Fate of allelochemicals in the soil

Allelochemicals are compounds released by one plant or plant residues that may have a negative or positive effect on other plant. The importance of allelopathy was extensively explored during the past three decades, with the work concentrating in the extraction and identification of the chemicals, and demonstration of activity in petry dish experiments. These compounds interact in the soil environment similarly as herbicides and are subject to processes of degradation such as microbial degradation, oxidation, and photolysis, and processes of removal or transfer, such as volatilization and adsorption. The objective of this review was to access the fate of allelochemicals in the soil environment to help to find strategies to increase its activity. The activity of allelochemical is limited in time (because of slow release from the donor material) and in space (because of the interaction with the environment). Demonstration of allelopathy should include the fate of the proposed chemical in the soil environment, presenting studies of degradation and removal processes.

Aleloquímicos são compostos liberados por plantas ou seus resíduos e que podem ter efeito negativo ou positivo em outra planta. A importância da alelopatia foi estudada intensamente nas últimas três décadas, sendo que a maioria dos trabalhos abordou a extração e identificação dos compostos e, demonstração de seus efeitos em experimentos realizados em placas de petri. Estes químicos interagem no ambiente assim como os herbicidas e estão sujeitos aos processos de degradação por decomposição microbiana, fotólise e oxidação e, processos de remoção ou transferência como volatilização e adsorção. O objetivo desta revisão de literatura foi estudar o destino de aleloquímicos no ambiente para auxiliar na definição de estratégias para aumentar sua atividade. A atividade dos aleloquímicos é limitada pelo tempo (devido a liberação lenta do material doador) e pelo espaço (devido à interação com o ambiente). Demonstrações de alelopatia devem incluir o destino no ambiente do composto envolvido, apresentando estudos de processos de degradação e remoção.

Fate of allelochemicals in the soil

Allelochemicals are compounds released by one plant or plant residues that may have a negative or positive effect on other plant. The importance of allelopathy was extensively explored during the past three decades, with the work concentrating in the extraction and identification of the chemicals, and demonstration of activity in petry dish experiments. These compounds interact in the soil environment similarly as herbicides and are subject to processes of degradation such as microbial degradation, oxidation, and photolysis, and processes of removal or transfer, such as volatilization and adsorption. The objective of this review was to access the fate of allelochemicals in the soil environment to help to find strategies to increase its activity. The activity of allelochemical is limited in time (because of slow release from the donor material) and in space (because of the interaction with the environment). Demonstration of allelopathy should include the fate of the proposed chemical in the soil environment, presenting studies of degradation and removal processes.

Aleloquímicos são compostos liberados por plantas ou seus resíduos e que podem ter efeito negativo ou positivo em outra planta. A importância da alelopatia foi estudada intensamente nas últimas três décadas, sendo que a maioria dos trabalhos abordou a extração e identificação dos compostos e, demonstração de seus efeitos em experimentos realizados em placas de petri. Estes químicos interagem no ambiente assim como os herbicidas e estão sujeitos aos processos de degradação por decomposição microbiana, fotólise e oxidação e, processos de remoção ou transferência como volatilização e adsorção. O objetivo desta revisão de literatura foi estudar o destino de aleloquímicos no ambiente para auxiliar na definição de estratégias para aumentar sua atividade. A atividade dos aleloquímicos é limitada pelo tempo (devido a liberação lenta do material doador) e pelo espaço (devido à interação com o ambiente). Demonstrações de alelopatia devem incluir o destino no ambiente do composto envolvido, apresentando estudos de processos de degradação e remoção.

Sinergismo potencial entre herbicidas inibidores do fotossistema II e da síntese de carotenóides

Herbicides that inhibit the electron transport on the photosystem II (PSII) generate oxidative stress. This stress normally is attenuated by carotenoids, which dissipate the electron energy as heat. Hence, we hypothesize that mixtures between PSII inhibitors and carotenoid inhibitors can result in synergism. The objective of this work was to verify the existence of synergism in mixtures of herbicides from both mechanisms of action. Two experiments were conducted in 1998-99 growing season, one with corn, in the USA, and another with soybean in Brazil. At the corn trial, the treatments consisted of isoxaflutole at 52.5g ha-1, atrazine at 840g ha-1, the mixture of both herbicides, and a weedy control. At the soybean trial, the treatments consisted of metribuzin at 280g ha-1, clomazone at 560g ha-1, the mixture of both herbicides, with additional isolated treatments of metribuzin at 560g ha-1, clomazone at 1,120g ha-1, a weed-free and a weedy control. At the corn crop, assessment included the densities of Abutilon theophrasti (ABUTH), Ipomoea hederacea (IPOHE) and Amaranthus retroflexus (AMARE) at 52 days after the treatments (DAT); and the corn grain yield. At the soybean crop, assessment included Bidens pilosa (BIDPI) density, at 30 and 55 DAT; BIDPI cover, control, dry matter and leaf area, at 55 DAT; and soybean grain yield. Apparent herbicide antagonism occurred at the ABUTH, AMARE and IPOHE control, however, herbicide synergism was observed in the corn grain yield. BIDPI results demonstrated synergism for weed cover and control. Despite the complexity to demonstrate herbicide synergism in the field, the results indicate, at least to one species, the occurrence of synergism in the mixture between PSII inhibitors and carotenoid inhibitors.

Herbicidas inibidores do transporte de elétrons na fotossíntese geram estresse oxidativo. Esse estresse normalmente é amenizado pela ação dos carotenóides que dissipam a energia acumulada na forma de calor. Assim, hipotetiza-se que misturas entre herbicidas inibidores do transporte de elétrons, em nível do fotossistema II, e inibidores da síntese de carotenóides possam resultar em sinergismo. O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de sinergismo em misturas com herbicidas pertencentes aos dois mecanismos de ação acima mencionados. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos: um, com a cultura do milho, nos EUA, em 1998; e outro com cultura da soja, no Brasil, em 1998/99. No experimento com milho, testou-se isoxaflutole nas doses de 0 e 52,5g ha-1 e atrazine nas doses de 0 e 840g ha-1, isolados e em mistura. No experimento com soja, testou-se metribuzin, nas doses de 0 e 280g ha-1, e clomazone, nas doses de 0 e 560g ha-1, isolados e em mistura, bem como tratamentos adicionais isolados de metribuzin 560g ha-1, clomazone 1.120g ha-1 e testemunha capinada. Na cultura do milho, foram avaliadas as densidades de Abutilon theophrasti (ABUTH), Ipomoea hederacea (IPOHE) e Amaranthus retroflexus (AMARE) aos 52 dias após a aplicação dos herbicidas (DAA) e o rendimento de grãos de milho. Na cultura da soja, foram avaliadas aos 55 DAA, a porcentagem de cobertura e controle de Bidens pilosa (BIDPI), sua densidade aos 30 e 55 DAA, além de massa seca, área foliar e rendimento de grãos de soja. Os resultados indicaram a ocorrência de antagonismo entre os herbicidas, no controle de ABUTH e IPOHE, mas sinergismo entre os mesmos, quando se considera o rendimento de grãos de milho. Para BIDPI, verificou-se sinergismo entre os herbicidas nos percentuais de cobertura e controle, sem valores conclusivos nas demais variáveis. Conclui-se que, embora seja complexa a comprovação de sinergismo a campo, os resultados indicam, ao menos para uma espécie, a ocorrência de sinergismo na mistura entre inibidores do FSII e da síntese de carotenóides.

Palha no sistema de semeadura direta reduz a infestação de gramíneas anuais e aumenta a produtividade da soja

Increasing the amount of surface crop residues (SCR) can reduce annual weed density in no-till systems. The objectives of this work were to compare the effect of SCR on the infestation of the grass weeds Brachiaria plantaginea (BRAPL) and Setaria faberi (SETFA), and to assess the impact of SCR and weed control on soybean yield. Two factorial experiments were conducted in no-till system under the rotation wheat-soybean infested with SETFA (USA) and oats-soybean infested with BRAPL (Brazil). One factor was SCR (0, 3, 6 and 9tha-1 of wheat or oat straw), whereas the other factor was weed control with and without herbicides. Increasing SCR on the soil surface reduced grass weed density in no-tilled soybean. When weed control depended on herbicides, SCR did not affect soybean yield. However, when weed control depended on SCR, soybean yield increased with increment of SCR, due to reduced weed infestation. Soybean yield cizanged linearly with SETFA density and changed logaritmicaly with BRAPL density.

O incremento nos níveis de resíduos vegetais (NRV) sobre o solo no sistema de semeadura direta é promissor para a redução de infestações de plantas daninhas anuais. Este trabalho teve por objetivos analisar comparativamente o efeito dos NRV na infestação de Brachiaria plantaginea (BRAPL) e de Setaria faberi (SETFA) e avaliar o impacto dos NRV e do controle dessas gramineas no rendimento de grãos de soja. Dois experimentos fatoriais foram conduzidos em semeadura direta de trigo-soja contendo a espécie SETFA (EUA) e aveia-soja contendo a espécie BRAPL (Brasil). Um dos fato rés testados foi o NRV (0, 3, 6 e 9tha-1de palha de trigo ou aveia), enquanto outro fator foi o controle de plantas daninhas com e sem herbicidas. O incremento do NRV na superfície do solo reduziu a infestação das duas espécies em soja cultivada em semeadura direta. Na ausência de infestação de plantas daninhas não houve efeito do NRV sobre o rendimento de grãos de soja. Quando o controle de gramíneas anuais dependeu da cobertura do solo com resíduos vegetais, ocorreu aumento no rendimento de soja com o incremento do NRV devido à redução na infestação de plantas daninhas. O rendimento de soja variou de modo linear com a densidade de SETFA e de modo logarítmico com a densidade de BRAPL.

Palha no sistema de semeadura direta reduz a infestação de gramíneas anuais e aumenta a produtividade da soja

Increasing the amount of surface crop residues (SCR) can reduce annual weed density in no-till systems. The objectives of this work were to compare the effect of SCR on the infestation of the grass weeds Brachiaria plantaginea (BRAPL) and Setaria faberi (SETFA), and to assess the impact of SCR and weed control on soybean yield. Two factorial experiments were conducted in no-till system under the rotation wheat-soybean infested with SETFA (USA) and oats-soybean infested with BRAPL (Brazil). One factor was SCR (0, 3, 6 and 9tha-1 of wheat or oat straw), whereas the other factor was weed control with and without herbicides. Increasing SCR on the soil surface reduced grass weed density in no-tilled soybean. When weed control depended on herbicides, SCR did not affect soybean yield. However, when weed control depended on SCR, soybean yield increased with increment of SCR, due to reduced weed infestation. Soybean yield cizanged linearly with SETFA density and changed logaritmicaly with BRAPL density.

O incremento nos níveis de resíduos vegetais (NRV) sobre o solo no sistema de semeadura direta é promissor para a redução de infestações de plantas daninhas anuais. Este trabalho teve por objetivos analisar comparativamente o efeito dos NRV na infestação de Brachiaria plantaginea (BRAPL) e de Setaria faberi (SETFA) e avaliar o impacto dos NRV e do controle dessas gramineas no rendimento de grãos de soja. Dois experimentos fatoriais foram conduzidos em semeadura direta de trigo-soja contendo a espécie SETFA (EUA) e aveia-soja contendo a espécie BRAPL (Brasil). Um dos fato rés testados foi o NRV (0, 3, 6 e 9tha-1de palha de trigo ou aveia), enquanto outro fator foi o controle de plantas daninhas com e sem herbicidas. O incremento do NRV na superfície do solo reduziu a infestação das duas espécies em soja cultivada em semeadura direta. Na ausência de infestação de plantas daninhas não houve efeito do NRV sobre o rendimento de grãos de soja. Quando o controle de gramíneas anuais dependeu da cobertura do solo com resíduos vegetais, ocorreu aumento no rendimento de soja com o incremento do NRV devido à redução na infestação de plantas daninhas. O rendimento de soja variou de modo linear com a densidade de SETFA e de modo logarítmico com a densidade de BRAPL.

Sinergismo potencial entre herbicidas inibidores do fotossistema II e da síntese de carotenóides

Herbicides that inhibit the electron transport on the photosystem II (PSII) generate oxidative stress. This stress normally is attenuated by carotenoids, which dissipate the electron energy as heat. Hence, we hypothesize that mixtures between PSII inhibitors and carotenoid inhibitors can result in synergism. The objective of this work was to verify the existence of synergism in mixtures of herbicides from both mechanisms of action. Two experiments were conducted in 1998-99 growing season, one with corn, in the USA, and another with soybean in Brazil. At the corn trial, the treatments consisted of isoxaflutole at 52.5g ha-1, atrazine at 840g ha-1, the mixture of both herbicides, and a weedy control. At the soybean trial, the treatments consisted of metribuzin at 280g ha-1, clomazone at 560g ha-1, the mixture of both herbicides, with additional isolated treatments of metribuzin at 560g ha-1, clomazone at 1,120g ha-1, a weed-free and a weedy control. At the corn crop, assessment included the densities of Abutilon theophrasti (ABUTH), Ipomoea hederacea (IPOHE) and Amaranthus retroflexus (AMARE) at 52 days after the treatments (DAT); and the corn grain yield. At the soybean crop, assessment included Bidens pilosa (BIDPI) density, at 30 and 55 DAT; BIDPI cover, control, dry matter and leaf area, at 55 DAT; and soybean grain yield. Apparent herbicide antagonism occurred at the ABUTH, AMARE and IPOHE control, however, herbicide synergism was observed in the corn grain yield. BIDPI results demonstrated synergism for weed cover and control. Despite the complexity to demonstrate herbicide synergism in the field, the results indicate, at least to one species, the occurrence of synergism in the mixture between PSII inhibitors and carotenoid inhibitors.

Herbicidas inibidores do transporte de elétrons na fotossíntese geram estresse oxidativo. Esse estresse normalmente é amenizado pela ação dos carotenóides que dissipam a energia acumulada na forma de calor. Assim, hipotetiza-se que misturas entre herbicidas inibidores do transporte de elétrons, em nível do fotossistema II, e inibidores da síntese de carotenóides possam resultar em sinergismo. O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de sinergismo em misturas com herbicidas pertencentes aos dois mecanismos de ação acima mencionados. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos: um, com a cultura do milho, nos EUA, em 1998; e outro com cultura da soja, no Brasil, em 1998/99. No experimento com milho, testou-se isoxaflutole nas doses de 0 e 52,5g ha-1 e atrazine nas doses de 0 e 840g ha-1, isolados e em mistura. No experimento com soja, testou-se metribuzin, nas doses de 0 e 280g ha-1, e clomazone, nas doses de 0 e 560g ha-1, isolados e em mistura, bem como tratamentos adicionais isolados de metribuzin 560g ha-1, clomazone 1.120g ha-1 e testemunha capinada. Na cultura do milho, foram avaliadas as densidades de Abutilon theophrasti (ABUTH), Ipomoea hederacea (IPOHE) e Amaranthus retroflexus (AMARE) aos 52 dias após a aplicação dos herbicidas (DAA) e o rendimento de grãos de milho. Na cultura da soja, foram avaliadas aos 55 DAA, a porcentagem de cobertura e controle de Bidens pilosa (BIDPI), sua densidade aos 30 e 55 DAA, além de massa seca, área foliar e rendimento de grãos de soja. Os resultados indicaram a ocorrência de antagonismo entre os herbicidas, no controle de ABUTH e IPOHE, mas sinergismo entre os mesmos, quando se considera o rendimento de grãos de milho. Para BIDPI, verificou-se sinergismo entre os herbicidas nos percentuais de cobertura e controle, sem valores conclusivos nas demais variáveis. Conclui-se que, embora seja complexa a comprovação de sinergismo a campo, os resultados indicam, ao menos para uma espécie, a ocorrência de sinergismo na mistura entre inibidores do FSII e da síntese de carotenóides.