Development of bean plants in soil contaminated with trifloxysulfuron-sodium after Stizolobium aterrimum and Canavalia ensiformis cultivation

Abstract

Phytoremediation, the use of plants to decontaminate soils and water resources from organic pollutants such as herbicides, is economically and environmentally a promising technique applied in many areas, including agriculture. The objective of this work was to evaluate the development of bean plants cultivated in the field, in soil with different levels of trifloxysulfuron-sodium contamination, following cultivation of two green manure species, as well as to evaluate the possibility of recontamination of the area by such herbicide with the straw permanence on the soil. The experiment was carried out in Coimbra, MG, Brazil, on a sandy clayey Red – Yellow Argisol from March to November 2003. Four levels of soil contamination with trifloxysulfuron-sodium (0.00; 3.75; 7.50; and 15.00 g ha-1) were used as well as the following five types of cultivation prior to bean sowing in the area after herbicide application: black velvet beans (Stizolobium aterrimum) followed by removal of straw; S. aterrimum, followed by permanence of straw; jack bean (Canavalia ensiformis), followed by removal of straw; C. ensiformis followed by permanence of straw; and without prior cultivation, weed-free (weeded control). The leguminous plants were kept in the area for 65 days, cut close to the soil, and with its aerial part left or not on the surface of the experimental plot, depending on the treatment. Fifteen days after the species were cut, bean was sown in the area. At 45 days after emergence (DAE) of the bean plants, plant height and dry mass of the aerial part were evaluated. Grain productivity was determined during harvest. Height, dry matter of the aerial part and grain productivity of the bean plants, cultivated in an area previously contaminated with trifloxysulfuron-sodium at any of the levels tested, were higher with prior cultivation of S. aterrimum or C. ensiformis. At the lowest level of herbicide contamination, prior cultivation of C. ensiformis was found to be more efficient than that of S. aterrimum in mitigating the harmful effects of trifloxysulfuron-sodium on bean grain production. The permanence of the straw of the green manure species during the bean cycle did not harm the development of the plants or caused culture productivity losses, indicating that straw permanence in the area does not promote recontamination of the area.

A utilização de plantas para descontaminar solos e recursos hídricos de poluentes orgânicos, como os herbicidas, denominada fitorremediação, desponta como técnica promissora tanto econômica como ambientalmente, sendo direcionada inclusive para a agricultura. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento de plantas de feijão cultivadas em campo, em solo com diferentes níveis de contaminação do herbicida trifloxysulfuron-sodium, após o cultivo prévio de duas espécies de adubos verdes, bem como a possibilidade de recontaminação da área pelo herbicida com a permanência da palhada sobre o solo. O experimento foi conduzido em campo em Coimbra, MG, em um Argissolo Vermelho-Amarelo de textura argilo-arenosa. Avaliaram-se quatro níveis de contaminação do solo com trifloxysulfuron-sodium (0,00; 3,75; 7,50; e 15,00 g ha-1) e cinco tipos de cultivo prévio à semeadura do feijão na área após aplicação do herbicida: cultivo de mucuna-preta (Stizolobium aterrimum) com posterior retirada da sua palhada; cultivo de mucuna-preta seguido da permanência da palhada; cultivo de feijão-de-porco (Canavalia ensiformis) com retirada da palhada em seguida; cultivo de feijão-de-porco com posterior permanência da palhada; e sem cultivo prévio, com a área mantida no limpo (testemunha capinada). As plantas das leguminosas de cobertura foram mantidas na área por 65 dias, quando foram cortadas rente ao solo, sendo sua parte aérea deixada ou não sobre a superfície da parcela experimental, dependendo do tratamento. Quinze dias após o corte das espécies, foi semeada na área a cultura do feijão. Aos 45 dias após a emergência (DAE) das plantas de feijão, avaliaram-se a altura de plantas e a massa seca da parte aérea. A produtividade de grãos foi determinada por ocasião da colheita. A altura de plantas, a massa seca da parte aérea e a produtividade de grãos de feijão, cultivado em área com contaminação prévia do trifloxysulfuron-sodium em qualquer dos níveis testados, foram superiores quando se realizou o cultivo prévio na área com mucuna-preta ou feijão-de-porco. No menor nível de contaminação do herbicida, o cultivo prévio de feijão-de-porco se mostrou mais eficiente, em relação ao da mucuna-preta, em mitigar os efeitos deletérios do trifloxysulfuron-sodium à produção de grãos de feijão. A manutenção da palhada das espécies de adubos verdes durante o ciclo do feijão não prejudicou o desenvolvimento das plantas e não provocou perdas na produtividade da cultura, indicando que a permanência da palhada na superfície do solo não promove a recontaminação da área.