Degradation and sorption of fipronil and atrazine in Latossols with organic residues from sugarcane crop / Degradação e sorção de fipronil e atrazina em Latossolos com resíduos orgânicos da cultura de cana-de-açúcar

ABSTRACT: Organic residues from sugarcane crop and processing (vinasse, boiler ash, cake filter, and straw) are commonly applied or left on the soil to enhance its fertility. However, they can influence pesticide degradation and sorption. The objective of this study was to assess the effect of adding these organic residues on the degradation and sorption of fipronil and atrazine in two soils of the State of Mato Grosso do Sul, MS, Brazil. The degradation experiment was carried out with laboratory-incubated (40 days; 28°C; 70% field capacity) soils (0-10cm). The batch equilibration method was used to determine sorption. Fipronil (half-life values of 15-105 days) showed to be more persistent than atrazine (7-17 days). Vinasse application to the soil favored fipronil and atrazine degradation, whereas cake filter application decreased the degradation rates for both pesticides. Values for sorption coefficients (Kd) were determined for fipronil (5.1-13.2mL g-1) and atrazine (0.5-1.5mL g-1). Only straw and cake filter residues enhanced fipronil sorption when added to the soil, whereas all sugarcane residues increased atrazine sorption.

RESUMO: Resíduos orgânicos do cultivo e processamento da cana-de-açúcar (vinhaça, cinzas, torta de filtro e palha) são usualmente aplicados ou deixados no solo para aumentar sua fertilidade, mas eles podem influenciar na degradação e sorção de agrotóxicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adição desses resíduos orgânicos no solo sobre a degradação e sorção do fipronil e da atrazina em dois solos no Estado de Mato Grosso do Sul, MS, Brasil. O experimento de degradação foi realizado com solos (0-10cm) incubados em laboratório (40 dias; 28°C; 70% da capacidade de campo). Para determinar a sorção, foi usado o método da batelada. Fipronil mostrou ser mais persistente (valores de meia-vida entre 15-105 dias) que atrazina (7-17 dias). O solo com adição de vinhaça favoreceu a degradação de fipronil e atrazina, enquanto adição da torta de filtro desacelerou o processo. Os valores do coeficiente de sorção (Kd) foram determinados para fipronil (5,1-13,2mL g-1) e atrazina (0,5-1,5mL g-1). Apenas os resíduos palha e torta de filtro aumentaram a sorção de fipronil quando adicionados ao solo, enquanto todos os resíduos aumentaram a sorção de atrazina.

Persistência de inseticidas e parâmetros microbiológicos em solo sob sistemas de manejo / Persistence of insecticides and microbiological attributes in a soil under different management systems

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação dos inseticidas bifentrina, permetrina e tiametoxam em um solo sob sistemas de integração lavoura-pecuária (SILP), plantio direto (SPD) e convencional (SC), e sua relação com atributos microbiológicos (carbono da biomassa microbiana, respiração basal e atividade das enzimas -glucosidase e fosfatase ácida). O experimento foi realizado utilizando solos incubados (0-10cm) com umidade a 75% da capacidade de campo e 28ºC por 51 dias. Além de aumentos de matéria orgânica, biomassa e atividade microbiana, o sistema SILP também favoreceu a degradação mais rápida dos três inseticidas no solo, em comparação aos outros sistemas avaliados. Dentre os inseticidas avaliados, o tiametoxam apresentou degradação lenta no solo, com valores de meia-vida (TD50) entre 46 e 89 dias. Os valores de TD50 para bifentrina ficaram entre 14 e 44 dias e para permetrina entre 9 e 47 dias, considerando todos os sistemas avaliados.

The aim of this research was to evaluate the degradation of bifenthrin, permethrin and thiamethoxam insecticides in a soil under crop-livestock integration (CLIS), no-tillage (NTS) and conventional (CS) systems and its relationship with microbiological attributes (microbial biomass C, basal soil respiration and activities of β-glucosidase and acid phosphatase). The experiment was carried out using incubated soil (0-10cm) with moisture content about 75% of field capacity at 28ºC for 51 days. Besides the increase in soil organic matter content, biomass and microbial activity, CLIS system also favored a faster degradation of the three insecticides in soil compared to the others. Among the evaluated insecticides, thiamethoxam showed the slowest degradation in soil with half-life (DT50) values between 46 and 89 days. Bifenthrin DT50 values were between 14 and 44 days and for permethrin between 9 and 47 days.

A temperatura e umidade na degradação de fipronil em dois solos de Mato Grosso do Sul / Temperature and moisture on fipronil degradation in two soils of Mato Grosso do Sul State, Brazil

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da temperatura e umidade na degradação de fipronil, em condições de laboratório, em dois solos de Mato Grosso do Sul. Os solos (0-30 e 50-70cm) foram incubados nas temperaturas de 30 e 40°C e umidades de 50 e 80% da capacidade de campo. Amostras para análise dos resíduos de fipronil foram retiradas aos 0, 3, 10, 17, 24, 34 e 44 dias, sendo os dados das quantidades remanescentes em função do tempo ajustados aos modelos de cinética de primeira ordem e bifásico. O aumento da umidade e temperatura favoreceu a degradação do fipronil em ambos os solos. O modelo de cinética de primeira ordem mostrou-se superior ao bifásico para descrever a degradação do fipronil com valores de meia-vida entre 19 e 74 dias.

This research had the aim to evaluate the influence of temperature and moisture on fipronil degradation under laboratory conditions of two soils at Mato Grosso do Sul State. Soil samples (0-30 and 50-70cm) were incubated at temperatures of 30 and 40°C and soil moistures of 50 and 80% field capacity. Soil samples for fipronil residue analysis were collected at 0, 3, 10, 17, 24, 34, and 44 days after application and remaining amount data as a function of time were fitted to first-order kinetic and biphasic models. Temperature and soil moisture increase did improve fipronil degradation for both soils. First-order kinetics model did show a better performance than biphasic model to describe fipronil degradation with half-life values between 19 and 74 days.

Potencial de contaminação da água subterrânea por pesticidas na bacia do rio Dourados, MS / The potential of contamination of groundwater by pesticides in Dourados river watershed, MS- Brazil

Este trabalho teve os seguintes objetivos: 1) elaborar base de dados contendo informações sobre o uso de pesticidas na Bacia Hidrográfica do Rio Dourados (BHRD) na Bacia Hidrográfica do Rio Dourados (BHRD), MS; 2) simular a lixiviação dos principais pesticidas utilizados na BHRD por meio do simulador PEARL; e 3) gerar "ranking" dos principais pesticidas utilizados na BHRD com relação ao seu potencial de contaminação das águas subterrâneas. A base de dados foi composta por 4.374 receituários agronômicos emitidos no ano de 2002. Os dados de entrada para o simulador PEARL foram determinados experimentalmente ou obtidos na literatura. As simulações foram realizadas considerando o período de 19 anos, obtendo-se as concentrações na fase líquida do solo a 2, 5 e 10 m de profundidade e profundidades máximas de lixiviação. Os pesticidas mais usados na BHRD foram o glifosato, seguido em ordem decrescente pelo 2,4-D, fipronil, metamidofós, imazaquim, parationa metílica, trifluralina e atrazina. As simulações revelaram que os pesticidas com maior potencial de contaminação da água subterrânea na BHRD foram o bentazona, imazetapir, fomesafem, 2,4-D, metamidofós, imazaquim, tiodicarbe e monocrotofós.