Características fisiológicas de Crambe abyssinica sob aplicação de herbicidas
Introdução
O crambe (Crambe abyssinicaHochst) é uma espécie pertencente à família
Brassicaceae, originária da região do Mediterrâneo e com relatos de ocorrência
de algumas espécies na Etiópia (Weiss, 2000). É tolerante ao frio, com grande
potencial para produção industrial de biocombustíveis, pelo elevado efeito
lubrificante e teor de óleo, com valores entre 30 e 45% da semente (Toebe et
al.,2010). Como matéria-prima para produção de biodiesel, a espécie produz em
média 1507 kg ha-1de sementes, as quais têm 34% de óleo (Jasper et al., 2010).
A cultura de crambe é relativamente recente no Brasil, existindo pouca
informação sobre a sua gestão para a obtenção de elevada produtividade com o
mínimo de risco económico e ambiental. Entre os fatores abióticos e bióticos
que interferem na produtividade do crambe, destaca-se a interferência das
plantas daninhas. Por se tratar de uma espécie de crescimento inicial lento, as
plantas de crambe durante o período inicial podem sofrer interferência negativa
da comunidade infestante e ter o seu crescimento e desenvolvimento vegetativo
comprometido, bem como a produção de sementes e de óleo, (Endres e Schatz,
1993). Embora o período crítico de prevenção à interferência com as infestantes
para a cultura do crambe ainda não esteja definido, Glaser (1996) afirma que a
cultura deve ser mantida livre de infestantes por quatro semanas a partir da
emergência. Na maioria das culturas de interesse económico, a aplicação de
herbicidas é o método mais utilizado para controle de infestantes. Isso ocorre
porque esse método é geralmente eficiente e rápido, e mais económico, tornando
possível o cultivo de grandes áreas, com pouca dependência de mão-de-obra
(Rocha et al., 2010). Todavia, a fim de utilizar o método químico de controle
de infestantes, são necessários estudos para selecionar herbicidas seletivos à
cultura. A seletividade dos herbicidas é a base para o sucesso do controle
químico das infestantes, sendo considerada a resposta diferencial de diversas
espécies de plantas a determinado herbicida (Oliveira Jr., 2001; Das et
al.,2003; Rizzardi et al.,2003). A competição das infestantes leva ao menor
fornecimento de alguns recursos para as culturas (Vidal et al.,2004; Galon et
al.,2007; Rigoli et al., 2008), levando a deficiências que culminam em
alterações em características fisiológicas, que podem ocasionar interferência
nas variáveis associadas à fotossíntese (Sharkey e Raschke, 1981; Floss, 2008).
A atividade fotossintética pode sofrer alterações ainda devido à aplicação de
agroquímicos, principalmente herbicidas, que afetem direta ou indiretamente o
ciclo fotossintético (Concenço et al., 2012). Herbicidas inibidores da
fotossíntese como paraquate e atrazina, por exemplo, por atuarem diretamente na
rota fotossintética ocasionam efeitos de grande magnitude sobre os parâmetros
associados à fotossíntese. Outros, como os inibidores da enzima Protox, embora
não atuem diretamente na rota fotossintética, dependem da luz para exercer
ação. Um terceiro grupo compreende aqueles herbicidas cuja ação na planta
ocasiona desregulação no metabolismo, com menor reflexo sobre a taxa
fotossintética do vegetal (Concenço et al., 2012). Nestes pressupostos,
objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito dos herbicidas fluazifope-p-
butilo, cletodimee, bentazona+imazamoxi, s-metolacloro e setoxidimee aplicados
em diferentes doses em características fisiológicas de crambe (Crambe
abyssinicaHochst), designadamente, trocas gasosas, taxa fotossintética e
eficiência no uso da água.
Material e Métodos
Os estudos foram realizados em estufa, na Empresa Brasileira de Pesquisa
Agropecuária -EMBRAPA, unidade Agropecuária Oeste, localizada em altitude media
de 452 metros, latitude 22º 14' S e longitude 54º 49'W no Município de
Dourados/MS, entre os meses de setembro e outubro de 2012.
Os ensaios foi delineados em blocos casualizados com quatro repetições no
arranjo fatorial 5x4+1, onde o fator A representou os cinco herbicidas testados
e o fator B as doses dos respectivos herbicidas, além de uma testemunha sem
aplicação. Foram avaliados os seguintes herbicidas e doses: (Fusilade®)
fluazifope-p-butilo 0,25; 0,75; 1,0 e 1,5 L ha-1; (Select®) cletodimee 0,1;
0,3; 0,4 e 0,6 L ha-1; (Amplo®) bentazona+imazamoxi 0,25; 0,75; 1,0 e 1,5 L ha-
1; (Dual Gold®) s-metolacloro 0,38; 1,13; 1,5 e 2,25 L ha-1; e (Poast®)
setoxidimee 0,25; 0,75; 1,0 e 1,5 L ha-1. As doses testadas correspondem a 25%,
75% 100% e 150% da dose de rótulo de cada produto, respectivamente.
As unidades experimentais consistiam em vasos de polietileno com capacidade de
5 L, sendo as sementes da cultivar de crambe FMS Brilhante' uniformemente
distribuídas a 2 cm de profundidade, num total de 20 sementes por vaso. A
aplicação dos tratamentos em pós-emergência foi realizada nas primeiras horas
da manhã, 15 dias após a emergência do crambe, quando a cultura estava com 4
folhas. Para ambas as aplicações, utilizou-se pulverizador de dorso da marca
Herbicat, modelo universal pressurizado a CO2, com pressão constante de 30 kPa,
equipado com duas pontas de jato plano Teejet XR 110.02, o que proporcionou
volume de calda de 140 L ha-1. As condições ambientais no momento da aplicação
eram favoráveis: temperatura ca. 27 °C, umidade relativa do ar ca. 70%, vento
de 4 km h-1 e céu limpo.
As unidades experimentais foram mantidas agrupadas e equidistantes, de forma
que a área de superfície disponível para o desenvolvimento das plantas
correspondesse à área da unidade experimental. Aos 30 dias após a emergência
(DAE) foram realizadas as avaliações, no terço médio da primeira folha
completamente expandida das plantas de C. abyssinica. Foi utilizado um
analisador de gases no infravermelho (IRGA), marca ADC, modelo LCA PRO-SD
(Analytical Development Co. Ltd, Hoddesdon, UK), em estufa aberta, permitindo
livre circulação do ar. Cada bloco foi avaliado, entre as 8 e 10 horas da
manhã, de modo a que as condições ambientais fossem homogéneas durante a
avaliação de cada bloco. As variáveis avaliadas foram a condutância estomática
de vapores de água (gs' mol m-1s-1), taxa de transpiração (E - mol H2O m-2 s-
1), temperatura da folha (ºC), concentração interna de CO2(Ci - µmol mol-1),
CO2consumido (ΔC - µmol mol-1), taxa fotossintética (A - µmol m-2 s-1) e
eficiência no uso da água (WUE - mol CO2 mol H2O-1). Os dados foram submetidos
à análise de variância pelo teste F; quando significativos, os dados
qualitativos foram agrupados pelo Critério de Scott-Knott a 5% de
probabilidade; enquanto o efeito de doses foi apresentado em gráficos com
erros-padrão.
Resultados e Discussão
Na menor dose dos herbicidas testados constatou-se que apenas a substância
activa s-metolacloro apresentou decréscimo no CO2 consumido (ΔC); os demais
tratamentos não diferiram da testemunha sem herbicidas. Nas doses 75%, 100% e
150% houve decréscimo do ΔC, quando as plantas de C. abyssinicaforam tratadas
com fluazifope-p-butilo, s-metolacloro e setoxidimee. Nas doses 100% e 150%,
foram observados valores nulos de ΔC, devido à morte das plantas, quando essas
foram tratadas com bentazona+imazamoxi (Quadro_1).
Constatou-se que as plantas de C. abyssinica se apresentaram como altamente
sensíveis à mistura bentazona+imazamoxi; o bentazona é um herbicida inibidor do
fotossistema II que atua na proteína D-1, interrompendo o fluxo de eletrões
entre os fotossistemas (Silva, 2007). Já o imazamoxi é um inibidor da enzima
acetolactato sintase, cuja ação paralisa a síntese de três aminoácidos leucina,
isoleucina e valina e consequentemente a síntese de proteínas (Silva, 2007), e
os sintomas das plantas sob efeito dos herbicidas inibidores da ALS incluem
paralisação do crescimento, amarelecimento dos meristemas, redução do sistema
radicular e a morte devido a paralização da produção dos aminoácidos essenciais
(Oliveira Jr., 2001). Dessa forma, pode-se afirmar que a bentazona tem ação
direta no aparelho fotossintético e o imazamoxi age indiretamente no sistema. É
esperado, no entanto, que a bentazona também interfira de forma indireta na
taxa de transpiração (E) devido à sua interdependência do aparelho
fotossintético (Concenço et al., 2012). A presença do herbicida reduz a
condutância estomática nas plantas sensíveis e, muitas vezes, em plantas
tolerantes. Isso, geralmente, ocorre devido ao fecho dos estomas, o qual é
influenciado por diversos fatores, como disponibilidade hídrica, luz e energia,
poluição e herbicidas usados no controle de plantas daninhas (Torres et
al.,2012). Nessas mesmas dosagens as plantas tratadas com S-metolacloro e
setoxidimee mostraram redução do ΔCem relação aos tratamentos isentos do
produto (Quadro_1).
Não foi observada variação no carbono interno (Ci) das plantas de C.
abyssinicatratadas com os diferentes herbicidas nas doses de 25% e 75%, já nas
doses 100% e 150%, as plantas tratadas com a mistura de herbicidas
bentazona+imazamoxi apresentaram valores nulos de Ci (Quadro_1).
A menor dose dos herbicidas não afetou a taxa transpiratória do crambe; com
relação à dose 75%, constatou-se acréscimo na Edas plantas quando estas foram
tratadas com a mistura bentazona+imazamoxi, diferindo dos outros tratamentos.
Na dose de rótulo, observou-se que plantas tratadas com s-metolacloro
apresentaram decréscimo nos valores de E. Deve-se destacar que na dose 150% os
herbicidas cletodime es-metolacloro afetaram a E das plantas tratadas (Quadro
1).
Ao se considerar a dose de 25%, observou-se que fluazifope-p-butilo, cletodime
e a mistura bentazona+imazamoxi promoveram incremento nos valores da
condutância estomática (gs) de C. abyssinica; entretanto, na dose de 75%
constatou-se acréscimos nos valores de gs das plantas tratadas com a mistura
bentazona+imazamoxi em relação aos demais tratamentos.
Os herbicidas fluazifope-p-butilo, setoxidimee e cletodime são produtos com
ação específica como graminicidas, cujo mecanismo de ação é a inibição da
enzima ACCase (Acetil coenzima A carboxilase), que provoca a paralisação da
biossintese de lipídios, que são constituintes essenciais das membranas
plasmáticas das células e organelas. Agem de forma indireta no aparato
fotossintético, promovendo redução na absorção de água e minerais, bem como, na
sua translocação e promovendo o fechamento dos estomas (Silva, 2007).
A condutância foliar é composta por uma pequena parte pela condutância
cuticular da epiderme e, pela gs(condutância estomática) quando os estomas
estão abertos, que é controlada pelas células-guarda dos estomas. Na dose
recomendada dos herbicidas observou-se que plantas tratadas com cletodimee e
setoxidime mostraram incremento na gs em relação aos demais tratamentos. A gsé
influenciada por características que dependem também de fatores endógenos e
ambientais (Brodribb e Holbrook, 2003), influenciando diretamente a
transpiração (E). Assim, embora os inibidores da ACCase sejam considerados
seletivos às espécies de folhas largas, nossos resultados inferem que esta
seletividade não é total e as características fisiológicas de plantas de folhas
largas são afetadas pela aplicação de inibidores da ACCase (Quadro_1).
Com relação à taxa fotossintética (A), constatou-se que a menor dose de s-
metolacloro promoveu redução significativa dessa variável em relação aos demais
tratamentos (Quadro_1). Sabe-se que estresses causados por agentes químicos,
como os herbicidas, podem afetar a condutância estomática (Centritto et
al.,2003; Redondo-Gómez et al., 2008). Fuchs etal.(2002) observaram que o
decréscimo na gsfoi o maior fator para a redução da A causada por glyphosate em
Myriophyllum aquaticum, sendo que esse padrão de redução na gsrefletiu em menor
Ci. Ferrell et al.(2003) também encontraram alta correlação entre A e gs.
Vários são os fatores que influenciam a fotossíntese das plantas direta ou
indiretamente, como deficiência hídrica, estresse térmico e herbicidas
utilizados para o controle de plantas daninhas (Loreto e Bongi, 1989). Além
desses fatores, a concentração interna e externa de gases (Kirschbaum e Pearcy,
1988) e a composição e intensidade da luz (Sharkey e Raschke, 1981) podem estar
associadas a danos causados por herbicidas (Ferreira et al.,2005). A taxa
fotossintética está diretamente relacionada com a radiação fotossinteticamente
ativa (composição da luz), aos fatores de disponibilidade hídrica e às trocas
gasosas (Naves-Barbiero et al.,2000), altamente dependentes da abertura
estomática, podendo assim ser boa indicadora da resposta de plantas a
herbicidas (Concenço et al., 2012).
Os herbicidas fluazifope-p-butilo, s-metolacloro e setoxidimee promoveram
redução na A na dose 75%; já na dose recomendada, observou-se a formação de
quatro grupos de herbicidas segundo o critério de agrupamento de Scott-Knott,
sendo que a testemunha e as plantas sob aplicação de cletodimee apresentaram os
maiores valores de A;o fluazifope-p-butilo promoveu leve redução nos valores
dessa variável e maiores decréscimos foram observados para os herbicidas s-
metolacloro e setoxidimee, comportamento semelhante foi observado para a maior
dose recomenda dos produtos. Destacando-se que valores nulos para a Aforam
observados para a mistura bentazona+imazamoxi (Quadro_1). Embora os herbicidas
inibidores da ACCase não controlem plantas de folhas largas (Silva, 2007), eles
afetam outros processos fisiológicos das plantas que, em cultura, poderiam
resultar em menor produtividade. Assim, os parâmetros fisiológicos despontam
como adequados para aferição de danos de herbicidas às plantas (Concenço et
al., 2012), principalmente em casos onde o dano não é visível externamente. C.
abyssinica apresentou-se tolerante aos três herbicidas avaliados (fluazifope-p-
butilo, s-metolacloro e setoxidime), independente de dose; no entanto, foram
observados decréscimos na Adevido a prováveis efeitos indiretos dos herbicidas
no metabolismo do vegetal, que resultou em prejuízos ao funcionamento do
aparelho fotossintético. Este efeito pode advir da própria molécula herbicida,
ou dos demais componentes presentes na formulação do produto como adjuvantes,
geralmente há necessidade de adição na calda de puverização.
A eficiência no uso da água (WUE) das plantas de C. abyssinicafoi afetada na
presença dos herbicidas fluazifope-p-butilo, cletodimee, s-metolacloro e
setoxidimee já na primeira dose. A partir da dose 75%, todas as parcelas
tratadas apresentaram decréscimo nos valores de WUEem relação à testemunha
(Quadro_1).
Culturas mais eficientes no uso da água podem produzir quantidade maior de
matéria seca por grama de água transpirada. O uso mais eficiente da água está
diretamente relacionado ao tempo de abertura estomática, pois, enquanto a
planta absorve CO2para a fotossíntese, a água é perdida por transpiração, com
intensidade variável, dependendo do gradiente de potencial entre a superfície
foliar e a atmosfera, seguindo uma corrente de potenciais hídricos (Concenço et
al., 2007). Dessa forma, como a maior parte dos herbicidas testados promoveram
decréscimo na gse consequentemente redução na E,daí a redução na WUE.
Ao avaliar o efeito das doses nas características fisiológicas de C.
abyssinica, constatou-se que as plantas tratadas com o fluazifope-p-butilo
apresentaram tendência de redução nos valores de ΔC, A e WUEcom o aumento da
dose desse herbicida; os valores de gs e Eapresentaram incremento na dose 25%
em relação a dose 0 (testemunha), sendo que as demais doses não difeririam da
testemunha, ou seja, foi observado pico de elevação das variáveis gs e E da
testemunha para a dose de 25%. O fluazifope-p-butilo não promoveu alterações no
Ci com o incremento na dose (Fig._1).
A fotossíntese, e consequentemente a respiração, dependem de vários fatores,
entre os quais o constante fluxo de CO2 e O2entrando e saindo da célula; este
fluxo livre é função da concentração de CO2 e O2nos espaços intercelulares
dependentes da abertura estomática, controladora maioritária do fluxo de gases
(Taylor Jr. e Gunderson, 1986; Messinger et al.,2006). Essa, por sua vez, é em
grande parte controlada pela turgescência tanto das células-guarda (que
controlam a abertura dos estomas) como das células epidérmicas anexas aos
estomas (Humble e Hsiao, 1970). Desse modo, qualquer efeito do herbicida que
leve à menor absorção ou translocação de água, pode afetar primeiramente a
condutância estomática e, ou, mesofílica, contribuindo indiretamente para a
redução da taxa fotossintética.
O herbicida cletodimee promoveu decréscimo nos valores de ΔC, E e A na maior
dose do produto em relação às demais; Ci e gsmostraram leve tendência de
acréscimo com o aumento das doses do cletodimee; e a WUEapresentou redução já
na primeira dosagem em relação a testemunha (Fig._2).
Todas as plantas tratadas com bentazona+imazamoxi apresentaram tendência de
acréscimo nos valores das variáveis ΔC, Ci, E e gsda testemunha para a dose 75%
do produto; já para A e WUEobservou-se tendência de acréscimo nos valores
dessas variáveis da testemunha para a dose 25%, seguido de decréscimo na dose
75%; entretanto, todas as variáveis estudadas apresentaram valores nulos nas
doses recomendadas e na maior dose da mistura (Fig._3).
O s-metolacloro promoveu redução nos valores de todas as variáveis avaliadas em
plantas de C. abyssinicacomparativamente à testemunha, exceto com relação a
Cionde não foi observada alteração (Fig._4).
O s-metolacloro pertence ao grupo das cloroacetamidas, sendo que o provável
sítio de ação do mesmo seja a inibição dos ácidos graxos de cadeias muito
longas, ocasionando uma gama de efeitos variados nos processos bioquímicos das
plantas tratadas com este produto. Assim pode-se presumir efeito indireto deste
produto nas variáveis fisiológicas das plantas sensíveis (Silva, 2007). Nas
maiores doses, o setoxidime promoveu redução no ΔC, Ae WUE, sendo observado
também incremento nos valores de Ci nas maiores doses do herbicida (Fig._5).
Conclusões
Plantas de C. abyssinicapulverizadas com os herbicidas fluazifope-p-butilo,
cletodimee, bentazona +imazamoxi, s-metolacloro, setoxidimee no estado
fenológico de 4 folhas, apresentaram respostas diferenciadas. Todos os
herbicidas causaram efeitos negativos nas características fisiológicas; a
eficiência no uso da água foi afetada pelos herbicidas testados; fluazifope-p-
butilo, s-metolacloro e setoxidimee provocaram redução drástica na taxa
fotossintética em altas doses, e a mistura bentazona+imazamoxi na dose de
rótulo provocou a morte das plantas de crambe.
