Phytostimulation of lowland soil contaminated with imidazolinone herbicides.

The phytostimulation is a phytoremediation technique that can be used to remediate area contaminated with herbicides. It is necessary to select plants with high capacity to stimulate soil microbial activity. The present work aimed at evaluating seven plant species regarding their ability to phytostimulate soil and enhance the degradation of the herbicides imazethapyr, imazapic and imazapyr in a lowland soil. An Alfisol Albaqualf was cultivated with the following species, Canavalia ensiformis, Glycine max, Oryza sativa cultivar PUITÁ INTA CL, Lolium multiflorum, Vicia sativa and consortium Lotus corniculatus + Trifolium repens. The rhizosphere of these plants and non-rhizospheric (uncultivated soil) as a control were contaminated in laboratory with analytical standart of the three herbicides, at rates of 0, 150, 300 and 750 g a.i. ha-1, in separate assays. Biodegradation was estimated by quantifying C-CO2 production and through analysis of herbicides residues in soil using liquid chromatography. Results show that biodegradation of herbicides imazethapyr, imazapic and imazapyr was higher in vegetated soil than in unvegetated soil. The leguminous species Canavalia ensiformis, Glycine max, Vicia sativa and consortium of Lotus corniculatus + Trifolium repens showed a great capacity to promote soil microbial, resulting in average biodegradation rates of 91, 92 and 93% for herbicides imazethapyr, imazapic and imazapyr in soil, respectively.

Differential behavior of the summer cover crops in the absorption and translocation of copper / Comportamento diferencial das plantas de cobertura de verão na absorção e translocação do cobre

ABSTRACT: Phytoremediation is an alternative technique used to treat copper-contaminated soils. The objective of this research was to explore the behavior of nine summer cover crops regarding the growth, absorption and translocation of copper in soils with contamination levels exceeding the Value of Prevention, with a view to selecting plants for phytoremediation programs. In the experiments the Cambisol was contaminated with copper, added in doses of 0, 100, 200, 400, 500 and 600mg kg-1, in which the following nine plants were cultivated under greenhouse conditions: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum and Paspalum notatum. At 90 days after sowing the plants were evaluated for dry mass of shoot and root, Cu, N, P, K, Ca, Zn, and Fe levels in the shoot and Cu in the roots. High soil Cu levels induced a decline in the phosphorus absorption by the plants. Canavalia ensiformis displayed high potential for phytoextraction as these plants could translocate high copper concentrations to the aerial plant parts, while the Mucuna cinereum and M. aterrima are indicated for the copper phytostabilization programs, due to the high copper accumulation in their root systems.

RESUMO: A fitorremediação é uma alternativa para o tratamento de solos contaminados com cobre. O objetivo do trabalho foi conhecer o comportamento de nove plantas de cobertura de verão quanto ao crescimento, absorção e translocação do cobre em solos com contaminação acima dos Valores de Prevenção, com vistas a seleção de plantas para programas de fitorremediação. Um Cambissolo foi contaminado com doses de 0, 100, 200, 400, 500 e 600mg kg-1 de cobre e cultivado em casa de vegetação com nove plantas: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum e Paspalum notatum. Aos 90 dias após a semeadura as plantas foram avaliadas quanto à produção de massa seca de parte aérea e raízes, teores de Cu, N, P, K, Ca, Zn, e Fe na parte aérea e de Cu nas raízes. As altas concentrações de Cu no solo reduziram a absorção de fósforo pelas plantas. O feijão-de-porco apresenta potencial para a fitoextração, pois apresentou translocação de altas concentrações de cobre para os tecidos aéreos, enquanto que as mucunas preta e cinza são indicadas para programas de fitoestabilização de cobre, pois acumularam elevada concentração de cobre no sistema radicular.

Biodegradação dos herbicidas imazetapir e imazapique em solo rizosférico de seis espécies vegetais / Biodegradation of the herbicides imazethapyr and imazapic in rhizosphere soil of six plant species

A fitoestimulação é uma das técnicas de fitorremediação que pode ser utilizada para a redução da concentração dos herbicidas no solo. Para tanto é necessário a seleção de plantas que estimulem a atividade dos microrganismos degradadores da rizosfera. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodegradação de cinco doses do herbicida composto pela mistura formulada de imazetapir+imazapique (75 + 25 g e.a. L-1) em solo rizosférico proveniente de seis espécies vegetais com potencial para a fitoestimulação. A biodegradação do herbicida nas doses de 0, 250, 500, 1.000 e 4.000mL ha-1 no solo rizosférico de Canavalia ensiformis, Glycine max, Lolium multiflorum, Lotus corniculatus, Stizolobium aterrimum, Vicia sativa e no solo sem cultivo foi avaliada através da quantificação da produção de C-CO2 do solo e da degradação do herbicida no solo por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa. A produção de C-CO2 do solo após a contaminação com a mistura de imazetapir+imazapique foi maior nos solos rizosféricos das seis espécies vegetais se comparado ao solo não cultivado. O solo rizosférico de Stizolobium aterrimum apresentou a maior degradação do herbicida imazetapir nas maiores doses avaliadas, sendo uma espécie promissora para a fitoestimulação.

Phytostimulation is a technique of phytoremediation that can be used to reduce the concentration of herbicides in the soil. It is necessary to select plants that stimulate the activity of the rizosphere degrading microorganism. The aim of this study was to evaluate the activity of the biodegradation of the herbicide compound formulated mixture of imazethapyr + imazapic (75 + and 25 g L-1) in rhizosphere soil from six plant species with potential for phytostimulation. Biodegradation of the herbicide in the rhizosphere soil of Canavalia ensiformis, Glycine max, Lolium multiflorum, Lotus corniculatus, Stizolobium aterrimum and Vicia sativa, and a control (soil without plant) was evaluated at doses of 0, 250, 500, 1.000 and 4.000mL 1 ha, by quantifying the production of C-CO2 of the soil and the degradation of the herbicide from the soil by liquid chromatography coupled to mass spectrometry. The production of C-CO2 of the soil after the contamination with the mixture imazethapyr + imazapic was higher in the rhizosphere soil of the six plant species when compared to soil not cultivated. The rhizospheric soil from Stizolobium aterrimum shouwed the highest degradation of the herbicide imazetapyr on the highest doses evaluated, being a promising specie for phytostimulation.

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.