Physiological responses of herbicides in rice subjected to salinity conditions in the irrigation water

In irrigated rice, the use of chemical weed control constitutes the most adopted tactic in the management of these, however, some physiological responses of plant under salt stress conditions are not well elucidated. This study aimed to evaluate physiological variables in irrigated rice in response to the effect of selective herbicides to the crop in salinity conditions of irrigation water. The experiment was conducted in a greenhouse and laboratory belonging to the Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão/RS, during the agricultural year of 2013/14 and 14/15. The herbicides were used Aura® 200 (profoxydim 170 g.i.a. ha-1), Clincher® (Cyhalofop-butyl 315 g.i.a. ha-1), Nominee® (bispyribac sodium, 50 g.i.a. ha-1) and Gamit® (clomazone 600 g.i.a ha-1). All of these have been applied in the V3-V4 growth stage, prior to the establishment of the water layer, which was maintained in the presence or absence of 7.5 dS m-1 NaCl. In the first trial, the variables analyzed were phytotoxicity, relative water content, activity of antioxidant enzymes (CAT, APX and SOD), lipid peroxidation and hydrogen peroxide.The objective of this experiment infer about the physiological effects triggered by the action of selective herbicides the rice crop applied post-emergence under salt conditions in irrigation water. The clomazone herbicide showed the highest phytotoxicity for non saline treatment, however to treat with salt there was a significant recovery, and the highest value of CRA associated with increased activity of CAT, APX to lower activity and low activity for SOD. The low lipid peroxidation and peroxide content indicating that CAT is effective in the elimination of ROS thus preventing damage the membranes. The profoxidim herbicide when applied in isolation kept low phytotoxicity, but the CRA was the most affected in both conditions of salinity. The high-value activity of antioxidant enzymes and lipid peroxidation indicate that oxidative stress is also associated with the action of this herbicide.The herbicide bispyribac-sodium did not change the phytotoxicity and the CRA. The values of the antioxidant activity of enzymes associated with low lipid peroxidation indicate that oxidative stress occurs to a lesser extent to ALS-inhibiting herbicides. To cyhalofop butyl was high phytotoxicity and the greatest reduction in CRA for non saline treatment. In the second experiment aimed to investigate the physiological parameters chlorophyll index flavonoids, anthocyanins, nitrogen balance index and osmotic potential of rice plants. The clomazone herbicide showed recovery of chlorophyll index, nitrogen balance index and osmotic potential parameters, under salt stress, showing higher production of anthocyanins, probably due to increased activation of defense mechanism. All treatments that combined the two stress showed a reduction in the nitrogen balance index and at 21 and 28 DAA respectively. The clomazone herbicide applied under salt stress conditions showed recovery of most of the evaluated parameters, being this, an alternative to chemical weed control in rice cultivation in these conditions. These changes suggest that herbicides modifies physiological parameters evaluated, probably by an elevation in energy costs to metabolization.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNa cultura do arroz irrigado, a utilização do controle químico se constitui na tática mais adotada no manejo de plantas daninhas, porém, algumas respostas fisiológicas da planta sob condições de estresse salino não são bem elucidadas. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação e em laboratório pertencente à Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Capão do Leão/RS, durante o ano agrícola de 2013/14 e 14/15. Os herbicidas utilizados foram Aura® 200 (profoxidim 170 g.i.a ha-1), Clincher® (cialofope butílico 315 g.i.a ha-1), Nominee® (bispiribaque sódico 50 g.i.a ha-1) e Gamit® (clomazona 600 g.i.a ha-1), aplicados no estádio V3-V4, antes do estabelecimento da lâmina de água, a qual foi mantida na presença ou ausência de 7,5 dS m-1 de salinidade. No primeiro ensaio, as variáveis analisadas foram fitotoxicidade, conteúdo relativo de água (CRA), atividade das enzimas antioxidantes (CAT, APX e SOD), peroxidação lipídica e peróxido de hidrogênio. Objetivou-se com esse experimento inferir sobre os efeitos fisiológicos desencadeados pela ação de herbicidas seletivos a cultura do arroz aplicados em pós-emergência sob condições salinas da água de irrigação. O herbicida clomazona mostrou a maior fitotoxicidade para o tratamento não salino, no entanto para o tratamento com sal houve recuperação, e o maior valor de CRA, associado a maior atividade da CAT, menor atividade para APX e baixa atividade para SOD. A baixa peroxidação lipídica e conteúdo de peróxido indicam que a CAT é efetiva na eliminação de EROs impedindo assim, o dano as membranas. O herbicida profoxidim quando aplicado de forma isolada manteve baixa fitotoxicidade, porém o CRA foi o mais afetado nas duas condições de salinidade. O alto valor de atividade das enzimas antioxidantes e de peroxidação lipídica indicam que o estresse oxidativo também está associado a ação deste herbicida. O herbicida bispiribaque-sódico não alterou a fitotoxicidade e o CRA, estando os valores de atividade enzimática associados a baixa peroxidação lipídica, o que indica ocorrência de estresse oxidativo em menor grau para o herbicida inibidor de ALS. Para cialofope-butílico houve alta fitotoxicidade e a maior redução no CRA para o tratamento não salino. No segundo experimento objetivou-se investigar os parâmetros fisiológicos índice de clorofilas, flavonoides, antocianinas, índice de balanço de nitrogênio e potencial osmótico em plantas de arroz irrigado. O herbicida clomazona apresentou recuperação no índice de clorofila, índice de balanço do nitrogênio e potencial osmótico sob estresse salino, mostrando maior produção de antocianinas, provavelmente devido a maior ativação do mecanismo de defesa. Todos os tratamentos que combinaram os dois estresses apresentaram redução no índice de balanço do nitrogênio e índice de clorofila aos 21 e 28 dias após a aplicação, respectivamente. O herbicida clomazona aplicado sob condições estresse salino mostrou recuperação da maioria dos parâmetros avaliados, constituindo-se este, uma alternativa ao controle químico de plantas daninhas na cultura do arroz nestas condições. Estas alterações sugerem que os herbicidas interferem nos parâmetros fisiológicos avaliados, provavelmente por uma elevação nos custos energéticos de metabolização