Crop production provides the food and fiber necessary to sustain the world\'s population. Effective weed management is critical to maintaining agricultural productivity. Intensive or continuous use of herbicides that act on the same target site, or are detoxified by similar processes within crops and target weeds frequently results in the development of weeds resistant to a specific herbicide or class of herbicides. Weed resistance due to the extensive use of glyphosate in glyphosate tolerant crop systems has become one of the most serious issues facing agriculture today. Thus PPO-inhibitor herbicides are an alternative mechanism of action that have the potential to mitigate the development of resistant weeds in weed control systems where crop tolerance is sufficient to allow them to be effectively deployed. While there are few reports of weed resistance to PPO-inhibitor herbicides it has not developed to the extent that it is a commercial problem for growers. When used at recommended doses, they typically have favorable regulatory profiles. Furthermore, most of them are highly compatible with no-tillage agriculture. However, PPO-inhibitor herbicides are typically more active on dicots than monocots. This thesis provides information with regards to effectiveness of certain binary mixtures of PPO herbicides as weed control agents. The mixtures showed synergistic effects and could control monocots as Echinochloa crus-galli and volunteer corn besides control the dicots species. Regarding the compounds studied, trifludimoxazin and flumioxazin required less amount of compound to inhibit 50% of PPO2 activity in all plants species tested, while sulfentrazone and saflufenacil, one of the best mixtures in the field, showed that needed bigger concentrations to inhibit 50% of the PPO2 compared to other compounds evaluated.The absorption and translocation of these compounds individually or in mixtures, showed that as single compounds, the absorption was slower in maize than E. crus-galli and there was no difference among the herbicides except trifludimoxazin, that was significantly lower than the other compounds. Saflufenacil was the herbicide that showed the best translocation out of treated leaf point, while trifludimoxazin has not shown any translocation out of leaf treated. In mixtures, the compounds showed some differences in absorption and translocation, which it was variable according to species studied. Some traits of PPO-tolerant were also evaluated in Arabidopsis thaliana which indicates potential traits to be developed in crops of interest. / Agricultura é responsável por fornecer alimento e fibras necessárias para sustentar a população mundial. Controle de plantas daninhas é essencial para obter uma boa produtividade. O uso intensivo de herbicidas que age no mesmo sitio de ação ou são detoxificados por processos similares pelas plantas daninhas resulta geralmente no desenvolvimento de plantas daninhas resistentes a um herbicida específico ou à uma classe de herbicidas. A resistência de plantas daninhas devido ao uso de culturas tolerantes à glifosato tem se tornado um dos mais sérios problemas na agricultura. Inibidores da PPO pode ser uma ferramenta para mitigar o desenvolvimento de plantas daninhas resistentes. Há poucos relatos de plantas daninhas resistentes a este mecanismo de ação. Quando aplicados na dose recomendada, apresentam perfil toxicológico favorável e além disso, a maioria dos herbicidas deste grupo são compatíveis com plantio direto. No entanto, são mais eficientes em dicotiledôneas do que em monocotiledôneas. O objetivo dessa tese foi fornecer informações em relação a associação binária de herbicidas inibidores da PPO no controle de plantas daninhas. As associações mostraram efeito sinérgico no controle de Echinochloa crus-galli e milho voluntário, além do controle de dicotiledôneas. Avaliou-se também a atividade de alguns inibidores da PPO na inibição de 50% da enzima PPO2 e observou-se que para inibir 50% da PPO2 necessitou de menor quantidade de trifludimoxazin e flumioxazin em todas as plantas testadas, enquanto que sulfentrazone e saflufenacil, que associados apresentaram a melhor eficácia nos ensaios de campo, mostraram que precisar de maiores concentrações para inibir a PPO2 comparada aos outros produtos. A absorção e translocação destes produtos, isolados ou em mistura, mostraram que a absorção foi mais lenta em milho do que em E. crus-galli. Os herbicidas apresentaram comportamentos similares, sendo absorvidos quase 95% até 72 horas após aplicação, com exceção do trifludimoxazin, que foi significativamente mais lento que os outros. Saflufenacil foi o herbicida que apresentou melhor translocação na folha aplicada, enquanto trifludimoxazin não apresentou nenhuma translocação. Em relação às associações, os produtos mostraram diferenças na absorção e translocação, variando conforme as plantas daninhas estudadas. Alguns eventos tolerantes a inibidores da PPO foram avaliados em Arabidopsis thaliana e indicaram como potenciais eventos para ser desenvolvidos nas culturas de interesse.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV15MA174.pdf: 1010429 bytes, checksum: fe034957a32c1a3a626fd5db5aa86b68 (MD5) Previous issue date: 2015-06-18 / Weeds can cause significant yield losses in the agriculture, among them we can point out morning-glory species in many crops. To control that weed, we can use herbicides inhibiting protoporphyrinogen IX oxidase, in a selective way for a variety of crops. The objectives were: (i) to relate the response of Ipomoea hederifolia and Ipomoea quamoclit with the variation of doses of carfentrazone-ethyl and saflufenacil, of spray temperature at the moment of spraying, and of spray volume used; and (ii) to compare the efficacy of those herbicides sprayed isolately or mixed to glyphosate. Experiments were carried out from dose-response with carfentrazone-ethyl (0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 5, 7.5, 10, 20, 35, 50, and 75 g ha-1 of the labeled herbicide Aurora®, 400 g a.i. L-1, FMC) and with saflufenacil (0, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, 2.5, 5, 7.5, 10, 20, 35, and 50 g ha-1 of the labeled herbicide Heat®, 700 g a.i. kg-1, Basf), of variation of spray temperature (10 to 30 oC) and of variation of spraying volume (150 to 250 L ha-1). Evaluations were performed 14 days after spraying. In spite of showing differential response in relation to the dry mass accumulation, doses from 4 mL ha-1 of Aurora® and 5 g ha-1 of Heat® killed plants for both I. hederifolia and I. quamoclit. For carfentrazone-ethyl, increasing 10 L ha-1 in the spray volume reduced dry mass by 1.43% and 1.26% for I. hederifolia and I. quamoclit, respectively, while for saflufenacil, the reduction was by 12.73% and 11.30%, respectively for both species. For carfentrazone-ethyl, increasing 1 oC of spray temperature of reduced the dry mass by 0.22% and 0.35% for I. hederifolia and I. quamoclit, respectively, while for saflufenacil the reduction was by 0.56% and 0.30%, respectively for both species. The mix of carfentrazone-ethyl or saflufenacil with glyphosate provided a reduction by, at least, 10% greater of dry mass of I. hederifolia. We concluded that: carfentrazone-ethyl and saflufenacil are highly efficient to control I. hederifolia and I. quamoclit; increasing the spray volume and spray temperature provide greater efficacy to control both species, for both herbicides; and the mix with glyphosate improve the efficacy of controlling I. hederifolia for both herbicides / As plantas daninhas podem causar perdas significativas de produtividade na agricultura, dentre as quais se destacam as cordas-de-viola em diversos cultivos. Para seu controle podem ser utilizados herbicidas inibidores da enzima protoporfirinogênio IX oxidase, de maneira seletiva para diversos cultivos. Os objetivos foram: (i) relacionar a resposta de Ipomoea hederifolia e Ipomoea quamoclit com a variação da dose de carfentrazone-ethyl e saflufenacil, da temperatura da calda no momento da aplicação e do volume de calda aplicado; e (ii) comparar a eficácia destes herbicidas aplicados isoladamente e em mistura com glyphosate. Foram realizados experimentos de dose-resposta com carfentrazone-ethyl (0; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 5; 7,5; 10; 20; 35; 50 e 75 g ha-1 do produto comercial Aurora®, 400 g i.a. L-1, FMC) e com saflufenacil (0; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 2,5; 5; 7,5; 10; 20; 35 e 50 g ha-1 do produto comercial Heat®, 700 g i.a. kg-1, Basf), de variação de temperatura de calda (10 a 30 oC) e de variação de volume de calda (150 a 250 L ha-1). Avaliações de massa seca foram efetuadas 14 dias após a aplicação. Apesar de apresentarem resposta diferenciada quanto ao acúmulo de massa seca, doses a partir de 4 mL ha-1 de Aurora® e 5 g ha-1 de Heat® causaram a morte de plantas de I. hederifolia e I. quamoclit. Para carfentrazone-ethyl, o aumento de cada 10 L ha-1 no volume de calda aplicado reduziu a massa seca em 1,43% e 1,26% para I. hederifolia e I. quamoclit, respectivamente; enquanto para saflufenacil, a redução foi de 12,73% e 11,30%, respectivamente para essas espécies. Para carfentrazone-ethyl, o aumento de cada 1 oC na temperatura da calda reduziu a massa seca em 0,22% e 0,35% para I. hederifolia e I. quamoclit, respectivamente, enquanto para saflufenacil a redução foi de 0,56% e 0,30%, respectivamente para essas espécies. A mistura de carfentrazone-ethyl ou saflufenacil com glyphosate proporcionou redução de no mínimo 10% maior na massa seca de I. hederifolia. Conclui-se que: carfentrazone-ethyl e saflufenacil são altamente eficazes no controle de I. hederifolia e I. quamoclit; o aumento no volume de calda e na temperatura da calda proporcionam maior eficácia de controle dessas espécies, para ambos os herbicidas; e a mistura com glyphosate aumenta a eficácia de controle de I. hederifolia para ambos os herbicidas

Crop production provides the food and fiber necessary to sustain the world\'s population. Effective weed management is critical to maintaining agricultural productivity. Intensive or continuous use of herbicides that act on the same target site, or are detoxified by similar processes within crops and target weeds frequently results in the development of weeds resistant to a specific herbicide or class of herbicides. Weed resistance due to the extensive use of glyphosate in glyphosate tolerant crop systems has become one of the most serious issues facing agriculture today. Thus PPO-inhibitor herbicides are an alternative mechanism of action that have the potential to mitigate the development of resistant weeds in weed control systems where crop tolerance is sufficient to allow them to be effectively deployed. While there are few reports of weed resistance to PPO-inhibitor herbicides it has not developed to the extent that it is a commercial problem for growers. When used at recommended doses, they typically have favorable regulatory profiles. Furthermore, most of them are highly compatible with no-tillage agriculture. However, PPO-inhibitor herbicides are typically more active on dicots than monocots. This thesis provides information with regards to effectiveness of certain binary mixtures of PPO herbicides as weed control agents. The mixtures showed synergistic effects and could control monocots as Echinochloa crus-galli and volunteer corn besides control the dicots species. Regarding the compounds studied, trifludimoxazin and flumioxazin required less amount of compound to inhibit 50% of PPO2 activity in all plants species tested, while sulfentrazone and saflufenacil, one of the best mixtures in the field, showed that needed bigger concentrations to inhibit 50% of the PPO2 compared to other compounds evaluated.The absorption and translocation of these compounds individually or in mixtures, showed that as single compounds, the absorption was slower in maize than E. crus-galli and there was no difference among the herbicides except trifludimoxazin, that was significantly lower than the other compounds. Saflufenacil was the herbicide that showed the best translocation out of treated leaf point, while trifludimoxazin has not shown any translocation out of leaf treated. In mixtures, the compounds showed some differences in absorption and translocation, which it was variable according to species studied. Some traits of PPO-tolerant were also evaluated in Arabidopsis thaliana which indicates potential traits to be developed in crops of interest. / Agricultura é responsável por fornecer alimento e fibras necessárias para sustentar a população mundial. Controle de plantas daninhas é essencial para obter uma boa produtividade. O uso intensivo de herbicidas que age no mesmo sitio de ação ou são detoxificados por processos similares pelas plantas daninhas resulta geralmente no desenvolvimento de plantas daninhas resistentes a um herbicida específico ou à uma classe de herbicidas. A resistência de plantas daninhas devido ao uso de culturas tolerantes à glifosato tem se tornado um dos mais sérios problemas na agricultura. Inibidores da PPO pode ser uma ferramenta para mitigar o desenvolvimento de plantas daninhas resistentes. Há poucos relatos de plantas daninhas resistentes a este mecanismo de ação. Quando aplicados na dose recomendada, apresentam perfil toxicológico favorável e além disso, a maioria dos herbicidas deste grupo são compatíveis com plantio direto. No entanto, são mais eficientes em dicotiledôneas do que em monocotiledôneas. O objetivo dessa tese foi fornecer informações em relação a associação binária de herbicidas inibidores da PPO no controle de plantas daninhas. As associações mostraram efeito sinérgico no controle de Echinochloa crus-galli e milho voluntário, além do controle de dicotiledôneas. Avaliou-se também a atividade de alguns inibidores da PPO na inibição de 50% da enzima PPO2 e observou-se que para inibir 50% da PPO2 necessitou de menor quantidade de trifludimoxazin e flumioxazin em todas as plantas testadas, enquanto que sulfentrazone e saflufenacil, que associados apresentaram a melhor eficácia nos ensaios de campo, mostraram que precisar de maiores concentrações para inibir a PPO2 comparada aos outros produtos. A absorção e translocação destes produtos, isolados ou em mistura, mostraram que a absorção foi mais lenta em milho do que em E. crus-galli. Os herbicidas apresentaram comportamentos similares, sendo absorvidos quase 95% até 72 horas após aplicação, com exceção do trifludimoxazin, que foi significativamente mais lento que os outros. Saflufenacil foi o herbicida que apresentou melhor translocação na folha aplicada, enquanto trifludimoxazin não apresentou nenhuma translocação. Em relação às associações, os produtos mostraram diferenças na absorção e translocação, variando conforme as plantas daninhas estudadas. Alguns eventos tolerantes a inibidores da PPO foram avaliados em Arabidopsis thaliana e indicaram como potenciais eventos para ser desenvolvidos nas culturas de interesse.

O manejo químico de plantas daninhas no sistema de plantio por mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar, fundamenta a hipótese de que a cultura esteja mais suscetível à intoxicação pelos herbicidas nas aplicações em pré-plantio, devido as raízes das mudas serem transplantadas em contato direto com a solução do solo tratada com os herbicidas aplicados em pré-emergência. Portanto a pesquisa foi desenvolvido com dois objetivos: (1) avaliar a seletividade do herbicida sulfentrazone quando aplicado em área de plantio de cana-de-açúcar no sistema com mudas pré-brotadas com aplicação no pré-plantio utilizando cinco doses (200, 400, 800, 1600 e 3200 g i.a. ha-1); (2) avaliar a seletividade de doses crescentes de clomazone (270, 540, 1080, 2160, e 4320 g i.a. ha-1), quando aplicado em pré-plantio em mudas pré-brotadas (MPB). Os experimentos foram desenvolvidos na Usina São Martinho, próximo ao município de Motuca (SP), sob condições naturais de clima, no período de outubro de 2015 a setembro de 2016. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os herbicidas foram aplicados no dia anterior ao plantio das mudas pré-brotadas, onde foi utilizada a variedade CTC 11, que foram transplantadas nas parcelas, constituídas por 6 linhas de 10 m, espaçadas de 1,5 m. Foram feitas avaliações visuais com 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a aplicação dos tratamentos (DAA), também utilizando-se uma escala visual com notas entre 0 e 100%. Nas avaliações quantitativas avaliou-se os parâmetros altura de plantas (cm), aos 30, 60, 90 e 120 DAA e perfilhamento das mudas aos 60, 90 e 120 DAA. Em todos os períodos avaliados foi utilizado o medidor de clorofila, marca SPAD. Aos 330 DAA, foi realizada a produtividade (t ha-1) integral das parcelas através do corte manual e posterior pesagem com auxílio de uma célula de carga, e foram coletados feixes com dez canas para realização dos parâmetros qualitativos (Brix, Pol, Pureza e ATR). Em ambos trabalhos, os dados de fitointoxicação e produtividade foram previamente transformados na regressão log logística, respeitando o princípio da normalidade dos dados, identificando a dose seletiva para a cultura. Concluiu-se que os herbicidas sulfentrazone (800 g i.a. ha-1), e clomazone (1080 g i.a. ha-1), que são doses comercialmente utilizadas no plantio convencional através de rebolos de cana-de-açúcar, apresentaram sintomas leves de fitointoxicação nas primeiras avaliações, mas com o crescimento e desenvolvimento das mudas, não apresentaram diferença de altura, perfilhamento e índice SPAD, como também na produtividade e características tecnológicas dos colmos não apresentando diferenças significativas. Portanto os herbicidas sulfentrazone e clomazone foram seletivos às mudas de cana-de-açúcar no sistema MPB quando aplicados em pré-plantio para a CTC 11. / The chemical management of plant pests in the planting system with pre-sprouted sugarcane seedlings substantiates the hypothesis that the crop is more susceptible to toxicity by herbicides in pre-planting applications, due to the roots of the seedlings being transferred in direct contact with the soil solution treated with the herbicides applied in the pre-emergence stage. Therefore, this work was prepared with two goals: (1) to assess the selectivity of the herbicide sulfentrazone when applied to a sugarcane planting area in the pre-sprouted seedlings system with application in the pre-planting stage using five rates (200, 400, 800, 1600 and 3200 g a.i. ha-1); (2) to assess the selectivity of growing rates of clomazone (270, 540, 1080, 2160 and 4320 g a.i. ha-1), when applied in the pre-planting stage for pre-sprouted seedlings. The experiments were developed in São Martinho sugar mills, next to the town of Motuca (SP), under natural weather conditions, in the period from October 2015 to September 2016. The experimental design was done in blocks at random, with four repetitions. The herbicides were applied on the day prior to the planting of the pre-sprouted seedlings, where the CTC 11 strain was used, which seedlings were transferred into parcels comprised of 6 lines of 10 m, spaced by 1.5 m. Visual assessments were made 15, 30, 60, 90 and 120 days after the treatment application (DAA), a visual grading scale between 0 and 100% was also used. In the quantitative assessments, the parameters for height of the plants (cm), at 30, 60, 90 and 120 DAA, and tillering at 60, 90 and 120 DAA, were evaluated. In all assessed periods, a direct reading was performed using the chlorophyll meter, SPAD brand. At 330 DAA, the entire productivity (t ha-1) of the parcels was assessed through the manual cut and later weighing with the aid of a load cell, and strips with ten sugarcanes were collected for the performance of qualitative parameters (Brix, Pol, Purity and ATR). In both works, the phytotoxicity and productivity data were previously converted by the log-logistic regression, observing the principle of data normalization, identifying the selective rates for the crop. It was found that herbicides sulfentrazone (800 g a.i ha-1), and clomazone (1080 g a.i. ha-1), which are rates commercially used in the conventional planting through sugarcane billets, presented slight symptoms of phytotoxicity in the first assessments, but with the growth and development of the seedlings, they did not show a difference in height, tillering, SPAD index, and in the yield; and the technological characteristics of the stalks did not present significant differences. Therefore, the herbicides sulfentrazone and clomazone were selective to the sugarcane seedlings in the pre-sprouted seedlings (MPB) system when applied in the pre-planting stage for CTC 11.

O manejo químico de plantas daninhas no sistema de plantio por mudas pré-brotadas de cana-de-açúcar, fundamenta a hipótese de que a cultura esteja mais suscetível à intoxicação pelos herbicidas nas aplicações em pré-plantio, devido as raízes das mudas serem transplantadas em contato direto com a solução do solo tratada com os herbicidas aplicados em pré-emergência. Portanto a pesquisa foi desenvolvido com dois objetivos: (1) avaliar a seletividade do herbicida sulfentrazone quando aplicado em área de plantio de cana-de-açúcar no sistema com mudas pré-brotadas com aplicação no pré-plantio utilizando cinco doses (200, 400, 800, 1600 e 3200 g i.a. ha-1); (2) avaliar a seletividade de doses crescentes de clomazone (270, 540, 1080, 2160, e 4320 g i.a. ha-1), quando aplicado em pré-plantio em mudas pré-brotadas (MPB). Os experimentos foram desenvolvidos na Usina São Martinho, próximo ao município de Motuca (SP), sob condições naturais de clima, no período de outubro de 2015 a setembro de 2016. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os herbicidas foram aplicados no dia anterior ao plantio das mudas pré-brotadas, onde foi utilizada a variedade CTC 11, que foram transplantadas nas parcelas, constituídas por 6 linhas de 10 m, espaçadas de 1,5 m. Foram feitas avaliações visuais com 15, 30, 60, 90 e 120 dias após a aplicação dos tratamentos (DAA), também utilizando-se uma escala visual com notas entre 0 e 100%. Nas avaliações quantitativas avaliou-se os parâmetros altura de plantas (cm), aos 30, 60, 90 e 120 DAA e perfilhamento das mudas aos 60, 90 e 120 DAA. Em todos os períodos avaliados foi utilizado o medidor de clorofila, marca SPAD. Aos 330 DAA, foi realizada a produtividade (t ha-1) integral das parcelas através do corte manual e posterior pesagem com auxílio de uma célula de carga, e foram coletados feixes com dez canas para realização dos parâmetros qualitativos (Brix, Pol, Pureza e ATR). Em ambos trabalhos, os dados de fitointoxicação e produtividade foram previamente transformados na regressão log logística, respeitando o princípio da normalidade dos dados, identificando a dose seletiva para a cultura. Concluiu-se que os herbicidas sulfentrazone (800 g i.a. ha-1), e clomazone (1080 g i.a. ha-1), que são doses comercialmente utilizadas no plantio convencional através de rebolos de cana-de-açúcar, apresentaram sintomas leves de fitointoxicação nas primeiras avaliações, mas com o crescimento e desenvolvimento das mudas, não apresentaram diferença de altura, perfilhamento e índice SPAD, como também na produtividade e características tecnológicas dos colmos não apresentando diferenças significativas. Portanto os herbicidas sulfentrazone e clomazone foram seletivos às mudas de cana-de-açúcar no sistema MPB quando aplicados em pré-plantio para a CTC 11. / The chemical management of plant pests in the planting system with pre-sprouted sugarcane seedlings substantiates the hypothesis that the crop is more susceptible to toxicity by herbicides in pre-planting applications, due to the roots of the seedlings being transferred in direct contact with the soil solution treated with the herbicides applied in the pre-emergence stage. Therefore, this work was prepared with two goals: (1) to assess the selectivity of the herbicide sulfentrazone when applied to a sugarcane planting area in the pre-sprouted seedlings system with application in the pre-planting stage using five rates (200, 400, 800, 1600 and 3200 g a.i. ha-1); (2) to assess the selectivity of growing rates of clomazone (270, 540, 1080, 2160 and 4320 g a.i. ha-1), when applied in the pre-planting stage for pre-sprouted seedlings. The experiments were developed in São Martinho sugar mills, next to the town of Motuca (SP), under natural weather conditions, in the period from October 2015 to September 2016. The experimental design was done in blocks at random, with four repetitions. The herbicides were applied on the day prior to the planting of the pre-sprouted seedlings, where the CTC 11 strain was used, which seedlings were transferred into parcels comprised of 6 lines of 10 m, spaced by 1.5 m. Visual assessments were made 15, 30, 60, 90 and 120 days after the treatment application (DAA), a visual grading scale between 0 and 100% was also used. In the quantitative assessments, the parameters for height of the plants (cm), at 30, 60, 90 and 120 DAA, and tillering at 60, 90 and 120 DAA, were evaluated. In all assessed periods, a direct reading was performed using the chlorophyll meter, SPAD brand. At 330 DAA, the entire productivity (t ha-1) of the parcels was assessed through the manual cut and later weighing with the aid of a load cell, and strips with ten sugarcanes were collected for the performance of qualitative parameters (Brix, Pol, Purity and ATR). In both works, the phytotoxicity and productivity data were previously converted by the log-logistic regression, observing the principle of data normalization, identifying the selective rates for the crop. It was found that herbicides sulfentrazone (800 g a.i ha-1), and clomazone (1080 g a.i. ha-1), which are rates commercially used in the conventional planting through sugarcane billets, presented slight symptoms of phytotoxicity in the first assessments, but with the growth and development of the seedlings, they did not show a difference in height, tillering, SPAD index, and in the yield; and the technological characteristics of the stalks did not present significant differences. Therefore, the herbicides sulfentrazone and clomazone were selective to the sugarcane seedlings in the pre-sprouted seedlings (MPB) system when applied in the pre-planting stage for CTC 11.