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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2014.tde-30102014-152426
Document
Author
Full name
Marcela Lembi Viti
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2014
Supervisor
Committee
Tornisielo, Valdemar Luiz (President)
Krusche, Alex Vladimir
Leal, Rafael Marques Pereira
Title in Portuguese
Remobilização de resíduos ligados de herbicidas em solos de cultivo de cana-de-açúcar com aplicação de vinhaça, palha de cana e torta de filtro e identificação dos metabólitos
Keywords in Portuguese
Comportamento no solo
Metabólitos
Práticas culturais
Abstract in Portuguese
A relevância ambiental da presença de resíduos ligados de herbicidas e seus metabólitos no solo são fundamentais para novas metodologias de aplicação de herbicidas, considerando a transição desses resíduos para culturas seguintes, o seu efeito sobre a biota de sistemas terrestres e aquáticos, seu potencial de transferência para a cadeia alimentar, potencial de contaminação de águas subterrâneas, e seus efeitos em longo prazo sobre a qualidade e fertilidade dos solos. A aplicação de vinhaça para fertirrigação, de palha de cana-de-açúcar e torta de filtro nos canaviais são comumente utilizadas, mas não se sabe se essas práticas provocam a remobilização e mineralização dos resíduos ligados de herbicidas no solo, podendo trazer benefícios pela degradação desses herbicidas pelos micro-organismos do solo, ou afetar a qualidade do solo, lixiviando até os lençóis freáticos. Para tal, objetivou-se com este projeto avaliar, em condições de laboratório, a remobilização e degradação/mineralização dos resíduos ligados de 14C - diuron, 14C - hexazinone, 14C - diuron + hexazinone e 14C - metribuzin em dois solos de cultivo de cana-de-açúcar, onde foram aplicadas quantidades conhecidas destes herbicidas radiomarcados com posterior tratamento de vinhaça, torta de filtro e palha de cana-de-açúcar, além de identificar os metabólitos formados a partir da remobilização. O experimento foi montado em frascos biométricos tipo Bartha coletando-se soluções de NaOH nos tempos de 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63 e 70 dias após o início do experimento e realizado a leitura no Espectrômetro de Cintilação Líquida, para determinação da mineralização dos herbicidas. Após 70 dias de incubação, os solos foram extraídos e os extratos foram lidos em Espectrômetro de Cintilação Líquida e concentrados. Realizou-se aplicação nas placas de TLC e leitura em Radio scanner. Após a extração, os solos foram oxidados em Oxidador Biológico e a radioatividade foi determinada por Espectrômetro de Cintilação Líquida. Os metabólitos dos herbicidas foram identificados através da cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada a espectrômetro de massa quadrupole time-of-flight. O tempo de análise foi de 9 minutos com coluna Acquity UPLC® BEH C-18 (1,7 ?m, 2,1 mm d.i. x 100 mm) e temperatura de 40 ºC. O metribuzin foi o menos remobilizado, com uma média de 74,98% de produto que permaneceu ligado ao solo e o hexazinone foi o mais remobilizado (evolução do 14CO2 com média de 23,78%) em ambos os solos e tratamentos. Através da avaliação das massas, fórmulas moleculares e características isotópicas, foram identificados o metabólito DCPMU (1-(3,4-dichlorophenyl)-1-methylurea), originado do diuron, o metabólito B (3-cyclohexyl-6-(methylamino)-1-methyl-1,3,5-triazine-2,4-(1H,3H)-dione), originado do hexazinone, e os metabólitos DA (Desamino-metribuzin), DK (Diketo-metribuzin), e DADK (Desamino-diketo-metribuzin), originados do metribuzin
Title in English
Remobilization of bound residues of herbicides in soils cultivated with sugar cane with vinasse application, straw and filter cake and identification of metabolites
Keywords in English
Behavior in soil
Cultural practices
Metabolites
Abstract in English
The environmental significance of the presence of bound residues of herbicides and their metabolites in the soil are fundamental to new methods of herbicide application, considering the transition of these residues to following crops, their effect on the biota of terrestrial and aquatic systems, the potential transfer to the food chain, the potential for contamination of groundwater, and their long term effects on the quality and fertility of soils. The application of vinasse for fertigation, straw and filter cake in sugar cane fields is often used, but it is unknown if such practice causes mineralization and remobilization of bound residues of herbicides, which may provide benefits for the degradation of the herbicides by soil microorganisms, or affect the quality of the soil, leaching to groundwater. The aim of this project is to evaluate, under laboratory conditions, the remobilization and degradation/mineralization of bound residues of 14C-diuron, 14C - hexazinone, 14C - diuron + hexazinone e 14C - metribuzin in two soils for growing sugar cane, where were used known quantities of these herbicides radiolabeled with application of treatments vinasse, filter cake and straw and identify the metabolites formed from the remobilization. The experiment was performed in Bartha flasks collecting solutions of NaOH at 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63 and 70 days after the beginning of the experiment and conducted the reading on the Liquid Scintillation Spectrometer to determine the mineralization of herbicides. After 70 days of incubation, the soils were extracted and the extracts were read in Liquid Scintillation Spectrometer and concentrated. Application was made on TLC plates and read on Radio scanner. After extraction, the soils were oxidized in Biological Oxidizer and the radioactivity was determined by Liquid Scintillation Spectrometer. The metabolites of the herbicides were identified by Ultra Performance Liquid Chromatography coupled to quadruple time-of-flight mass spectrometer. The analysis time was 9 minutes with Acquity UPLC® BEH C-18 column (1.7 ?m, 2.1 mm d.i. x 100 mm) and temperature of 40 ºC. The metribuzin was the least remobilized, with an average of 74.98% of product that remained bound to the soil and the herbicide hexazinone was the most remobilized (14CO2 evolution averaging 23.78%) in both soils and treatments. Through the masses, molecular formulas and isotopic characteristics, were identified the metabolite DCPMU (1-(3,4-dichlorophenyl)-1-methylurea), belongs to diuron, the metabolite B (3-cyclohexyl-6-(methylamino)-1-methyl-1,3,5-triazine-2,4-(1H,3H)-dione), belongs to hexazinone, and the metabolites DA (Desamino-metribuzin), DK (Diketo-metribuzin), and DADK (Desamino-diketo-metribuzin), belongs to metribuzin
 
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Publishing Date
2014-12-01
 
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