Persistencia y adsorción de imazapir en tres suelos de Argentina

Abstract

Imazapir es un herbicida utilizado a gran escala para el control de malezas en el cultivo de girasol Clearfield. Debido a que posee baja capacidad de adsorción, alta capacidad de desorción y prolongada persistencia en el suelo, presentaría alto riesgo de lixiviación y de contaminación del agua subterránea. En Argentina, es escasa la información generada al respecto, por lo cual resulta de gran importancia determinar el comportamiento ambiental de imazapir, en suelos con propiedades contrastantes. Los objetivos del presente trabajo fueron: 1) optimizar la técnica metodológica para la detección y cuantificación de residuos del herbicida imazapir en suelos; 2) determinar la persistencia y adsorción de imazapir en tres suelos de Argentina; 3) estimar el riesgo de lixiviación hacia el agua subterránea, empleando las propiedades ambientales obtenidas experimentalmente para cada suelo. Para los estudios se utilizaron muestras de suelo (0- 15 cm) de las localidades de Tandil (Buenos Aires), Anguil (La Pampa) y Cerro Azul (Misiones). Las determinaciones del herbicida se llevaron a cabo mediante Cromatografía Líquida de Ultra Performance y Espectrometría de masas (UPLC- MS/MS). La máxima recuperación de imazapir se obtuvo mediante 3 ciclos de extracción consecutivos con el extractante KCL (0.1M pH 7). La recuperación del herbicida fue independiente de las características de los suelos analizados, presentándose solo leves diferencias entre los mismos. La persistencia siguió el orden Cerro Azul>Tandil>Anguil, determinándose valores de vida media (T1/2) de 121, 75 y 37 días respectivamente. La tasa de degradación presentó un orden inverso (Anguil>Tandil>Cerro Azul), relacionándose en forma positiva con el pH de los suelos y el contenido de limo, e inversamente con el contenido de Fe y Al. La vida media de imazapir se correlacionó inversamente con el pH de los suelos, contenido de arena, limo y Fe y en forma positiva con el contenido de arcilla y la actividad microbiana. La adsorción de imazapir en los suelos estudiados fue descripta mediante la isoterma linear. Los coeficientes de adsorción (Kd) determinados fueron 2.1, 0.84 y 0.57 (l kg-1) para los suelos de Cerro Azul, Tandil y Anguil respectivamente. El pH, contenido de arcilla, de Fe y Al, fueron las variables que presentaron mayor influencia en la adsorción de imazapir en los diferentes suelos. La adsorción presentó un efecto limitante en la degradación, determinando la biodisponibilidad del herbicida en la solución del suelo. De acuerdo a los índices GUS y AFT, imazapir presentó alto riesgo de lixiviación hacia el agua subterránea en los tres suelos, según el orden Tandil>Cerro Azul>Anguil. Estos resultados mostraron que, bajo determinadas condiciones, una débil adsorción y una elevada persistencia, podrían conducir a una alta movilidad de imazapir en el perfil del suelo, lo cual implicaría un alto riesgo de contaminación del agua subterránea por el plaguicida.

Imazapyr is an herbicide widely used for weed control in imidazolinone-tolerant sunflower (Clearfield). Because of imazapyr possess low adsorption capacity, high desorption capacity and high persistence on soils, it is prone to leach to groundwater. In Argentina there is little information about it. For this reason, is very important to determine the environmental fate of imazapyr in argentine soils with contrasting properties. The objectives of this study were: 1) to improve the extraction of imazapyr from soil; 2) to determine the persistence and adsorption of imazapyr in three argentine soils; 3) to estimate the risk of leaching to groundwater, using environmental properties from the persistence and adsorption studies. Imazapyr was determined and quantified by Ultra Performance Liquid Chromatography and Mass Spectrometry (UPLC-MS/MS). For the studies, soil samples (0-15 cm) from Tandil (Buenos Aires), Anguil (La Pampa) and Cerro Azul (Misiones) sites were used. Maximum imazapyr recovery was obtained through three extraction cycles with an extracting solution of KCL (0.1M pH 7). Herbicide recovery was independent of soils characteristics, showing some slight differences between them. The persistence in soils followed the order Cerro Azul>Tandil>Anguil, with half life values (T1/2) of 121, 75 y 37 days respectively. The degradation rate (k) had a reverse order (Anguil>Tandil>Cerro Azul), and was positively correlated with the soil pH and content of silt, and negatively correlated with content of iron and aluminum . The imazapyr half life was negatively correlated with soil pH, sand, silt, iron and aluminum content, and it was positively correlated with clay content and microbial activity. The linear isotherms described satisfactorily the adsorption of imazapyr on soils. Adsorption coefficients (Kd) were 2.1, 0.84 y 0.57 (l kg-1) for Cerro Azul, Tandil and Anguil soils respectively. Soil pH and contents of clay iron and aluminum were the main factors affecting the adsorption of imazapyr. The adsorption had a limiting effect on the degradation rate, determining the amounts of herbicide available in the aqueous phase. According to GUS and AFT indices, imazapyr has high risk of leaching to groundwater on all soils following the order Tandil>Cerro Azul> Anguil. The results showed that, under certain conditions, the weak adsorption and high persistence may increase the movement of imazapyr on soil profile and the risk of groundwater pollution.