this species in irrigated rice. The evaluation of the mechanism of herbicide resistance was performed in plant growth and ALS enzyme activity assays evaluated with dose-response curve and by the sequencing of the ALS gene in six Echinochloa biotypes. The results demonstrated the occurrence of ALS enzyme insensitivity and the mutations Ser653N and W574L in the ALS gene in two resistant biotypes. The identification and phylogenetic relationship was evaluated through morphological classification based on taxonomic keys and with molecular markers for the chloroplast trnT and trnL intron and internal transcribed spacers (ITS) in 29 accessions collected in irrigated rice fields in RS. Both vegetative and reproductive characteristics were highly variable resulting in difficulties for using the taxonomic keys. The length of the axis of rachis minor that 2 mm was characteristic of the species E. colonun, and anthecium width of less than 1.2 mm was discriminator E. crus-pavonis towards E. crus-galli. Phylogenetic analysis using cpDNA sequences was more discriminatory in relation to morphological and ITS sequences. E. colonun showed several indel and mutations enabling easy differentiation from other species. The nucleotide sequence of cpDNA obtained with cpDNA markers indicated the occurrence of two differential mutations between species E. crus-galli and E. crus-pavonis related to the changes of Thymine to Guanine and Adenine to Thymine, respectively. There was large variability among the Echinochloa complex accessions collected in RS and molecular markers of cpDNA are efficient to discriminate these species. The resistance to imidazolinone herbicides on barnyardgrass is related to the occurrence of mutations in the ALS gene.

A retenção de herbicidas na palha de cobertura em lavouras sob plantio direto e o histórico de aplicação desses compostos podem reduzir a sua disponibilidade, persistência e eficácia agronômica. Formulações de liberação controlada de pesticidas visam diminuir as perdas do produto e os riscos de contaminação ambiental. O presente estudo teve como objetivos investigar o efeito da palha de cobertura e de formulações de liberação controlada na dinâmica de atrazina (ATZ) em Argissolo de lavoura de milho sob plantio direto. Foram realizados experimentos a campo, bioensaios em casa-de-vegetação e experimentos de incubação. No Estudo I, avaliou-se o efeito da formulação xerogel (ATZ-XG) no controle de plantas daninhas (Bidens spp. e Urochloa plantaginea) e da planta bioindicadora (Raphanus sativus), e na persistência da ATZ na palha de aveia (Avena strigosa) e no solo, em comparação à formulação comercial em suspensão concentrada (ATZ-C). No Estudo II, investigou-se a mineralização e a formação de metabólitos e de resíduos extraíveis e não-extraíveis de 14C-ATZ em Argissolo com e sem histórico de aplicação de ATZ (solo cultivado e solo nativo, respectivamente), na palha de aveia e nas formulações xerogel (ATZ-XG) e nas esferas amorfas microporosas de sílica (amorphous microporous silica spheres) (ATZ-AMS). No Estudo I, independentemente da formulação, a ATZ controlou eficientemente (>80%) Bidens spp., porém para Urochloa plantaginea o controle foi menor (<80%) aos 60 dias após a aplicação. A ATZ-XG apresentou maior efeito residual no controle da planta bioindicadora e resultou em maior concentração de ATZ extraível com metanol na palha e no solo em comparação à ATZ-C. No Estudo II, o solo cultivado apresentou elevada mineralização (>84%) de 14C-ATZ em comparação ao solo nativo (≤10%), independentemente da formulação (ATZ-C, ATZ-XG e ATZ-AMS), aos 85 dias de incubação. A palha de cobertura reduziu a mineralização de ATZ no solo cultivado para 30% e reteve parte da 14C-ATZ aplicada. Os 14C-resíduos extraíveis e não-extraíveis e a formação de metabólitos variaram, principalmente, devido ao histórico de aplicação de ATZ. As formulações ATZ-XG e ATZ-AMS favoreceram a formação de hidroxiatrazina e de resíduos não extraíveis em água. A aplicação de ATZ em formulação de liberação controlada é uma alternativa promissora para reduzir a dissipação do herbicida em ambientes agrícolas. / The retention of herbicides in straw cover and its repeated application may reduce the bioavailability, persistence and agronomic efficacy of these compounds. Controlled release formulations of pesticides aim to reduce the losses and the risk of environmental contamination. The main objectives of this study were to evaluate the effects of straw cover and controlled release formulations on dynamics of atrazine (ATZ) in an Acrisol in maize crop under no-tillage. The study included field experiments, bioassays and incubation experiments. Study I evaluated the effect of xerogel formulation (ATZ-XG) on controlling weeds (Bidens spp. and Urochloa plantaginea) and bioindicator plant (Raphanus sativus) growth, its persistence in oat straw (Avena strigosa) and in soil, in comparison to commercial formulation (ATZ-C). Study II evaluated the 14C-ATZ mineralization and the formation of metabolites and extractable and non-extractable residues of an Acrisol with and without history of ATZ application (cultivated soil and native soil, respectively), in oat straw and in xerogel (ATZ-XG) and amorphous microporous silica spheres (ATZ-AMS) formulations. In the Study I, ATZ reached efficient control levels (>80%) of Bidens spp., but for Urochloa plantaginea the control levels were lower than 80% at 60 days after application, regardless the formulation. ATZ-XG presented greater residual effect on bioindicator plant growth, and higher amount of ATZ extractable by methanol from straw and soil samples, in comparison to ATZ-C. In the Study II, the cultivated soil presented higher 14C-ATZ mineralization (>84%) in comparison to the native soil (≤10%) at 85 days of incubation, regardless the formulation (ATZ-C, ATZ-XG and ATZ-AMS). Straw cover reduced the 14C-ATZ mineralization (30%) and retained part of the 14C-ATZ applied. Extractable and non-extractable 14C-residues and formation of metabolites varied, mainly, due the history of ATZ application. ATZ-XG and ATZ-AMS increased the proportion of hydroxiatrazine and water-non-extractable residues. These controlled release formulations arise as a promising alternative to reduce ATZ dissipation in agricultural environments.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8030_1.pdf: 3441922 bytes, checksum: 95da0237cb659d69babebb11421c8bb2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Com o aumento da escala de produção, tornou-se necessário o avanço tecnológico em novas técnicas de produção, provocando um efeito devastador no meio ambiente e, com o passar do tempo, uma necessidade de criação de técnicas que remedeiem a ação maléfica, causada pelos sistemas de produção. Em relação ao sistema de tratamento de rejeitos industriais, as tendências mundiais são para o despejo dos efluentes com carga zero de poluentes e o re-uso de águas utilizadas nas industrias, devido ao pouco percentual. de água potável e a uma crescente conscientização de grandes países desenvolvidos, em sua maioria, paises europeus, em relação à segurança e responsabilidade ambiental. Tratando, mais especificamente, de efluentes líquidos da indústria qúímica, com uma carga de substâncias orgânicas, somente os processos químicos podem alcançar o patamar de carga zero de poluentes, dentre eles, destacando-se os Processos Avançados de Oxidação (PAOs), que são considerados processos verdes ou limpos devido a sua capacidade de destruir até mineralização do poluente, ou seja, degradar o poluente orgânico em compostos como C02, H20, 1-12, 02, ácidos e bases inorgânicas leves. No presente trabalho foi realizado um estudo da degradação de uni herbicida conhecido comercialmente pelo nome de atrazina, utilizado amplamente no Estado de Pernambuco o cultivo da cana-de-açúcar, através dos PAOs ozônio/UV (ozonização 1'otolítica) e 11202/UV. Como os poluentes orgânicos podem ser também, degradados pela radiação UV e ozônio isoladamente, contribuindo energeticamente para o processo de degradação global, durantes as técnicas supracitadas, também foram investigados os processos de degradação da atrazina via radiação ultravioleta (fotolise direta) e ozônio puro (ozonização direta). Foi utilizado neste estudo tini fotorreator de geometria anular,operando como reator diferencial. Nos casos das técnicas de oxidação, ozonização direta e ozonização fotolítica, foi necessária a inclusão de um sistema de absorção gasosa coluna de borbulhaniento co-corrente de fluxo descendente devido ao gás ozônio utilizado, de ffirina que os dois equipamentos, coluna de absorção e fotorreator, operaram em série. Os modelos desenvolvidos, que representam os sistemas no qual se realizaram os estudos, são fenomenológicos e obtidos a partir dos primeiros princípios, isto é, a partir das equações gerais da transferência de massa, da transferência de fótons e da expressão da velocidade da reação encontrada através da utilização do modelo pseudo-estacionário para compostos intermediário de baixo tempo de meia vida. Para modelagem do campo de radiação desenvolvido no fotorreator, o modelo geral "Linear Spherical Source Emission(LSSE) 1`bi utilizado para representar o modelo de emissão da lâmpada em um fotorreator anular. Para validação do modelo estimaram-se parâmetros fisico-químicos, tais como: as constantes de velocidades das reações, a constante global de transferência de massa para sistema de absorção de gás, os coeficientes de absorbância de luz para os componentes e para mistura reacional, surgindo à necessidade de usar a rotina de minimização de funções de Levenberg e Marquardt. Compararam-se os resultados obtidos com os PAOs 03/UV, H202/UV, fotólise direta e ozonização direta, em termos de eficiência de degradação da atrazina, e pôde-se constatar que o processo com azônio/UV foi o mais eficiente, com tempo degradação total do herbicida de 12 minutos. Observou-se sinergia de processos em se tratando da técnica 03/UV com considerável contribuições dos processos oxidativos UV e 03 ao processo global de oxidação

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8066_1.pdf: 3441922 bytes, checksum: 95da0237cb659d69babebb11421c8bb2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Com o aumento da escala de produção, tornou-se necessário o avanço tecnológico em novas técnicas de produção, provocando um efeito devastador no meio ambiente e, com o passar do tempo, uma necessidade de criação de técnicas que remedeiem a ação maléfica, causada pelos sistemas de produção. Em relação ao sistema de tratamento de rejeitos industriais, as tendências mundiais são para o despejo dos efluentes com carga zero de poluentes e o re-uso de águas utilizadas nas industrias, devido ao pouco percentual. de água potável e a uma crescente conscientização de grandes países desenvolvidos, em sua maioria, paises europeus, em relação à segurança e responsabilidade ambiental. Tratando, mais especificamente, de efluentes líquidos da indústria qúímica, com uma carga de substâncias orgânicas, somente os processos químicos podem alcançar o patamar de carga zero de poluentes, dentre eles, destacando-se os Processos Avançados de Oxidação (PAOs), que são considerados processos verdes ou limpos devido a sua capacidade de destruir até mineralização do poluente, ou seja, degradar o poluente orgânico em compostos como C02, H20, 1-12, 02, ácidos e bases inorgânicas leves. No presente trabalho foi realizado um estudo da degradação de uni herbicida conhecido comercialmente pelo nome de atrazina, utilizado amplamente no Estado de Pernambuco o cultivo da cana-de-açúcar, através dos PAOs ozônio/UV (ozonização 1'otolítica) e 11202/UV. Como os poluentes orgânicos podem ser também, degradados pela radiação UV e ozônio isoladamente, contribuindo energeticamente para o processo de degradação global, durantes as técnicas supracitadas, também foram investigados os processos de degradação da atrazina via radiação ultravioleta (fotolise direta) e ozônio puro (ozonização direta). Foi utilizado neste estudo tini fotorreator de geometria anular,operando como reator diferencial. Nos casos das técnicas de oxidação, ozonização direta e ozonização fotolítica, foi necessária a inclusão de um sistema de absorção gasosa coluna de borbulhaniento co-corrente de fluxo descendente devido ao gás ozônio utilizado, de ffirina que os dois equipamentos, coluna de absorção e fotorreator, operaram em série. Os modelos desenvolvidos, que representam os sistemas no qual se realizaram os estudos, são fenomenológicos e obtidos a partir dos primeiros princípios, isto é, a partir das equações gerais da transferência de massa, da transferência de fótons e da expressão da velocidade da reação encontrada através da utilização do modelo pseudo-estacionário para compostos intermediário de baixo tempo de meia vida. Para modelagem do campo de radiação desenvolvido no fotorreator, o modelo geral "Linear Spherical Source Emission(LSSE) 1`bi utilizado para representar o modelo de emissão da lâmpada em um fotorreator anular. Para validação do modelo estimaram-se parâmetros fisico-químicos, tais como: as constantes de velocidades das reações, a constante global de transferência de massa para sistema de absorção de gás, os coeficientes de absorbância de luz para os componentes e para mistura reacional, surgindo à necessidade de usar a rotina de minimização de funções de Levenberg e Marquardt. Compararam-se os resultados obtidos com os PAOs 03/UV, H202/UV, fotólise direta e ozonização direta, em termos de eficiência de degradação da atrazina, e pôde-se constatar que o processo com azônio/UV foi o mais eficiente, com tempo degradação total do herbicida de 12 minutos. Observou-se sinergia de processos em se tratando da técnica 03/UV com considerável contribuições dos processos oxidativos UV e 03 ao processo global de oxidação

As técnicas de absorção eletrônica no uv-visível, ressonância paramagnética eletrônica (do inglês EPR) e infravermelho com transformada de Fourier (do Inglês FTIR) foram às empregadas neste trabalho para estudar a interação do herbicida 2,4-D (ácido 2,4- diclorofenoxiacético) com ácidos húmicos provenientes de dois solos: podzólico vermelho-amarelo e de uma turfeira. Após quatro dias de reação, não foi observada alterações nos espectros de absorção eletrônica do herbicida devido a presença do acido humico, indicando não ter ocorrido degradação do herbicida. Com essa técnica também foi quantificada a sorção do herbicida pelo acido humico da turfeira, em função dos valores de pH. Utilizando amostras liofilizadas e através de medidas de EPR, a densidade do radical livre semiquinona foi quantificada (spins/g), e não se identificou alteração no aduto acido humico-2,4-D. Contrariando dados existentes na literatura internacional, segundo a qual a interação do 2,4-D com o ácido humico ocorre via ligação covalente, com redução no nível de semiquinona. As bandas de infravermelho do aduto acido humico- 2,4-D não mostraram evidencias significativas de altera90es. Esse resultado e relevante pois indica que somente mecanismos de baixa energia estao envolvidos na intera9ao do 2,4-D com os ácidos humicos extraídos de solos brasileiros, o que sugere possibilidade de dessorção e translocação do herbicida no solo com potencial de contaminação de águas de lençol freático e suas fontes. Foram feitos estudos da possível formação do complexo 2,4-D mais Cu(II), através da técnica de EPR. Em pH = 2, não ocorre a formação de complexo com o 2,4-D, sendo a coordenação octaédrica com simetria axial com a água a preferencial, uma vez que os grupos carboxílicos do herbicida estão protonados (pKa = 2,6). Em valor de pH igual a 3,5 e 5,1 a coordenação com o 2,4-D e observada, gerando um complexo de simetria rômbica. A fotodegradação com luz ultravioleta do herbicida foi observada, utilizando a técnica de absorção eletrônica, em solução aquosa, demonstrando a fotólise direta do 2,4-D. O acréscimo de acido humico (da turfeira) na concentração de 600mg/l não teve o efeito fotossintetizante esperado. O material humico agiu como um inibidor da fotodegradação do herbicida / The interaction of the herbicide 2,4-D (2,4- dic1orofenoxyacetic acid) with humic acids was studied by three spectroscopes methods: absorption electronic in ultraviolet-visible (Uv-vis), electron paramagnetic resonance (EPR) and Fourier transform infrared (FTIR). Humic acids used were extracted from two types of soils: podsol and peat. After four days of reaction, no change were observed in the Uv-vis spectra of the herbicide due the presence of the humic acid, in different pHs, indicating that the herbicide did not degradate. The herbicide sorption was quantified to peat humic acid as a function of the pH value using the Uv-vis spectroscopy. The EPR spectra of freeze-dried were used to determine the density of semiquinone free radicals and no change was observed in the humic acid-2,4-D sample. This result is in disagreement with literature data, which showed that the 2,4-D and some humic acid interacted by covalent bond, with reduction of the semiquinone level. Vibration bands of the humic acid-2,4-D solution also did not show significant changes. These results were significant because they indicated that only mechanisms of weak energy were involved in the interaction between 2,4-D and these two humic acids from Brazilian soils. This suggest the possibility of desorption and translocation of the herbicide in the soil, with potential contamination to groundwater and supplies. The interaction between 2,4-D and Cu(II) was studied by the EPR spectroscopy. It was observed for pH = 2 there is no complex formation with 2,4-D, at more probably due to protonation of carboxylic groups of the herbicide (pka = 2,6). For pH values of 3,5 and 5,1, the coordination with the 2,4-D is observed, producing a complex with rhombic symmetry. The herbicide photo degradation under ultraviolet radiation in aqueous solution was studied by uv-visible technique, demonstrating that occurred the direct photolysis of 2,4-D. The addition of peat\'s humic (600mg/l) in aqueous solution did not have the expected photosensitize effect. The humic acid in this concentration acted as an inhibitor to the photo degradation of the herbicide

As culturas órfãs se caracterizam por possuírem reduzida área cultivada e baixo valor econômico. Entre as culturas menores de destaque no Brasil e no mundo estão as culturas do feijão (Phaseolus vulgaris L.) e da aveia (Avena sativa L.). As plantas daninhas destacam-se como um dos principais limitantes nos rendimentos dessas culturas. Entre as contribuições da ciência para o manejo de plantas daninhas para diminuir os danos às culturas órfãs incluem-se a busca de novos herbicidas e o incremento da habilidade competitiva das plantas cultivadas. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar a tolerância de feijão ao herbicida tembotrione; b) avaliar o anidrido naftálico como protetor para aumentar a tolerância do feijão ao tembotrione; c) averiguar as mudanças morfológicas ocorridas no aumento da densidade de plantas; d) determinar se a densidade de plantas afeta a eficácia de herbicidas; e) investigar se a aplicação sequencial ajuda no controle de plantas em alta densidade; f) mensurar a magnitude da competição entre aveia e azevém; g) avaliar a habilidade competitiva de dois genótipos de aveia de porte alto e porte baixo quando em competição com azevém; h) verificar o impacto de inibidores de giberelina em genótipos de aveia com infestação de azevém, determinando o possível aumento do rendimento na cultura A seletividade de tembotrione nas plantas de feijão é dependente da dose. Há morte de plantas e perda de produtividade de grãos quando o herbicida é aplicado em dose superior a 10,5 g ha-1. Quando usado anidrido naftálico na cultivar de feijão IAC Imperador não houve aumento da tolerância ao herbicida tembotrione. A morfologia vegetal é dependente da densidade de plantas. A eficácia de herbicida é afetada pela densidade de plantas e pela espécie de planta utilizada. A aplicação sequencial de herbicidas não demonstrou maior eficácia, quando comparada às aplicações em uma única aspersão. As plantas de aveia foram mais competitivas do que as de azevém. As plantas de aveia de porte alto demonstraram maior habilidade competitiva que as de porte baixo. O uso de inibidor de ácido giberélico em pós-emergência na cultura da aveia favoreceu o manejo do azevém e incrementou o rendimento de grãos de cultivar de porte alto. / The orphan crops are characterized by having reduced grown area and low economic value. Among the main minor crops in Brazil and the world are the common bean (Phaseolus vulgaris L.) and oats (Avena sativa L.). The weeds are among the main limiting to crops grain yield. The contributions of science to reduce the impact of weeds on crops include the search of new herbicides and the increased of the competitive ability of cultivated plants. The objectives of this study were: a) to evaluate the bean tolerance to the herbicide tembotrione; b) to assess the potential of anhydride naphthalic to increase the common bean tolerance to tembotrione; c) to evaluate the morphological changes due to the increase of plant density; d) to determine whether the plant density impacts the performance of herbicides; e) to investigate whether sequential herbicide application increases plant control at high density; f) to measure the magnitude of the competition between oats and Italian ryegrass; g) to evaluate the competitive ability of two oat genotypes with Italian ryegrass; h) to verify the impact of gibberellin inhibitors on oat genotypes infested with ryegrass, determining possible increase on the crop yield Tembotrione selectivity to common bean plants is dose dependent. There is plant death and grain yield loss when the herbicide is applied on rates superior to 10.5 g ha-1. Anhydride naphthalic used on common bean cv. IAC Imperador did not increase the crop tolerance to tembotrione. The plant morphology is density dependent. The herbicide efficacy is density dependent. The sequential application of herbicides did not increase the herbicide efficacy. The oat plants were more competitive than Italian ryegrass. Tall oat plants showed greater competitive ability that low plants. The use of gibberellic acid inhibitor in post-emergence of oat plants helped the Italian ryegrass management and increased the grain yield of tall oat plants.

A resistência de plantas daninhas aos herbicidas e a mudança climática são fatores que alteram a dinâmica das populações de plantas daninhas nos ambientes agrícolas. O melhor entendimento desses fatores é fundamental para que técnicas adequadas de manejo das plantas daninhas sejam empregadas. O objetivo deste trabalho foi identificar o mecanismo de resistência de plantas de capim-arroz (Echinochloa crusgalli) e avaliar o efeito da temperatura e concentração de CO2 sobre o seu crescimento e tolerância ao herbicida imazethapyr. Os experimentos realizados constaram da avaliação do efeito de inibidores e indutores de enzimas detoxificadoras de herbicidas, identificação e expressão de genes responsáveis pela resistência e avaliação do efeito de cenários de mudança climática sobre a biologia e controle de capim-arroz. A aspersão prévia dos inibidores enzimáticos malathion e butóxido de piperonila reverteu parcialmente a resistência a imazethapyr nas populações resistentes, diminuindo o fator de resistência (FR) de 15,92 para 3,44 e 4,94, respectivamente. De maneira oposta, a aspersão prévia de anidrido naftálico aumentou o FR dessas populações. A expressão relativa do gene CYP81A6 foi aproximadamente 5 vezes superior na população resistente PALMS01, aumentando para cerca de 8,5 vezes em plantas tratadas com imazethapyr. A expressão relativa do gene GSTF1 foi 12,3 vezes superior na população resistente em comparação com a suscetível. Além da maior expressão desses genes, foi observada a maior expressão relativa do gene eIF4B, o qual codifica para um fator iniciador de tradução. O aumento da temperatura influenciou de maneira mais acentuada a tolerância de plantas de capim-arroz ao herbicida imazethapyr em comparação com o aumento da concentração de CO2. Com o aumento da temperatura de 24/20°C para 30/26°C, o FR em plantas cultivadas sob 400 ppm aumentou 72% e 55% para as populações ARRGR01 e PALMS01, respectivamente. Quando cultivadas em 700 ppm, o aumento do FR foi de 43% (ARRGR01) e 46,5% (PALMS01) em resposta ao aumento da temperatura. O teor relativo de clorofila foi inferior em condições de temperatura elevada. A taxa de transporte de elétrons foi severamente reduzida pelo aumento da concentração de CO2 em plantas cultivadas em temperatura de 24/20°C. O incremento de metabolização causado pelo aumento da expressão de múltiplos genes está envolvido no processo de resistência ao imazethapyr em capim-arroz. Os aumentos da temperatura e da concentração de CO2 aumentam o nível de resistência de capimarroz ao herbicida imazethapyr. / Herbicide resistance and climate change are factors that affect the dynamics of weed populations in agricultural environments. A better understanding of these factors is essential for designing appropriate weed management strategies. The aim of this study was to identify the mechanism of resistance of barnyardgrass (Echinochloa crusgalli) to imazethapyr and to evaluate the effect of temperature and CO2 concentration on growth and tolerance to the herbicide imazethapyr. Several experiments were carried out to evaluate the effect of inhibitors and inducers of herbicide detoxifying enzymes, the expression of genes potentially associated with herbicide detoxification, and the effect of climate change scenarios on the biology and control of barnyardgrass. The preliminary spraying of the enzyme inhibitors malathion and piperonyl butoxide partially reversed the resistance to imazethapyr on resistant populations, decreasing the resistance factor (RF) of 15.92 to 3.44 and 4.94, respectively. Conversely, the prior spraying of naphthalic anhydride increased the FR of these populations. The relative expression of CYP81A6 gene was approximately 5 times higher in PALMS01 resistant population, rising to about 8.5 times in plants treated with imazethapyr, in comparison with the susceptible population. The relative expression of the gene GSTF1 was 12.3 times higher in comparison with the population susceptible. The translation initiating factor eIF4B was also more expressed in the resistant populations. The increase in temperature affected more sharply the tolerance of barnyardgrass plants to imazethapyr as compared to the concentration of CO2. The increase of temperature from 24/20°C to 30/26°C in plants grown under 400 ppm increased the RF in 72% and 55% for ARRGR01 and PALMS01 populations, respectively. In plants growing at 700 ppm this increasing of temperatures increased the RF in 43% (ARRGR01) and 46.5% (PALMS01). The relative chlorophyll content was lower than in high temperature conditions. The electron transport rate was severely reduced by increasing the concentration of CO2 in plants grown in the temperature 24/20°C. The degradation enhancement caused by the high expression of multiples genes is involved in the resistance to the herbicide imazethapyr in barnyardgrass. The increasing of temperature and of the CO2 concentration increase the resistance of barnyardgrass to the herbicide imazethapyr.

Submitted by Alexsandro da Silva Soares (alexsandro.ifpa@yahoo.com.br) on 2019-01-31T18:49:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Alexsandro da Silva Soares.pdf: 1523379 bytes, checksum: 7567bfc32499d0ae8235536561e075d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Tatiana Camila Gricio (tatiana.gricio@unesp.br) on 2019-02-01T10:04:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 soares_as_me_jabo.pdf: 1523379 bytes, checksum: 7567bfc32499d0ae8235536561e075d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-01T10:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 soares_as_me_jabo.pdf: 1523379 bytes, checksum: 7567bfc32499d0ae8235536561e075d2 (MD5) Previous issue date: 2018-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cana-de-açúcar é uma das culturas que possui expressiva representatividade para o Brasil em termos de produtividade. Mas existem limitações no seu desempenho, principalmente através da interferência imposta pelas plantas daninhas, podendo considerar perdas em até 85% quando não controladas de forma adequada. E o controle químico ainda é o mais utilizado devendo-se atentar aos conhecimentos e cuidados a serem tomados com a utilização dos herbicidas que serão aplicados como a dosagem, época de aplicação, estádio fenológico, condições fisiológicas e bioquímicas da cultura e das características das plantas daninhas. Nessa perspectiva, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia no controle de plantas daninhas em modalidades pré e pós-emergente com diferentes volumes de aplicação e concentrações de caldas, na cultura da cana-de-açúcar. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação. As plantas daninhas tomadas como alvos foram: IPOHF e PANMA na modalidade pré-emergente e ERICA e DIGIN pós-emergente, em vasos semeados com substrato. O produto utilizado foi o herbicida indaziflam e as aplicações foram realizadas através do delineamento experimental inteiramente ao acaso em esquema fatorial (4 x 2), quatro volumes (50, 75, 100 e 125 L/ha) e duas concentrações (150 e 200 mL/ha), além de uma testemunha sem aplicação, para as plantas pré-emergentes e quatro volumes (75, 100, 125 e 150 L/ha) com as mesmas concentrações do produto (150 e 200 mL/ha) e uma testemunha sem aplicação, para as plantas pós-emergentes. Foram realizadas avaliações visuais através de notas percentuais de controle aos 7, 14, 21, 28, 35 e 42 DAA, avaliações de crescimento e determinação do acúmulo de biomassa seca das plantas germinadas. Foram realizadas análises de estabilidade de caldas para obtenção dos efeitos de homogeneidade e heterogeneidade (floculação, sedimentação, separação de fases, formação de grumos e formação de cristais) e formação de espuma além de determinação da tensão superficial e ângulo de contato as caldas. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 0,05 de significância. A utilização de indaziflam através da redução da dosagem e volume de aplicação foi eficaz no controle pré-emergente IPOHF e PANMA, mesmo com a aplicação da mínima dosagem de 150 mL e volumes a partir de 75 L. Para a aplicação em pós-emêrgencia no controle de ERICA e DIGIN o produto apresenta efeito com a utilização da máxima dosagens e volumes a partir de 100 L/ha. / Sugarcane is one of the most important crops for Brazil in terms of productivity. However, there are limitations for this crop when it comes to field performance, mainly due to interference imposed by weeds, resulting in production losses up to 85% when weeds are not adequately controlled. The chemical control is still the most efficient, with the use of herbicides, and attention should be paid to the dosage, application time, plant phenological stage, physiological and biochemical conditions of the crop, as well as the characteristics of the weeds. In this perspective, the objective of this work was to evaluate the efficacy in weed control in pre and post emergent modalities with different application volumes and product concentrations in the sugarcane crop. Two experiments were carried out under greenhouse conditions. Chosen weeds for this study were: IPOHF and PANMA in the pre-emergent modality and ERICA and DIGIN for the post-emergence control. Seeds were sown in pots with substrate. The indaziflam herbicide was used and the treatments were carried out in a completely randomized design in a factorial scheme (4 x 2). Four volumes (50, 75, 100 and 125 L/ha), two concentrations (150 and 200 mL/ha) and a control treatment without any application were used for the pre-emergent control, and four volumes (75, 100, 125 and 150 L/ha) with the same concentrations of the product (150 and 200 mL/ha), plus another control treatment without any application were used for the post-emergent control. Visual evaluations were done through percentage control scores at 7, 14, 21, 28, 35 and 42 days after application (DAA), as well as growth assessments and determination of dry biomass accumulation of germinated plants. Stability analyzes were carried out to obtain the effects of homogeneity and heterogeneity (flocculation, sedimentation, separation of phases, formation of clumps and formation of crystals) and formation of foam in addition to determination of surface tension and contact angle of the product dissolved. The results were submitted to analysis of variance and the means were compared by the Tukey test at 0.05 of significance. The use of indaziflam through with its reduction of dosage and application volume was effective in the pre-emergent control of IPOHF and PANMA, even with the application of the minimum dosage (150 mL) and volumes starting at 75 L. For the application in the post-emergence control of ERICA and DIGIN, the product presents effect with the use of the maximum dosages and volumes starting from 100 L/ha.

A mesotriona (MES) e a atrazina (ATZ) são herbicida utilizados nas culturas de milho e canade- açúcar, as quais, juntamente com a soja, são as culturas mais produtivas no Brasil. A aplicação do herbicida associado a sistemas carreadores pode representar uma alternativa para mitigar o impacto ambiental causado pela intensa utilização de xenobiótiocos na agricultura brasileira. Visando avaliar a viabilidade de utilização destes sistemas associados, foram sintetizados pelo método sol-gel (SG) quatro formulações (SGMES) contendo diferentes teores de mesotriona (MES). Foi utilizado TEOS (tetraetil-orto-silicato) como precursor e NaF como catalisador. As formulações foram caracterizadas por análise elementar, análise térmica (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), isoterma de adsorção e dessorção de nitrogênio e espectroscopia de infravermelho (FTIR). Para fins de comparação foram analisadas amostras de xerogel puro (SG), de MES na forma pura (MESP.A.) e de MES na forma comercial (MESCallisto). A liberação de MES nas formulações e no produto comercial em meio aquoso de CaCl2 0,01 mol.L-1 foi quantificada por espectroscopia de UV-VIS em função do tempo. Realizaram-se isotermas de sorção de MES e de ATZ contida nas formulações e nas respectivas formas comerciais em três solos representativos da área agrícola brasileira. Os rendimentos obtidos nos xerogéis de MES variaram de 40 a 80% e decresceram com o aumento da proporção de MES adicionada à síntese. O herbicida não apresentou ligação química com a sílica, e quanto menor a sua concentração, maior o seu grau de dispersão na matriz e, portanto, menor a organização do material e maior a área superficial específica. A liberação do herbicida a partir das formulações foi mais rápida do que na forma comercial, devido a maior disponibilidade do herbicida na forma de xerogel do que na forma comercial. A MES na forma comercial apresentou maior afinidade pelo solo do que na forma de xerogel, conforme indicaram os índices Kd obtidos a partir das isotermas. O herbicida ATZ apresentou comportamento sortivo semelhante ao da MES, indicando que, de uma forma geral, os herbicidas na forma de xerogel são menos retidos pelo solo do que as respectivas formas comerciais. / Mesotrione (MES) and atrazine (ATZ) are herbicides used on corn and sugar cane plantations, which, along with soybean, are the most productive crops in Brazil. The application of herbicide systems associated with carriers may represent an alternative to mitigate the environmental impact caused by the intense use of xenobiotics in Brazilian agriculture. To evaluate the viability of the use of these associated systems, four formulations (SGMES) containing different concentrations of mesotrione (MES) were synthesized by the sol – gel method. It was used TEOS (tetraetil-ortho-silicate) as a precursor and NaF as a catalyst. The formulations were characterized by elemental analysis, thermal analysis (DSC), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption and desorption isotherms and infrared spectroscopy (FTIR). For comparison purposes, samples of pure xerogel (SG), pure mesotrione (MESP.A.) and of commercial mesotrione (MESCallisto) were analyzed. The release of MES from the formulations and from the commercial product in CaCl2 0,01 mol.L-1 medium was quantified by UV/vis spectroscopy against time. Sorption isotherms of MES and ATZ contained in the xerogels and in commercial products were determined on three types of soil representative of the Brazilian agricultural area. The MES yields in xerogels varied between 40 and 80 %, and decreased with the increase of MES proportion added to the synthesis. The herbicide was physically bound to the sílica, and its dispersion on the matrix increased with the decrease of its concentration. Therefore, its organization dimished and the specific superficial area increased in the same order. The herbicide release from formulations was faster than from the commercial form, due to its greater availability in xerogel, compared to the commercial product. Commercial MES showed greater affinity for the soil than in the xerogel form, as evidenced by the Kd indexes calculated from the isoterms. The herbicide ATZ presented similar sorptive behavior as that of MES, indicating that, in general, the herbicides as xerogel are less retained by soils than its respective commercial forms.

A soja transgênica resistente ao herbicida glifosato (RG) tem sido amplamente utilizada devido a proporcionar o eficiente controle de plantas daninhas. O herbicida glifosato é o composto mais utilizado em soja RR, e possui características de baixa toxicidade e rápida degradação. Porém, este herbicida pode causar amarelecimento das folhas logo após a aplicação e resultar na imobilização de micronutrientes, principalmente Fe e Mn, no solo e nas plantas. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos do herbicida glifosato em soja RG em função da dose do herbicida, da variabilidade genética de cultivares e da disponibilidade de micronutrientes sobre parâmetros fisiológicos, nutricionais, e de crescimento da cultura e no rendimento de grãos. O primeiro experimentos a campo consistiu da avaliação de 8 cultivares transgênicas e suas respectivas linhas isogênicas com aplicação de glifosato na dose de 900 g ha-1. O segundo experimento a campo avaliou o efeito do adubo foliar com micronutrientes em interação com duas cultivares de soja tratadas com glifosato. Os experimentos em casa de vegetação foram conduzidos em sistema hidropônico com a presença e ausência de Fe e Mn na solução nutritiva com 3 cultivares e diferentes doses de glifosato. O herbicida glifosato na dose de 900 g ha-1 diminuiu o rendimento de grãos das cultivares BRS Estância RR, BRS Taura RR e Fundacep 59 RR. A aplicação de adubo foliar não resultou em incremento no rendimento de grãos nas cultivares avaliadas. O efeito do herbicida glifosato não alterou a dinâmica dos micronutrientes Fe e Mn em 2 cultivares em comparação com as respectivas cultivares isogênicas próximas. Apenas a cultivar BRS Taura RR apresentou menor acúmulo de Fe foliar em comparação com a sua linha isogênica BRS 154. A fluorescência da clorofila, apesar de ser uma medida rápida e não destrutiva, apresentou grande variabilidade, e necessita de aprimoramentos para a determinação dos efeitos secundários do herbicida glifosato em soja. As generalizações sobre o efeito do herbicida glifosato em soja RG e da resposta da adubação foliar com micronutrientes não foram evidenciadas no presente estudo. Assim, isto indica a necessidade de estudos adicionais em relação ao diagnóstico dos fatores envolvidos no desenvolvimento de cultivares nas recomendações de nutrição mineral em soja RG. / The transgenic soybean resistant to glyphosate (RG) has been widely used due to provide effective weed control. The glyphosate herbicide is the compound most often used in soybean RR, and has characteristics of low toxicity and rapid degradation. However, this herbicide can cause a symptom called yellow flashing immediately after application and may result in the immobilization of micronutrients, especially Fe and Mn, in the soil and plants. The objectives of this study was to evaluate the effects of the herbicide glyphosate in soybeans RR in function of the herbicide rates, the genetic variability of cultivars and the availability of micronutrients through physiological and nutritional parameters, crop growth and grain yield analysis. The first field experiments consisted of evaluating 8 transgenic cultivars and their respective isogenic lines with application of glyphosate at doses of 900 g ha-1. The second field experiment evaluated the effect of foliar fertilization with micronutrients applied in interaction with two soybean cultivars treated with glyphosate. The greenhouse experiments were conducted in a hydroponic system in the presence and absence of Fe and Mn in the nutrient solution with 2 cultivars and different doses of glyphosate. The herbicide glyphosate at a dose of 900 g ha-1 decreased the grain yield of the cultivars BRS Estância RR, BRS Taura RR and Fundacep 59 RR. The application of foliar fertilizer did not increased the grain yield in the cultivars tested. The effect of the glyphosate did not alter the dynamics of micronutrients Fe and Mn in 3 cultivars analyzed in comparison to their isogenic cultivars. Only BRS Taura RR accumulated less Fe in comparison with its isogenic line BRS 154. The fluorescence of chlorophyll is a rapid and nondestructive method for the evaluation of physiological stresses, but it needs improvements for the determination of the secondary effects of the herbicide glyphosate in soybean RG. The generalizations about the effect of the herbicide glyphosate in transgenic soybean and the effect of foliar application of micronutrients had not been demonstrated in the present study. These effects indicate the requirements of additional studies in the diagnosis of the factors involved in the development of cultivars RG and for the recommendations of mineral nutrition in soybean RG.