1 introdução e justificativa

i
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE GURUPI
MESTRADO EM PRODUÇÃO VEGETAL
MEMORA PEREGRINA: ANÁLISE ANATÔMICA DO CAULE E CONTROLE
COM O HERBICIDA TOGAR (TRICLOPIR + PICLORAN) APLICADO NO
CAULE COM DOIS TIPOS DE VEÍCULOS (ÓLEO DIESEL E GLICERINA).
GURUPI-TO
SETEMBRO DE 2012
ii
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE GURUPI
MESTRADO EM PRODUÇÃO VEGETAL
MEMORA PEREGRINA: ANÁLISE ANATÔMICA DO CAULE E CONTROLE
COM O HERBICIDA TOGAR (TRICLOPIR + PICLORAN) APLICADO NO
CAULE, COM DOIS TIPOS DE VEÍCULOS (ÓLEO DIESEL E GLICERINA).
MELQUEZEDEQUE DO VALE NUNES
Engº Agrônomo
Dissertação
apresentada
a
Universidade Federal do Tocantins
(UFT), Campus Universitário de Gurupi
no dia 30 de Julho de 2012, como parte
das exigências para a obtenção do
titulo de Mestre em Produção Vegetal.
GURUPI-TO
SETEMBRO DE 2012
iii
Trabalho realizado junto ao laboratório de Plantas Daninhas, Universidade
Federal do Tocantins, Campus Universitário de Gurupi, sob orientação do
Professor: Prof. Dr.: Eduardo Andrea Lemus Erasmo e como Co-Orientador, o
Prof. Dr.: Luíz Gustavo de Lima Guimarães.
BANCA EXAMINADORA:
_________________________________
Professor: Doutor: Eduardo Andrea Lemus Erasmo
Universidade Federal do Tocantins
Orientador
________________________________
Professor: Doutor: Luíz Gustavo de Lima Guimarães
Universidade Federal do Tocantins
Co-Orientador
___________________________________
Professor: Doutor: Tarcisio Castro Alves de Barros Leal
Universidade Federal do Tocantins
___________________________________
Doutor: José Iran Cardoso da Silva
Universidade Federal do Tocantins
iv
Esta Dissertação foi apresentada e aprovada em 30 de Julho de 2012, como
parte das exigências para a obtenção do titulo de Mestre em Produção
Vegetal.
Ofereço este trabalho á Deus, meu pai eterno, e Jesus Cristo seu filho,
meu Senhor e Salvador por sempre está comigo e me conceder,
inteligência, Saúde e o dom da vida.
Ofereço
Ao senhor Manoel Antonio de Vale e senhora Maria das Dores
Freire, meus pais, por serem essenciais em meus ensinamentos,
exemplos de vida e dignidade.
v
Dedico.
Agradecimento especial
Venho através deste simples parágrafo, agradecer a uma pessoa
muito especial, que muito contribuiu para a minha formação ética,
pessoal e social. Como forma de gratidão eu dedico esta
dissertação à professora Celina dos A. Andrade, a quem sou
eternamente grato.
vi
AGRADECIMENTOS
• À Universidade Federal do Tocantins, pela oportunidade de
realização deste curso.
• A coordenação do curso de pós - graduação em Produção
Vegetal e todo corpo docente pelos conhecimentos
transmitidos e fundamentais para minha formação acadêmica.
• À Universidade Federal de Lavras, em especial ao professor
Paulo Trurgilho, Antonio Claret de Matos e aos pósgraduandos do departamento de Ciências Florestais.
• Ao professor Eduardo Andrea Lemus Erasmo, pelas
orientações ensinamentos e paciência.
• Ao professor Luis Gustavo de Lima Guimarães, pela
colaboração na logística do trabalho.
• Aos membros da banca pelos comentários, sugestões e
conhecimentos que aprimoraram este trabalho.
• Aos meus colegas Dhiego Brito, Fábio Pinto dos Reis, João
Josué Neto, Deyvid Brito pelo apoio na idealização e
consolidação deste trabalho.
• Ao grupo de Pesquisa do Laboratório de Plantas
Daninhas/UFT, em especial ao Thomas Nunes, por ceder toda
estrutura para realização deste trabalho.
• E a todos que de alguma forma contribuíram nesta grandiosa
tarefa.
vii
SUMÁRIO
Pg
1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A PECUÁRIA NO BRASIL
2.2 PLANTAS DANINHAS EM PASTAGENS
2.2.1 MEMORA PEREGRINA: ESPÉCIE DANINHA PRESENTE EM
ÁREAS DE PASTAGENS
2.3 MANEJO DE PLANTAS DANINHAS EM PASTAGENS
2.3.1 CONTROLE QUÍMICO
2.4 CARACTERÍSTICAS GERAIS DO HERBICIDA TOGAR
1
4
4
4
7
2.5 ABSORÇÃO DOS HERBICIDAS PELAS PLANTAS
2.6 PENETRAÇÃO E ABSORÇÃO DE HERBICIDAS PELO CAULE
2.7 MORFOLOGIA E COMPOSIÇÃO QUIMICA DE CAULE DE PLANTAS
2.7.1 MORFOLOGIA DO CAULE
2.8 GLICERINA: CO-PRODUTO DA PRODUÇÃO DE BIODIESEL
2.8.1
UTILIZAÇÃO
DA
GLICERINA
PULVERIZAÇÕES AGRÍCOLAS
3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COMO
VEICULO
CAPITULO I
CARACTERIZAÇÃO ANATÔMICA E QUÍMICA DO CAULE DE M.
peregrina
RESUMO
ABSTRACT
INTRODUÇÃO
MATERIAL E MÉTODOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
EM
7
8
1
0
1
0
1
3
1
5
1
5
2
1
2
3
2
5
3
4
3
4
3
5
3
6
3
7
3
9
4
1
4
8
4
viii
CAPÍTULO II
UTILIZAÇÃO DA GLICERINA CO-PRODUTO DA PRODUÇÃO DE
BIODIESEL, COMO VEÍCULO NA APLICAÇÃO DO HERBICIDA
TOGAR* TB NO CONTROLE DE Memora peregrina.
RESUMO
ABSTRACT
INTRODUÇÃO
MATERIAIS E MÉTODOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
9
5
4
5
4
5
5
5
6
5
7
6
0
6
4
7
3
7
4
LISTA DE TABELAS
Pg.
TAB. 1 ANÁLISE QUÍMICA DA M. PEREGRINA
TAB. 2 TRATAMENTOS A SEREM AVALIADOS FÍSICA E
QUIMICAMENTE.
TABELA 3. TRATAMENTOS DA AVALIAÇÃO NO CAMPO.
TAB. 4 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DA GLICERINA BRUTA
UTILIZADA.
TAB. 5 ANÁLISE QUÍMICA DA GLICERINA PRÉ – PURIFICADA COM
H3PO4
TAB. 6 VISCOSIDADE E TENSÃO SUPERFICIAL DA GLICERINA PRÉ PURIFICADA
TAB. 7 AVALIAÇÃO NO CAMPO DO EFEITO DA GLICERINA SOBRE A
M. PEREGRINA
4
3
6
2
6
3
6
4
6
4
6
7
7
0
ix
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1. PLANTAS DANINHAS CONTRLADAS PELO HERBICIDA
TOGAR TB*
Pg.
9
x
LISTA DE FIGURAS
Pg.
FIG. 1 IMPACTOS CAUSADOS PELAS ESPÉCIES INVASORAS
FIG. 2 ESTRUTURAS QUÍMICAS DO PICLORAN E DO TRICLOPIR.
FIG. 3 APLICAÇÃO DE HERBICIDA VIA CAULE NA M. PEREGRINA.
FIG. 4 CORTE TRANSVERSAL DO CAULE VEGETAL PERTENCENTE Á
FAMÍLIA
BIGNONIACEAE
EM
DIFERENTES
ESTÁDIOS
DE
DESENVOLVIMENTO.
FIG. 5 ANATOMIA DE UM CAULE JOVEM E DESENVOLVIDO.
5
8
1
0
1
8
1
xi
FIG. 6 ANATOMIA DO CAULE DE MEMORA PEREGRINA.
FIG. 7 VISUALIZAÇÃO DAS FASES (ÁCIDOS GRAXOS, GLICERINA E
SAIS)
LISTA DE SIGLAS
PIB
CM
US$
%
PRODUTO INTERNO BRUTO
CENTIMETRO
CIFRÃO DO DÓLAR
PORCENTAGEM
9
4
1
6
0
xii
UA/HÁ
KG
PH
BR
MMHG
E.A/L
ºC
PPM
RNA
DNA
PKA
KOW
KOC
MESH
AIA
2,4D
UNIDADE ANIMAL POR HECTARE
QUILOGRAMA
PODER HIDROGENIÔNICO
BRASIL
MILIMETRO DE MERCÚRIO
INGREDIENTE ATIVO POR LITRO
GRAU CÉLCIUS
PARTE POR MILHÃO
ACIDO RIBONOCLEICO
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO ACIDEZ
PARTIÇÃO OCTANOL ÁGUA
CONSTANTE CARBONO ORGÂNICO
UNIDADE DE MEDIDA
ÁCIDO INDOL ACÉTICO
ÁCIDO 2, 4 – DICLOROFENOXIACÉTICO
1
1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA
A pecuária constitui-se no setor mais importante nas exportações
nacionais, com uma participação de 8,39% no PIB do país (IBGE, 2010). Do
total da área de pastagem estabelecida, 18 % estão concentradas na região
norte do Brasil, totalizando especificamente no estado do Tocantins 12.000.000
ha, com um rebanho de 7.585.791 milhões de cabeça (ADAPEC, 2012).
Dias-Filho (2011) relatou que cerca de 70 milhões de hectares de
pastagens, nas regiões Centro-Oeste e Norte do Brasil, estariam degradadas
ou em processo de degradação, isto é, seriam pastagens improdutivas ou de
muito baixa produtividade. Diversos fatores contribuem para isto, como solos
de baixa fertilidade, forrageiras inadequadas, alta pressão de pastejo e elevada
infestação das plantas daninhas, sendo estes, reflexo direto de um manejo
inadequado.
Uma espécie vegetal é considerada como planta daninha se estiver
direta ou indiretamente prejudicando determinada atividade humana, como, por
exemplo, plantas interferindo no desenvolvimento de culturas comerciais ou
plantas tóxicas em pastagens (CONCENÇO, 2012).
Entre as plantas daninhas de mais difícil controle encontram-se as
arbustivas, sendo de maior importância as que possuem estruturas
reprodutivas vegetativas (CHRISTOFFOLETI et al., 2004). Entre estas, nas
áreas de cerrado, destaca-se a Memora peregrina, conhecida popularmente
como ciganinha. É uma planta pertencente à família Bignoniaceae, nativa da
flora do cerrado e que se tornou invasora de pastagens cultivadas (KOLLER,
2011). Segundo Grassi et al. (2005) isto se deve ao fato de a mesma ser uma
espécie de muito difícil controle.
A dificuldade de controle da ciganinha, assim como, a capacidade de
regenerar a parte aérea quando cortadas, ou mal controladas, tem promovido o
surgimento de métodos de controle pouco tradicionais, porém eficazes como,
por exemplo, a utilização de herbicidas aplicados no toco ou a aplicação
diretamente no caule, utilizando-se como veículo de aplicação o óleo diesel
(VITORIA FILHO, 2002).
O uso de óleo diesel nestes tipos de aplicação torna-se muito oneroso
para o produtor, visto a expressiva quantidade utilizada nas pulverizações,
2
correspondendo á 92% de volume da calda. Outra variável em questão é a
contaminação que o óleo diesel tende a causar no meio ambiente, sendo
necessária a substituição deste contaminante por um produto menos tóxico e
mais barato para o produtor.
A atividade biológica de um herbicida na planta ocorre de acordo com a
sua absorção, translocação, metabolismo e sensibilidade da planta perante o
mesmo e, ou, a seus metabólitos. Por isso, o simples fato de um herbicida
atingir as folhas e, ou, ser aplicado no solo não é suficiente para que ele exerça
a sua ação. Há necessidade de que ele penetre na planta, transloque e atinja o
local de ação (FERREIRA et al., 2010).
Para melhorar a eficiência do controle químico de plantas, ocorre a
associação dos herbicidas com produtos denominados adjuvantes e/ ou
surfactantes,
sendo
que
estes
atuam
diretamente
no
molhamento,
espalhamento, formação de espuma, e dispersão da calda de pulverização
(MELO et al., 2012)
Uma das funções dos adjuvantes na calda de pulverização juntamente
com herbicidas é ampliar a eficiência destes últimos, agindo na estrutura
molecular da solução, quebrando a tensão superficial, agregando energia de
quebra molecular, agindo diretamente no tecido vegetal, facilitando e auxiliando
na penetração cuticular (MACIEL et al., 2011).
A implantação da obrigatoriedade da adição gradativa de Biodiesel ao
óleo diesel, determinada por meio de lei federal, incrementou a instalação de
usinas produtoras de Biodiesel acarretando junto com isto a produção de
diversos co-produtos. Um dos mais expressivos é a glicerina, visto á
quantidade resultante no processo de transesterificação, em média 10 litros
para 100 litros de Biodiesel produzido (DADOSGOV, 2012).
No Brasil, no ano de 2011, a produção de Biodiesel foi 16.955.989
barris equivalente de petróleo, sendo que no estado do Tocantins o total foi de
aproximadamente 641.897 barris equivalente de petróleo, gerando uma oferta
de glicerina bruta de aproximadamente 10% (DADOSGOV, 2012). No ano de
2011, no Brasil foram oferta de glicerina foi de 1.695.598 barris equivalente de
petróleo, no entanto a demanda da glicerina no Brasil foi de aproximadamente
24 milhões de litros (ASSOCIAÇÃO DA INDÚSTRIA QUÍMICA BRASILEIRA,
2012). Frente a esta diferença, diversas áreas de pesquisa procuram
3
alternativas para a utilização da glicerina, além daquelas tradicionalmente
utilizadas no setor químico, alimentício e farmacêutico.
Este composto apresenta propriedades físico-químicas que abrem a
possibilidade da utilização mesmo no setor agrícola, especificamente como
adjuvante nas caldas de pulverização de defensivos.
Desta maneira, o presente trabalho teve como objetivo analisar a
anatomia e composição química do caule de M. Peregrina, assim como, as
características físico-químicas da glicerina pré-purificada, de forma a ser
utilizada em substituição ao óleo diesel na aplicação do herbicida Togar* TB no
controle de plantas daninhas.
4
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A Pecuária no Brasil e no Tocantins
A pecuária é uma das atividades econômicas mais importantes do país.
Em 2010 a produção de carne bovina, em equivalente carcaça, foi estimada em
8,75 milhões de toneladas (CONSELHO NACIONAL DA PECUÁRIA DE
CORTE, 2011). No mesmo ano, o consumo interno de carne foi de 6,66
milhões de toneladas e as exportações de 2,15 milhões de toneladas,
garantindo ao Brasil, a permanência como o maior exportador de carne bovina
do mundo, em volume comercializado. O superávit comercial de US$ 2,99
bilhões representou 6,7% do total do saldo da balança comercial brasileira, que
foi de US$ 44,76 bilhões (BRASIL, 2011).
No Estado do Tocantins estima-se que dos cerca de 12 milhões de
hectares agriculturáveis do Estado, mais da metade seja ocupada por áreas de
pastagens (IBGE, 2010), com um rebanho de 7.585.791 milhões de cabeça no
ano de 2011 (ADAPEC, 2012).
2.2 Plantas daninhas em pastagens
Segundo Harris (2010), a degradação das pastagens é um dos maiores
problemas da pecuária brasileira, e as causas de uma pastagem mal formada
ou formação desuniforme é a ocorrência de pragas, com destaque para plantas
daninhas. Estes problemas podem representar grandes perdas para o produtor.
A degradação de pastagens é um fenômeno de abrangência global
(HARRIS, 2010; MIEHE et al., 2010), sendo um evento comum em pastagens
formadas em diferentes ecossistemas da América Latina tropical.
No Brasil, esse fenômeno tem sido reportado como causa importante
de prejuízos econômicos e ambientais Dias-Filho (2011), sendo particularmente
comum nas áreas de fronteira agrícola do País. Diversos fatores contribuem
para a baixa produtividade, como solos de baixa fertilidade, forrageiras
inadequadas, pressão de pastejo inadequada, e infestação das plantas
daninhas.
5
Estimativas citadas em Dias-Filho (2011) indicam que cerca de 70
milhões de hectares de pastagens, nas regiões Centro-Oeste e Norte do Brasil,
estariam degradados ou em processo de degradação, isto é, seriam pastagens
improdutivas ou de muito baixa produtividade.
Uma das principais características destas áreas degradadas é a
presença abundante de plantas daninhas, as quais competem com a cultura
forrageira e intoxicam os animais, alterando o comportamento de pastejo dos
mesmos.
Em trabalho realizado por Freitas et al. (2005), foi evidenciado um
aumento de 47,3% na produção de biomassa de Brachiara brizantha quando
se utilizou o controle químico com o herbicida indicado para controle de plantas
invasoras de pastagens. Na Figura 1 podem ser observados os diferentes
aspectos envolvidos pela presença de plantas daninhas.
Figura 1 - Impactos causados pelas espécies invasoras nos ecossistemas
invadidos. Fonte: Marchante (2003).
Trabalhos de Costa et al. (2011) realizados na região norte do
Tocantins, identificaram várias espécies invasoras com efeito tóxico para
animais, as quais foram Ipomoea setifera (causadora de incoordenação em
bovinos), a Manihot glaziovii (responsável por morte súbita em bovinos), a
Senna occidentallis (causadora de miopatia em bovinos), a Enterolobium
6
gumiferum (causa de fotossensibilização em ovinos), a Crotalaria sp (causa de
hepatopatia em bovinos) e Asclepias sp. (responsável por tremores musculares
em bovinos).
O sistema de produção animal é comandado por crescimento,
utilização e conversão da forragem consumida em produto animal, e quando
ocorre a desuniformidade de pastejo, todas as etapas do processo são
comprometidas, pois os animais passam a superpastejar, ocasionando
alterações estruturais nas plantas o que leva a uma diminuição na produção de
forragem tanto nas áreas subutilizadas quanto nas superpastejadas (BERNDT,
2010).
Além da redução do desempenho animal, as plantas daninhas
promovem alterações no sistema de produção diminuindo a capacidade de
suporte da pastagem, provocando mudanças na morfologia da planta forrageira
que conduzem a uma menor produção de massa, além de uma menor
utilização da forragem pelo animal. Com isso são afetados os principais
componentes da produtividade animal de um sistema, que são o desempenho
animal (ex: kg/dia, litros de leite/dia) e a taxa de lotação (UA/ha). Dessa forma
a planta daninha causa no sistema pecuário danos nas duas faces do processo
produtivo, tanto para o animal quanto para a própria planta forrageira e ainda
na interação desses dois componentes, sendo de suma importância o seu
controle para obtenção de resultados produtivos e econômicos (QUEIROZ et
al., 2012).
A identificação das principais plantas daninhas, observando suas
características morfológicas, anatômicas, ecológicas, grau de agressividade e
resposta a determinados tratamentos, é o primeiro passo para se determinar o
melhor método de manejo (DIAS-FILHO, 2011).
A infestação de pastagens por plantas daninhas na Amazônia é
formada por uma comunidade diversificada, em termos de espécies e
densidade populacional, sendo relatadas mais de 500 espécies daninhas,
distribuídas em um grande número de famílias botânicas (FONTES et al.,
2011).
As plantas daninhas no ecossistema da pastagem, de um modo geral
são constituídas por plantas dicotiledôneas arbustivas e arbóreas. Dantas &
Rodrigues (1980) realizaram um levantamento em pastagens cultivadas na
7
Amazônia, apresentando uma lista de 266 espécies pertencentes a 54 famílias
e 168 gêneros.
2.2.1 Memora peregrina: espécie daninha presente em áreas de pastagens
A M. peregrina conhecida popularmente como “ciganinha”, é nativa do
Brasil e pertence à família das Bignoniaceaes, é uma planta perene, ereta de
ramos escandentes, lenhosa, pouco ramificada, com folhas de textura coriácea
e áspera e altura de 80- 140 cm. Propaga-se por sementes, contudo expandese numa grande reboleira através de rizomas (MENDONÇA, 2004). É típica
dos cerrados brasileiros, perpetuando nestas áreas após a sua transformação
em pastagens, tornando-se uma planta indesejável e de difícil controle.
Nunes (2002) alerta que a infestação da ciganinha já inviabilizou várias
áreas de pastagens ou mesmo propriedades, por causa dos altos níveis de
infestação e elevados custos para erradicá-la. Ainda destaca que esta alta
capacidade de infestação deve-se as eficientes formas de dispersão (sementes
aladas) e propagação vegetativa, possuem caules subterrâneos com grande
capacidade de rebrota.
Estudos realizados por Grassi et al. (2005) demonstram que extratos
metanólicos da casca do caule e extratos etanólicos e hexânicos de folhas de
M. peregrina, apresentam atividade alelopática, indicando a presença de
compostos inibidores da germinação de outras espécies. Embora esta planta
não faça simbiose com microrganismos fixadores de nitrogênio, estes mesmos
autores observaram que ela apresenta uma alta capacidade de armazenar
nitrogênio no caule subterrâneo, na forma de alantoína (cerca de 16 % do peso
seco). Esta característica pode ser uma das estratégias utilizadas por esta
espécie para se estabelecer com sucesso como invasora.
2.3 Manejo de plantas daninhas em pastagens
O manejo das plantas daninhas é a combinação de uma forma racional
de medidas preventivas com medidas de controle e erradicação. As medidas
preventivas consistem na adoção de métodos que impeçam ou minimizem a
introdução e disseminação de plantas daninhas na área. O melhor método de
8
controle de plantas daninhas é evitar o aparecimento delas. Contudo podem-se
utilizar diversos tipos de controle, seja ele cultural, mecânico, biológico e
químico, sendo que este último se mostra mais eficiente, devido à capacidade
de aplicação em grandes áreas e controle de plantas com grande capacidade
de rebrota.
2.3.1 Controle químico
O controle químico é realizado com herbicidas, que provocam a
morte ou impedem o desenvolvimento das plantas daninhas. Esses produtos
devem e ser seletivos às forrageiras.
Segundo Correia et al. (2010) para o sucesso de pulverizações de
herbicidas deve-se levar em conta características foliares como o pH foliar,
ceras epicuticulares, estômatos, tricomas, bem como, características físicoquímicas da solução de pulverização, como a tensão superficial, área de
molhamento, pH da solução, tipo de formulação, etc.
Dentre as moléculas utilizadas no controle de plantas daninhas
denominadas duras (semi-arbustivas e arbustivas) destacam-se o ácido 3,5,6tricloro-2-piridiloxiacético (triclopir) e o ácido 4-amino-3,5,6-tricloropiridina-2carboxílico (picloram), que são os princípios ativos dos principais herbicidas
registrados para pastagens. Sendo estas moléculas seletivas e sistêmicas,
pertencentes á classe dos compostos que possui um anel piridínico como
estrutura base (Figura 2).
NH2
Cl
Cl
N
P
i c l o
Cl
Cl
CO2H
Cl
r a n
Cl
N
T
O
r i c l o p
CO2H
i r
Figura 2 - Estruturas químicas do picloran e do triclopir.
Juntas estas moléculas formam o herbicida Togar TB*, sendo este
recomendado para o controle de plantas perenes e anuais de folhas largas em
pastagens conforme descrito no Quadro 1 (U.S.E.E.P.A, 1991).
9
Quadro 1- Plantas daninhas controladas pelo herbicida Togar TB*.
Indicação
(Nome Comum – Nome científico)
Dose
4% a 8% (misturar 4,0 a
Cambotá – Tapirira guianensis
8,0 litros do produto em
96,0 ou 92,0 L de óleo
diesel).
Limãozinho – Polygala klotzschii
Ata-brava – Duguetia furfuracea
Pastagens Leiteiro – Peschiera fuchsiaefolia
Aroeirinha – Schinus terebinthifolius 6% a 8% (misturar 6,0 a
8,0 litros do produto em
Goiabinha – Psidium guianeese
94,0 ou 92,0 L de óleo
Ciganinha – M. peregrina
diesel).
Ipê-tabaco – Tabebuia chrysotricha
Ipê-tabaco – Tabebuia chrysotricha
Jurema-preta – Mimosa hostilis
Fonte: Adaptado da Dow AgroSciences 2012.
O picloran possui alta solubilidade, pKa 2,3, Kow 1,4 e Koc médio de 16
mL g-1 de solo (SILVA et al., 2005). As demais características são citadas
abaixo:
- Formulação: sal amina;
- Volatilidade: baixa 6,2 x 10-7 mmHg a 25ºC;
- Absorção; folhas, raiz e caule;
- Translocação: apossimplástica;
- Persistência: variável dependendo de condições ambientais;
- Tolerância de resíduos na carne: 0,2 ppm;
O triclopir apresenta alta solubilidade; pKa 2,68; Kow 2,64 e Koc médio
(RODRIGUES; ALMEIDA, 2005). As demais características são citadas
abaixo:
- Formulação: sal amina;
- Marcas comerciais: Togar (triclopir + picloran); Garlon (triclopyr) – 480
g e.a/l;
- Absorção: folhas, raiz e caule;
- Translocação: apossimplástica;
- Persistência: meia via no solo de 20 a 45 dias.
10
2.4 Características gerais do herbicida Togar TB
O herbicida Togar TB*, com formulação concentrado emulsionável, é
comercializado pela multinacional DOW AgroSciences, específico para
aplicação basal dirigida (Figura 3). Sua aplicação deve ser realizada por meio
de pulverizador costal manual, em aplicação dirigida no 1/3 inferior das plantas
daninhas em todo o perímetro do caule das mesmas, até atingir o ponto de
escorrimento. Na aplicação deve-se utilizar bicos de jato tipo cone cheio,
preferencialmente de jato com ângulo variável, regulando com o menor ângulo
possível, em volume de óleo diesel suficiente para uma distribuição uniforme
(DOW AGROSCIENCES, 2012).
Figura 3: Aplicação do herbicida Togar em plantas de Memora peregrina.
Ainda segundo a Dow AgroSciences (2012), o TOGAR* TB causa
fitotoxicidade somente na área onde está a planta daninha, pois a aplicação é
localizada, nos restante da área não haverá dano à pastagem.
2.5 Absorção dos herbicidas pelas plantas
Os herbicidas podem penetrar nas plantas através das suas
estruturas aéreas (folhas, caules, flores e frutos) e subterrâneas (raízes,
rizomas, estolões, tubérculos, etc.), de estruturas jovens como radículas e
caulículo e, também, pelas sementes.
11
Um mesmo herbicida pode influenciar vários processos metabólicos na
planta, entretanto a primeira lesão biofísica ou bioquímica que ele causa na
planta é caracterizada como o seu mecanismo de ação. A seqüência de todas
as reações até a ação final do produto na planta caracteriza o seu modo de
ação (SILVA et al., 2007).
Algumas características físico-químicas de herbicidas, tais como:
solubilidade em água, pressão de vapor, pKa, Kow, Koc e meia-vida, podem
explicar a maioria dos aspectos relacionados com
a eficácia e o
comportamento ambiental.
A absorção de herbicidas pela planta envolve a penetração inicial por
regiões metabolicamente não ativas e, posteriormente, a absorção simplástica,
sendo a duração desse processo dependente da espécie envolvida, da idade
da planta, das condições ambientais, da concentração do herbicida, dentre
outros fatores (SILVA et al., 2007).
Segundo Concenço (2007) a translocação de herbicidas, do local de
absorção até o sítio de ação, pode ser realizada principalmente por duas vias:
xilema e floema. Uma vez que o transporte pelo xilema é unidirecional (para as
folhas), ele é de importância secundária para o transporte de herbicidas
aplicados às folhas até órgãos de crescimento rápido com baixas taxas de
respiração, como gemas, flores ou frutos. Essa tarefa é cumprida pelo floema.
Antes de apresentar ação fitotóxica, o herbicida deve ser absorvido via
apoplasto e/ou simplasto e alcançar o seu sítio de ação, geralmente localizado
no interior de uma organela. No entanto, após atingir a superfície foliar, o
herbicida está sujeito a vários destinos: escorrer, ser lavado pela ocorrência de
chuva, secar e formar substância amorfa, cristalizar após a evaporação do
solvente ou, ainda, penetrar na cutícula e permanecer retido nela, não sendo
translocado (WERLANG et al., 2003). O efeito disto é a menor absorção e,
consequentemente, a menor eficiência do herbicida.
Martins et al. (2009) estudando a ação de adjuvantes na absorção e
translocação de glifosato em plantas de Eichhornia crassipes, afirmaram que
períodos inferiores a seis horas após a aplicação do glifosato não é suficiente
para uma absorção e/ou translocação eficiente e controle efetivo das plantas.
Segundo Araldi (2010) a absorção e translocação de herbicidas
dependem das propriedades apresentadas acima, sendo que a principal
12
característica é constituída pelas propriedades lipofílicas e hidrofílicas dos
herbicidas, as quais podem ser medidas através do coeficiente de partição
octanol-água (Kow). Este coeficiente representa a proporção entre as
quantidades de um determinado herbicida que migram para um solvente
orgânico apolar (geralmente o octanol) ou para a água (polar). Sendo que
quanto maior o coeficiente de partição do herbicida, maior a sua lipofilicidade,
sendo verificada correlação linear inversa entre os valores de tal coeficiente e a
solubilidade em água.
Briggs et al. (1982) verificaram que herbicidas com Kow próximos a 100,
são os que apresentam maior facilidade para atravessar a plasmalema, ou
seja, entram e saem com maior facilidade no simplasto, e são mais facilmente
transportados das raízes à parte aérea das plantas. Produtos mais lipofílicos,
(Kow > 10.000) ou hidrofílicos (Kow < 0,32), foram transportados à parte aérea
com grande dificuldade, apesar do grande acúmulo dos produtos lipofílicos nas
raízes. De acordo com Briggs (1984) compostos lipofílicos podem sofrer forte
adsorção pela matéria orgânica do solo, dificultando sua absorção pela planta,
no entanto, quando absorvido por esta, compostos com K ow entre 10 e 30
tendem a ser melhor transportados para a parte aérea da mesma, apesar de os
máximos transportes terem sido verificados para compostos que possuem
valores de Kow próximos a 100.
O Kow de alguns herbicidas utilizados na cultura da cana-de-açúcar é de
16 para o amicarbazone, 11,3 para hexazinone, 671 para o tebuthiuron e em
torno de 0,01 para o imazapic (RODRIGUES; ALMEIDA, 2005). De acordo com
a observação de Briggs (1984) é possível inferir que o amicarbazone apresente
melhor condição de ser absorvido pelas plantas devido à faixa de abrangência
ótima do Kow de 10 a 30.
Mendonça (2004) estudando a absorção e translocação do ácido 2,4diclorofenoxiacético (2,4-D) e a mistura deste composto com o picloram,
aplicados via foliar em plantas de M. peregrina, concluiu que a translocação do
herbicida 2,4-D isolatamente ou em mistura com picloran, foi insignificante em
plantas de M. Peregrina. Desta forma a utilização do 2,4-D como método de
controle desta espécie não é recomendada.
O controle foliar não funciona para a M. peregrina devido ao fato de
suas folhas serem bastante grossas impedindo a absorção do produto para
13
posterior translocação, e também devido a alta quantidade de reservas de
nutrientes que a planta armazena em seu sistema radicular o que permite que
ela perca suas folhas, mas não morra, recompondo sua área foliar em pouco
tempo (BRAGA et al., 2012). Esse método pode funcionar apenas em plantas
bem novas, quando ainda apresentam folhas finas e macias, necessitando de
avaliação criteriosa da situação.
2.6 Penetração e absorção de herbicidas pelo caule
A M. peregrina possui um caule aéreo e outro subterrâneo, tendo este
último, gemas prontamente dispostas a germinarem, dependendo do estresse
sofrido pela parte aérea da planta, como por exemplo, uma roçada. No controle
desta planta comumente recomenda-se iniciar um programa de erradicação
utilizando herbicidas quando a planta ainda se encontra em seu estado jovem,
com caule herbáceo, o que aumenta consideravelmente a eficiência de
controle.
De acordo com Raven et al. (2007), caules herbáceo tendem á ser
tenros, flexíveis, possuem epiderme recoberta por cutícula, parênquima
cortical, colênquima e medula (cilindro central), sendo assim mais susceptíveis
à herbicidas.
A camada cuticular funciona como uma barreira à perda de água e
também como uma barreira à entrada de pesticidas e microrganismos na
planta. O processo de absorção de um herbicida é complicado em razão da
espessura, composição química e permeabilidade da cutícula, que variam em
função da espécie, da idade da folha e do ambiente sob o qual a folha se
desenvolve (SILVA et al., 2007).
A penetração de herbicidas através do caule de plantas resistentes a
aplicação foliar, é uma opção muito aproveitada na prática nos dias atuais.
Entretanto, o caule também possui componentes estruturais que podem
dificultar a entrada dos herbicidas, como a periderme recoberta pela cutícula,
presença de taninos, ácidos graxos, lignina, celuloses e terpenos.
Baseado na sua estrutura e composição, a periderme apresenta baixa
permeabilidade à água e, também, aos herbicidas aplicados na parte aérea,
principalmente os polares. No entanto, existem estruturas especificas
14
denominadas lenticelas que atravessam a periderme, sendo, portanto rotas
importantes para a penetração de herbicidas via caule. Além de pequenas
rupturas na casca que ocorrem com o crescimento do caule, em diâmetro
(SILVA et al., 2007).
Para a atuação de herbicidas aplicados via caule, eles são preparados
em formulações lipofílicas, usando-se óleo como veículo, sendo esses
aplicados em altas concentrações (5% - 10%), através de pulverização ou
pincelamento. Alternativa prática mais eficiente seria injetar o herbicida com
equipamento próprio com uma pistola injetora, até a região do câmbio. Neste
caso, o herbicida será mecanicamente introduzido através da casca, este
processo está sendo implantado em algumas empresas de reflorestamento,
usando o herbicida imazapir 20 a 30 dias antes da derrubada das árvores de
eucalipto, visando evitar a rebrota das cepas (SILVA et al., 2007).
Mendonça (2000) estudando características bioquímicas de espécies
daninhas observou que as espécies daninhas que apresentaram ceras
epicuticulares com maior porcentagem de compostos apolares, prejudicam a
absorção de herbicidas com baixo Kow. De acordo com Silva et al. (2007), os
herbicidas lipofílicos (alto Kow) se solubilizam nos componentes lipofílicos da
cutícula e se difundem através desta. Com relação aos herbicidas hidrofílicos,
admite-se que a cutícula tenha uma estrutura porosa, que se mantém
hidratada, dependendo das condições ambientais, sendo esta água de
hidratação da cutícula a rota de penetração hidrofílica. Velini e Trindade (1992)
citam como outra possível rota de absorção dos herbicidas polares os
filamentos de pectina dispersos na matriz da cutina, que podem cruzar toda a
cutícula. Esses filamentos, desde que hidratados, podem atuar como via de
transporte desses produtos.
Passine et al. (1997), estudando uma forma de se controlar o Tecoma
stans (Amarelinho), concluíram que a melhor forma de controle é a
pulverização no caule utilizando a mistura de 2,4-D, picloram e óleo mineral,
uma vez que, esta planta mostrou-se bastante resistente perante a
pulverização foliar.
Monquero et al. (2004), caracterizando a composição das ceras
epicuticulares
das
plantas
grandifolia e Amaranthus
daninhas Commelina benghalensis,
hybridus,
correlacionando-as
com
a
Ipomoea
absorção
15
diferencial do glifosato entre essas espécies, concluíram que um dos
mecanismos de tolerância em C. benghalensis a herbicidas é a penetração
diferencial devido à composição química das ceras epicuticulares, que
apresentam componentes de natureza lipofílica em maior concentração que as
demais espécies estudadas.
O mecanismo de ação das moléculas que compõem o herbicida Togar*
TB envolve o metabolismo de ácidos nucléicos e a plasticidade da parede
celular. Estes herbicidas provocam a acidificação da parede celular através do
estímulo da atividade da bomba de prótons da ATPase, ligada à membrana
celular. A redução no pH apoplástico induz à elongação celular pelo aumento
da atividade de certas enzimas responsáveis pelo afrouxamento celular. Baixas
concentrações destes herbicidas também estimulam a RNA polimerase,
resultando em aumentos subseqüentes de RNA, DNA e biossíntese de
proteínas. Aumentos anormais nestes processos levam à síntese de auxinas e
giberilinas, as quais promoverão divisão e alongamento celular acelerado e
desordenado nas partes novas da planta, ativando seu metabolismo e levando
ao seu esgotamento. Por outro lado, em concentrações mais altas, estes
herbicidas inibem a divisão celular e o crescimento, geralmente nas regiões
meristemáticas, as quais acumulam tanto assimilados provenientes da
fotossíntese quanto o herbicida transportado pelo floema. Estes herbicidas
estimulam a liberação de etileno que, em alguns casos, produzem sintomas
característicos de epinastia associados à exposição a estes herbicidas.
2.7 Morfologia e composição quimica do caule
2.7.1 Morfologia do caule
Para entender a penetração de herbicidas na planta por meio do caule,
inicialmente, deve analisar a morfologia e a composição química do mesmo,
que interagirão com as características físico-químicas do herbicida aplicado.
O caule é um órgão da planta que desempenha diversas funções como
sustentação, transporte, armazenamento, produção de folhas e estruturas
reprodutivas. Origina-se a partir do epicótilo do embrião e ao contrário da raiz,
o caule é dotado de nós e entrenós. Os nós são as regiões de onde se
16
originam as folhas e os entrenós são delimitados por dois nós. Em cada nó,
origina-se uma folha e na sua axila uma gema lateral ou axilar. A gema lateral
permanece dormente até que um estímulo quebre a sua dormência para que
esta se desenvolva produzindo um ramo lateral (RAVEN et al., 2007).
Em um corte transversal do caule, observa-se a epiderme, o córtex, o
cilindro vascular e a medula. A epiderme, via de regra é unisseriada
apresentando cutícula e algumas vezes estômatos. O córtex é a região de
sistema fundamental que está abaixo da epiderme e externo ao cilindro
vascular. No córtex podem estar presentes laticíferos, ductos de mucilagem ou
de resina (VIDAL et al., 2000).
Viana et al. (2010) caracterizando anatomicamente o caule de
Anemopaegma arvense (VELL.) constataram a presença de uma epiderme
unisseriada e tricomas unicelulares, sendo que o córtex é formado por células
do colênquima e parênquima. Apresentando ainda um crescimento secundário,
formado por raios de xilema secundário. Ainda observaram células de
metaxilema e protoxilema, que são circundados por vasos de floema.
Uma visualização melhor da estrutura anatômica do caule pode ser
vista na Figura 4, especificamente na espécie Tynanyhus fasciculatus Miers da
família Bignoniaceae, mesma família da M. peregrina, objeto de estudo deste
trabalho.
17
Figura 4: Corte transversais do caule de Tynanyhus fasciculatus em diferentes
estádios de desenvolvimento. Legenda: A: Fase meristemática; B: Crescimento
primário estabelecido e inicio do crescimento secundário; C: Crescimento
secundário usual; D – F: Crescimento secundário não usual; CP: Cordões
procambiais; Ep: Epiderme; F: Floema primário; Fi: Fibras periciclicas; FS:
Floema secundário usual; FSN: Floema secundário não usual; M: medula; MF:
meristema fundamental; P: Periderme; Pd: Protoderme; X: Xilema primário; XS:
Xilema secundário usual; XSN: Xilema secundário não usual; Barras variando
de 300 a 5000 µm.
Fonte: Adaptado de Nascimento (2008).
18
Na formação de um caule, o meristema apical do sistema caulinar
origina
meristemas
primários,
protoderme,
procâmbio
e
meristema
fundamental, que se desenvolvem no corpo primário da planta originando:
epiderme, tecidos vasculares (xilema primário e floema primário). O córtex do
caule geralmente contém parênquima com cloroplastos, e colênquima, e em
algumas plantas, é o esclerênquima e não o colênquima que se desenvolve
como tecido de sustentação. A parte mais interna do tecido fundamental, a
medula, é composta de parênquima (RAVEN et al., 2007).
O crescimento secundário resulta da atividade de dois meristemas
laterais: o câmbio vascular e o câmbio da casca, originados a partir dos
meristemas primários, procâmbio e meristema fundamental de forma
respectiva. O câmbio vascular será responsável pela produção de xilema e
floema secundários no caule, resultando na formação de um cilindro de tecidos
vasculares. Comumente, muito mais xilema secundário do que floema
secundário é produzido no caule, como acontece na raiz, causando a
destruição da região medular. Com o crescimento secundário o floema é
empurrado para fora e suas células de parede fina são destruídas (RAVEN et
al., 2007).
Na Figura 5 pode ser observado um comparativo de dois caules em
diferentes estádios de desenvolvimento. No caule jovem, observa-se o
parênquima medular e o xilema (protoxilema e metaxilema) em estádio de
formação, o floema ainda não está totalmente desenvolvido, bem como ainda
observa-se a presença do colênquima, este se origina do meristema
fundamental, sendo o tecido de sustentação constituído por células vivas. No
caule adulto, observa-se que os vasos condutores (xilema e floema), estão
bem desenvolvidos, o parênquima já se apresenta na sua forma adulta
(globular), e os tecidos de revestimentos, como por exemplo, a periderme, em
estádio avançado de desenvolvimento, sendo que este é formada pelo súber
pluriestratificado, felogênio e feloderme.
19
Figura 5: Anatomias de um caule jovem (A) e de um caule desenvolvido (B).
Fonte: Adaptado de (RAVEN et al., 2007).
O caule é constituído por celulose, lignina e hemiceluloses como
componentes estruturais e por diversos compostos não pertencentes à parede
celular, denominados de extrativos (GULLICHSEN; PAULAPURO, 2000). Esse
termo se refere a substâncias de baixa ou média massa molecular, que podem
ser extraídas em água ou solventes orgânicos.
20
Os constituintes do caule solúveis em água são principalmente alguns
sais ou minerais inorgânicos, açúcares e polissacarídeos. Os compostos
solúveis em solventes orgânicos pertencem às classes dos ácidos e ésteres
graxos, alcoóis de cadeia longa, esteróides, compostos fenólicos e glicosídeos
(MORAIS et al., 2005).
Alves et al. (2011) estudando a composição química de Struthanthus
marginatus Desr. Blume, concluíram que seus compostos bioquímicos
(extrativos, lignina), aumentaram em função do tempo. Dentre os compostos
bioquímicos deve-se ressaltar a importância dos pertencentes á classe dos
ésteres graxos, que na planta tem função de defesa, e estão contidos na
cutícula, estes previnem a perda de água e entrada de patógenos e de
moléculas químicas indesejáveis, como por exemplo, de herbicidas (RAVEN et
al., 2007). Com o passar do tempo, estes compostos tendem á aumentar em
quantidade, tornando a planta ainda mais resistente, por este motivo
recomenda-se efetuar o controle de plantas daninhas denominadas duras, a
exemplo da M. peregrina, no seu estado juvenil onde o caule é mais herbáceo
e menos lignificado.
A absorção de herbicidas pelo caule é influenciada pela disponibilidade
dos produtos nos locais de absorção e por fatores ambientais (temperatura, luz,
umidade relativa do ar e umidade do solo), que influenciam também a
translocação destes até o sítio de ação. Além destes fatores, cita-se a proteção
mecânica da planta, como fonte de impedimento á absorção e translocação da
molécula até o sítio de ação. A proteção mecânica dos vegetais tem como
principal responsável a cutícula, sendo que esta recobre todas as células da
epiderme da planta, incluindo aquelas tecidos presentes no caule vegetal
(SILVA et al., 2007).
A cutícula é recoberta por uma camada de cera e esse conjunto,
freqüentemente, é referido como camada cuticular. Em geral, essa camada é
uma complexa mistura de alcanos de longas cadeias (21 - 37 carbonos),
álcoois, cetonas, aldeídos, ésteres, ácidos graxos, etc. (FERREIRA et al.,
2005). Em conseqüência da variabilidade de seus componentes o grau de
polaridade das cutículas varia muito. Comumente as ceras são compostos
químicos apolares, e nos caules evitam a entrada de moléculas de herbicidas
em quantidade suficiente para o efetivo controle. No caso de plantas duras, não
21
se recomenda aplicar o herbicida com a água como veículo, e sim uma solução
contendo o herbicida mais um aditivo apolar, no caso o óleo diesel. Este além
de ter afinidade com compostos lipofílicos promove a ruptura da cutícula do
caule, facilitando à absorção e translocação da molécula do herbicida em
quantidade suficiente para causar danos à planta daninha.
2.8 Glicerina: Co-produto da produção de biodiesel
O uso extensivo de combustíveis fósseis, a fonte de energia mais
popular para o transporte, têm causado um impacto negativo cumulativo sobre
o meio ambiente (HOUGHTON et al., 2001), o que tem motivado a busca de
fontes de energia "limpa" para sua substituição, a exemplo do biodiesel.
O biodiesel é biodegradável e não tóxico, apresenta perfis de baixa
emissão de CO e CO2, e consequentemente menor impacto sobre o meio
ambiente (DORADO et al., 2003). Esta energia alternativa é atualmente
produzida a partir de óleo vegetal, óleo de cozinha usado e gordura animal
(DEMIBRAS, 2005).
No Brasil conforme a Resolução CNPE nº 6 de 16/9/2009 a partir de
01/01/2010, o Biodiesel passou a ser adicionado ao óleo diesel na proporção
de 5% em volume. No processo de produção de biodiesel (transesterificação)
ocorre a produção de um co-produto denominado de glicerina (Figura 6), sendo
que, de cada 100 litros de Biodiesel produzido se formam 10 litros de glicerina.
A produção de biodiesel no ano de 2011 foi de 16.955.989 barris equivalentes
de petróleo, deste total produzido aproximadamente 10% é composta por
glicerina bruta (DADOSGOV, 2012). Segundo a Associação Brasileira da
Indústria Química (2001), a demanda pela glicerina no mercado, acerca de 40
milhões de litros/ano, o que gera um excedente considerável.
A glicerina ou glicerol (1,2,3-propanotriol), é um poliálcool oleoso,
incolor, viscoso e de sabor doce, solúvel na água e no etanol em todas as
proporções (LOPES et al., 1999).
A glicerina resultante do processo de transesterificação (glicerina bruta)
apresenta cerca de 30% de impureza, o que evidencia a necessidade de
purificá-la, a fim de viabilizar seu emprego no setor industrial. As impurezas
encontradas na glicerina bruta são: água, catalisador (alcalino ou ácido), álcool
22
(não reagido), impureza provinda dos reagentes, ácidos graxos, ésteres,
propanodióis, monoéteres, oligômeros de glicerina e polímeros (FERRARI et
al., 2005).
A glicerina é normalmente usada na preparação de diversos produtos
tais como remédios, produtos de uso pessoal, comida, bebida, tabaco, resinas
alquídicas, poliol-poliéter, celofane e explosivos, todavia o seu uso é
condicionado ao seu grau de pureza, que deve estar usualmente acima de
95%.
Segundo Ribeiro et al. (2001) a glicerina vegetal oriunda do Biodiesel
pode ser empregada como composto de partida para síntese de compostos
que são largamente produzidos pela indústria petroquímica, tais como o ácido
fórmico e o ácido acrílico, além do tradicional uso na indústria farmacêutica e
cosmética, esta ainda pode ser utilizada na agricultura, como aditivos em
misturas com herbicidas.
2.8.1 Utilização da glicerina como veículo em pulverizações agrícolas
A utilização de herbicidas é a principal estratégia utilizada para o
controle de plantas daninhas na agricultura empresarial. Esse produto é
largamente utilizado em função de sua alta eficiência; facilidade de utilização;
por ter ação rápida e a um custo acessível (ARAÚJO et al., 2007).
A ação dos herbicidas é dependente de constituintes da calda de
pulverização, que, embora não compondo o ingrediente ativo, têm a
capacidade de melhorar sua eficácia. Ramsdale e Messersmith (2001) afirmam
que os adjuvantes melhoram, em muitos casos, a eficácia das aplicações, no
entanto, a interação adjuvante herbicida é um processo complexo, que envolve
muitos aspectos físicos (tensão superficial e viscosidade), químicos e
fisiológicos, e varia para cada condição testada.
Os adjuvantes atuam de maneira diferente entre si, afetando o
molhamento, a aderência, o espalhamento, a formação de espuma e a
dispersão da calda de pulverização (MONTÓRIO et al., 2004; MENDONÇA et
al., 2007). Lan et al. (2007) comentam que a adição de adjuvantes altera o
desempenho das aplicações, no entanto seu efeito pode ser positivo ou até
mesmo negativo no que se refere à deposição do produto no alvo.
23
A água é utilizada como solvente para moléculas polares e é o veículo
mais utilizado na diluição das formulações de herbicidas. Entretanto, a água
não surte efeitos satisfatórios quando aplicada sobre alvos com superfícies
cerosas e hidrofóbicas, como é o caso do caule da M. peregrina. Com isso
torna-se necessária a adição de surfactantes (adjuvantes) e/ou aditivos à calda
de pulverização. Os surfactantes agem na tensão superficial do fluido,
contribuindo para a formação de filmes líquidos sobre a superfície das plantas.
Cunha et al. (2009) avaliando o efeito da adição de adjuvantes, em
diferentes doses, nas características físico-químicas de soluções aquosas,
concluíram que o efeito dos adjuvantes mostrou-se dependente de sua
composição química e formulação. O comportamento dessas características
não foi semelhante, mesmo para produtos com mesma indicação de uso. A
alteração da dose influenciou as características físicoquímicas de maneira
diferenciada para cada adjuvante. O pH, tensão superficial e a viscosidade
foram as propriedades mais sensíveis à adição dos adjuvantes. A adição de
alguns adjuvantes pode levar à instabilidade da calda, requerendo maior
agitação da calda no tanque dos pulverizadores.
Segundo Fleck (1993) os aditivos são substâncias que aumentam a
absorção dos herbicidas devido à sua ação direta sobre a cutícula das plantas.
Enquadram-se nesta categoria, o óleo mineral ou vegetal, o sulfato de amônio
e a uréia, entre outros.
Segundo Carmona et al. (2001), os óleos minerais, como por exemplo,
o diesel é largamente utilizado como aditivo em aplicações em pósemergência, aumentando a eficácia de um grande número de herbicidas
apresenta efeito fitotóxico, por causarem a solubilização das paredes celulares,
levando à desintegração celular e extravasamento do seu conteúdo para os
espaços intercelulares. Estes autores, estudando a eficácia agronômica e
econômica de herbicidas no controle das plantas daninhas de pastagens:
Acacia farnesiana e Mimosa pteridofita, ambas plantas daninhas duras,
concluíram que estas plantas são controladas eficientemente quando cortadas
ao nível do solo sendo o toco pincelado com solução aquosa de 2,4-D +
picloram + óleo diesel, na concentração de 4% do herbicida, em plantas com
qualquer tamanho, ou com óleo diesel puro desde que a altura máxima das
plantas seja de 2,5 m para A. farnesiana e 1,5 m para M. pteridofita.
24
Lima et al. (2007) avaliando o índice de eficiência da glicerina
resultante da reação de transesterificação como adjuvante agrícola, concluíram
que o glicerol pode ser utilizado como agente surfactante na preparação de
defensivos agrícolas, já que reduziu a tensão superficial do líquido de
pulverização, aderindo às superfícies foliares de maneira satisfatória, não
interferindo nas características e propriedades fitotóxicas do herbicida aplicado,
promovendo conseqüentemente uma maior eficiência do produto agrícola.
A glicerina ideal para substituição do óleo diesel em aplicação no
controle da M. peregrina deve ter características físico-químicas semelhante ao
diesel. Segundo a ANP (2012) o óleo diesel é formado basicamente por
hidrocarbonetos, formado por átomos de hidrogênio e carbono, oxigênio,
nitrogênio e enxofre. O diesel apresenta-se em forma de líquido amarelado
viscoso, límpido, pouco volátil, cheiro forte e marcante e com nível de
toxicidade mediano.
25
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34
CAPITULO I
CARACTERIZAÇÃO ANATÔMICA E QUÍMICA DO CAULE DE Memora
peregrina.
35
RESUMO
A Memora peregrina, conhecida popularmente como ciganinha, é um arbusto
pertencente à família Bignoniaceae, nativa da flora do cerrado e que se
apresenta como daninha de pastagens cultivadas. Suas características
fisiológicas e anatômicas a constituem em uma planta de difícil controle. O
controle eficiente vem sendo conseguido pela aplicação do herbicida Togar* TB
via caule. O presente trabalho objetivou realizar a caracterização anatômica do
caule de plantas de M. peregrina em idade (plantas jovens) recomendada para
aplicação de herbicidas, considerando não existirem estudos anatômicos a este
respeito. Para a realização das análises anatômicas, foram realizados cortes
transversal, longitudinal radial e longitudinal tangencial. Para determinação do
teor de lignina, holocelulose e extrativos totais, foi utilizada a metodologia
normatizada pela ABCP (Associação técnica brasileira de celulose e papel) nº
M3/69 ABTCP 1974 e M70/71 ABTCP 1974, e a determinação do poder
calorífico superior teve como base a norma ABNT NBR 8633/84. A
determinação elementar foi realizada através do equipamento de análise vario
MICRO CHN, e a determinação dos compostos apolares e polares dos
extrativos do caule. Anatomicamente, o caule da M. peregrina possui vasos
parcialmente solitários e em arranjo radial múltiplo contendo pontoações
guarnecidas ao longo da parede do elemento de vaso. O parênquima axial é do
tipo apotraqueal difuso e as fibras apresentam pequenas aréolas e pontoações
simples. Quimicamente o caule da M. peregrina possui uma quantidade
expressiva de nitrogênio, se comparada com outras espécies, e alto teor de
lignina que lhe caracteriza como espécie mais resistente. Na idade em que o
caule foi coletado, apresenta-se com propriedade predominantemente polar. A
característica anatômica e química constatadas no caule de M. peregrina lhe
distingue como planta típica de ambientes limitados (escassez de recursos
essenciais para a sobrevivência) e submetidos á condições extremas (altas
temperaturas, luminosidade, solos ácidos e etc.).
Palavras-chave: Ciganinha, Fitoquímica, Anatomia.
36
ABSTRACT
The Memora peregrina, popularly known as ciganinha, is a shrub belonging to
the family Bignoniaceae, native flora of the cerrado and presenting as weed of
cultivated pastures. Their physiological and anatomical characteristics to
constitute a difficult plant to control. Efficient control has been achieved by the
application of the herbicide Togar* TB via stem. This study aimed to
characterize the anatomical stem of plants of M. peregrina age (young plants)
recommended for herbicide application, considering there are no anatomical
studies in this regard. To carry out the anatomical analyzes were performed
cross sections, longitudinal and radial longitudinal tangential. For determination
of lignin, holocellulose and extractives, standardized methodology was used by
the ABCP (Brazilian Technical Association of Pulp and Paper) No. M70/71
M3/69 ABTCP ABTCP 1974 and 1974, and the determination of gross calorific
value was based ABNT NBR 8633/84. The determination was performed by
elemental analysis equipment vario MICRO CHN, and determination of no polar
compounds and polar extractives of stem. Anatomically, the stem of M.
peregrina has partially vessels solitary and in radial arrangement containing
multiple pits trimmed along the wall of the vessel element. The axial
parenchyma is diffuse and apotracheal type fibers have small areolas and
simple pits. Chemically the stem of M. peregrina has a significant amount of
nitrogen, compared with other species, and high lignin content which
characterizes how most resistant species. At the age when the stem was
collected, presents with predominantly polar property. The anatomical and
chemical found in the stem of M. peregrina distinguishes him as typical of plant
environments limited (scarcity of resources essential for survival) and submitted
to extreme conditions (high temperature, luminosity, and acidic soils etc.).
Keywords: Ciganinha, Phytochemistry, Anatomy.
37
INTRODUÇÃO
Segundo Dias-Filho (2011), dos 70 milhões de hectares de pastagens,
nas regiões Centro-Oeste e Norte do Brasil, estima-se que 80% estão
degradados ou em processo de degradação. Isso se deve principalmente a
solos de baixa fertilidade, forrageiras inadequadas, alta pressão de pastejo, e
elevada infestação das plantas daninhas.
Entre as plantas daninhas invasoras de pastagens, ressalta-se a
importância da ciganinha (M. peregrina), considerada planta nativa da flora do
cerrado, que se tornou invasora de pastagens cultivadas, tendo como
característica especial, a propagação por rizomas (KOLLER, 2011). Nunes
(2002) alerta que a infestação da ciganinha já inviabilizou várias áreas de
pastagens ou mesmo propriedades, por causa dos altos níveis de infestação e
elevados custos para erradicá-la. Ainda destaca que esta alta capacidade de
infestação deve-se as eficientes formas de dispersão (sementes aladas) e
propagação vegetativa, uma vez que, possuem caules subterrâneos com
grande capacidade de rebrote.
Segundo Victória Filho (2009) o melhor controle para a ciganinha é a
utilização do herbicida Togar* TB (triclopir + picloram) diluído em óleo diesel,
em aplicação dirigida no caule. Neste tipo de aplicação é interessante ter o
conhecimento da estrutura anatômica e composição química do caule, de
forma a contribuir não só no conhecimento da absorção e translocação do
herbicida, mas também, em estratégias a serem tomadas para aumentar a
eficiência dos mesmos.
Viana et al. (2010) realizando a caracterização anatômica do caule de
espécies jovem da família Bignoniaceae, constataram a presença de uma
epiderme unisseriada e tricomas unicelulares, sendo que o córtex é formado
por células do colênquima e parênquima, ainda, citam que, apresentam um
crescimento secundário, formado por raios de xilema secundário, sendo que as
células de metaxilema e protoxilema são circundadas por vasos de floema.
Segundo Raven et al. (2007), um dos compostos bioquímicos
fundamentais para as plantas, são os pertencentes á classe dos ésteres graxos
(ceras), visto que estes revestem a cutícula da epiderme do caule, tendo
função de defesa, e previnem contra a perda de água para o ambiente, entrada
38
de patógenos e moléculas químicas indesejáveis, como é o caso de herbicidas.
Ainda segundo Raven et al. (2007) estes compostos tendem á aumentar em
quantidade, e complexidade molecular em função da idade da planta, ou seja,
uma planta herbácea jovem é menos lignificada e contem menos extrativos que
uma planta em maior estádio de desenvolvimento, como demonstrado em
trabalho de Alves et al. (2011), que estudando a composição química do caule
de Struthanthus
marginatus Desr. Blume, concluíram que seus compostos
bioquímicos (extrativos, lignina), aumentaram em função do tempo.
Segundo Araldi (2010) a entrada de herbicidas nas plantas depende
das propriedades ambientais, físico-química dos herbicidas e das plantas,
sendo que a principal característica é constituída pelas propriedades lipofílicas
e hidrofílicas dos herbicidas, as quais podem ser medidas através do
coeficiente de partição octanol - água (Kow). Este coeficiente representa a
proporção entre as quantidades de um determinado herbicida que migram para
um solvente orgânico apolar (geralmente o octanol) ou para a água (polar).
Sendo que, quanto maior o coeficiente de partição do herbicida, maior a sua
lipofilicidade, ocorrendo uma correlação linear inversa entre os valores de tal
coeficiente e a solubilidade em água.
Mendonça (2000) em estudos dos componentes bioquímicos de
plantas
daninhas,
concluiu
que
as
espécies
que
apresentam
ceras
epicuticulares com maior porcentagem de compostos apolares, prejudicam a
absorção de herbicidas com baixo Kow. Silva et al. (2010) explicam que os
herbicidas lipofílicos (alto Kow) se solubilizam nos componentes lipofílicos da
cutícula e se difundem através desta.
Visto à carência de trabalhos sobre a absorção de herbicidas via caule,
e, principalmente estudos específicos na espécie em questão, o presente
trabalho de pesquisa foi conduzido com o objetivo de conhecer a estrutura
anatômica e composição química do caule de plantas de M. peregrina, em
idade recomendada para aplicação de herbicida.
39
MATERIAL E MÉTODOS
Os caules das plantas daninhas da espécie M. perergina foram
colhidos em uma área pertencente ao município de Alvorada – TO, localizado
nas coordenadas geográficas, 12° 28' 48” de latitude Sul e 49° 07' 29'' de
longitude W.Gr, a 280 m de altitude, no mês de Julho de 2011. Estas plantas
encontravam-se com caules de 3 cm de diâmetro, conforme tamanho
recomendado para controle com o herbicida Togar* TB.
As análises anatômicas foram realizadas no Departamento de Ciências
Florestais da Universidade Federal de Lavras (DCF/UFLA). Fragmentos do
caule de M. peregrina foram submersos em um recipiente contendo água até
que ocorresse a saturação. Após esta etapa foram feitos cortes transversais,
longitudinal radial e longitudinal tangencial, por meio de um micrótomo de
deslizamento (Jung SM 2000), e em seguida estes cortes foram desidratados
em série etílica (etanol 30%, 40%), posteriormente corados com safrablau e
montados entre lâmina e lamínula em etellan. A documentação fotográfica foi
obtida em fotomicroscópio (DiagTech). A descrição anatômica realizada seguiu
a recomendação do IAWA committee (1989).
Para a análise química do caule, amostras de três cm de diâmetro e 20
cm de comprimento foram retiradas, e secas em estufa de circulação de ar
forçada à temperatura de 70º C, até alcançar peso constante. Após isto as
amostras foram moídas em um moinho de martelo, e passadas por peneiras de
40 e 60 Mesh. Para determinação do teor de lignina, holocelulose e extrativos
totais, foi utilizada a metodologia normatizada pela ABCP (Associação técnica
brasileira de celulose e papel) nº M3/69 ABTCP 1974 e M70/71 ABTCP 1974,
sendo as análises realizadas em triplicatas. A determinação do poder calorífico
superior teve como base a norma ABNT NBR 8633/84 (ABNT, 1984), sendo
utilizada uma bomba calorimétrica (IKAR, C 200). Para determinação elementar
quantitativa de C, N, H, S e O, foram utilizadas as amostras compostas
classificadas com fração de 200 mesh. Em seguida, as mesmas foram secas
em estufa a 103 +/- 2°C durante 4 horas e, posteriormente, levadas para o
analisador “vario MICRO CHN”, para a quantificação de carbono, hidrogênio,
nitrogênio, enxofre e, por diferença, o oxigênio do material, sendo que a
constituição elementar compreende a formação essencialmente orgânica do
40
vegetal. Essa analise foi realizada no Laboratório de Energia da Biomassa
(LEBF) do DCF/UFLA.
Os trabalhos foram realizados em diferentes locais, por exemplo, a
coleta do material vegetal foi no município de Alvorada, as análises químicas
foram realizadas no campus de Gurupi/ UFT e em Lavras no DCF/UFLA.
Para determinação do teor de componentes apolares e polares dos
extrativos do caule de M. peregrina, após a coleta de caules herbáceos, no
mesmo diâmetro e idade de recomendação para a aplicação de herbicidas,
estes foram secados em estufa com temperatura de 70º C por 72 Horas.
Triturou-se a amostra em moinho de martelo, até atingir uma fração de 60
Mesh. Foram utilizados dois gramas da amostra (60 mesh). Esta foi
acondicionada em papel de filtro e colocada dentro do extrator Soxhlet de tal
forma
que
a
mesma
permanecesse
submersa
no
solvente
hexano
(determinação teor de compostos apolares) e metanol (determinação teor de
compostos polares). Pesou-se o balão de 250 mL em uma balança analítica de
quatro casas decimais. Adaptou-se o sistema, em uma manta aquecedora
(110º), deixando o solvente circular por um período de 12 horas de acordo com
as normas da AOCS – Método AC 3.11, 1983. Após este período, foi
interrompida a extração exatamente após o esvaziamento da câmara de
extração, posteriormente este foi colocado no dessecador por 30 minutos até
atingir a temperatura ambiente. Eliminou-se o solvente em evaporador rotativo.
Pesou-se o balão novamente na balança analítica e por diferença se calculou a
porcentagem de ésteres (composto apolar), o mesmo procedimento foi utilizado
para a determinação dos compostos polares, e o que variou foi o solvente,
sendo que para este último foi utilizado o metanol. Este procedimento
experimental foi realizado em quadruplicatas.
41
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Anatomicamente em corte transversal observou-se xilema secundário
tipicamente poroso, com vasos parcialmente solitários e parcialmente em
arranjo radial múltiplo, variando de dois a dois (Figura 6A). Ainda verificou-se a
presença de “Tiloses e/ou caloses”, nos elementos de vasos e nas células de
parênquima axial e radial (Figura 6B). O parênquima axial é do tipo apotraqueal
difuso (Figura 6A). Foi possível observar pontoações guarnecidas ao longo da
parede do elemento de vaso (Figura 6C). As fibras apresentam pequenas
aréolas e pontoações simples (Figura 6D).
Figura 6: Anatomia do caule de Memora peregrina. A B e D - cortes
Transversais; C e F Cortes Longitudinais radiais; e E corte Longitudinal
Tangencial. Ev: Elemento de vaso; Pr: Parênquima radial; Pa: Parênquima
axial; Fi: Fibras. Seta Figura 6C: pontoações guarnecidas e na Figura 6D:
fibras.
42
Läuchli (1972) atribuiu ao parênquima radial a função de transporte de
íons entre xilema e floema. Entretanto, Braun (1984) propôs que os dois tipos
de parênquima, axial e radial, constituem tecidos acessórios aos elementos
condutores, cuja principal função seria originar maior força osmótica dentro dos
vasos
através
da
mobilização
de
substâncias
osmoticamente
ativas,
aumentando o fluxo nos vasos, favorecendo, assim, as espécies que as
apresentam.
Quanto ao parênquima axial, alguns trabalhos relacionam sua maior
abundância nos espécimes de ambientes mais secos (FAHN et al., 1986). O
parênquima axial de M. peregrina apresenta-se de maneira difusa, não sendo
possível sua nítida distinção. Mesmo assim ele pode estar contribuindo para
favorecer o estabelecimento da espécie em estudo em ambientes com
restrições de água, e com limitações de nutrientes e submetidos á altas
temperaturas e luminosidades como é o caso do cerrado.
Ainda de acordo com o observado neste trabalho, o raio do caule da M.
peregrina, apresenta porções unisseriadas e multisseriadas de duas a quatro
fileiras de células e é ainda não estratificado (Figura 6E), heterocelular com
células procumbentes e quadradas (Figura 6F).
Segundo Shiratsuchi et al. (2002) plantas jovens, são mais susceptíveis
a pulverização de herbicida para o mesmo volume de calda, devido a
condições próprias como: cutícula mais fina e epiderme menos espessa.
Portanto, torna-se importante a época de aplicação do herbicida, pois as fases
fenológicas da planta influenciam na eficiência do herbicida.
Segundo Silva et al. (2007), o processo de absorção de moléculas
químicas de herbicidas pela planta envolve penetração por regiões não ativas
na planta e posteriormente a absorção ocorre por meio da via simplástica, ou
seja, no caule, primeiramente o herbicida terá que atravessar a camada da
cutícula recoberta por ceras, região lipofílica, passando pela região do córtex,
onde se encontra o parênquima axial, que, na M. peregrina, como observado
na (Figura 6A), é do tipo apotraqueal difuso, para uma posterior translocação
até o local de ação.
De acordo com a análise observou-se a presença de conteúdos,
possivelmente “tiloses” ou “caloses” nos elementos de vasos nas células de
43
parênquima axial e radial (Figura 6B), possivelmente estas “tiloses” e/ou
“caloses” dificultam o transporte pelos vasos, inclusive a translocação de
herbicidas aplicados via caule, visto que estes vasos são importantes para a
translocação da molécula até o sítio de ação.
Para o controle da M. peregrina atualmente é utilizado o herbicida
Togar TB* diluído em óleo diesel, na proporção 8% (v/v) do herbicida e 92%
(v/v) do óleo diesel pulverizados via caule. Segundo Oliveira Jr. et al. (2011),
este herbicida pertence ao grupo químico do ácido piridinacarboxílico, tendo
como mecanismo de ação a mimetização de auxina (efeito semelhante ao da
auxina natural). Na planta funciona da seguinte forma; primeiramente o
herbicida precisa atravessar a cutícula, rompendo as ceras (Figura 6A), a partir
daí, o mesmo atravessa a região do córtex, passando e se redistribuindo pelo
parênquima axial e radial (Figura 6B), atingindo os elementos de vaso (Figura
6C) ocorrendo então sua translocação até o local de ação.
Ainda segundo Oliveira Jr. et al. (2011), a ação deste herbicida é
semelhante à auxina natural. No entanto, são mais persistentes e mais ativos
que o ácido indol acético, e todos são translocados pelos elementos de vaso
(floema e xilema) (Figura 6C).
A composição química do caule da M. peregrina (Tabela 1) é
caracterizada pela presença dos componentes elementares, macromoleculares
e acidentais (extrativos e cinzas). Segundo a análise elementar dos compostos
orgânicos, este é composta por 46,6% de carbono, 6,12% e hidrogênio, 0,04%
de enxofre, 1,8% de nitrogênio e 45,4% de oxigênio.
Tabela 1 - Análise química do caule da Memora peregrina
Kcal . g-1
Teores (%)
HO
ET
LIG
62,12
9,32
28,55
C
H
C/H
O
46,6
6,12
7,61
45,4
N
C/N
S
1,8 25,8
0,04
PC
4686,21
HO: teores de holocelulose; ET: extrativos totais; LIG: lignina total; C: carbono;
H: hidrogênio; C/H: relação carbono/hidrogênio; O: oxigênio; N: nitrogênio; C/N:
relação carbono/nitrogênio; S: enxofre; PC: poder calorífero do caule de M.
peregrina.
44
Dentre estes elementos, o nitrogênio, de acordo com a análise, foi
muito significativo para M. peregrina, assumindo assim papel especial, tendo
função primordial na fotossíntese, por fazer parte da molécula da clorofila. O
que se observa nesta espécie, é a capacidade de armazenar nitrogênio em
forma de ureídeos, sendo estes utilizados em momento de seca prolongada,
fazendo com que esta espécie resista bem ao estresse hídrico, e não tenha
problemas por falta do nitrogênio (LORENZI et al., 2000).
Segundo Grassi et al. (2005) o alto teor de ureídeos, juntamente com o
comportamento de M. peregrina como planta daninha, sugere alguma relação
com estratégias adaptativas e de competitividade com outras espécies. Apesar
de os ureídeos serem considerados compostos de síntese complexa,
apresentam certas vantagens relacionadas ao menor custo energético, e ainda
são úteis e específicos no transporte de nitrogênio, levando-o aos órgãos de
interesse na planta, onde são rapidamente metabolizados (THOMAS et al.,
1981).
Grassi et al. (2005), realizando uma investigação química e a avaliando
a atividade alelopática de M. peregrina, constataram a presença do composto
4–hidróxi-N-metilprolina. O teor desta substância e alguns de seus análogos
em tecidos celulares vegetais tem sido correlacionado ao estresse hídrico,
podendo tais compostos estar envolvidos no mecanismo de ajuste osmótico.
Ainda, de acordo com a Tabela 2, observa-se a presença de 62,12%
de holocelulose, 9,32% extrativos totais e 28,55% de lignina. Dentre as folhas,
caule e raiz, o caule tende a ser mais lignificado, o que dificulta a entrada do
herbicida. Fato constatado por Lacerda et al. (2006), que estudando a
concentração de lignina na parte aérea de (Avena byzantina L.) medida por
quatro métodos analíticos, concluíram que a concentração de lignina foi mais
elevada na fração caule do que na folha.
Puhl et al. (2007) estudando a morfoanatomia das folhas e dos caules
jovens da Arrabidaea chica, espécie pertencente à família Bignoniaceae,
concluíram que no caule desta espécie, ocorre estruturação reticulada de
parênquima e esclerênquima junto aos tecidos condutores. Cita ainda, a
presença de cristais prismáticos na medula, e testes microquímicos mostraram
45
a presença de compostos fenólicos e principalmente a presença de gotículas
de lipídeos (ceras) no tecido.
De acordo com os resultados obtidos no presente trabalho, verificou-se
que M. peregrina seguiu um padrão típico de plantas pertencentes á ambientes
limitados, e submetidos á condições extremas, como por exemplo, solos
ácidos, déficit hídrico, altas temperaturas e baixa fertilidade. Este fato pode ser
explicado pelo teor de extrativos observados, os quais são oriundos do
metabolismo secundário em respostas á condições adversas, corroborando
assim, com a afirmação de Nunes (2002) que cita a rusticidade da M. peregrina
em resposta a fatores edafoclimáticos limitados.
Dentre algumas plantas resistentes do cerrado cita-se a Achyrocline
satureoides (Macela), Anadenanthera falcata (Angico), Anemopaegma arvense
(Catuaba), Caryocar brasiliense (Pequi), Dimorphandra mollis (Faveira),
Eugenia dysenterica (Cagaita), Mysine guianensis (Cafezinho), Psidium
myrsinoides (Araçá), Sclerobium paniculatum (Carvoeiro), Solanum lycocarpum
(Lobeira), Stryphnodendron barbadetimam (Barbatimão), Curatella Americana
(Lixeira), dentre outras.
O poder calorífico é a quantidade de energia na forma de calor,
liberada pela combustão de uma unidade de massa de vegetal, podendo ser
expresso em calorias/grama ou quilocalorias/quilograma. Conforme Burger e
Richter (1991) a combustibilidade e o poder calorífico são altamente
influenciados pelo teor de lignina e pela presença de materiais extrativos
inflamáveis (óleos, resinas, ceras, etc.).
Santana (2009) estudando as espécies Eucalyptus grandis e
Eucalyptus urophylla em função da idade, concluiu que para 74 meses as duas
espécies possuem um poder calorífero de 4587,25 cal/grama. Contudo a M.
peregrina foi superior a essas espécies estudadas por e usadas como matéria
prima para combustão em siderúrgicas.
Segundo dados obtidos neste trabalho, conclui-se que o teor de
extrativos totais correspondeu a 9,32% (alto teor), o que pode explicar à
adaptação desta espécie a ambientes limitados. A M. peregrina possui
considerável teor de extrativos, seguindo um padrão de outras espécies ricas
em extrativos como, por exemplo, o Carvalho (10,47%), Sassafrás (11,57%),
Cerejeira (17,91%), Angelim (8,88%), Óleo bálsamo (10,55%), Jatobá
46
(13,32%), Peroba do campo (10,39%), Sucupira (8,24%), Angico vermelho
(15,31%), Jequitibá rosa (9,46%) (MORI et al., 2003).
Quanto à análise da proporção de compostos apolares (estéres) e
polares dos extrativos do caule de M. peregrina, constatou-se teores de 5 % e
95%, respectivamente. Os compostos apolares determinados a partir dos
extrativos da planta são ácidos graxos, lipídios, ceras extraídas ou outros
compostos apolares não identificados, extraídos pelo hexano. Já os demais
são compostos polares foram extraídos pelo metanol.
Os extrativos são compostos químicos da parede celular, geralmente
formados a partir de graxas, ácidos graxos, alcoóis graxos, fenóis, terpenos,
esteróides, resinas ácidas, resinas, ceras, e alguns outros tipos de compostos
orgânicos (GULLICHSEN; PAULAPURO, 2000). Os extrativos totais são todos
os metabólitos secundários.
Oliveira et al. (2011), analisando o teor de extrativos, fenóis totais e
lignina, encontraram saponinas, taninos, alcalóides, flavonóides, terpenos e
esteróides. Outra característica interessante é que os extrativos são formados
por diferentes tipos de substâncias. Essas substâncias são retiradas do vegetal
através de solventes de acordo com sua polaridade. Carvalho et al. (2009)
estudando a composição fitoquímica do caule da Tynnanthus fasciculatus,
espécie
da
família
Bignoniaceae,
concluíram
que
esta
apresentava
quantidades significantes de taninos, flavonóides e heterosídeos cardiotônicos.
Segundo Vitoria Filho (2009) a cutícula impede à penetração dos
herbicidas, sendo esta constituída de cera, cutina, pectina e celulose. As ceras
são lipofílicas, a cutina é parcialmente lipofílica, a pectina e celulose são
hidrofílicas. Portanto, existem duas rotas de penetração de substâncias através
da cutícula: a rota aquosa, que ocorre com as substâncias polares (ex.: água),
que atravessam a cutícula difundindo-se nas substâncias polares da cutícula
(ex.: pectina); e a rota lipoidal, que ocorre com as substâncias não polares (ex.:
óleo), que penetram mais facilmente pela cera e pela cutina. Portanto, de modo
geral, os óleos e herbicidas veiculados em óleo penetram mais facilmente pela
cutícula do que a água e herbicidas mais hidrofílicos. A passagem de qualquer
substância pela cutícula é por difusão, ou seja, o movimento do produto
químico é feito pelo gradiente de concentração, sendo que a espessura da
47
cutícula varia de 0,1 a 10μm dependendo da espécie e das condições
ambientais (VITORIA FILHO, 2009).
De acordo com os resultados constatados no presente trabalho, o teor
de lignina encontrado na M. peregrina é de 28,55%, sendo classificada como
caules resistentes, de acordo com (BONONI, 1999 e LARS, 2000).
Comprovando assim, o observado neste trabalho sobre a rusticidade e
adaptabilidade da mesma.
A lignina, além das funções inerentes à fisiologia das plantas,
apresenta-se como uma barreira de defesa física e química, dificultando a
penetração de microrganismos e substâncias nocivas, protegendo as plantas
contra os fatores bióticos e abióticos, advindos do ambiente. Essas funções
justificam-se por ser encontrada principalmente na parede celular e na lamela
média de células xilemáticas e de outras partes de diferentes origens
citológicas, como: folha, caule, casca e raízes (FIRMINO et al., 2006).
Segundo Taiz e Zeiger (2009) a lignina é uma substância fenólica muito
complexa, só perdendo em abundância, nas plantas, para a celulose. A
estrutura da lignina ainda não é completamente conhecida, mas sua presença
é fundamental para a rigidez das células e tecidos e na resistência a estresses
bióticos a abióticos.
Juntamente com a holocelulose, a lignina é um dos principais
constituintes da planta, e sua finalidade é de conferir rigidez, impermeabilidade
e resistência contra ataques biológicos aos tecidos vegetais. Esta é um bio polímero aromático amorfo, tridimensional, formado via polimerização oxidativa.
A lignina ocorre na parede celular de plantas superiores em diferentes
composições, como, por exemplo: em madeiras duras, de 25 a 35%; madeiras
macias, de 18 a 25%; e gramíneas, de 10 a 30% (BONONI, 1999; LARS,
2000).
48
CONCLUSÕES
Anatomicamente, o caule da M. peregrina possui vasos parcialmente
solitários e em arranjo radial múltiplo contendo pontoações guarnecidas ao
longo da parede do elemento de vaso. O parênquima axial é do tipo
apotraqueal difuso e as fibras apresentam pequenas aréolas e pontoações
simples.
Quimicamente o caule da M. peregrina possui uma quantidade
expressiva de nitrogênio, se comparada com outras espécies, e alto teor de
lignina que lhe caracteriza como espécie mais resistente.
Como foi analisado o caule como todo, e não somente a casca, e
teoricamente os compostos apolares tendem a se concentrar em maior
quantidade na região da casca da planta, na idade em que o caule foi coletado,
apresenta-se com propriedade predominantemente polar.
A característica anatômica e química constatadas no caule de M.
peregrina lhe distingue como planta típica de ambientes limitados (escassez de
recursos essenciais para a sobrevivência) e submetidos á condições extremas
(altas temperaturas, luminosidade, solos ácidos e etc.).
49
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53
VITORIA FILHO, R. Manejo Sustentável de Plantas Daninhas em
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54
CAPÍTULO II
UTILIZAÇÃO DA GLICERINA, RESULTANTE DA PRODUÇÃO DE
BIODIESEL COMO VEÍCULO NA APLICAÇÃO DO HERBICIDA TOGAR* TB
NO CONTROLE DE Memora peregrina.
55
RESUMO
A pecuária é uma das atividades econômicas mais importantes do
Brasil, participando com 8,39% do PIB nacional. No entanto a produtividade no
setor, na maioria das áreas, é baixa, com uma lotação de 1UA/ha, isto se deve
a solos de baixa fertilidade, forrageiras inadequadas, e principalmente o
manejo inadequado de plantas daninhas, dando ênfase a Memora peregrina,
popularmente conhecida como Ciganinha. Este estudo teve como objetivo
caracterizar a glicerina pré-purificada, em relação a alguns parâmetros físicos e
químicos, bem como avaliar o efeito da mesma como aditivo do herbicida
Togar TB, no controle da Memora peregrina no Sul do estado do Tocantins. A
glicerina bruta foi adquirida junto á Usina de Biodiesel BIOTINS. Para as
características físicas foram determinadas: Tensão superficial e viscosidade. Já
para caracterização química, foram analisadas: Umidade; Índice de acidez,
poder hidrogeniônico; cloretos; compostos voláteis a 180 ºC; cinzas e
impurezas. A elevação da concentração de ácido fosfórico provocou aumento
do índice de acidez, concentração de cloreto, nas soluções com glicerina. Os
tratamentos contendo a glicerina pré - purificada com 5% e 6% de H3PO4
obtiveram maiores viscosidades e foram superiores aos demais tratamentos.
Nos tratamentos contendo glicerina pré-purificada, a tensão superficial foi
sempre maior quando comparados com o tratamento envolvendo o óleo diesel.
Na avaliação da rebrota, os tratamento contendo a glicerina, não se mostraram
eficientes no controle da M. peregrina. O tratamento contendo o óleo diesel em
mistura com o herbicida Togar* TB na proporção de 8% V/ V, mostrou-se
eficiente no controle da M. peregrina.
Palavras chave: Ciganinha, Controle, Defensivos.
56
ABSTRACT
Livestock is one of the most important economic activities in Brazil, accounting
for 8.39% of the national GDP. However productivity in the sector, in most
areas, is low, with a capacity of 1UA/ha, this is due to low soil fertility,
inadequate fodder, especially the inadequate management of weeds,
emphasizing the Memora peregrina popularly known as Ciganinha. This study
aimed to characterize the pre-purified glycerin, in relation to some physical and
chemical parameters, and to evaluate its effect as an additive herbicide Togar
TB in control Memora peregrina in the Southern state of Tocantins. The crude
glycerin was acquired near the Biodiesel Plant Biotins. For the physical
characteristics were determined: Surface tension and viscosity. As for chemical
characterization were analyzed: Moisture; Acid value, Hydrogen power,
chlorides, volatile compounds at 180°C, ash and impurities. Raising the
concentration of phosphoric acid caused an increase in acid number,
concentration of chloride in solution with glycerol. Treatments containing
glycerin pre - purified with 5% and 6% H3PO4 and had higher viscosities were
higher than other treatments. In treatments containing glycerin pre-purified, the
surface tension was always larger when compared with treatment involving
diesel oil. In assessing the regrowth, the treatment containing glycerin, not
efficient in controlling M. peregrina. The treatment containing diesel fuel mixed
with the herbicide Togar* TB in the proportion of 8% V/V, was effective in
controlling the M. peregrina.
Keywords: Ciganinha, Control, Defensive.
57
INTRODUÇÃO
A pecuária é uma das atividades econômicas mais importantes do país,
sendo que o rebanho nacional, em 2010, era de 209,5 milhões de cabeças,
distribuídos em 152 milhões de ha de pastagens (IBGE, 2010), participando
com 8,39% do PIB nacional.
No entanto a produtividade no setor é considerada na grande maioria
das áreas como baixa, com capacidade média de um animal por hectare.
Diversos fatores contribuem com essa realidade, tais como, solos de baixa
fertilidade, forrageiras inadequadas, pressão de pastejo inadequada, e manejo
inadequado de plantas daninhas, entre outros (FILHO, 2009).
Entre as plantas daninhas de mais difícil controle encontram-se as
arbustivas, sendo aquelas que possuem estruturas reprodutivas vegetativas
(Ferreira et al., 2003). Entre estas, nas áreas de cerrado, destaca-se a Memora
peregrina, conhecida popularmente como ciganinha, é uma planta pertencente
à família Bignoniaceae, nativa da flora do cerrado e que se tornou invasora de
pastagens cultivadas (LORENZI et al., 2000). O seu controle é extremamente
difícil uma vez que consegue se propagar por rizomas, e se recuperar
facilmente.
No mercado há um herbicida recomendado para o controle dessa
planta, sendo aplicado via caule e comercializado pela Dow AgroSciences com
o nome de Togar TB. Este produto possui como princípio ativo a mistura das
moléculas de picloram (4,85 m/m) e triclopir (9,22 m/m), cujos mecanismos de
ação correspondem aos mimetizadores de auxina, de translocação sistêmica
(NUNES et al., 2002).
Uma das particularidades na aplicação desse herbicida é a utilização
do óleo diesel como veículo de pulverização, que apesar da sua eficiência,
corresponde à maior parcela no custo da aplicação, além de, ser tóxico as
forrageiras e ao meio ambiente, uma vez que o mesmo é composto
principalmente por hidrocarbonetos, compostos que podem poluir o solo.
Alternativas de substituição do óleo diesel por produtos mais baratos e de
58
menor impacto ambiental, porém, com a mesma efetividade, seria de grande
valia no sistema de produção de pastagens.
O Biodiesel é uma das alternativas na substituição do diesel, uma vez
que é um produto originário de recursos de origem vegetal ou animal.
Atualmente a legislação obriga a mistura de 5% Biodiesel no diesel comum,
sendo produzidos em 2010, 2,4 bilhões de litros. Para cada 100 litros de
Biodiesel produzido são gerados aproximadamente 10 litros de glicerina, no
ano de 2010 foram gerados 240.000 litros deste co-produto (ANP, 2010).
Considerando que a demanda da glicerina no Brasil foi de aproximadamente 12
milhões de litros/ano (ABIQUIM, 2007), o restante constitui-se em um grande
passivo ambiental.
A glicerina é uma matéria-prima que pode ser empregada em diversos
setores das indústrias de cosméticos, saboaria, farmacêutico, alimentício, entre
outros. É chamado de glicerina os produtos comerciais com aproximadamente
95% de glicerol, o 1,2,3-propanotriol, mas atualmente, com o aumento da
produção de Biodiesel em todo o mundo, uma fração com cerca de 80% de
glicerol é normalmente denominada de glicerina loira ou bruta (MOTTA;
PESTANA, 2011).
A glicerina obtida pela reação de transesterificação de óleos vegetais
(produção de Biodiesel) apresenta impurezas como água, catalisador alcalino,
álcool não reagido, e ácidos graxos, entre outros compostos (MOTTA;
PESTANA, 2011), o que pode limitar a sua utilização em determinadas áreas,
sendo necessário uma pré-purificação normalmente realizada através da
utilização de ácidos.
Na aplicação de um herbicida devem ser levadas em consideração as
seguintes características físico-químicas: solubilidade em água, pressão de
vapor, pKa, Kow, Koc e tempo de meia-vida, viscosidade, tensão superficial e etc.
pois tais propriedades podem explicar a maioria dos aspectos relacionados
com a eficácia e o comportamento do herbicida na planta.
A glicerina com propriedades desejáveis para substituição do óleo
diesel em aplicação no controle da M. peregrina deve ter características, físicoquímica semelhante ao mesmo. Segundo a ANP (2012), o óleo diesel é uma
mistura de hidrocarbonetos, e outros compostos constituídos de átomos de
hidrogênio, carbono, oxigênio, nitrogênio e enxofre. O mesmo apresenta-se
59
em forma de líquido amarelado viscoso, límpido, pouco volátil, possui cheiro
forte e marcante e nível de toxidade mediano.
Frente a esta realidade, diversas áreas de pesquisa procuram
alternativas para utilização da glicerina além daquelas, tradicionalmente
utilizadas no setor químico, alimentício e farmacêutico.
Desta maneira o presente trabalho objetivou avaliar os parâmetros
físicos e químicos bem a utilização da glicerina produzida no processo de
produção do Biodiesel, na substituição do diesel, utilizado como veículo na
aplicação do herbicida Togar TB* no controle da planta daninha de pastagens
M. peregrina.
60
MATERIAIS E MÉTODOS
Foram realizados dois trabalhos, um em laboratório para avaliação dos
parâmetros físico-químicos das amostras e outro em campo para avaliar a
eficiência do herbicida Togar TB* no controle de M. peregrina utilizando a
glicerina pré-purificada como veiculo de aplicação.
- Avaliação dos parâmetros físico-químicos das amostras:
A glicerina bruta (sub-produto da fabricação do biodiesel), foi adquirida
junto á Usina de Biodiesel “BIOTINS”, localizada no município de Paraíso do
Tocantins. A glicerina foi obtida a partir da fabricação do Biodiesel, tendo como
fonte de matéria prima o óleo de soja. Este foi transesterificado utilizando como
catalisador do NaOH (hidróxido de sódio). Devido à presença de diversos
contaminantes
esta
foi
previamente
pré-purificada,
com
diferentes
concentrações de ácido fosfórico (85%), conforme procedimento sugerido por
Swearingen (2012). Após a adição do ácido fosfórico, a glicerina foi colocada
em funil de separação, onde permaneceu por um período de descanso de 24
horas, para posterior separação das fases (TAQUEDA, 2007).
Conforme pode ser observado na Figura 7, após o processo anterior
ocorre a formação de três fases: no topo (fase escura) com ácido graxo livre no
estado líquido; na fase intermediária (cor âmbar) está a glicerina, e no fundo
(cor clara) os sais formados da mistura de catalisador e ácido fosfórico.
61
Figura 7: Visualização das fases (ácidos Graxos, glicerina e sais) após prépurificação da glicerina bruta com 20% de H3PO4 á 85% de Pureza.
Inicialmente foi instalado um experimento inteiramente casualizados
com onze tratamentos (Tabela 2) e uma testemunha de referência (água
destilada),
para
avaliação
de
características
físicas
e
químicas
dos
componentes das caldas de pulverização a serem utilizadas na segunda parte
do trabalho, sendo realizado em triplicatas.
Tabela 2: Tratamentos utilizados no experimento a campo e que tiveram suas
propriedades físicas e químicas caracterizadas.
Tratamentos
Água Destilada
Glicerina Pré-purificada com 5% de H3PO4 a 85% de Concentração.
Glicerina Pré-purificada com 6% de H3PO4 a 85% de Concentração.
Glicerina Pré-purificada com 8% de H3PO4 a 85% de Concentração.
Glicerina Pré-purificada com 9% de H3PO4 a 85% de Concentração.
Glicerina Pré-purificada com 5% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB.
Glicerina Pré-purificada com 6% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Glicerina Pré-purificada com 8% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Glicerina Pré-purificada com 9% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Togar TB
Diesel
Togar TB + Diesel
Na glicerina pré-purificada foram avaliados os seguintes parâmetros
físicos: viscosidade, tensão superficial e químicos: pH, umidade (%), índice de
acidez (mg/l), teor de cloreto (mg/l), concentração de voláteis, concentração de
cinzas (%) e concentração de impurezas (%).
Inicialmente foi determinada a densidade das amostras, utilizando a
equação d=massa/volume. Para isso pesou-se um balão de 50 mL vazio e com
62
as amostras, posteriormente determinou-se a massa da amostra subtraindo a
massa do balão com a mesma da massa do balão vazio, dividiu-se a diferença
por 50, obtendo assim a densidade da amostra em g/mL ou g/cm³.
Para determinação da viscosidade foi utilizado o metodologia descrita
por (RANGEL, 2006).
A fórmula para realizar o cálculo da viscosidade foi:
Ya/ Yh = Da x Ta/ Dh x Th
Em que:
Ya: Viscosidade da amostra
Yh: Viscosidade da água
Ta: Tempo de escorrimento da amostra
Dh: Densidade da água
Th: Tempo de escorrimento da água.
A determinação da tensão superficial das amostras foi calculada pelo
método da gota, (PILLA, 1979). Utilizando a seguinte fórmula:
γ=
mi . g
2..π. r . f
Em que:
γ: tensão Superficial;
mi: massa de uma gota;
g: aceleração da gravidade cm/s;
π: 3,14159;
r: raio de uma gota;
f: fator de correção.
Utilizou-se a seguinte equação (r= - 0,02815 + 3,81292 x m) para
determinar o raio a partir da massa de uma única gota; encontrou-se a relação
r / V⅓ para cada amostra e determinou a correção f por meio de tabelas.
Os parâmetros pH, umidade (%), índice de acidez (mg/l), teor de
cloreto (mg/l), concentração de voláteis, concentração de cinzas (%) e
concentração de impurezas (%), dos diferentes tratamentos utilizados no
trabalho, foram determinados por laboratório especializado.
63
- Avaliação a campo da eficiência do herbicida Togar TB* no controle de M.
peregrina utilizando a glicerina pré-purificada como veiculo de aplicação:
O trabalho de campo foi instalado, em uma área de produção de gado
de corte em modo extensivo, no município de Alvorada do Tocantins situado a
uma Latitude de 12º 48’ 05” e Longitude de 49º 12’ 54”.
O experimento seguiu o modelo de blocos casualizados com seis
tratamentos (Tabela 3) e quatro repetições. As unidades experimentais foram
constituídas por seis plantas de M. peregrina por tratamento. Estas plantas
foram escolhidas mantendo-se um padrão, de mesma idade e diâmetro de
caules (3 cm).
Tabela 3: Tratamentos para avaliação de campo.
Tratamentos
Glicerina Pré-purificada com 5% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB.
Glicerina Pré-purificada com 6% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Glicerina Pré-purificada com 8% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Glicerina Pré-purificada com 9% de H3PO4 a 85% de Concentração mais Togar TB
Togar TB + Diesel : Padrão comercial
Testemunha: Sem aplicação.
As aplicações (200 ml/planta) foram feitas no terço inferior da planta,
na forma de aplicação basal dirigida, utilizando pulverizador costal manual, com
bico tipo cone, sem o core interno (jato cone cheio), aplicando-se em todo o
perímetro do caule até ocorrer o ponto de escorrimento.
Estas plantas foram avaliadas quanto ao controle, aos 30 e 60 DAA por
meio de escala percentual de notas visuais, variando de 0 a 100 %, onde 0
(zero) corresponde a nenhuma injuria na planta e 100 (cem) à morte das
plantas e aos 270 dias após a aplicação (DAA) foram avaliados por meio da
contagem do número de brotações por planta, considerando-se para nível de
aceitação, eficiência de no mínimo 80%. Este método segue as normas
propostas por Frans (1986) e pela Sociedade brasileira da ciência das plantas
daninhas, (1995).
Todos os dados foram analisados pelo software estatístico SISVAR, as
médias foram comparadas pelo teste Skott Knott. (FERREIRA, 2000).
64
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisando-se as características químicas da glicerina bruta utilizada
no presente trabalho (Tabela 5), verifica-se o teor de glicerol de 62,14% e pH
12,6 evidenciando a presença de catalisador básico. O teor de cinzas
sulfatadas e material orgânico não glicérico (MONG) apresentaram valores de
9,6 e 25,43 %, respectivamente, enquanto o resíduo de metanol foi de 7,09.
Tabela 4: Características químicas da glicerina bruta.
Características
Método de análise
Teor de água (%)
ASTM E 203
Cinzas sulfatadas (%)
ASTM E D 874
Glicerol total (%)
AOCS Ea 6-94/Mod
MONG¹ (%)
ISO 2464
Metanol
EN 14110
pH
NBR 10891
1
Matéria Orgânica não glicérica.
Fonte: Laboratório SAYBOLT L.T.D.A / BIOTINS. 2011.
Total
2,83
9,6
62,14
25,43
7,09
12,60
Tendo em vista que o objetivo do trabalho foi avaliar a utilização da
glicerina como veículo de pulverização de herbicidas, fez-se necessário tratá-la
com concentrações diferentes de ácido fosfórico de forma a se obter diferentes
pH(s) e resíduos, conforme descrito na Tabela 6.
Tabela 5: Análise química da glicerina pré-purificada com H3PO4 85%.
Parâmetros
5
Concentrações de H3PO4 (%)
6
8
9
65
Umidade (%)
4,03
4,46
4,93
4,96
Índice de acidez (mg/L)
2,10
15,9
15,4
22,7
pH
6,20
2,32
2,28
2,01
Cloreto (mg/L)
514,46 2.033,49
2.176,80
2.621,04
Voláteis a 180 ºC
Ausente Ausente
Ausente
Ausente
Cinzas (%)
18,76
13,46
24,80
37,90
Impureza (%)
0,2
0,2
0,2
0,1
Fonte: QUINOSAN Laboratório Químico Ltda – Brasília – DF. 2011.
Conforme esperado o incremento da concentração de H3PO4 (85%) à
glicerina bruta, aumentou o índice de acidez e concomitantemente expressou
uma redução nos valores de pH, correspondendo a 6,20, 2,32, 2,28 e 2,01 para
as glicerinas pré-purificadas com 5, 6, 8 e 9 % de H3PO4 (85%),
respectivamente.
Isto já havia sido observado por Cubas et al. (2010) os quais
encontraram que com adição do ácido fosfórico a 85% de concentração em
doses crescentes na glicerina bruta, ocorre a diminuição do seu pH, e
separação das fases, como por exemplo, os ácidos graxos, sais e glicerol.
Os valores de cloreto e cinzas (exceto 6%) expressaram um
incremento em função do aumento da concentração de ácido fosfórico. O
aumento das doses de ácido fosfórico promoveu aumento no teor de cloreto
presente na glicerina, este provavelmente devido às reações químicas que
ocorrem neste processo, visto que o cloreto surge como contaminante do
processo de transesterificação para obtenção do biodiesel.
Ferreira (2009) estudando o processamento químico do Biodiesel e
derivado, concluiu que o cloreto é um íon que provém do pró-processamento
da transesterificação de óleos e gorduras, na produção do biodiesel. Knothe et
al. (2009) citaram que a neutralização da glicerina com o ácido, clorídrico ou
fosfórico, promove a sua purificação a “glicerina loira” que depois de ser
destildada pode atingir uma pureza de 60 a 80%, separando nitidamente os
sais e cloretos.
O cloreto pode interagir com o sódio da solução, formando o NaCl,
sendo este um agente espessante capaz de aumentar a viscosidade da
solução, através da interação com os agentes tensoativos empregados, desde
que os níveis salinos não ultrapassem certos limites (COUTO et al., 2007).
Segundo Brown et al. (2002), a presença de íons cloretos na solução promove
66
aumento
na
tensão
superficial
devido
ao
aumento
das
interações
intermoleculares (maior coesão entre as moléculas).
Em relação à presença do cloreto nos tratamentos utilizados, observase um aumento nítido em função do aumento da quantidade de H3PO4, sendo
que este pode influenciar significativamente, aumentado à tensão superficial e
viscosidade, interferindo diretamente na eficiência de aplicação. Montório et al.
(2005) diz que uma calda de pulverização ideal é aquela que apresenta
elevado ao coeficiente de eficácia associada às tensões mínimas. Portanto, a
pulverização de líquidos que tenham maior viscosidade e maior tensão
superficial produz gotas maiores (CHRISTOFOLETTI, 1999).
Segundo Miller e Butler Ellis (2000), as mudanças nas propriedades do
líquido pulverizado podem influenciar tanto o processo de formação das gotas
quanto o comportamento destas em contato com o alvo, alterando o risco
potencial de deriva na aplicação. Apesar de não ter sido quantificado o teor de
glicerol nos diferentes tratamentos, é de se esperar o incremento do mesmo,
uma vez que com a acidificação, ocorrerá maior separação dos resíduos
presentes, principalmente ácidos graxos e sabões. Segundo Gervajio (2005)
quando se acidifica a glicerina bruta com H3PO4, ocorre à separação nítida de
ácidos graxos, sais como o fosfato de sódio, se o catalisador da reação for
NaOH, ou o fosfato de potássio, se o catalisador da reação for KOH.
Barbosa (2009) trabalhando com glicerina proveniente da produção de
sebo bovino verificou que a acidificação desta com ácido fosfórico (85%)
abaixou seu pH de 12,57 (glicerina bruta) para 4,00 (glicerina pré-purificada),
promovendo um aumento de 25,8% na quantidade de glicerol. Segundo Kirk Othmer (2007) o glicerol tende à ser higroscópio e seu teor máximo de água
chega á 5%, fato este evidenciado neste trabalho, onde o teor de umidade das
amostras não ultrapassou 5%.
Pasquetti (2011) verificou maior concentração de ácidos graxos na
glicerina bruta (21,5%) do que na semi-purificada (5,1%), também observou
uma redução no teor de MONG de 32,8 para 13,22%, respectivamente. No
presente trabalho, tal fato foi evidenciado, mas como não foram determinadas
estas duas características nas amostras de glicerina pré-purificada, isto pode
ser visualizado na Figura 8, onde se percebe nitidamente a separação dos
ácidos graxos da glicerina. O incremento no teor de cinzas pode ter sido devido
67
à acidificação pelo uso de um ácido inorgânico, como é o caso do H 3PO4, visto
que
as
cinzas
são
basicamente
constituídas
de
sais
inorgânicos
remanescentes do processo fabril do biodiesel, que acaba sendo incorporado à
glicerina bruta. Martines (2007) cita que as cinzas sulfatadas (sódio, potássio,
etc.) indicam resíduos do catalisador utilizado durante a reação de
transesterificação e que não foram removidos na sua totalidade no processo de
purificação do Biodiesel.
Na Tabela 6, estão apresentados os valores de viscosidade e tensão
superficial correspondentes aos tratamentos avaliados. Verificou-se maiores
valores de viscosidade variando de 19 a 22 cP nos tratamentos com a glicerina
pré-purificada, sendo que, os tratamentos glicerina 5% e glicerina 6%
apresentam maior viscosidade diferindo significativamente dos outros e não
diferindo entre si. Estes foram praticamente cinco vezes superiores a aqueles
determinados no diesel e na mistura diesel mais herbicida Togar TB.
Tabela 6. Viscosidade e tensão superficial da glicerina pré-purificada com
diferentes concentrações de ácido fosfórico (85%), isolada ou em mistura com
o herbicida Togar TB, assim como, da água, do herbicida e do diesel.
Tratamentos
Glicerina 5 %
Glicerina 6 %
Glicerina 8 %
Glicerina 9 %
Glicerina 5 % + Togar TB
Glicerina 6 % + Togar TB
Glicerina 8 % + Togar TB
Glicerina 9 % + Togar TB
Togar TB
Diesel
Togar + Diesel
Água Destilada
F
CV %
Viscosidade (cP*)
21.95a
21.80a
20.85c
21.17b
20.83c
21.17b
20.43d
19.80e
3,28 g
4,91 f
4.80 f
0.99 h
4356.46**
1.50
Tensão superficial (mN/m-1)
35.43 b
34.25 c
35.37 b
33.19 d
30.36 e
30.23 e
28.45 f
28.37 f
23.34 h
23.47 h
24.36 g
72.40 a
6874.31**
0.82
*centi-Poise. Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem
estatisticamente entre si, de acordo com o teste de Skott Knott a 5% de
probabilidade.
A viscosidade do óleo diesel verificada no trabalho está próximo da
descrita pela normas técnicas da Petrobras, que é de 2,05 a 4,84 cP a 40 °C.
68
Enquanto herbicida Togar* TB ficou um pouco acima daquela apresentada no
relatório técnico da empresa que comercializa o produto (DOW AgroScience)
cujo valor é de 3,04 cP a 25ºC.
Nos compostos que contém grupos OH, a exemplo da glicerina (três
grupos OH), estes podem formar ligações de hidrogênio intermoleculares,
aumentando assim a viscosidade (ATKINS 2006).
Outro fator a ser considerado na determinação da viscosidade de
fluídos é a temperatura. Quanto maior for à temperatura durante o processo de
avaliação menor será a viscosidade, fato que pode ser explicado pela
expansão das moléculas, ou seja, menor coesão.
Santos (2007) trabalhando com glicerina etoxilada constatou valores de
viscosidade de 646,9 cP a 10 °C, enquanto a 40 °C esta foi de 169,0 cP.
Cordoba (2011) verificou que a viscosidade da glicerina bruta a 70 °C é
aproximadamente 22 vezes superior a da loira e 528 vezes a do óleo diesel.
O grau de pulverização está diretamente ligado à viscosidade e
escoamento da solução. Além disso, características como estabilidade e
densidade também influenciam no processo de formação da gota, cujo
conhecimento é fundamental para o sucesso de uma aplicação de agrotóxico.
Butler et al. (1993) e Liu e Stansly (2000) ressaltam que os produtos
com maior viscosidade, quando utilizados junto a defensivos agrícolas
sintéticos, reduzem a evaporação e podem reduzir a lavagem dos mesmos
durante estações chuvosas. Ainda segundo Butler et al. (1993), Liu e Stansly
(2000) e Basf (2012), estes produtos ainda oferecem melhor poder de
penetração na cutícula cerosa, além de melhorar a deposição dos defensivos
nas folhas, permitindo que este defensivo possa agir de forma mais efetiva e,
desta forma, o volume aplicado pode ser reduzido.
Outra propriedade importante da calda para a aplicação do agrotóxico
é a tensão superficial, resultante de forças que agem nas moléculas da
superfície do líquido. Uma molécula que se localiza no interior do líquido fica
sujeita a forças intermoleculares de todas as moléculas em próximas. Contudo,
a tensão superficial das gotas e sua interação com a superfície alvo influenciam
não só a molhabilidade, mas também o processo de absorção, que é
fundamental para a efetividade da aplicação (MENDONÇA et al., 2007).
69
Quando se analisa a tensão superficial observa-se que nos tratamentos
onde se fazia presente a glicerina pré-purificada, a tensão superficial foi maior,
variando de 28 a 36 mN/m-1, sendo que os tratamentos glicerina 5% e glicerina
8% diferiram significativamente dos outros, porém não entre si.
Segundo Santos (2007) a tensão superficial é responsável pela forma
esférica das gotas pulverizadas, sendo que a capacidade de um líquido molhar
ou espalhar-se sobre uma superfície sólida (molhamento) depende diretamente
da tensão superficial.
Menor tensão superficial foi constatada nos tratamentos: diesel, Togar e
Togar mais diesel (23,34 a 24,36 mN/m-1). Segundo o fabricante (DOW
Agroscience) o herbicida Togar TB possui tensão superficial de 31,58 mN/m-¹
a 25ºC, valor superior ao encontrado no trabalho (23,34 mN/m -1). Isto pode ser
explicado pelo fato de não se ter o controle total da temperatura no
experimento.
A tensão superficial está diretamente relacionada com a temperatura,
ou seja, a temperatura promove a quebra das interações intermoleculares do
composto, deixando-o com menos coesão, assim reduzindo sua tensão. Foi o
que observou Sundaram (1987) avaliando o efeito da temperatura na
determinação da tensão superficial, sendo que estes valores de tensão
superficial apresentaram pequeno decréscimo com o aumento da temperatura
Schampheleire et al. (2008) afirmaram que o grau de pulverização, está
ligado diretamente à viscosidade e à tensão superficial da calda ou seja, uma
menor tensão superficial permitindo transpor obstáculos como a presença de
pelos foliares, aumentando a quantidade de princípio ativo que atinge as áreas
de absorção.
A efetividade dos tratamentos no controle da M. peregrina foi avaliado
a campo por meio de notas de intoxicação e porcentagem de rebrota das
plantas após um período de tempo 30, 60 DAA e 270 DAA para a rebrota
(Tabela 7).
O tratamento comercial (óleo diesel + Togar TB) foi o mais rápido e
efetivo no controle da planta daninha, provocando porcentagem de toxicidade
acima de 84%, o que é considerado excelente, assim como apenas uma
rebrota por planta. A aplicação do herbicida com a glicerina pré – purificada a 5
% pode ser considerado como o segundo tratamento mais expressivo no
70
controle de M. peregrina, porém com notas de intoxicação abaixo de 70%
(67,50% aos 60 DAA) considerado como controle ruim. Neste tratamento foi
observado o menor número de rebrotas em comparação aos tratamentos onde
se utilizou a glicerina, correspondendo a uma redução de 54,16 % quando
comparado à testemunha. No tratamento padrão Togar* TB + Diesel esta
redução correspondeu a 83,33%.
Tabela 7: Avaliação do efeito do herbicida Togar* TB em Memora peregrina
aplicado no caule, com diferentes veículos de aplicação.
Tratamentos
Togar* TB + Glicerina 5 %
Togar* TB + Glicerina 6 %
Togar* TB + Glicerina 8 %
Togar* TB + Glicerina 9 %
Togar* TB + Diesel
Testemunha
F
DMS
CV %
Porcentagem de
intoxicação
Brotações/
tratamento
30 DAA*
60 DAA
270 DAA
33.50b
25.00b
27.00b
27.00b
84.50ª
0.00c
42.67**
19,59
25.97
67.50ab
33.75c
41.60bc
50.00b
88.75a
0.00d
20.85**
31,18
28.68
2.75c
3.75bc
4.50b
3.00c
1.00d
6.00a
45.00**
1,16
14.44
* DAA: Dias após aplicação;
Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre
si, de acordo com o teste de Tukey a 5% de probabilidade.
A qualidade da solução é fator importante no desempenho dos
agroquímicos. Uma solução alcalina com pH acima de 7,0 podem diminuir a
eficiência dos herbicidas, especialmente de dessecantes à base de glifosato
(THEISEN; RUEDELL, 2004).
Segundo Carbonari et al. (2005) alguns herbicidas têm sua eficiência
aumentada na planta com a redução do pH da água a valores próximos a 4,0.
Além disso, em pH mais baixo, a taxa de hidrólise é retardada, mantendo a
folha úmida por maior tempo, pois a superfície das folhas tem um pH neutro,
71
havendo uma interação com o pH da calda. Este fato pode ser comprovado no
uso do Togar TB* mais Glicerina 5% pH 6,20 ocorreu um maior controle da M.
Peregrina de acordo com a Tab. 6, mas se comparado com os demais
tratamentos, a acidez não influenciou no controle.
O processo de pulverização para converter um líquido em gotas e o
destino final destas gotas depende das propriedades físico-químicas das
soluções empregadas (PROKOP E KEJKLÍCEK, 2002). O grau de pulverização
está diretamente ligado à viscosidade e escoamento da solução. Além disso,
características como estabilidade e densidade também influenciam no
processo de formação da gota, cujo conhecimento é fundamental para o
sucesso de uma aplicação de agrotóxico.
Contudo, a tensão superficial das gotas e sua interação com a
superfície do alvo influenciam não só a molhabilidade, mas também o processo
de absorção, que é fundamental para a efetividade da aplicação. Em geral, a
elevação da viscosidade está associada à geração de gotas de pulverização
maiores e, portanto, com menor perda por deriva. No entanto, não está definida
a magnitude desta elevação necessária para o aumento do diâmetro das gotas
(CUNHA et al., 2003).
Uma boa retenção ou adesividade dos produtos fitossanitários na
superfície foliar é conseqüência de uma boa molhabilidade. Esta ocorre em
função do ângulo de contato que a gota pulverizada forma com o alvo, que por
sua vez é influenciado pela presença de surfactantes na calda (TANG et al.,
2008).
De acordo com a Tabela 7, nota-se que aos 30 DAA, não houve uma
diferenciação significativa entre os tratamentos em que se utilizou a glicerina
mais o herbicida Togar TB, sendo que o tratamento padrão comercial atual,
que é o Diesel mais o herbicida Togar TB a 8% V/V, foi superior e diferiu de
todos os tratamentos realizados de acordo com o teste Tukey a 5% de
probabilidade. Vale destacar que foi evidenciado maior controle da ciganinha
apenas aos 60 DAA, podendo ser explicado devido às características físicoquímica do herbicida.
Segundo Silva (2005) em geral herbicidas contendo a molécula
picloram, como é o caso do Togar TB, apresenta efeito lento, porém
extremamente persistente, ou seja, a planta não consegue metabolizar
72
rapidamente este herbicida, e com isso o controle tende á ser mais eficiente em
função do tempo.
Na parcela onde foi aplicado o herbicida mais o óleo diesel, observouse rápida intoxicação visual nas plantas de M. peregrina nos primeiros 30 dias
após a aplicação. Tal fato pode ser explicado pela agressividade do diesel
sobre os tecidos vegetais, destruindo a cutícula e promovendo a secagem da
planta, maximizando a eficiência do herbicida. Conforme Akobundu (1987) e
Deuber, (1992) o óleo diesel apresenta efeito fitotóxico, por causar a
solubilização das paredes celulares, levando à desintegração celular e
extravasamento do seu conteúdo para os espaços intercelulares.
Aos 60 DAA observou-se que o resultado da aplicação da glicerina a
5% mais herbicida Togar TB* não difere estatisticamente do tratamento no qual
se utiliza o óleo diesel mais o herbicida Togar TB, sendo que neste período foi
evidenciada maior intoxicação nas plantas causada pelo herbicida. Nunes et.
al., (2002), em estudos para controle basal da M. peregrina, utilizando as
moléculas picloram e triclopir, obtiveram resultados promissores com esse
método, tendo nível de desfolha de 100% aos 421 DAA.
Na avaliação da taxa de rebrota, aos 270 DAA não foi evidenciado o
nível de controle aceitável, maior que 80% para os tratamentos que utilizam a
glicerina. Contudo para o tratamento contendo o óleo diesel, houve nível de
controle de 83,3%, valores estes acima do valor de referência para aceitação
que é de 80%. Valores semelhantes foram constatados por Nunes et al. (2002),
aos 421 DAA.
73
CONCLUSÕES
A elevação da concentração de ácido fosfórico provocou aumento do
índice de acidez, concentração de cloreto, nas soluções com glicerina;
Os tratamentos contendo a glicerina pré - purificada com 5% e 6% de
H3PO4 obtiveram maiores viscosidades e foram superiores aos demais
tratamentos;
Nos tratamentos contendo glicerina pré-purificada, a tensão superficial
foi sempre maior quando comparados com o tratamento envolvendo o óleo
diesel;
Na avaliação da rebrota, os tratamento contendo a glicerina, não se
mostraram eficientes no controle da M. peregrina;
O tratamento contendo o óleo diesel em mistura com o herbicida Togar
TB na proporção de 8% V/ V, mostrou-se eficiente no controle da M. peregrina.
74
REFERÊNCIAS
ABIQUIM - Associação Brasileira de Química - Anuário 2007.
AKOBUNDU, I. E. Weed Science in the Tropics: Principles and Practices.
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