5/24/2011 - escola superior de agricultura "luiz de...

5/24/2011

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Pedro J. Christoffoleti [email protected] 1

Resistência de plantas daninhas a herbicidas

Plantas resistentes ocorrem naturalmente em baixa

freqüência

A pressão de seleção exercida pelo herbicida aumenta a

freqüência das plantas resistentes

“é a capacidade herdável de uma planta sobreviver e

reproduzir após à exposição a um herbicida,

“é a capacidade herdável de uma planta sobreviver e

reproduzir

1- Definições

que

normalmente seria letal para a população original

(suscetível)”


Padrão de ocorrência de plantas daninhas

resistentes a herbicidas no campo

Falha do herbicida devida a resistência:

manchas com alta densidade no centro diminuindo para fora

escapes em diferentes direções sem padrão definido na gleba

sempre se tratando da mesma planta daninha.

Picão-preto resistente aos herbicidas inibidores da ALS em soja


Planta resistente x planta suscetível ao herbicida glyphosate

Planta suscetível

Planta resistente

Azevém – Lolium

multiflorum


Bidens pilosa – picão-preto

Chlorimuron – 50 g/ha

População suscetível


6 anos de seleção


10 anos de seleção

Exemplo de evolução da resistência de picão-preto aos

inibidores da ALS

5/24/2011

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Resistência da buva ao glyphosate


Resistência da buva ao glyphosate

Café


Sintomas de glyphosate em plantas resistentes de buva


Outras definições importantes

Sítio de ação (SDA) e Mecanismo de Ação (MDA) de um herbicida

Processo metabólico ou fisiológico específico da reação

principal de atuação na morte da planta

Onde e como um herbicida atua na morte da planta

Resistência cruzada da planta daninha

resistência a herbicidas com o mesmo SDA, mesmo que o

segundo herbicida nunca tenha sido utilizado

Resistência múltipla da planta daninha

resistência a mais de um herbicida com diferentes MDA/SDA

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2- Ocorrência

Aumento cronológico de casos de

plantas daninhas resistentes a

herbicidas no mundo

Ano

Nú

mero

de b

ióti

po

s r

esis

ten

tes

Fonte: www.weedscience.com

Ian Heap


N.

de

bió

tip

os r

esis

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he

rbic

ida

s

N.

de

bió

tip

os r

esis

ten

tes a

he

rbic

ida

s

Ano

Inibidores da ACCase

Inibidores da ALS

Dinitroanilinas

Triazinas

Auxinas sintéticas

Uréias e Amidas

Bipiridiliuns

Derivados da Glicina

Fonte: www.weedscience.com

Ian Heap

Aumento cronológico de casos de plantas daninhas

resistentes a herbicidas no mundo por mecanismo de ação


Tempo depois da introdução do herbicida (anos)

Bió

tip

os d

e p

lan

tas

re

sis

ten

te (

n.)

Triazinas

Glyphosate

Biótipos resistentes a inibidores da ALS x triazinas x glyphosate,

expresso em número de anos após a introdução do grupo de

herbicidas no mercado

(Heap, 2004)

Inibidores da ALS


n. Espécies Nome vulgar Ano Mecanismo de ação Cultura

1 Bidens pilosa Picão-preto

1993

Inibidores da ALS

Soja

2 Bidens subalternans 1996 Soja

3 Cyperus difornis Junquinho 2000 Arroz

4 Euphorbia heterophylla

Amendoim-bravo

1992 Soja

5 Euphorbia heterophylla 2004 Inibidores da ALS e

Inibidores da Protox Soja

6 Fimbristilis miliacea Fimbristilis 2001

Inibidores da ALS

Arroz

7 Parthenium hysterophorus Losna-branca 2004 Soja

8 Raphanus sativus Nabiça 2001 Soja

9 Sagitaria montevidensis Sagitária 1999 Arroz

10 Conyza bonariensis

Buva

2005

Inibidores da EPSPs

Soja

11 Conyza bonariensis 2005 Citrus

12 Conyza canadensis 2005 Soja

13 Conyza canadensis 2006 Citrus

14 Euphorbia heterophylla Amendoim-bravo 2005 Soja

15 Lolium multiflorum Azevém 2003 Soja/Maçã

16 Echinochloa crus-galli Capim-arroz

1999 Hormonais

Arroz

17 Echinochloa crus-pavonis 1999 Arroz

18 Eleusine indica Capim-pé-de-galinha 2003

Inibidores da ACCase

Soja

19 Brachiaria plantaginea Capim-marmelada 1997 Soja

20 Digitaria ciliaris Capim-colchão 2002 Soja

Registro de casos de resistência de plantas

daninhas no Brasil

Heap 2007 - www.weedscience.org

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Mecanismos de Ação N. de espécies resistentes

No Brasil No mundo

Inibidores da ALS 9 95

Inibidores da ACCase 3 35

Hormonais 2 25

Inibidores da Protox 1 3

Inibidores da EPSPs 4 12

Comparação entre o número de casos de resistência no

Brasil e no mundo

Heap 2007 - www.weedscience.org


Fatores ligados a biologia e genética da planta daninha selecionada

Densidade populacional da planta daninha

Freqüência natural da população resistente

Potencial de dormência das sementes de plantas daninhas

Fatores ligados ao sistema de produção adotado

Uso freqüente do mesmo mecanismo de ação

Uso exclusivo de herbicidas como método de controle

Ausência de rotação de culturas ou diversidade de cultivos


3- Análise de risco de seleção de plantas daninhas resistentes


Opções de manejo Risco de Resistência

Baixo Moderado Alto

Misturas ou rotação de herbicidas > 2 mecanismos de ação 2 mecanismos de

ação

1 mecanismo de

ação

Métodos de controle utilizados Cultural, mecânico e

químico Cultural e químico Químico apenas

Mesmo mecanismo de

ação/cultivo Uma vez Duas vezes > duas vezes

Tipo de sistema de produção Rotação plena Rotação limitada Monocultivo

Relatos de resistência para o

herbicida Desconhecido Limitado Comum

Infestação da planta daninha baixa Moderada Alta

Controle nos últimos três anos Mantém-se satisfatório Vem Declinando Não controla mais

Sistemas de produção x seleção de resistência

Pedro J. Christoffoleti 16

Testes preliminares no

campo para excluir as outras

possibilidades de falha

Glyphosate 3,0 Lp.c./ha Glyphosate 3,0 Lp.c./ha +

Clethodin 0,3 Lp.c./ha


4- Confirmação de uma suspeita de resistência

5/24/2011

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Detectando resistência de plantas daninhas

Fator mais importante é o grau de resistência na planta

Quando a resistência é absoluta e o herbicida não tem

nenhum efeito na dose recomendada é mais fácil de detectar

Observações no campo (falhas)

Eliminar outras causas

Observar nível de controle das outras espécies

Plantas adjacentes mortas ao lado de plantas vivas

A planta daninha era controlado no passado

Histórico do uso do herbicida suspeito na área

Relatos de casos de resistência com a pl. daninha


Observação de padrões de ocorrência de plantas daninhas

resistentes a herbicidas no campo

Plantas mortas ao lado de vivas após a aplicação

Exemplo de glifosato em citrus


H

R

I

S

Diferentes graus de resistência ao glyphosate em

populações de azevém na cultura da maçã


Coletar as sementes

das plantas escapes Colocar no mínimo 1000

sementes por amostra Registrar as informações

Coletar sementes de área

adjacente sem resistência

Etiquetar devidamente

as amostras coletadas

Enviar as amostras

para testes

Procedimentos de coleta de sementes no campo de

uma população suspeita de resistência

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Procedimentos de confirmação da resistência

Coletando as sementes suspeitas

Coletar as sementes maduras

Coletar de forma aleatórias sementes das plantas escapes de uma

área de 100 x 50 m na reboleira

Qualidade de coleta é melhor que quantidade, amostras de pelo

menos 1.000 sementes

“beneficiar” as sementes e guardar em condições adequadas

Curvas de dose-resposta

Casa-de-vegetação ou câmara de crescimento

Necessidade de uma população suscetível

Métodos estatísticos apropriados devem ser utilizados

para que as conclusões sejam seguras


R1 - Matão – SP

¼ D 1/8 D D ½ D 4 D 2 D 8 D Testemunha

720 g a.e./ha S – Piracicaba - SP

Exemplo de ensaio em casa-de-vegetação - curva de dose-

resposta para o glyphosate em Conyza canadensis


S R

Dose do herbicida (g/ha)

escala logarítmica

0,1 1,0 10,0 100,0

Bio

ma

ssa

(g

/pla

nta

)

0,0

5,0

10,0

Curva de dose-resposta para população susceptível (S) e

resistente (R)

Fator de

Resistência

(R/S)

= GR50 (res.)

GR50 (sus.) =

10

1 = 10



5- Resistência aos inibidores da ALS

glicose

(2) piruvato

acetolactato

Valina Leucina Isoleucina

piruvato + cetobutirato

treonina

aceto-hidroxibutarato

Acetolactato Sintase

(ALS)

Herbicida

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24/05/2011

CTP

A122 P197 A205 W574 S653

0 100 200 300 400 500 600

Número do aminoácido

Seqüência de aminoácidos na ALS

Em todos os casos de resistência estudados até o momento tem sido atribuída a

mudanças na seqüência dos aminoácidos.

(Sathasivan et al. 1990)

[email protected] 25 Pedro J. Christoffoleti 26

24/05/2011

Porquê alto risco de seleção de populações resistentes aos

inibidores da ALS?

uso repetitivo na agricultura

alta eficácia de controle das plantas daninhas

atividade residual no solo

resistência determinada geneticamente por “locus” simples semi-

dominante (alta freqüência inicial)

efeitos mínimos do alelo R sobre a adaptabilidade do biótipo R na

ausência do herbicida

mutações pontuais que podem conferir resistência a um ou mais

herbicidas inibidores da ALS

Pedro J. Christoffoleti

Acetil-CoA + CO2

Malonil-CoA

Lipídios

Membranas

Celulares

Acetil-CoA Carboxilase

(ACCase)

Herbicida

Espécies

Brachiaria plantaginea

Digitaria horizontalis

No Mundo

33 biótipos


5- Resistência aos inibidores da ACCase


Ariloxi-fenoxi-propionatos – fluazifop-p-butil (Fusilade)

Ciclohexanodionas – sethoxydim (Poast)

Características:

mutações nas enzimas = diferentes tipos e níveis de resistência cruzada

relatos sobre metabolismo em algumas espécies

não foram encontradas diferenças quanto à adaptabilidade ecológica

Resistência aos inibidores da ACCase

5/24/2011

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Lolium, Conyza, P.lanceolata

África do Sul

Lolium - Espanha, França

Conyza – Espanha, Israel

Conyza, Ambrosia, Lolium, Amaranthus

EUA

Lolium rigidum,

E. crus-galli

Austrália

Eleusine indica

Taiwan

Malásia

Conyza, Calystegia

China

Conyza, Lolium, Digitaria

Brasil

Lolium

Chile

Sorghum halepense

Argentina


5- Resistência ao glyphosate

Pedro J. Christoffoleti [email protected] 30 5/24/2011

Plantas daninhas resistentes ao glyphosate nos EUA

(VanGessel, 2007)

Espécie Ano N. de espécie relatados

Lolium rigidum 1998 1

Conyza canadensis 2000 17

Ambrosia artemisiifolia 2004 3

Abrosia trifida 2004 3

Lolium multiflorum 2004 2

Amaranthus palmerii 2005 5

Amaranthus rudis 2005 2

Pedro J. Christoffoleti 5/24/2011

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Buva resistente x buva suscetível ao glyphosate

Pedro J. Christoffoleti 5/24/2011

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Pedro J. Christoffoleti 5/24/2011 [email protected]

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Atitude dos produtores e percepção da resistência

Menos ingredientes ativos estão sendo utilizados

Adoção do plantio direto em larga escala

Uso de culturas RR em larga escala

Troca de herbicidas residuais para herbicidas pós-emergentes

Sistemas de produção sem rotação de culturas

Onde tem rotação de culturas, utilização de herbicidas com o mesmo MDA

Razões da presença de plantas daninhas

resistentes a herbicidas nos EUA

milho, soja e algodão

(VanGessel, 2007)


1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

ano

Nú

me

ro d

e a

pli

ca

çõ

es

po

r a

no soja algodão milho

Uso de Glyphosate

número de aplicações por ano

USDA, NASS

Estatística baseada nos 8 a 19 estados

mais produtores nos EUA

Soja RR Milho RR

Algodão RR


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

Ano

Nú

me

ro

Ingrediente ativo 5% Sítios de ação 5%

Ingredientes ativos e sítios de ação dos herbicidas aplicados

na cultura da Soja em pelo menos 5% da área


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

05

Ano

% d

e á

rea t

rata

da

Graminicidas Latifolicidas

Latifolicidas: flumeturon,

clomazone, prometryn

Graminicidas: pendimethalin,

trifluralin, metolachlor

Tendência de utilização de herbicidas residuais

(pré-emergentes) na cultura do algodão

USDA, NASS

Estatística baseada nos 8 a 9

estados mais produtores nos EUA

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+ DAH7P shiquimato

+ PEP

EPSP

corismato fenilalanina

tirosina

triptofano

glicose

PEP

E4P

EPSPs

Mecanismo de ação do herbicida glyphosate


Espécies de pl. daninha País Mecanismo de resistência identificado

Ambrosia artemisiifolia EUA ---

Conyza bonariensis África do Sul

Espanha

---

---

Conyza canadensis EUA Translocação reduzida

Eleusine indica Malásia Modificação do SDA

Lolium multiflorum

Brasil

Chile

EUA

---

Modificação do SDA

---

Lolium rigidum

Austrália

EUA

África do Sul

Translocação reduzida



---

Plantago lanceolata África do Sul ---

Relação dos mecanismos de resistência

estudados no mundo

(Powles et al. 2006)


39

(Ng, 2002)

Número do aminoácido 106

Aminoácido Pro

Seqüência de bases CCA

Modificação do sítio de ação (SAD) do herbicida

(EPSPs) em Eleusine indica - Malásia


Feng et al., 2004 – Weed Sci. v.54, p.498-505

Translocação reduzida para as raízes em sub-dose

Retenção foliar, absorção e translocação de 14Cglyphosate em

biótipos R e S de buva - dose sub-letal de 13 g e.a./ha.

Resposta ao

Glyphosate Retenção do 14C

kBq % absorção

Relação

parte áerea/raíz

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Translocação diferenciada glyphosate

S

R

Dis

trib

uiç

ão

de

gly

ph

os

ate

% d

a d

ose

ap

lic

ad

a

Folha

Tratada Folhas

Caule

Raízes

Feng et al., 2004 – Weed Sci. v.54, p.498-505

Translocação diferencial do glyphosate em plantas R de

buva comparada com plantas S



6- Tolerância ao glyphosate

Corda de

viola

Trapoeraba


Seleção de espécies de plantas daninhas tolerantes ao glyphosate

Poaia-branca (Richardia brasiliensis)

Erva-quente (Borreria alata)

Guanxuma (Sida rombifolia)

Trapoeraba (Commelina benghalensis)

Maria-mole (Senecio brasiliensis)

Corda-de-viola (Ipomoea grandifolia)


40

50

60

70

80

90

100

85

92 95

98

41

59

81

93

0

%

de

Co

ntr

ole

Trapoeraba - Avaliação 28 DAT

Rup Wg 1,0/1,5

Rup Wg 1,5/1,5

Rup Wg 2,0 /1,5

Rup Wg 2,5/1,5

Rup Wg 1,5

Rup Wg 3,0

Rup Wg 1,5+2,4D 0,5

Rup Or 3,0+2,4-D 0,8

Testemunha

seqüencial única

Controle de trapoeraba com glyphosate em aplicação única e aplicação sequencial

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12


Hours after treatment

2.00 4.00 8.00 12.00 24.00 48.00 72.00

% 1

4C

-gly

ph

osa

te a

bso

rpti

on

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C. benghalensis

I. grandifolia

A. hybridus

R G. max L.

S. G. max L.

Absorção de 14C-glyphosate por trapoeraba, corda-de-viola,

caruru-roxo e soja R e S ao glyphosate.

Monquero et al (2002)

C. benghalensis

I. grandifolia

Horas após tratamento

% g

lyp

ho

sa

te 1

4C

ab

so

rvid

o


Trapoeraba

Corda-de-viola

Caruru-roxo

Monquero et al (2002)

Microscopia eletrônica da superfície foliar

estômato

estômato

estômato

cutícula

cutícula

cutícula


Seleção de populações de plantas daninhas resistentes ao glyphosate é de baixa

probabilidade

Seleção de biótipos resistentes aos inibidores da ALS e ACCase são facilmente

selecionados no campo

Os biótipos R podem restringir ou inviabilizar a utilização futura dos herbicidas,

principalmente do glyphosate que é o principal herbicida na agricultura atual e futura

Plantas daninhas resistentes em densidades que limitam a produção das culturas

agrícolas, exige mudanças nas práticas de manejo.

O controle de plantas daninhas em uma propriedade deve ser levado em

consideração a longo prazo, através de um sistema integrado de controle em

sistemas de produção que envolva métodos culturais, físicos, mecânicos, químicos

além de outros.

Seleção de espécies de plantas daninhas x práticas agrícolas x uso de herbicidas

Dinâmica do banco de sementes influi diretamente no potencial de infestação de

plantas daninhas resistentes

Considerações finais

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