INTERAÇÕES ENTRE AGENTES QUÍMICOS E NUTRIENTES – A

1.INTERAÇÕES ENTRE AGENTES
QUÍMICOS E NUTRIENTES – Atualidades
Don M. Huber, Professor Emérito, Universidade de Purdue
Resumo: Os micronutrientes são reguladores, inibidores e ativadores de processos fisiológicos,
e a planta fornece uma fonte primária destes elementos na dieta de animais e seres humanos.
Os sintomas de deficiência de micronutrientes são freqüentemente confusos (“fome oculta”) e
normalmente atribuídos a outras causas tais como seca, temperaturas extremas, pH do solo,
etc. A natureza esporádica dos diferentes sintomas visuais, exceto em condições de deficiência
extrema, resulta na relutância de muitos produtores em remediar a deficiência de
micronutrientes. A perda no rendimento, a redução na qualidade e o aumento de doenças
infelizmente são conseqüências destas deficiências de micronutrientes não tratadas. A
mudança para o cultivo mínimo, culturas resistentes aos herbicidas e a extensiva aplicação do
glifosato tem mudado significativamente a disponibilidade e a eficiência das plantas em utilizar
os nutrientes vegetais, essenciais para seu desenvolvimento. Algumas destas mudanças se dão
através da toxicidade direta ao glifosato enquanto outras são mais indiretas, através de
mudanças nos microorganismos do solo, importantes para o acesso aos nutrientes,
disponibilidade, ou absorção pela planta. A compensação destes efeitos na nutrição podem
preservar a ótima produção, a eficiência, maximizar a colheita, aumentar a resistência à
doenças, incrementar o valor nutricional e assegurar uma alimentação segura tanto humana
quanto animal.
INTRODUÇÃO
Há trinta anos, a agricultura americana começou uma conversão para um programa de
herbicida monoquímico focado no Glyphosate (Roundup®). A mudança quase simultânea de
plantio convencional para plantio direto ou cultivo mínimo estimulou essa conversão e a
introdução de culturas geneticamente modificadas tolerantes ao glifosato. Isto têm
aumentado grandemente o volume e o âmbito de aplicação do glifosato, e a conversão dos
principais segmentos da produção agrícola em uma estratégia monoquímica de uso de
herbicida.
O uso extensivo de glifosato e a rápida adoção de culturas geneticamente modificadas
tolerantes ao glifosato tais como soja, milho, algodão, canola, beterraba e alfafa, com a
aplicação extensiva de glifosato no controle de plantas daninhas, intensificaram as deficiências
de numerosos micronutrientes essenciais e alguns macronutrientes. A ineficiência nutricional
gerada pelo gene Roundup Ready ® (RR) e o uso do glifosato, aumentaram a necessidade de
remediação de micronutrientes, desta forma o estabelecimento de níveis de nutrientes no solo
e tecidos considerados suficientes para a produção de culturas específicas podem ser
indicadores inadequados em um programa de manejo de plantas daninhas controladas por
glifosato.
(...ou seja, os parâmetros atualmente utilizados para se verificar as deficiências ou toxidez de
um nutriente podem estar defasados; a quantidade necessária pode ser maior do que as
indicadas nas tabelas utilizadas para os cálculos de adubação...)
O entendimento do modo de ação glifosato e o impacto do gene RR, auxiliam na busca de
estratégias para compensar os impactos negativos deste sistema monoquímico na nutrição das
plantas e na sua predisposição à doença. Uma consideração fundamental a este respeito deve
ser o uso mais criterioso do glifosato. Este documento é uma atualização de informações sobre
as interações entre nutrientes e doenças, afetados pelo glifosato e os genes RR, e inclui a
investigação publicada recentemente no European Journal of Agronomy e outras publicações
científicas internacionais.
ENTENDENDO O GLIFOSATO
O glifosato (N-(fosfomonometil) glicina) é um forte quelatizante de metais e foi inicialmente
patenteado como tal por Stauffer Chemical Co., em 1964 (E.U. Patent No. 3.160.632).
Quelatizantes de metais são usados extensivamente na agricultura para aumentar a
solubilidade ou absorção de micronutrientes essenciais, fundamentais para processos
fisiológicos vegetais. Eles também são usados como herbicidas e outros biocidas (inibidores da
nitrificação, fungicidas, reguladores de crescimento, etc) onde imobilizam cofatores metálicos
específicos (Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) essenciais para atividade enzimática. Ao contrário de alguns
compostos que quelatizam uma única ou poucas espécies de metais, o glifosato é um
quelatizante de largo espectro tanto de macro quanto de micronutrientes (Ca, Mg, Cu, Fe, Mn,
Ni, Zn). É esta forte capacidade quelatizante de largo espectro, que também faz do glifosato
um herbicida de amplo espectro e um potente agente antimicrobiano, pois afeta a função de
inúmeras enzimas essenciais (Ganson e Jensen, 1988).
A ênfase principal no entendimento da atividade herbicida do glifosato tem sido a inibição da
enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintase (EPSPS), no início da rota fisiológica do
shiquimato no metabolismo secundário. Esta enzima requer FMN reduzido como um co-fator
(catalisador), cuja redução exige manganês (Mn). Assim, ao imobilizar Mn por quelatização, o
glifosato indisponibiliza FMN reduzido para a enzima EPSPS. Ele também pode afetar até 25
outras enzimas vegetais que exigem Mn como um co-fator e inúmeras outras enzimas do
metabolismo primário e secundário que exigem co-fatores metálicos (Co, Cu, Fe, Mg, Ni, Zn).
(...Por isso a tão conhecida deficiência de Mn em soja RR...)
Várias destas enzimas funcionam também com Mn na rota do shiquimato a qual é responsável
pela resposta das plantas ao estresse e à defesa contra patógenos (aminoácidos, hormônios,
lignina, fitoalexinas, flavonóides, fenóis, etc.) Inibindo enzimas da rota do shiquimato, a planta
torna-se altamente suscetível a vários patógenos de solo (Fusarium, Pythium, Phytophthora,
Rhizoctonia, etc.). É essa atividade patogênica que realmente mata a planta. Se o glifosato não
é translocado para as raízes devido à perfurações no caule por insetos ou outras interrupções
do sistema vascular, a parte aérea da planta pode atrofiar, mas a planta não foi totalmente
eliminada, não morreu.
O reconhecimento de que o glifosato é um poderoso quelatizante imobilizando
micronutrientes vegetais essenciais, fornece uma compreensão para vários efeitos herbicidas e
não-herbicidas de glifosato. O glifosato é móvel no floema, é sistêmico em plantas e se
acumula nos tecidos meristemáticos (raiz, gemas apicais, nódulos de leguminosas) e é liberado
na rizosfera por exudação (tanto nas plantas RR quanto nas não-RR) ou mineralização dos
resíduos de plantas tratadas com glifosato. A degradação do glifosato na maioria dos solos é
lenta ou inexistente, uma vez que não é "biodegradável" e esta degradação é realizada
essencialmente por metabolismo microbiano, quando ocorrer. Embora o glifosato possa ser
rapidamente imobilizado no solo (também em misturas de tanque do pulverizador, e plantas)
por meio de quelatização com vários cátions (Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn), ele não é facilmente
degradado e pode se acumular por anos (em ambos, solos e plantas perenes). Esta degradação
limitada, pode ser uma característica “segura” do glifosato, pois a maioria dos produtos de
degradação são tóxicos às plantas normais e as RR. Fertilizantes fosforados podem adsorver o
glifosato acumulado que é então imobilizado no solo podendo causar danos ou reduzir a
eficiência fisiológica da cultura subseqüente. Alguns dos efeitos do glifosato são apresentados
na tabela 1.
TABELA 1. Algumas informações que sabemos sobre o glifosato que influenciam a nutrição de
plantas e nas doenças.
1. O glifosato é um forte quelatizante de metal (para Ca, Co, Cu, Fe, Mn, Mg, Ni, Zn) - no
tanque do pulverizador, no solo e nas plantas.
2. É rapidamente absorvida pelas raízes, caules e folhas e se move sistemicamente por toda a
planta (normais e RR).
3. Se acumula nos tecidos meristemáticos tanto de plantas normais quanto de RR.
4. Inibe EPSPS na rota metabólica do shiquimato e também muitas outras enzimas vegetais
essenciais.
5. Aumenta a suscetibilidade à seca e às doenças.
6. Atividade herbicida não-específica (amplo espectro de controle de plantas daninhas).
7. Um pouco do glifosato aplicado é exudados das raízes para o solo.
8. É imobilizado no solo por quelatização com cátions (Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Zn).
9. Persisti e se acumula no solo e plantas por longos períodos (anos) - não é "biodegradável".
10. É adsorvido das partículas do solo pelo fósforo tornando-se disponível para a absorção
pelas raízes todas as plantas.
11. Tóxico para os organismos do solo facilitando o acesso de nutrientes, a disponibilidade ou
a absorção de nutrientes.
12. Inibe a absorção e translocação de Fe, Mn e Zn a taxas muito lentas.
13. Estimula os patógenos e outros microorganismos do solo a reduzir a disponibilidade de
nutrientes.
14. Reduz a formação da parede celular secundária e lignina nas plantas RR e não-RR.
15. Inibe a fixação de nitrogênio pela quelatização do Ni usado na síntese de ureídeos e é
tóxico para Rhizoiaceae.
16. Reduz a disponibilidade fisiológica e concentração de Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn e Zn nos
tecidos vegetais e sementes.
17. A atividade residual no solo pode causar danos às plantas através da absorção radicular.
18. Aumenta micotoxinas nos caules, palha, grãos e frutos.
19. Reduz a fotossíntese (fixação de CO2).
20. Se acumula nos produtos alimentícios e rações que entram na cadeia alimentar como
alimentos seguros.
ENTENDENDO O GENE Roundup Ready ®
Plantas geneticamente modificadas para tolerância ao glifosato, contém o gene Roundup
Ready® que fornece uma rota alternativa EPSPS (EPSPS-II) a qual não é bloqueada pelo
glifosato. O objetivo da inserção destes genes é proporcionar seletividade para herbicidas
como o glifosato de tal forma que ele possa ser aplicado diretamente nestas plantas, e não
apenas para aplicações na planta-alvo. Como um mecanismo fisiológico adicional, a atividade
desta via duplicada exige energia da planta que poderia ser usada para produção. Os genes RR
são "silenciados" em tecidos meristemáticos, onde o glifosato se acumula, assim estes tecidos
não possuem esta rota alternativa da EPSPS, e exibem os efeitos fisiológicos tóxicos do
glifosato pela inibição da EPSPS. Tecidos meristemáticos também são áreas de alta atividade
fisiológica que exigem uma maior disponibilidade dos micronutrientes essenciais necessários
para a divisão celular e crescimento os quais são imobilizados pelo glifosato por quelatização.
(Ou seja, mesmo na plantas transgênicas, o glifosato se acumula nas gemas e provoca
desequilíbrios nutricionais, já que estas áreas, por serem muito ativas exigem mais
micronutrientes e os mesmos estão imobilizados pelo glifosato – aí entra o fosfito melhorando
e auxiliando no fornecimento de nutrientes, entre eles o níquel, que conforme escrito
anteriormente é fortemente imobilizado pelo glifosato, prejudicando a fixação do nitrogênio.)
O glifosato residual nos tecidos vegetais RR pode imobilizar Fe, Mn, Zn e outros nutrientes,
podendo ocorrer de 8-35 dias depois de ter sido aplicado. Isto reduz a disponibilidade dos
micronutrientes necessários para a fotossíntese, resistência a doenças, e outras funções
fisiológicas crítica. A presença dos gene RR reduz a absorção de nutrientes e a eficiência
fisiológica e pode ser responsável por “yield drag” relatadas para culturas RR quando
comparado com o isolinhas "normais" a partir das quais as RR foram derivadas.
A reduzida eficiência fisiológica do gene RR também se reflete na redução da eficiência do uso
da água e ao aumento do estresse hídrico (Tabela 2).
Deve-se reconhecer que não há nada na planta tolerante ao glifosato, que opera sobre o
glifosato aplicado na mesma. Tudo o que a tecnologia faz é inserir uma enzima alternativa
(EPSPS-II) que não está bloqueada pelo glifosato no tecido maduro. Assim, quando o glifosato
entra na planta, ele não é seletivo, ele quelatiza uma série de elementos que influenciam a
disponibilidade de nutrientes, a resistência a doenças, e outras funções fisiológicas da planta,
até que seja exudado pelas raízes.
TABELA 2. Algumas informações que sabemos sobre os genes (RR) de tolerância ao glifosato.
 Fornece atividade herbicida seletiva ao glifosato.
 Insere uma rota alternativa EPSPS que não é sensível ao glifosato.
 Reduz a eficiência fisiológica da planta ao Fe, Mn, Ni, Zn, etc
 Inativa (silencia) em tecidos meristemáticos (raiz e gemas apicais, e tecidos
reprodutivos).
 Reduz a absorção e eficiência de nutrientes.
 Aumenta a estresse hídrico.
 Reduz fixação de N.
 Reduz o teor de nutrientes nas sementes.
 Aumentou consideravelmente a aplicação de glifosato.
 Permanece nas plantas nas quais é introduzido.
INTERAÇÕES DE GLIFOSATO COM A NUTRIÇÃO DE PLANTAS
O glifosato pode afetar a eficiência dos nutrientes nas planta através da quelatização de
nutrientes essenciais após a aplicação já que existe de 100 a 1000 vezes mais glifosato livre na
planta do que todos cátions. A quelatização do manganês e dos outros micronutrientes após a
aplicação do glifosato é freqüentemente observada como um amarelecimento que persiste até
que a planta possa restabelecer estes nutrientes imobilizados. A duração deste sintoma está
correlacionada com a disponibilidade de micronutrientes no solo. A remissão dos sintomas
indica uma retomada de processos fisiológicos, mas não é um indicador de que existe
nutrientes na quantidade adequada já que deficiências de micronutrientes são geralmente
referidos como "fome oculta". Como é um forte quelatizante de nutrientes, o glifosato pode
reduzir a eficiência fisiológica imobilizando elementos necessários (componentes, cofatores ou
reguladores de funções fisiológicas) a taxas muito baixas. Assim, a absorção pelas plantas e/ou
a translocação de Fe, Mn e Zn são drasticamente reduzidas (até 80%) pela taxa de deriva de
glifosato (<1/40 da taxa de herbicida). Isso se reflete numa eficiência fisiológica reduzida,
menores níveis de nutrientes em tecidos vegetativos e reprodutivos, e maior suscetibilidade à
doença. A produção pelas plantas e por microorganismos de sideróforos e da redutase férrica
em exsudados radiculares sob estresse nutricional são inibidas por glifosato para exacerbar o
stress nutricional comum em solos com baixa disponível de micronutrientes.
O glifosato não é facilmente degradado no solo e pode acumular-se, provavelmente, por
muitos anos quelatizado com cátions do solo. Os produtos de degradação do glifosato são tão
prejudiciais tanto para as culturas RR quanto para as culturas não-RR. A persistência e o
acúmulo do glifosato em plantas perenes, no solo e em meristemas de raiz, pode reduzir
significativamente o crescimento radicular e o desenvolvimento do tecido de absorção de
nutrientes em plantas RR, bem como em plantas não-RR diminuindo ainda mais a absorção
de nutrientes e a sua eficiência. Absorção pela raiz estando deficiente não só reduz a
disponibilidade de nutrientes específicos, mas também afeta a habilidade natural das plantas
para compensar os baixos níveis de muitos outros nutrientes. O glifosato também reduz a
absorção de nutrientes do solo indiretamente, através de sua toxicidade para os
microorganismos do solo, muitos dos quais são responsáveis por aumentar a disponibilidade e
o acesso a nutrientes através da mineralização, a redução, simbiose, etc
A degradação dos tecidos da planta através do crescimento, necrose ou mineralização dos
resíduos podem liberar o glifosato acumulado nos tecidos meristemáticos em concentrações
tóxicas para as plantas. O momento mais prejudicial para se plantar trigo em uma área
dessecada com glifosato é de duas semanas após a aplicação, devido ao fato de que o glifosato
acumulado nos tecidos será liberado com a decomposição dos mesmos. Isto vai contra a
necessidade de se atrasar a semeadura de inverno de trigo por 2-3 semanas após a plantadaninha dessecar para permitir tempo para a imobilização de glifosato dos exudados
radiculares e a aplicação direta através de quelatização com os cátions do solo. A bula do
Roundup® para Israel recomenda a espera de um período de tempo antes de se plantar
alguma cultura suscetível.
Uma das vantagens da rotação de culturas é uma maior disponibilidade de nutrientes para a
cultura subseqüente na rotação. O elevado nível de Mn disponível (ppm 130), após uma safra
de milho normal não é observada após o tratamento com glifosato num milhor RR. A menor
disponibilidade de nutrientes após sequências de culturas RR específicas pode precisar de ser
compensada através da aplicação de micronutrientes, a fim de otimizar a produtividade e
reduzir as doenças na cultura subseqüente.
(... Culturas RR exigem muito mais micronutrientes...)
A INFLUÊNCIA DO GLIFOSATO SOBRE OS ORGANISMOS DO SOLO IMPORTANTES PARA O
ACESSO, MINERALIZAÇÃO, SOLUBILIZAÇÃO E FIXAÇÃO DE NUTRIENTES VEGETAIS ESSENCIAIS
O glifosato é um potente microbiocida e é tóxico para as minhocas, micorrizas (absorção de P e
Zn), reduzindo os micróbios que convertem os óxidos insolúveis de solo para as formas
disponíveis às plantas (Mn e Fe, Pseudomonas, Bacillus, etc), organismos fixadores de
nitrogênio (Bradyrhizobium, Rhizobium), e organismos envolvidos no controle biológico
natural de doenças de solo que reduzem a absorção de nutrientes pela raiz. Embora o contato
do glifosato com estes organismos seja limitado pela rápida quelatização-imobilização quando
aplicado no solo em repouso; o glifosato em exudados de raiz, ou a partir de tecidos em
decomposição de plantas daninhas ou plantas RR, atingem estes organismos no seu mais ativo
habitat ecológico, em toda a rizosfera. Não é incomum ver Cu, Fe, Mg, Mn, Ni e Zn ter suas
deficiências intensificadas e surgidas em solos que já foram considerados plenamente
suficiente para esses nutrientes. Aumentando a oferta e disponibilidade de Co, Cu, Fe, Mg, Mn,
Ni e Zn tem-se a redução de alguns efeitos prejudiciais do glifosato sobre estes organismos e o
aumento da produtividade.
Em contraste com a toxicidade microbiana, o glifosato no solo e em exudados radiculares
estimula a microbiota oxidativa do solo, que reduz a disponibilidade de nutrientes através da
diminuição da sua solubilidade para absorção pelas plantas, imobiliza nutrientes tais como o K
em reservatórios microbianos impedindo que estejam disponíveis para as plantas, e negando o
acesso de nutrientes do solo através da atividade patogênica. Patógenos de plantas
estimulados pelo glifosato (Tabela 3) incluem bactérias e fungos de raíz, coroa e pedúnculo;
organismos colonizadores dos vasos que interrompem o transporte de nutrientes causando
murcha e “die-back”; nematóides de raiz, que prejudicam o acesso ou a absorção de
nutrientes do solo.
TABELA 3. Alguns patógenos de plantas estimulados pelo glifosato.
Botryospheara dothidea Gaeumannomyces graminis
Corynespora cassicola Magnaporthe grisea
Espécies de Fusarium spp Marasmius.
Avenaceum F. cannonbalus Monosporascus
F. graminearum verucaria Myrothecium
F. oxysporum f.sp. chlamydospora Phaeomoniella cubense
F. oxysporum f.sp. (canola) Phytophthora spp.
F. oxysporum f.sp. glycines Pythium spp.
F. oxysporum f.sp. vasinfectum Rhizoctonia solani
F. solani f.sp. Septoria glycines
F. solani f.sp. phaseoli Thielaviopsis bassicola
F. solani f.sp. pisi Xylella fastidiosa
Clavibacter michiganensis subsp. nebraskensis (Goss murcha ")
MODO DE AÇÃO HERBICIDA DE GLIFOSATO
Como um forte quelatizante de micronutrientes metálicos, o glifosato inibe a atividade da
EPSPS e outras enzimas na rota metabólica do shiquimato responsável pela resistência de
plantas à diversos patógenos. Morte da planta se dá muito mais pela maior suscetibilidade da
planta não-RR à fungos comuns de solo como Fusarium, Rhizoctonia, Pythium, Phytophthora,
etc do que também são estimulados pelo glyphosate (Johal e Rahe, 1984; Levesque e Rahe,
1992; Johal e Huber, 2009). É muito difícil matar uma planta em solo esterilizado, apenas
desligando a roa do shiquimato (metabolismo secundário), a menos que fitopatógenos do solo
também estejam presentes. É o aumento da susceptibilidade a patógenos de solo, e aumento
da virulência destes patógenos, que realmente matam as plantas após a aplicação de glifosato.
A resistência às doenças nas plantas se manifesta através de vários mecanismos fisiológicos
ativos e passivos que exigem micronutrientes. Essas vias metabólicas secundárias produzindo
compostos anti-microbianos (fitoalexinas, flavonóides, etc), aminoácidos e peptídeos inibindo
os patógeno, hormônios envolvidos na cicatrização, calosidades, e mecanismos de escape da
doença podem ser comprometidas por quelatização de micronutrientes pelo glifosato - cofatores críticos para o funcionamento de enzimas. A modificação genética de plantas para
tolerância ao glifosato repõe parcialmente a função da rota do shikimato para proporcionar
um efeito seletivo do herbicida.
INTERAÇÕES DO GLIFOSATO COM DOENÇAS DE PLANTAS
Micronutrientes são os reguladores, ativadores e inibidores de mecanismos de defesa das
plantas que fornecem resistência ao estresse e à doença. A quelatização destes nutrientes pelo
glifosato compromete as defesas da planta e aumenta a patogenicidade aumentando a
severidade de muitos fatores abióticos (rachamento da casca, deficiências de nutrientes), bem
como doenças infecciosas, em ambas, plantas RR e não-RR (Tabela 4). Muitas dessas doenças
são referidas como "emergentes" ou “reemergentes " porque raramente causaram perdas
econômicas no passado, ou eram efetivamente controlada através de práticas de manejo.
Doenças não-infecciosas (Abiótica): Pesquisa da Universidade Estadual de Ohio revelou que o
rachamento da casca, sunscald, e winter-kill de plantas ornamentais perenes e árvores são
causados pelo glifosato utilizado ao longo do tempo no controle de ervas daninhas, e que o
glifosato pode se acumular por 8-10 anos em plantas perenes. Este acúmulo de glifosato pode
ser originado da absorção descontrolada do mesmo quando em contato com a casca (deriva)
ou pela absorção pela raiz de exudados das raízes de plantas daninhas. Os graves danos as
árvores adjacentes à tocos de árvores cortados tratadas com glifosato (para erradicar greening
e CVC) pode se causado pela translocação da raiz e exudação, vários anos após a remoção da
árvore.
Doenças Infecciosas: aumento da severidade da podridão da raiz de cereais
(Gaeumannomyces graminis) após o uso prévio do glifosato tem sido observado há mais de 20
anos e agora é uma doença "reemergente" em muitas regiões produtoras de trigo do mundo
onde o glifosato é usado para controle de plantas daninhas antes do plantio de cereais. Uma
doença de cereais muito comum é a brusone (Magnaporthe grisea), e está se tornando muito
grave no Brasil e é especialmente grave quando o trigo segue uma cultura RR em rotação.
Assim como as doenças radiculares e o Fusarium, este patógeno de solo também infecta as
raízes de trigo e cevada, e é uma preocupação para produção de cereais E.U.A.
Espécies de Fusarium “Head scab” (FHS) são patógenos comuns de raízes de cereais em
qualquer parte do mundo; entretanto, este tipo de Fusarium tem se tornado uma doença
grave do trigo e cevada nas regiões temperadas dos Estados Unidos. E com a ampla utilização
do glifosato, esta doença é agora endêmica e muito presente em grande parte das áreas
produtoras de cereais da América do Norte. Pesquisadores canadenses demonstraram que a
aplicação de glifosato, uma ou mais vezes nos três anos anteriores ao plantio de trigo foi o
fator agronômico mais importante associado à alta incidência de Fusarium (FHB) no trigo, com
um aumento de 75% de FHB em todas as culturas e um aumento de 122% em culturas no
sistema de manejo de cultivo-mínimo, na qual mais glifosato é usado. A FHB mais grave ocorre
quando uma cultura RR precede trigo na rotação, pela mesma razão. O glifosato altera a
fisiologia da planta (metabolismo de carbono e nitrogênio) aumentando a susceptibilidade de
trigo e cevada à FHS e aumentado também a produção de toxinas, também associado à
tolerância temporária do trigo e da soja à ferrugem.
O aumento da FHB com glifosato resulta em um aumento dramático no tricothecene
(desoxinivalenol, nivalenol, "vomitoxins") e micotoxinas estrogênicas (zaeralenone) em grãos;
no entanto, as altas concentrações de micotoxinas nos grãos não estão sempre associadas com
a infecção Fusarium. Muitas vezes negligenciado é o aumento da podridão da raiz e da coroa
causada por FHB com glifosato e a produção de micotoxinas em tecidos de raiz e coroa com
posterior translocação para os talos, farelos e grãos. Existe um cuidado atualmente na
utilização de palha como cama de suínos ou volumosos para gado devido aos níveis de
micotoxinas, que excedeu muito os níveis de infertilidade e toxicidade. Isso também
representa uma preocupação à saúde e segurança dos cereais que entram na cadeia alimentar
humana. A lista de doenças afetadas pelo glifosato (ver referência No. 18) é crescente na
medida que os produtores e patologistas reconhecem a relação causa-efeito.
CONSIDERAÇÕES ESPECIAIS SOBRE OS NUTRIENTES EM UM MANEJO GLIFOSATO-DOMINANTE
DE ERVAS-DANINHAS
Há duas coisas que devem ser entendidas no sentido de corrigir deficiências de nutrientes em
um programa de uso do glifosato: 1) os efeitos do glifosato sobre a disponibilidade e função
dos nutrientes e 2) o efeito do gene RR sobre a eficiência dos nutrientes. Com esse
entendimento, existem quatro objetivos para a fertilização em um ambiente com o uso de
glifosato – todos os quais indicam um uso mais sensato do glifosato como parte do processo
de remediação. Estes quatro objetivos são:
1. Proporcionar uma adequada disponibilidade de nutrientes para suficiência funcional plena
para compensar os efeitos do glifosato e do gene RR (disponibilidade reduzida ou eficiência
fisiológica de micronutrientes; esp. Mn e Zn, mas também Cu, Fe, Ni).
2. Desintoxicar a planta do efeito residual do glifosato nos tecidos meristemáticos e em outros
tecidos, em exudados das raízes e no solo através da adição de elementos adequados para a
quelatização com o glifosato residual.
3. Restaurar a atividade microbiana do solo para aumentar a disponibilidade de nutrientes, o
fornecimento, e equilíbrio que são inibidos pelo glifosato residual do solo e o glifosato dos
exudados radiculares.
4. Aumentar a resistência de plantas à contaminação de raízes e doenças reemergentes,
através de mecanismos fisiológicos de defesa vegetal depende da rota do shikimato,
aminoácidos e outros caminhos que estão comprometidos pela ineficiência de micronutrientes
em um ambiente com o uso de glifosato.
Pesquisas extensivas tem demonstrado que o aumento nos níveis e na disponibilidade de
micronutrientes como Mn, Zn, Cu, Fe, Ni, etc podem compensar a reduzida eficiência dos
nutrientes e da ineficiência nas culturas RR. Esta necessidade pode não se manifestar em solos
com alta fertilidade ou com níveis de tóxicos de nutrientes por poucos anos após a mudança
para um estratégia predominantemente monoquímica. O tempo para se corrigir deficiências
de micronutrientes, geralmente é mais crítico para os cereais (cevada, milho, trigo) do que
para as leguminosas, de modo a se evitar o produção irreversíveis e/ou perda de qualidade. Os
níveis de nutrientes no solo e tecidos considerados adequados para culturas não-GM pode
precisar de ser aumentados quando a análise for feita para culturas RR para atender a
fisiologia deste tipo de planta. Uma vez que o glifosato residual livre nos tecidos vegetais das
plantas RR pode imobilizar as principais fontes de micronutrientes foliares aplicados por 8-15
dias, e assim reduzir a futura disponibilidade destes materiais, pode ser melhor se aplicar
alguns micronutrientes 1-2 semanas após o glifosato ser aplicado nas culturas RR.
Os gastos de uma aplicação adicional de fertilizante foliar freqüentemente impede a
fertilização com micronutrientes de modo a se atingir produtividades e qualidades ótimas. Há
recentemente disponível formulações de micronutrientes (fosfitos) que mantém a
disponibilidade para a planta, sem afetar a atividade do herbicida glifosato, em um tanque de
pulverização, e as plantas têm respondido bem à estas misturas de micronutrientes e glifosato.
A aplicação simultânea de alguns micronutrientes com glifosato pode fornecer um meio
eficiente de superar as deficiências em solos de baixa fertilidade, bem como atenuar a
reduzida eficiência fisiológica inerente ao gene glifosato-tolerante e a imobilização de glifosato
de nutrientes essenciais na planta.
Sob condições severas de deficiência de micronutrientes, a seleção de sementes com alto teor
de nutrientes ou um tratamento de sementes com micronutrientes para fornecer nutrientes
suficientes logo no início, estabelece um sistema de radicular bem desenvolvido, e garante
plântulas vigorosas, com maior tolerância ao glifosato aplicado posteriormente, tem sido
benéfica, embora excesso de nutrientes aplicados neste momento pode ser imobilizado por
glifosato em exsudados de raiz e não disponibilizado para subseqüente absorção pelas
plantas.absorção pelas plantas subseqüentes. Micronutrientes como Mn não são
eficientemente espalhados no solo quando aplicados por esta via, para absorção pelas plantas,
devido a imobilização microbiana para a forma não disponível do Mn oxidado, mas poderia ser
aplicado em uma faixa ou via sementes ou foliar.
Anulando os efeitos tóxicos do Glifosato Residual: Alguns nutrientes são relativamente imóveis
nos tecidos vegetais (Ca, Mn), de modo que a combinação de micronutrientes pode ser mais
benéfica do que um deles sozinho para quelatizar o glifosato residual e "desintoxicar" os
tecidos meristemáticos. Assim, a aplicação foliar de Mn poderia levar a imobilização do
glifosato; no entanto, esta aplicação pode ser mais eficaz na desintoxicação quanto feita em
combinação com o Zn, que é mais móvel, seqüestrando o glifosato dos tecidos meristemáticos,
mesmo que os níveis de Zn sejam suficientes. O uso de gesso na linha do plantio mostrou-se
ser uma promessa para anular os efeitos do glifosato dos exudados radiculares uma vez que o
Ca é um excelente quelatizante de glifosato (uma das razões para que o sulfato de amônio seja
recomendado em soluções de pulverização com água dura é evitar que a quelatização com Ca
e Mg inibam a atividade herbicida).
Embora a biorremediação do acúmulo de glifosato no solo possa ser possível no futuro, os
produtos de degradação inicial do glifosato são tóxicos para ambas, plantas RR e não-RR. Esta
é uma área que necessita de grandes esforços uma vez que a aplicação de fertilizantes
fosfatados possa adsorver o glifosato imobilizado e ser tóxico para as plantas através da
absorção radicular. A aplicação de micronutrientes no tratamento de sementes pode levar a
desintoxicação durante a germinação de sementes, e estimular o vigor e crescimento de raiz
de forma à aumentar a capacidade recuperação as posteriores aplicações de glifosato.
Remediação biológica: A seleção e uso de plantas tolerantes ao glifosato, que têm maior
eficiência na absorção e utilização de nutrientes ou fisiológica tem melhorado a performance
de algumas culturas RR, e ainda mais melhorias são possíveis nesta área. Reforçar a atividade
microbiana do solo para aumentar a disponibilidade de nutrientes e absorção pelas plantas foi
possível através da inoculação das sementes, a modificação do ambiente para favorecer certos
grupos de organismos, e a implementação de várias práticas de manejo. Existem muitos
organismos que têm sido usados para promover o crescimento das plantas, sendo os mais
reconhecidos os inoculantes de leguminosas (Espécies de Rhizobia e de Bradyrhizobia), porém,
o glifosato é tóxico para estes microorganismos benéficos. O uso contínuo de glifosato em uma
rotação cereal-legume reduziu significativamente a população desses organismos no solo de
modo que a inoculação anual de sementes de leguminosas é freqüentemente recomendada.
A remediação biológica para compensar o impacto do glifosato sobre os organismos do solo,
os quais são importante na ciclagem de nutrientes, pode ser possível se o organismo for
glifosato-tolerante e capaz de aproximar a capacidade de tamponamento biológica natural do
solos. Isso seria especialmente importante para os microorganismos fixadores de nitrogênio,
micorrizas, e redutores de minerais, mas terá seus benefícios limitados a não ser que os
organismos introduzidos também sejam tolerantes ao glifosato. A modificação do ambiente
biológico do solo através do plantio direto, seqüência de culturas, ou outras práticas de
manejos culturais também podem ser um caminho viável para estimular a atividade biológica
do solo.
Aumentando a resistência das plantas ao stress e a infecção das raízes pelos patógenos: A
manutenção da sanidade vegetal é um quesito básico para uma colheita de qualidade. A
tolerância vegetal ao estresse e muitos patógenos é dependente de uma total suficiência de
micronutrientes para manter os processos fisiológicos mediados pelo shikimato ou outras
rotas que são comprometidas em um ambiente com presença do glifosato. A aplicação
sucessiva de micronutrientes específicos (especialmente Ca, Cu, Fe, Mn, Zn) pode ser
necessária para compensar estes nutrientes perdidos através da quelatização do glifosato.
RESUMO
O glifosato é um forte quelatizante de nutrientes de amplo espectro que inibe as enzimas
responsáveis pela resistência de plantas e desta forma as plantas acabam sucumbindo ao
ataque de patógenos. Isso também predispõe plantas RR e não-RR ao ataque de outros
patógenos. A introdução destes fortes quelatizantes de minerais tais como o glifosato na
cadeia alimentar através do acúmulo em ração, forragens e alimentos, e dos exudados
radiculares para as águas subterrâneas, pode representar significativos problemas de saúde
para animais e seres humanos e necessita de avaliação. Imobilização através da quelatização
de elementos essências tais como Ca (osso), Fe (sangue), Mn, Zn (fígado, rim), Cu, Mg
(cérebro) poderia inibir diretamente funções vitais e predispor à doença. O menor teor de
nutrientes minerais nas rações e forragens advindos de plantas submetidas à um manejo de
plantas daninhas com glifosato geralmente podem ser compensados através de
suplementação mineral. Várias interações de glifosato com a nutrição são representados no
seguinte esquema:
Aplicação foliar de glifosato
Movimento sistêmico em toda a planta
Quelatização dos micronutrientes
Acúmulo de glifosato em
meristemáticos
(gemas
reprodutivas e de raiz).
tecidos
apicais,
Translocação do glifosato da parte aérea
para raiz e posterior liberação na rizosfera
Intensificado por estresse hídrico (sêca)
Glifosato se acumula no solo
(não biodegradado - co-metabolismo)
Glifosato adsorvido no solo pelo P
Toxicidade do Glifosato:
- microorganismos fixadores de N
- Rota do shiquimato bacteriana
- Micorrizas
- Organismos redutores de Mn e Fe
- Agentes de controle biológico
- Minhocas
- Organismos PGPR
Toxicidade para pontas de de raiz pelo
glifosato ou seus metabólitos tóxicos
Comprometimento dos mecanismos de
defesa da planta
Promoção de:
- Patógenos de solo (Fusarium, Pythium,
Rhizoctonia, etc)
- Oxidantes de nutrientes (Mn, Fe, N)
- Esgotamento de nutrientes (K, Mg)
Reduzida disponibilidade ou absorção de
nutrientes essenciais (Cu, Fe, K, Mg, Mn, N,
Ni)