Aerial and ground application of phytosanitary products to control orange rust in sugarcane

The application of phytosanitary products in the sugar and ethanol industry has usually targeted pest control. With the epidemic rise in orange rust in sugarcane, caused by fungus Puccinia kuehnii, applications of fungicides are now necessary to protect susceptible varieties. However, few studies have focused on the impacts of the application technology, especially regarding the aerial application and its effects on the plant physiology. This study investigated the different forms of application of fungicides in sugarcane variety SP81-3250 and their association with spray deposition, disease control, productivity, and plant physiology. Experimental units received two different applications of fungicides of the chemical groups strobilurin and triazole. Aerial applications were performed using two different volume rates (30 and 40 L ha-1) and spray bar nozzles in three different angles (135°, 0° and 90 ° to the flight line). The 90° angle, the aerial standard used at sugar factory Usina Vale do Tijuco, was assessed at the second application only. Ground applications were performed using rates of 200 L ha-1 and flat fan spray nozzles with air induction (AI11004-VS). This procedure, used as the ground standard in the sugar factory, was measured in the first application only. The research was divided into two parts. In the first part, spray deposition in the upper canopy and losses to soil were assessed using tracer Brilliant Blue for absorbance spectrophotometry. It addition, sugarcane biometrics was measured, droplet spectrum was analyzed through the assessment of impacts on water sensitive paper, and disease severity on leaves was quantified using a digital image analysis software program. In the second part, gas exchange was assessed using gas analyzer IRGA, and the amount of chlorophyll a and b was measured using a chlorophyll meter. Data were analyzed using Student’s t test for independent samples, with significance set at 0.05. Aerial application with lower volume rates (30 L ha-1) provided greater deposition of fungicide and greater productivity than the application with 40 L ha-1. The angle of the spray nozzles facing backwards in the plane bar, so as to produce larger droplets, did not influence the application result, and thus, proved to be a viable alternative to reduce drift. Aerial applications with fine and medium droplets provided higher spray deposition on sugarcane leaves and less loss to soil compared to ground applications with extremely coarse droplets. Fungicide application generated increases in productivity of over 20 t ha-1, regardless of application form, reaching 40 t ha-1 with aerial applications. Aerial application provided generally better photosynthetic rates compared to ground application, with better photosynthesis performance and higher concentration of chlorophyll a and b in the leaf blade compared to ground application. No differences were found in gas exchange across the air applications in different operating conditions for volume rates and angles of the spray bar nozzle.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)A aplicação de produtos fitossanitários no setor sucroenergético, até recentemente, estava focada sobretudo no controle de plantas infestantes. Com o surgimento epidêmico da ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar, causada pelo fungo Puccinia kuehnii, as aplicações de fungicidas tornaram-se necessárias nas variedades suscetíveis. Porém, poucos estudos concernentes à tecnologia de aplicação são encontrados na literatura, especialmente em relação à aplicação aérea e aos efeitos promovidos na fisiologia das plantas. Este trabalho objetivou estudar as diferentes formas de aplicação de fungicidas na cana-de-açúcar, variedade SP81-3250, no que se refere a deposição de calda, controle da doença, produtividade e efeitos fisiológicos. Executaram-se duas aplicações de fungicidas dos grupos químicos Estrobilurinas e Triazóis nas unidades experimentais. Nas aplicações aéreas, utilizaram-se duas taxas de aplicação (30 e 40 L ha-1) e três orientações dos bicos na barra de pulverização (135º, 0º e 90º em relação à linha de voo), sendo avaliado apenas na segunda aplicação o ângulo de 90o, considerado como padrão aéreo da Usina Vale do Tijuco. Já na aplicação terrestre, utilizaram-se taxa de aplicação de 200 L ha-1 e pontas de pulverização de jato plano com indução de ar (AI11004-VS). Esse procedimento, considerado como padrão terrestre da referida Usina, foi avaliado apenas na primeira aplicação. Dividiu-se a pesquisa em duas partes. Na primeira, avaliaram-se as deposições da calda no dossel superior da cultura e as perdas para o solo, por meio da adição à calda do traçador Azul Brilhante para ser quantificado por absorbância em espectrofotometria. Além disso, conduziu-se um estudo do espectro de gotas por meio da avaliação dos impactos em papéis hidrossensíveis, quantificou-se a severidade da doença nas folhas a partir de um programa de análise de imagens digitalizadas e mensurou-se a biometria da cana-de-açúcar. Já na segunda parte da pesquisa, foram realizadas avaliações de trocas gasosas com analisador de gás IRGA e da quantidade de clorofilas a e b com um clorofilômetro. Os dados foram analisados usando o teste T de Student, para amostras independentes, a 0,05 de significância. A aplicação aérea com menor volume de calda (de 30 L ha-1) proporcionou deposição de calda fungicida e produtividade maiores que as da aplicação com 40 L ha-1. A angulação dos bicos de pulverização na barra da aeronave voltados para trás, de forma a produzir gotas maiores, não interferiu no resultado da aplicação, demonstrando ser uma alternativa viável para a redução de deriva. A aplicação aérea com gotas finas e médias proporcionou maior deposição de calda nas folhas de cana-de-açúcar e menor perda para o solo, em comparação com a aplicação terrestre com gotas extremamente grossas. A aplicação de fungicida gerou incrementos de produtividade superiores a 20 t ha-1, independentemente da forma de aplicação, podendo alcançar 40 t ha-1 com aplicações aéreas. A aplicação aérea proporcionou, em geral, melhores taxas fotossintéticas em relação à aplicação terrestre, com melhor desempenho da fotossíntese e maior concentração das clorofilas a e b no limbo foliar. Não foram detectadas diferenças nas trocas gasosas entre as aplicações aéreas nas distintas condições operacionais de taxa de aplicação e angulação do bico de pulverização na barra