A qualidade da água e preservação dos ambientes aquáticos assumiu papel fundamental para a sustentabilidade, não só relacionado ao abastecimento, mas também à preservação destes ecossistemas. O uso da água, especialmente para abastecimento dos centros urbanos e irrigação na agricultura tem favorecido a tendência à diminuição das reservas de águas limpas e consequentemente a menor diluição de poluentes presentes, entre eles os pesticidas. Os pesticidas fazem parte do grupo de poluentes que podem gerar impactos significativos nos ambientes em que são inseridos, impactos dos quais alguns ainda não são totalmente conhecidos. Em função do crescente aumento da demanda por alimentos e sua consequente necessidade de se obter maior produtividade, o uso de pesticidas tem aumentado significativamente favorecendo o aumento destes impactos. Este modelo agrícola de produção é predominante em todo o mundo e resulta na presença destes poluentes nos mais diversos ambientes aquáticos, especialmente os superficiais próximos a regiões de cultivo. Neste contexto, o monitoramento destes poluentes em campo indica seu destino nos ambientes próximos à sua aplicação demonstrando mais fielmente seu comportamento neles, bem como fornece informações de referência para programas de monitoramento e avaliação de pesticidas nestes ambientes. O presente estudo avaliou amostras de água e sedimento do Rio Piquiri, localizado em uma região de alta produção de trigo, soja e milho, no estado do Paraná, Brasil. Este rio sofre influência direta da aplicação de pesticidas das lavouras da região. As amostras de água foram extraídas com uma mistura de diclorometano:hexano e as amostras de sedimento com uma mistura de acetona:hexano, tendo sido concentradas 500 vezes para as amostras de água e 25 vezes para as de sedimento. Os extratos foram analisados em LC/MS/MS e confirmaram a presença dos herbicidas e fungicidas utilizados na região do estudo conforme dados oficiais de comercialização no período das coletas. Os resultados mais expressivos nas amostras de água foram do herbicida Atrazina, 0,030 μg L-1 e do fungicida Carbendazim, 0,178 μg L-1. No sedimento os maiores valores encontrados foram para os fungicidas Carbendazim 26,8 μg L-1 e Azoxistrobina, 0,712 μg L-1, ambos na terceira coleta no ponto de coleta 3. / Water quality and conservation of aquatic environments assumed a leading condition for sustainability, not only related to the supply, but also the preservation of these ecosystems. The use of water, especially for supply to urban centers and irrigation in agriculture has favored upon the decrease of the reserves of clean water and therefore less dilution of pollutants, including pesticides. Pesticides are among the group of pollutants that can generate significant impacts on environments in which they are entered, some of which impacts are not yet fully known. Due to the growing demand for food and the consequent need to achieve greater productivity, pesticide use has increased significantly favoring the increase f these impacts. This agricultural production system is prevalent in the world and results in the presence of such pollutants in various aquatic environments, especially the surface regions, near of crop areas. In this context, monitoring of these pollutants in the field indicates its fate in the environment near its application showing more accurately its behavior in field, and provides reference information for program monitoring and evaluation of pesticides in these environments. This study examined samples of water and sediment Piquiri River, located in a region of high production of wheat, soybeans and corn in the state of Paraná, Brazil. This river is under direct influence of the application of pesticides of the region. Water samples were extracted with a mixture of dichloromethane:hexane and sediment samples with acetone:hexane and was concentrated 500 times for water and 25 times for sediment. The extracts were analyzed by LC / MS / MS and confirmed the presence of herbicides and fungicides used in the study region according to official data of the marketing period of the collections. The most impressive results in the water samples were the herbicide Atrazine, 0,030 μg L-1 and the fungicide Carbendazim, 0,178 μg L-1. In the sediment, the highest values were found for the fungicide Carbendazim, 26.8 μg L-1 and Azoxystrobin, 0.712 μg L-1, both in the third collection at the collection point 3.

Poluição atmosférica é qualquer forma de matéria ou energia que possa tornar o ar nocivo à saúde humana, a fauna, a flora e aos materiais. Neste contexto encontra-se o material particulado atmosférico, que além de causar inúmeras doenças respiratórias, pode carrear uma grande gama de substâncias tóxicas, dentre elas os agrotóxicos utilizados na agricultura. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e aplicar um método analítico para a determinação de Trifluralina em material particulado atmosférico. Primeiramente foi avaliada a limpeza dos filtros utilizados na amostragem e os possíveis interferentes oriundos do solvente. Em seguida foram avaliadas as condições cromatográficas para a análise do herbicida via cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD do inglês High performance liquid chromatography) e para cromatografia gasosa acoplada a detector de massas (GC-MS/MS do inglês Gas Chromatography triple quadrupole mass spectrometry). Para esses dois equipamentos foram avaliados os limites de detecção e quantificação, a extensão da faixa linear e a seletividade. Devido à baixa concentração do analito na matriz foram avaliadas duas condições de pré-concentração em rotaevaporador. Em seguida foram testadas a extração via: banho de ultrassom, agitação mecânica e Soxhlet. Todas as extrações foram realizadas utilizando uma mistura composta por acetona:diclorometano:hexano na proporção de 1:2:1. Após definir o método de extração foi avaliada a etapa de clean up utilizando 1 g de florisil como adsorvente e uma solução eluente composta por acetona:hexano na proporção 1:1. Com a definição das condições cromatográficas, do método de extração, clean up e pré-concentração foram realizados teste de fortificação e recuperação, em três níveis de concentração, em uma amostra de material particulado isenta do herbicida para avaliar a exatidão e a precisão do método e também avaliar a presença de um possível efeito de matriz. Por fim foi realizada a quantificação da Trifluralina presente no material particulado coletado em Arapongas-PR. A calcinação realizada para limpeza dos filtros mostrou-se eficaz e removeu possíveis interferentes que poderiam coeluir com o analito. Ambas as técnicas cromatográficas apresentaram baixos limites de detecção e quantificação, sendo que o limite de detecção do HPLCDAD foi de 37,2 pg m-3 e o limite de quantificação foi de 124 pg m-3; o GC-MS/MS apresentou limite de detecção de 0,39 pg m-3 e limite de quantificação de 1,29 pg m-3, ambas as técnicas também apresentaram seletividade para a determinação da Trifliralina em material particulado atmosférico. As extrações realizadas por equipamento Soxhlet e por banho de ultrassom apresentaram boas recuperações, o mesmo não foi observado para a agitação mecânica. A etapa de clean up apresentou capacidade de remover possíveis interferentes e também mostrou ser uma etapa essencial para o método analítico, pois removeu substâncias e assim evitou o entupimento das membranas de filtração de 0,2 µm. Os testes de fortificação e recuperação demonstraram que o método é exato e preciso para a determinação da Trifluralina em material particulado atmosférico e também demonstrou um intenso efeito de matriz associado, o qual foi corrigido utilizando a técnica da superposição de matriz. O material particulado atmosférico coletado na região de Arapongas PR apresentou baixas concentrações de Trifluralina (aproximadamente 2 pg m-3) e em alguns casos o herbicida não foi detectado. / Air pollution is any form of matter or energy that can make air harmful to human health, fauna, flora and materials. Among the many forms of pollution is the atmospheric particulate material, which in addition to causing numerous respiratory diseases can carry a wide range of toxic substances, among them the agrochemicals used in agriculture. This work aims to develop and apply an analytical method for the determination of Trifluralin in atmospheric particulate material. Firstly, the cleaning of the filters used in the sampling and the possible interferences from the solvent. A sampling plan was establish to be carried out in the city of Arapongas, Paraná. Two solutions of Trifluralin at a concentration of 1.21 mg L-1 in methanol and ethyl acetate were prepared. Then the chromatographic conditions for the analysis of the herbicide were evaluate by high performance liquid chromatography coupled to a diode array detector (HPLC-DAD) and for gas chromatography coupled to triple quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS). For these two devices the limits of detection and quantification, the extension of the linear range and the selectivity were evaluated. Due to the low concentration of the analyte in the matrix two preconcentration conditions were evaluated in rotavaporator. Then the extraction was tested via: the ultrasonic bath, mechanical agitation and extraction via Soxhlet. All extractions were performed using a 1: 2: 1 mixture of acetone: dichloromethane: hexane. After defining the extraction method, the clean up step was evaluated using 1 g of florisil as an adsorbent and an eluting solution composed of 1: 1 acetone: hexane. The chromatographic conditions, extraction method, clean up and preconcentration were performed fortification and recovery in a sample of the herbicide-free particulate material to evaluate the accuracy and precision of the method and also to evaluate the presence of a possible effect of matrix. Finally, quantification of Trifluralin present in the collected particulate material of Arapongas-PR was carried out. This test was carried out in three levels of fortification. Calcination was effective and removed potential interferents that could coelute with the analyte. Both chromatographic techniques had low limits of detection and quantification, with the limit of detection of HPLC-DAD was 37.2 pg m-3 and the limit of quantification was 124 pg m-3, whereas GC-MS / MS showed a detection limit of 0.39 pg m-3 and a limit of quantification of 1.29 pg m ,both techniques also showed selectivity for the determination of Trifliralin in atmospheric particulate material. The extraction performed by Soxhlet equipment and by ultrasonic bath showed good recoveries, the same was not observed for the mechanical agitation. The clean up step presented the ability to remove possible interferents and also proved to be an essential step for the analytical method, removal of these substances prevented the clogging of the 0.2 μm filtration membranes. Fortification and recovery tests demonstrated that the method is accurate and accurate for the determination of Trifluralin in atmospheric particulate material and also demonstrated an intense associated matrix effect which was corrected using the matrix superimposition technique. The atmospheric particulate material collected in the Arapongas PR region presented low concentrations of Trifluralin and in some cases the herbicide was not detected. The proposed method proved to be accurate, accurate and capable of detecting and quantifying Trifluralin present in atmospheric particulate material even at low levels of contamination.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Herbicides inhibitors of the enzyme acetohydroxyacid synthase (AHAS) present high efficiency in the inhibitory activity with low doses of application and low toxicity for man and the environment. However, several weeds are getting resistence to some classes of herbicides, mainly in the case of AHAS group. Therefore, a proper computational planning of new bioactive compounds is crucial area to model new herbicides. In this study, the enzyme-herbicide interactions were analyzed from the analogous derivated of the pyrimidinylsalicylates group (PSA) which are AHAS inhibitors using quantum- mechanical and molecular docking calculations. The molecular properties obtained after running computer calculation shown that the volume and molecular area can make influence on the inhibition capacity of the ligand, neverthenless, the substituent group has more influence on this parameter. Electronical properties from the HOMO orbitals can certanly make influence on the biological activity due its electron donor capability. The binding free energies of the ligand on the enzyme after docking calculation ranged from - 1.88 to 4.50 kcal mol- 1 , whereas, H, CH3, COCH3 , OH, NO2 and NH2 had the best scored binding energies as substituent groups. Those favorable binding free energies can be justified by the intermolecular interactions between PSAs ligands and AHAS active site residues. In terms of effiency, hydrogen bonds formation can be explained by carboxylate group from the ligands and ARG-377 group from AHAS. / Os herbicidas inibidores da enzima acetohidroxiácido sintase (AHAS) apresentam alta eficiência na atividade inibitória com baixas doses de aplicação com baixa toxicidade para o homem e o meio ambiente. No entanto, várias ervas daninhas estão obtendo resistência a algumas classes de herbicidas, principalmente no caso do grupo AHAS. Portanto, um planejamento computacional adequado de novos compostos bioativos é área crucial para modelar novos herbicidas. Neste estudo, as interações enzima-herbicida foram analisadas a partir do derivado análogo do grupo pirimidinilsalicilato (PSA) que são inibidores de AHAS usando cálculos mecânicoquânticos e de docking molecular. As propriedades moleculares obtidas mostraram que o volume e a área molecular podem influenciar a capacidade de inibição do ligante, mesmo que o grupo substituinte tenha mais influência sobre este parâmetro. As propriedades eletrônicas dos orbitais HOMO podem certamente influenciar a atividade biológica devido à sua capacidade de doação de elétrons. As energias livres de ligação do ligante na enzima após o cálculo de docking variaram de -1,88 a - 4,50 kcal mol- 1 , enquanto que H, CH3, COCH3, OH, NO2 e NH2 apresentaram as melhores energias de ligação pontuadas como grupos substituintes. Estas energias livres de ligação favoráveis podem ser justificadas pelas interações intermoleculares entre ligantes de PSAs e resíduos de sítio ativo de AHAS. Em termos de eficiência, a formação de ligações de hidrogênio pode ser explicada pelo grupo carboxilato partir dos ligantes e do grupo ARG-377 de AHAS. / Dissertação (Mestrado)

Current methods of controlling weeds have caused a dissatisfaction of social order, for putting at risk the quality of food for human or animal. Faced with this problem, associated with the appearance of more resistant species to current herbicides, it is necessary to find new methods of control. This paper describes a phytotoxic evaluation of diclorometanólico extract of leaves of Curatella americana (lixeira) in order to evaluate their efficiency in relation to the inhibition of seed germination of Panicum maximum (capim-colonião), in boxes Gerbox and greenhouse and the subsequent Panicum maximum characterization of allelopathic compounds responsible for inhibition. Were conducted germination, with a photoperiod of 10 hr for 7 days and with solutions of the extracts at concentrations of 0, 50, 100, 150, 200 and 250 ppm. The extract showed a high potential phytotoxic at concentrations similar to those used by commercial herbicides. In the qualitative identification of secondary metabolites present in the extract diclorometanólico sheet Curatella americana L. identificate flavonoids, anthraquinone aglycones, triterpenes, steroids, polyphenols and tannins. Identification the extract in Cromatography Gas: 3,7,11,15-Tetramethyl-2-hexadecen-1-ol, 2-Hexadeciloxirano; 1-(+)-ascorbic acid2,6-dihexadecanoate, Ethyl-hexadecanoate, and Ethyl-octadecanoate and Tetrapentacontano. / Os métodos atuais de controle das plantas daninhas têm provocado uma insatisfação de ordem social, por colocarem em risco a qualidade dos alimentos de uso humano e animal. Diante de tal problema, associado ao aparecimento de espécies mais resistentes aos atuais herbicidas, se faz necessário, a busca de novas alternativas de controle. O presente trabalho descreve uma avaliação fitotóxica do extrato em diclorometano de folhas de Curatella americana L. (lixeira) com o propósito de avaliar sua eficiência em relação à inibição na germinação, desenvolvimento das raízes e parte aérea de sementes de Panicum maximum (capim-colonião), em caixas Gerbox e em casa de vegetação, e a posterior caracterização dos compostos alelopáticos responsáveis pela inibição. Foram realizados testes de germinação, com fotoperíodo de 10 h por 7 dias e utilizando soluções dos extratos nas concentrações de 0, 50, 100, 150, 200 e 250 ppm. O extrato apresentou um elevado potencial fitotóxico, em concentrações semelhantes às utilizadas pelos herbicidas comerciais. Na análise qualitativa dos metabólitos secundários presentes no extrato em diclorometano de folhas de Curatella americana L. foram classificados flavonóides, agliconas antraquinônicas, triterpenos, esteróides, polifenóis e taninos. O mesmo foi analisado através da técnica de Cromatografia a Gás acoplada à espectrometria de Massas, no qual foram identificados seis picos principais, sendo eles: 3,7,11,15-Tetrametil-2-hexadecen-1-ol; 2-Hexadeciloxirano; 1-(+)-ácido ascórbico2,6-dihexadecanoato; Etil-hexadecanoato; Etil-octadecanoato e Tetrapentacontano. / Mestre em Química

Estudou-se a adsorção de Cd(II) e Pb(II) em uma suspensão de vermiculita 1,0 g L-1 em meio de KNO3 2 e 20 mmoI L-1 em pH 5,0; 6,0 e 7,0 (±0,1). Após um tempo de equilíbrio de 6 h, as suspensões foram centrifugadas e o sobrenadante analisado por voltametria de redissolução anódica em condições de fluxo contínuo na etapa de acumulação. A capacidade de adsorção e afinidade das ligações, avaliadas pelos métodos de Scatchard e Freundlich, foi maior para o Pb(II) do que para o Cd(II), aumentando para ambos os cátions com o aumento do pH e diminuição da força iônica. De modo geral, a incorporação de substância húmica na vermiculita, obtida a partir de uma suspensão 30 mg L-1 de ácido húmico (AH), aumentou a capacidade de adsorção de Pb(II) e Cd(II) nas condições estudadas. Em uma segunda etapa estudou-se a adsorção do herbicida atrazina (AT) e os metabólitos hidróxi-atrazina (HAT), desetil-atrazina (DEA) e desisopropil-atrazina (DIA) em amostra de solo. O estudo foi conduzido em suspensão contendo 1,0 g de solo e 5 mL de solução de CaCI2 0,01 moI L-1 em pH 5,2 ± 0,1, contendo o herbicida e os metabólitos. Após um tempo de equilíbrio de 24 h, as suspensões foram centrifugadas e as soluções analisadas por HPLC. O tratamento de dados pelos métodos de Scatchard e Freundlich revelou a ordem de afinidade e capacidade de adsorção: HAT > AT > DEA =~ DIA, tanto na presença, como na ausência de AH. / The adsorption of Cd(lI) and Pb(lI) was studied in a 1,00 g I-1 vermiculite suspension in 2 and 20 mmol I-1 KNO3 medium at pH 5,0; 6,0 and 7,0 (±0,1). After 6 h of equilibrium time, the suspensions were centrifuged and the supernatants analyzed by anodic stripping voltammetry under continuous flow in the accumulation step. To evaluate the adsorption capacity and the binding affinity, the Scatchard and Freundlich methods were employed, showing a greater removal process for Pb(II), increasing for both ions at higher pH values and smaller ionic strength. In short, the vermiculite treated with a 30 mg I-1 humic acid (HA) suspension showed an enhancement of the adsorption capacity for Cd(lI) and Pb(lI) under alI conditions of this study. Secondly, the adsorption process of the herbicide atrazine (AT), and the metabolites hidroxyatrazine (HAT), deethylatrazine (DEA) and deisopropylatrazine (DIA) was studied in a soil sample. The study was carried out in a 5 ml suspension with 1,0 g of soil in 0,01 moI I-1 CaCl2 solution, pH 5.2 ± 0.1, in the presence of the herbicide and metabolites. After an equiIibrium time of 24 h, the suspensions were centrifuged and the supernatants analyzed using HPLC. The data treatment using Scatchard and Freundlich methods revealed the following adsorption capacity and affinity order: HAT > AT > DEA =~DIA, in the presence or absence of HA.

As invasões biológicas ameaçam áreas naturais e em processo de restauração, atuando como filtros à sucessão ecológica. O controle químico de espécies competidoras é realidade para diversas áreas em restauração, sendo o glyphosate o principal principio ativo empregado. Apesar de eficientes e com baixos custos, existem preocupações sobre a utilização de herbicidas em áreas naturais e em restauração referentes ao comportamento ambiental destes produtos químicos. Assim, entender a realidade do manejo de espécies competidoras, incluindo espécies invasoras, em projetos de restauração no panorama mundial e os reais benefícios e riscos do uso de glyphosate na restauração de matas ciliares é fundamental para aperfeiçoar a condução de projetos no Brasil e no mundo. Primeiramente, uma revisão estruturada foi realizada objetivando reunir informações sobre técnicas de restauração, fatores de degradação, principais grupos de plantas competidoras e características sobre técnicas de manejo para biomas mundiais e para diferentes grupos de países em relação ao Índice de Desenvolvimento Humano, com análise dos quatro herbicidas utilizados com maior frequência quanto seu potencial de contaminação e toxicidade. Os principais fatores de degradação foram a invasão por espécies não nativas, a agricultura e o pastoreio, sendo a semeadura direta a principal técnica de restauração. A família Poaceae apresentou a maior frequência de ocorrência como plantas competidoras na restauração em todos os biomas analisados. De modo geral, o manejo físico foi o mais utilizado, sendo a roçada a principal intervenção. Para o manejo químico, os principais herbicidas foram o Glyphosate, Imazapic, Imazapyr e Triclopyr, sendo o último considerado com maior potencial de danos ambientais. Na segunda etapa, um estudo de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar os benefícios e riscos relacionados ao uso do herbicida glyphosate na restauração de matas ciliares. Nesse contexto, testamos em um experimento de campo três tratamentos de controle de plantas competidoras: 1) roçagem sempre que necessário; 2) roçagem com menor frequência; 3) aplicação dirigida de glyphosate. Foram realizadas avaliações de ordem econômica (custos de manutenção), silvicultural (produção de biomassa de plantas competidoras, crescimento das mudas plantadas em altura, cobertura de copa e diâmetro de colo), ecológica (densidade e riqueza de regenerantes e riqueza de plantas ruderais) e de potencial de poluição (análise de glyphosate e AMPA no solo e em água e sedimento de solução de enxurrada, por cromatografia). O tratamento submetido ao controle de plantas competidoras com glyphosate apresentou maior crescimento de mudas e menor custo de manutenção. Não foram detectados resíduos de glyphosate ou AMPA em solo ou água, porém, foram encontrados valores residuais das duas moléculas em sedimentos. O controle de gramíneas com glyphosate apresentou baixos custos, foi mais efetivo e permitiu maior crescimento de mudas e expressão da regeneração natural em comparação ao mecânico, porém medidas de conservação de solo e implementação de faixas de proteção são necessárias para sua utilização em áreas de restauração ripárias. / Biological invasions threaten natural and restoration areas, acting as filters to ecological succession. Chemical control of competitive species is a reality in many restoration areas, with glyphosate as the main herbicide used. Although efficient and with low costs, there are some concerns on the use of herbicides in natural and restoration areas relating to environmental performance of these chemicals. Thus, understanding the reality of managing competitive species, including invasive species, in restoration projects on the world scenario and the real benefits and risks of glyphosate use on restoration of riparian forests is essential to improve restoration projects in Brazil and in the world. First, a structured review was conducted focusing on gathering information of restoration techniques, degradation factors, major groups of invasive plants and characteristics of management techniques for global biomes and for different country groups related to the Human Development Index, with analysis of contamination potential and toxicity for the top four herbicides listed. The main degradation factors were the invasion of non-native species, agriculture and grazing, with direct sowing as the main restoration technique. The Poaceae had the highest frequency for competing plants on restoration in all analyzed biomes. In general, the physical management was most used, with mowing as the main intervention. For chemical management, the main herbicides were Glyphosate, Imazapic, Imazapyr and Triclopyr, the last one considered with the greatest potential for environmental damage. In the second stage, a field study was conducted to evaluate benefits and risks related to glyphosate use in the restoration of riparian forests. In this context, we tested on a field experiment three weed control treatments: 1) mowing as needed; 2) mowing less frequently; 3) directed application of glyphosate. There were conducted evaluations of economic order (maintenance costs), forestry order (biomass of competitive plants, growth of planted seedlings in height, canopy cover and stem diameter), ecological order (density and richness of regenerating and richness of ruderal plants) and pollution potential (analysis of glyphosate and AMPA in soil and water and sediment from runoff solution, by chromatography). The plots submitted to weed control with glyphosate showed better seedling growth and lower management costs. Residual glyphosate or AMPA were not detected in soil or water, but residues of the both molecules were found on sediments. Chemical control of grasses with glyphosate had low costs, was more effective and allowed better seedling growth and expression of natural regeneration comparing to mechanic treatments, but actions of soil conservation and implementation of buffer strips are required for its use on riparian restoration areas.

Na literatura existe um consenso que os herbicidas glifosato (Gli) e 2,4-D interagem antagonicamente quando aplicados em combinação. No entanto, as bases bioquímicas e fisiológicas destes antagonismos são desconhecidas. Utilizou-se espectrometria de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para a caracterização de moléculas de Gli e 2,4-D em várias formulações analíticas, preparadas de maneira que os herbicidas fossem obtidos sem os ingredientes inertes das formulações comerciais. Não foram encontradas alterações significativas na conformação atômica do herbicida nos espectros de RMN entre as formulações analíticas de Gli isopropilamina, dimetilamina, potássio ou amônio; 2,4-D Dimetilamina ou colina, quando analisadas separadamente ou em mistura. Avaliando também formulações comerciais dos herbicidas, não foram encontradas diferenças significativas entre os espectros de RMN para a mistura entre Gli e 2,4-D. A formulação comercial de Gli amoníaco apresentou alterações na conformação molecular do Gli, principalmente na região P da molécula que mostrou maior deslocamento químico, mas isso foi atribuído aos maiores teores de Na encontrados nessa formulação. Aplicando-se as diferentes formulações comerciais na espécie modelo de tomate Micro-Tom (MT), foram estudados os padrões de absorção dos herbicidas. A absorção de Gli radiomarcado pelas plantas de MT foi reduzida somente para a formulação Gli sal de amônio, independentemente da presença de 2,4-D. Neste trabalho, não se observou efeito antagônico na absorção entre Gli e 2,4-D. Por meio de um ensaio fatorial para determinar o efeito antagônico dos herbicidas em plantas de MT, observou-se que a dose de maior antagonismo para 2,4-D foi: 35 g i.a. ha-1 - 0,65 mM e para Gli, 70 g g i.a. ha-1 - 1,7 mM. A translocação do Gli radiomarcado foi significativamente reduzida em MT, quando aplicado com 2,4-D. Experimentos utilizando o marcador molecular GUS no gene DR5 do MT, mostraram que o Gli reduz a resposta de expressão gênica pelas vias de sinalização do 2,4-D. Os ensaios de quantificação de espécies reativas de oxigênio (EROs) induzidas pela atuação do 2,4-D, apresentaram menor produção na presença do Gli. O acúmulo de ácido chiquímico causado pelo Gli no MT foi maior quando aplicado sem mistura com 2,4-D. A interferência do 2,4-D na atuação do Gli foi confirmada nos mutantes insensíveis à auxina diageotropica (dgt) e Never ripe (Nr), em que a produção de EROs foi menor e a translocação do Gli foi mantida independente da aplicação com o 2,4-D. O acúmulo de ácido chiquímico na aplicação de Gli e a mistura dos herbicidas, foram semelhantes. O mutante yellow-green2 (yg2), menos sensível ao Gli, apresentou menor translocação do herbicida. O acúmulo de ácido chiquímico para este mutante foi menor quando aplicado com Gli, mas na mistura de Gli + 2,4-D, a quantidade do ácido aumentou. A insensibilidade ao Gli proporcionou o reestabelecimento da produção de EROs pelo 2,4-D na aplicação da mistura dos herbicidas. Neste trabalho, em contraposição ao conhecimento atual, não se observou qualquer efeito antagônico entre Gli e 2,4-D a nível químico, mas o antagonismo ocorreu por fatores da inter-relação dos mecanismos que cada herbicida induz nos níveis fisiológicos, bioquímicos e genéticos na biologia do organismo vegetal. / A consensus exists in literature that the herbicides glyphosate and 2,4-D interact antagonistically when applied in combination. However, the biochemical and physiological basis of this antagonism are unknown. It was used Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectrometry to characterize the molecules of glyphosate and 2,4-D prepared with high purity analytical compounds without the commercial formulations inert ingredients. No changes in atomic herbicide conformation ware found in NMR spectra of glyphosate formulations isopropylamine, dimethylamine, potassium or ammonium and 2,4-D dimethylamine or choline, when evaluated separately or in mixture. Analysing also the commercial herbicides formulations, no differences in NMR spectra for the mixture between glyphosate and 2,4-D ware found in chemical shift. The ammonium salt glyphosate formulations, presented changes in molecular conformation in P region of glyphosate showing higher chemical shift, which was attributed to higher levels of Na found in its composition. It was applied different commercial formulations in tomato cultivar Micro-Tom (MT) to study the pattern of herbicide absorption. The absorption of radiolabeled glyphosate by MT was reduced in the ammonium salt formulation, regardless of the 2,4-D\'s presence. In this work, no antagonistic effect in plant absorption was observed between glyphosate and 2,4-D. Factor assay was conducted using different concentrations of 2,4-D and glyphosate to determine the antagonistic effect on tomato plants. It was observed that the dose of greater antagonism to 2,4-D form 35 g a.i. ha-1 - 0.65 mM and for glyphosate, 70 g a.i. ha-1 - 1.7 mM. Assays using molecular reporter GUS in MT`s DR5 gene, showed that the glyphosate reduces gene expression responses through signalling pathways of the 2,4-D. The absorption of radiolabeled glyphosate was significantly reduced in MT, when it was applied with 2,4-D. In trials that it was quantified production of reactive oxygen species (ROS) on MT induced by 2,4-D performance, lower production were found when 2,4-D ware applied with glyphosate. The shikimic acid accumulation affected by glyphosate action in MT was higher when applied without 2,4-D mixture. The interference of 2,4-D in glyphosate`s actions was confirmed in auxin insensitive mutants diageotropica (dgt) and Never ripe (Nr), which ROS production was lower. In those mutants, glyphosate translocation was maintained regardless 2,4-D application and shikimic acid accumulation between glyphosate treatment and herbicide mixture were similar. The yellow-green2 (yg2) mutant was less sensitive to glyphosate, presenting low translocation to the herbicide. The shikimic acid accumulation for yg2 mutant was lower when applied with glyphosate, but when it was treated with glyphosate + 2,4-D, the amount of acid was increased. The insensitivity of glyphosate provided reestablishment of ROS production by 2,4-D, when the mixture of herbicides were applied. In this paper it was show that, in contrast to current knowledge, there was no antagonistic effect between glyphosate and 2,4-D in chemical level, but the antagonism occurred by factors of the interrelationship of the mechanisms that each herbicide induces in the physiological, biochemical and genetic levels in the biology of the plant organism.

O presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da vegetação intercalar composta por gramíneas e leguminosas perenes e da cobertura morta, obtida pelo manejo mecânico da vegetação intercalar, e herbicidas aplicados em pós-emergência, na linha da cultura, sobre a população de plantas daninhas, características químicas do solo, estado nutricional, desenvolvimento vegetativo e produção de citros. O experimento foi conduzido, durante as safras 2004/2005 e 2005/2006, na Fazenda São Judas, Lucianópolis - SP, em um pomar de laranja Pêra (Citrus sinensis (L.) Osbeck.), plantado em outubro de 2002. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas sendo 7 tratamentos e 2 subtratamentos, com 4 repetições. Os tratamentos foram: 1) vegetação intercalar de Brachiaria ruziziensis R. Germ. & Evrard, sem cobertura morta na linha da cultura; 2) vegetação intercalar de B. ruziziensis, com cobertura morta1 na linha da cultura; 3) vegetação intercalar de B. ruziziensis e Arachis pintoi Krap. & Greg com cobertura morta1 na linha da cultura; 4) vegetação intercalar de B. ruziziensis e Stylosantes spp. com cobertura morta1 na linha da cultura; 5) vegetação intercalar composta por Brachiaria plantagineacom cobertura morta1 na linha da cultura 6) vegetação intercalar de Arachis pintoi com cobertura morta1 na linha da cultura; 7) vegetação intercalar de estilosantes \'mineirão\' (Stylosathes macrocephala (25%), S. capitata (60%) e S. guianensis (15%)) com cobertura morta1 na linha da cultura. Os herbicidas aplicados às subparcelas foram: 1) glyphosate a 1260 g e. a. ha-1 e 2) paraquat a 400 g i. a. ha-1. Pelos dados obtidos pode-se observar que: a vegetação intercalar dos tratamentos 2, 3 e 4 obtiveram as maiores produções de fitomassa e cobertura morta, seguido pelos tratamentos 5 e 7 e a menor produção de fitomassa foi obtida pelo tratamento 6. A cobertura morta de B. ruziziensis proporcionou menor densidade de plantas daninhas por até 90 dias. O teor de matéria orgânica, nas entrelinhas, na camada de 0-0,10 m, nos tratamentos 2 e 4 foi superior em 3,79 e 3,48 g cm-3 em relação ao tratamento 6, enquanto que na camada de 0,20-0,40 m, o teor de matéria orgânica, do tratamento 6, foi superior em 4,6, 5,1 e 3,9 g cm-3 em relação aos tratamentos 1, 3 e 4, respectivamente. Nas linhas da cultura, o tratamento 4 e 3 apresentaram teor de K superior em 1,28 e 0,95 mmolc dm-3, respectivamente, em relação ao tratamento 6, nas camadas de 0-0,10 e 0,10-0,20 m de solo. O estilosantes proporcionou incrementos no teor foliar de N de 2,58 e 2,55 g kg-1, em relação aos tratamentos 1 e 2. O teor foliar de P do tratamento 4 foi superior ao tratamento 1 em 0,31 g kg-1, sendo observada uma correlação entre a densidade do sistema radicular na camada de 0-0,10 m de solo e o teor foliar de P. Não foi verificado efeitos dos tratamentos e herbicidas no desenvolvimento vegetativo, bem como na produção total no período avaliado. / The objective of this research was to evaluate the effects of cover crops from grass and perennial leguminous in the orchard inter-rows, mulch, produced through mechanical management with a lateral rotary mower from inter-row cover crops associated with herbicides applied in pos-emergence, on the rows, on population dynamics of weeds, soil chemical characteristics and development, nutrition and citros production. The experiment was carried out at the São Judas farm, Lucianópolis - SP - Brazil during the harvest of 2004/2005 and 2005/2006 in a citrus orchard of Citrus sinensis L. Osbeck cv. Pera, planted in October, 2002. The experimental design used was of randomized blocks with subdivided plots and 4 replications. The treatments were; 1) Cover crop of Brachiaria ruziziensis R. Germ. & Evrard, without mulch on the row; 2) Cover crop of B. ruziziensis and mulch on the row, produced through mechanical management with a lateral rotary mower (REL) from this cover crop; 3) Cover crop of B. ruziziensis and Arachis pintoi Krap. & Greg and mulch on the row, produced through REL from this cover crop; 4) Cover crop of B. ruziziensis and estilosantes \"mineirão\" (Stylosathes macrocephala (25%), S. capitata (60%) e S. guianensis (15%)) and mulch on the row, produced through REL from this cover crop; 5) Cover crop of Brachiaria plantaginea and mulch on the row, produced through REL from this cover crop; 6) Cover crop of Arachis pintoi and mulch on the row, produced through REL from this cover crop; 7) Cover crop of estilosantes \"mineirão\" and mulch on the row, produced through REL from this cover crop.The herbicides applied into the subplots were: 1) glyphosate at the rate 1260 g a.e. ha-1 and 2) paraquat at the rate 400 a.i. ha-1. In these experiments, it could be observed that: the cover crops from the treatments 2, 3 and 4 got higher wet biomass and mulch than others treatments; B. ruziziensis mulch decrease the weeds density until 90 days after the distribution; in the inter-row, into 0-0,10 m soil layer, the treatments 2 and 4 organic matter, was higher than treatment 6, however, into 0,20-0,40 m soil layer, treatment 6 organic matter was higher than treatments 1, 3 and 4. Into the rows, treatments 4 and 3 achieved K tenor higher than treatment 6 in 1,28 and 0,95 mmolc dm-3, respectively, into 0-0,10 and 0,10-0,20 m soil layers. Estilosantes promoted N foliar increases of 2,58 and 2,55 g kg-1 regarding treatments 1 and 2. Treatment 4 P foliar tenor was higher than treatment 1 in 0,31 g kg-1. It was observed a correlation between root density into superficial layer soil and P foliar tenor. It was not verified any effect of treatment or herbicides on development and total citros production.

Essa pesquisa buscou comparar as tecnologias transgênica (soja RR e manejo com glifosato) e convencional (soja e manejo convencionais) quanto à maior tolerância à ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) e obtenção de genótipos promissores para produtividade de grãos (PG) e tamanho das sementes (representado pelo peso de cem sementes, PCS). Foram avaliadas 200 progênies F2:5 e F2:6 oriundas de dois dialelos parciais 5 x 2, ambos com cinco genitores de alta produtividade de óleo (USP 70.108, USP 70.010, USP 70.113, USP 70.007 e USP 70.042) em cruzamentos com: (1) duas cultivares elites convencionais (BRS 133 e Conquista); (2) suas versões essencialmente derivadas transgênicas (BRS 245 RR e BRS Valiosa RR). Os experimentos envolveram: a) dois manejos com herbicidas, manejo convencional para soja convencional e manejo com glifosato para a soja RR; b) dois manejos de fungicidas, sendo um experimento com aplicações sucessivas de Opera & Nativo (O&N, para controle da ferrugem e das doenças de final de ciclo, DFC) e outro experimento com aplicações de Derosal para controle apenas das DFC. O efeito da ferrugem para cada genótipo foi expresso pela taxa de reação da ferrugem sobre a produtividade (FP) e o tamanho das sementes (FT), calculados pelas diferenças entre médias ajustadas de PG e PCS nos dois experimentos com fungicidas. As comparações foram feitas em análises de variância, testes de médias e de parâmetros de capacidade de combinação. O controle da ferrugem com fungicidas (O&N) resultou em maiores médias de PG e PCS. Houve grande variação entre os efeitos de capacidades geral e específica, com destaque dos genitores USP 70.108, USP 70.010 e BRS 133 para PG e FP. O genitor mais divergente e com dominância positiva para PG foi USP 70.042. As duas tecnologias foram numericamente semelhantes para tolerância à ferrugem (FP e FT). A tecnologia convencional apresentou a vantagem de ser estatisticamente mais produtiva (PG e PCS) do que a tecnologia transgênica. Por outro lado, a tecnologia transgênica tem a vantagem de ter uso mais fácil e menor custo de cultivo aos produtores. / This research aimed to compare the performance of transgenic (RR soybean and management with glyphosate) and conventional (conventional soybean and herbicides) technologies for tolerance to rust (Phakopsora pachyrhizi ) and obtaining promising genotypes for seed yield and size (represented by the weight of one hundred seeds, PCS). A total of 200 progenies were evaluated in F2:5 and F2:6 generations; these progenies were obtained in two partial diallel 5 x 2, both involving five parents with high oil yield (USP 70.108, USP 70.010, USP 70.113, USP 70.007 and USP 70.042) in crosses with: (1) two elites conventional cultivars (BRS 133 and Conquista); (2) their essentially derived transgenic versions (BRS 245 RR and BRS Valiosa RR). The experiments involved: a) two managements with herbicides: conventional management for conventional soybean and management based in glyphosate herbicide to RR soybean; b) two managements with fungicides: an experiment with successive applications of Opera & Native (O&N, fungicides that control rust and late season leaf diseases, DFC), and another experiment with Derosal applications (fungicide that controls only DFC). The effect of rust for each genotype was expressed by the rate of reaction to rust on seed yield (FP) and on seed size (FT) as calculated from the differences in seed yield (PG) and seed size (PCS) between adjusted means in the two experiments with different fungicides. The soybean genotypes were compared by analysis of variance, multiple comparisons and parameter estimation of combining ability. In general, the control of rust with fungicides (O&N) resulted in higher means of PG and PCS. There was great variation among the effects of general and specific combining abilities, with major outstanding of USP 70.108, USP 70.010, and BRS 133 parents for PG and FP. The parent USP 70.042 was the most divergent and showed positive dominance for PG. Both technologies were numerically similar for FP and FT. The conventional technology has the advantage to be statistically more productive (PG and PCS) than transgenic technology. However, the transgenic technology has the advantage to be easier to use and less expensive to soybean producers.

Organoarsenicals such as methylarsenical methylarsenate (MAs(V)) and aromatic arsenicals including roxarsone (4-hydroxy-3-nitrophenylarsenate or Rox(V)) have been extensively used as an herbicide and growth enhancers in animal husbandry, respectively. They undergo environmental degradation to more toxic inorganic arsenite (As(III)) that contaminates crops and drinking water. We previously identified a bacterial gene (arsI) responsible for aerobic MAs(III) demethylation. The gene product, ArsI, is a Fe(II)-dependent extradiol dioxygenase that cleaves the carbon-arsenic (C-As) bond in MAs(III) and trivalent aromatic arsenicals. The objective of this study was to elucidate the ArsI mechanism. Using isothermal titration calorimetry, we determined the dissociation constants (Kd) and ligand-to-protein stoichiometries (N) of ArsI for Fe(II), MAs(III) and aromatic phenyl arsenite. Using a combination of methods including chemical modification, site-directed mutagenesis, and fluorescent spectroscopy, we demonstrated that amino acid residues predicted to participate in Fe(II)-binding (His5-His62-Glu115) and substrate binding (Cys96-Cys97) are all involved in catalysis. Finally, the products of Rox(III) degradation were identified as As(III) and 4-hydroxy-2-nitrophenol, demonstrating that ArsI is a dioxygenase that incorporates one oxygen atom from dioxygen into the carbon and the other to the arsenic to catalyze the cleavage of the C-As bond. These results augment our understanding of the mechanism of this novel C-As lyase.