Aplicações da Ecologia

Aplicações da Ecologia
Regeneração das Espécies
Autóctones após perturbação
Indicadores de Poluição
Repovoamento
Areas protegidas
Ecohidrologia
Controlo de pragas
Construção de casas ecológicas
Controlo de pragas
Pressupostos/considerações gerais
1- A relação entre o homem e a praga é uma relação de competição por
um recurso, eg. o alimento
2- Deve existir um conhecimento aprofundado da autoecologia,
demoecologia sinecologia da cultura, da praga e do inimigo natural, para
a aplicação ter sucesso.
Assim é imprescindível o:
- conhecimento factores ambientais que são susceptíveis de provocar a
diminuição ou eliminação da espécie– Autoecologia
- conhecimento da dinâmica das espécies de praga, p.ex. da sua taxa de
crescimento e dos factores que a determinam – Demoecologia
- conhecimento da relação que se estabelece entre a espécie inimiga a
introduzir e a praga e também com as outras espécies presentes no local, em
termos das consequências para o equilíbrio do ecossistema - Sinecologia
1
Controlo de pragas
Pressupostos/considerações gerais
3- O objectivo é eliminar ou reduzir a
densidade da população da praga
Deve-se escolher os tipos de
“inimigos naturais” a usar:
-predadores
carnivoros
parasitas,
parasitoides,
herbivoros
-agentes patogénicos
4- Quanto mais especifico for o
inimigo melhor o resultado
(predadores especificos ou
selectivos)
1- Besouro do solo, 2- Mosca que paira no ar
3- Asa redonda, 4- Louva a deus, 5- Percevejo
Assassino (pulgões), 6- Aranha caçadora,
7-Joanhinha,8- Vespa parasitoide, 9- Formiga
predadora
Controlo de pragas
Pressupostos/considerações gerais
5- Não devem existir grandes flutuações ambientais pois o
“inimigo” introduzido pode não as suportar, pois a pragas
que já está há mais tempo no local pode estar melhor
adaptada e sobreviver a essas variações
6- É necessário existirem laboratórios biofabricas,
preferencialmente locais, que produzam os “inimigos
naturais” em grandes quantidades e com a antecedencia
necessária
2
Controlo de pragas
Luta biológica
Tipos:
1- Controlo biológico (Luta biológica)
1-Importação
2-Inoculação
3-Intensificação
4-Inundação
2- Controlo genético
3- Controlo de culturas (protecção integrada)
Controlo de pragas
Luta biológica
1.1-Importação
⇓
é a introdução de um inimigo natural de outra área
geográfica numa zona onde não existiam inimigos naturais que
controlem a praga
Ex. introdução noutras zonas do globo de plantas comestíveis
transportando insectos, levou a existência de pragas intensas já que não
existiam inimigos naturais que limitassem a abundância dessas espécies de
insectos.
necessário importar inimigos naturais da praga
3
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.1-Importação
⇓
Califórnia: praga de citrinos-pulgões
Australia: joaninha Azya luteipes preda activamente cochonilha
ou lapa das plantas
Larvas joaninha Azya atacando
cochonilha verde em citros
Joaninha Azya fase adulta em citro
Controlo de pragas
1-Luta biológica
Joanhinha é muitas vezes o simbolo da luta
biologica, pois além da praga da cochonilha
também preda os pulgões, praga muito vulgar
em vários vegetais cultivados
4
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.2 – Inoculação
⇓
requere a libertação periódica do agente de
controlo, no caso de ele ser incapaz de persistir ao
longo do ano
permite um maior controlo da abundância dos inimigos
introduzidos e um melhor controlo do equilíbrio do
ecossistema
Larva de sirfideo alimentando-se
de pulgões
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.1 Inoculação
⇓
China- carpa herbivora
Grã-bretanha- controla a proliferação de algas libertado periodicamente, pois a
carpa não se reproduz neste clima
5
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.3 – Intensificação
⇓
consiste na adição de indivíduos “inimigos”
de espécies já presentes no local com capacidade
de controlar a praga.
Coccinella septempunctata
Joaninha das sete pintas
Adição de mais predadores:
Joaninhas da espécie local se a praga for de afideos
Ouriços se a praga for de gafanhotos
Acáro predador na praga do aranhiço vermelho do morangueiro
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.3 – Intensificação
Adição de mais parasitoides*:
Vespinhas parasitoides
de lagartas
*Parasitoides são insetos que depositam os ovos
no interior de noutros insetos (fase pupa) causando-lhes a morte.
O desenvolvimento completo ocore no interior do hospedeiro,
saindo apenas quando atingir seu desenvolvimento completo.
Parasitoide introduzindo um ovo
numa pupa de insecto
6
1.3 – Intensificação
Adição de mais parasitoides:
Vespinhas parasitoides
de lagartas
La avispa apantel (Apanteles glomeratus) es un parasitoide que pone sus
microscópicos huevos alrededor y sobre las piel repleta de pliegues de la
mariposa de la col (Pieris brassicae).
vespinha (Apanteles glomeratus)
1.3 – Intensificação
Adição de mais parasitoides:
Um sirfídeo a injectar ovos
nos afídeos que desenvolverão
no seu interior uma larva parasita.
Moscas parasitoides
de pulgões
Os sirfídeos também conhecidos como moscas-das-flores
constituem uma família de moscas (ordem Diptera), são encontradas, junto a flores,
onde estes insectos, na sua forma adulta, se alimentam de néctar e de pólen.
As larvas têm vários tipos de alimentação, consoante a espécie: algumas são
saprófitas, alimentando-se de plantas e animais em decomposição,
ou em locais alagadiços; outras são insectívoras, tomando como presas afídios,
tripes e outros insectos que parasitam e sugam a seiva das plantas.
As moscas das flores e as joaninhas constituem meios naturais de controlo da
população de pulgões.
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Resumo parasitoide
O parasitoidismo é uma relacão interespecífica intermedia entre a carnivoria e
o parasitismo. Os parasitoides (maioria insectos)em parte de seu ciclo de
vida depositan o ovo, sobre ou no interior, do seu hospedeiro (generalmente
um insecto), assim as larvas são ectoparasitas o endoparasitas, dependendo
da especie.
O parasitoide adulto é um animal de vida livre que pode ser tanto herbívoro,
nectívoro ou predador.
As características distintivas dos parasitoides são:
No final do seu ciclo larvar o hospedeiro morre (característica que o diferencia
dos parasitas comuns).
Cada parasitoide utiliza só um hospedeiro durante seu ciclo de vida (diferença
relativa aos carnivoros, que matam varias vitimas durante a vida)
Os parasitoides são mais específicos que os carnivoros, e podem procurar as
presas dispersando-se activamente o que não acontece com os parasitas.
Por estas razões têm uma grande importancia como agentes de controle
biológico de insectos praga, principalmente na agricultura
Controlo de pragas
1-Luta biológica
1.4 – Inundação
⇓
consiste na libertação de um grande número de “inimigos”
naturais por forma a provocar uma diminuição imediata
da praga.
Não possibilita um controlo a longo prazo já que tal
implicaria uma manutenção das populações de
“inimigos”.
Ex. Bacillus thuringiensis controla as pragas de
insectos Processionaria.
8
O que é a processionária ou lagarta-do-pinheiro?
Os pinheiros e cedros servem de hospedeiros a uma
lagarta da família Thaumetopoidea, género Thaumetopoea,
e espécie Thaumetopoea pityocampa, que causa por vezes
grandes danos em vastas áreas florestais, sendo por muitos
considerada o agente mais destrutivo dos pinhais a seguir
aos incêndios.
Os seus efeitos nefastos não se restringem a estas espécies florestais mas a muitas
espécies animais que com ela contactam.
No seu habitat natural, as raposas, os ginetes e os texugos são muitas vezes afectados
por este ser rastejante. Cavalos, ovelhas e porcos são também surpreendidos durante a
pastagem, bem como diversas espécies de aves que, na procura de alimento, são
afectadas por esta lagarta.
Na fauna doméstica, o cão e o gato são objecto de consulta veterinária frequente
pelos efeitos alérgicos que a processionária neles provoca.
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Controlo de pragas
1-Luta biológica
Porque é que as lagartas do pinheiro se tornaram uma praga?
Na agricultura tal aconteceu devido á importação de especies para
produção, porque o pinheiro é tipico do mediterrâneo
A construção de urbanizações
dentro de matas provocou o
desaparecimento do chapim,
por perturbação de habitat
A largarta desfolhador
de pinheiros é a presa
preferencial dos chapim,
das poucas aves adaptadas
a ingerir esta tipo de insecto
O ciclo de vida da processionária
Thaumetopoea pityocampa
Compreende diversas fases ao logo de todo o ano, algumas
delas inofensivas
A lagarta propriamente dita eclode dos ovos depositados nas
copas dos pinheiros pela borboleta em meados de Setembro.
Em meados de Novembro as lagartas provenientes de diversas
posturas constroem o seu ninho de resistência enterrado capaz
de enfrentar o frio do Inverno que se avizinha, na fase de pupa
ou crisália.
Em Junho, quando emergem os primeiros adultos
10
Como é que o conhecimento do ciclo de vida da lagarta do
pinheiro pode ser usado para combater esta praga?
Conforme a fase do ciclo biológico desta praga assim será o meio de luta a utilizar:
Fevereiro-Março, quando o último instar larvar começa a descer o pinheiro,
em "procissão", a caminho do solo onde irá pupar, pode-se instalar uma armadilha
com cola, tipo rolo, em redor do tronco.
Zona com cola inodora
Como é que o conhecimento do ciclo de vida da lagarta do
pinheiro pode ser usado para combater esta praga?
Conforme a fase do ciclo biológico desta praga assim será o meio de luta a utilizar:
No Verão quando a borboleta já depositou os seus ovos dentro dos
seus típicos ninhos há quem recorra ao corte a extremidade dos ramos infestados
\
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Como é que o conhecimento do ciclo de vida da lagarta do
pinheiro pode ser usado para combater esta praga?
Conforme a fase do ciclo biológico desta praga assim será o meio de luta a utilizar:
A melhor época é em Setembro, quando as pequenas e frágeis lagartas, dos
primeiros instares, andam na extremidade das copas. Nessa fase é extremamente
eficaz pulverizar-se (inundação) com insecticida biológico de Bacillus thuringiensis.
Controlo de pragas
1-Luta biológica
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Controlo de pragas
2 - Controlo genético
Pode efectuar-se a 2 níveis:
2.1- manipulação genética das culturas
Ex. tornando-as resistentes às pragas
2.2- manipulação genética das pragas.
Ex. libertação de machos estéreis resulta numa diminuição
da taxa de natalidade
Controlo de pragas
2 - Controlo genético
Sexo infrutífero na luta biológica
Numa biofábrica da Ilha da Madeira produzem-se diariamente
cerca de 5 milhões de moscas do Mediterrâneo.
O objectivo é combater a maior praga mundial de frutos frescos.
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Controlo de pragas
2 - Controlo genético
Sexo infrutífero na luta biológica
A mosca do Mediterrâneo Ceratitis capitata existe nos cinco continentes e é a maior
praga mundial da fruticultura, pois ataca mais de 250 espécies de zonas tropicais,
subtropicais e temperadas. Só na Ilha da Madeira causa prejuízos em cerca de 50
espécies frutícolas.
Com esta táctica, o programa Madeira Med “pretende colocar os níveis de infestação
inferiores a dois por cento em dez espécies frutícolas (anona, araçá, damasco, figo,
goiaba, laranja, manga, nêspera, pêra e pêssego)”
A produção desta unidade tem crescido desde 1997 e ao todo, até Julho de 2002 já
foram criados mais de 7 mil milhões de indivíduos. Destes, cerca de 184 milhões
foram exportados para Israel (entre Dezembro de 1997 e Junho de 1998), no âmbito
de um programa de cooperação científica.
Controlo de pragas
2 - Controlo genético
Para combater este flagelo, foi instalada
na Ilha uma biofábrica que produz cerca
de 50 milhões de insectos por semana.
Duas vezes por semana efectuam-se
largadas aéreas numa avioneta que
“pulveriza” a ilha com milhões de
machos de mosca do Mediterrâneo.
Todos os insectos libertados são machos estéreis que vão
competir com os animais selvagens pelo acasalamento com as
fêmeas.
Os ovos resultantes destas “uniões” não são viáveis e por isso
não surgem as larvas que se iriam alimentar dos frutos e causar
elevados prejuízos.
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Controlo de pragas
2 - Controlo genético
A biofábrica utiliza a Técnica do Insecto Estéril. As moscas são de
uma estirpe geneticamente alterada, em que as fêmeas são sensíveis
à temperatura. Ainda na fase de ovo, parte da produção é mantida
para assegurar a reprodução, enquanto que a restante é seleccionada
– as fêmeas morrem acima dos 34ºC. A fase de ovo dura dois dias
após os quais emergem as larvas (dura 6 a 7 dias) que são colocadas
em prateleiras de tabuleiros, com uma dieta à base de farelo de trigo,
levedura de cerveja e açúcar. O estado seguinte é a pupa que dura
duas semanas.
Controlo de pragas
2 - Controlo genético
É nos últimos dois dias desta etapa que se formam os orgãos sexuais. É
portanto, a altura ideal para esterilizar os machos através de uma radiação
de cobalto. As pupas são então colocadas em sacos de papel semi-abertos
de modo a permitir a emergência dos adultos. Cada uma das caixas
utilizada nas largadas pode conter 5,5 milhões de moscas.
15
Controlo de pragas
2 - Controlo genético
A avioneta "bombardeia" a ilha a cerca de 700 metros de altitude em linhas que distam 250
metros entre si. A dispersão aérea é mais homogénea, eficaz e barata que a terrestre, usada
no início do funcionamento da biofábrica.
Para que esta estratégia resulte, os machos estéreis têm que existir numa razão de 9 para 1
face aos selvagens. As estimativas levam a que sejam largados cerca de 50 mil machos por
quilómetro quadrado. A operação tem que ser realizada duas vezes por semana porque há
que contar com a constante emergência de fêmeas selvagens e com o tempo de vida do
adulto que é bastante curto (7 a 14 dias).
Uma das grandes vantagens de usar só machos é evitar as “picadas estéreis” que as fêmeas
fariam e que danificariam os frutos; outra vantagem está subjacente ao princípio da luta
biológica: não usar produtos químicos, com todos os benefícios inerentes para o ambiente.
Resumo de como é que libertação de insectos machos estéries
(largada de aviões) faz baixar a taxa de natalidade
Machos na natureza
Femeas na natureza
Reprodução com sucesso
Reprodução sem sucesso
Machos estéreis produzidos
em laboratório (9X+)
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Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
São desenvolvidas várias práticas por forma a tornar o
ambiente desfavorável para a praga
(PROTECÇÃO INTEGRADA)
⇓
pragas reguladas por factores independentes da densidade
(abióticos) e depedentes da densidade (adição de inimigos)
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Tipos de acções sobre as culturas que permitem controlar as pragas e o
ambiente:
a) fazendo a rotação de culturas por forma a evitar que uma determinada praga associada a uma
determinada cultura atinja densidades muito elevadas
b) removendo (ex. compostagem) os restos de culturas incluindo plantas não colhidas, pois são
rapidamente colonizadas por pragas
c) semeando intercaladamente espécies de plantas que atraiam os “inimigos” das pragas, mesmo que
não sejam da cultura
d) atrasando o desenvolvimento da cultura até que a praga se desenvolva e desapareça (surgimento
sazonal das pragas)
e) fazendo pousios, semeando espécies que enriquecem o solo como leguminosas que fixam o azoto
f) aplicando técnicas de solarização para eliminar pragas do solo (eg nematodes, cochonilhas
subterraneas, que atacam a videira)
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Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Tipos de acções sobre as culturas que
permitem controlar as pragas:
a) fazendo a rotação de culturas por forma a evitar que uma
determinada praga associada a uma determinada cultura
atinja densidades muito elevadas
b) removendo (ex. compostagem) os restos de culturas
incluindo plantas não colhidas,
pois são rapidamente colonizadas por pragas
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Mas o que é o composto?
O composto é uma substância semelhante ao solo,
resultante da decomposição de matérias orgânicas.
A compostagem é uma maneira natural de reciclar as
plantas, fácil e barata. Só é preciso tempo, algum
espaço na horta, acesso a materiais de desperdício
que se decomponham facilmente e água.
A compostagem leva cerca de 3 meses, dependendo
das condições criadas para facilitar a decomposição
rápida da matéria orgânica, evitando a perda de
nutrientes.
18
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
As plantas e outras matérias orgânicas são
empilhados sobre uma superfície ampla, e
arejada.
Uma camada de terra de 2 a 3 cm, sobre cada
camada de materiais, como mostra a figura,
serve
de
inoculante,
adicionando
microorganismos ao monte.
Picar, ripar ou partir o material que é colocado
na pilha, acelera a decomposição da
matéria orgânica transformando-a em
composto, ou seja uma substância fina e de
cor escura, semelhante ao húmus.
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Porque é importante controlar a temperatura e a humidade
durante a compostagem?
Uma vez constituído, o monte de composto começa a aquecer,
atingindo temperaturas entre 60-80º C. Esta temperatura alta vai
pasteurizar o composto, destruindo os elementos patogénicos.
Passados cerca de 15 dias, a temperatura diminui, e o monte deve
ser virado, de modo a que as camadas do fundo sejam viradas para
cima.
Cerca de 5 semanas depois, o monte deve ser virado de novo. Os
materiais que se encontram na parte de fora do monte devem ser
colocados no meio; o teor de humidade deve ser verificado, e, se
necessário, adiciona-se água. Um monte de composto deve ser
mantido sempre húmido (cerca de 45 a 65 % de humidade), visto
que a humidade é necessária ao processo de fermentação.
19
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
c) atracção de inimigos naturais da praga e de
espécies de insectos que ajudem à polinização.
P.ex. através da sementeira de plantas cujo
odor os atrai
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
d) atrasando o desenvolvimento da cultura até que a praga
se desenvolva e desapareça (surgimento sazonal das
pragas)
e) fazendo pousios, semeando espécies que enriquecem o
solo como leguminosas que fixam o azoto
Beldroega da praia
espécie que ajuda a preparar o
solo para outras espécies
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Efeito da presença de
Sesuvium portulacastrum nas
caracteristicas do solo
1
2
3
4
5
6
7
%N-0cm
%N-10cm
%N-50cm
%C-0cm
%C-10cm
%C-50cm
TOC [%]
0.4
4
0.2
2
THAA [mg/g dw]
0.6
6
TN [%]
8
0 cm
10 cm
50 cm
0.0
0
1
2
3
4
5
6
25
20
15
10
5
0
7
1
Station
2
3
4
5
6
7
Station
PhD Thesis B.B. Schmitt, 2006
Porque é que Sesuvium portulacastrum enriquece o solo?
bacterias contagem
Total
Fixação de azoto
Sesuvium roots
Epiphytes
Surface sediments
60
106 cells/mg dw
µg Ethylene/mg
dw
azoto
80
40
20
0
120
80
40
0
0
6
12
24
36
48
Time [hrs]
Uma simbiose fungo-planta:micorriza
m
ia
ium
nn
viu
su cm suv re
ice
Se 10 Se sphe
Av
zo
rhi
Rizoesfera- Região do solo influenciada
pelas raizes, com maximo de actividade
microbiana, que decompõem
compostos orgânicos em nutrientes
inorgânicos
PhD Thesis B.B. Schmitt, 2006
Micorriza-Associação entre certos
fungos e algumas raizes de plantas, e
que aumenta a área de captação de
água e sais da raiz
21
Sesuvium
Aumenta a quantidade de
azoto, carbono,
aminoacido total, no solo
"Sesuvium "
Fungo
Bacteria
Micorriza
N2-Fixação
Sesuvium portulacastrum melhora as condições do solo e facilita o
desenvolvimento de outras espécies
PhD Thesis B.B. Schmitt, 2006
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
f) aplicando técnicas de solarização para eliminar pragas
do solo (eg nematodes, cochonilhas subterraneas, que
atacam a videira)
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Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
solarização para eliminar pragas do solo
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Balanço da utilização da protecção integrada
Vantagens:
1- evita a utilização de pesticidas que têm efeitos de acumulação na teia alimentar
2- evita a adubação excessiva com quimicos, que causa eutrofização dos corpos de
água
3-A nível internacional, já se produzem industrialmente mais de 15 espécies de insectos
e aranhas para serem usados no controlo biológico.
Desvantagens:
1 - necessita um conhecimento muito aprofundado da ecologia das espécies e dos
factores que regulam o equilíbrio dos ecossistemas
2 - no caso de pragas importadas é difícil caracterizar o ambiente original da praga e
determinar quais os factores que a podem controlar
3 - proporciona resultados menos rápidos do que a utilização de pesticidas
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Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Balanço da utilização da protecção integrada
- 1945 (antes da aplicação de pesticidas sintéticos) –
7 % das culturas perdiam-se devido a pragas de
insectos
- 1991 (depois da aplicação de pesticidas sintéticos) –
13 % das culturas perdiam-se devido a pragas de
insectos
-1997 (EUA), lançaram para o ambiente 2,5 milhões de
toneladas de pesticidas e outros produtos químicos.
Cerca de 672 milhões de aves foram contaminadas.
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
Situação em Portugal
A técnica do insecto estéril usada na Madeira é talvez o exemplo mais significativo
devido aos números envolvidos.
Mas por todo o País se faz e desenvolve o controlo biológico. Nos Açores
introduziram-se 150 mil joaninhas para combater afídeos (uma praga de citrinos) e
em Trás-os-Montes usam-se larvas de joaninha para eliminar aranhiços-vermelhos
(pragas das macieiras).
Aliás, na Europa, Portugal foi pioneiro neste tipo de luta quando, em 1897, se
introduziram joaninhas para combater icérias (cochonilhas praga dos citrinos), tal
como se fizera em 1888 na Califórnia.
24
Controlo de pragas
3- Controlo de culturas
É ainda difícil ter grandes explorações agrícolas sem recurso a
pesticidas, mas….
Uma solução possivel é fazer uma protecção integrada das culturas:
- Através da atracção dos predadores e parasitas naturais das
espécies praga, de modo a reduzir ao mínimo a aplicação de
pesticidas.
- Utilização de formas de fertilização natural, através da compostagem
dos restos das culturas, da alternancia de culturas com interesse
comercial com outras enriquecedoras do solo de modo a reduzir ao
mínimo a aplicação de quimicos.
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