Controle biologico e quimico aula 2016 - Esalq
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MÉTODOS DE CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS: BIOLÓGICO E QUÍMICO Prof. Dr. RICARDO VICTORIA FILHO ÁREA DE BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL ESALQ/USP – PIRACICABA/SP CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS DANINHAS 1. CONCEITO 2. VANTAGENS E DESVANTAGENS 3. MÉTODOS DE CONTROLE BIOLÓGICO 31. ESTRATÉGIA CLÁSSICA 3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA 3.3. ESTRATÉGIA REPOSITIVA 4. CONTROLE POR AGENTES MICROBIOLÓGICOS 4.1. ASPECTOS DO DESENVOLVIMENTO 4.2. PRINCIPAIS OBSTÁCULOS 4.3. TECNOLOGIA DE FORMULAÇÃO 4.4. DESENVOLVIMENTO DE HERBICIDAS MICROBIOLÓGICOS NO BRASIL 1.CONCEITO Consiste no uso de inimigos naturais (parasitas, predadores ou patógenos) para reduzir a população das plantas daninhas e conseqüentemente a sua capacidade competitiva. Podem ser utilizados insetos, fungos, bactérias, vírus, ácaros, aves, peixes e outros animais. População da Planta Daninha População do Inseto inseto planta daninha FIGURA 1 - VARIAÇÃO DA POPULAÇÃO DA PLANTA DANINHA E DO INSETO COM O DECORRER DO TEMPO K Resistência do meio Y = N0 * e r Y = N0 * e r ( K-No K ( Preformance da população potencial biótico Curva logística Tempo Figura 2 - Curvas de crescimento populacional RESISTÊNCIA DO MEIO • Fatores abióticos - naturais (climáticos e edáficos) - promovidos pelo homem (métodos físicos químicos de controle) e • Fatores bióticos • naturais (competição, alelopatia, parasitismo e predação) • manipulados pelo homem (competição, alelopatia, parasitismo e predação) Espécies reunidas Espécies isoladas Interação Biótica Espécie A Espécie B Espécie A Espécie B Predação + O Parasitismo + O Amensalismo Competição O - O O - - O O + condição favorável para a população - condição desfavorável para a população o condição não afeta o desempenho da população A predador de B A parasita de B A amensal de B Figura 3 - Efeitos esperados das interações bióticas 2. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONTROLE BIOLÓGICO CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS DANINHAS VANTAGENS a) Auto perpetuação b) Sem necessidade de reaplicação,uma vez estabelecido com sucesso c) Sem efeitos tóxicos d) O efeito é limitado a uma planta alvo CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS DANINHAS VANTAGENS e) O controle é dependente da densidade da planta daninha hospedeira f) Autoperpetuação mesmo em ambiente de difícil acesso g) Custos não são recorrentes h) Grandes benefícios nos programas que apresentam sucesso CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS DANINHAS DESVANTAGENS a) Controle lento b) Sem garantia de resultados c) O estabelecimento pode ter insucesso por várias razões d) Efeitos ecológicos podem ser desconhecidos, com mutações para formas indesejáveis e) Se a planta daninha alvo é próxima da planta cultivada os agentes são limitados CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS DANINHAS Desvantagens f) Alguns riscos não podem ser avaliados e, portanto, não são conhecidos g) Não funciona em culturas de ciclo curto h) Restrição da dispersão em áreas onde a disseminação inicial é lenta i) Investimento inicial, tempo, e pessoal é muito alto j) Erradicação é impossível 3. MÉTODOS DE CONTROLE BIOLÓGICO 3.1. ESTRATÉGIA CLÁSSICA 3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA 3.3. ESTRATÉGIA REPOSITIVA Melhores alvos Planta daninha dominante Planta bastante susceptível ao agente biológico Planta perene introduzida Planta não relacionada econômica ou ecologicamente com as plantas nativas importantes Melhores locais Pastagens permanentes Áreas não agrícolas Florestas Ambientes aquáticos CONTROLE BIOLÓGICO ESPONTÂNEO • Ocorre naturalmente nas áreas agrícolas e outras áreas de interesse. • Aguapé – Eichhornia crassipes cicatrizes foliareas devido a ação dos insetos Neochetina eichornia e N. brucchi. - infecções secundárias de fungos • Amendoim-bravo – Euphorbia heteropylla – virus em áreas de citros • Fedegoso – Senna obtusifolia – ocorrência no plantio direto de damping-off (Alternaria cassiae) 3.1 ESTRATÉGIA CLÁSSICA • É utilizada para plantas exóticas recém-introduzidas e que apresentam grande expansão populacional. • Baseia-se na identificação e seleção de inimigos naturais na região de origem da plantas exótica. ESTRATÉGIA CLÁSSICA - características • Tem sido empregada com sucesso em áreas de pastagens extensivas, reservas florestais e ecossistemas frágeis • Testes de especificidade devem ser realizados com muito rigor • Custo inicial elevado • Irreversibilidade do processo • Impossibilidade de previsão de sucesso • Não é indicada para soluções de curto prazo ESTRATÉGIA CLÁSSICA – Espécies consideradas de risco • Aquelas filogeneticamente relacionadas a planta daninha alvo • Aquelas não expostas previamente ao organismo • Aquelas com poucas informações sobre os seus inimigos naturais • Aquelas que produzem compostos secundários semelhante a planta daninha alvo ESTRATÉGIA CLÁSSICA – Espécies consideradas de risco • Aquelas que apresentam similaridades morfológicas com a planta daninha alvo • Aquelas que são atacadas por organismos similares ao estudado como agente de controle biológico • Aquelas com alguma indicação de ser hospedeira do organismo estudado Watson (1991) ESTRATÉGIA CLÁSSICA – exemplos • Opuntia sp – na Austrália – Introduzida em 1839 como ornamental e para cerca viva. Em 1915 havia 60 milhões de acres inutilizados como pastagens. - Ação do inimigo Cactoblastus cactorum introduzida em 1925 que em 10 anos permitiu a recuperação das áreas (95% em Queesland e 75% em New South Wales. • Lantana camara – cambara, milho de grilo. Introduzida em 1860 como ornamental no Hawaii. - ação de diversas espécies que foram utilizadas FIGURA 4 - Opuntia cochinillifera FIGURA 5 – Gaiolas utilizadas para transporte dos agentes biológicos. FIGURA 6 – Ataque da lagarta Cactoblastis cactorum para o controle de espécies do gênero Opuntia. FIGURA 7 - Liberação das lagartas no campo: (1927-1930) FIGURA 8 – Alto pode de predação com destruição da planta FIGURA 9 - Em 10 anos obtiveram uma recuperação de 95% áreas infestadas (Pitelli et al (2003) Lantana camara no Hawaí • Introduzida em 1860: propositos ornamentais • Disseminação favorecida por dois pássaros – Turtur chinensis – Acridoteres tristis • 1900 milhões de hectares de pastagens inutilizados Figura 10 – Lantana camara (Lantana ou milho de grilo Lantana camara Oito espécies se tornaram estabelecidas no Hawaí • Crocidosema lantana (Lepidoptera) – broca do pedunculo e receptáculo floral – predador de flores e frutos • Agromyza lantanae (lepidoptera) – predador de frutos e os frutos atacados eram rejeitados pelos pássaros agentes de disseminação • Thecla echion e Thecla bazochi – predador de flores ESTRATÉGIA CLÁSSICA – exemplos • AGUAPÉ – Eichlornia crassipes – nativa da bacia amazônica e do pantanal matogrossense tem sido disseminada pelo homem em várias regiões tropicais e subtropicais do mundo. • Diversos inimigos estudados. naturais tem sido • Três espécies de insetos associados a fungos tem sido utilizados. Figura 11 - Eichhornia crassipes (Aguapé) Figura 12 – Infestação de Eichhornia crassipes (Aguapé) Figura 13 - Inimigos naturais estudados para o controle do aguapé Neochetina eichhorniae e N. brucchi Figura 14 – Danos provodados pelo bicudo associado ao ataque de fungos Figura 15 – Treinamento em Ruanda na África para a introdução de Neochetina spp no controle do aguapé Área infestada (ha x 1000) 800 700 600 500 Outono Primavera 400 300 200 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 0 Ano Figura 16 - Área infestada por Eichhornia crassipes no Estado de Louisiana. N. eichhorniae liberado em 1974 e N. bruchi em 1975. Tabela 1 – Alguns exemplos de controle biológico clássico de plantas daninhas com fungos e insetos Planta daninha Local Agente de Controle biológico Natureza do Agente Origem do agente Acacia saligna África do Sul Uromycladium tepperiamum Fungo(basidiomycotaferrugem Austrália Ageratina riparia EUA, Hawai Entyloma ageratinae Fungo (Ascomycota) Jamaica Alternanthera philoxeroides EUA Agasicles hygrophila Inseto (Coleoptera: chrysomelidae) Argentina Carduus nutans EUA, Canadá Rhinocyllus conicus Inseto (Coleoptera: curculionidae) França C. Mutans EUA, Canadá P. carduorum Fungo (Basidiomycotaferrugem) Turquia Chondrilla juncea Austrália, EUA P. chondrillina Fungo (BasidiomycotaFerrugem) Europa Cirsium arvense Austrália, EUA Puccinia xanthi Fungo (Basidiomycota – ferrugem Austrália Eichhornia crassipes EUA Neochetina eichlorniae Inseto (Coleoptera: Curculionidae Am. do Sul Tabela 2 – Alguns exemplos de controle biológico clássico de plantas daninhas com fungos e insetos Planta daninha Local Agente de Controle biológico Natureza do Agente Origem do agente E. crassipes EUA N. bruchi Inseto (Coleoptera: Curculionidae) Am. do Sul E. crassipes EUA Uredo eichorniae Fungo (Basidiomycota – ferrugem Argentina Galega officinales Chile Uromyces galega Fungo (Basidomycotaferrugem) França Hydrilla verticillata EUA Hydrellia balciunasi Inseto (Diptera:Ephydridae Austrália Pistia stratiotes EUA Neohydronomus affinis Inseto (Coleoptera: Curculionidade) Argentina Rubus constrictus Chile Phragmidium violaceum Fungo (Basidiomycotaferrugem) Alemanha R. fruticosus Austrália P. violaceum Fungo (Basidiomycotaferragem) Alemanha R. ulmifolius Chile P. violaceum Fungo (BasidiomycotaFerrugem Alemanha Senecio jacobeae EUA Longitarsus jacobae Inseto (Coleoptera chyrsomelidae) Itália S. vulgaris EUA, Europa P. lagenophorae Fungo (Basidiomycotaferrugem) Austrália Figura 17 – Infestação de aguapé no Lago Victoria, Africa. Figura 18 – Resultado de controle do aguapé com agente biológico no Lago Victoria Figura 19 – Infestação de Eichhornia crassipes (Aguapé) no Kenya Kisumu Yacht Club Lake Victoria e resultado do controle biológico. Figura 20 – Infestação de Eichhornia crassipes (Aguapé ) em Uganda – África e resultado do controle biológico. Figura 21 – Infestação de Salvinia spp na Austrália. Figura 22 – Bicudo (Cyrtobagous salvinae) utilizado para o controle da salvínia. Figura 23 - Infestação de salvínia antes da liberação de Cyrtobagous salvinae Figura 24 – Resultado do controle biológico depois da liberação de Cyrtobagous salvinae 3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA • Utilização de fungos ou bactérias fitopatogênicas como agentes de biocontrole. • Esses organismos devem ser seguros para plantas não-alvo. específicos e • Organismos são aplicados em altas populações provocando expressivo e imediato impacto na dinâmica populacional ou na competitividade da plantas daninha ESTRATÉGIA INUNDATIVA • Estratégia cara, embora possa ser altamente eficaz e comercialmente explorada • Exemplos – Collego Colletotrichum gloesporioides f.sp. aeschynomene no controle de Aeschynomene virginica em campos de arroz - 1982 – DeVine Phytophtora palmivora no controle de Morrenia odorata em pomares cítricos - 1981 – BioMal Colletotrichum gloesporioides f. sp. malvae no controle de Malva pusilla - 1992 Agral Herbitensil Silwet Figura 25 - Alternaria cassiae, agente de controle biológico de Senna obtusifolia Egeria densa no reservatório de Jupiá Carregamento de Egeria spp retirada das grades de proteção das turbinas na Usina de Jupiá Efeitos de concentrações de inóculo produzido em arroz sobre a mortalidade de Egeria najas Bioherbicida para Solanum viarum • Solvinix • Virus: TMGMV • Forte reação de hipersensibildade 33 DIAS DA APLICAÇÃO Tabela 3 - Bioherbicidas registrados - Nachtigal, 2009 . 3.3. Estratégia repositiva Trata-se da variação da inundativa • Se estabelece um tamanho populacional do agente de controle biológico que seja ideal para manter a população da planta daninha na densidade desejada • realizam-se avaliações periódicas da densidade do agente de controle biológico • repõe-se o número de indivíduos que faltam para atingir a densidade necessária Estratégia repositiva Exemplo • Ctenopharyngodon idella (carpa-capim) para o controle de Hydrilla verticillata em lagos: Figura 26 – Infestação antes da liberação de Ctenopharyngodon idella Figura 27 - Resultado do controle biológico de Ctenopharyngodon idella após liberação Figura 28 –Controle biológico por C. idella em canais de irrigação. Figura 29 – Controle biológico de Pistia stratiotes (alface d´água) pela carpa capim (Ctenopharyngodon idella ) 4. Controle de plantas daninhas por agentes microbiológicos 4.1. Aspectos do desenvolvimento e comercialização Patente Registro Comercialização Conceito de bioherbicidas foi introduzido por Daniel et al. (1973) Aspecto crítico – segurança a plantas não alvo 4.2. Principais obstáculos • eficácia • alto grau de especificidade do hospedeiro • incompatibilidade com os herbicidas • considerações regulatórias • aspectos econômicos 4.3. Tecnologia de formulação 4.4. Desenvolvimento de herbicidas microbiólógicos no Brasil • leiteiro ou amendoim-bravo foi estudado o fungo Bipolaris euphorbiae • Tiririca – Cercospora cairicis •Fedegoso – Senna obtusifolia uso do fungo Alternaria cassiae • Aguapé – Cercospora piaropi Figura 30 - Fedegoso – Senna obtusifolia Figura 31 - Amendoim bravo – Euphorbia heterophylla Figura 32 Tiririca– Cyperus rotundus Tabela 4 - Agentes fitopatogênicos e plantas alvo identificados na série de estudos conduzidos pelo Laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas da Universidade Federal de Viçosa. Fitopatógeno Planta Alvo Nome Vulgar Fonte Oidiopsis haplophylli Vernonia scorpioides Assa-peixe Parreira et al. (2006) Prospodium tuberculatum Lantana camara Cambará Ellison et al (2006) Ramularia pistiae Pistia stratiotes Alface d´água Fernandes & Barreto (2005) Lewia chlamidosporiformans Euphorbia heterophylla Amendoim bravo Vieira & Barretp (2005) Cercospora alternanthera Alternanthera phiiloxeroides Bredo-d´agua Barreto & Torres (1999) Phaeotrichoconis crotalariae Cyperus rotundus Tiririca Pomella & Barreto (1999) CONTROLE QUÍMICO DE PLANTAS DANINHAS 1. CONCEITO Utilização de produtos químicos, sintéticos, que em concentrações adequadas inibem o desenvolvimento ou provocam a morte das plantas daninhas. TABELA 1. Evolução dos métodos de controle de plantas daninhas nos Estados Unidos da América do Norte, comparando o tipo de energia empregada no controle de plantas daninhas de 1920 a 1990. Energia Mecânica Energia (trator) Química Ano Energia Humana Energia Animal 1920 40 60 - - 1947 20 10 70 - 1975 5 TR 40 55 1990 <1 TR 24 75 Fonte: ALDER et al, 1976. Defensivos Agrícolas Mercado Global 2009: US$ 40,162 Bi Outros 2,61 América do Norte 9,714 24,2% 22,7% Oriente 9,117 6,5% Europa 9,96 24,8% 21,8% América latina 8,755 Defensivos Agrícolas Mercado Global 2009 : US$ 40,162 Bi Algodão 2,49 Outras 6,878 17,10% 6,20% Milho 6,878 Arroz 3,574 8,80% 8,90% 10,50% 32% Frutas e hortaliças 12,850 16,50% Cereais 6,627 Soja 4,217 VENDAS – CLASSES (2011) – US$ 1.000 US$ 8,5 Bilhões R$ 14,1 Bilhões Fonte: SINDAG Mercado Global 2010 ESTIMATIVA DE CRESCIMENTO ANUAL ATÉ 2014 – 2,9% Estimativa de crescimento anual de agrotóxicos até 2014: 2,9% Não agrícola Mercado Global 2009 - 2010 domissanitários Herbicidas US $ Bi 50 45 4,883 40 US$ Bi 35 30 US $ Bi Inseticidas Fungicidas Outros 17,872 18,265 10,201 10,558 10,241 10,518 25 20 15 10 5 0 1,847 2009 1,92 2010 TABELA 2. Venda de agroquímicos no período de 1960 a 1990, com estimativa para 2000 em milhões de dólares (Hopkins, 1994). Agroquímico 1960 1970 Herbicidas 160 918 4.756 12.600 16.560 Inseticidas 288 945 3.944 7.840 9.360 Fungicidas 320 702 2.204 5.600 7.560 32 135 696 1.960 2.520 800 2.700 Outros Total 1980 1990 2000 11.600 28.000 36.000 Tabela 3 - Venda de defensivos agrícolas por classes – 2003-2007 Ingrediente ativo 2003 Herbicidas 110.215 2004 2005 2006 2007 124.060 136.853 144.986 189.101 62,19 Fungicidas 19.363 25.631 26.999 24.707 27.734 9,12 Inseticidas 24.422 33.291 36.347 33.750 42.838 14,09 Acaricidas 9.627 9.901 7.416 11.685 14.583 4,79 18.819 21.842 24.616 23.588 29.775 9,79 182.446 214.2725 232.232 238.716 304.031 Outras Total TABELA 4 . Evolução do mercado de herbicidas nos países do Mercosul. Brasil, 2000 (valores em 1000 US$). Países 95/96 96/97 97/98 98/99 99/00 Argentina 447.000 545.000 594.700 505.400 435.000 Brasil 834.976 1.004.408 1.214.819 1.369.272 1.173.600 Paraguai - - 44.000 46.000 45.100 Uruguai 13.700 19.900 27.000 26.600 22.300 Mercosul 1.295.676 1.569.308 1.875.519 1.947.272 1.676.000 Obs: As bases de cálculos são os preços praticados pelas registrantes dos produtos aos canais de distribuição. MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS Mercado Mundial de Defensivos Agrícolas (US$) MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS BRASIL Perspectivas de vendas de defensivos agrícolas 2004 - 2020 Taxa de crescimento: 4 % / ano 8,5 9,6 10,0 10,4 10,8 11,2 11,7 12,2 12,7 13,2 7,3 7,1 6,6 5,4 4,5 4,2 3,9 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS BRASIL Vendas – Classes (2012) US$ 1.000 US$ 9,6 bilhões – R$ 19,2 bilhões MERCADO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS BRASIL Vendas – Culturas - US$ milhões Fonte: SINDAG TABELA 5 - PRODUTOS FITOSSANITÁRIOS UTILIZADOS NO BRASIL INGREDIENTES PRODUTOS TIPO ATIVOS COMERCIAIS INSETICIDAS / ACARICIDAS 169 403 FUNGICIDAS / BATERICIDAS 138 276 HERBICIDAS 70 254 NEMATICIDAS 7 15 OUTROS* 20 54 TOTAL 404 1002 *antievaporante, ativador, espalhante adesivo, feromônio, inibidor de crescimento, regulador de crescimento, regulador vegetal VANTAGENS: • • • • • • controla na linha da cultura maior espectro de ação em relação ao controle biológico controle de plantas daninhas de propagação vegetativa trabalha em condições adversas permite uso de espaçamentos menores menores danos ao sistema radicular DESVANTAGENS: • resíduos • toxicidade ao homem • problema de educação do lavrador • desenvolvimento de resistência em algumas espécies • Impacto ambiental - danos Interferem com microtúbulos Herbicidas auxinicos CLO = clorofila Nu = núcleo Mt = microtúbulos M = mitocôndrio Pl = plastídio Pc = parede da célula RNA Síntese de Ac. graxo VACÚOLO CLO Destruição de membranas PC CLO Biossíntese da celulose Fotossíntese, biossíntese da clorofila, carotenos, peroxidação de lipídeos Metabolismo NH4 biossíntese de aminoácidos Figura 1 – Locais de ação dos principais mecanismos de ação dos herbicidas. 2. CLASSIFICAÇÃO DOS HERBICIDAS a) Época de aplicação b) Seletividade c) Translocação d) Grupo químico e) Mecanismo de ação a) Época de Aplicação • Pré-plantio incorporado (PPI) • Pré-emergência (PRE) • Pós-emergência inicial • Pós-emergência tardia • Pós-emergência dirigida PP PPI H Pós-dirigida PRE H Pós-Inicial Figura 2 – Épocas de aplicação dos herbicidas. Pós-tardia b) SELETIVIDADE . Seletivos . não seletivos c) TRANSLOCAÇÃO . Contato . translocação – simplástica apoplástica d) GRUPO QUÍMICO - fenoxiacéticos – 2,4 - D - uréias substituidas – diuron - sulfoniluréias - nicosulfuron c) MECANISMO DE AÇÃO - mimetizadores de auxina - inibidores da mitose - inibidores da fotossíntese - inibidores da ALS PRINCIPAIS MECANISMOS DE AÇÃO LOCAL DE APLICAÇÃO Inibidores da divisão celular Solo Inibidores de crescimento inicial Solo Inibidores da fotossíntese Solo Inibidores da síntese de pigmentos Solo Mimetizadores de auxina Folha Destruidores de membrana Folha/Solo Inibidores da ALS Folha Inibidores da ACCase Folha Inibidores da EPSP Folha
