Ciência e Tecnologia
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Ciência e Tecnologia Projeção e Desenvolvimento de uma Estratégia de Manejo e Habitat Para Melhorar o Controle Biológico de Pragas em Agrossistemas de Controle Clara Ines Nicholls e Miguel A. Altieri Agricultores podem melhorar a resistência e resiliência de seus cultivos e campos, reforçando duas estratégias principais: aumentar a biodiversidade acima e abaixo do solo e melhorar a saúde da terra. Este trabalho enfoca o papel da biodiversidade benéfica de insetos sobre terras agrícolas, e as maneiras de melhorar a biodiversidade funcional em agrossistemas, como um modo de promover o controle biológico de insetos/pragas. A biodiversidade é crucial para as defesas dos cultivos: quanto mais diversas as plantas, animais e organismos nascidos no solo que habitam um sistema agrícola, quanto mais diversa a comunidade de organismos que a fazenda pode suportar. Uma série de parceiros – predadores benéficos – mastigam todos os insetos comedores de plantas e acarinos, ou sugam seus líquidos. Outra série – parasitas benéficos – põe ovos dentro dos ovos e/ou larvas de pragas. Uma terceira série – organismos benéficos causadores de doenças – que incluem fungos, bactérias, vírus, protozoários e nematóides – fazem com que es pragas adoeçam fatalmente ou os impedem de reproduzir. As plantas também formam associações complexas com organismos em torno de suas raízes, que oferecem proteção contra doenças. Fungos do solo e besouros da terá podem destruir as sementes de ervas daninhas que competem com as plantas. Além disso, a rica fauna do solo realiza papéis chaves em quebrar e decompor a matéria orgânica, disponibilizando assim os nutrientes para as plantas. A biodiversidade, sob a forma de policulturas, pode também tornar as plantas menos “aparentes” para as pragas; os cultivos crescendo em monoculturas podem ser tão óbvios para as pragas que as defesas das plantas enfraquecem e são incapazes de protege-las. Agricultores podem melhorar a biodiversidade de suas terras da seguinte maneira: • aumentando a diversidade de plantas, através da rotação de cultivos ou de “policulturas” de cultivos de cobertura cultivados na mesma terra, ao mesmo tempo; • manejando a vegetação em torno dos campos para responder às necessidades de organismos benéficos; • provendo aos organismos benéficos recursos suplementares, tais como estruturas artificiais para aninhar, alimento extra e presas alternativas; • projetar “corredores” de plantas que atraiam organismos benéficos de florestas próximas ou da vegetação natural para as áreas dos campos; • selecionar plantas diferentes dos cultivos para serem plantadas em fileiras nos campos, cujas flores respondam aos requisitos dos organismos benéficos. Solos saudáveis também são essenciais para a defesa das plantas. Solos não-saudáveis atrapalham a habilidades naturais dos cultivos de utilizarem suas defesas naturais e deixam-nos vulneráveis as pragas potenciais. Em contraste, solos saudáveis armas as plantas quimicamente com nutrientes que aumentam as defesas que conduzem fisicamente ao desenvolvimento das raízes e uso da água de forma ótima. A susceptibilidade reduzida às pragas é geralmente um reflexo de diferenças na saúde da planta, tais como mediadas pelo manejo da fertilidade do solo. Muitos estudos documentam uma menor abundancia e várias pragas de insetos em sistemas de baixo insumo e atribuem tais reduções parcialmente ao conteúdo mais baixo nitrogênio de cultivos cultivados organicamente. Além disso, os ricos suprimentos de organismos benéficos que habitam solos saudáveis podem aumentar o aproveitamento de nutrientes, liberar substâncias químicas que estimulam o crescimento e antagonizar organismos que causam doenças. Solos saudáveis também podem expor sementes de ervas daninhas a mais predadores e decompositores, e sua emissão mais lenta de nitrogênio durante a primavera pode atrasar as ervas daninhas com sementes pequenas – que muitas vezes precisam de uma entrada de nitrogênio para germinar e começar um rápido crescimento – dando assim aos cultivos, com sementes maiores, a oportunidade de começar primeiro. Agricultores podem melhorar a saúde do solo: • diversificando as rotações de cultivos, incluindo legumes e forragens perenes • mantendo os cultivos cobertos durante todo o ano com vegetação viva e/ou resíduos de cultivos • adicionando muito material orgânico de adubos de origem animal, resíduos de cultivos e outras fontes • reduzindo a intensidade de aragem e protegendo os solos da erosão e compactação • usando técnicas de manejo ótimo para prover nutrientes balanceados para as plantas, sem poluir a água Quando agricultores adotam práticas que aumentam a abundancia de organismos acima e abaixo do solo, eles fortalecem as habilidades de seus cultivos para suportar pragas. No processo, agricultores também melhoram a fertilidade do solo e a produtividade dos cultivos. A Biodiversidade em Fazendas e sua Função A biodiversidade em fazendas se refere a todos os organismos vegetais e animais (cultivos, ervas daninhas, criações de animais, inimigos naturais, polinização, fauna do solo, etc.) presentes em fazendas e em seu entorno. A biodiversidade pode ser tão variada quanto os vários cultivos, ervas daninhas, artrópodes, ou microorganismos envolvidos, de acordo com fatores relacionados à localização geográfica, climáticos, edáficos (relacionados ao solo), humanos e socioeconômicos. Em geral, o grau de biodiversidade em agroecossistemas depende de quatro características principais do agroecosistema: • a diversidade da vegetação dentro e em torno do agroecosistema; • a permanência dos vários cultivos dentro do agroecosistema; • a intensidade do manejo; • o grau de isolamento do agroecosistema da vegetação natural. O grau de diversidade da vegetação dentro e no entorno da fazenda, quantos cultivos compõem a rotação, o grau de proximidade da fazenda a uma floresta, fileiras de cerca viva, prados ou outras formas de vegetação natural, são todos fatores que contribuem para o nível de biodiversidade de uma fazenda específica. Os componentes de biodiversidade de fazendas podem ser classificados em relação ao papel que realizam no funcionamento dos sistemas de cultivo. De acordo com isso, a biodiversidade agrícola pode ser agrupada da seguinte maneira: • biota produtivo: cultivos, árvores e animais escolhidos por fazendeiros, que realizam um papel determinante na biodiversidade e complexidade do agroecosistema; • biota de recursos: organismos que contribuem para a produtividade através da polinização, controle biológico, decomposição, etc. • biota destrutivo: ervas daninhas, pragas de insetos, patógenos microbiais, etc., os quais os fazendeiros pretendem reduzir através do manejo cultural. Dois componentes distintos da biodiversidade podem ser reconhecidos como agroecossistemas. O primeiro componente, a biodiversidade planejada, inclui os cultivos e criações de animais incluídos de propósito no agroecosistema pelo agricultor, e os quais irão variar a depender dos insumos de manejo e arranjos espaço/temporais do cultivo. O segundo componente, biodiversidade associada, inclui toda a flora e fauna do solo, herbívoros, carnívoros, decompositores, etc., que colonizam o agroecosistema a partir de meios-ambientes circundantes que irão vicejar no agroecosistema, a depender de seu manejo e estrutura. O relacionamento entre ambos os tipos de componentes da biodiversidade é ilustrado na Figura 1. A biodiversidade planejada tem uma função direta, tal como ilustrado pela seta em negrito ligando caixa de b planejada com a caixa de função do ecossistema. A biodiversidade associada também tem uma função, mas é mediada pela biodiversidade mediada. Assim a biodiversidade planejada também tem uma função indireta, ilustrada pela seta pontilhada na figura, que é realizada através de sua influência sobre a biodiversidade associada. Por exemplo, as árvores no sistema de agrofloresta criam sombra, que tornam possível cultivar apenas cultivos intolerantes ao sol. Assim, a função indireta desta segunda espécies ( as árvores) é criar sombra. Entretanto, juntamente com as árvores poderão vir vespas que buscam o néctar nas flores da árvore. Essas vespas podem, por sua vez, ser parasitóides naturais de pragas que normalmente atacam os cultivos. As vespas fazem parte da biodiversidade associada. As árvores então criam sombra (função direta) e atraem vespas (função indireta). Figura 1 – Relacionamentos entre vários tipos de biodiversidade e seu papel na função do agroecosistema Manejo do agroecossitema agroecosistema Biodiversidade planejada → → ↕ Biodiversidade no entorno → Biodiversidade associada → Função do ecossistema ( ex. regulação de pragas, ciclos de nutrientes, etc.) Interações complementares entres os vários componentes as diversidade biológica também podem ser de múltiplas naturezas. Algumas dessas interações podem ser usadas para induzir efeitos positivos e diretos sobre o controle biológico de pragas de cultivos específicas, regeneração da fertilidade do solo e/ou melhora da conservação do solo. As exploração dessas interações em situações reais envolves novas maneiras de projetar e manejar fazendas e requer um entendimento dos numerosos relacionamentos entre solos, microorganismos, plantas, insetos herbívoros, e inimigos naturais. De fato, o comportamento ótimo dos agroecossistemas depende do nível de interação entre os vários componentes bióticos e abióticos. Criando uma biodiversidade funcional (ou seja, uma coleção de organismos que interagem que realizam funções chaves na fazenda) é possível iniciar sinergias que subsidiam processos de fazendas, provendo serviços ecológicos tais como a ativação da biologia do solo, a reciclagem dos nutrientes, a potencialização dos artrópodes e antagonismos benéficos, e assim por diante, todos importantes para determinar a sustentabilidade dos agroecossistemas (Figura 2). Em agroecossistemas modernos, a evidência experimental sugere que a biodiversidade poder ser utilizada para melhorar o manejo de pragas. Vários estudos têm demonstrado que é possível estabilizar as comunidades de insetos de agroecossistemas, projetando vários sistemas de cultivo que suportem populações de inimigos naturais ou tenham efeitos detentores sobre pragas herbívoras. A chave é identificar o tipo de biodiversidade desejável se manter e/ou potencializar para realizar serviços ecológicos, e então determinar as melhores práticas de manejo que encorajem os componentes da biodiversidade desejados. Há muitas práticas e desenhos agrícolas que tem podem potencializar a biodiversidade funcional, e outros que a afetam negativamente. A idéia é aplicar as melhores práticas de manejo para potencializar ou regenerar o tipo de biodiversidade que possa subsidiar a sustentabilidade de agroecossistemas, provendo serviços ecológicos tais como o controle biológico de pragas, ciclos de nutrientes, conservação da água e do solo, etc. O papel dos agricultores e pesquisadores deverá ser encorajar aquelas práticas agrícolas que aumentam a abundancia de organismos sobre o solo e abaixo do solo, os quais, por sua vez oferecem serviços ecológicos chaves a agroecossistemas (Figura 3). Figura 2. componentes, funções e estratégias para potencializar a biodiversidade funcional em agroecossistemas Polinizadores Predadores e Herbívoros Minhocas parasitóides Micro, macro e mesofauna e o solo BIODIVERSIDADE Polinização Regulação de Consumo pragas de Estrutura biomassa do Decomposição, solo, ciclos de atividade nutrientes predatória, supressão de doenças Policultura Agroflorestamento Composto Rotações Cultivos de cobertura Aragem zero Adubo verde Figura 3. Os efeitos do manejo de agroecossistemas e práticas culturais associadas sobre a diversidade de inimigos naturais e a abundancias de pragas de insetos Aumento da Diversidade de Espécies de Inimigos Naturais – Densidades Populacionais de Pragas Mais baixas Cercas-vivas, cintos/refúgios, quebra-ventos Diversificação do Habitat policulturas – rotações – baixa perturbação do solo Manejo orgânico do solo cultiv os de cobertura MANEJO DO AGROECOSSISTEMA Práticas culturais Aragem Pesticidas convencional – remoção total de ervas daninhas – monocultura – fertilização química Diminuição dos Inimigos Naturais e da Diversidade de Espécies – Aumentos das populações de Espécies Causadoras de Pragas Assim, uma estratégia chave na agricultura é explorar a complementaridade e sinergia que resultam das várias combinações de cultivos, árvores, e animais em agroecossistemas que possuem arranjos espaciais e temporais tais como policulturas, sistemas agro-florestais, e misturas e cultivos e pecuária. Em situações reais, a exploração dessas interações envolve a projeção e manejo de sistemas agrícolas e requer uma compreensão dos numerosos relacionamentos entre solos, microorganismos, plantas, insetos herbívoros, e inimigos naturais. Controle biológico de pragas: uma estratégia para aumentar a biodiversidade em fazendas Estudos demonstram que agricultores podem realmente levar pragas e inimigos naturais a um equilíbrio natural em fazendas com biodiversidade. Uma das maneiras mais poderosas e duradouras de impedir que as pragas causem danos econômicos à sua fazenda é reforçar organismos benéficos existentes ou que ocorrem naturalmente, levando-os a níveis efetivos, provendo-lhes com um habitat apropriado e fontes alternativas de alimento. Um número menor de organismos benéficos – predadores, parasitas e “patógenos” que adoecem as pragas – vivem em monoculturas ou em campos tratados rotineiramente com pesticidas do que em fazendas mais diversas onde são usados menos pesticidas. Em geral, fazendas que compartilham muitas dessas características brigam vários fatores benéficos. • os campos são pequenos e circundados por vegetação natural; • os sistemas de cultivo são diversos e as populações de plantas dentro ou no entorno dos campos incluem plantas perenes e floridas; • os cultivo são manejados organicamente ou com um mínimo de agentes agroquímicos sintéticos; • os solos têm alto conteúdo de matéria orgânica e muita atividade biológica e – durante a estação de descanso – são cobertos de matéria vegetal em decomposição ou vegetação. Fatores benéficos que ocorrem naturalmente, em níveis suficientes, podem eliminar boa parte das populações de pragas. Para explora-los efetivamente, of agricultores devem: • identificar os organismos benéficos presentes; • entender os seus ciclos biológicos e as necessidades de recursos individuais . Com essa informação, agricultores podem desenvolver esquemas de manejo que aumentarão o tamanho e a diversidade dos complexos de inimigos naturais e diminuir os problemas relacionados a pragas. Predadores Fazendas com biodiversidade são ricas em insetos, aranhas e acarinos predadores. Esses artrópodes benéficos são predadores de outros insetos e acarinos aranhas, e são críticos para o controle biológico natural. A maioria dos predadores se alimentam de maneira “generalista”, atacando uma grande variedade de insetos, mas principalmente os Coleoptena, Odonata, Neuroptena, Hymenoptera, Díptera e Hemipterna. Seus impactos têm sido destacados em todo o mundo por erupções de pragas acarinos aranhas onde inseticidas químicos eliminaram os predadores dos acarinos. Acarinos Tetraniquídeos, por exemplo, são geralmente muito abundantes em pomares de macieiras nos quais pesticidas destruíram as populações de predadores naturais. A diversidade de espécies de predadores em agroecossistemas particulares pode ser impressionante. Pesquisadores têm relatado mais de seiscentas espécies – de quarenta e cinco famílias – de artrópodes predadores nos campos de algodão do estado de Arkansas e cerca de 1.000 espécies nos campos de soja dos estado da Flórida. Tal diversidade pode aplicar grandes pressões reguladoras sobre pragas. Na realidade, muitos entomólogos consideram os predadores naturais ou indígenas, como uma espécie de roda equilibrante do “complexo praga/inimigo natural” porque tendem a se alimentar de quaisquer pragas existam em grande abundancia. Mesmo onde os predadores não podem forçar as populações de pragas abaixo dos níveis causadores de prejuízo econômico, eles podem diminuir e diminuem o ritmo de aumento das pragas em potencial. Em pomares de macieiras livres de inseticidas, no Canadá, cinco espécies de insetos predadores de árvores foram responsáveis por 44 a 68 por cento da mortalidade de ovos de codling moth (traça pequena cujas larvas destroem maçãs – Carpocaspa pomonella). Características principais dos predadores artrópodes: - Adultos e imaturos são muitas vezes generalistas, ao invés de especialistas - São geralmente maiores do que as suas presas - Eles matam ou consomem muitas presas - Machos, fêmeas, imaturos e adultos podem ser predadores - Eles atacam presas imaturas e adultas - Eles necessitam de pólen, néctar e recursos alimentares adicionais Parasitóides A maioria dos parasitóides – insetos parasíticos que matam seus hospedeiros – vivem livre e independentemente quando adultos; eles são letais e são dependentes apenas em seus estágios imaturos. Os parasitóides podem ser especialistas, alvejando quer apenas uma espécie hospedeira ou várias espécies inter-relacionadas, ou podem ser generalistas, desenvolvendo-se em vários tipos de hospedeiros. Tipicamente, eles atacam hospedeiros maiores do que si mesmos, comendo a maioria do corpo ou todo o corpo de seus hospedeiros antes de entrar em estado de pupa dentro ou fora deles. Com sua habilidade espantosa de localizar até mesmo hospedeiros em populações esparsas utilizando sinais químicos, adultos parasitóides são muito mais eficientes do que os predadores em desentocar sua presa. A maioria dos parasitóides utilizados no controle biológico de pragas de insetos são ou moscas Díptera – especialmente da família Taquinidia – ou as vespas Himenóptera das superfamílias Chaclcidoidea, Ichneumonoidea e Proctotrupoideia. A diversidade parasitóide está diretamente relacionada à diversidade de plantas: diferentes cultivos, coberturas do solo, ervas daninhas e vegetação adjacente suportam diferentes pragas, as quais, por sua vez, atraem seus próprios grupos de parasitóides. Em monoculturas de larga escala, a diversidade de parasitóides é suprimida pela simplificação de vegetais; em agroecossistemas menos perturbados e livres de pesticidas, não é raro encontrar onze a quinze espécies de parasitóides trabalhando duro. Em muitos casos, apenas uma ou duas espécies de parasitóides dentre estes complexos provam ser vitais para o controle biológico natural das pragas de insetos primarias. Nos campos de alfafa da Califórnia, a vespa braconídea Cotesia medicaginis realiza um papel pivô na regulação da lagarta da alfafa. Este sistema prístino borboleta-vespa aparentemente se transferiu para a alfafa primitiva de cravos nativos. Características principais dos insetos parasitóides: - São especializados em sua escolha do hospedeiro São menores do que o hospedeiro Apenas a fêmea busca um hospedeiro Espécies parasitóides diferentes podem atacar diferentes estágios da vida do hospedeiro Ovos ou larvas geralmente são depositados dentro, sobre ou próximo ao hospedeiro Imaturos permanecem sobre ou dentro do hospedeiro; adultos vivem livremente, são móveis e podem ser predadores Imaturos quase sempre matam o hospedeiro Adultos também necessitam de pólen e néctar Potencialização de insetos benéficos através da projeção de fazendas com biodiversidade Inimigos naturais não se dão bem em monoculturas. Atividades culturais normais como aragem, eliminação de ervas daninhas, aplicação de inseticidas em spray, e colheitas têm um efeito destrutivo e faltam aos sistemas excessivamente simplificados muitos dos recursos essenciais para a sobrevivência e reprodução dos fatores benéficos. Para completar seus ciclos de vida, inimigos naturais necessitam mais do que presas e hospedeiros: eles precisam de locais de refúgio e alimentação alternativa, hospedeiros e presas que geralmente estão ausentes em monoculturas. Por exemplo, muitos parasitas adultos sustentam-se com pólen e néctar de ervas daninhas floridas das proximidades enquanto procuram hospedeiros. Besouros predadores da terra – como muitos outros inimigos naturais – não se dispersam para longe de seus locais de inverno: o acesso ao habitat permanente próximo ou dentro do campo lhes dá uma vantagem sobre as primeiras populações de pragas. Agricultores podem minimizar os impactos negativos da produção moderna de cultivos entendendo e suportando as necessidades biológicas dos inimigos naturais. Com esse mesmo conhecimento, eles também podem projetar habitats de cultivos que sejam mais amistosos aos inimigos naturais. A melhora dos habitats de cultivos para inimigos naturais Para conservar e desenvolver ricos complexos de inimigos naturais, agricultores devem evitar práticas de cultivo que prejudiquem fatores benéficos. Ao invés disso, devem substitui-las por métodos que possam melhorar a sua sobrevivência. Comecem por reverter as práticas que podem prejudicar o controle biológico natural: essas incluem aplicações de inseticidas, remoção de sebe e a ampla utilização de herbicidas com a intenção de remover ervas daninhas com campos e em seu entorno. Prover recursos suplementares Inimigos naturais se beneficiam de vários tipos de recursos suplementares. Na Carolina do Norte, erigir estruturas artificiais para aninhar, para a vespa vermelha Polises annularis intensificou a sua atividade predatória de lagartas de folhas de algodão e lagartas do tabaco. Nos campos de alfafa e algodão da Califórnia, a aplicação de misturas de hidrolisado, açúcar e água multiplicou por seis a ovulação de hemerobiformes e aumentou as populações de moscas sílfides predatórias, joaninhas e besouros de asas moles. Agricultores podem aumentar a sobrevivência e reprodução de insetos benéficos permitindo a populações permanentes de presas alternativos flutuarem abaixo de níveis causadores de dano. Utilizem plantas que sejam hospedeiras de presas alternativos para esses propósito: plante-as em torno de seus campos ou até mesmo como fileiras em seus campos. No repolho, a abundancia relativa de afídios ajuda a determinar a efetividade dos predadores gerais que consomem larvas e mariposas “costas de diamante”. Semelhantemente, em muitas regiões, insetos antrocóridos beneficiam-se de presas alternativos quando há escassez de sua presa preferido, a flor tripe do Oeste. Outra estratégia – potencializar os níveis do hospedeiro preferido do organismo benéfico – tem controlado as borboletas brancas do repolho em cultivos de repolho. Suplementados com insumos contínuos de fêmeas, populações dessa praga multiplicaram-se quase dez vezes na última primavera. Isso permitiu às populações de dois de seus parasitas – Trichonograma evanescens e Apanteles rebecula – aumentarem rapidamente e manter-se em níveis efetivos durante toda as estação. Devido a seus riscos óbvios, a estratégia deve ser restrita a situações nas quais os recursos de pólen, néctar ou presas alternativos simplesmente não possam ser obtidos. Aumentado a diversidade de plantas nos campos Diversificando as plantas nos agrossistemas, agricultores podem aumentar as oportunidades ambientais para inimigos naturais, e assim melhorar o controle biológico de pragas. Uma maneira de fazer isso é plantar policulturas de cultivos anuais – dois ou mais cultivos crescendo simultaneamente em grande proximidade. Agricultores também podem permitir que algumas ervas daninhas floridas cresçam em grande proximidade. Agricultores também podem permitir que algumas ervas daninhas cheguem a níveis toleráveis ou utilizar cultivos de cobertura sob pomares e vinhedos. Muitos pesquisadores têm demonstrado que aumentar a diversidade de plantas – e portanto de habitat – favorece a abundancia e efetividade dos inimigos naturais. Por exemplo, em campos de algodão com fileiras de alfafa e sorgo, populações intensificadas de inimigos naturais tem causado uma diminuição significativa nos insetos das plantas e nas pragas e mariposas e borboletas. Organismos benéficos reduziram os níveis de insetos de pragas a níveis abaixo do patamar econômico mínimo no algodão do estado americano da Geórgia que foi cultivado em sistema de revezamento com o cravo vermelho, eliminando a necessidade de inseticidas. Em pomares canadenses de macieiras, quatro a dezoito vezes o número de pragas foram tomadas por parasitas quando havia uma grande quantidade de flores silvestres, em comparação com quando haviam poucas. Nessa pesquisa, o pastinaca selvagem, cenouras selvagens e ranúculo provaram ser essenciais para vários parasitóides. Nos vinhedos orgânicos da Califórnia, os predadores gerais e parasitas dos ovos do louva-deus Anagrus que controlam os louva-deus das uvas e os tripes prosperam na presença de trigo-mouro e girassóis. Quando esses cultivos de cobertura que florescem cedo, eles permitem a populações de organismos benéficos aparecerem antes dessas pragas. Quando continuam a florescer durante a estação de crescimento, provêem insumos constantes de pólen, néctar e presas alternativos. Cortar bem baixo fileiras alternadas de cultivos de cobertura – uma pratica ocasionalmente necessária – força esses organismos benéficos a saírem dos cultivos ricos em recursos e entrarem nos vinhedos. Em policulturas, além do aumento evidente das espécies de plantas e da biodiversidade, há mudanças na densidade e altura das plantas, e portanto na diversidade vertical. Todas essas mudanças afetam a densidade das pragas e outros organismos. A combinação de cultivos baixos e altos também pode afetar a dispersão de insetos em um sistema de cultivos. Por exemplo, em Cuba, agricultores cultivam fileiras de milho ou sorgo a cada dez metros entre os vegetais ou feijões, para prover barreira físicas para reduzir a dispersão de tripes (Tripes palmi ). Na China, pesquisadores trabalhando com agricultores em dez municípios em Yumman, china, cobrindo uma área de 5350 hectares, encorajaram agricultores a mudarem das monoculturas de arroz para o plantio de uma variedade de misturas do arroz alto da localidade com híbridos mais curtos. Plantas altas proveram uma barreira para a dispersão de material utilizado na inoculação, mas, alem disso, a potencialização da diversidade genética reduziu a incidência de rajadas fortes e repentinas de vento em noventa e quatro por cento e aumentou as colheitas totais em oitenta e nove por cento. Ao fim de dois anos, conclui-se que fungicidas não eram mais necessários. Manejo da vegetação em torno do campo Fileiras de cerca viva e outros tipos de vegetação nas margens de campos podem servir como reservatórios para inimigos naturais. Esses habitats podem ser locais importantes de inverno para os predadores de pragas de cultivos. Eles podem também prover inimigos naturais com pólen, néctar e outros recursos adicionais. Muitos estudos têm demonstrado que artrópodes benéficos movem-se de fato para os cultivos, a partir das margens dos campos, e o controle biológico geralmente é mais intensivo em fileiras de cultivos próximos à vegetação selvagem do que no centro dos campos: • Na Alemanha, o parasitismo do besouro “rape pólen” é aproximadamente 50 por cento maior nas margens dos campos do que no seu centro. • No Michigan, teredens (furadores) de milho europeu nas áreas em torno dos campos são mais propensos ao parasitismo pela vespa icnêumone Eriborus terebrans. • Na cana de açúcar havaiana, plantas produtoras de néctar nas margens de campos melhoras os números e a eficiência do gorgulho parasita da cana-de-açúcar, Lixophaga sphenephori. Estratégias de gerenciamento prático derivam da compreensão destes relacionamentos. Um exemplo clássico vem da Califórnia, onde o parasita de ovos Anagrus epos controla o louva-deus das uvas em vinhedos adjacentes aos cultivos de ameixas francesas. As ameixas hospedam um louva-deus economicamente insignificante cujos ovos provêem o Anagrus com a sua única alimentação e abrigo. Criação de Corredores para inimigos naturais O cultivo de várias plantas florescentes em fileiras que atravessam campos a cada 165 a 330 pés (50 a 100 metros) pode prover inimigos naturais com estradas de habitat. Organismos benéficos podem utilizar esses corredores para circularem e se dispersarem para os centros dos campos. Estudos europeus tem confirmado que essa prática aumenta a diversidade e abundancia de inimigos naturais. Quando campos de beterraba de açúcar foram intercalados com corredores de folha de tanaceto (Phacelia tanacetifolia) a cada vinte ou trinta fileiras, intensificando a destruição de afídios de feijão pelas moscas da família Syrphidae. Semelhantemente, fileiras de trigo-mouro e folha de tanaceto em campos de repolho da Suíça aumentou as populações da pequena vespa parasítica que ataca o afídio do repolho. Devido ao seu longo período de florescimento durante o verão, a folha de tanaceto também tem sido utilizada como fonte de pólen para aumentar as populações de moscas da família Syrphidae em campos de cereais. Em grandes campos orgânicos na Califórnia, fileiras de Asylum são comumente plantadas a cada cinqüenta ou cem metros em campos de cultivos de alface e crucíferos para atrair as moscas da família Syrphidae que controlam os afídios. Algumas espécies de grama podem ser importantes para os inimigos naturais. Por exemplo, eles podem prover habitats moderadores da temperatura para passar o para besouros terrenos predadores passarem o inverno. Na Inglaterra, pesquisadores estabeleceram “bancadas de besouros”, costurando barrancos de terra com grama de prados nos centros dos campos de cereais. Recriando as qualidades das barreiras dos campos que favorecem as altas densidades de predadores invernais, essas bancadas tiveram um impacto particular sobre o aumento das populações de Dometrias atricapillus e Tachyporus hypnorium, dois importantes predadores afídios de cereais. Um estudo de 1994 descobriu que os inimigos naturais coletados pelas bancadas de besouros eram tão custo-efetivas na prevenção do surgimentos d afídios de cereais que a economia com pesticidas era maior que os custos com trabalho e sementes necessários para estabelece-los. Os barrancos podem chegar a 1,3 pés de altura, 5 pés de largura e 590 pés de comprimento (0,4 metros, por 1,5 metros, por 290 metros). Para efeitos mais prolongados, é recomendado plantar corredores de plantas com arbustos com período de florescimento mais longo. No norte da Califórnia, pesquisadores ligaram uma floresta ribeirinho com o centro de um grande vinhedo de monocultura usando um corredor vegetal de sessenta espécies de plantas. Esse corredor, que incluía muitos perenes lenhosos e herbáceos, floresceram durante toda a estação de crescimento, dando aos inimigos naturais um insumo constante de alimentos alternativos e quebrando sua dependência estrita de pragas comedoras de uvas. Um complexo de predadores entraram no vinhedo mais cedo, circulando continuamente e completamente pelos vinhedos. As interações subseqüentes da cadeia alimentar enriqueceram as populações de inimigos naturais e diminuíram os números de louva-deus e tripes. Esses impactos foram medidos em vinhedos em extensões de até cem a cento e cinqüenta pés (trinta a quarenta e cinco metros) a partir do corredor. Seleção das flores certas Quando escolher plantas florescentes para atrair insetos benéficos, observe o tamanho e o formato das flores. É isso que dita quais insetos poderão ter acesso ao pólen e néctar da flor. Para a maioria dos organismos benéficos, incluindo as vespas parasíticas, as flores mais úteis são pequenas e relativamente abertas. Plantas das famílias do áster, cenoura e trigo-mouro são especialmente úteis. (Vide Tabela 1 nas páginas 35-36). Deve-se também observar quando a flor produz pólen e néctar: o tempo é tão importante para os inimigos naturais quanto o tamanho e o formato. Muitos insetos benéficos são ativos somente quando adultos e apenas durante períodos discretos durante o período de crescimento: eles precisam de pólen e néctar durante esses períodos ativos, particularmente no início da estação quando as presas são escassos. Uma das maneiras mais fáceis para os agricultores ajudarem é prove-los com misturas de plantas com tempos de florescimento relativamente longos e com intercessões. O conhecimento atual de quais plantas são as fontes mais úteis de pólen, néctar, habitat e outras necessidades críticas está longe de estar completo. Claramente, muitas plantas encorajam os inimigos naturais, mas os cientistas têm muito mais a aprender sobre quais plantas estão associadas com quais organismos benéficos, e como e quando disponibilizar plantas desejáveis aos organismos presa. Já que as interações benéficas ocorrem em lugares específicos, a localização geográfica e o gerenciamento geral da fazenda são variáveis criticas. Na falta de recomendações universais, que são impossíveis de fazer, agricultores podem descobrir muitas respostas investigando a utilidade de plantas florescentes alternativas em suas fazendas. Aumentando a biodiversidade – lista para agricultores - Diversifique as empreitadas incluindo mais espécies de cultivos e animais. Utilize rotações de cultivos de legumes e pastos mistos. Intercale cultivos ou insira fileiras de outros cultivos quando viável. Misture variedades do mesmo cultivo. Utilize variedades que carreguem muitos genes – ao invés de apenas um ou dois – para dar tolerância à mesma doença. Enfatize cultivos abertamente polinizados, ao invés de híbridos, devido à sua adaptabilidade aos meios ambientes locais e maior diversidade genética. Plante cultivos de cobertura em pomares, vinhedos e campos de cultivo. Deixe faixas de vegetação nativa nas margens dos campos. Crie corredores para organismos nativos e insetos benéficos. Pratique o agroflorestamento; quando possível, combine árvores e arbustos com cultivos ou criações Desenvolvimento de uma estratégia de manejo de habitat Para projetar um plano efetivo para o manejo de habitat, obtenha primeiro quanta informação puder. Faça uma lista das pragas economicamente mais importantes em sua fazenda. Para cada praga, tente descobrir: - quais os seus requisitos de alimentação e habitat; - quais fatores influenciam a sua abundancia; - quando e a partir de onde ela entra no campo; o que a atrai para o cultivo. - Como ela se desenvolve no cultivo e quando de torna economicamente danosa; - Quais são os predadores, parasitas e patógenos mais importantes; - Quais as necessidades primarias desses organismos benéficos; - Onde esses organismos benéficos passam o inverno, quando eles aparecem no campo, de onde eles vêm, o que os atrai ao cultivo, como eles se desenvolvem no cultivo e o que os mantém no campo; - Quando os recursos críticos do organismo benéfico – néctar, pólen, hospedeiros e presas alternativos – aparecem e por quanto tempo permanecem disponíveis; se fontes de alimentação alternativa são acessíveis nas proximidades, nos momentos certos; quais anuais e perenes nativos podem compensar por quebras críticas no tempo, especialmente quando há escassez de presas. Informação chave necessária para desenvolver um plano de manejo do habitat: I) ECOLOGIA DE PRAGAS E ORGANISMOS BENÉFICOS - Quais são as pragas mais importantes (economicamente) e que requerem manejo? Quais são os predadores e parasitas mais importantes da praga? Quais são as fontes primarias de alimento, habitat e outros requisitos ecológicos tanto das pragas quanto dos organismos benéficos? (De onde vem a praga para infestar o campo, como ela é atraída ao cultivo, e como se desenvolve no cultivo? De onde vêm os organismos benéficos, como são atraídos ao cultivo, e como se desenvolvem no cultivo?) 2) TEMPO - Em geral, quando as populações de pragas aparecem primeiro e quando essas populações se tornam economicamente danosas? Quando aparecem os predadores e parasitas da praga aparecem? Quando as fontes de alimento (néctar, pólen, hospedeiros alternativos e presas) para os organismos benéficos, primeiro aparecem? Quanto tempo duram? Quais anuais e perenes nativos podem prover essas necessidades do habitat? Por em prática a estratégia Este trabalho apresenta algumas idéias algumas idéias e princípios para a projeção e implementação sistemas de agricultura saudáveis e resilientes a pragas. Foi explicado porque reincorporar a complexidade e diversidade é o primeiro passo em direção ao manejo sustentável de pragas, e o trabalho descreve os dois pilares da saúde do agroecossistemas (Figura 4): - fomentar habitats de cultivos que suportem uma fauna benéfico - desenvolver solos ricos em matéria orgânica e atividade microbiana Estratégias bem consideradas e bem implementadas para o manejo do solo e habitat levam a populações de inimigos naturais diversas e abundantes – embora nem sempre suficientes.À medida em que os agricultores desenvolverem um sistema mais saudável, mais resiliente a pragas, para suas fazendas, eles podem se perguntar: - como a diversidade de espécies pode ser aumentada para melhorar o manejo de pragas, compensar os danos causados pelas pragas e utilizar recursos de forma mais completa? - Como a longevidade do sistema pode ser prolongada com a inclusão de plantas com madeira que capturam e re-circulam nutrientes que provêem um suporte mais sustentado para os organismos benéficos? - Como uma quantidade maior de matéria orgânica pode ser adicionada para ativar a biologia do solo, aumentar a nutrição do solo e melhorar a estrutura do solo? - Finalmente, como o relevo poder ser diversificado com mosaicos de agroecossistemas em diferentes estágios de sucessão e com quebras de vento, cercas vivas, etc? Uma fez que os agricultores tenham um amplo conhecimento das características e necessidades das pragas chave e inimigos naturais, eles estarão prontos para começar a designar uma estratégia de manejo de habitat específica para a sua fazenda. Escolham plantas que ofereçam benefícios múltiplos – por exemplo, plantas que melhorem a fertilidade do solo, a supressão de ervar daninhas e regulação de pragas – e que não atrapalhem as práticas agrícolas desejáveis. Evite conflitos potenciais: na Califórnia, o plantio de amoras pretas em torno de vinhedos aumenta as populações de louva-deus parasitas de uvas, mas pode também exacerbar populações do atirador azul e verde que transmite a doença de Pierce, a qual mata os vinhedos. Ao distribuir plantas selecionadas no espaço e no tempo, utilize o nível de escala, campo, ou relevo que seja mais coerente com os resultados pretendidos. E, finalmente, mantenha as coisas simples: o plano deve ser fácil e de baixo-custo em sua implementação e manutenção, e deve ser fácil de modificar, à medida em que as necessidades mudem ou os resultados requeiram mudanças. __________________________________________________________________________________ ________________Clara I. Nicholls e Miguel ª Altieri são uma pesquisadora bolsista e um professor, respectivamente, na Divisão de Biologia Cientifica – ESPM, Universidade da Califórnia, Berkeley. Desenho do agrossistema Habitat sobre a terra Habitat subterrâneo Manejo e diversificação - matéria orgânica do solo - manejo de nutrientes e compactação Manejo de diversificaç - policultura cultivos de cob rotações Saúde do cultivo Saúde do agrossistema Diretrizes para a projeção de sistemas agrícolas saudáveis e resilientes a pragas - Aumentar o numero de espécies no tempo e no espaço com rotações de cultivos, policulturas, agroflorestamento e sistemas de cultivos e criações de animais. Aumente a diversidade genética com uma variedades de misturas, multilinhas e germoplasmo local. Conserve ou introduza inimigos naturais e antagonistas através da melhora do habitat ou aumentando as emissões. Aumente a atividade biótica do solo e melhore a estrutura do solo com aplicações regulares de matéria orgânica. Melhore a reciclagem de nutrientes com legumes e criações de animais. Mantenha a cobertura vegetal com redução da aragem, cultivos de cobertura e resíduos vegetais em decomposição. Aumente a diversidade com corredores biológicos, margens dos cultivos/campos com diversidade vegetal ou mosaicos e agrossistemas. Tabela 1. Plantas que atraem insetos benéficos aranha Muitos insetos Alcaravia, endro, funcho, cosmos (amor-de-moça), tagetes (cravo-de-defunto), hortelã Destruidor e aranha acarino Aranha acarino Família (Goldenrod, bishop’s da cenoura mil-folhas), weed; plantios constantes manter Mosca (família Syrphidae) afídio Família da cenoura (Queen Anne’s lace, endro, funcho, alcaravia, tanaceto, salsa, coriandro, bishop’s weed), a família do girassol coreopsis, ( margarida gloriosa, mil-folhas, cosmos, girassol), tagetes, alyssum doce, ibérida, ceanothus, cereja holly leaved (Prunus ilicifolia), trigo-mouro, scabiosa, hortelã, Baccharis pilulari, sanguinária (Polygonum aviculare), Califorina lilacs (Ceanothus spp.), árvore soapbark, Linnanthes douglasi, flor-deamor (Nemophila) Mosca (família Tachinidae) Família da cenoura (alcaravia, bishop’s weed, coriandro, endro, salsa, Queen Anne’s Lace, funcho) goldenrod, meliloto, Phacelia spp., sweet alyssum, trigo-mouro, buchthorn, amaranto, Heteromeles arbutifolia Besouro tigre Cicindelidadae) (família Muitos insetos Manter plantios permanentes e algumas áreas expostas de terra ou areia Pequeno inseto pirata Tripes, aranhas (Família Anthocoridae), leafhopper, (Orius spp) milho, acarinos, Predadores efetivos de ovos minhoca pequenas muitos outros insetos do de minhoca do milho. lagartas, Família da cenoura (Queen Anne’s Lace, tanaceto, bishop’s coriandro, weed, chervil) família do girassol (cosmos, Layia, goldenrod, margaridas, mil-folhas) florde-amor (Nemophila), hairy vetch, alfafa, milho, cravo vermelho, trigo-mouro, Sambucus caerulea, salgueiros, arbustos. Manter plantios ou cercas-vivas permanentes. Nematóides parasíticos nematóides Tagetes, crisântemo, gaillardia, helenium, Eriophyllus lanatum, Conyza canadensis, Louva-a-deus (Mantis spp) Qualquer inseto Cosmos, morácea. Proteja as espécies pesticidas. nativas evitando Acarinos predatórios Aranha acarino Há (Typhlodromus spp) muitas acarinos espécies predadores requisitos de com ecológicos, especialmente em relação à umidade e temperatura, que são específicos da espécie. Evite o uso de inseticidas. Ofereça refúgios benéficos como habitat fora do cultivo de presas/acarinos de fora do cultivo. Tripes predatórios (Família Aranhas acarinos, afídios, Há muitos tipos de tripes Thripidae) tripes, outros mariposa predadores. As populações de oriental das frutas, mariposa tripes predadores podem ser de botões, furador de galhos conservadas/mantidas tendode pessegueiro, gorgulho da se populações fora do cultivo alfafa, mosca branca, de acarinos que se alimentem leafminer, cochonilha de plantas vermelho (ex. europeu, acarino aranha acarino de duas manchas), cochonilhas, afídios, ovos de mariposa, leafhoppers e outros tripes. Potó (besouro estafilinídeo) Afídio, (Família Staphylinidae) springtail, Plantios permanentes; nematóides, moscas/ alguns intercale fileiras de centeio, são parasitas da larva da raiz grãos e cultivos de cobertura, do repolho e leitos de vegetais em decomposição; marque alguns caminhos com pedras ou plantas refúgios. para prover Mosquito-pólvora (Aphidoletes (Larvas Afídio Endro, mostarda, tomilho, aphidimyza) meliloto. Proteja a horta de predadores ventos fortes; disponibilize são afídeos) água em uma panela cheia de cascalho. Parasitas afídeos (Aphidius Afídio Plantas ricas em néctar com matricariae e outros) flores pequenas (anis, endro, salsa, alcaravia, família da mostarda, trevo branco, Queen Anne’s Lace, mil-folhas). Inseto assassino Reduviidae) (Família Muitos insetos, incluindo Plantios permanentes para moscas, bicho de tomate, abrigo (ex. cercas-vivas). lagartas grandesee Insetos de olhos grandes Muitos (Geocoris Lyagaidae) spp) insetos, incluindo Podem acumular em cultivos (Família besouros/pulgas, de cobertura de estação fria, aranhas/acarinos, ovos de tais como insetos e pequenas lagartas. alexandrium Também comem sementes. subterrâneos subterraneum). Trifolium e trevos (Trifolium Pode ser encontrado na sanguinária comum Aviculare). (Polygonum Vespa braconídea (Família Lagarta de cereais, lagarta do Plantas produtoras de néctar Braconidae) repolho, traças pequenas com flores cujas larvas destroem maçãs, (alcaravia, pequenas endro, salsa, mariposa, furador de milho Queen Anne’s lace, funcho, europeu, larvas de besouros, mostarda, moscas, afídios, trevo lagartas, tanaceto, outros insetos. branco, mil-folhas), girassol, hairy vetch, trigomouro, feijão-de-vaca, sanguinária comum, açafrão (crocos), hortelã). Inseto da ordem Odonata, Afídios, tripes, leafhoppers, Qualquer uma da família do semelhante á (Família Nabidae) libélula tree-hopper, pequenas girassol lagartas (incluindo goldenrod, mil-folhas), alfafa. Besouro (Família Caribidae) Lesma, caracol, gramiola, Plantios permanentes, traça da raiz do repolho; amaranto, trevo branco em algumas presas no besouro pomares, da batata do Colorado, decomposição. mariposas e lagartas que tecem casulos em forma de tendas plantas em Hemerobiforme (Família Insetos de Neuroptera) (Chrysperla e incluindo Chrysopa spp) mealybug, corpo afídios, macio Família tripes, alcaravia, cochonilhas, Lace, lagartas, pequenos acarinos da cenoura ( Queen Annes’ tanaceto, endro, angélica), família do girassol (coreópsis, cosmos, girassóis, dente-de-leão, goldenrod), trigo-mouro, milho, Prunus ilicifolia (espécie de cereja), Brachychiton Quillaja Disponibilize épocas secas. populneum, saponaria. água em Joaninha (Hippodamia spp e Afídios, mealybug, Uma vez que os afídeos outros) aranha/acarino, cochonilhas deixem (Família Coccinellidae) moles joaninhas também deixarão. o cultivo, as Para reter as joaninhas ativas, mantenha cultivos cobertura ou de outros hospedeiros de afídios as presas alternativas. Família da cenoura (funcho, angélica, endro, bishop’s tanaceto, weed, Queen Anne’s Lace), família do (goldenrod, girassol coreópsis, cosmos, margarida dourada [Anthemis], dente-de-leão, girassol, mil-folhas), trevo vermelho, hairy vetch, grãos e gramas nativas, Asclepias, gafanhoto preto, trigo-mouro, evônimo, centeio, Sesbania Exaltata, Quillaja saponaria, Rhamnus, Atriplex gafanhoto preto spp., (Robinia pseudoacacia) Destruidor de mealybug Mealybug Família da cenoura (funcho, (Crypto- Mealybug laemus endro, angélica, tanaceto), montrouzieri) família (Família Coccinellidae) (goldenrod, do girassol coreópsis, girassol, mil-folhas)
