Prof. Dr. RICARDO VICTORIA FILHO ÁREA DE BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL ESALQ/USP PIRACICABA/SP

(1)

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

(2)

(3)

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

(4)

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.

(5)

Pop ulaçã o do Inseto Pop ulaçã o da Plant a Da ninha inseto planta daninha

FIGURA 1 - VARIAÇÃO DA POPULAÇÃO DA PLANTA DANINHA E DO INSETO COM O DECORRER DO TEMPO

(6)

Figura 2 - Curvas de crescimento populacional

Tempo P re form anc e da po pul aç ão potencial biótico Curva logística K Y = N₀ * e r K K-No Y = N₀ * e r

(

Resistência do meio

(7)

RESISTÊNCIA DO MEIO

• Fatores abióticos

- naturais (climáticos e edáficos)

- promovidos pelo homem (métodos físicos e químicos de controle)

• Fatores bióticos

- naturais (competição, alelopatia, parasitismo e predação)

- manipulados pelo homem (competição, alelopatia, parasitismo e predação)

(8)

Interação

Biótica

Espécies reunidas

Espécies isoladas

Espécie A Espécie B Espécie A Espécie B

Predação

₊

_-

_O

Parasitismo

₊

_-

_O

Amensalismo

O

-

O

Competição

_-

_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

(9)

2. VANTAGENS E DESVANTAGENS

DO CONTROLE BIOLÓGICO

(10)

CONTROLE BIOLÓGICO DAS PLANTAS

DANINHAS

VANTAGENS

a) Auto perpetuação

b) Sem necessidade de reaplicação,uma vez

estabelecido com sucesso

c) Sem efeitos tóxicos

(11)

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

(12)

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

(13)

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

(14)

3

. MÉTODOS DE CONTROLE BIOLÓGICO

3.1. ESTRATÉGIA CLÁSSICA

3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA 3.3. ESTRATÉGIA REPOSITIVA

(15)

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

(16)

Melhores locais

 Pastagens permanentes

 Áreas não agrícolas

 Florestas

(17)

CONTROLE BIOLÓGICO ESPONTÂNEO

• Ocorre naturalmente nas áreas agrícolas e outras

áreas de interesse.

• Aguapé – Eichlornia 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

(18)

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

(19)

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

(20)

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

(21)

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

(22)

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.

(23)

(24)

(25)

(26)

Liberação no campo: 1927-1930

(27)

alto poder de predação

destruição da planta

(28)

Segundo Pitelli et al (2003) em 10 anos obtiveram uma recuperação de 95% áreas infestadas

(29)

Lantana camara no Hawaí

• Introduzida em 1860: propositos ornamentais • Disseminação favorecida

por dois pássaros – Turtur chinensis – Acridoteres tristis • 1900  milhões de

hectares

(30)

(31)

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

(32)

ESTRATÉGIA CLÁSSICA – exemplos

• AGUAPÉ – Eichlornia crassipes – nativa da bacia

amazônica e do pantanal mato-grossense tem sido disseminada pelo homem em várias regiões tropicais e sub-tropicais do mundo.

• Diversos inimigos naturais tem sido estudados.

• Três espécies de insetos associados a fungos tem

(33)

(34)

(35)

Inimigos naturais estudados

(36)

(37)

Ruanda – programa de introdução de Neochetina

spp

(38)

Figura 4 - Área infestada por Eichhornia crassipes no estado de Louisiana. N. eichhorniae liberado em 1974 e N. bruchi em 1975.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 Ano Á re a in fe sta d a (h a x 10 00 ) Outono Primavera

(39)

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(basidiomycota-ferrugem

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

(Basidiomycota-ferrugem)

Turquia

Chondrilla juncea Austrália, EUA P. chondrillina Fungo

(Basidiomycota-Ferrugem)

Europa

Cirsium arvense Austrália, EUA Puccinia xanthi Fungo (Basidiomycota –

ferrugem

Austrália

Eichhornia crassipes

EUA Neochetina eichlorniae Inseto (Coleoptera:

Curculionidae

(40)

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

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

(Basidomycota-ferrugem)

França

Hydrilla verticillata EUA Hydrellia balciunasi Inseto

(Diptera:Ephydridae

Australia

Pistia stratiotes EUA Neohydronomus affinis Inseto (Coleoptera:

Curculionidade)

Argentina

Rubus constrictus Chile Phragmidium violaceum Fungo

Alemanha

R. fruticosus Austrália P. violaceum Fungo

(Basidiomycota-ferragem)

Alemanha

R. ulmifolius Chile P. violaceum Fungo

(Basidiomycota-Ferrugem

Alemanha

Senecio jacobeae EUA Longitarsus jacobae Inseto (Coleoptera

chyrsomelidae)

Itália

S. vulgaris EUA,

Europa

P. lagenophorae Fungo

(41)

(42)

(43)

http://www.invasive.org/browse/detail.cfm?imgnum=0002096

http://www.invasive.org/browse/detail.cfm?imgnum=0002097 Eichhornia crassipes

(44)

Eichhornia crassipes Uganda

http://www.invasive.org/browse/detail.cfm?imgnum=0002098

(45)

(46)

(47)

Antes da liberação de Cyrtobagous

(48)

Depois da liberação de Cyrtobagous

(49)

(50)

3.2. ESTRATÉGIA INUNDATIVA

• Utilização de fungos ou bactérias fitopatogênicas

como agentes de biocontrole.

• Esses organismos devem ser específicos e

seguros para plantas não-alvo.

• Organismos são aplicados em altas populações

provocando expressivo e imediato impacto na dinâmica populacional ou na competitividade da plantas daninha

(51)

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

(52)

Alternaria cassiae, agente de controle biológico de

Senna obtusifolia

Agral

(53)

(54)

Carregamento de Egeria spp retirada das grades de proteção das turbinas

(55)

Efeitos de concentrações de inóculo produzido em arroz sobre a mortalidade de Egeria najas

(56)

Bioherbicida para Solanum viarum

• Solvinix

• Virus: TMGMV • Forte reação de

hipersensibildade _{33 DIAS DA APLICAÇÃO}

(57)

(58)

(59)

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

(60)

Estratégia repositiva

Exemplo

• Ctenopharyngodon idella (carpa-capim) para o controle de Hydrilla verticillata em lagos:

(61)

Ctenopharyngodon idella

(62)

Ctenopharyngodon idella

(63)

(64)

Pistia stratiotes

carpa capim

(65)

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)

(66)

4.2. Principais obstáculos

• eficácia

• alto grau de especificidade do hospedeiro

• incompatibilidade com os herbicidas

• considerações regulatórias

• aspectos econômicos

(67)

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

(68)

(69)

(70)

(71)

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)

(72)

(73)

Utilização de produtos químicos, sintéticos, que

em

concentrações

adequadas

inibem

o

desenvolvimento ou provocam a morte das

plantas daninhas.

(74)

Ano Energia Humana Energia Animal Energia Mecânica (trator) Energia Química 1920 40 60 - - 1947 20 10 70 - 1975 5 TR 40 55 1990 <1 TR 24 75

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.

(75)

Agroquímico 1960 1970 1980 1990 2000 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 Outros 32 135 696 1.960 2.520 Total 800 2.700 11.600 28.000 36.000

TABELA 2. Venda de agroquímicos no período de 1960 a 1990, com

estimativa para 2000 em milhões de dólares (Hopkins, 1994).

(76)

Tabela 3 - Venda de defensivos agrícolas por classes – 2003-2007 Ingrediente ativo 2003 2004 2005 2006 2007 Herbicidas 110.215 124.060 136.853 144.986 189.101 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 Outras 18.819 21.842 24.616 23.588 29.775 9,79 Total 182446 214.2725 232.232 238.716 304.031

(77)

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

(78)

VENDAS – CLASSES (2008) US$ 1.000 Herbicidas 3.200.721 (44,9%) Fungicidas 1.573.600 (22,1%) Inseticidas 2.027.771 (28,5%) Acaricidas 112.876 (1,6%) Outros 210.172 (2,9%) Fonte: SINDAG

DEFENSIVOS AGRÍCOLAS NO BRASIL PERFIL DO SETOR

(79)

VENDAS – CULTURAS (2008) US$ 1.000 Soja 3.227.039 45,3% Milho 911.838 12,8% Cana 676.230 9,5% Algodão 553.714 7,8% HFF 303.301 4,3% Café 267.726 3,8% Citros 253.644 3,6% Trigo 3% Demais 167.499 2,4% Feijão 167.110 2,3% Arroz 164.360 2,3% Pastagens 113.902 1,6% Batata 103.389 1,5% Fonte: SINDAG

(80)

VENDAS – ESTADOS (2008) US$ MILHÕES MT (1°) 1.348,7 18,9% PR (2º) 1.146,8 16,1% SP (3°) 1.121,2 15,7% RS (4°) 831,3 11,7% GO (5°) 661,4 9,3% MG (6°) 539,2 7,6% BA (7°) 383,4 5,4% MS (8°) 377,1 5,3% SC (9°) 170,0 2,4% Os demais 546,0 7,7% Fonte: SINDAG

(81)

PRODUTOS FITOSSANITÁRIOS

TIPO INGREDIENTES ATIVOS PRODUTOS 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

(82)

• 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

• resíduos

• toxicidade ao homem

• problema de educação do lavrador

• desenvolvimento de resistência em algumas espécies • Impacto ambiental - danos

VANTAGENS:

(83)

RNA PC Biossíntese da celulose Metabolismo NH₄ biossíntese de aminoácidos Fotossíntese, biossíntese da clorofila,

carotenos, peroxidação de lipídeos

Herbicidas auxinicos Interferem com microtúbulos

Síntese de Ac. graxo Destruição de membranas VACÚOLO CLO CLO CLO = clorofila Nu = núcleo Mt = microtúbulos M = mitocôndrio Pl = plastídio Pc = parede da célula

(84)

2. CLASSIFICAÇÃO DOS HERBICIDAS a) Época de aplicação b) Seletividade c) Translocação d) Grupo químico e) Mecanismo de ação

(85)

a) Época de Aplicação

• Pré-plantio incorporado (PPI)

• Pré-emergência (PRE)

• Pós-emergência inicial

• Pós-emergência tardia

• Pós-emergência dirigida

(86)

PRE Pós-Inicial PPI Pós-dirigida Pós-tardia PP H H

(87)

b) SELETIVIDADE . Seletivos . não seletivos c) TRANSLOCAÇÃO . Contato . translocação – simplástica apoplástica

(88)

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

(89)

PRINCIPAIS MECANISMOS DE AÇÃO

Inibidores da divisão celular

Inibidores de crescimento inicial Inibidores da fotossíntese

Inibidores da síntese de pigmentos

Solo LOCAL DE APLICAÇÃO Solo Solo Solo Mimetizadores de auxina Destruidores de membrana Inibidores da ALS Inibidores da ACCase Inibidores da EPSP Folha Folha/Solo Folha Folha Folha