Study behavior of leaching process using Tebuthiuron herbicide encapsulated in Ca-ALG microparticles

Study behavior of leaching process using Tebuthiuron herbicide encapsulated in Ca-ALG microparticles

Faria, M.D.1; Dourado Júnior, S. M. 1; Nunes, E. S.1; Marques, R. P.2; Rossino, L. S.3,4; Quites, F. J..5; Moreto, J. A 6*.

1Federal Institute Goiano – IF Goiano, Rodovia Sul Goiana Km 01, Zona Rural, Zip code 75.901-970, Rio Verde, GO, Brazil

2Rede Arco Norte, Federal Institute Goiano – IF Goiano, Rodovia Sul Goiana Km 01, Zona Rural, Zip code 75.901-970, Rio Verde, GO, Brazil

3Sorocaba Technological College - FATEC, Av. Engenheiro Carlos Reinaldo Mendes, 2015, Alto da Boa Vista, Zip code 18013-280, Sorocaba, SP, Brazil

4Federal University of São Carlos - UFSCar, Rodovia João Leme dos Santos, Km 110, Bairro do Itinga, Zip code 18.052-780, Sorocaba, SP, Brazil

5Department of Chemistry, Institute of Exact Sciences, Federal University of Juiz de Fora (UFJF), Zip code 36033-330, Juiz de Fora, MG, Brazil.

6Institute of Exact Sciences, Naturals and Education, Federal University of Triângulo Mineiro (UFTM). Avenida Doutor Randolfo Borges Júnior, Univerdecida de,Zip code 38.064-200-Uberaba, Minas Gerais, Brazil.

*Corresponding author: [e-mail]

([phone]

Faria, D. M. ([e-mail])

Dourado Júnior, S. M ([e-mail])

Nunes, E. S. ([e-mail])

Marques, R. P. ([e-mail])

Rossino, L. S. ([e-mail])

Quites, Fernando Júnior. ([e-mail])

Resumo:

Objetivou-se neste trabalho avaliar a lixiviação do herbicida tebuthiuron (TBH) quando encapsulado em micropartículas de alginato de cálcio (Ca-ALG) e o potencial uso como controle de espécies bioindicadoras. Os ensaios consistiram na aplicação do herbicida na forma convencional (1,0 L ha-1) e encapsulado em micropartículas de ALG-Ca contendo o herbicida TBH em diferentes concentrações (4, 6 e 8 g L-1) no topo de colunas de PVC com 50 cm de profundidade, preenchidas com solo, além de um tratamento controle (sem herbicida). Após a aplicação dos ensaios o solo foi irrigado artificialmente até acumular a precipitação de 100 mm. Posteriormente, semeou-se as plantas bioindicadoras (Lactuca sativa e Cucumis sativus), sendo 10 sementes de L. sativa e 8 sementes de C. sativus a cada 10 cm da coluna de PVC. Aos 14, 21, 28 e 35 dias após a semeadura (DAS) realizou-se a avaliação de fitointoxicação das plantas bioindicadoras. Já aos 35 DAS mensurou-se a massa seca das plantas bioindicadoras. Observou-se que o herbicida convencional apesar de eficiente para o controle de espécies bioindicadoras, registrou lixiviação de até 50 cm de profundidade. As micropartículas de ALG-Ca contendo o herbicida TBH na concentração de 4 g L-1 foi a mais eficaz no controle das espécies bioindicadoras e sua mobilidade ao longo da coluna não ultrapassou os 30 cm de profundidade. Os resultados de massa seca corroboraram os resultados de fitointoxicação. O encapsulamento de TBH foi eficaz no controle das espécies bioindicadoras, resultando em mudanças na sua liberação bem como na sua lixiviação no perfil do solo. A metodologia de utilização de plantas bioindicadoras mostrou-se eficiente para a avaliação da mobilidade de herbicida TBH no perfil do solo.

Palavras-chave: Herbicidas. Micropartículas. Impacto ambiental. Encapsulamento. Agricultura.

1. Introdução

A agricultura utiliza grandes quantidades de defensivos fitossanitários, objetivando reduzir as perdas na produtividade causadas por agentes bióticos. Dentre os produtos fitossanitários, utilizados regularmente na agricultura, destacam-se os herbicidas, também conhecidos como defensivos agrícolas. O uso de defensivos agrícolas pela agricultura brasileira está em gradual crescimento. Nos últimos anos, em especial 2014/2015, as quantidades totais de defensivos agrícolas vendidas no Brasil mostraram uma expansão se comparado ao consumo de 2004/2005. Foram comercializadas 352,3 toneladas de princípio ativo (acréscimo de 64,0% na última década), correspondendo a 342.593 toneladas de princípio ativo [1] e, embora possua uma aplicação importante na produtividade agrícola, eles estão presentes em quantidades preocupantes em corpos hídricos superficiais e subterrâneos, podendo gerar sérios impactos ambientais [2].

Os defensivos agrícolas atualmente empregados na agricultura apresentam distintas propriedades físico-químicas que lhes atribuem diversos graus de persistência ambiental, mobilidade e potencial tóxico [3,4]. O Tebuthiuron (TBH) (N-{5-(1,1-dimetiletil)-1,3,4-tiadiazol-2-il}-n,n’-dimetiluréia) é um Inibidor do Fotossistema II, possui longo efeito residual no ambiente, cuja meia vida é de aproximadamente 360 dias, aplicado em pré-emergência, registrado para a cultura da cana-de-açúcar e utilizado para o controle de espécies mono e dicotiledôneas. O seu destino final é o solo e, portanto, de acordo com Fontes et al. (2004) [5], Wang et al. (2008) [6], Tomco et al. (2010) [7] e Faria et. al (2017) [8] está sujeito a processos como a lixiviação, a volatilização, a fotodegradação, a decomposição química e microbiológica, o escorrimento superficial e a adsorção pelas plantas. A Figura 1 apresenta a fórmula química do herbicida TBH.

[pic 1] 

Figura 1. Estrutura molecular do herbicida TBH. C (cinza), N (azul), O (vermelho), S (amarelo) e H (branco).

A lixiviação vem sendo apontada como substancial via de contaminação das águas subterrâneas. Todavia, pra ser lixiviado, o composto químico precisa estar na solução do solo, livre ou adsorvido nas pequenas partículas, tais como argilas, ácidos fúlvicos e húmicos de baixo peso molecular, aminoácidos, peptídeos e açúcares, entre outros componentes do solo. Outros fatores que afetam a lixiviação de um determinado defensivo agrícola são seu acúmulo pelos coloides do solo, o pH, a qualidade de água do solo, a meia-vida, a potencialidade de remobilização, a topografia, a intensidade pluviométrica ou irrigação e o manejo do solo [9].