dissertação

Impactos ecotoxicológicos de herbicidas à base de diquat e em combinação com flumioxazina: uma análise comparativa através de bioensaios com modelos vegetais

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Dados abertos

Resumo

Os pesticidas são uma classe de compostos orgânicos usados para controle de crescimento, obstrução ou morte de diferentes organismos que causem prejuízo à alguma cultura, entretanto, diversos estudos expõem múltiplos prejuízos dessas substâncias ao meio ambiente. Os herbicidas são um tipo de pesticida utilizados para controle de plantas não desejadas e são divididos em diferentes classes. Nesse contexto, a ecotoxicologia surge como uma ciência que visa estudar o efeito de contaminantes e poluentes em organismos vivos e em ecossistemas. Frequentemente, os princípios ativos de herbicidas são revisados a fim de ter melhor desempenho em menores doses. Desse modo, o herbicida Burner surgiu no mercado agrícola em 2022 com o apelo de ser "ambientalmente mais amigável" por necessitar de uma menor quantidade de produto, sendo composto por um sal de diquate e flumioxazina. Este trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade do herbicida Spraykill à base de Diquat, da classe dos bipiridílicos, e do herbicida Burner à base de Diquat e Flumioxazina através de bioensaios de citogenotoxicidade, germinação e desenvolvimento de plântula seguindo a normativa ISO 18763 (2016) com algumas modificações. Para a realização dos testes de germinação e desenvolvimento, foram utilizados os modelos vegetais Lactuca sativa L. (alface), Cenchrus americanus (L.) Morrone (milheto), Raphanus sativum L. (rabanete) e Triticum aestivum L. (trigo). Os bioensaios de citogenotoxicidade foram realizados com o modelo Allium cepa (L.). Para a realização dos bioensaios de germinação e desenvolvimento, foram preparadas dez soluções de cada herbicida com concentrações de Diquat variando de 10,0 a 2000,0 mg/L no Spraykill® e de 0,4 a 85,0 mg/L no herbicida Burner®, mais um controle negativo contendo apenas água destilada. Já nos ensaios de citotoxicidade as concentrações de Diquat variaram de 0,6 a 6,6 mg/L para Spraykill ® e 0,1 a 1,8 mg/L no Burner ®. Nos testes de crescimento e desenvolvimento foram avaliados os parâmetros porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, massa fresca e comprimento de raiz e parte aérea da plântula, já nos ensaios de citotoxicidade foram analisados o índice mitótico e a presença de aberrações nucleares e cromossômicas. A análise dos dados foi realizada no software R, utilizando ANOVA e o teste de Tukey, com nível de significância de p < 0,05. Os resultados evidenciaram efeitos tóxicos significativos sobre as espécies não-alvo em todos os parâmetros avaliados, destacando-se Lactuca sativa como a espécie mais sensível em comparação às demais. Na análise citogenética, ambos os herbicidas promoveram uma redução significativa no índice mitótico, sendo o herbicida Spraykill® particularmente relevante por apresentar efeito citotóxico em concentrações aproximadamente 157 vezes inferiores àquelas recomendadas para uso comercial. Foram observadas aberrações cromossômicas e nucleares, como pontes, micronúcleos e brotos, especialmente nos tratamentos com maiores concentrações. Os valores de EC50 reforçaram a maior toxicidade do Burner®, cujas concentrações efetivas foram consistentemente inferiores às observadas para o Spraykill®. De modo geral, os resultados demonstram que ambos os herbicidas apresentam potencial citotóxico e genotóxico, com risco ambiental relevante, mesmo em concentrações inferiores às recomendadas para aplicação.

Abstract

Pesticides are a class of organic compounds used to control the growth, obstruction, or death of different organisms that cause damage to crops. However, several studies have reported multiple environmental harms associated with these substances. Herbicides are a type of pesticide used to control undesired plants and are divided into different classes. In this context, ecotoxicology emerges as a science aimed at studying the effects of contaminants and pollutants on living organisms and ecosystems. Frequently, herbicide active ingredients are reformulated to achieve better performance at lower doses. In this sense, the herbicide Burner was introduced to the agricultural market in 2022, promoted as “environmentally friendlier” due to requiring a smaller amount of product, being composed of a diquat salt and flumioxazin. This study aimed to evaluate the toxicity of the herbicide Spraykill, based on diquat and belonging to the bipyridylium class, and the herbicide Burner, based on diquat and flumioxazin, through cytogenotoxicity, germination, and seedling development bioassays, following ISO 18763 (2016) guidelines with some modifications. For the germination and development assays, the plant models Lactuca sativa L. (lettuce), Cenchrus americanus (L.) Morrone (pearl millet), Raphanus sativus L. (radish), and Triticum aestivum L. (wheat) were used. Cytogenotoxicity bioassays were performed with the model Allium cepa (L.). For the germination and development assays, ten solutions of each herbicide were prepared, with diquat concentrations ranging from 10.0 to 2000.0 mg/L in Spraykill® and from 0.4 to 85.0 mg/L in Burner®, plus a negative control containing only distilled water. For cytotoxicity assays, diquat concentrations ranged from 0.6 to 6.6 mg/L for Spraykill® and from 0.1 to 1.8 mg/L for Burner®. In the growth and development tests, the following parameters were evaluated: germination percentage, germination speed index, fresh mass, root length, and shoot length of seedlings. In the cytotoxicity assays, the mitotic index and the presence of nuclear and chromosomal aberrations were analyzed. Data analysis was performed using R software, applying ANOVA and Tukey’s test, with a significance level of p < 0.05. The results showed significant toxic effects on non-target species across all evaluated parameters, with Lactuca sativa standing out as the most sensitive species compared to the others. In the cytogenetic analysis, both herbicides significantly reduced the mitotic index, with Spraykill® being particularly noteworthy for exhibiting cytotoxic effects at concentrations approximately 157 times lower than those recommended for commercial use. Chromosomal and nuclear aberrations such as bridges, micronuclei, and buds were observed, especially in treatments with higher concentrations. EC50 values reinforced the higher toxicity of Burner®, whose effective concentrations were consistently lower than those observed for Spraykill®. Overall, the results demonstrate that both herbicides present cytotoxic and genotoxic potential, posing relevant environmental risks even at concentrations below those recommended for application.

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FERREIRA, J. L. Impactos ecotoxicológicos de herbicidas à base de diquat e em combinação com flumioxazina: Uma análise comparativa através de bioensaios com modelos vegetais. 2025. 62 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.

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