Elevated CO2 Concentrations and Water Stress Affect the Ability of Italian Ryegrass to Remediate Herbicides and Enhance its Allelopathic Effect

The long temporal persistence of select herbicides negatively impacts crops sown in succession to irrigated rice. One way to reduce these compounds in the soil over time is through phytoremediation. However, elevated CO2 concentrations may interfere with the phytoremediation process. Another consequence of climate change is the production of allelopathic compounds by forage species used as remedial agents. This study aimed to evaluate the impact of elevated CO2 concentration and drought stress on the remediation of soil samples contaminated with imazapyr + imazapic herbicides by Italian ryegrass and any subsequential affect on the allelopathic effect of this species. We report that the increasing CO2 decreased the phytoremediation potential of ryegrass. Water stress combined with a CO2 concentration of 700 µmol mol-1 caused increased allelopathy. Overall, these are the first data to indicate a significant effect of higher CO2 levels with respect to both phytoremediation efficacy and allelopathic potential of the plant species used in phytoremediation. RESUMO: O residual prolongado dos herbicidas do grupo das imidazolinonas é um problema para as culturas semeadas em sucessão ao arroz irrigado. Uma maneira de reduzir a concentração destes compostos no solo é utilizando a fitorremediação. Contudo, o aumento da concentração de CO2, pode interferir no processo de fitorremediação de plantas. Outra consequência que pode ser causada pelas mudanças climáticas é a produção de compostos alelopáticos das espécies forrageiras utilizadas como remediadoras. O presente estudo teve por objetivos quantificar se há perda no capacidade do azevém semeado em solo com residual de imazapir+imazapic de remediado quando submetido ao aumento da concentração de CO2 na atmosfera, combinada com estresse hídrico e alta população. A combinação do estresse hídrico com a concentração de CO2 de 700 µmol mol-1 causa aumento da alelopatia do azevém. De maneira geral, esses são os primeiros resultados que indicam o efeito significativo do aumento dos níveis de CO2 com relação à eficácia de remediação e de alelopatia de plantas usadas para fitorremediação.