Herbicide selectivity by differential metabolism: considerations for reducing crop damages

Abstract

Herbicide selectivity is an agricultural technology largely exploited in chemical strategies of weed control. The joint action of several protection mechanisms avoids phytotoxicity from herbicide treatment, maintaining the level of agronomically accepted damage to a minimum, or even totally avoiding them. The major mechanism of herbicide selectivity derives from the differential metabolism between weed and crop plant species, with weeds presenting a limited ability to perform it under agronomically recommended conditions. In this case, phytotoxicity can be interpreted as an overcoming of the maximum protection capacity offered by the mechanisms of selectivity, or when considering metabolism as the main factor, the overcoming of the inherent plant ability to detoxify a particular molecule. Considering that herbicide metabolism requires energy disposal, symptoms of phytotoxicity characterize an additional waste of energy that should not be accepted as a natural physiologic response; therefore it might result in yield losses. To avoid or minimize crop losses or damages, it is required that herbicide application recommendations are based on results from rigorously conducted selectivity experiments, as well as that there is an increase in the awareness of growers about the best use of each product. Key words: phytotoxicity, injuries, yield, experimental design, crop management SELETIVIDADE DE HERBICIDAS POR METABOLISMO DIFERENCIAL: CONSIDERAÇÕES PARA REDUÇÃO DE DANOS EM CULTURAS AGRÍCOLASRESUMO: A seletividade dos herbicidas é uma tecnologia agrícola que tem sido vastamente explorada nas estratégias de controle químico de plantas daninhas. É resultado da ação conjunta de diversos mecanismos que protegem a cultura da fitotoxicidade dos tratamentos herbicidas, mantendo-a com níveis de injúrias aceitáveis agronomicamente, ou mesmo na ausência destas. O principal mecanismo de seletividade dos herbicidas é o metabolismo diferencial desses produtos entre plantas daninhas e cultivadas, em que, nas situações de recomendação agronômica, as plantas daninhas são menos hábeis em realizá-lo. Neste caso, a fitotoxicidade pode ser entendida como a suplantação da capacidade máxima de proteção oferecida pelos mecanismos de seletividade ou, considerando o metabolismo como o principal mecanismo, como a superação da capacidade intrínseca da espécie em detoxificar determinada molécula. Considerando-se que o metabolismo de herbicidas envolve gasto de energia, os sintomas de fitotoxicidade caracterizam um segundo gasto energético que não deve ser aceito como uma resposta fisiológica natural, portanto pode resultar em perdas de rendimento das culturas. Para evitar ou minimizar as perdas ou injúrias às culturas, é necessário que as recomendações de herbicidas sejam baseadas em trabalhos de seletividade conduzidos com adequado rigor experimental; bem como é importante a conscientização dos agricultores quanto a melhor forma de utilizar cada produto. Palavras-chave: fitotoxicidade, injúrias, rendimento, delineamento experimental, man...

Weeds in Forestry and Possibilities of Their Control

“…The importance of understanding the main stages of differential metabolismbased selectivity derives from the elucidation that plants, to an extent, use cell energy to process and detoxify herbicides (Carvalho et al, 2009). …”

Suscetibilidade diferencial de espécies convolvuláceas ao flumioxazin determinada através de curvas de dose-resposta

“…Entre os métodos de controle de plantas daninhas, o químico é o mais utilizado na agricultura e também na cultura da cana-deaçúcar, tanto em pré como em pós-emergência (Procópio et al, 2008;Carvalho et al, 2009;Campos et al, 2009). Os herbicidas poupam trabalho e energia, devido à redução na necessidade de tratos manuais e preparo mecanizado.…”

Tolerância de diferentes cultivares de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) A herbicidas

“…Segundo Yuan et al (2007), a metabolização do herbicida é um processo natural de desintoxicação da planta, geralmente realizado em diferentes fases de conversão, de conjugação, a segunda reversão e transporte e, finalmente, a fase de deposição. Para Carvalho et al (2009), a fase de conversão pode ocorrer por oxidação, redução, hidrólise, oxigenação ou hidroxilação, podendo na sequência ser conjugadas com açúcares, aminoácidos ou glutationa, transportadas para o vacúolo celular ou associadas aos componentes da parede celular.…”