Glyphosate behavior in a Rhodic Oxisol under no-till and conventional agricultural systems

• Published in: Revista brasileira de ciência do solo Vol. 29; no. 1; pp. 61 - 69
• Main Authors: Prata, Fábio, Lavorenti, Arquimedes, Regitano, Jussara Borges, Vereecken, Harry, Tornisielo, Valdemar Luiz, Pelissari, Adelino
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01-02-2005
• ISSN: 0100-0683; 0100-0683
• DOI: 10.1590/S0100-06832005000100007

The behavior of glyphosate in a Rhodic Oxisol, collected from fields under no-till and conventional management systems in Ponta Grossa, Parana state (Brazil) was investigated. Both agricultural systems had been in production for 23 years. Glyphosate mineralization, soil-bound forms, sorption and desorption kinetics, sorption/desorption batch experiments, and soil glyphosate phythoavailability (to Panicum maximum) were determined. The mineralization experiment was set up in a completely randomized design with a 2 x 2 factorial scheme (two management systems and two 14C radiolabelled positions in the glyphosate), with five replicates. 14CO2 evolution was measured in 7-day intervals during 63 days. The glyphosate sorption kinetics was investigated in a batch experiment, employing a glyphosate concentration of 0.84 mg L-1. The equilibration solution was 0.01 mol L-1 CaCl2 and the equilibration times were 0, 10, 30, 60, 120, 240, and 360 min. Sorption/desorption of glyphosate was also investigated using equilibrium batch experiments. Five different concentrations of the herbicide were used for sorption (0.42, 0.84, 1.68, 3.36, and 6.72 mg L-1) and one concentration for desorption. Glyphosate phytoavailability was analyzed in a 2 x 5 factorial scheme with two management systems and five glyphosate concentrations added to soil (0, 4.2, 8.4, 42.0, and 210.0 µg g-1) in a completely randomized design. Phytotoxicity symptoms in P. maximum were evaluated for different periods. The soil under both management systems showed high glyphosate sorption, which impeded its desorption and impaired the mineralization in the soil solution. Practically the total amount of the applied glyphosate was quickly sorbed (over 90 % sorbed within 10 min). Glyphosate bound to residues did not have adverse effects on P. maximum growth. The mineralization of glyphosate was faster under no-till and aminomethylphosphonic acid was the main glyphosate metabolite.
Este trabalho teve por objetivo estudar o comportamento do herbicida glifosato num Latossolo Vermelho argiloso, da região de Ponta Grossa (PR), realizado há 23 anos sob plantio direto e convencional. Para tal, foram instalados quatro experimentos, nos quais foram analisadas a mineralização e a formação de resíduo-ligado, a cinética de sorção e dessorção, a sorção/dessorção e a fitodisponibilidade no solo do glifosato para Panicum maximum var. mombaça. O ensaio de mineralização foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, em arranjo fatorial (2 x 2), com cinco repetições, sendo os fatores os dois sistemas de cultivo e a posição de marcação radioativa do 14C-glifosato (14C-fosfonometil e 14C2-glicina). Foi avaliado o desprendimento de 14CO2, semanalmente, até 63 dias. A cinética de sorção do glifosato foi efetuada seguindo o método "batch", para os dois sistemas de cultivo, utilizando a relação solo: solução de 1: 5 e concentração de glifosato de 0,84 mg L-1. As determinações de radioatividade na solução de equilíbrio foram feitas nos períodos de 0, 10, 30, 60, 120, 240 e 360 min após a aplicação do herbicida. Os tempos utilizados na cinética de dessorção foram de 0, 1, 4, 12, 24, 36, 48, 72 e 96 h. O procedimento utilizado no ensaio de sorção/dessorção foi semelhante ao do estudo de cinética. No entanto, foram utilizadas cinco concentrações do herbicida: 0,42; 0,84; 1,68; 3,36 e 6,72 mg L-1, para a construção das isotermas. Ao final deste ensaio, foram realizadas quatro tentativas de dessorção somente na concentração de 0,84 mg L-1. Por fim, o ensaio de fitodisponibilidade foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, arranjado em fatorial 2 (sistemas de cultivo) x 5 (concentrações de glifosato aplicados ao solo: 0, 4,2; 8,4; 42,0 e 210,0 µg g-1 de solo), sendo feitas avaliações dos sintomas visuais de fitotoxidez no capim mombaça em diferentes períodos de tempo. Para ambos os sistemas de cultivo, o glifosato apresentou elevados coeficientes de sorção, o que impediu sua dessorção e dificultou sua mineralização na solução do solo, visto que a molécula permaneceu como resíduo-ligado. A cinética de sorção do glifosato é instantânea, sendo mínima a concentração sorvida na fase lenta. O glifosato, na forma de resíduo-ligado no solo, não constitui problemas para o Panicum maximum, seja sob plantio direto, seja convencional. A mineralização do glifosato é mais rápida no plantio direto e o principal metabólito do glifosato é o ácido amino-metilfosfônico.