Biochemical and Physiological Changes in Rice Plants Due to the Application of Herbicides1

The application of herbicides, even if selective, can cause biochemical and physiological changes, resulting in oxidative stress. This stress comes from the accumulation of reactive oxygen species produced due to exposure to the herbicide. However, plants have developed defense strategies, which can be enzymatic or non-enzymatic. The objective of this study was to evaluate the morphological and metabolic changes such as photosynthetic parameters, oxidative damage and antioxidant enzyme activity of rice plants after applying herbicides. For this, a study was conducted in a greenhouse and laboratory and the treatments consisted of application of imazapic + imazapyr, quinclorac, bentazon, cyhalofop-butyl, penoxsulan, bispyribac-sodium and carfentrazone-ethyl, in addition to control without herbicide. The phytotoxicity in plants was strong and there was a reduction in photosynthesis, stomatal conductance and efficiency of water use in plants treated with carfentrazone-ethyl. Furthermore, the application of carfentrazone-ethyl resulted in lower chlorophylls and carotenoids and increased lipid peroxidation and proline accumulation. Changes in the activity of enzymes belonging to the antioxidant system were inspected by applying herbicides. The application of herbicide alters the physiology of rice plants, triggering responses to oxidative stress, which are more pronounced when used carfentrazone-ethyl. RESUMO A aplicação de herbicidas, mesmo seletivos às culturas, podem causar alterações bioquímicas e fisiológicas, acarretando estresse oxidativo. Esse estresse é proveniente do acúmulo de espécies reativas de oxigênio produzidas em função da exposição ao herbicida. No entanto, as plantas evoluíram com estratégias de defesa, sendo estas enzimáticas ou não enzimáticas. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações morfológicas e metabólicas, como os parâmetros fotossintéticos, danos oxidativos e atividade das enzimas antioxidantes, de plantas de arroz após a aplicação de herbicidas. Para isso, foi realizado um estudo em casa de vegetação e laboratório, e os tratamentos foram compostos pela aplicação de imazapic + imazapyr, quinclorac, bentazon, cyhalofop-butyl, penoxsulan, bispyribac-sodium e carfentrazone-ethyl, além da testemunha sem herbicida. A fitotoxicidade nas plantas foi acentuada, bem como ocorreu redução na fotossíntese, condutância estomática e eficiência do uso da água nas plantas tratadas com carfentrazone-ethyl. Além disso, a aplicação deste herbicida resultou em menor teor de clorofilas e carotenoides, maior peroxidação lipídica e acúmulo de prolina. Alterações na atividade das enzimas pertencentes ao sistema antioxidante também foram verificadas em função da aplicação dos herbicidas. A aplicação de herbicidas altera a fisiologia das plantas de arroz, desencadeando respostas como estresse oxidativo, sendo estas mais acentuadas quando utilizado carfentrazone-ethyl.