Behaviour and environmental bioactivityon weeds of herbicides residualapplied on sugarcane residues in different soil with water conditions

Herbicidas aplicados nos sistemas de cana-de-açúcar, diretamente no solo ou sobre palha, ficam disponíveis a fenômenos de transporte, retenção e transformação. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foiavaliar a lixiviação e sorção de herbicidas residuais em solos com diferentes características físicoquímicas e em palha de cana-de-açúcar. Para tal, foram realizados quatro experimentos. O primeiro relativo à lixiviação, através da metodologia de bioensaios, seguindo o esquema fatorial 8 x 2 x 2, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo oito profundidades do perfil do solo, dois períodos de seca (0 e 30 dias após a aplicação dos tratamentos - DAT) e duas quantidades de palha, esse fatorial foi adotado de forma individual para os herbicidas amicarbazone (1225 g i.a. ha-1 ); imazapic (147 g i.a ha- 1 ), sulfentrazone (800 g i.a ha-1 ) e tebuthiuron (900 g i.a ha-1 ). Os herbicidas foram aplicados no topo de colunas de solo montadas em tubos de PVC com 0 e 10 t ha-1 de palha, esses tratamentos foram submetidos aos três diferentes períodos de seca (0 e 30 DATs), ao final dessas épocas foi realizada uma simulação de chuva de 30 mm e realizada a semeadura de Cucumis sativus (planta bioindicadora), as avaliações de fitoxicidade foram efetuadas aos 7, 10 e 15 dias após a emergencia - DAE, aos 15 DAE foramrealizadas as avaliações de massa seca e altura da parte aérea das plantas. O segundo experimento consistiu na determinação de coeficientes de adsorção e dessorção (Kd e Koc) em 15 solos com diferentes características físico-químicas, para os herbicidas indaziflam, imazapic e amicarbazone. Foi utilizada a metodologia de herbicidas rádio marcados com C14, aplicou-se cinco diferentes concentrações dos herbicidas frios (0,125, 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00 ppm), associados aos diferentes solos e herbicidas rádio marcados nas concentrações de 0,24 KBq de indaziflam, 0,26 KBq de imazapic ou 0,20 KBq de amicarbazone, de forma individual em cada unidade experimental. A concentração dos herbicidas rádio marcados presentes no sobrenadante foi determinada por espectroscopia de cintilação líquida (LSS) e por diferença entre a quantidade inicialmente aplicada e a presente na solução do solo, determinando-se adsorção. Através do mesmo processo também foi avaliada a dessorção dos herbicidas em quatro dias de análise. O terceiro experimento avaliou a adsorção de indaziflam, imazapic e amicarbazone em palha de cana-de-açúcar. Um estudo típico e equilíbrio em lotes foi conduzido para determinar adsorção e dessorção em diferentes concentrações dos herbicidas. A palha de cana-de-açúcar (0,27 g) foi combinada com três concentrações dos herbicidas (0,125, 0,5 e 1 ppm) mais os herbicidas radiomarcados nas seguintes quantidades: 0,24 KBq de indaziflam, 0,26 KBq imazapic e 0,20 KBq de amicarbazone. Após o estabelecimento do equilíbrio que foi de 24 horas para os três herbicidas, foi determinada a quantidade de herbicida adsorvida na palha de cana-de-açucar. Após a analise da adsorção, a solução presente nas unidades experimentais foi descartada e reposta por uma solução de cloreto de cálcio, e a dessorção foi então analisada após 24 horas, durante o período de um dia para amicarbazone, cinco dias para indaziflam, e não foi realizada analise de dessorção para o herbicida imazapic.Um quarto experimento, abordou a intercepção de herbicidas pela palha de cana-de-açúcar mediante a simulação de chuvas em diferentes precipitações (3, 6, 12 e 24 mm). Os herbicidas foram aplicados em duas quantidades de palha de cana-de-açúcar, as quais foram espalhadas de forma uniforme sobre uma tela de aço inoxidável (5 t ha-1 e 10 t ha-1), em seguida, essa tela foi colocada sobre um recipiente de vidro. As simulações de chuva ocorreram aos 0 horas, 24 horas e sete dias após a aplicação dos tratamentos. Para o herbicida amicarbazone aos 0 DAT sem palha, a lixiviação do herbicida amicarbazone foi notada ate os 25 cm, sendo os efeitos fitotoxicos mais expressivos observados nos primeiros 15 cm, já nas aplicações de 30 DAT, nos tratamentos com palha e sem palha a lixiviação foi notada até os 10 cm, com maior fitotoxicidade nos primeiros 5 cm. Na lixiviação tebuthiuron e imazapic e sulfentrazone a permanência do produto sobre a palha de cana-de-açúcar durante 30 DAT tornou a lixiviação desses herbicidas menor. Para o herbicida sulfentrazone a presença de palha imapctou de maneira mais expressiva na lixiviação desse herbicida que o perido de seca. Para imazapic e amicarbazone, os valores de Kd foram baixos devido à sua alta solubilidade em água; no entanto, a adsorção de imazapic foi fortemente influenciada pelo pH do solo, e para amicarbazone a adsorção e dessorção foi influenciada pela matéria orgânica e pH dos solos. Para indaziflam, Kd foi correlacionado negativamente com o teor de argila, mas foi positivamente correlacionado com a matéria orgânica. A adsorção de indaziflam foi superior a 80% em todas as concentrações, enquanto que a adsorção imazapic foi inferior a 7% em todas as concentrações. A adsorção de amicarbazone foi inferior a 20% em todas as concentrações. A dessorção de indaziflam foi de 30%, 28,5% e 27,5% a 0,125, 0,5 e 1 ppm, respectivamente, após 5 dias. A dessorção máxima para amicarbazone foi observada a 1 ppm com 11%. Para o indaziflam, após um período de sete dias após a aplicação dos herbicidas sobre a palha de cana-de-açúcar simulou-se uma precipitação de 24 mm resultando na remoção de apenas 25% do herbicida interceptado. Para o herbicida imazapic a palha de cana-de-açúcar não apresentou uma barreira de expressiva para interceptação desse produto. Dessa forma, as características dos herbicidas, como a solubilidade em água e Kow, podem ser utilizadas para determinar a sua dinâmica em sistemas de produção de cana-de-açúcar, sendo que os atributos lixiviação, sorção em palha e em solo, podem direcionar a uma predileção do comportamento agronômico e destino ambiental de herbicidas residuais. Dessa forma, pode-se concluir que a presença de palha na superfície do solo atrelada aos diferentes períodos de seca pode afetar a mobilidade desses herbicidas no ambiente. Conclui-se que as cracteristicas físico-quimicas dos herbicidas associadas com os atributos do solo podem direcionar a dinâmica de adsorção e dessorção dos herbicidas. As características dos herbicidas, como a solubilidade em água e Kow, podem ser utilizadas para determinar a dificuldade de remoção dos herbicidas em palha de cana-de-açucar.Herbicides applied to sugar cane systems, directly on the soils our by residues, are available to transport, retention and transformation phenomenon. In this context, the objective of this work was to evaluate the leaching and sorption of residual herbicides in soils with different physicochemical characteristics and in sugarcane residues. Four experiments were carried out. The first, was based on the bioassay methodology, followed the 8 x 2 x 2 factorial scheme, in a completely randomized design, with four replications, eight depths of the soil profile, two dry periods (0 and 30 days after application of the treatments (DAT) and two quantities of residues, this factorial was adopted individually for the herbicides amicarbazone (1225 g ia ha-1); imazapic (147 g i.a ha-1), sulfentrazone (800 g i.a ha-1) and tebuthiuron (900 g i.a ha-1). The herbicides were applied to the top of soil columns mounted in PVC tubes with 0 and 10 t ha-1 of straw, these treatments were submitted to the three different periods of dry (0 and 30 DATs), at the end of those times a 30 mm rainfall simulation and Cucumis sativus sowing (bioindicator plant), phytotoxicity (7, 10 and 15 DAE), dry mass and shoot height were evaluated. It was noted that the greatest phytotoxicity of the herbicide amicarbazone was in the 0-5 cm layer. And that periods of drought and straw decreased the mobility of this herbicide in the columns. In leaching tebuthiuron, imazapic and sulfentrazone the permanence of the product on the sugarcane straw during 30 DAT made the leaching of this herbicide minor. Thus, it can be concluded that the presence of straw on the soil surface coupled to the different periods of drought can affect the mobility of these herbicides in the environment. The second experiment consisted in the determination of coeficivity of adosorption and desorption (Kd and Koc) in 16 soils with different physicochemical characteristics, for the herbicides indaziflam, imazapic and amicarbazone. The C14- labeled radio-herbicide methodology was used to apply five different concentrations of the cold herbicides (0.125, 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00 ppm), associated with the different soils and herbicides radio -marked at the concentrations of 0.24 KBq of indaziflam, 0.26 KBq of imazapic or 0.20 KBq of amicarbazone, individually in each experimental unit. The concentration of radiolabelled herbicides present in the supernatant was determined by liquid scintillation spectroscopy (LSS) and by difference between the amount initially applied and the present in the soil solution, determining adsorption. Through the same process the herbicide desorption was also evaluated in four days of analysis For imazapic and amicarbazone, Kd values were low due to their high solubility in water; however, the adsorption of imazapic was strongly influenced by the pH of the soil, and for amicarbazone the adsorption and desorption was influenced by the organic matter and pH of the soils. For indaziflam, Kd was negatively correlated with clay content but was positively correlated with organic matter. The third experiment evaluated the adsorption of indaziflam, imazapic and amicarbazone in sugarcane straw. A typical study and batch equilibrium was conducted to determine adsorption and desorption at different concentrations of the herbicides. Sugarcane residues (0.27 g) was combined with three concentrations of the herbicides (0.125, 0.5 and 1 ppm) plus 0.24 KBq of indaziflam, 0.26 KBq imazapic or 0.20 KBq of labeled amicarbazone radio. The adsorption of indaziflam, imazapic and amicarbazone was evaluated 24, 48 and 120 hours, respectively, after the contact of sugarcane residues. Indaziflam adsorption was greater than 80% at all concentrations, while imazapic adsorption was below 7% at all concentrations. The adsorption of amicarbazone was less than 20% at all concentrations. Indaziflam desorption was 30%, 28.5% and 27.5% at 0.125, 0.5 and 1 ppm, respectively, after 5 days. Maximum desorption for amicarbazone was observed at 1 ppm with 11%. The desorption for imazapic was not determined due to the low initial adsorption. A fourth experiment, addressed the interception of herbicides by sugarcane straw through simulated rainfall in various amounts of precipitation (3, 6, 12 and 24 mm). Two amounts of sugarcane straw were uniformly spread over a stainless steel screen (5 t ha-1 and 10 t ha-1), then the screen was placed on a Pyrex® pan. The rain simulations occurred at 0 hr, 24 hrs and seven days after the treatments were applied. For indaziflam, a period of seven days after application of the herbicides on the sugarcane straw was simulated a precipitation of 24 mm resulting in the removal of only 25% of the adsorbed herbicide. For the herbicide imazapic the sugarcane straw did not present an expressive barrier to interception of this product. Thus, the characteristics of the herbicides, such as water solubility and Kow, can be used to determine their dynamics in sugarcane production systems, and the leaching, straw sorption and soil attributes can a predilection for agronomic behavior and environmental fate of residual herbicides