Projeção e Implantação de uma Estratégia de Manejo de Habitats Para Melhorar o Controle Biológico de Pragas em Agroecossistemas Clara Ines Nicholls e Miguel A. Altieri Os agricultores podem melhorar a resistência e resiliência de seus cultivos por meio do reforço de suas defesas intrínsecas contra pragas a pragas. Isso pode ser alcançado por duas estratégias: o aumento da biodiversidade acima e abaixo do solo e a melhoria da saúde do solo. Este trabalho enfoca o papel da diversidade de insetos benéficos nas propriedades agrícolas e formas de melhorar a biodiversidade funcional em agroecossistemas, a fim de promover o controle biológico de insetos-praga. A biodiversidade é crucial para as defesas dos cultivos: quanto mais diversificadas as plantas, animais e organismos do solo que ocuparem um sistema agrícola, maior será a diversidade da comunidade de inimigos naturais de pragas que a unidade de produção poderá sustentar. Um grupo – os predadores benéficos – ingere os insetos fitófagos e ácaros ou suga os líquidos deles. Outro grupo – os parasitóidess benéficos – colocam seus ovos dentro dos ovos e/ou das larvas de pragas. Um terceiro grupo – os organismos entomopatogênicos – que incluem fungos, bactérias, vírus, protozoários e nematóides – fazem com que as pragas fiquem fatalmente doentes ou sejam impedidas de se alimentar ou se reproduzir. As plantas também formam associações complexas com organismos em torno de suas raízes, o que oferece proteção contra doenças. Fungos e besouros que vivem no solo podem danificar as sementes de ervas daninhas que competem com as plantas. Além disso, a rica fauna do solo realiza papéis fundamentais na decomposição e mineralização da materiais orgânicos, disponibilizando assim nutrientes para as plantas. A biodiversidade, sob a forma de policultivos, também pode tornar as plantas menos “visíveis” para as pragas; os cultivos crescendo em monoculturas podem ser tão óbvios para as pragas que as defesas das plantas não são incapazes de protegê-las. Os agricultores podem melhorar a biodiversidade de suas terras com as seguintes medidas: • aumento da diversidade de plantas, através da rotação de culturas ou de policultivos de culturas comerciais ou de plantas de cobertura, na mesma área e ao mesmo tempo; • manejo da vegetação em torno dos campos para atender às necessidades de organismos benéficos; • fornecimento de recursos suplementares aos organismos benéficos, como estruturas artificiais para nidificação, alimento extra e presas alternativas; • estabelecimento de “corredores” de plantas que atraiam organismos benéficos de matas próximas ou da vegetação natural para áreas centrais das lavouras, hortas ou pomares; • seleção e implantação no campo de faixas de plantas diferentes dos cultivos, cujas flores respondam às exigências dos organismos benéficos. Solos saudáveis também são essenciais para a defesa das plantas. Solos não-saudáveis limitam a capacidade natural dos cultivos utilizarem suas próprias defesas, e os deixam vulneráveis a pragas potenciais. Por outro lado, solos saudáveis são capazes de municiar as plantas com nutrientes, que melhoram suas defesas, e de otimizar o desenvolvimento das raízes e uso da água. O aumento da susceptibilidade a pragas é geralmente reflexo da diferenças na saúde da planta, causadas pelo mau manejo da fertilidade do solo. Muitos estudos mostram uma menor abundância de várias pragas de insetos em sistemas com baixo uso de insumos, e atribuem tais reduções parcialmente ao menor conteúdo de nitrogênio em cultivos orgânicos. Além disso, os 1 organismos benéficos que ocorrem nos solos saudáveis podem aumentar o aproveitamento de nutrientes, liberar substâncias químicas que estimulam o crescimento e agir como antagonistas a patógenos. Solos saudáveis também podem expor sementes de plantas espontâneas a um número maior e mais diversificado de predadores e decompositores, e a liberação mais lenta de nitrogênio durante a primavera pode atrasar a germinação das plantas espontâneas com sementes pequenas – que muitas vezes precisam de um grande suprimento de nitrogênio para germinar e iniciar um rápido crescimento – dando assim vantagem aos cultivos, que têm sementes maiores. Os agricultores podem melhorar a saúde do solo: • diversificando as rotações de cultivos, incluindo leguminosas e forragens perenes; • mantendo o solo coberto durante todo o ano com vegetação e/ou resíduos das culturas; • adicionando material orgânico de origem animal, de palhas ou de outras fontes; • reduzindo a intensidade de aração e gradagem, e protegendo os solos da erosão e da compactação; • usando técnicas de manejo adequadas para fornecer nutrientes às plantas de forma equilibrada, sem poluir a água. Quando agricultores adotam práticas que aumentam a quantidade e diversidade de organismos acima e dentro do solo, eles também fortalecem a capacidade dos cultivos para tolerar pragas. Neste processo, os agricultores também aumentam a fertilidade do solo e a produtividade dos cultivos. A Biodiversidade e sua Função em Unidades Agrícolas A biodiversidade em unidades agrícolas se refere a todos os organismos vegetais e animais (cultivos, plantas espontâneas, criações animais, inimigos naturais, polinizadores, fauna do solo, etc.) presentes na unidade de produção e no seu entorno. A biodiversidade pode ser tão variada quanto os vários cultivos, plantas espontâneas, artrópodes, ou microorganismos envolvidos, de acordo com fatores relacionados à localização geográfica, ao clima, ao solo, além dos humanos e socioeconômicos. Em geral, o grau de biodiversidade em agroecossistemas depende de quatro características principais: • a diversidade da vegetação dentro e em torno do agroecossistema; • a permanência dos vários cultivos dentro do agroecossistema; • a intensidade do manejo; • o grau de isolamento do agroecossistema em relação à vegetação natural. O grau de diversidade da vegetação dentro e em torno da unidade de produção, a quantidade de cultivos que compõem a rotação, a proximidade a uma floresta, a existência de cercas vivas e pastagens ou de outras formas de vegetação natural são fatores que contribuem para o nível de biodiversidade de uma unidade agrícola. Os componentes de biodiversidade dessas unidades podem ser classificados em relação ao papel que têm no funcionamento dos sistemas de cultivo. Sendo assim, a biodiversidade agrícola pode ser agrupada da seguinte maneira: • biota produtiva: cultivos, árvores e animais escolhidos pelos agricultores, que têm papel determinante na biodiversidade e na complexidade do agroecosistema; • biota de recursos: organismos que contribuem para a produtividade através da polinização, controle biológico, decomposição, etc. • biota destrutiva: plantas espontâneas, insetos praga, patógenos microbianos, etc., que os agricultores visam reduzir através de manejo cultural. Dois componentes distintos da biodiversidade podem ser reconhecidos como agroecossistemas. O primeiro componente, a biodiversidade planejada, inclui os cultivos e criações animais com finalidade produtiva no agroecossistema, e que variam de acordo com o manejo de insumos e diferentes arranjos espaço/temporais do cultivo. O segundo 2 componente, a biodiversidade associada, inclui toda a flora e fauna do solo - herbívoros, carnívoros, decompositores, etc. - que coloniza o agroecossistema a partir do ambiente circundante e que irão predominar no agroecossistema, dependendo de seu manejo e estrutura. O relacionamento entre os tipos de componentes da biodiversidade é ilustrado na Figura 1. A biodiversidade planejada tem uma função direta, como ilustrado pela seta contínua ligando a caixa de biodiversidade planejada com a caixa de função do ecossistema. A biodiversidade associada também tem uma função, mas é mediada pela biodiversidade planejada. Portanto, a biodiversidade planejada também tem uma função indireta, ilustrada pela seta pontilhada na figura, realizada através de sua influência sobre a biodiversidade associada. Por exemplo, as árvores em sistemas agroflorestais criam sombra, tornando possível o cultivo de espécies intolerantes à radiação solar direta. A função direta destas árvores é, portanto, criar sombra, mas com as árvores poderão vir vespas que buscam o néctar das flores. 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 agroecossistema Manejo do agroecosistema Biodiversidade planejada Função do ecossistema (ex. regulação de pragas, ciclagem de nutrientes, etc.) Biodiversidade no entorno Biodiversidade associada Interações complementares entre os vários componentes da biodiversidade também podem ser de natureza múltipla. Algumas destas interações podem ser usadas para indução de efeitos positivos e diretos sobre o controle biológico de pragas de cultivos específicos, restabelecimento da fertilidade e/ou melhoria e conservação do solo. O aproveitamento dessas interações em situações reais envolve novas maneiras de planejar e manejar agroecossistemas, requerendo um entendimento das relações entre solo, microorganismos, plantas, insetos herbívoros e inimigos naturais. De fato, o desempenho ótimo dos agroecossistemas depende do nível de interação entre os vários componentes bióticos e abióticos. Ao reunir uma biodiversidade funcional, ou seja, um conjunto de organismos com interações que têm funções-chave na unidade de produção, é possível iniciar sinergias que fortaleçam os processos agrícolas, prestando serviços ecológicos como a ativação da biologia do solo, a ciclagem dos nutrientes, a potencialização dos artrópodes e antagonistas benéficos, entre outros, todos importantes para determinar a sustentabilidade dos agroecossistemas (Figura 2). Em agroecossistemas modernos, as evidências experimentais sugerem que a biodiversidade deve ser utilizada para um melhor manejo de pragas. Vários estudos têm 3 demonstrado que é possível estabilizar as comunidades de insetos dos agroecossistemas, planejando sistemas de cultivo que suportem populações de inimigos naturais ou que tenham efeitos restritivos a pragas herbívoras. O fundamental é identificar o tipo de biodiversidade desejável para se manter e/ou otimizar as funções ecológicas, e então determinar as melhores práticas de manejo que favoreçam os componentes desejados da biodiversidade. Existem muitas práticas e projetos agrícolas que potencializam a biodiversidade funcional, e há outros que a afetam negativamente. A idéia é aplicar as melhores práticas de manejo para otimizar ou recuperar o tipo de biodiversidade, fortalecendo a sustentabilidade de agroecossistemas, por desempenhar funções ecológicas como o controle biológico de pragas, a ciclagem de nutrientes, a conservação da água e do solo, etc. O papel dos agricultores e pesquisadores deverá ser promover práticas agrícolas que aumentem a quantidade e diversidade de organismos que estão dentro do solo e sobre ele, os quais desempenham funções ecológicas fundamentais nos agroecossistemas (Figura 3). Figura 2. Componentes, funções e estratégias para potencializar a biodiversidade funcional em agroecossistemas Componentes Polinizadores Predadores e parasitóides Herbívoros Micro, macro e mesofauna do solo Minhocas BIODIVERSIDADE Polinização Regulação de pragas Consumo de biomassa Estrutura do solo, ciclagem de nutrientes Decomposição, predação, supressão de doenças Funções Policultura Agroflorestamento Rotações Plantas de cobertura Composto Adubação verde Aragem zero Técnicas 4 Figura 3. Os efeitos do manejo de agroecossistemas e práticas culturais associadas sobre a diversidade de inimigos naturais e a abundância de insetos praga Aumento da Diversidade de Espécies de Inimigos Naturais – Densidades Populacionais de Pragas Mais Baixas cercas vivas, cordões de vegetação, quebraventos policultivos rotações Diversificação do habitat plantas de cobertura Manejo orgânico do solo Baixa perturbação do solo MANEJO DO AGROECOSSISTEMA Práticas culturais Aração convencional Remoção de todas plantas espontâneas Pesticidas Monocultura Fertilização química Diminuição dos Inimigos Naturais e da Diversidade de Espécies – Aumentos das populações de Espécies Praga Assim, uma importante estratégia na agricultura é explorar a complementaridade e sinergias que resultem das várias combinações de cultivos, árvores e animais em agroecossistemas detentores de arranjos espaciais e temporais tais como policultivos, sistemas agroflorestais e integrações lavourapecuária. Em situações reais, a exploração dessas interações envolve a projeção e manejo de sistemas agrícolas e requer uma compreensão das numerosas relações entre solo, microorganismos, plantas, insetos herbívoros e inimigos naturais. Controle biológico de pragas: uma estratégia para aumentar a biodiversidade em unidades agrícolas Estudos demonstram que agricultores podem fazer com que pragas e inimigos naturais cheguem a um equilíbrio natural em unidades de produção com grande biodiversidade. Uma das maneiras mais eficientes e duradouras de impedir que as pragas causem danos econômicos à unidade de produção é favorecer os organismos benéficos existentes ou que ocorram naturalmente, dando a eles um habitat apropriado com fontes alternativas de alimento. Um número menor de organismos benéficos – predadores, parasitas e patógenos de insetos – vive em monoculturas ou em áreas tratadas rotineiramente com agrotóxicos do que em agroecossistemas mais diversificados, onde são utilizados menos produtos tóxicos. Em geral, unidades de 5 produção que agrupam muitas dessas características reúnem vários fatores benéficos: • os campos são pequenos e circundados por vegetação natural; • os sistemas de cultivo são diversificados e as populações de plantas dentro ou em torno dos campos incluem plantas perenes e produtoras de flores; • os cultivos são manejados organicamente ou com um mínimo de agentes agroquímicos sintéticos; • os solos têm alto conteúdo de matéria orgânica e alta atividade biológica e estão sempre cobertos por matéria vegetal, em decomposição ou não. Fatores benéficos que ocorrem naturalmente, em níveis suficientes, podem eliminar boa parte das populações de pragas. Para explorá-los de forma eficaz, os agricultores devem: • identificar os organismos benéficos presentes; • entender os ciclos biológicos deles e suas 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 Unidades de produção com alta biodiversidade são ricas em insetos, aranhas e ácaros predadores. Estes artrópodes benéficos são predadores de outros insetos, ácaros e aranhas, sendo fundamentais para o controle biológico natural. A maioria dos predadores se alimenta de maneira “generalista”, atacando uma grande variedade de insetos em diversos estágios de vida. Os predadores se encontram, principalmente, nas ordens Coleoptera, Odonata, Neuroptera, Hymenoptera, Diptera e Hemiptera. Seus impactos têm sido destacados em todo o mundo por explosões demográficas de ácaros, em locais onde inseticidas químicos eliminaram seus predadores. Ácaros Tetraniquídeos, por exemplo, são geralmente muito abundantes em pomares de macieiras nos quais pesticidas destruíram as populações de predadores naturais. Características principais dos predadores artrópodes: Adultos e juvenis são freqüentemente generalistas, e não especialistas São geralmente maiores do que as suas presas Matam ou consomem muitas presas Machos, fêmeas, juvenis e adultos podem ser predadores Atacam presas juvenis e adultas Necessitam de pólen, néctar e recursos alimentares adicionais A diversidade de espécies de predadores em agroecossistemas específicos pode ser impressionante. Pesquisadores têm relatado mais de 600 espécies – de 45 famílias – de artrópodes predadores nos campos de algodão do estado de Arkansas e cerca de mil espécies nos campos de soja do estado da Flórida. Tal diversidade pode causar grandes pressões reguladoras sobre pragas. Na realidade, muitos entomólogos consideram os predadores naturais, ou indígenas, como uma espécie de regulador do complexo praga/inimigo natural, porque eles tendem a se alimentar de qualquer praga existente em grande quantidade. Mesmo onde os predadores não podem forçar as populações de pragas abaixo dos níveis causadores de prejuízo econômico, eles diminuem o crescimento populacional 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 da traça da maçã (Carpocapsa pomonella). Parasitóides A maioria dos parasitóides – insetos que matam seus hospedeiros por parasitismo – vive livre e independente quando adultos; eles são letais e dependentes apenas em seus estágios 6 juvenis. Os parasitóides podem ser especialistas, utilizando apenas uma espécie hospedeira ou algumas inter-relacionadas, ou podem ser generalistas, desenvolvendo-se em vários tipos de hospedeiros. Normalmente, eles parasitam espécies maiores que eles, consumindo parte ou todo o corpo do hospedeiro antes de entrar em estado de pupa dentro ou fora dele. Com sua grande capacidade de localizarem hospedeiros, utilizando sinais químicos, até mesmo em populações esparsas, parasitóides adultos são muito mais eficientes do que os predadores em encontrar suas presas. A maioria dos parasitóides utilizados no controle biológico de insetos pragas inclui moscas (Diptera) – especialmente da família Tachinidae – e vespas (Hymenoptera) das superfamílias Chalcidoidea, Ichneumonoidea e Proctotrupoidea. A diversidade dos parasitóides está diretamente relacionada à diversidade de plantas: diferentes cultivos, coberturas do solo, plantas espontâneas e vegetação adjacente mantêm 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 vegetacional; em agroecossistemas menos perturbados e livres de pesticidas: não é raro encontrar onze a quinze espécies de parasitóides “trabalhando firme”. 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 primários. Nos campos de alfafa da Califórnia, a vespa braconídea (Cotesia medicaginis) realiza um papel chave na regulação da lagarta da alfafa (Colias lesbia pyrrhothea). Este sistema naturla borboletavespa aparentemente estabeleceu-se na alfafa irrigada a partir dos trevos nativos. Características principais dos insetos parasitóides: São especializados na sua escolha do hospedeiro São menores do que o hospedeiro Apenas a fêmea busca um hospedeiro Espécies parasitóides podem atacar o hospedeiro em diferentes estágios de vida Ovos ou larvas geralmente são depositados dentro, sobre ou próximo ao hospedeiro Juvenis permanecem sobre ou dentro do hospedeiro; adultos vivem livremente, são móveis e podem ser predadores Juvenis quase sempre matam o hospedeiro Adultos necessitam de pólen e néctar A potencializando insetos benéficos através do planejamento de unidades de produção biodiversificadas Inimigos naturais não se desenvolvem bem em monoculturas. Tratos culturais convencionais como aração e gradagem, eliminação de plantas espontâneas, pulverização de inseticidas, além de colheitas têm um efeito destrutivo, fazendo com que faltem aos sistemas excessivamente simplificados muitos dos recursos essenciais para a sobrevivência e reprodução dos fatores benéficos. Para completar seus ciclos de vida, os inimigos naturais necessitam mais do que presas e hospedeiros: eles precisam de locais de refúgio e alternativas para a alimentação, hospedeiros e presas, que geralmente estão ausentes em monoculturas. Por exemplo, muitos parasitas adultos, enquanto procuram hospedeiros, sustentam-se com pólen e néctar de plantas espontâneas floridas nas proximidades, Besouros predadores – como muitos outros inimigos naturais – não se dispersam longe de seus refúgios de inverno: o acesso ao habitat permanente próximo ou dentro da lavoura, horta ou pomar, dá a eles uma vantagem sobre as primeiras populações de pragas. Os agricultores podem minimizar os impactos negativos da produção agrícola moderna, conhecendo e suprindo as necessidades biológicas dos inimigos naturais. Com esse mesmo conhecimento, eles podem 7 também projetar habitats de cultivos que sejam mais favoráveis aos inimigos naturais. Melhoria dos habitats para inimigos naturais Para conservar e desenvolver complexos ricos em inimigos naturais, os agricultores devem evitar práticas de cultivo que prejudiquem os insetos benéficos: devem substituí-las por métodos que auxiliem a sobrevivência deles. Um começo é a reversão das práticas prejudiciais ao controle biológico natural, que incluem aplicações de inseticidas, remoção da cobertura e a utilização de herbicidas para remover plantas espontâneas. Fornecimento de recursos suplementares Os inimigos naturais de pragas se beneficiam de vários tipos de recursos suplementares. Na Carolina do Norte, a construção de estruturas artificiais para a vespa-vermelha (Polises annularis) intensificou sua atividade predatória sobre lagartas do algodão e do tabaco. Nos campos de alfafa e algodão da Califórnia, a aplicação de mistura de proteínas hidrolisadas, açúcar e água multiplicou por seis a ovoposição de hemerobídeos (Neuroptera) e aumentou as populações de sirfídeos predadores, joaninhas e besouros. Agricultores podem aumentar a sobrevivência e reprodução de insetos benéficos ao permitir que populações permanentes de presas alternativas oscilem abaixo do nível de dano utilizando plantas, hospedeiras dessas presas, em torno de seus campos ou em fileiras dentro deles. No repolho, a abundância relativa de pulgões ajuda a determinar a efetividade dos predadores gerais que consomem lagartas de curuquerê-dacouve. Da mesma forma, em muitas regiões, insetos antrocóridos beneficiam-se de presas alternativas quando há escassez de sua presa preferida, os tripes. Outra estratégia – potencializar os níveis do hospedeiro preferido do organismo benéfico – tem controlado as traças (curuquerê) em cultivos de couve. Suplementadas continuamente com fêmeas, populações dessa praga multiplicaram-se em quase dez vezes na primavera. Isso permitiu às populações de dois de seus parasitas – Trichonograma evanescens e Apanteles rebecula – aumentarem rapidamente e se manterem em níveis efetivos durante toda a estação. Devido a seus riscos óbvios, a estratégia deve-se restringir a situações nas quais os recursos de pólen, néctar ou presas alternativas não possam ser facilmente obtidos. Aumento da diversidade de plantas nos campos Ao diversificar as plantas nos agrossistemas, agricultores podem aumentar as condições ambientais para inimigos naturais, e assim melhorar o controle biológico de pragas. Uma maneira de fazer isso é a utilização de policultivos – dois ou mais cultivos crescendo simultaneamente em grande proximidade. Os agricultores também podem permitir que algumas plantas espontâneas floresçam e permaneçam em níveis toleráveis ou utilizar plantas de cobertura sob pomares e vinhedos. Muitos pesquisadores têm demonstrado que aumentar a diversidade de plantas – e, portanto, do habitat – favorece a abundância e efetividade dos inimigos naturais. Por exemplo, em campos de algodão com fileiras de alfafa e sorgo, maiores populações de inimigos naturais têm causado uma diminuição significativa nas pragas das plantas. No estado americano da Geórgia, organismos benéficos reduziram o número de pragas abaixo do nível de dano econômico mínimo no algodão cultivado em sucessão ao trevo vermelho, eliminando assim a necessidade de inseticidas. Em pomares canadenses de macieiras, as pragas foram parasitadas de quatro a dezoito vezes a mais quando havia uma grande quantidade de flores silvestres, em comparação com situações em que havia poucas delas. Nessa pesquisa, várias plantas espontâneas provaram ser essenciais para vários parasitóides. Em vinhedos orgânicos da Califórnia, os predadores generalistas e o parasita dos ovos de grilos (Anagrus), que controlam os grilos e os tripes 8 da videira, prosperam na presença de trigomourisco e girassóis. Quando essas plantas de cobertura florescem cedo, permitem que populações de organismos benéficos apareçam antes das pragas. Quando continuam a florescer durante a estação de crescimento, provêem suprimentos constantes de pólen, néctar e presas alternativas. Assim, roçar fileiras alternadas dessas plantas de cobertura – uma prática ocasionalmente necessária – força esses organismos benéficos a saírem dos cultivos ricos em recursos e entrarem nos vinhedos. Em policultivos, 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 culturas de porte alto e baixo 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 hortaliças ou feijoeiros, para formar barreiras físicas a fim de reduzir a dispersão de tripes (Tripes palmi). Na China, pesquisadores trabalhando com agricultores em dez municípios em Yumman, cobrindo uma área de 5350 hectares, incentivaram agricultores a mudarem os sistemas de monoculturas de arroz para o plantio de diversas variedades – locais – de arroz alto com híbridos mais baixos. Plantas altas serviram como barreira para a dispersão de inóculos de patógenos, e, ainda, a potencialização da diversidade genética reduziu o acamamento em 94 por cento e aumentou as colheitas totais em 89 por cento Depois de dois anos, concluiu-se que fungicidas não eram mais necessários. Manejo da vegetação em torno do campo Cercas vivas e outros tipos de vegetação nas margens de campos podem servir como reservatórios de inimigos naturais. Esses habitats podem ser importantes abrigos de inverno para os predadores de pragas, além de fornecerem pólen, néctar e outros recursos adicionais aos inimigos naturais. Muitos estudos têm demonstrado que artrópodes benéficos movem-se para os cultivos a partir das margens dos campos, e o controle biológico geralmente é mais intenso em fileiras de plantas próximas à vegetação selvagem do que no centro dos campos: • Na Alemanha, o parasitismo do besouro Meligethes aeneus é aproximadamente 50 por cento maior nas margens dos campos do que no seu centro; • Em Michigan, a broca-européia-domilho nas áreas em torno dos campos é mais susceptível ao parasitismo pela vespa icneumônide Eriborus terebrans; • Na cana-de-açúcar havaiana, plantas produtoras de néctar nas margens de campos aumentam o número e a eficiência do parasita (Lixophaga sphenephori) do gorgulho da canade-açúcar. Estratégias de manejo prático derivam da compreensão destes relacionamentos. Um exemplo clássico vem da Califórnia, onde o parasita de ovos Anagrus epos controla o grilo das videiras em vinhedos adjacentes aos cultivos de ameixas. As ameixeiras hospedam um grilo economicamente insignificante cujos ovos provêem o Anagrus com a sua única alimentação e abrigo durante o inverno. Criação de corredores para inimigos naturais O cultivo de várias plantas com flores em fileiras, que atravessam campos a cada 50 a 100 metros, pode servir de estradas no habitat de inimigos naturais. Insetos benéficos podem utilizar esses corredores para circularem e se dispersarem para os centros dos campos. Estudos europeus têm confirmado que essa prática aumenta a diversidade e quantidade de inimigos naturais. Quando campos de beterraba açucareira foram intercalados com corredores de facélia (Phacelia tanacetifolia) a cada vinte ou trinta fileiras, foi intensificada a destruição de afídios pelas moscas da família Syrphidae. Da mesma forma, fileiras de trigo-mourisco e facélia em campos de repolho na Suíça aumentaram as populações da vespa parasitóide que ataca o pulgão do repolho. Devido ao seu 9 longo período de florescimento durante o verão, a facélia 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 Alyssum são comumente plantadas a cada 50 a 100 metros em campos de cultivos de alface e brássicas para atrair as moscas da família Syrphidae que controlam os pulgões. Algumas espécies de gramíneas podem ser importantes para os inimigos naturais, pois podem, por exemplo, criar habitats com temperatura mais estável para os besouros predadores passarem o inverno. Na Inglaterra, pesquisadores estabeleceram “bancos de besouros”, semeando montes de terra com gramíneas nos centros dos campos de cereais. Ao recriar as qualidades das margens dos campos que favorecem as altas densidades de predadores invernais, tais bancos tiveram um impacto particular sobre o aumento das populações de Dometrias atricapillus e Tachyporus hypnorium, dois importantes predadores de pulgões de cereais. Um estudo, em 1994, descobriu que os inimigos naturais abrigados nos bancos de besouros eram tão efetivos na prevenção do surgimento dos pulgões de cereais que a economia com pesticidas era maior que os custos com trabalho e sementes necessários para estabelecê-los. Os montes podem chegar a 0,4 metro de altura, 1,5 metro de largura e 290 metros de comprimento. Para efeitos mais prolongados, é recomendado plantar corredores de plantas com arbustos que possuam período de florescimento mais longo. No norte da Califórnia, pesquisadores ligaram uma floresta ciliar com o centro de um grande vinhedo de monocultura usando um corredor vegetal de sessenta espécies de plantas. Esse corredor incluía muitas espécies lenhosas e herbáceas perenes, florescendo durante toda a estação de crescimento, dando aos inimigos naturais um suprimento constante de alimentos alternativos e quebrando sua dependência estrita de pragas da videira. Um complexo de predadores entrou no vinhedo mais cedo, circulando continuamente entre as plantas. As interações subseqüentes da cadeia alimentar enriqueceram as populações de inimigos naturais e diminuíram os números de grilos e tripes. Esses impactos foram medidos em vinhedos em extensões de 30 a 45 metros a partir do corredor. Seleção das flores certas Quando se escolhem plantas com flores para atrair insetos benéficos, é importante também se observar o tamanho e o formato das flores, pois é isso que determina quais insetos poderão ter acesso ao pólen e néctar das flores. Para a maioria dos organismos benéficos, incluindo as vespas parasitóides, as flores mais úteis são pequenas e relativamente abertas. Plantas das asteráceas (compositae), apiaáceas (umbelliferae) e poligináceas são especialmente úteis (Tabela 1). Deve-se ainda observar quando a flor produz pólen e néctar: o tempo dessas produções é tão importante para os inimigos naturais quanto o tamanho e o formato dela. Muitos insetos benéficos estão ativos somente quando adultos e em períodos curtos durante o período de crescimento: eles precisam de pólen e néctar durante esses períodos ativos, particularmente no início da estação, quando as presas são escassas. Uma das maneiras mais fáceis para os agricultores ajudarem é estabelecer misturas de plantas com tempos de florescimento relativamente longos e sobrepostos. Estão longe de estarem completos os atuais conhecimentos sobre quais plantas são as fontes mais úteis de pólen, néctar, habitat e outras necessidades críticas Claramente, muitas plantas encorajam os inimigos naturais, mas os cientistas têm muito mais a aprender sobre quais plantas estão associadas a determinados organismos benéficos, e como e quando disponibilizar plantas desejáveis aos organismos alvo. Já que as interações benéficas ocorrem em lugares específicos, a localização geográfica e o gerenciamento global da unidade de produção são variáveis críticas. Na falta de recomendações universais, impossíveis de se 10 fazer, os agricultores podem descobrir muitas respostas investigando a utilidade de plantas florescentes alternativas em suas unidades de produção. Aumento da biodiversidade – lista para agricultores Diversifique as atividades incluindo mais espécies de plantas e animais. Utilize rotações de cultivos de legumes e pastagens mistas. Intercale cultivos ou coloque fileiras de outros cultivos, quando viável. Misture variedades da mesma cultura. Utilize variedades que carreguem muitos genes – ao invés de apenas um ou dois – para tolerância à mesma doença. Enfatize cultivos de polinização aberta, ao invés de híbridos, devido à sua adaptabilidade aos ambientes locais e maior diversidade genética. Estabeleça cultivos de cobertura em pomares, vinhedos e campos de cultivo. Estabelecimento de uma estratégia de manejo de habitat Para desenvolver um plano efetivo para o manejo de habitat, deve-se procurar obter o máximo de informações. Faça uma lista das pragas economicamente mais importantes em sua unidade de produção. Para cada praga, tente descobrir: Quais são seus requisitos de alimentação e habitat; Que fatores influenciam a sua abundância; Quando e a partir de onde ela entra no campo; o que a atrai para a cultura. Como ela se desenvolve na cultura e quando de torna economicamente danosa; Quais são os predadores, parasitas e patógenos mais importantes; Quais são as necessidades primárias desses organismos benéficos; Onde esses organismos benéficos passam o inverno, quando eles aparecem no campo, de onde eles vêm, o que os Deixe faixas de vegetação nativa nas margens dos campos. Crie corredores para vida selvagem e insetos benéficos. Implante e mantenha sistemas agroflorestais; quando possível, combine árvores e arbustos com cultivos ou criações de animais para melhorar a continuidade do habitat para os inimigos naturais. Plante árvores modificadoras do microclima e plantas nativas como quebra ventos ou cercas vivas. Disponibilize uma fonte de água para pássaros e insetos. Deixe áreas de reserva na propriedade como um habitat para a diversidade de plantas e animais. atrai às culturas, como eles se desenvolvem na cultura e o que os mantém no campo; Quando os recursos críticos do organismo benéfico – néctar, pólen, hospedeiros e presas alternativas – aparecem e por quanto tempo permanecem disponíveis; se fontes de alimentação alternativa são acessíveis nas proximidades, e, nos momentos certos, quais plantas anuais e perenes nativas podem compensar lacunas críticas no tempo, especialmente quando há escassez de presas. Informações-chave necessárias para desenvolver um plano de manejo do habitat: I) ECOLOGIA DE PRAGAS ORGANISMOS BENÉFICOS E Quais são as pragas economicamente mais importantes e que exigem manejo? Quais são os predadores e parasitas mais importantes da praga? 11 Quais são as fontes primárias 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 na cultura de interesse? De onde vêm os organismos benéficos, como são atraídos ao cultivo, e como se desenvolvem na cultura? 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? Quando aparecem as fontes de alimento (néctar, pólen, hospedeiros alternativos e presas) para os organismos benéficos, primeiro? Quanto tempo duram? Que plantas anuais e perenes nativas podem prover essas necessidades do habitat? Colocando em prática a estratégia Este trabalho apresenta algumas idéias e princípios para o planejamento e implementação de sistemas agrícolas saudáveis e menos suscetíveis 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 dos agroecossistemas (Figura 4): Fomentar habitats de cultivos que suportem uma fauna benéfica; 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. Na medida em que os agricultores forem desenvolvendo um sistema mais saudável e mais resiliente a pragas em suas unidades de produção, eles podem se perguntar: Como a diversidade de espécies pode ser aumentada a fim de melhorar o manejo de pragas e compensar os danos causados por elas, além de utilizar recursos de forma mais correta? Como a longevidade do sistema pode ser aumentada com a inclusão de plantas arbóreas que capturam e re-circulam nutrientes que dão 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 a paisagem pode ser diversificada com mosaicos de agroecossistemas em diferentes estágios de sucessão e com quebra-ventos, cercas vivas, etc? Uma vez que os agricultores tenham um amplo conhecimento das características e necessidades das pragas chave e inimigos naturais, eles estarão prontos para começar a delinear uma estratégia de manejo de habitat específica para a sua unidade de produção. Escolha plantas que ofereçam benefícios múltiplos – por exemplo, plantas que melhorem a fertilidade do solo, suprimam plantas espontâneas e regulem 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 do grilo dos vinhedos, mas pode também exacerbar populações de cigarrinhas, Graphocephala atropunctata, que transmitem a doença de Pierce, que mata as videiras. Ao distribuir plantas selecionadas no espaço e no tempo, utilize o nível de escala, campo ou paisagem, que seja mais coerente com os resultados pretendidos. E, finalmente, mantenha as coisas simples: o plano deve ser fácil e de baixo custo para implementação e manutenção, e deve ser fácil de modificar, à 12 medida que as necessidades mudem ou os resultados exijam mudanças. 13 Figura 4. Pilares da saúde dos agroecossistemas Princípios agroecológicos Desenho do agroecossistema Habitat subterrâneo Manejo e diversificação Habitat sobre a terra Manejo e diversificação • Matéria orgânica do solo • Manejo de nutrientes e compactação • Policultivo • Plantas de cobertura • Rotações Saúde do cultivo Saúde do agroecossistema Diretrizes para o planejamento de sistemas agrícolas saudáveis e resilientes a pragas Aumente o número de espécies no tempo e no espaço com rotações de culturas, policultivos, agroflorestas e sistemas de cultivos e criações de animais. Aumente a diversidade genética com mistura de variedades, multilinhas e germoplasma local. Conserve ou introduza inimigos naturais e antagonistas, pela melhoria do habitat ou pelo aumento das introduções. Aumente a atividade biótica do solo e melhore sua estrutura com aplicações regulares de matéria orgânica. Melhore a reciclagem de nutrientes com leguminosas e criações animais. Mantenha a cobertura vegetal com redução da aração, plantas de cobertura e resíduos vegetais (palhadas). Aumente a diversidade com corredores biológicos, diversidade vegetal nas margens dos cultivos ou com mosaicos de agroecossistemas. Tabela 1. Plantas que atraem insetos benéficos 14 Aranha Muitos insetos Ácaro predador Ácaros Mosca (família Syrphidae) Pulgões Mosca (família Tachinidae) Besouro (família Cicindelidae) Percevejo predador (Família Anthocoridae), (Orius spp) Nematóides parasitas Lagartas, pulgões de brássicas, traças, corós, broca das cucurbitáceas, fedefede, isópodes. Muitos insetos Tripes, aranhas, ácaros, grilos, gafanhotos, lagarta do cartucho, pequenas lagartas, muitos outros insetos Nematóides Louva-a-deus (Mantis spp) Qualquer inseto Ácaro predador (Typhlodromus spp.) Ácaros Tripes predadores (Família Thripidae) Ácaros, pulgões, tripes, traça das frutas, mariposa de botões, broca de galhos de pessegueiro, gorgulho da alfafa, mosca branca, minadores, cochonilha Funcho, alcarávia, endro, tagetes (cravo-dedefunto), hortelã ); manter plantios constantes Plantas das famílias da cenoura (umbelífera = apiáceas como salsa, funcho, coentro; do girassol (compostas = asteráceas); do trigomourisco (poligonáceas), da família do girassol como margarida, mil-folhas, tagetes; Alyssum doce; cerejeira (Prunus ilicifolia); hortelã; carqueja. Família da cenoura (Ammi, coentro, endro, salsa, , funcho); trevo doce; Phacelia spp., Alyssum doce; trigo-mourisco; amaranto, cáscara (Rhamnus purshiana); Heteromeles arbutifolia Manter plantios permanentes e algumas áreas expostas de terra ou areia. Predadores efetivos de ovos de lagarta do cartucho. Família da cenoura (Daucus carota, Phacelia spp., coentro, Ammi, cerefólio), família do girassol [cosmos, Layia, margaridas, mil-folhas; ervilhaca peluda; alfafa; milho; trevo vermelho; trigo-mourisco; Sambucus caerulea; salgueiros; arbustos. Manter plantios ou cercas-vivas permanentes. Tagetes, crisântemo, gailárdia, anileira, mamona, sorgo, tremoços, siratro, feijão-deporco Proteja as espécies nativas evitando pesticidas. Há muitas espécies de ácaros predadores com requisitos 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/ácaros de fora do cultivo. Há muitos tipos de tripes predadores. As populações de tripes predadores podem ser conservadas/mantidas tendo-se populações fora do cultivo de ácaros que se alimentem de plantas (ex. ácaro vermelho europeu, ácaro de duas manchas), cochonilhas, afídios, ovos de mariposa, grilos e outros tripes. 15 Potó (besouro estafilinídeo) (Família Staphylinidae) Pulgões, colêmbolas, nematóides, moscas. Alguns são parasitas da larva da raiz do repolho Mosquito-pólvora (Aphidoletes aphidimyza) (Larvas são predadores afídeos) Afídeos parasitas (Aphidius matricariae e outros) Pecevejo assassino (Família Reduviidae) Pulgões Zoiudo (Geocoris spp.) (Família Lyagaidae) Vespa braconídea (Família Braconidae) “Damsel” (Família Nabidae) Besouro (Família Carabidae) Hemerobídeos (Família Neuroptera) (Chrysperla e Chrysopa spp.) Plantios permanentes; intercale fileiras de centeio, grãos e cultivos de cobertura, e fileiras de vegetais em decomposição; faça alguns caminhos com pedras ou plantas para prover refúgios. Endro, mostarda, tomilho, trevo doce. Proteja a horta de ventos fortes; disponibilize água em uma panela cheia de cascalho. Pulgões Plantas ricas em néctar com flores pequenas (anis, alcarávia, endro, salsa, família da mostarda, trevo branco, cenoura, mil-folhas). Muitos, insetos, Plantios permanentes para abrigo (ex. cercasincluindo moscas, vivas). broca do tomate, lagartas grandes Muitos insetos, Podem acumular em cultivos de cobertura de incluindo estação fria, tais como trevo alexandrino e besouros/pulgas, trevo subterrâneo. Pode ser encontrado na ácaros, ovos de insetos sanguinária comum (Polygonum aviculare). e pequenas lagartas. Também comem sementes. Lagarta de cereais, Plantas produtoras de néctar com flores lagarta do repolho, pequenas (alcarávia, endro, salsa, Daucus traças pequenas cujas carota, funcho, mostarda, trevo branco, larvas destroem maçãs, Phacelia spp., mil-folhas), girassol, ervilhaca, mariposa, broca trigo-mourisco, feijão-miúdo, sanguinária européia do milho, comum, açafrão (Crocus sativus), hortelã. larvas de besouros, moscas, afídios, lagartas, outros insetos. Pulgões, tripes, grilos, Qualquer uma da família do girassol, alfafa. cigarrinhas e pequenas lagartas Lesma, caracol, traça Plantios permanentes, amaranto, trevo branco da raiz do repolho; em pomares, plantas em decomposição. algumas atacam o besouro da batata do Colorado, mariposas e lagartas que tecem casulos em forma de tendas. Insetos de corpo macio Família da cenoura (alcarávia, Phacelia spp., incluindo afídios, endro, angélica), família do girassol tripes, cochonilhas, (girassóis, dente-de-leão), trigo-mourisco, lagartas, pequenos milho. Disponibilize água em épocas secas. ácaros. 16 Joaninha (Hippodamia spp. e outros) (Família Coccinellidae) Joaninha (Cryptolaemus montrouzieri) (Família Coccinellidae) Pulgões, cochonilhas e Uma vez que os pulgões deixem o cultivo, as ácaros. joaninhas também deixarão. Para reter as joaninhas ativas, mantenha cultivos de cobertura ou outros hospedeiros de afídio, ou ainda presas alternativas. Família da cenoura (funcho, angélica, endro, Phacelia spp.), família do girassol (margaridas, macelinha, dente-de-leão, girassol, mil-folhas), trevo vermelho, ervilhaca peluda, grãos e gramíneas nativas, Asclepias, trigo-mourisco, centeio, Sesbania Exaltata, Quillaja saponaria, Rhamnus, Atriplex spp., Robinia pseudoacacia. Cochonilhas Família da cenoura (funcho, endro, angélica, tanaceto) família do girassol (tango, coreópsis, girassol, mil-folhas) Clara I. Nicholls e Miguel A. Altieri são pesquisadora bolsista e professor, respectivamente, na Divisão de Biologia de Insetos – ESPM, Universidade da Califórnia, Berkeley. 17