Uso de Micoherbicidas no Controle Biológico de Plantas Invasoras

(1)

Uso de

Micoherbicidas

no Controle

Biol

ó

gico de Plantas Invasoras

Kátia de Lima Nechet

Pesquisadora Fitopatologia

Embrapa Meio Ambiente

(2)

Micoherbicida

Uso de fungos fitopatogênicos endêmicos, já associados à planta-alvo, que são produzidos em massa, formulados e aplicados de modo semelhante a um herbicida químico onde a população da planta invasora está estabelecida

Foto: K.L. Nechet Fotos: R.W. Barreto/K.L.Nechet

(3)

Importância das Plantas Invasoras

Interferência negativa nos ambientes agrícolas

Perdas – 20 a 30%

Lorenzi (2000)

(4)

Importância das Plantas Invasoras

herbicida é a classe mais consumida dentre os defensivos 130 ingredientes ativos registrados no Agrofit

120.000 t comercializados em 2009

90.000 t - Glifosato e seus sais

ingrediente ativo mais vendido no Brasil 71 produtos comerciais

20 empresas registrantes US$ 1 bilhão

Brasil Ibama (2009)

(5)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento

de um Micoherbicida

Controle de populações resistentes a herbicidas 197 espécies resistentes (WSSA, 2010)

Falha no controle

ingrediente alternativo - limitado biótipos com resistência múltipla

(6)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento

de um Micoherbicida

Invasoras parasitas

Controle ineficiente com herbicidas químicos

Cuscuta spp. Orobanche spp. parasita solanáceas Striga spp. Cereais-África Lorenzi, 2000

(7)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento

de um Micoherbicida

Gramados e jardins

Canadá – programa de substituição de defensivos químicos

(8)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento

de um Micoherbicida

Culturas de menor importância econômica (ponto de vista das empresas)

Ambientes dulcícolas (represas,canais)

Invasoras em áreas urbanas invasoras alergênicas Nichos de mercados

Ambrosia artemisiifolia

(9)

Oportunidades que Justificam o Desenvolvimento

de um Micoherbicida

Plantas narcóticas

Aumento da preferência do consumidor por esses produtos No Brasil – 13.000 áreas de produção

U$ 300 milhão Produção Orgânica

Erythroxylum coca var. coca Cannabis sativa

(10)

Bioherbicidas

Registrados e/ou Comercializados

DeVine – Ridings, 1986 Phytophthora palmivora Morrenia odorata Citrus -EUA Mercado pequeno Áreas da Florida

(11)

Bioherbicidas

Registrados e/ou Comercializados

CollegoTM – TeBeest et al.,1992

Colletotrichum gloeosporioides f.sp. aeschynomene

Aeschynomene virginica- angiquinho

Soja e Arroz -EUA 90% de controle

Comercializado sob novo nome - LockDown

(12)

(13)

Bioherbicidas

Registrados e/ou Comercializados

Planta-alvo Patógeno

Nome registrado Cultura País Referência Cuscuta spp. Colletotrichum

gloeosporioides f.sp. cuscutae Lubao

Soja China 1963

Cyperus

esculentus PucciniaDr. BioSedgecanaliculata Várias

EUA _{Phatak, 1987}

Cassiaobtusifolia Alternaria cassiae

CASSTT Várias EUA Boyette, 2000

Prunus serotina Plantas lenhosas

invasoras

Chondrostereum

purpureum BioChonTM Refloresta_mentos Holanda De Jong et al., 1990 ChontrolTM

(14)

Bioherbicidas

Registrados e/ou Comercializados

Planta-alvo Patógeno

Nome registrado Cultura País Referência Malva pusilla

Malva spp. gloeosporioidesColletotrichum BioMalR_=Mallet _WP

Várias Canadá; EUA Mortensen, 1996

Poa annua Xanthomonas campestris pv. poae

CampericoTM

Gramados; campos de

golfe

Japão Imaizumi et al., 1997

Cuscuta sp. Alternaria destruens Smolder G

Smolder WP

Várias EUA Hopen et al., 1997

Acaciaspp. Cylindrobasidium

(15)

Bioherbicidas

Registrados e/ou Comercializados

Planta-alvo _{Nome registrado}Patógeno Cultura País Referência

Hakea sericea H. gummosis Colletotrichum acutatum Hakatak Vegetação

nativa África do Sul Morris et al., 1999 Taraxacum

officinale SclerotiniaSarritorminor Gramados Canadá Bailey et al., 2007 Solanum

viarum TMGMVSolvinix várias EUA Charudattan(2008)

Mais de 50 exemplos de potenciais

(16)

Alguns dados...

Ash

(2010)

Web

Web of of Science Science (1987(1987--2010)2010) 595 artigos

595 artigos

335

“

“potencial como potencial como micoherbicida

micoherbicida ou ou bioherbicida

bioherbicida””

“

“herbicidas sintherbicidas sintééticosticos” ”

17.000 artigos

(17)

Etapas para Desenvolver um

Micoherbicida

Sele

Seleçção da plantaão da planta--alvoalvo

Levantamento e identifica

Levantamento e identificaçção de fungos ão de fungos associados e de ocorrência na região

associados e de ocorrência na região

Estudos de biologia e ciclo de vida

do fungo

Avalia

Avaliaçção da especificidadeão da especificidade

Estudos sobre as condi

Estudos sobre as condiçções ões ambientais que afetam o

ambientais que afetam o

desenvolvimento da doen

(18)

Etapas para Desenvolver um

Micoherbicida

Compatibilidade com

adjuvantes e herbicidas

Viabilidade do

Viabilidade do patpatóógeno geno em em armazenamento (vida de prateleira)

armazenamento (vida de prateleira)

Produ

Produçção ão massal massal do fungodo fungo

Eficiência do

Eficiência do ““prpréé--produtoproduto” ” em em condi

condiçções de campoões de campo

Registro e licenciamento

Produ

(19)

Eficiência no campo

Formula

Formulaçção /concentraão /concentraçção de ão de ininóóculoculo

Integra

Integraçção do produto nos sistemas de produão do produto nos sistemas de produççãoão Especificidade

Especificidade

Formula

Formulaçção inadequadaão inadequada

Dependência de Molhamento Foliar

Prote

Proteçção contra radiaão contra radiaçção UVão UV

Resistência/Tolerância das plantas

Tecnologia de aplica

Tecnologia de aplicaççãoão

Principais Obst

á

culos para Desenvolver um

Micoherbicida

(20)

Grupos de Pesquisa com

Micoherbicidas

Pesquisador

Pesquisador PaPaííss SituaSituaççãoão Rhagavan

RhagavanCharudattanCharudattan EUA Aposentado

Registro de Bioherbicida Douglas

Douglas BoyetteBoyette EUA Ativo

David

David TeBeestTeBeest EUA Mudança de prioridade Bruce

Bruce AuldAuld Austrália Aposentado

Karen

Karen BaileyBailey Canadá Registro de Micoherbicida Maurizio

Maurizio VurroVurro Itália Ativo

Graeme

(21)

Grupos de Pesquisa com

Micoherbicidas

Projeto S-268 – EUA, Canadá, Austrália, Inglaterra, Israel e Japão

(22)

Grupos de Pesquisa na Am

é

rica Latina

16 grupos de pesquisa com controle biológico de invasoras

Maioria de trabalhos com controle biológico clássico

Maioria das atividades dominada por entomologistas Trinidade e Tobago Costa Rica Argentina Brasil Mexico Chile

(23)

Grupos de Pesquisa na Am

é

rica Latina

com

Micoherbicidas

Pa

Paííss PesquisadorPesquisador InstituiInstituiççãoão PlantaPlanta--alvoalvo

México M.M. Jiménez Instituto Mexicano de Tecnologia del Agua

Aguapé

Brasil

J. T. Yorinori Embrapa – Soja Leiteiro Sueli Mello Embrapa – Cenargen Fedegoso;

Tiririca

R. A. Pitelli Unesp/Jaboticabal Aguapé; Elódea; Fedegoso R.W. Barreto Univ. Federal de Viçosa Leiteiro; Tiririca;

Trapoeraba; Aguapé-de-flexa

(24)

Trabalhos Pioneiros no Brasil

Ribeiro e Andrade (1995)

Collego® angiquinho lavouras de arroz irrigadas

(25)

Trabalhos Pioneiros no Brasil

Programa pioneiro de desenvolvimento de um

Programa pioneiro de desenvolvimento de um micoherbicidamicoherbicida

Dr. J.T.Yorinori (Embrapa Soja) -1980/81

Helminthosporium sp. (=Bipolaris euphorbiae)

Euphorbia heterophylla

(26)

Yorinori (1984)

eficiência comparável com acifluorfen sódico redução de peso fresco do leiteiro

impediu a produção de sementes

Yorinori e Gazierro (1989)

variação de suscetibilidade entre populações do leiteiro

população resistente à B.euphorbiae

Gazierro e Yorinori (1993) produto comercial?

(27)

Seleção de fungos para o desenvolvimento de

micoherbicida para o controle biológico de

Euphorbia heterophylla

Universidade Federal de Vi

ç

osa

Barreto,

R.W.

Nechet

,

K.L.

Mizubuti

,

E.S.G.

Silva,

A.A.

Departamento de Fitopatologia

(28)

Leiteiro; leiteira; amendoim-bravo

Euforbiácea - nativa da América tropical e subtropical

Alta variabilidade

Sele

ç

ão da Planta

-

alvo

(29)

Elevada competitividade a agressividade

Invasora de culturas importantes – milho, cana-de-açúcar, feijão e soja

Látex transfere umidade aos grãos colhidos

Hospedeira de pragas agrícolas

Planta

-

alvo

(30)

Planta

-

alvo

Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da enzima ALS

Gazierro et al., 1998

Biótipos resistentes aos herbicidas inibidores da PROTOX

Trezzi et al., 2006

Biótipos resistentes ao herbicida glifosato

Vidal et al., 2007

(31)

Etapas do Desenvolvimento

Levantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998) Barreto e Evans (1998) Uromyces euphorbiae Sphaerellopsis filum Hiperparasitismo Foto: R.W.Barreto

(32)

Etapas do Desenvolvimento

Levantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)

Barreto e Evans (1998)

Bipolaris euphorbiae

Severa desfolha Morte de plantas

Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000 e 1400 mm e temperatura média

acima de 22 C

(33)

Etapas do Desenvolvimento

Levantamento e identificaçção de fungos associados ao leiteiro ão de fungos associados ao leiteiro Barreto e Evans (1998)

Sphaceloma poinsettiae

Sintoma de verrugose nas folhas e caule Morte de plantas novas

Patógeno mais frequente

Encontrado em locais com média anual de precipitação entre 1000

e 1400 mm

(34)

Levantamento e identificaçção de fungos associados ão de fungos associados

Além de Bipolaris euphorbiae, o fungo

Sphaceloma poinsettiae teria potencial para o desenvolvimento de um micoherbicida para o leiteiro.

(35)

Sele

Seleçção de um isolado de cada ão de um isolado de cada patpatóógenogeno Epidemiologia, produ

Epidemiologia, produçção ão massal massal e vida de prateleira e vida de prateleira Gama de Hospedeiros (M

Gama de Hospedeiros (Méétodo Centrtodo Centríífugofugo--FilogenFilogenéético)tico) Nechet

Nechet (2002); (2002); Nechet Nechet et et alal, 2004; , 2004; Nechet Nechet et et al., 2006al., 2006

Coleção de isolados

S. poinsettiae (10) B. euphorbiae (06)

(36)

KLN16 Niterói-RJ KLN19 Viçosa-MG KLN23 Boa Vista-RR KLN24 Goiânia-GO RWB247 Itabuna-Ba RWB273 Foz do Iguaçu-PR RWB274 Nova Laranjeira-PR RWB280 Nova Petrópolis-RS Características fisiológicas RH (resistente à imazethaphyr) TRB (resistente à B. euphorbiae) TSB (suscetível à B. euphorbiae) SH (suscetível à imazethapyr) Obtenção de populações

(37)

Bipolaris euphorbiae como agente de controle biológico de Euphorbia heterophylla: Seleção de novos isolados, avaliação de especificidade e estudos complementares

Seleção Massal

9 populações x 6 isolados

incidência de folhas com sintomas e de plantas mortas

Concentrações Inóculo

0, 103_{, 10}4_{, 10}5_{, 10}6_{, 10}7 _conídios/ml

32 espécies + 8 cultivares de soja

Gama de hospedeiros

Compatibilidade com adjuvantes (11) e herbicidas (06)

(38)

0 20 40 60 80 1 00 1 20 KLN1 6 KLN1 9 RWB273 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH % d e f o lh as co m s in to m as KLN01 KLN02 KLN05 KLN09 KLN16 TAD

Figura 1: Incidência da doença observada nas populações de E. heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.

Populações E. heterophylla Seleção Massal

(39)

0 20 40 60 80 100 120 140 KLN16 KLN19 RWB273 RWB274 RWB247 TS B TRB RH S H % d e p lan tas m o rt as KLN01 KLN02 KLN05 KLN09 KLN16 T AD

Figura 2: Incidência de plantas mortas observada nas populações de E.

heterophylla, 7 dias após a inoculação com isolados de B. euphorbiae.

Populações E. heterophylla Seleção Massal

(40)

Figura 3: Efeito de doses crescentes de inóculo na severidade de B. euphorbiae em duas populações de E. heterophylla.

KLN19 TRB Concentrações Inóculo 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 2 3 4 5 6 7

Log da concentração de inóculo

AA C P D TRB YKLN19 = - 462,42+369,73X R2=0,89 Y_TRB= -86,73+182,43X R2_=0,89 KLN 19 Fotos: K.L. Nechet

(41)

Gama de Hospedeiros

Específico à E. heterophylla

(42)

Compatibilidade com adjuvantes e herbicidas

Compatível com todos adjuvantes e herbicidas testados

Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios

Crescimento micelial = 10- 35C (25 C )

(43)

Bipolaris euphorbiae

Principais limitações como micoherbicida

População resistente não controlada eficientemente Concentração alta de inóculo para o controle

(44)

Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida

9 populações x 10 isolados Escala de notas 0-6

Conídio como propágulo - concentrações conídios

0, 103, 104, 105, 106, 107 conídios/ml

Micélio como propágulo - Meio de cultura líquido e virulência do micélio

(45)

Avaliação de Sphaceloma poinsettiae, agente causal da verrugose em Euphorbia heterophylla, como micoherbicida

38 espécies + 8 cultivares de soja

Gama de hospedeiros

Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de conídios

(46)

Escala de notas: 0-6 Índice de McKiney AACPD

1 2 3 4 6

(47)

Seleção Massal 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 KLN16 KLN19 RWB280 RWB274 RWB247 TSB TRB RH SH AAC P D KLN01 KLN12 KLN13 KLN14 KLN16 KLN21 RWB273 RWB274 RWB280 RWB281

Figura 1: Área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) dos isolados de S. poinsettiae, calculada utilizando o índice de McKiney, em populações de E. heterophylla.

(48)

Conídio como propágulo

Independente da concentração de inóculo

Nota 1- Traço de verruga

Micélio

(49)

Micélio como propágulo - Meio de cultura

Figura 2: Notas de severidade em duas populações de E. heterophylla, 21 dias após a inoculação de fragmentos de micélio de S. poinsettiae obtidos de 4 meios de cultura e dois períodos de molhamento. 0 1 2 3 4 5 6 Água BD48 BD24 C48 C24 CV48 CV24 M48 M24 Tratamentos N o ta ao s 21 D A I KLN19 TRB

(50)

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5 10 15 20 25 30 35 40 Temperature (ºC) Media Diameter (c m

Efeito da temperatura no crescimento micelial e germinação de micélio Y= -1,54+0,37X-0,008X2 R2_{= 0,74} 0 20 40 60 80 100 120 140 5 10 15 20 25 30 35 40 Temperature (ºC) Germination ( % Y= -554,64+53,68X-1,07X2 R2_=0,94

Figura 3: A. Diâmetro médio da colônia de S. poinsettiae 30 dias após semeio em BDA. B. Germinação de fragmentos de micelio de S. poinsettiae em diferentes temperaturas.

(51)

Vida de prateleira do micélio

Figura 4: Efeito das condições de armazenamento na porcentagem de germinação de ufc de S. poinsettiae RWB274.

0 20 40 60 80 100 0 15 20 25 Talco(A) Talco(4º) Água(A) Água(4º) Sac(A) Sac(4º) Dias de armazenamento G er m in aç ão ( %)

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Gama de Hospedeiros

Específico à E. heterophylla

Sphaceloma poinsettiae

Principais limitações como micoherbicida

Produção de conídios inconsistente e seu uso como propágulo causou danos mínimos nas populações da invasora.

A viabilidade dos fragmentos de micélio durante o armazenamento não foi estável e diminuiu ao longo do tempo.

(53)

Possibilidade de Trabalhos Futuros

B. euphorbiae

Busca de novos isolados Mistura de isolados

Melhoria das condições nutricionais de obtenção do inóculo

S. poinsettiae

Busca por métodos de produção de inóculo infectivo

Busca por formulações que mantenham a viabilidade do inóculo

Mistura de espécies

Otimização das condições de desenvolvimento da doença

(54)

Parcela infestada com leiteiro

Meta com uso de

micoherbicidas

Aplicação de micoherbicida

Controle excelente do leiteiro

Longo e

Á

rduo Trabalho de Pesquisa

Foto: B.S. Vieira

(55)

Agradecimentos

Robert Weingart Barreto

Universidade Federal de Viçosa

Bruno Sérgio Vieira

(56)