Dissertação/Tese REMEDIATION OF SOILS CONTAMINATED BY DICLOSULAM AND SULFENTRAZONE THROUGH THE ASSOCIATION OF PLANTS AND Bradyrhizobium elkanii - PPGPV

À medida que o Brasil continua a consolidar sua posição como líder agrícola global, o papel dos insumos agrícolas, em especial herbicidas, em sustentar e potencializar essa liderança é inegável. Apesar dos avanços no desenvolvimento de moléculas menos perigosas ao meio ambiente e aprimoramento da tecnologia de uso, resíduos de herbicidas ainda são perigosos a sítios não alvos, ou mesmo em programas de rotação de cultivos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da fitorremediação de solos com resíduos de herbicidas recomendados para a cultura da soja, por espécies leguminosas, inoculadas com bactérias fixadoras de nitrogênio. Foi conduzido um cultivo de espécies Fabaceas (Canavalia ensiformis (L.) DC. - feijão de porco; Crotalaria espectabilis Roth – crotalária e Mucuna pruriens (L.) - mucuna-preta) em áreas previamente contaminadas com resíduo dos herbicidas sulfentrazone e diclosulam, em esquema fatorial 6 x 7. O primeiro fator foi composto pela combinação de herbicida com ausência e presença de inoculantes. O segundo fator, pela combinação tripla, duplas e isoladas das três espécies leguminosas. As sementes foram inoculadas com o Bradyrhizobium elkanii (BR 2003/SEMIA 6156). As espécies leguminosas foram avaliadas quanto à intoxicação visual apresentada e o acúmulo de massa seca. Para a validação da fitorremediação um bioensaio foi conduzido utilizando o Sorghum bicolor (L.) Moench, com avaliação da intoxicação visual das plantas e acúmulo de massa seca. Análises microbiológicas de respiração basal, carbono biomassa microbiana, quociente metabólico e nitrogênio da biomassa microbiana foram conduzidas aos 15 e 45 dias após a aplicação dos herbicidas. Os resultados revelam que as espécies fitorremediadoras foram influenciadas quanto à intoxicação e produção de massa seca em função dos herbicidas, inoculação das sementes e combinação das plantas. As plantas de Sorghum bicolor foram influenciadas somente para a intoxicação em função dos herbicidas, inoculação das sementes e combinação das plantas. A combinação tripla das espécies fitorremediadoras promoveu o maior acúmulo de massa seca na presença do diclosulam, evidenciando potencial fitorremediador. Os resíduos do sulfentrazone, com as sementes inoculadas, não influenciou o acúmulo de massa seca das fitorremediadoras. Os níveis de intoxicação das plantas fitorremediadoras nas áreas contendo diclosulam e sulfentrazone foram leves, a sintomatologia foi o amarelecimento e clorose. As plantas de Sorghum bicolor cultivadas em solo fitorremediado com resíduos de herbicidas diclosulam e sulfentrazone, por espécies leguminosas, apresentaram sintomas duvidosos quanto à intoxicação. O carbono da biomassa microbiana, respiração basal, quociente metabólico e nitrogênio da biomassa microbiana foram influenciados pelo cultivo com plantas fitorremediadoras para resíduos dos herbicidas diclosulam e sulfentrazone. A saúde do solo se manteve estável em relação quantidade de carbono da biomassa do solo e respiração basal com resíduos dos herbicidas em relação ao solo com ausência do diclosulam e sulfentrazone. Maiores valores de quociente metabólico foram observados para o cultivo sem aplicação de herbicidas, situação que não prejudicou o desenvolvimento das espécies remediadoras. A quantidade de nitrogênio da biomassa microbiana foi maior nas combinações que receberam aplicação de sulfentrazone e nas combinações com ausência de herbicida, ambas com inoculação das sementes.

As Brazil continues to consolidate its position as a global agricultural leader, the role of agricultural inputs, especially herbicides, in sustaining and enhancing this leadership is undeniable. Despite advances in the development of less environmentally hazardous molecules and improvements in usage technology, herbicide residues still pose dangers to non-target sites and crop rotation programs. The aim of this study was to evaluate the efficiency of phytoremediation of soils with residues of herbicides recommended for soybean cultivation, using leguminous species inoculated with nitrogen-fixing bacteria. A cultivation of Fabaceae species (Canavalia ensiformis (L.) DC. - jack bean; Crotalaria spectabilis Roth - sunn hemp; and Mucuna pruriens (L.) - velvet bean) was conducted in areas previously contaminated with residues of the herbicides sulfentrazone and diclosulam, in a 6 x 7 factorial design. The first factor consisted of the combination of herbicide presence or absence with and without inoculants. The second factor included triple, double, and single combinations of the three leguminous species. The seeds were inoculated with Bradyrhizobium elkanii (BR 2003/SEMIA 6156). The leguminous species were evaluated for visual signs of intoxication and dry mass accumulation. To validate the phytoremediation, a bioassay was conducted using Sorghum bicolor (L.) Moench, assessing the visual intoxication of the plants and dry mass accumulation. Microbiological analyses of basal respiration, microbial biomass carbon, metabolic quotient, and microbial biomass nitrogen were conducted at 15 and 45 days after herbicide application. The results reveal that the phytoremediator species were influenced in terms of intoxication and dry mass production by the herbicides, seed inoculation, and plant combinations. The Sorghum bicolor plants were affected only in terms of intoxication due to the herbicides, seed inoculation, and plant combinations. The triple combination of phytoremediator species promoted the highest dry mass accumulation in the presence of diclosulam, demonstrating phytoremediation potential. Sulfentrazone residues, with inoculated seeds, did not influence the dry mass accumulation of the phytoremediators. The levels of intoxication of the phytoremediator plants in areas containing diclosulam and sulfentrazone were mild, with symptoms including yellowing and chlorosis. Sorghum bicolor plants grown in soil phytoremediated by leguminous species with diclosulam and sulfentrazone residues showed ambiguous symptoms of intoxication. Microbial biomass carbon, basal respiration, metabolic quotient, and microbial biomass nitrogen were influenced by the cultivation with phytoremediator plants for herbicide residues of diclosulam and sulfentrazone. Soil health remained stable in terms of soil biomass carbon and basal respiration with herbicide residues compared to soil without diclosulam and sulfentrazone. Higher values of the metabolic quotient were observed for cultivation without herbicide application, a situation that did not hinder the development of the remediating species. The amount of microbial biomass nitrogen was higher in the combinations that received sulfentrazone application and in combinations without herbicides, both with seed inoculation.