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Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
DOI:10.4206/agrosur.2016.v44n2-07
67
Variación de la biodisponibilidad de los herbicidas metsulfuron - metil
y triasulfuron bajo distintas condiciones de encalado en dos suelos
volcánicos del sur de Chile
Variation of the bioavailability of metsulfuron-methyl herbicides and triasulfuron
under different liming conditions in two volcanic soils of southern Chile
Fuentes, R.a*, Henríquez, J.a, Pinochet, D.b, Clunes, J.b
a Instituto de Producción y Sanidad Vegetal, Universidad Austral de Chile. Casilla 567, Valdivia, Chile.
b Instituto de Ingeniería Agraria y Suelos, Universidad Austral de Chile, Casilla 567, Valdivia, Chile.
A R T I C L E I N F O A B S T R A C T
Keywords:
Metsulfuron-methyl
Triasulfuron
Liming
Soil adsorption
The use of sulfonylurea herbicides together with calcareous amendments is a common practice in
acid soils derived from volcanic ash, especially in cereal crops. The objective of this study was to
determine, through bioassays, the bioavailability of metsulfuron-methyl and triasulfuron herbicides
by liming in two soils derived from volcanic ash. The soils used were a Hapludand series Malihue and
a Paleohumult series Fresia. The indicator species was pea (Pisum sativum L.), planted in pots with
both soils and under four levels of liming (equivalent to 0, 1.9, 3.7 and 7.4 t ha-1 of Ca (OH)2) and 11
concentrations of herbicides. In each bioassay a control treatment with non-adsorptive substrate
with non-limestone quartz was included. After 8 days of herbicide application, the radical length of
the indicator species was measured and the values obtained were adjusted to a non-linear model,
the dose that inhibited 50% of the radical development (ID50) in each treatment was determined.
The bioavailability of each herbicide corresponded to the quotient between the ID50 obtained in the
quartz substrate and the ID50 obtained in each treatment. The results showed that the adsorption
of metsulfuron-methyl and triasulfuron decreased as the liming dose increased, increasing their
relative bioavailability in both soils. The adsorption of triasulfuron with increasing lime applications
was lower than that of metsulfuron-methyl in quantitative terms, but higher in relative terms. These
.
Original Research Article
Soil Science
*Corresponding author:
Ricardo Fuentes
E-mail address:
rfuentes@uach.cl
RESUMEN
El uso conjunto de herbicidas sulfonilureas con enmiendas calcáreas es una práctica habitual en suelos ácidos derivados de
cenizas volcánicas, especialmente en cultivos de cereales. El objetivo de este estudio fue determinar, a través de bioensayos, la
biodisponiblidad de los herbicidas metsulfuron-metil y triasulfuron por efecto del encalado en dos suelos derivados de cenizas
volcánicas. Los suelos utilizados fueron un Hapludand serie Malihue y un Paleohumult serie Fresia. La especie indicadora fue
arveja (Pisum sativum L.), sembrada en macetas con ambos suelos y bajo cuatro niveles de encalado (equivalente a 0; 1,9; 3,7
y 7,4 t ha-1 de Ca(OH)2) y 11 concentraciones de herbicidas. En cada bioensayo se incluyó un tratamiento testigo con sustrato
no adsortivo con cuarzo sin encalado. A los 8 días de aplicados los herbicidas se midió el largo radical de la especie indicadora
y los valores obtenidos fueron ajustados a un modelo no-lineal, determinándose la dosis que inhibió el 50% del desarrollo
radical (IC50) en cada tratamiento. La biodisponibilidad de cada herbicida correspondió al cuociente entre el IC50 obtenido en
el sustrato cuarzo y el IC50 obtenido en cada tratamiento. Los resultados demostraron que la adsorción de metsulfuron-metil y
de triasulfuron disminuyó a medida que aumentó la dosis de encalado, aumentando su biodisponibilidad relativa en ambos
suelos. La adsorción de triasulfuron con el incremento de las aplicaciones de cal fue inferior a la de metsulfuron-metil en
Palabras clave: metsulfuron-metil, triasulfuron, encalado, adsorción del suelo.
CIENCIAS DEL SUELO
INTRODUCCIÓN
Las sulfonilureas son un grupo de herbicidas uti-
lizados en diversos países para el control de malezas
anuales en cultivos de cereales (Walker y Welch, 1989),
caracterizados por presentar un amplio espectro de
plantas y una muy baja toxicidad y bioacumulación en
2006). Las sulfonilureas presentan una muy alta activi-
dad herbicida en el suelo y después de una aplicación
foliar, siendo absorbidas tanto por el follaje como por
el sistema radical, para luego traslocarse bidireccional-
Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
68 CIENCIAS DEL SUELO
planta (Sarmah y Sabadie, 2002; Anderson et al., 2010).
El mecanismo de acción de estos herbicidas consiste en
la reducción en la célula, de los niveles de valina, leuci-
na e isoleucina producto de la inhibición de la acetolac-
tato sintasa (ALS), enzima esencial para la biosíntesis
Sevillano et al., 2001). Las condiciones de humedad del
suelo favorecen la acción de estos productos, los cuales
son aplicados generalmente de post-emergencia, sien-
do altamente activos en el suelo a pesar de ser utiliza-
dos en bajas dosis (Fuentes, et al., 2005). La efectividad
de herbicidas como el metsulfuron-metil y triasulfuron
depende de las condiciones climáticas y de la disponi-
bilidad que estos presentan en el suelo para ser absor-
-
ciada principalmente por procesos de adsorción-des-
orción, movilidad y degradación de las sulfonilureas en
el suelo (Sekutowski, 2011).
La adsorción de moléculas de herbicidas desde la
solución del suelo por los coloides orgánicos e inorgá-
a los grupos hidroxilos que son dependientes del pH
(Rahman et al., 1996), produce una disminución de la
concentración y disponibilidad del producto en la solu-
ción del suelo (Abdullah et al., 2001), siendo descrita
como un importante factor de la disipación biótica y
abiótica de los herbicidas en el suelo (Blacklow y Phe-
loung, 1992). Las sulfonilureas presentan una carga
electrostática negativa debido a su desprotonización
como ácidos débiles, dando lugar a que su presencia
en la solución del suelo sea altamente dependiente del
pH y el contenido de materia orgánica (Ismail y Ooi,
2012). De esta manera, habrá mayor adsorción de sul-
fonilureas en suelos con pH más ácidos y mayor conte-
nido de MO (Ren et al., 2011). Por el contrario, al mo-
un aumento de la capacidad de intercambio de cationes
y dado la carga variable del suelo, se producirá una ma-
yor repulsión de las moléculas cargadas negativamen-
te. Lo anterior implica que habrá una mayor predomi-
nancia de la forma aniónica del herbicida, que soluble
en agua, aumentando su potencial lixiviación debido a
coloides del suelo (Cáceres et al., 2010b).
Por otra parte, una práctica agrícola habitual en sue-
los ácidos, como los Andisoles, es el uso de enmiendas
condiciones de desarrollo de los cultivos. La aplicación
de cal en suelos ácidos al incrementar el pH causa un
aumento de la carga negativa del suelo (Mora y Dema-
net, 1999) y con ello una mayor capacidad para repeler
herbicidas aniónicos como las sulfonilureas, pudiendo
aumentar su biodisponibilidad en la solución suelo. El
objetivo de este trabajo fue determinar la variabilidad
de la biodisponibilidad de los herbicidas triasulfuron y
metsulfuron – metil, frente al cambio del pH con distin-
tas dosis de encalado en dos suelos Andisol bajo condi-
ciones controladas.
MATERIAL Y MÉTODO
Este estudio fue realizado en Laboratorio de Mal-
herbología de la Universidad Austral de Chile. Las
muestras de suelo fueron colectadas a 10 cm de pro-
-
(Luzio y Casanova, 2006). Las muestras de ambos sue-
los fueron secadas a 35º C durante 7 días, tamizadas a
4 mm y esterilizadas con bromuro de metilo por 48 ho-
de los suelos (Cuadro 1).
Ambos suelos fueron separados en cuatro bolsas
de polietileno de 10 kg cada una aproximadamente y
se les aplicó hidróxido de calcio (Ca (OH)2) como en-
mienda calcárea en 4 tratamientos, un control sin apli-
cación y 3 dosis crecientes de (Ca (OH)2) de 1,9; 3,7;
7,4 t ha-1. Estas muestras fueron incubadas a 35º C du-
rante 48 horas, con una humedad inicial de un 10%
bss. Al término de la incubación se midió el pH de cada
tratamiento aplicado. Con las muestras de suelo en dis-
Cuadro 1:
Malihue y Fresia utilizados en el estudio.
Table 1: Chemical and physical characteristics of the
Malihue and Fresia soil used in this study.
Características Suelo
Malihue
Suelo
Fresia
Materia orgánica (g 100 g-1)16 11
Fósforo Olsen (mg kg-1) 2,0 3,2
pH (agua) 5,22 5,55
Ca (cmol+ kg-1)2,191 1,940
Mg (cmol+ kg-1)0,728 0,252
-1)0,235 0,066
Na (cmol+ kg-1)0,10 0,046
Aluminio Intercambiable
(cmol+ kg-1)0,115 1,723
Arena (g 100 g-1)10 4.4
Limo (g 100 g-1)62,1 32,1
Arcilla (g 100 g-1)27,9 63,5
Densidad aparente (g cm-3)0,65 0,72
Capacidad máxima de retención
(g 100 g-1)122 78
Biodisponibilidad de herbicidas sulfonilureas en suelos volcánicos de Chile
69CIENCIAS DEL SUELO
tintos niveles de pH se subdividieron en unidad expe-
rimentales de 150 g de suelo en vasos plásticos de 300
ml, en los cuales se sembraron 5 semillas de arveja (Pi-
sum sativum cv. Calle Calle), como especie indicadora, a
una profundidad de 15 mm.
Se utilizaron 2 herbicidas del grupo de las sulfoni-
lureas en este experimento, Metsulfuron-metil y Tria-
sulfuron. Ambos herbicidas fueron aplicados en 10
dosis crecientes e iguales para cada suelo. Para el sue-
lo Serie Malihue las dosis fueron de 0,008; 0,02; 0,07;
0,22; 0,66; 1,97; 5,92; 17,76; 53,29; 159,88 mg ia/kg
suelo seco y para el suelo Serie Fresia fueron de 0,012;
0,036; 0,109; 0,328; 0,98; 2,95; 8,85; 26,57; 79,71;
239,13 mg ia/kg suelo seco. Como testigo o sustrato
inerte se utilizó arena de cuarzo tamizado a 2 mm, de-
bido a que no presenta carga variable se asume que
no tiene capacidad de adsorción y por lo tanto, que el
100% de la dosis aplicada se encontraría disponible
en la solución del suelo. Tanto las dosis de herbicidas
como el control fueron consideras con cinco repeticio-
nes cada una. Finalmente, cada vaso de 300 ml fue in-
cubado con humedad de 90% de la capacidad máxima
de retención, en dos cámaras bioclimáticas en ausen-
cia de luz y a una temperatura constante de 25º C por 8
días, momento en el cual se determinó el largo radical
de la especie indicadora en cada una de las unidades
experimentales.
Determinación de la adsorción de los herbicidas
en los suelos
Para la determinación de la adsorción se utilizó
el modelo de bioensayo descrito por Stork y Hannah
(1996), quienes usaron la variación del largo radical de
una especie vegetal como un indicador biológico de la
respuesta a dosis crecientes de herbicida. El conjunto
de datos fue ajustados a curvas logísticas, con la cual
se determinó la dosis de herbicida que inhibe el 50%
del crecimiento radical de arveja (P. sativum L.) en los
distintos tratamientos con encalado (IC50) y se compa-
ró con el valor de IC50 del sustrato inerte de cuarzo. Los
supuestos considerados en el uso del testigo cuarzo
fueron que este sustrato era inerte, no presentaría ad-
-
durante el periodo de evaluación. De esa manera, se
asumió que la diferencia entre los IC50 del testigo y los
IC50 de los tratamientos, expresada en ng ia kgs.s.-1, re-
presentarían la cantidad de herbicida adsorbido por el
suelo en cada una de las condiciones de encalado y por
ende sería una estimación del porcentaje de herbicida
biodisponible en solución suelo. Además, se estimó el
adsorbida por unidad de peso de suelo seco (ng i a/kg
s.s.), dividido por la concentración de la solución (ng
i a/ L), descrito por Walker et al. (1989). La cantidad
adsorbida se obtiene de la diferencia entre el IC50 del
testigo con el IC50 del tratamiento.
Análisis estadístico
Cada bioensayo se manejó en un diseño experimen-
tal completamente al azar con tratamientos dispuestos
en un arreglo factorial correspondiente a dos tipos de
herbicidas por cuatro niveles de enmienda calcárea por
11 dosis de herbicidas con cinco repeticiones. En cada
bioensayo se agregó un testigo cuarzo para cada her-
bicida. Los valores de largo radical de cada tratamiento
fueron ajustados a la siguiente función logística descri-
ta por Stork y Hannah (1996):
y = a + c / (1 + e b(x – m)) (1)
Donde; y es el largo radical relativo del bioensayo; a+c
y a -
totas de la curva, respectivamente; b
la gradiente de la curva, m = ln (IC50 + 1) es el punto de
a+c y a, y x
es la transformación logarítmica de la concentración de
herbicida aplicada. De esa manera, usando el programa
GRAPHPAD PRISM 4.0 se ajustaron las regresiones y se
determinó la dosis que inhibieron el 50% del crecimien-
to radical de la planta indicadora (IC50) en los distintos
tratamientos. Luego de obtenidos las distintos IC50 por
repetición se les aplicó un análisis de varianza multifac-
torial con el programa STATGRAPHIC 2.0 y se determi-
de IC50 de los distintos tratamientos (Tukey 5%).
RESULTADOS
Suelo Malihue
El pH observado en el suelo Malihue después de
aplicado las dosis equivalentes a 0, 1,9, 3,7 y 7,4 t ha-1 de
Ca (OH)2 fue de 5,22, 5,49, 5,72 y 6,18, respectivamen-
te. Los valores obtenidos indicarían que para aumentar
el pH de este suelo en 0.1 unidades se necesitarían un
equivalente de de Ca (OH)2 entre 0,70 a 0,77 t ha-1.
-
al ajustar los valores observados de largo radical por
efecto de las diferentes dosis de metsulfuron-etil y
triasulfuron al modelo descrito por Stork y Hannah
-
-
mando que este modelo permite una buena estimación
de la relación entre la variación del largo radical y la
dosis de ambos herbicidas utilizados.
El valor de IC50 mas bajo obtenido en el tramiento
control (cuarzo), comparado con los tratamientos de
suelo tratados con cal, estaría validando el supuesto
Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
70 CIENCIAS DEL SUELO
Cuadro 2: y
triasulfuron bajo distintas dosis de encalado en el suelo Malihue.
Table 2: -
ron under different doses of liming in Malihue soil.
Dosis de Ca(OH)2 t ha-1
Herbicida Coeficientes(*) 01.9 3.7 7.4 Cuarzo
Metsufuron-metil
m(IC50)10,13 9,16 8,58 8,17 7,29
a31,85 19,49 29,03 21,72 12,67
c68,15 80,51 70,97 78,28 87,33
b0,46 1,01 0,84 0,61 0,61
r20,97 0,98 0,96 0,98 0,99
Triasulfuron
m(IC50) 9,51 9,27 8,91 7,91 5,68
a 23,92 20,83 17,66 18,17 12,63
c 76,08 79,17 82,34 81,83 87,37
b 0,89 0,75 0,55 0,49 0,71
r20,99 0,98 0,97 0,98 0,99
(*) r250: Concentración de herbicida que inhibe el 50% del crecimiento radical,
que en este sustrato no existiría ningún tipo de adsor-
ción de herbicida, ya que es un material inerte (sin re-
actividad), por tanto la dosis de herbicida aplicada se
encontraría al 100% disponible en la solución suelo.
a las diferentes dosis (Figura 1 y 2) se observa que,
tanto en metsulfuron-metil como en triasulfuron, el
efecto inhibitorio del crecimiento radical de la arveja
Figura 1: Curva respuesta para metsulfuron-metil bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en cuarzo y en el suelo Malihue.
Figure 1: Response curves for metsulfuron-methyl under different doses of Ca(OH)2 in quartz and in Malihue soil.
Figura 1
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Crecimiento radical (%)
Dosis metsulfuron-metil (Ln (ng/kg)+1)
Dosis Ca(OH)2
0,0 t ha-1
1,9 t ha-1
3,7 t ha-1
7,4 t ha-1
Cuarzo
se logra con menor dosis de herbicida en el tratamien-
to con cuarzo respecto a los tratamientos con suelo,
requiriéndose en estos últimos mayores dosis de pro-
ducto para lograr el mismo efecto en la medida que se
reducen las dosis de cal.
Al comparar estadísticamente los valores de IC50 ob-
tenidos entre las diferentes dosis de encalado y el sus-
trato de cuarzo (Cuadro 3) se observa que, tanto para
Biodisponibilidad de herbicidas sulfonilureas en suelos volcánicos de Chile
71CIENCIAS DEL SUELO
Figura 2: Curva respuesta para triasulfuron bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en cuarzo y en el suelo Malihue.
Figure 2: Response curves for metsulfuron under different doses of Ca(OH)2 in quartz and in Malihue soil.
Figura 2
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Crecimiento radical (%)
Dosis triasulfuron (Ln (ng/kg)+1)
Dosis Ca(OH)2
0,0 t ha-1
1,9 t ha-1
3,7 t ha-1
7,4 t ha-1
Cuarzo
Cuadro 3: Valores del IC50 y de concentración de metsulfuron-metil y triasulfuron con diferentes dosis de encalado en el suelo
Malihue.
Table 3: IC50 and concentration values of metsulfuron-methyl and triasulfuron with different doses of liming in Malihue soil.
Herbicida (unidad)
Dosis de Ca(OH)2 (t ha-1)
01,9 3,7 7,4 Cuarzo
Metsulfuron-metil IC50
(Ln (ng/kg+1))
(ng/kg s,s,)
(g ha-1)
Triasulfuron IC50
(Ln (ng/kg+1))
(ng/kg s,s,)
(g ha-1)
10 ,13 a*
25,134
15
9,51 a
13,520
8
9,17 b
9,586
6
9,27 b
10,708
6
8,59 c
5,353
3
8,91 c
7,414
4
8,17 d
3,544
2
7,91 d
2,732
2
7,29 e
1,469
1
5,68 e
292
0,2
metsulfuron-metil como para triasulfuron, todos los va-
-
tivamente inferiores comparados con los tratamientos
del suelo tratados con cal. Por otra parte, los valores de
IC50-
cativamente con el aumento de la dosis de Ca (OH)2 y to-
dos fueron superiores al IC50 obtenidos en el cuarzo. Las
dosis que inhibieron el 50% del crecimiento radical va-
-
dose que a mayor dosis de encalado, se necesitaría la
aplicación de una menor dosis de herbicida en el suelo
para lograr el mismo efecto inhibitorio. De esta manera,
se observó que el herbicida metsulfuron-metil necesitó
en el suelo sin encalado de una dosis muy alta (25134
ng ia kg-1) para lograr el mismo efecto causado con una
dosis de 3544 (ng ia kg-1) conseguido con un encalado
de 7,4 t ha-1 de Ca(OH)2. Al expresar la dosis de IC50 en
una dosis equivalente en una hectárea de suelo con una
profundidad de 10 cm y una densidad aparente de 0,6 g
cm-3 para el suelo Malihue (Cuadro 3), se puede obser-
var que una dosis de 15 g ha-1 inhibiría el 50% del creci-
miento radicular de la especie usada como indicadora,
sin embargo al aplicar una dosis de encalado de 7,4 t
ha-1 de Ca(OH)2 la dosis se reduciría a 2 g ha-1.
Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
72 CIENCIAS DEL SUELO
Por otra parte, considerando la diferencia entre
los valores de concentración equivalente de IC50 en el
tratamiento con encalado menos el IC50 del tratamien-
to testigo cuarzo (Cuadro 3), es posible determinar
la cantidad de herbicida adsorbido. De esta forma se
determinó que cuantitativamente la adsorción de met-
sulfuron-metil en el tratamiento sin cal (pH=5,22) fue
máxima, alcanzando un total de 23665 ng kg-1 para
luego decrecer bruscamente con la aplicación de 7,4
t ha-1 de cal (pH= 6,18) hasta presentar una adsorción
equivalente a 2075 ng kg-1
de adsorción relativa de 94,2 a 58,5%. En cuanto a la
adsorción de triasulfuron, esta fue inferior a metsul-
furon-metil en términos cuantitativos, presentando va-
lores que variaron de 13428 ng kg-1 en el tratamiento
testigo cuarzo a 2440 ng kg-1 en el tratamiento con la
máxima dosis de cal, pero mayor en términos relativos,
dado que la adsorción se redujo de 99,3% a 89,3%, res-
pectivamente en los mismos tratamientos de encalado.
Los porcentajes de adsorción expresados en forma in-
versa, en términos de biodisponibilidad relativa o por-
centaje de herbicida disponible en la solución suelo, se
presentan en la Figura 3. En estos resultados se obser-
va que la biodisponibilidad relativa de metsulfuron-
metil existente en el tratamiento sin aplicación de cal
se incrementó desde un 5,8 % hasta un 15,3%, 27,4%
y 41,5% con las aplicaciones de cal equivalentes a 1,9,
3,7 y 7,4 t ha-1 de Ca (OH)2, respectivamente. En el caso
del triasulfuron, en general, la biodisponibilidad relati-
va fue menor que para metsulfuron-metil, aumentando
de 2,2% en el tratamiento sin encalado a 10,7% con la
dosis más alta de aplicación de cal. Estos resultados se
Figura 3: Biodisponibilidad relativa de metsulfuron-metil y triasulfuron bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en el suelo Malihue.
Figure 3: Relative bioavailability of metsulfuron-methyl and triasulfuron under different doses of Ca (OH)2 in Malihue soil.
Figura 3
5,8
15,3
27,4
41,5
2,2 2,7 3,9
10,7
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
01,9 3,7 7,4
BIodisponilidad relativa (%)
Dosis Ca(OH)
2
(t ha-1)
Metsulfuron-metil Triasulfuron
Cuadro 4:-
ron por efecto de diferentes dosis de encalado con Ca(OH)2 en
el suelo Malihue.
Table 4: -
furon caused by different doses of liming with Ca(OH)2 in
Malihue soil.
Herbicidas Dosis de Ca(OH)2 (t ha-1)
0 1,9 3,7 7,4
Metsulfuron – metil 0,88 0,30 0,14 0,08
Triasulfuron 2,89 2,28 1,56 0,53
presentados en el Cuadro 4, en que se observa que a
medida que aumentó la dosis de encalado disminuyó el
–metil y entre 2,89 a 0,53 para triasulfuron.
Suelo Fresia
Los valores de pH obtenidos en este suelo como
producto de las las aplicaciones de 0, 1,9, 3,7 y 7,4 t de
cal ha-1 fueron 5,55, 6,17, 6,66 y 7,22, respectivamente.
El requerimiento de cal para elevar el valor de pH es
este suelo fue menor que en el suelo Malihue, necesi-
tándose solo entre 0,31 a 0,44 t cal ha-1 para aumentar
en 0,1 unidades el pH del suelo.
obtenidos al ajustar los valores observados al mode-
Biodisponibilidad de herbicidas sulfonilureas en suelos volcánicos de Chile
73CIENCIAS DEL SUELO
lo utilizado para ambos herbicidas se muestran en el
Cuadro 5. Estos resultados indican que el modelo no-
lineal empleado se ajustó adecuadamente a los valo-
variaron entre 0,93 y 1,0 (Cuadro 5). Los valores IC50
disminuyeron a medida que aumentó la dosis de enca-
lado. El control de cuarzo presentó el valor de IC50 más
Cuadro 5: y
triasulfuron bajo distintas dosis de encalado en el suelo Fresia.
Table 5: -
ron under different doses of liming in Fresia soil.
Dosis de Ca(OH)2 t ha-1
Herbicida Coeficientes 01,9 3,7 7,4 Cuarzo
Metsulfuron-metil
m(IC50)10,16 9,29 8,64 8,51 7,30
a40,48 37,90 25,66 15,46 21,66
c 59,52 62,10 74,34 84,54 78,34
b1,52 0,82 1,09 0,71 0,68
r20,96 0,93 0,98 0,99 0,99
Triasulfuron
m(IC50) 9,53 9,01 8,41 8,12 5,69
a 26,65 23,75 19,42 11,30 18,23
c 73,35 76,25 80,58 88,70 81,77
b 1,57 1,06 0,65 0,50 0,76
r20,97 0,99 0,96 1,00 0,99
(*) r250: Concentración de herbicida que inhibe el 50% del crecimiento radical.
bajo entre todos los tratamientos empleados, necesi-
tándose una menor dosis de aplicación para alcanzar
el 50% del daño a nivel de raíz en ambos productos.
Por otra parte, al igual que en el suelo Malihue, en este
Figura 4: Curva respuesta para metsulfuron-metil bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en cuarzo y en el suelo Fresia.
Figure 4: Response curves for metsulfuron-methyl under different doses of Ca(OH)2 in quartz and in Fresia soil.
Figura 4
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
0 2 4 6 8 10 12 14
Crecimiento radical (%)
Dosis metsulfuron-metil (Ln (ng/kg)+1)
Dosis Ca(OH)2
0,0 t ha-1
1,9 t ha-1
3,7 t ha-1
7,4 t ha-1
Cuarzo
Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
74 CIENCIAS DEL SUELO
sistema radical de la planta indicadora a las diferentes
dosis de ambos herbicidas, presentando una mayor to-
xicidad de estos productos al comparar este testigo con
los tratamientos con suelo, fundamentalmente por la
nula adsorción que presentaría el cuarzo, encontrándo-
se completamente disponible en la solución del suelo.
En el Cuadro 6 se presentan la comparación de los
IC50 determinados para todos los tratamientos en el sue-
lo Fresia. En general se observó que, para ambos herbi-
cidas, los valores de IC50 obtenidos en el cuarzo fueron
-
to inerte del sustrato testigo. Los valores de IC50 para
Figura 5: Curva respuesta para triasulfuron bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en cuarzo y en el suelo Fresia.
Figure 5: Response curves for metsulfuron under different doses of Ca(OH)2 in quartz and in Fresia soil.
Figura 5
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
0 2 4 6 8 10 12 14
Crecimiento radical %)
Dosis triasulfuron (Ln (ng/kg)+1)
Dosis Ca(OH)2
0,0 t ha-1
1,9 t ha-1
3,7 t ha-1
7,4 t ha-1
Cuarzo
Cuadro 6: Valores del IC50 y de concentración de metsulfuron-metil y triasulfuron con diferentes dosis de encalado en el suelo
Fresia.
Table 6: IC50 and concentration values of metsulfuron-methyl and triasulfuron with different doses of liming in Fresia soil.
Herbicida (unidad)
Dosis de Ca(OH)2 t ha-1
01,9 3,7 7,4 Cuarzo
Metsulfuron-metil IC50
(Ln (ng/kg +1))
(ng/kg s,s,)
(g ha-1)
Triasulfuron IC50
(Ln (ng/kg+1))
(ng/kg s,s,)
(g ha-1)
10,17 a*
25977
18
9,53 a
13783
10
9,30 b
10880
8
9,01 b
8204
6
8,64 c
5667
4
8,40 c
4480
3
8,52 c
5006
4
8,12 c
3368
2
7,31 d
1491
1
5,69 d
296
0,2
metsulfuron-metil fueron superiores a los obtenidos
para triasulfuron, demostrando un mayor efecto tóxico
de este último herbicida a menores dosis. Al igual que
en el suelo Malihue, existió una relación inversa entre
el valor del IC50 y la dosis de cal aplicada. Sin embargo,
en ambos herbicidas solo existieron diferencias signi-
-1 y no se
detectaron diferencias entre 3,7 t ha-1 y 7,4 t ha-1 (Cua-
dro 6). Esto se explicaría porque al utilizar las dosis más
altas de encalado se habrían alcanzado niveles de pH
menores en el suelo Malihue (5,72 y 6,18) que en el sue-
lo Fresia (6,66 y 7,22), no existiendo variaciones signi-
Biodisponibilidad de herbicidas sulfonilureas en suelos volcánicos de Chile
75CIENCIAS DEL SUELO
Figura 6: Biodisponibilidad relativa de metsulfuron-metil y triasulfuron bajo diferentes dosis de Ca(OH)2 en el suelo Fresia.
Figure 6: Relative bioavailability of metsulfuron-methyl and triasulfuron under different doses of Ca (OH)2 in Fresia soil.
Figura 6
5,7
13,7
26,3
29,8
2,1 3,6
6,6
8,8
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
0 1,9 3,7 7,4
Biodisponibilidad relativa (%)
Dosis Ca (OH)
2
(t ha-1)
Metsulfuron-metil Triasulfuron
En este suelo, al igual que en el suelo Malihue, el
incremento del valor de pH del suelo causado por el
aumento de las dosis de cal redujo la proporción ad-
sorbida de ambos herbicidas en los coloides del sue-
lo. Al comparar la diferencia entre los valores de con-
centración equivalente de IC50 en el tratamiento con
encalado menos el IC50 del tratamiento testigo cuarzo
(Cuadro 6), se determinó que cuantitativamente la ad-
sorción de metsulfuron-metil en el tratamiento sin cal
(pH=5,55) alcanzó un total de 24486 ng kg-1 y 3515
ng kg-1 con la aplicación de 7,4 t ha-1 de cal (pH= 7,22),
94,3% a 70,2%, respectivamente. La adsorción de tria-
sulfuron fue cuantitativamente inferior a metsulfuron-
metil, presentando valores que variaron de 13487 ng
kg-1 en el tratamiento testigo cuarzo a 3072 ng kg-1 en
el tratamiento con la máxima dosis de cal, pero mayor
en términos relativos, dado que la adsorción se redujo
de 97,9% a 91,2%, respectivamente.
Los valores de biodisponibilidad relativa en la so-
lución del suelo obtenidos para ambos herbicidas se
muestran en la Figura 6, en ellos se observa que al com-
parar el suelo Fresia con una incorporación equivalen-
te a 7,4 t de cal ha-1 (pH=7,22) con el suelo sin apli-
cación de cal (pH=5,25), se acrecentó la biodisponibili-
dad de metsulfuron-metil de 5,7% a 29,8%, incremen-
to inferior al observado en el suelo Malihue. En el caso
de triasulfuron existió la misma tendencia, solo que el
incremento fue menor aumentando su biodisponibili-
dad solo de 2,1% a 8,8%, valores similares a los presen-
encalado, variado entre 0,90 a 0,13 en metsulfuron –
metil y entre 2,91 a 0,66 para triasulfuron (Cuadro 7).
Esto comprobaría como la cantidad de herbicida pre-
sente en la solución del suelo aumenta con relación a
la cantidad adsorbida en el suelo en la medida que sube
el pH del suelo con el aumento de la dosis de encalado.
Considerando que ambos herbicidas son aniónicos y
que tienen una tasa de hidrólisis pH dependiente, estos
-
nes de cal aumentarían la proporción de herbicida en la
solución, como consecuencia de una menor ionización
por una redución de su tasa de hidrólisis al producirse
un aumento de pH.
Cuadro 7:-
ron por efecto de diferentes dosis de encalado con Ca(OH)2 en
el suelo Fresia.
Table 7: -
ron caused by different doses of liming with Ca(OH)2 in Fresia
soil.
Herbicidas
Dosis de Ca(OH)2 (t ha-1)
0 1,9 3,7 7,4
Metsulfuron – metil 0,90 0,34 0,15 0,13
Triasulfuron 2,91 1,71 0,90 0,66
Fuentes et al. / Agro Sur 42(3): 68-78, 2014
76 CIENCIAS DEL SUELO
DISCUSIÓN
La capacidad tampón de pH varía entre tipos de
suelos y dentro de un mismo suelo, dependiendo de su
capacidad de intercambiar catiónes, es decir, depende
del tipo y contenido de arcilla predominante y el conte-
nido de materia orgánica del suelo (Halvin et al., 1999;
Pinochet et al., 2005). Ambos suelos presentaron dife-
rencias en su capacidad tampón de pH, observándose
que el suelo Malihue, comparado con el suelo Fresia,
requirió una mayor dosis de encalado para incremen-
tar en una unidad el pH del suelo, resultados que fue-
ron concordantes con las diferencias observadas en los
valores de IC50. Para el suelo Malihue los valores de
IC50 fueron superiores a los reportados por la literatura
para herbicidas del grupo de las sulfonilureas (Günther
et al., 1989; Stork y Hannah, 1996) con metodologías
similares, situación que puede deberse a la naturale-
za adsortiva del suelo, el cual corresponde a un suelo
trumao que se caracteriza por tener arcillas reactivas
(alofan) y alto contenido de materia orgánica (Luzio,
2010). El incremento de la dosis de encalado trae con-
sigo una mayor capacidad de intercambio de cationes,
coloidal (Rahman et al., 1996) provocando un fenó-
meno de repulsión electrostática de las moléculas de
metsulfuron-metil hacia la solución del suelo. Ren et al.
(2011), determinaron que los suelos pueden ser más
susceptibles a pérdidas por lixiviación de sulfonilureas
si las enmiendas aplicadas aumentan el pH del suelo.
Por lo tanto, en suelos derivados de cenizas volcánicas
la aplicación de enmiendas orgánicas o calcáreas que
incrementen el pH permitirán disminuir la retención
del herbicida dado por el aumento en la capacidad de
-
toula-Syka et al., 1993). De esta manera, el suelo Mali-
hue bajo condición de pH básico necesita una menor
dosis de herbicida para lograr el 50% de la inhibición
del crecimiento radical.
En el suelo Fresia las diferencias entre la concentra-
ción que inhibe el 50% el sistema radical de la planta
indicadora en el cuarzo y en el tratamiento con mayor
encalado (Cuadro3 y 5) es mayor que en el suelo Mali-
hue, en ambos herbicidas; esto podría explicarse por el
nivel de fósforo inicial mayor en el suelo Fresia, lo que
tiende a disminuir los sitios activos de adsorción por
acción de los iones fosfato presentes en el suelo a pesar
de su capacidad de adsorción dada por la fracción co-
loidal predominante (Cáceres et al., 2010b). Esto deri-
varía en una mayor biodisponibilidad del herbicida por
un aumento de la repulsión aniónica de sus moléculas
cargadas negativamente (Cuadro 6). Por otro lado, en
el suelo Fresia las curvas de las dosis más altas de en-
calado (3,7 y 7,4 t ha-1) tienden a estar más cerca del
control debido a que alcanzaron pH más altos (6,66 y
-
vocando un aumento de las cargas negativas (Cáceres
et al., 2010a; Singh y Singh, 2012). Este fenómeno pue-
de estar dado por la saturación de las cargas electros-
táticas del suelo y las diferencias de adsorción entre el
control y las dosis más altas de encalado, debido proba-
tanto, esto indicaría que el herbicida metsulfuron-metil
en condiciones naturales presenta una alta adsorción
en el suelo, y que logra quedar rápidamente disponible
a medida que el encalado se incrementa en el suelo. Se-
gún Günther et al. (1989), los IC50 de metsulfuron-metil
y triasulfuron son mayores en suelos con alto conteni-
do de materia orgánica.
La clara tendencia observada a la disminución de la
adsorción de herbicida y el aumento de su biodispo-
nibilidad en solución a medida que incrementa el pH
coincide por lo reportado por Ren et al. (2011), situa-
controlar malezas (Fuentes et al., 2005) o simplemente
puede ser lixiviado a capas más profundas de suelo o
al agua subterránea (Cáceres et al., 2010b). En el suelo
Fresia, la adsorción de ambos herbicidas se estabiliza-
ría a pH sobre 6,66. Este resultado podría ser explicado
por el hecho que cuando el pH supera 6,8, por debajo
de este valor las sulfonilureas se encuentran bajo la for-
ma no disociada con carga neutral a levemente positi-
-
teria orgánica del suelo cargados negativamente. Por el
contrario con valores superiores a 6.8 sus moléculas
liberan protones (H+) consecuentemente se cargan
negativamente y son repelidas tanto por los minerales
como la materia orgánica del suel (Walker et al., 1989)
o, estando disponibles para la absorción de las plantas
por un mayor periodo mayor de tiempo es decir incre-
mentan su residualidad.
Los pH alcanzados en ambos suelos con encalados
de 7,4 t ha–1 de Ca (OH)2 son muy altos especialmente
para el suelo Fresia, lo cual provocaría una gran repul-
-
con otros iones tales como los fosfatos o complejos or-
gánicos provenientes de la materia orgánica del suelo.
Por lo tanto, una alta carga variable tanto de las arcillas
como de la materia orgánica del suelo, provocaría un
aumento de la biodisponibilidad de herbicida al au-
mentar el pH con dosis crecientes de enmiendas calcá-
reas, lo que es importante ya que un encalado ayudaría
La estructura química molecular de las sulfonilu-
mucho una de otra (Anderson et al., 2010), pero la ten-
dencia de adsorción en el suelo, es que el metsulfuron-
metil este mas biodisponible que el triasulfuron en el
suelo en ambos suelos. Por otro lado, la disminución
-
dos, indica que el metsulfuron-metil se adsorbe menos
Biodisponibilidad de herbicidas sulfonilureas en suelos volcánicos de Chile
77CIENCIAS DEL SUELO
et al., 1993). Esto se
metsulfuron-metil es menor que el triasulfuron, por lo
tanto al mismo pH el metsulfuron-metil se encuentra
más ionizado y mayormente repelido por las cargas ne-
gativas del suelo (Walker et al., 1989).
CONCLUSIONES
El requerimiento de cal para elevar el valor de pH
en el suelo Fresia (Paleohumult) fue menor que en el
suelo Malihue (Hapludand), ya que al utilizar las dosis
más altas de encalado se alcanzaron los niveles de pH
menores en el suelo Malihue que en el suelo Fresia. Los
valores de IC50 para cada herbicida fueron similares en
ambos suelos, sin embargo los valores de metsulfuron-
metil fueron siempre superiores a los obtenidos para
triasulfuron demostrando el mayor efecto tóxico de
triasulfuron a menores dosis. La adsorción electrostá-
tica del metsulfuron-metil y el triasulfuron disminuye a
medida que aumenta la dosis de encalado con Ca(OH)2,
en ambos suelos estudiados, aumentando su biodispo-
nibilidad en la solución suelo. La adsorción en el sue-
lo Fresia tendió a estabilizarse a pH 6,66 lograda con
una encaladura equivalente a 3,7 t ha-1, estabilización
que no se observó en el suelo Malihue. La adsorción de
triasulfuron con el incremento de las aplicaciones de
cal fue inferior a metsulfuron-metil en términos cuan-
titativos, pero mayor en términos relativos. En el caso
del triasulfuron, en general, la biodisponibilidad rela-
tiva fue menor que para metsulfuron-metil, en ambos
suelos, aumentando con el incremento de la dosis de
aplicación de cal. Estos resultados se corroboraron al
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