Susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl in Southern region of Brazil and impact of the weed phenology on its efficacy of control / Suscetibilidade de populações de Echinochloa a cyhalofop-butyl na região Sul do Brasil e impacto da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle

ABSTRACT: Cyhalofop-butyl stands out among the herbicides in the control of imidazolinone-resistant Echinochloa species; but, rice farmers are not always satisfied with the control achieved with this herbicide. The objectives were to evaluate in regional scale the susceptibility of Echinochloa populations to cyhalofop-butyl, and quantify the effect of the weed phenology on its efficacy of control. For this, three trials were carried out under greenhouse conditions with a fully random design, using Echinochloa populations collected in rice fields in the southern region of Brazil. In two trials, the susceptibility level of 156 (2012/13 growth season) and 103 (2013/14 growth season) populations were evaluated with the application of cyhalofop-butyl at 360g ha-1. In other trial, in which treatments were arranged in a bi-factorial design (A = 6 x B = 5), it was evaluated six cyhalofop-butyl rates and five phenological stages of E. crus-galli populations. Echinochloa populations had showed differential susceptibility to cyhalofop-butyl, especially in the 2013/14 growth season, where 20 out of the 103 populations had control lower than 90%. The efficacy of this herbicide was inversely proportional to the phenological stage, and the application timing delay contributed directly to the decrease of susceptibility to the herbicide. Cyhalofop-butyl is an effective alternative to control imidazolinone-resistant Echinochloa populations, as long as the application timing occurs in the early phenological stages (2 to 4 leaves).

RESUMO: Cyhalofop-butyl destaca-se dentre os herbicidas usados no manejo de populações de capim-arroz resistente às imidazolinonas, mas nem sempre o orizicultor fica satisfeito com o resultado obtido com este herbicida. Objetivou-se avaliar a suscetibilidade de populações de capim-arroz (Echinochloa spp.) ao cyhalofop-butyl e, quantificar o efeito da fenologia da infestante sobre a eficácia do seu controle. Para isto, três experimentos foram realizados em casa de vegetação com delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se populações de capim-arroz coletadas na região Sul do Brasil. Em dois experimentos, a suscetibilidade de 156 (safra 2012/13) e 103 (safra 2013/14) populações foram avaliadas frente à aplicação do herbicida cyhalofop-butyl na dose de 360g ha-1. Em outro experimento, em que se arranjaram os tratamentos em esquema bi-fatorial, foram avaliados seis doses do herbicida e cinco estádios fenológicos de populações de E. crus-galli. Foi verificada variação na resposta das populações de capim-arroz ao cyhalofop-butyl, em especial na safra 2013/14, em que 20, das 103 populações testadas, tiveram controle menor que 90%. A eficácia do controle foi inversamente proporcional ao estádio fenológico e, o atraso no controle da infestante contribui diretamente para a diminuição da sua suscetibilidade ao herbicida. Cyhalofop-butyl é uma alternativa eficaz para controlar capim-arroz resistente às imidazolinonas, desde que a aplicação ocorra nos estádios iniciais de desenvolvimento (2 a 4 folhas).

Lixiviação de imidazolinonas em resposta a diferentes manejos de irrigação em solo de cultivo de arroz irrigado / Imidazolinone leaching in response to different irrigation management on rice cultivated soil

Os herbicidas utilizados no Sistema Clearfield(r) de produção de arroz irrigado caracterizam-se por serem móveis no solo. Tal mobilidade contribui para a contaminação ambiental e intensificação do residual no solo. A irrigação por inundação utilizada na lavoura arrozeira é uma das principais causas de livixiação de imidazolinonas, contudo, manejos alternativos de irrigação podem contribuir para sua diminuição. Assim, o objetivo do trabalho foi estimar, através de bioensaio, a lixiviação de imidazolinonas frente a diferentes manejos de irrigação. Para isso, foram conduzidos dois experimentos em casa de vegetação e em colunas de solo. Em ambos, foram testados três manejos de irrigação, sendo eles: contínuo, intermitente e capacidade de campo. Os herbicidas foram aplicados na superfície do solo e, após 48 horas, iniciou-se a irrigação. Aos 45 e 90 dias de irrigação, para o primeiro e segundo experimentos, respectivamente, as colunas de solo foram cortadas longitudinalmente e realizou-se bioensaio utilizando solo das diferentes profundidades. Os resultados permitem concluir que a mistura formulada imazapic + imazapyr apresenta maior lixiviação. Para os herbicidas testados isoladamente, o imazapic lixivia mais, seguido do imazethapyr e imazapyr. Os manejos de irrigação contínuo e intermitente não diferem entre si e promovem maior lixiviação dos herbicidas, quando comparado ao solo na capacidade de campo.

Herbicides used in Clearfield(r) rice system are characterized to be mobile in soil. This mobility contributes to environmental contamination and intensifies the residual in the soil, due to the upward movement during the off-season. The flooded irrigation used on rice crops is the main cause of imidazolinones leaching. However, alternative practices can be used to minimize leaching of herbicides. This research aimed to evaluate the effects of different irrigation management on leaching of imidazolinone herbicides. For this, two experiments were conducted using soil columns in a greenhouse and testing three irrigation managements: continuous, intermittent and field capacity. The herbicides were applied to soil surface and after 48 hours irrigation started. At 45 and 90 days of irrigation for the first and second trials, respectively, bioassay was carried out using different soil layers. Results showed that the formulated mixture of imazapyr + imazapic showed the greatest leaching potential. For individually herbicides tested, imazapic was the most leached one, followed by imazethapyr and imazapyr. Continuous and intermittent irrigation managements did not differ and promoted greater leaching potential of herbicides compared to soil at field capacity.

Efeito da calagem na lixiviação de imazethapyr e imazapyr em solo de cultivo de arroz irrigado / Effect of liming on imazethapyr and imazapyr leaching in rice paddy soil

Os herbicidas do grupo das imidazolinonas são amplamente utilizados no cultivo de arroz irrigado para o controle das principais plantas daninhas. Esses herbicidas comportam-se como ácidos ou bases fracas, dependendo do pH, podendo, dessa forma, influenciar na sua lixiviação. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da elevação do pH, através da calagem, na lixiviação de imazethapyr e imazapyr em solo de cultivo de arroz irrigado. Foram coletadas amostras indeformadas de solo com pH natural próximo a 4,8 em uma lavoura de arroz irrigado sem histórico de aplicação de imidazolinonas. As colunas de solo foram coletadas utilizando-se um extrator e constituíram-se nas unidades experimentais da primeira fase do experimento. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, arranjado em esquema fatorial, sendo o fator A constituído por solo com pH natural e solo com calagem. O fator B foi constituído pelos herbicidas imazethapyr e imazapyr (todos a 100g i.a. ha-1), aplicados sobre a superfície das colunas de solo. O fator C foi constituído das profundidades de amostragem (5 em 5cm). Os resultados mostram que a alteração do pH influencia na lixiviação dos herbicidas testados, quando aplicados em solo de cultivo de arroz irrigado. O solo calcareado apresenta maior lixiviação dos herbicidas imazapyr e imazethapyr.

Imidazolinone herbicides are widely used in rice for the control of major weeds. These herbicides behave as weak acids or bases, depending on the pH which may affect leaching. The objective of this study was to evaluate the effect of liming on imazethapyr and imazapyr leaching. Undisturbed soil samples (pH 4.8) were collected in a rice paddy field without history imidazolinone application. The soil columns, that constituted the experiment units, were collected using a soil extractor constituting. The experiment was conducted in a greenhouse, arranged in a factorial design, begin the factor A included of soil with natural pH and limed soil. Factor B was included the herbicides imazethapyr and imazapyr (all at 100g a.i. ha-1) applied to the surface of the soil columns. Factor C included of sampling depths at the end of the experiment to evaluate leaching (5 by 5cm). The results showed that enhanced pH cause by liming affect herbicide leaching in rice paddy soil. Soil liming enhance imazethapyr and imazapic leaching.

Transporte ascendente da mistura formulada de imazethapyr e imazapic em resposta à profundidade do lençol freático / Upward movement of the formulated mixture of imazethapyr and imazapic in response to height of the water table

Os herbicidas usados na cultura do arroz Clearfield® podem persistir no ambiente e causar danos no arroz não tolerante, cultivado em sucessão. Esse dano pode ser de intensidade variável, dependendo, dentre outros fatores, do movimento ascendente do herbicida para região de absorção do sistema radicular das plantas. O objetivo desta pesquisa foi verificar o efeito da altura do lençol freático no movimento ascendente do herbicida composto pela mistura formulada de imazethapyr e imazapic. Para isso, foram coletados lisímetros de solo com auxílio de tubos de PVC (15x30cm). O herbicida foi aplicado na superfície inferior dos lisímetros, onde foram simulados diferentes profundidades do lençol freático (0, 5, 10, 15 e 25cm da superfície do solo). Os lisímetros permaneceram nessa condição por período de 150 dias, quando foram cortados longitudinalmente, seccionados em porções de 5cm (0-5 a 25-30cm) e realizado bioensaio com a cultivar de arroz não tolerante, IRGA 417. Com os resultados obtidos, foi possível concluir que ocorre movimento ascendente da mistura formulada dos herbicidas imazethapyr e imazapic ao longo do perfil do solo de várzea durante o período da entressafra do arroz irrigado, sendo este maior quando o lençol freático está localizado mais próximo da superfície do solo. O movimento ascendente através da diluição do herbicida na solução do solo ocorre por fluxo de massa através do arraste pela água, transportada por capilaridade para zonas mais superficiais do solo.

The herbicides that use the Clearfield Rice System can persist in the environment and damage non-tolerant rice sowing in rotation. This damage can variable in intensity, depending on, among other factors, of the upward movement of the herbicide to the absorption region of the plant root system. The aim of this research was to verify the effect of the height of the water table in upward movement of the herbicide in intact soil cores. Intact soil cores were collected with PVC tubes 15cm in diameter and 30cm deep. The herbicide was applied on the bottom of the samples, and it was simulated water table depths (0, 5, 10, 15 and 25cm of the soil surface). The intact samples remained in this condition for a period of 150 days, when they were cut into 5cm slices (0-5 a 25-30cm) and bioassay were performed with the non-tolerant rice cultivar. With the results it was conclude that there is upward movement of the formulated mixture of imazethapyr and imazapic herbicides along the paddy soil profile during the fallow and this transport is greater when the water table is located closer to the soil surface. The upward movement by dilution of the herbicide in the soil solution occurs by mass flow through the water transported by capillarity to superficial sites of soil.

Estimativa do teor de nitrogênio em arroz irrigado com o clorofilômetro e a cartela de cores / Nitrogen content estimative in flooded rice by using of chlorophyll meter and color chart

O clorofilômetro e a cartela de cores têm sido utilizados para monitorar a adubação nitrogenada em diferentes culturas, com o pressuposto de que há uma relação entre suas leituras e o teor de nitrogênio (N) no tecido das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização do clorofilômetro e da cartela de cores na estimativa do teor de N em folhas de arroz irrigado por alagamento. Foram utilizados dois experimentos instalados em um Planossolo Háplico, sendo o primeiro conduzido com cinco doses de N (0, 50, 80, 120 e 160kg ha-1 na forma de ureia) e a cultivar 'IRGA 417', e o segundo com seis cultivares de arroz irrigado de diferentes ciclos ('BR-IRGA 409', 'BR-IRGA 410', 'IRGA 417', 'IRGA 421', 'EPAGRI 108' e 'HÍBRIDO 2') com uma única dose de N. Foram realizadas avaliações com clorofilômetro e a cartela de cores nas folhas do arroz em diferentes épocas. Simultaneamente às leituras, foram coletadas amostras de folhas e nelas determinado o teor de N. Quando variaram as doses de N, houve correlação significativa entre as leituras do clorofilômetro e da cartela de cores com o teor de N nas folhas, independente da época de avaliação. Já quando variaram as cultivares, as leituras do clorofilômetro se correlacionaram com o teor de N (r=0,78; P<0,05), mas não com a cartela de cores (r=0,25ns). O clorofilômetro e a cartela de cores foram eficientes para estimar o teor de N quando utilizada uma determinada cultivar, porém, a cartela de cores apresenta maior dependência da interpretação correta do avaliador e uma menor amplitude nas escalas, dificultando, muitas vezes, o melhor ajuste da cor. Quando utilizadas diferentes cultivares de arroz, somente o clorofilômetro é sensível para estimar o teor foliar de N.

The chlorophyll meter and the color chart have been applied to monitor nitrogen fertilization in different crops, based on the assumption that there is a correlation between their readings and the nitrogen content (N) in the plant tissue. This research aims at assessing the use of the chlorophyll meter and the color chart to estimate the N content in leaves of flooded rice plants. Two experiments installed at a Albaqualf (Planossolo Háplico) were used, the first using five N doses (0, 50, 80, 120 and 160kg ha-1 as urea) and the cultivar 'IRGA 417', and the second with six flooded rice cultivars of different cycles ('BR-IRGA 409', 'BR-IRGA 410', 'IRGA 417', 'IRGA 421', 'EPAGRI 108' and 'HÍBRIDO 2') with one only N dose. Assessments with the chlorophyll meter and the color chart were carried out on leaves of rice at different growth stages. Along with the readings, leaves were sampled and the leaf N content was determined. When the N doses varied, there was a meaningful correlation between the readings from the chlorophyll meter and the color chart with the leaf N content, regardless the assessment period. When the cultivars varied, the chlorophyll meter readings correlated with the N content (r=0.78, P<0.05) but not with the color chart (r=0.25ns). The chlorophyll meter and the color chart were efficient to estimate the N content when a particular cultivar was used, however, the color chart presents higher dependence of the accurate evaluator's interpretation as well as a narrower range of scales, making it often harder to find the best color setting. When different rice cultivars are used, only the chlorophyll meter is sensitive to estimate the leaf N content.

Risco de contaminação das águas de superfície e subterrâneas por agrotóxicos recomendados para a cultura do arroz irrigado / Risk assessment of surface and groundwater contamination by the rice pesticides

A produção agrícola geralmente está associada ao uso de agrotóxicos. Suas características físico-químicas, condições do solo e do ambiente determinam seu destino, assim como o seu potencial de contaminação dos mananciais hídricos. Com o intuito de prever a contaminação do ambiente por agrotóxicos, critérios e modelos matemáticos são utilizados para avaliar o risco de contaminação das águas subterrâneas e superficiais. Diante do exposto, este trabalho teve por objetivo estimar a probabilidade de contaminação de águas subterrâneas e superficiais por agrotóxicos, baseado nas suas características físico-químicas, com auxílio de modelos e parâmetros matemáticos preexistentes. Para análise do risco de contaminação de águas superficiais, foi utilizado o método de Goss, o qual é dividido em dois grupos: potencial de transporte de agrotóxicos dissolvidos em água e adsorvido ao sedimento. Os critérios utilizados para avaliar o potencial de lixiviação foram os sugeridos pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA e pelo Índice de GUS. Os resultados obtidos neste trabalho permitem concluir que o uso de modelos de predição do comportamento de agrotóxicos é útil para se obter uma estimativa do risco de contaminação ambiental, pois alguns resultados de monitoramentos confirmam a tendência do comportamento de certos agrotóxicos no ambiente.

Agricultural production is generally associated with the use of pesticides, their physicochemical characteristics, soil conditions and the environment will determine their fate, as well as the potential for contamination of water bodies. In order to predict environmental contamination by pesticides, parameters and mathematical models are utilized to assess the risk of contamination of groundwater and surface water. For this reason, the objective of this study was estimate the probability of contamination of groundwater and surface waters by pesticides based on their physicochemical characteristics with the aid of preexisting mathematical models and parameters. To analyze the risk of surface water contamination, the Goss method was used, which as composed by two groups: pesticide potential transport dissolved in water and adsorbed to the sediment. The parameter used to evaluate the leaching potential were those suggested by the US Environmental Protection Agency (EPA) and the GUS Index. The results obtained allow to conclude that the use of models to predict the behavior of pesticides is useful to obtain an estimate of the risk of environmental contamination, as some monitoring results confirm the tendency of the behavior of certain products into the environment.

Profundidade de localização do herbicida imazetapir + imazapique no solo sobre a fitotoxicidade em de plantas de arroz não resistente / Depth of placement of the herbicide imazethapyr + imazapic in soil profile on non-tolerant rice injury

Os herbicidas imazetapir e imazapique, usados em cultivares de arroz Clearfield®, possuem alta persistência e mobilidade no solo, ocasionando danos em genótipos de arroz não resistentes cultivados em rotação. Tais herbicidas podem lixiviar e atingir maiores profundidades ao longo do perfil. Esse posicionamento em profundidade pode ser um fator de seletividade e explicar parcialmente os diferentes resultados encontrados na literatura sobre o efeito residual do herbicida no solo. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da profundidade de localização no solo e da mistura formulada pelos herbicidas imazetapir e imazapique (75 e 25g e.a. L-1) na fitotoxicidade em genótipos de arroz não resistentes. Nesse sentido, foram conduzidos dois experimentos em solo com 15 por cento de argila e 1,2 por cento de matéria orgânica, em casa-de-vegetação, no campus da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), em Pelotas, Rio Grande do Sul (RS). O experimento I consistiu de estudo preliminar visando a determinar a profundidade máxima de localização do herbicida no solo que causa danos ao arroz não resistente, e o herbicida foi alocado nas profundidades de 0, 5, 10, 20, 30, 50 e 70cm. O experimento II também consistiu na alocação do herbicida em profundidades ao longo do perfil do solo de 3, 6, 9, 12, 15 e 18cm. As variáveis analisadas foram fitotoxicidade, massa da matéria seca e estatura das plantas. O herbicida resultante da mistura formulada de imazetapir com imazapique localizado próximo à superfície do solo causa danos intensos em plantas de arroz não resistente, porém, quando alocado em profundidades maiores que 20cm da superfície do solo, não prejudica o desenvolvimento de genótipos de arroz não resistentes a essa mistura de herbicidas.

The herbicides imazethapyr and imazapic, used in Clearfield® rice, have high mobility and persistence in the soil, causing injury to non-resistant rice grown in rotation. These herbicides can leach and reach greater depths along the profile. This positioning can be a in-depth selectivity factor and partially explain the different results found in literature about carryover of imidazolines. To understand this effect, this study had the objective of to evaluate the effect of the positioning of the mixture of imazethapyr and imazapic (75g ai L-1 and 25g ai L-1) on the injury to non-resistant rice crop. Two experiments were carried out in soil with 15 percent clay and 1.2 percent organic matter in a greenhouse at the Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, RS, Brazil. Experiment I consisted of a preliminary study to verify the location depth of the herbicide in the soil profile that causes injury to rice non-tolerant rice, and the herbicides has been allocated at depths of 0, 5, 10, 20, 30, 50 e 70cm. Experiment II also consisted in the allocation of herbicide at depths in the soil profile of 3, 6, 9, 12, 15 and 18cm. The variables were visual plant injury, plant shoot dry weight and plant height. The formulated mixture of imazethapyr + imazapic located near the soil surface cause injury to non resistant rice plants but when allocated at depths greater than 20cm of the soil surface does not affect the development of non-resistant rice.