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.

A Bacia Hidrográfica do Paraná 3 (BP3) situada no oeste do estado do Paraná, apresenta um consumo de agrotóxicos acima da média do estado. A atrazina (ATZ) é um dos principais agrotóxicos utilizados na BP3. Foram avaliadas três técnicas de extração e de préconcentração: extração em fase sólida (SPE), microextração em fase sólida (SPME) e microextração dispersiva líquido-líquido (DLLME), com o objetivo de avaliar a capacidade de extração de ATZ e seus produtos de transformação (TPs), deisopropilatrazina (DIA) e deetilatrazina (DEA). A DLLME foi realizada a otimização através do planejamento Doehlert. A SPE e SPME foram realizadas a partir de adaptações da literatura. A escolha da técnica de extração foi realizada através da análise de custos e demanda temporal. A DLLME apresentou o menor valor de custo de extração e demanda temporal quando comparada com as outras. Esta técnica foi utilizada como rotina na análise das amostras da BP3. Foram analisadas 407 amostras, sendo que dessas, 23.83 % apresentaram a presença de ATZ, e uma amostra apresentou concentração acima do limite estabelecido na resolução CONAMA 357/2005. Sobre os TPs, 1,22 % das amostras apresentaram o DEA. Já para o DIA, somente em uma amostra esse analito foi quantificado. / The Paraná 3 Hydrographic Basin (BP3), located in the western part of the state of Paraná, shows a consumption of pesticides above the state average. Atrazine (ATZ) is one of the main pesticides used in BP3. Three extraction and preconcentration techniques were used: solid phase extraction (SPE), solid phase microextraction (SPME) and dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME), with the objective of evaluating the extraction capacity of ATZ and its transformation products (TPs), deisopropylatrazine (DIA) and deethylatrazine (DEA). The DLLME was optimized through Doehlert planning. SPE and SPME were carried out based on adaptations of the literature. The extraction technique was chosen through the analysis of costs and time demand. DLLME presented the lowest value of extraction cost and temporal demand when compared to the others. This technique was used routinely in the analysis of BP3 samples. A total of 407 samples were analyzed, of which, 23.83% presented the presence of ATZ, and one sample presented concentration above the limit established in CONAMA Resolution 357/2005. On the TPs, 1.22% of the samples presented the DEA. For the DIA, only in one sample this analyte was quantified.

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.

Submitted by Victor José Salomão Cesco (victorcesco@hotmail.com) on 2018-09-19T14:33:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2148960 bytes, checksum: 61aef01529ec66c58a054f97421fc1c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-09-19T16:11:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cesco_vjs_me_botfca.pdf: 2148960 bytes, checksum: 61aef01529ec66c58a054f97421fc1c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-19T16:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cesco_vjs_me_botfca.pdf: 2148960 bytes, checksum: 61aef01529ec66c58a054f97421fc1c1 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho vegetativo, fenológico e reprodutivo de biótipos resistente e sensível de Conyza spp. em função de doses de glyphosate. Foram realizados estudos em casa de vegetação no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia (NUPAM) UNESP – FCA, Botucatu sendo conduzido em três estudos distintos: (i) identificação de biótipos resistentes e sensíveis; (ii) curvas dose-resposta com a utilização dos biótipos resistente e sensível em função da aplicação das doses de glyphosate; (iii) identificação dos estádios fenológicos e as características reprodutivas dos biótipos resistente e sensível. O primeiro estudo compreendeu a coleta de 15 biótipos à campo e submetidos a aplicação de quatro doses de glyphosate com quatro repetições inteiramente casualisadas para a identificação de biótipos resistentes e sensíveis. Aos 28 dias após aplicação foram avaliados a porcentagem de controle (CR50) e a massa seca de plantas (GR50). O segundo experimento compreendeu o uso dos biótipos resistente e sensível identificados anteriormente e conduzidos em progenitoras (coletadas a campo) e progênie (reproduzidas em casa de vegetação) a uma série de experimentos de dose-resposta com doses e subdoses de glyphosate. Para o experimento com biótipo resistente foram utilizadas 13 doses de glyphosate e 12 para o sensível, com cinco repetições e inteiramente casualisados para ambos. As variáveis analisadas durante o experimento foram: altura de plantas (cm) e número de folhas e ao final do experimento a massa seca de plantas (g). O terceiro estudo foi realizado com as progenitoras dos biótipos resistente e sensível com nove e oito tratamentos respectivamente, com cinco repetições inteiramente casualisados. Foram avaliados durante o experimento a identificação dos estádios fenológicos bolting, primeiro botão floral e abertura do primeiro botão floral e ao final do experimento foram avaliados o número de capítulos por planta, o número médio de sementes por planta e a soma das unidades termais necessárias para o avanço de estádio fenológico. As análises estáticas usadas foram: regressões e intervalo de confiança a 5% de probabilidade pelo teste “t” nos experimentos conduzidos. O biótipo 2 foi o considerado como o biótipo mais resistente e o biótipo 3 como sensível. Incrementos de massa seca foram observados no biótipo sensível progenitor entre as doses de 0,703125 a 22,5 g. e.a. ha-1 e para o biótipo resistente progênie entre as doses de 1,40625 a 45 g. e.a. ha-1. O biótipo resistente apresentou estímulos de crescimento em doses maiores que os apresentados pelo biótipo sensível. O biótipo resistente mostrou-se mais apto para se reproduzir quando submetido a baixas doses de glyphosate.

Submitted by ILCA PUERTAS DE FREITAS E SILVA null (ilca_pfs@yahoo.com.br) on 2016-08-16T16:45:10Z No. of bitstreams: 1 TESE_DEFINITIVO_ILCA_COMPLETO.pdf: 3129077 bytes, checksum: 2e1d88a8f7d671b4cbefb9139fe74697 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-17T20:09:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ipf_dr_bot.pdf: 3129077 bytes, checksum: 2e1d88a8f7d671b4cbefb9139fe74697 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T20:09:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ipf_dr_bot.pdf: 3129077 bytes, checksum: 2e1d88a8f7d671b4cbefb9139fe74697 (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O sistema de plantio direto (SPD) é definido como um sistema de cultivo que combina minimização do revolvimento do solo e a presença de cobertura vegetal morta sobre o solo. O manejo de dessecação da espécie de cobertura do solo pode ser realizado utilizando herbicidas com efeito residual, como o diclosulam e o sulfentrazone associados ao glyphosate, garantindo a instalação e o desenvolvimento da cultura em uma área livre de plantas daninhas. O trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento e a eficácia dos herbicidas sulfentrazone e diclosulam, aplicados em mistura ou sequencial ao glyphosate no momento da dessecação de culturas de cobertura. Os experimentos foram conduzidos em casa-de-vegetação e a dessecação das plantas de cobertura, Sorghum bicolor, Pennisetum glaucum e Brachiaria sp., foi realizada de duas formas, a primeira com o manejo sequencial, com a aplicação dos herbicidas sulfentrazone e diclosulam sete dias após aplicação do glyphosate, e a segunda com estes herbicidas em mistura com o glyphosate, correspondendo ao manejo em mistura. Após sete dias da aplicação dos tratamentos, foram coletadas a parte aérea das plantas de cobertura, obtendo-se as palhas, as quais foram pesadas e acomodadas em arcos de PVC onde foi realizada a primeira simulação de chuva de 40 mm. Sete dias após, foi feita a segunda simulação de chuva de 60 mm. A água de chuva coletada foi utilizada para quantificação dos herbicidas liberados pela chuva e para realização de bioensaios. Para os bioensaios, foram utilizadas três espécies de plantas daninhas, Ipomoea grandifolia, Brachiaria decumbens e Panicum maximum, sendo irrigadas com as soluções extraídas das palhas pelas chuvas. Aos vinte e um dias foram coletadas as parte aéreas das plantas daninhas para aferição da biomassa seca. Foi analisada a chegada dos herbicidas ao solo no momento da dessecação, utilizando as mesmas plantas daninhas e aferindo as respectivas biomassas seca. Para o manejo de dessecação e a quantificação dos herbicidas na solução do solo, foram utilizadas as mesmas espécies de cobertura, as quais foram obtidas as palhas em decorrência da aplicação dos tratamentos, sendo semeadas as plantas daninhas e cobrindo-se cada vaso com sua respectiva biomassa. Realizou-se chuva de 40 mm. Aos vinte e um dias foram coletadas as parte aéreas das plantas daninhas para aferição da biomassa seca. Ao final do experimento foi extraída a solução do solo presente em cada vaso para a quantificação dos herbicidas pelo sistema LC-MS/MS. Os resultados foram submetidos à análise de variância pelo teste F a 5% de probabilidade, sendo as médias comparadas entre si, pelo teste de Tukey a 5%. A maior quantidade dos herbicidas diclosulam e sulfentrazone liberadas para o solo foram obtidas no manejo sequencial ao glyphosate, com aplicação sobre braquiária (diclosulam) e milheto e braquiária (sulfentrazone). Os primeiros 40 mm de chuva, para os diferentes tipos de palha, foram os mais importantes para a liberação dos herbicidas para o solo, independente do sistema de manejo utilizado. Ocorre a chegada dos herbicidas diclosulam e sulfentrazone ao solo no momento da dessecação das plantas de cobertura. A quantidade de palha obtida é afetada apenas pelo manejo da dessecação sequencial ao glyphosate independe dos herbicidas residuais utilizados. / The tillage system is defined as s farming system that combines minimizing soil disturbance and the presence of dead vegetation on the ground. The management desiccation of ground cover species can be accomplished using herbicides with residual effect, as diclosulam and sulfentrazone associated with glyphosate, ensuring the establishment and development of culture in na area free of weeds. The study aimed to evaluate the performande and efficiency of sulfentrazone and diclosulam, applied in combination or sequentially to glyphosate when desiccation of cover crops. The experiments were conduct in greenhouse and desiccation of cover crops Sorghum bicolor, Pennisetum glaucum and Brachiaria sp., was performed in two ways, the first the sequence management, with the application of sulfentrazone and diclosulam seven days after application of glyphosate, and second with these herbicides in combination with glyphosate, corresponding to management mixed. After seven days of treatment application, were collect shoots of cover crops, obtaining the straw, which they were weigh and accommodat in PVC bows wherein the first rain simulation was performes 40 mm. After seven days, was taken the second simulated rain of 60 mm. The rain water collected was use for quantification of herbicides released by rain and to perform bioassays. For bioassays, three species of weeds were use, Ipomoea grandifolia, Brachiaria decumbens and Panicum maximum, it is irrigated with solutions drawn from straw by the rains. At twenty-one days were collect air part of the weed for measurement of dry biomass. The arrival of herbicides in the soil at the time os desiccation was analyzed, using the same weeds and measuring their dry biomass. For the management of desiccation and quantification of herbicides in the soil solution, the same kinds of coverage were use, which the straws were obtained due to the application of the treatments, it is seeded weeds and covering each pot with its respective biomass. It was performed 40 mm rain. At twenty-one days were collected airo f the weed for measurement of dry biomass. At the end of the experimente was extract solution of this soil in each pot for the quantification of herbicides by LC-MS/MS system. The results were submitted to analysis of variance by F testa t 5% probability, the averages were compare with each other by 5% Tukey test. The largest amount of diclosulam and sulfentrazone released to the soil were obtain in the sequencial management to glyphosate, with application on pasture (diclosulam) and millet and pasture (sulfentrazone). The first 40 mm of rain, for the different types of straw, it was the most importante for the release of herbicide to the soil, independente of the management system used. Is the arrival of diclosulam and sulfentrazone to the ground at the time of desiccation of cover crops. The amount of straw obtained is affected only by the management of sequencial desiccation with glyphosate independente of residual herbicides. / CNPq: 140552/2013-8

A resistência a herbicidas em capim-arroz (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.) é um problema presente em todas as regiões de produção de arroz irrigado do Sul do Brasil. No entanto, a prevenção e o controle deste problema são dificultados devido ao desconhecimento do mecanismo de resistência aos herbicidas relacionados a este processo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos rápidos de diagnóstico da resistência de capim-arroz a imidazolinonas; analisar a ocorrência de metabolização como mecanismo de resistência de capim-arroz aos herbicidas imazethapyr e quinclorac; e avaliar diferentes herbicidas isolados e em associações para controle de biótipos resistentes. Os bioensaios de plântula e perfilhos discriminaram a resistência de capim-arroz a imidazolinonas em sete dias de incubação, em concentrações de imazethapyr ou imazapyr + imazapic de 0,001 e 0,0001 mM, respectivamente. A avaliação do mecanismo de resistência de capim-arroz foi realizada com experimentos em casa de vegetação com aspersão foliar e solução hidropônica e a campo. A ocorrência de incremento de metabolização de herbicidas como mecanismo de resistência foi avaliada pela aplicação de inibidores das enzimas do grupo do citocromo P450 monooxigenases malathion, piperolina butóxido e 1-aminobenzotriazole. Estes inibidores reduziram o fator de resistência a imazethapyr entre 17 e 40% e a quinclorac entre 62 e 120%. Os resultados indicam que o incremento de metabolização está relacionado à resistência de capim-arroz aos herbicidas imidazolinonas em alguns biótipos e com a evolução da resistência a quinclorac em biótipos inicialmente resistentes a imidazolinonas. O experimento a campo de avaliação de controle de capim-arroz resistente a inibidores de ALS indicou maior eficácia dos herbicidas clomazone, profoxydim, fenoxaprop-P-ethyl, propanil, quinclorac e penoxsulam. Associações de fenoxaprop-P-ethyl com inibidores de ALS e profoxydim com quinclorac resultaram em antagonismo no controle de capim-arroz, enquanto que as misturas de quinclorac com imazapyr + imazapic resultou em sinergismo. O incremento de metabolização está associado à resistência múltipla a herbicidas em capim-arroz. Práticas de prevenção de resistência a herbicidas em capim-arroz devem ser empregadas para evitar a distribuição da resistência e, principalmente, da ocorrência de resistência a outros herbicidas. / The resistance to imidazolinone and quinclorac herbicides in barnyardgrass (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.) is a problem in all regions of flooded rice in southern Brazil. However, the prevention and control of this problem is difficult due to the unknown mechanism of herbicide resistance. The objectives of this study were to develop rapid methods for the diagnosis of imidazolinone resistance in barnyardgrass; analyze the occurrence of metabolization enhancement as the mechanism of herbicide resistance of barnyardgrass to quinclorac and imazethapyr, and to evaluate different herbicides alone and in associations for the control of the imidazolinone resistant biotypes. The seedling and tiller bioassays discriminate the imidazolinone resistance in seven days of incubation of imazethapyr or imazapyr + imazapic at concentrations of 0.001 and 0.0001 mM, respectively. The evaluation of the resistance mechanism of barnyardgrass to imidazolinones was performed through experiments conducted in greenhouse with foliar spray and in hydroponic conditions and in the field. The occurrence of herbicide metabolization enhancement as a mechanism of resistance was assessed by the application of inhibitors of the cytochrome P450 monooxygenases, malathion, piperolina butoxide and 1-aminobenzotriazole. These inhibitors reduced the resistance factor of imazethapyr in 17 to 40% and of quinclorac in 62 to 120%. These results indicate that metabolization enhancement is related with the resistance of barnyardgrass to imidazolinone herbicides in some biotypes, and to the evolution of resistance to quinclorac in biotypes initially resistant to imidazolinones. The field experiment indicated the efficient control of the imidazolinone resistant barnyardgrass with clomazone, profoxydim, fenoxaprop-P-ethyl, propanil, quinclorac and penoxsulam. Combinations of fenoxaprop-P-ethyl and ALS inhibitors, and profoxydim and quinclorac resulted in antagonism, while the mixture of quinclorac and imazapyr + imazapic resulted in synergism for the barnyardgrass control. The metabolization enhancement is associated with the multiple herbicide resistance in barnyardgrass. The prevention of herbicide resistance in barnyardgrass must be employed to avoid the increase of the distribution of resistance and especially the resistance to other herbicides.

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.

A Bacia Hidrográfica do Paraná 3 (BP3) situada no oeste do estado do Paraná, apresenta um consumo de agrotóxicos acima da média do estado. A atrazina (ATZ) é um dos principais agrotóxicos utilizados na BP3. Foram avaliadas três técnicas de extração e de préconcentração: extração em fase sólida (SPE), microextração em fase sólida (SPME) e microextração dispersiva líquido-líquido (DLLME), com o objetivo de avaliar a capacidade de extração de ATZ e seus produtos de transformação (TPs), deisopropilatrazina (DIA) e deetilatrazina (DEA). A DLLME foi realizada a otimização através do planejamento Doehlert. A SPE e SPME foram realizadas a partir de adaptações da literatura. A escolha da técnica de extração foi realizada através da análise de custos e demanda temporal. A DLLME apresentou o menor valor de custo de extração e demanda temporal quando comparada com as outras. Esta técnica foi utilizada como rotina na análise das amostras da BP3. Foram analisadas 407 amostras, sendo que dessas, 23.83 % apresentaram a presença de ATZ, e uma amostra apresentou concentração acima do limite estabelecido na resolução CONAMA 357/2005. Sobre os TPs, 1,22 % das amostras apresentaram o DEA. Já para o DIA, somente em uma amostra esse analito foi quantificado. / The Paraná 3 Hydrographic Basin (BP3), located in the western part of the state of Paraná, shows a consumption of pesticides above the state average. Atrazine (ATZ) is one of the main pesticides used in BP3. Three extraction and preconcentration techniques were used: solid phase extraction (SPE), solid phase microextraction (SPME) and dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME), with the objective of evaluating the extraction capacity of ATZ and its transformation products (TPs), deisopropylatrazine (DIA) and deethylatrazine (DEA). The DLLME was optimized through Doehlert planning. SPE and SPME were carried out based on adaptations of the literature. The extraction technique was chosen through the analysis of costs and time demand. DLLME presented the lowest value of extraction cost and temporal demand when compared to the others. This technique was used routinely in the analysis of BP3 samples. A total of 407 samples were analyzed, of which, 23.83% presented the presence of ATZ, and one sample presented concentration above the limit established in CONAMA Resolution 357/2005. On the TPs, 1.22% of the samples presented the DEA. For the DIA, only in one sample this analyte was quantified.

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 resistência a herbicidas em capim-arroz (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.) é um problema presente em todas as regiões de produção de arroz irrigado do Sul do Brasil. No entanto, a prevenção e o controle deste problema são dificultados devido ao desconhecimento do mecanismo de resistência aos herbicidas relacionados a este processo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos rápidos de diagnóstico da resistência de capim-arroz a imidazolinonas; analisar a ocorrência de metabolização como mecanismo de resistência de capim-arroz aos herbicidas imazethapyr e quinclorac; e avaliar diferentes herbicidas isolados e em associações para controle de biótipos resistentes. Os bioensaios de plântula e perfilhos discriminaram a resistência de capim-arroz a imidazolinonas em sete dias de incubação, em concentrações de imazethapyr ou imazapyr + imazapic de 0,001 e 0,0001 mM, respectivamente. A avaliação do mecanismo de resistência de capim-arroz foi realizada com experimentos em casa de vegetação com aspersão foliar e solução hidropônica e a campo. A ocorrência de incremento de metabolização de herbicidas como mecanismo de resistência foi avaliada pela aplicação de inibidores das enzimas do grupo do citocromo P450 monooxigenases malathion, piperolina butóxido e 1-aminobenzotriazole. Estes inibidores reduziram o fator de resistência a imazethapyr entre 17 e 40% e a quinclorac entre 62 e 120%. Os resultados indicam que o incremento de metabolização está relacionado à resistência de capim-arroz aos herbicidas imidazolinonas em alguns biótipos e com a evolução da resistência a quinclorac em biótipos inicialmente resistentes a imidazolinonas. O experimento a campo de avaliação de controle de capim-arroz resistente a inibidores de ALS indicou maior eficácia dos herbicidas clomazone, profoxydim, fenoxaprop-P-ethyl, propanil, quinclorac e penoxsulam. Associações de fenoxaprop-P-ethyl com inibidores de ALS e profoxydim com quinclorac resultaram em antagonismo no controle de capim-arroz, enquanto que as misturas de quinclorac com imazapyr + imazapic resultou em sinergismo. O incremento de metabolização está associado à resistência múltipla a herbicidas em capim-arroz. Práticas de prevenção de resistência a herbicidas em capim-arroz devem ser empregadas para evitar a distribuição da resistência e, principalmente, da ocorrência de resistência a outros herbicidas. / The resistance to imidazolinone and quinclorac herbicides in barnyardgrass (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.) is a problem in all regions of flooded rice in southern Brazil. However, the prevention and control of this problem is difficult due to the unknown mechanism of herbicide resistance. The objectives of this study were to develop rapid methods for the diagnosis of imidazolinone resistance in barnyardgrass; analyze the occurrence of metabolization enhancement as the mechanism of herbicide resistance of barnyardgrass to quinclorac and imazethapyr, and to evaluate different herbicides alone and in associations for the control of the imidazolinone resistant biotypes. The seedling and tiller bioassays discriminate the imidazolinone resistance in seven days of incubation of imazethapyr or imazapyr + imazapic at concentrations of 0.001 and 0.0001 mM, respectively. The evaluation of the resistance mechanism of barnyardgrass to imidazolinones was performed through experiments conducted in greenhouse with foliar spray and in hydroponic conditions and in the field. The occurrence of herbicide metabolization enhancement as a mechanism of resistance was assessed by the application of inhibitors of the cytochrome P450 monooxygenases, malathion, piperolina butoxide and 1-aminobenzotriazole. These inhibitors reduced the resistance factor of imazethapyr in 17 to 40% and of quinclorac in 62 to 120%. These results indicate that metabolization enhancement is related with the resistance of barnyardgrass to imidazolinone herbicides in some biotypes, and to the evolution of resistance to quinclorac in biotypes initially resistant to imidazolinones. The field experiment indicated the efficient control of the imidazolinone resistant barnyardgrass with clomazone, profoxydim, fenoxaprop-P-ethyl, propanil, quinclorac and penoxsulam. Combinations of fenoxaprop-P-ethyl and ALS inhibitors, and profoxydim and quinclorac resulted in antagonism, while the mixture of quinclorac and imazapyr + imazapic resulted in synergism for the barnyardgrass control. The metabolization enhancement is associated with the multiple herbicide resistance in barnyardgrass. The prevention of herbicide resistance in barnyardgrass must be employed to avoid the increase of the distribution of resistance and especially the resistance to other herbicides.