Disciplina: Controle Químico de Plantas Daninhas Dinâmica ambiental de herbicidas Prof. Leonardo Bianco de Carvalho leonardo.carvalho@unesp.br www.fcav.unesp.br/lbcarvalho
Cronograma da Aula Contextualização Processos de transporte Processos de retenção (herbicida x solo) Processos de transformação (degradação) Considerações
Interação Herbicida x Ambiente
Dinâmica ambiental processos: TRANSPORTE RETENÇÃO TRANSFORMAÇÃO
DERIVA FOTÓLISE FOTÓLISE ABSORÇÃO PELAS PLANTAS BIODEGRADAÇÃO VOLATILIZAÇÃO ESCORRIMENTO SUPERFICIAL ABSORÇÃO PELAS PLANTAS Adsorção HIDRÓLISE PRECIPITAÇÃO DEGRADAÇÃO QUÍMICA LIXIVIAÇÃO HIDRÓLISE Corpo hídrico Fase sólida SORÇÃO Dessorção Fase líquida ESCORRIMENTO SUB-SUPERFICIAL Solo Lençol freático
Dinâmica ambiental de herbicidas Processos de transporte
Processos de transporte Processos de transporte de herbicidas Escorrimento superficial (run-off) e subsuperficial (run-in) Após a aplicação / Chuvas
Processos de transporte de herbicidas Lixiviação (movimento vertical no solo) Processos de transporte Sorção e persistência (GUS) Após a aplicação
Processos de transporte Processos de transporte de herbicidas Deriva: deslocamento de moléculas de herbicidas para fora da área-alvo, atingindo outra área não-alvo Durante a aplicação (gotas, vento, velocidade de aplicação) Após a aplicação (volatilização) Temperatura, UR, S, PV
Processos de transporte Deriva por volatilização: 2,4-D éster DERIVA VOLATILIZAÇÃO
Processos de transporte Principais fatores que influenciam a deriva de herbicidas AMBIENTE INTENSIDADE APLICAÇÃO INTENSIDADE Vento > 8 km/h Velocidade do trator > 8 km/h Temperatura do ar > 25 o C Altura da barra > 50 cm Umidade do ar < 50% Tipo de ponta DMV < 250 µm Tamanho da gota < 100 µm Pressão > 60 psi Volume de calda < 100 L/ha HERBICIDA Pressão de vapor Solubilidade Constante da Lei de Henry INTENSIDADE > 10-6 mpa < 50 mg/l > 2,5x10-5 Pa.m3/mol
Dinâmica ambiental de herbicidas Processos de retenção
Processos de retenção Processos de retenção de herbicidas Precipitação: formação de precipitados entre as moléculas do herbicida e partículas argilominerais ou orgânicas por ligações covalentes de alta força. Antes da aplicação = partículas argilominerais ou orgânicas em suspensão na água de pulverização Após a aplicação = partículas argilomimerais do solo
Processos de retenção Processos gerais de retenção de herbicidas Adsorção: fenômeno temporário pelo qual o herbicida dissolvido na solução do solo se fixa às partículas coloidais do solo. Após a aplicação = partículas argilomimerais e matéria orgânica do solo
Processos de retenção Processos gerais de retenção de herbicidas Absorção: as moléculas do herbicida são absorvidas pela planta. Após a aplicação = raízes e outras partes subterrâneas da planta ou pela parte aérea (folhas, caule etc).
Processos de retenção Sorção (herbicidas no solo) Sorção: processo geral, extremamente completo, que determina a retenção dos herbicidas no solo Engloba os processos de precipitação, adsorção e absorção, que são difíceis de serem distinguidos, devido à complexidade de interações que ocorre em virtude da heterogeneidade do solo e de sua continuidade com sistemas biológicos, atmosféricos e aquáticos Após a aplicação = partículas argilominerais, matéria orgânica e plantas.
Forças envolvidas na Sorção Ligações covalentes (coesão molecular ~ fortes e estáveis) Pontes de hidrogênio (compartilham átomo H ~ fracas) Ligações hidrofóbicas (associação de grupos apolares a excluir o contato com a água ~ fracas) Ligações iônicas (eletrostáticas) e Forças de van der Walls (dipolo-dipolo etc.) relacionadas a atração entre cargas ~ fracas)
Processos de retenção Propriedades do solo vs Sorção Matéria orgânica Textura e mineralogia Umidade ph
Partícula Diâmetro Área Superficial (mm) (cm 2 /g) Cascalho > 2,0 11 Areia grossa 2-0,2 34 Areia fina 0,2-0,05 159 Silte 0,05-0,002 454 Argila < 0,002 800 Constituintes CTC Superfície específica (cmol/kg) (m 2 /g) Matéria orgânica 200-400 500-800 Vermiculita 100-150 600-800 Montmorilonita 80-150 600-800 Ilita 10-40 65-100 Clorita 10-40 25-40 Caulinita 3-15 7-30 Óxidos e Hidróxidos 2-6 100-800 Textura Mineralogia e MO
Latossolo Vermelho distroférrico típico Latossolo Vermelho eutroférrico Latossolo Vermelho Amarelo distroférrico Latossolo Vermelho distroférrico Argissolo Vermelho Amarelo eutroférrico Neossolo Quarzarênico
Processos de retenção Propriedades do herbicida vs Sorção Kd e Koc pka Kow
Processos de retenção Comportamento de um herbicida ácido pka = 2,8
Processos de retenção Comportamento de um herbicida básico pka = 1,7 Atrazine (forma molecular)
Dinâmica ambiental de herbicidas Processos de transformação
Processos de transformação Processos de transformação de herbicidas Degradação dos herbicidas Luz (fotodecomposição ou fotólise) Água (hidrólise) Microorganismos (biológica ou biodegradação)
Processos de transformação Fotodecomposição Luz ultravioleta (290 a 450 nm) Rompimento de ligações ou catalisadora de reações Camada superficial do solo Ex. trifluralin, paraquat, diquat, clethodim, bentazon e atrazine
Processos de transformação
Processos de transformação Hidrólise Substituição de um ou mais átomos por íons hidroxil (OH - ) da água Em geral: solos úmidos e temperatura alta
Processos de transformação Biodegradação Detoxificação: transformação a compostos menos tóxicos ou não-tóxicos (oxirredução e hidrólise) Conjugação: formação de complexos com metabólitos não-tóxicos dos microorganismos
I fase de choque = diminuição acentuada da população de microorganismos II fase de adaptação = desenvolvimento de estirpes adaptadas III fase de recuperação = decomposição e aproveitamento de parte das moléculas do herbicida como fonte de energia
Degradação de glyphosate no solo
O que considerar? Antes da aplicação desde o preparo da calda até a pulverização Durante e depois da aplicação da pulverização até a deposição das gotas no alvo ou fora do alvo
Qualidade da água de aplicação Presença de partículas sólidas Faixa de ph Dureza
Recomendação técnica Escolha do produto x alvo Dose Volume de calda Momento de aplicação Condições climáticas
Tecnologia de aplicação Manutenção e regulagem do equipamento Correções para a qualidade da calda Pontas Pressão e vazão Tamanho de gotas e cobertura Agitação
Bibliografia
Leonardo Bianco de Carvalho leonardo.carvalho@unesp.br www.fcav.unesp.br/lbcarvalho