Dissertação/Tese FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS COM S-METOLACHLOR E SULFENTRAZONE POR Canavalia ensiformis: avaliação agronômica e monitoramento não destrutivo por índices vegetativos RGB - PPGPV

A persistência de herbicidas residuais no solo representa um desafio para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, pois pode comprometer culturas subsequentes, organismos não alvo e processos biológicos do solo. Assim, a fitorremediação com espécies de adubação verde é uma alternativa promissora para reduzir resíduos de herbicidas e favorecer a recuperação funcional do ambiente edáfico. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial de Canavalia ensiformis na fitorremediação de solos contaminados com os herbicidas S-metolachlor e sulfentrazone em condições de campo, integrando índices de vegetação RGB para o monitoramento da cultura. Os experimentos foram conduzidos em delineamento em blocos casualizados, com tratamentos constituídos pela presença ou ausência de C. ensiformis em solos tratados com diferentes doses dos herbicidas. Imagens RGB foram utilizadas para o cálculo dos índices GLI (Green Leaf Index), MGRVI (Modified Green Red Vegetation Index) e NGRDI (Normalized Green Red Difference Index), permitindo o acompanhamento espacial e temporal do vigor do dossel. Resíduos dos herbicidas foram quantificados por cromatografia líquida de ultra-alta eficiência. A taxa líquida de troca de carbono do solo e a biomassa da parte aérea também foram utilizadas como indicadores da funcionalidade do sistema solo-planta. Após a verificação das pressuposições, os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelos testes de Tukey ou t de Student a 5% de probabilidade. Canavalia ensiformis reduziu significativamente os resíduos de S-metolachlor, com reduções de 36,51% e 54,55% nas doses de 530,7 e 1061,4 g i.a. ha⁻¹, respectivamente, e de sulfentrazone em 31,75% na dose de 600 g i.a. ha⁻¹. A espécie manteve a biomassa, o vigor do dossel e a atividade respiratória do solo sob exposição aos herbicidas. Os índices RGB detectaram variações no desenvolvimento da espécie ao longo do ciclo, sem indicar redução do dossel em função dos herbicidas. Entre os índices avaliados, o MGRVI apresentou maior capacidade de discriminar áreas vegetadas e não vegetadas. Os resultados demonstram o potencial de C. ensiformis para a fitorremediação de solos contaminados com S-metolachlor e sulfentrazone, enquanto as imagens RGB obtidas por VANT constituem uma ferramenta eficiente e não destrutiva para o monitoramento de espécies fitorremediadoras.

The persistence of residual herbicides in soil represents a challenge to the sustainability of agricultural systems, as it may adversely affect subsequent crops, non-target organisms, and soil biological processes. Thus, phytoremediation using green manure species represents a promising alternative for reducing herbicide residues and promoting the functional recovery of the soil environment. This study aimed to evaluate the potential of Canavalia ensiformis for the phytoremediation of soils contaminated with the herbicides S-metolachlor and sulfentrazone under field conditions, integrating RGB vegetation indices for crop monitoring. The experiments were conducted in a randomized complete block design, with treatments consisting of the presence or absence of C. ensiformis in soils treated with different herbicide rates. RGB images were used to calculate the GLI (Green Leaf Index), MGRVI (Modified Green Red Vegetation Index), and NGRDI (Normalized Green Red Difference Index), enabling spatial and temporal monitoring of canopy vigor. Herbicide residues were quantified by ultra-high-performance liquid chromatography. Soil net carbon exchange rate and shoot biomass were also used as indicators of soil–plant system functionality. After verification of the statistical assumptions, the data were subjected to analysis of variance, and means were compared using Tukey’s test or Student’s t-test at the 5% significance level. Canavalia ensiformis significantly reduced S-metolachlor residues by 36.51% and 54.55% at rates of 530.7 and 1061.4 g a.i. ha⁻¹, respectively, and sulfentrazone residues by 31.75% at a rate of 600 g a.i. ha⁻¹. The species maintained shoot biomass, canopy vigor, and soil respiratory activity under herbicide exposure. The RGB indices detected variations in plant development throughout the growth cycle without indicating herbicide-induced reductions in canopy vigor. Among the evaluated indices, MGRVI showed the greatest ability to discriminate between vegetated and non-vegetated areas. These results demonstrate the potential of C. ensiformis for the phytoremediation of soils contaminated with S-metolachlor and sulfentrazone, while UAV-based RGB imagery provides an efficient and non-destructive tool for monitoring phytoremediator species.