Isotermas de sorção-dessorção, lixiviação e liberação lenta no solo para o controle de plantas daninhas utilizando imazapic e hidróxidos duplos lamelares

Abstract

A crescente preocupação com a sustentabilidade agrícola tem motivado a pesquisa de novas estratégias para o manejo de plantas daninhas, visando principalmente reduzir o uso de herbicidas convencionais e minimizar os impactos ambientais. Nesse contexto, os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) surgem como materiais promissores, permitindo a liberação gradual de herbicidas no solo. O objetivo desta pesquisa foi sintetizar e aplicar um HDL de Mg e Al contendo o herbicida imazapic, explorando sua eficácia na retenção no solo, lixiviação e eficácia agronômica em condições tropicais. O HDL-Imazapic foi sintetizado pelo método de coprecipitação a pH constante. As análises de caracterização foram realizadas utilizando Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de Absorção Molecular na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier por Refletância Total Atenuada (FTIR-ATR) e Espectroscopia Raman. Estudos de sorção e dessorção foram realizados comparando doses do HDL-imazapic com a formulação comercial do herbicida (Plateau®). Estudos de lixiviação foram conduzidos com ambas as formulações (HDL-imazapic e formulação comercial) nas doses de 0, 11, 21, 50, 84, 105 e 210 g ha-1, em simulações de chuva de 20, 40, 80 e 100 mm. Estudos de eficácia agronômica foram realizados em duas espécies de plantas daninhas (Emilia fosbergii e Bidens pilosa), avaliando o nível de injúria e massa seca da parte aérea (MSPA) e da raiz (MSR) com as mesmas doses avaliadas na lixiviação. O difratograma do HDL-imazapic apresentou picos característicos da formação de um composto lamelar e o espaçamento basal, calculado por meio da equação de Bragg, revelou a formação de um composto lamelar formado na síntese direta do imazapic, apesar de não ter diminuído seu espaçamento basal 7,07 ?. O espectro FTIR-ATR apresentou grupos funcionais característicos do imazapic. Nos estudos de sorção- dessorção, os valores de Kf do HDL-imazapic (14,95 mg(1–1/n) L1/n kg-1) foram superiores aos da formulação comercial (7,2 mg(1–1/n) L1/n kg-1), indicando que a interação do HDL com o herbicida reteve a molécula de imazapic no solo. Os estudos de lixiviação confirmaram a eficácia do HDL-imazapic em minimizar a movimentação do herbicida para camadas mais profundas do solo, evidenciando uma liberação gradual e prolongada ao longo do tempo. Nos estudos de eficácia agronômica, com o uso do HDL-imazapic, foi possível verificar uma maior eficiência no controle de E. fosbergii em comparação com a formulação comercial, reduzindo a MSPA e MSR com doses mínimas. Com o menor valor de C80 foi de 69 g ha-1 aos 40 dias após a aplicação (DAA), enquanto os valores de GR80 foram de 196 e 96 g ha-1 para MSPA e MSR, respectivamente. Esses resultados indicaram que o HDL- imazapic não apenas ofereceu uma solução promissora para o controle eficaz de plantas daninhas, mas também pode minimizar os impactos no meio ambiente. Palavras-chave: retenção no solo; hdl; ; herbicida,; transporte,; eficiência agronômica.

The growing concern with agricultural sustainability has motivated research into new weed management strategies, aiming to reduce the use of conventional herbicides and minimize environmental impacts. In this context, Layered Double Hydroxides (LDHs) emerge as promising materials, allowing for the gradual release of herbicides in the soil. This research aimed to synthesize and apply a Mg-Al LDH containing the herbicide imazapic, exploring its efficacy in soil retention, leaching, and agronomic effectiveness under tropical conditions. The HDL-Imazapic wassynthesized by the co-precipitation method at constant pH. Characterization analyses were performed using X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy with Attenuated Total Reflectance (FTIR-ATR), and Raman Spectroscopy. Sorption and desorption studies were conducted comparing doses of LDH-imazapic with the commercial formulation of the herbicide (Plateau®). Leaching studies were conducted with both formulations (LDH-imazapic and commercial formulation) at doses of 0, 11, 21, 50, 84, 105, and 210 g ha-1, under simulated rainfall of 20, 40, 80, and 100 mm. Agronomic efficacy studies were performed on two weed species (Emilia fosbergii and Bidens pilosa), evaluating the level of injury and dry matter of the aerial part (DMAP) and root (DMR) with the same doses evaluated in leaching. The LDH-imazapic diffractogram showed characteristic peaks of the formation of a lamellar compound, and the basal spacing, calculated using Bragg's equation, revealed the formation of a lamellar compound formed in the direct synthesis of imazapic, despite not having decreased its basal spacing of 7.07 Å. The FTIR-ATR spectrum showed functional groups characteristic of imazapic. In the sorption- desorption studies, the Kf values of LDH-imazapic (14.95 mg(1–1/n) L1/n kg-1) were higher than those of the commercial formulation (7.2 mg(1–1/n) L1/n kg-1), indicating that the interaction of the LDH with the herbicide trapped the imazapic molecule in the soil. Leaching studies confirmed the effectiveness of LDH-imazapic in minimizing the movement of the herbicide to deeper soil layers, evidencing a gradual and prolonged release over time. In agronomic efficacy studies, LDH-imazapic was significantly more effective in controlling E. fosbergii compared to the commercial formulation, reducing DMAP and DMR with minimal doses. The lowest C80 value was 69 g ha-1 at 40 days after application (DAA), while the GR80 values were 196 and 96 g ha-1 for DMAP and DMR, respectively. These results indicated that HDL-imazapic not only offered a promising solution for effective weed control but could also minimize environmental impacts. Keywords: soil retention; ; ldh;; herbicide, ; transport,; agronomic efficiency