Degradation of atrazine in soil under no-tillage applied in controlled release formulation

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