Interação de herbicidas no solo e eficácia dos herbicidas

Os herbicidas que chegam ao solo interagem com partículas do solo, água, matéria orgânica, microrganismos e condições ambientais que influenciam seu movimento, disponibilidade, persistência, degradação e eficácia geral após a aplicação.

Os herbicidas entram no solo através de aplicações pré-plantio e pré-emergência, escoamento da folhagem após tratamentos pós-emergência e decomposição ou incorporação de resíduos de culturas contendo resíduos químicos.

Essas interações com herbicidas no solo determinam se as moléculas permanecem disponíveis para absorção pelas ervas daninhas, se tornam-se fortemente aderidas às partículas do solo, se movem através do perfil, se volatilizam ou sofrem transformação química e biológica.

A persistência também é importante porque um herbicida que desaparece demasiado rapidamente pode proporcionar um controlo inadequado de ervas daninhas emergentes, enquanto a persistência excessiva pode ameaçar culturas de rotação sensíveis.

Portanto, compreender a interação dos herbicidas no solo ajuda os agricultores a selecionar produtos, taxas de aplicação, horários e práticas de manejo adequados para um controle confiável de ervas daninhas, ao mesmo tempo que reduz movimentos desnecessários e perdas ambientais.

O que significa interação com herbicidas no solo

A interação do herbicida no solo descreve as relações físicas e químicas entre um herbicida aplicado, partículas do solo, água do solo, matéria orgânica, microorganismos e condições ambientais circundantes após a aplicação.

Essas interações determinam quanto do herbicida permanece dissolvido na água do solo e quanto se fixa à argila, matéria orgânica, superfícies minerais ou outros componentes do solo.

A forte adsorção pode reduzir a absorção imediata de ervas daninhas porque menos produtos químicos permanecem na solução do solo, embora a ligação temporária também possa reduzir a lixiviação e proteger contra a rápida perda de produtos químicos.

A adsorção fraca pode deixar mais herbicida disponível para absorção, mas também pode aumentar o movimento através de escoamento, lixiviação, volatilização ou outras vias de transferência.

A relação torna-se especialmente importante quando os agricultores usam movimento de pesticidas no solo princípios para compreender se os herbicidas podem atingir sementes de ervas daninhas em germinação sem ultrapassar a zona de tratamento pretendida.

Em última análise, o desempenho eficaz do herbicida depende da manutenção de disponibilidade química suficiente perto das ervas daninhas alvo, ao mesmo tempo que limita as perdas que reduzem o controle, aumentam as preocupações com resíduos ou contaminam os recursos ambientais circundantes.

Leia também: Práticas de Manejo que Afetam a Mobilidade de Pesticidas no Solo

Mecanismos de absorção de herbicidas no solo

1. Particionamento Hidrofóbico: Este processo move um herbicida orgânico da água do solo para a matéria orgânica hidrofóbica, onde as regiões não polares fornecem locais favoráveis ​​para reter moléculas químicas longe da solução do solo.

2. Forças Londres-Van Der Waals: Estas atrações fracas desenvolvem-se a partir da distribuição temporária de elétrons entre moléculas próximas, tornam-se mais fortes em áreas de contato maiores e comumente influenciam compostos neutros com pesos moleculares relativamente altos.

3. Ligação de Hidrogênio: A ligação de hidrogênio cria atrações eletrostáticas mais fortes envolvendo hidrogênio e átomos eletronegativos, permitindo que vários grupos funcionais de herbicidas interajam com superfícies orgânicas e locais minerais no solo.

4. Ponte de cátions e água: Cátions metálicos trocáveis ​​podem conectar grupos polares de herbicidas com superfícies do solo, enquanto moléculas de água podem permanecer entre o cátion e o herbicida quando o deslocamento direto não ocorre.

5. Interações iônicas e de superfície: Moléculas de herbicida carregadas podem trocar com locais de solo com carga oposta, particularmente em minerais argilosos, matéria orgânica, óxidos de ferro e outras superfícies reativas em diferentes ambientes de solo.

Interações hidrofóbicas e de Van Der Waals

A partição hidrofóbica ocorre quando um herbicida orgânico sai da fase aquosa e se associa a porções comparativamente hidrofóbicas da matéria orgânica do solo, reduzindo temporariamente sua concentração na água do solo.

Esta interação depende fortemente das características químicas do herbicida e da quantidade e qualidade da matéria orgânica presente no ambiente do solo.

As forças de London-van der Waals produzem atrações mais fracas do que vários outros mecanismos de ligação, mas muitas interações individuais podem combinar-se através de amplas superfícies de contato entre partículas do solo e moléculas de herbicida.

Como estas forças enfraquecem rapidamente com a distância, as moléculas devem permanecer relativamente próximas da superfície adsorvente para que a interação permaneça significativa ao longo do tempo.

Os agricultores devem, portanto, reconhecer que propriedades do solo que afetam a mobilidade dos pesticidas pode alterar o equilíbrio entre o herbicida retido e o herbicida dissolvido disponível para absorção pelas plantas.

Os dados de adsorção baseiam-se frequentemente em modelos matemáticos como as equações de Freundlich e Langmuir, que ajudam a descrever como as concentrações químicas se dividem entre as superfícies do solo e a solução circundante.

Ligação de hidrogênio e ponte de água

1. Ligação de Hidrogênio: Superfícies de solo contendo grupos funcionais adequados podem atrair herbicidas através de ligações de hidrogênio, criando associações mais fortes do que as forças comuns de London-van der Waals sob condições comparáveis.

2. Atração de Superfície Orgânica: A matéria orgânica fornece locais reativos onde as moléculas do herbicida podem formar múltiplas interações, tornando a matéria orgânica do solo um componente importante da retenção do herbicida.

3. Ponte Catiônica: Os cátions trocáveis ​​podem formar conexões entre as moléculas do herbicida e as superfícies do solo com carga negativa, particularmente quando o produto químico contém grupos funcionais aniônicos ou fortemente polares.

4. Ponte de Água: As moléculas de água podem permanecer em torno dos cátions trocáveis ​​e criar uma conexão indireta entre o cátion e o herbicida quando o herbicida não pode substituir diretamente as moléculas de água coordenadas.

5. Dependência Ambiental: A umidade, a composição mineral, a matéria orgânica e as substâncias dissolvidas concorrentes podem alterar a força e a duração dessas interações, tornando as condições de adsorção altamente variáveis.

Troca iônica e interações de ligantes

1. Ligação aniônica: Moléculas de herbicida carregadas negativamente podem se fixar em locais carregados positivamente em certas superfícies minerais ácidas, especialmente onde óxidos de ferro e materiais de carga variável fornecem locais de adsorção adequados.

2. Troca de ligantes: Um herbicida contendo grupos carboxilato ou hidroxila pode substituir a água ou grupos hidroxila que cercam os íons metálicos nas superfícies minerais, produzindo associações superficiais relativamente fortes.

3. Protonação: Grupos de herbicidas básicos podem aceitar prótons sob condições ácidas, alterando sua carga e aumentando a atração por superfícies minerais carregadas negativamente e outros colóides do solo.

4. Troca catiônica: Herbicidas com carga positiva podem trocar com outros cátions em argila com carga negativa e superfícies orgânicas, tornando este mecanismo especialmente importante para compostos fortemente catiônicos.

5. Comportamento Dependente de Carga: O pH do solo controla a ionização química de muitos herbicidas, portanto, mudanças na acidez podem alterar a adsorção, a mobilidade, a disponibilidade, a degradação e o potencial de danos às culturas.

A importância desses mecanismos fica mais clara quando se considera fatores do solo que controlam a mobilidade dos poluentes, porque o pH, o teor de argila, a matéria orgânica e as superfícies minerais influenciam a partição química.

Ligação covalente e persistência de herbicidas

A ligação covalente difere da adsorção reversível fraca porque pode criar associações muito mais fortes entre moléculas de herbicida, metabólitos e componentes da matéria orgânica do solo.

Estas ligações podem formar-se através de acoplamento oxidativo, reações enzimáticas ou outras vias de transformação que ligam resíduos químicos a estruturas orgânicas complexas no solo.

Uma vez desenvolvidas as associações covalentes, a extração e a disponibilidade biológica podem diminuir substancialmente, o que pode reduzir a atividade imediata do herbicida e, ao mesmo tempo, aumentar a quantidade retida no solo.

No entanto, a capacidade de extracção reduzida não significa automaticamente a remoção permanente porque as alterações ambientais podem por vezes alterar os resíduos ligados ou libertar fracções químicas anteriormente retidas.

Compreender a persistência, portanto, requer atenção fatores que influenciam a degradação de pesticidas, incluindo atividade microbiana, temperatura, umidade, química do solo, propriedades de pesticidas e condições ambientais circundantes.

Resíduos persistentes podem criar um controle residual útil de ervas daninhas em alguns sistemas de cultivo, mas a persistência excessiva pode prejudicar culturas rotacionais sensíveis e complicar a seleção futura de herbicidas.

Fatores do solo que afetam a eficácia do herbicida

1. Textura do solo: Os solos arenosos geralmente permitem um movimento mais rápido da água, enquanto os solos ricos em argila proporcionam maior área de superfície para adsorção, criando diferentes padrões de disponibilidade, mobilidade e persistência de herbicidas.

2. Matéria Orgânica: A matéria orgânica fornece numerosos locais de ligação para moléculas de pesticidas e pode reduzir o movimento descendente, embora a forte retenção também possa diminuir a disponibilidade imediata para absorção pelas ervas daninhas.

3. Umidade do solo: A água compete pelos locais de adsorção e também apoia a atividade microbiana, portanto, mudanças na umidade podem influenciar a dissolução, movimento, degradação e disponibilidade biológica do herbicida.

4. PH do solo: A acidez altera a carga e a forma química de muitos herbicidas, alterando a força de adsorção, a persistência, as vias de degradação e a quantidade restante disponível para absorção pelas plantas.

5. Estrutura do solo: Agregação, fissuras, poros, compactação e caminhos de fluxo preferenciais influenciam a forma como a água e os herbicidas dissolvidos viajam através do perfil após a chuva ou irrigação.

Mobilidade, degradação e segurança de culturas de herbicidas

A mobilidade do herbicida determina se o ingrediente ativo permanece próximo à zona de tratamento ou se move para o solo mais profundo, escoamento superficial, águas subterrâneas ou atmosfera circundante.

A lixiviação ocorre quando o herbicida dissolvido viaja para baixo com a água infiltrada, enquanto o escoamento transporta produtos químicos pela superfície do solo quando a chuva ou a irrigação excedem a capacidade de infiltração.

Os agricultores podem gerir melhor estes riscos compreendendo condições do local que afetam a mobilidade dos pesticidas, incluindo profundidade das águas subterrâneas, geologia, permeabilidade, padrões de precipitação, temperatura e vento.

A degradação pode ocorrer através de atividade microbiana, reações químicas ou fotodegradação, e cada via responde de maneira diferente à umidade do solo, temperatura, pH, disponibilidade de oxigênio e luz solar.

Pesquisa sobre poluição do solo e contaminação química também mostra por que o manejo responsável de herbicidas é importante, especialmente onde aplicações repetidas podem contribuir para a pressão ambiental a longo prazo.

O momento adequado, as taxas de aplicação corretas, as condições adequadas do solo e o monitoramento cuidadoso do clima ajudam a manter a eficácia do herbicida, ao mesmo tempo que reduzem perdas desnecessárias e protegem plantas e recursos hídricos não-alvo.

Leia também: Condições do local que afetam a mobilidade dos pesticidas no solo

Fatores práticos para melhor desempenho de herbicidas

O desempenho eficaz dos herbicidas exige que os agricultores combinem o comportamento químico com as condições do solo, as necessidades da cultura, a pressão das ervas daninhas, as expectativas de precipitação e a duração desejada da supressão de ervas daninhas.

Os herbicidas solúveis em água podem mover-se facilmente após a chuva, enquanto os produtos fortemente adsorvidos podem permanecer próximos da zona de aplicação e proporcionar diferentes padrões de absorção e persistência das raízes.

Para um melhor controlo ambiental, os agricultores também devem compreender práticas de gestão que influenciam o transporte de pesticidas, especialmente tempo de irrigação, taxa de aplicação, método de aplicação e condições de campo.

A prevenção do escoamento torna-se particularmente importante em terrenos inclinados, campos compactados ou áreas que recebem chuvas intensas porque a água pode transportar resíduos de herbicidas para longe das zonas de tratamento pretendidas.

Entendimento práticas de conservação do solo pode apoiar o manejo de herbicidas porque a cobertura vegetal, a redução de distúrbios, a melhoria da infiltração e o controle da erosão podem reduzir o movimento de produtos químicos dos campos tratados.

Os agricultores devem sempre seguir o rótulo do produto relativamente a restrições de culturas, taxas, calendário de aplicação, medidas de protecção e precauções ambientais porque as formulações diferem substancialmente no comportamento e nos requisitos regulamentares.

Efeitos ambientais da interação com herbicidas no solo

Quando os herbicidas ultrapassam os seus alvos pretendidos, podem afetar a vegetação não-alvo, os ambientes aquáticos, os organismos do solo e as culturas futuras, dependendo da concentração, persistência, via de exposição e sensibilidade.

O escoamento superficial pode transportar herbicidas para riachos, lagoas e canais de drenagem, enquanto o transporte descendente pode introduzir resíduos dissolvidos nas águas subterrâneas, onde o solo e as condições geológicas permitem um movimento rápido.

A conexão entre agricultura e contaminação da água é discutida em fontes e tipos de poluição da água, onde o escoamento agrícola representa uma importante via de poluição difusa.

A proteção das águas subterrâneas também requer uma consideração cuidadosa da solubilidade do herbicida, persistência, textura do solo, permeabilidade, época de aplicação, precipitação e a distância que separa os campos tratados das águas subterrâneas.

Informações sobre gestão da poluição das águas subterrâneas reforça a importância de prevenir a movimentação de produtos químicos porque a remediação pode se tornar tecnicamente difícil, cara e demorada após a ocorrência da contaminação.

Os agricultores podem reduzir estes riscos evitando aplicações desnecessárias, prevenindo a utilização excessiva, respeitando as restrições climáticas, mantendo a cobertura do solo e selecionando herbicidas apropriados para o solo específico e para o sistema de cultivo.

Perspectiva adicional sobre princípios de proteção da qualidade da água enfatiza a prevenção e boas práticas agrícolas como formas práticas de limitar a contaminação difusa das explorações agrícolas.

A boa administração também apoia proteção dos recursos hídricos reduzindo as oportunidades de entrada de produtos químicos agrícolas em poços, riachos, rios, lagoas e outras fontes de água importantes.

As preocupações com a contaminação do solo vão além da água, porque os insumos químicos repetidos podem contribuir para poluição do solo quando os produtos são mal utilizados, derramados ou mal administrados.

As implicações mais amplas da contaminação são discutidas em efeitos de substâncias perigosas no solo, incluindo impactos potenciais na produtividade do solo, nos organismos, na vegetação e na qualidade ambiental.

A gestão de produtos químicos agrícolas deve, portanto, fazer parte de uma abordagem mais ampla de gestão ambiental que proteja as funções do solo, mantendo ao mesmo tempo um controle confiável e economicamente útil de ervas daninhas.

As pressões agrícolas relacionadas também são discutidas em gestão de resíduos agrícolas, onde pesticidas e herbicidas aparecem entre os materiais que requerem manuseio cuidadoso e manejo responsável.

De forma similar, práticas de gestão de resíduos agrícolas demonstrar por que a prevenção, o armazenamento adequado, o manuseio responsável e o descarte adequado são importantes em todos os sistemas de produção agrícola.

Os efeitos da contaminação também podem influenciar a segurança alimentar, tornando contaminação química agrícola de alimentos uma consideração importante sempre que resíduos de herbicidas permanecerem em ambientes de produção.

A protecção dos solos produtivos continua a ser essencial e entendendo as propriedades do solo ajuda os agricultores a interpretar como a textura, a estrutura, a água, a matéria orgânica e as condições químicas influenciam o comportamento dos herbicidas.

A administração de longo prazo também se conecta com gestão de recursos do solo, que enfatiza a manutenção das funções do solo e da capacidade produtiva, ao mesmo tempo que limita a degradação causada por práticas agrícolas inadequadas.

As decisões sobre o uso da terra são importantes porque degradação da terra e pressão ambiental pode aumentar quando a contaminação, a erosão, a compactação, a salinidade e a má gestão interagem nas paisagens agrícolas.

Finalmente, os efeitos mais amplos da poluição da água mostram por que as perdas químicas merecem atenção, especialmente porque água poluída pode afetar ecossistemas e organismos vivos quando os contaminantes atingem ambientes aquáticos sensíveis.

A compreensão destas ligações permite aos agricultores e gestores ambientais tratar a interacção com os herbicidas no solo como parte de um sistema integrado, em vez de encarar o controlo de ervas daninhas como uma operação química isolada.

Resumo sobre interação de herbicidas no solo e eficácia de herbicidas

Perguntas frequentes sobre a interação dos herbicidas no solo e a eficácia dos herbicidas explicadas

1. Qual é a interação com herbicidas no solo?

Descreve as relações entre herbicidas e partículas do solo, matéria orgânica, água, minerais, microrganismos e condições ambientais que determinam a disponibilidade, movimento, persistência, degradação e eficácia dos herbicidas.

2. Como a adsorção afeta a eficácia do herbicida?

A forte adsorção pode reduzir a concentração do herbicida na solução do solo e limitar a absorção de ervas daninhas, embora também possa reduzir a lixiviação e prolongar a atividade residual sob certas condições.

3. Por que o pH do solo é importante para os herbicidas?

O pH do solo pode alterar a carga e a forma química do herbicida, o que altera a adsorção, mobilidade, degradação, persistência, disponibilidade e possíveis danos à cultura para certos grupos de herbicidas.

4. A matéria orgânica pode reduzir o movimento dos herbicidas?

Sim. A matéria orgânica pode fornecer locais de ligação que retêm as moléculas do herbicida, reduzindo o seu movimento através do solo, embora uma retenção muito forte possa por vezes reduzir a disponibilidade imediata para o controlo de ervas daninhas.

5. Como é que a precipitação pode afectar o comportamento dos herbicidas no solo?

A precipitação pode mover herbicidas dissolvidos através do solo ou da superfície, melhorando potencialmente a distribuição na zona radicular ou causando lixiviação e escoamento quando o movimento da água se torna excessivo.

6. Porque é que os herbicidas persistentes podem danificar as culturas posteriores?

Um herbicida persistente pode permanecer biologicamente ativo após a safra original, permitindo que os resíduos afetem culturas rotativas sensíveis quando as condições do solo liberam produtos químicos suficientes para a absorção pelas plantas.

7. O que determina o movimento do herbicida no solo?

O movimento depende da solubilidade do herbicida, força de adsorção, persistência, textura do solo, estrutura, umidade, matéria orgânica, pH, precipitação, irrigação, declive e condições geológicas.

8. Como podem os agricultores melhorar o desempenho dos herbicidas?

Os agricultores podem melhorar o desempenho selecionando produtos adequados, seguindo as instruções do rótulo, aplicando taxas corretas, escolhendo o momento adequado, monitorizando o clima e considerando as características do solo antes do tratamento.

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