controle biológico de pragas e doenças, organismos de controle e especificações

Controle Biológico de Pragas e Doenças,organismos de controle e

especificações

Leonardo Minaré Braúna

Biólogo

Mestre em Fitopatologia - UnB

Introdução

O desenvolvimento de uma agricultura maisamigável com o ambiente, a resistência dospatógenos aos pesticidas químicos e o altocusto desses produtos tem promovido a buscade agentes microbianos para o controle deenfermidades em cultivos comerciais.

•Universidades;•Orgãos de pesquisa governamentais;•Companhias privadas;•Pequenas companhias e agricultoresprivados

Trabalhando no desenvolvimento deprodutos microbianos para o controlede fitopatógenos, pragas e plantasdaninhas.

Base para o sucesso do controle Fitossanitário

Triângulo de doença

Cultivar; Raiz; Vigor e aparência

Etiologia: Epidemiologia; Sintomatologia

Solo, UR, T, Nutrição

Tetraedro de doença

Controle de doenças

Grigolleti, 2000

Químico:

Preocupação com o meio ambiente;

Danos a saúde humana;

Atua na seleção dos patógenos resistentes;

Surto de doenças secundárias;

Diminuição dos micro-organismos benéficos;

Efeito sobre plantas não alvo e contaminação da produção

• Biológico:

Controle biológico de doenças de plantas

pode ser definido como sendo a redução da

soma de inóculo ou das atividades

determinantes da doença provocada por um

patógeno realizada por um ou mais

organismos que não o homem.

Cook & Baker 1983

Existem duas formas de Controle Biológico

1. Manejo para favorecer os organismos

antagônicos nativos;

2. Introdução maciça de micro-organismos

selecionados

Considerações Básicas para um Programa de CB

• Definição da espécie alvo (geografia, biologia, perdas

econômicas)

• Levantamento de agentes de controle biológico (centro de origem)

• Seleção de agentes efetivos (Eficiência, patente, produção,

financeiro)

• Risco/Biosegurança

• Efeitos adversos potenciais (Alergenicidade, toxidade,

patogenicidade, competição)

Seleção de Micro-organismos para Controle Biológico

• Eficiência;

• Segurança;

• Produção em quantidade suficiente e baixo custo;

• Organismo geneticamente estável;

• Tolerância a tratamentos químicos.

Sucesso no biocontrole

1.Escolha do agente antagonista;

2.Conhecimento do sistema onde encontra o

patógeno;

3.Observar o complexo solo – ambiente.

Limitações impostas aos produtos biológicos:

a) Sensibilidade ao ambiente;

b) Extrema especificidade;

c) Problemas de formulação;

d) Tempo de aplicação;

e) Persistência do efeito.

Estratégias para efetuar o controle biológico no campo

• Inundar completamente a comunidade microbiana com antagonistas.

• Alterar o ecossistema para favorecer o antagonista indígeno em relação à do patógeno.

Sobrevivência dos hiperparasitas: depende da sobrevivência do

patógeno.

• A destruição total dos estromas do patógeno reduz a incidência da doença na folhagem renovada subseqüentemente. Mas, reduz também a população do micoparasita, que progride mais lentamente que os fitopatógenos.

Mecanismos de ação no

controle de fitopatógenos

• Micoparasitismo;

• Antibiose;

• Competição;

• Indução de mecanismos de defesa da

planta.

Van Driesche e Bellows, 1996

Micoparasitismo

• Ação direta contra um fungo que

compreende um complexo processo que

envolve eventos sequenciais, incluindo

reconhecimento, ataque e a subsequente

penetração, seguida de morte do

hospedeiro (patógeno).

Benítez et al., 2004

1. Quimiotropismo – reconhecimento;

2. Contato físico;

3. Liberação de enzimas contra o patógeno;

4. Micélio cresce, enrola-se na hifa hospedeira, podendo ou não penetrá-la.

- Hifa suscetível (do patógeno): apresentas-secom inúmeros vacúolos, colapsa e desintegra.

- Micoparasita cresce no conteúdo da hifahospedeira.

- Parasita micélio e também estruturas de resistência de diversos fungos.

Parasitismo de Trichoderma sobre hifas de Sclerotium rolfsii observado ao MEVA.

• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum

• Arthrobotrys spp.

Fungo capturador de nematoides

Antibiose

• Envolvimento de compostos de baixo

peso molecular na inibição de outros

fungos como os causadores de doenças

de plantas.

• Compostos tóxicos voláteis e não voláteis

que atuam na supressão da colonização

do organismo atingido.

Benítez et al., 2004

- Papel de antibiótico no controle da doençapermanece obscuro.

- Vários antibióticos foram identificados emTrichoderma, sendo alguns voláteis (etileno,aldeído, acetona etc).

- Alguns antibióticos: Trichodermin, Viridina,Ciclosporina, Penicilina e outros.

Metabólitos produzidos por Trichoderma

Inibição do crescimento de Sclerotinia sclerotiorum por

filtrado de cultura de Trichoderma sp.

Inibição do crescimento de colônias de Sclerotium rolfsii

por filtrado de cultura Trichoderma sp.

Competição

• Capacidade de mobilizar e absorver

prontamente os nutrientes à sua volta e de

utilizar diferentes fontes nutricionais;

• Rápida multiplicação e colonização da

rizosfera;

• Resistência a vários compostos tóxicos

Chet et al., 1997; Benítez et al., 2004

Antagonismo de TrichodermaSobre Sclerotinia sclerotiorum

em cultura pareada.

Indução de mecanismos de

defesa da planta

• A planta, pré-induzida aos mecanismos de

defesa pelo agente de controle biológico,

responde à agressão por patógenos por

meio da produção de fitoalexinas, lignina

adicional das células e compostos

fenólicos.

Horsfall e Cowling, 1980; Barley, 1985; Van Driesche e Bellows, 1996

Ação indireta

Promoção do crescimento (solubilização de nutrientes, produção de hormônios vegetais e vitaminas)

Figura 02 – Produção de AIA pelos os isolados de Trichoderma spp. a 535 nm de absorbância.

Reação colorimétrica p/produção de sideróforos por isolado de Trichoderma sp.

(meio CAS-Blue Agar)

TestemunhaCEN 808 CEN 809CEN 807CEN 802

DOENÇAS DE SEMENTES, PLÂNTULAS E RAÍZES

• A elevada taxa de mortalidade dos patógenos e a baixa incidência de doença, em condições gerais, é decorrente de muitas formas de estresses biológicos dos propágulos, através do parasitismo, predação ou estímulo à germinação, seguido de exaustão e lise.

• Fatores importantes: textura, aeração, teor de matéria orgânica, cobertura, inundação, práticas culturais, modo de sobrevivência e tipo de propágulo.

• O estabelecimento de antagonistas no campo de ação do patógeno tem papel importante e pode levar à supressividade do solo.

Principais doenças em sementes

• Podridões de sementes

• Tombamento: típicos os de plantio cedo e germinação muito vagarosa, solos úmidos e baixa temperatura.

• Queima de plântulas

• Patógenos: não especializados que usam exsudatos das sementes para crescimento saprofítico antes de atacarem plantas jovens que não tem ainda uma barreira efetiva para a infecção.

Rhizoctonia (ataca semente, caule e hipocótilo), Pythium (ataca ápice das raízes), Fusarium, Phytoptora, Sclerotinia, Sclerotium.

• Agentes para controle de doenças na espermosfera: Em geral são saprófitas que podem competir com sucesso contra os patógenos pelo exsudatos das sementes: Trichoderma, Gliocladium, aspergillus, Penicillium, Chaetomium, Pythiumolignadrum.

• Trichoderma harzianum e T. hamatum são as espécies mais usadas para damping-offcausado por Rhizoctonia e Pythium.

CONTROLE BIOLÓGICO DE PÓS-COLHEITA

• Aplicação de controle em doenças de pós-colheita:

A) No campo, para controle de patógenos que penetram no fruto em determinadas épocas e se desenvolvem depois.

Pulverizações de suspensões do antagonista nas plantas na época de maior sensibilidade à entrada do patógeno. Ex: Monilia fructicola em pêssego na época da floração.

B) Após colheita:

Pulverização de suspensão do antagonista nos frutos antes de armazenar ou imersão do fruto na suspensão do antagonista.

• Aspectos importantes do controle biológico em pós -colheita:

• Melhores resultados com organismos produtores de antibióticos, mas é problema porque estes serão introduzidos na cadeia alimentar.

• Deve-se usar em geral organismos residentes e com vida curta.

• Direcionar o controle para o campo assim evitando problemas possíveis com controle do fruto próximo ao ponto de consumo.

Perdas na pós – colheita:

Influenciada por diversos fatores: manejo inadequado dos produtos, condições desfavoráveis de colheita, armazenamento e comercialização, modificações físicas e bioquímicas do processo de senescência e atividade microbiana causadora de podridões.

• Na Espanha as perda em maçãs e pêras submetidas à frigoconservação devem-se à: Podridões – 2 a 3%.Alterações fisiológicas - 2 a 3%.Diminuição de peso – 3 a 7%.

• No Chile:Podridões de frutas: 35 %.

• Estados Unidos:Perdas de pós-colheita e frutas, nozes e vegetais: 23 %.

• Em países tropicais, as perdas por doenças de pós-colheita são estimadas em 25 a 50%.

• Causas: principalmente fungos (Penicillium spp., Alternaria spp., Physalosporamalorum, Monilinia fructicola, Botrytis cinérea, Phomopsis mali, Phoma sp., Fusarium sp., Pestalotia spp., Botryodiplodia sp.e Botryosphaeria dothidea).

•

• Segundo Moline (1984):• Pezicola malicorticis em maçãs e pêras; Alternaria citri, Geotrichum candidum,

phomopsis citri e Diplodia natalinsis em citrus; B. cinérea, Rhizopus stolonifer e Cladosporum herbarum em uva; Phytophtora infestans, Fusarium spp. e Pythium spem batata; M. fruticola, R. stolonifer, B. cenerea, Penicillium sp., Geotrichumcandidum e Alternaria sp.

• Em frutos de caroço (pêssegos e ameixas); Alternaria sp. B. cenerea, R. stolonifer, G. candidum em tomates e pimentões; B. cinérea, Rhizopus sp., Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia carotae, Fusarium sp. e Pythium sp.em folhosas, cebolas, melões, feijões, raízes e vegetais.

•

• No Rio Grande do Sul e Santa Catarina:• Penicillium expansum (podridões de maçãs, pêras, marmelos, citrus, uvas e

ameixas).• Alternaria alternata (podridões de pós-colheita em maçãs no Brasil e Europa).

• Tratamentos: calor, filmes plásticos, práticas culturais e irradiação.

• Tratamento químico: em pré e pós-colheita.

• Em câmaras frias: imersão em tanques com solução fungicida e tratamentos com fumigantesdentro das câmaras.

Problemas no Brasil:

• Faltam fungicidas registrados para uso ou uso sem registro.•

• Fungicidas do grupo dos Benzimidazóis (indução de resistência, como por exemplo: B. cinerea, B. squamosa, P. expansum e G. cingulata).

•

•

• Produtos para exportação (aceitação de determinados fungicidas; dose mínima de resíduos toleradas.

•

• acúmulo na cadeia alimentar.•

Facilidades para o emprego do controle biológico em pós-colheita

• Controle das condições ambientais.

• Limitação das áreas de aplicação.

• Economicamente praticável sob condições de armazenamento

• Exemplos:

• Maçã: B. cinerea x Trichoderma pseudokoningii (crescimento limitado abaixo de 9 C).

B. cinerea x Trichoderma harzianum (eficiência igual a tratamento químico).

B. cinerea x T acremonium

Penicillium expansum x Pseudomonas sp.

• Abacaxi: Penicillium funiculosum (estirpe não pigmentada) x P. fuiculosum (estirpe pigmentada).

• Morango: B. cinérea x Trichoderma spp.

Monilinia fruticola x Bacillus subtilis.

• Batata: Erwinia sp x Pseudomonas putida

• Citrus: Geotrichum candidum x B. subtilis

Pen. digitatum e Pen. italicum x leveduras Delbaromyceshansenii e Aureobasidium pululans

• P. digitatum e P. italicum x Pseudomonas cepacea e Pseudomonas syrungae.

Controle de doenças pós-colheita

Controle do frutos de

citrus (Pen. chrysogenum) controle com

Pichiaguillermondii

(U.S.-7)

Controle de doença pós-colheira

Controle da podridão parda (Moniliniafruticola)comparado Bacillussubtilus e Benomyl.

Controle do mofo azul em peras “RedBartlett” usando Pseudomonas syringaestrain L-59-66 (renomeado ESC11). Após a inoculação os frutos foram estocados por 30 dias a 1°C e então por 7 dias a 24°C.

Biocontrole em pós-colheita de mofo

azul e mofo cinza da maçã ‘Golden

Delicious’

Esquerda: maçãs feridas foram aspergidas com conídios de P. expansum e B. cinerea apenas (controles);

Direita: maçãs feridas aspergidas com conídios dos patógenos e BioSaveTM 110 (Coniothyrium minitans) .

Os frutos foram estocados por três meses a 1°C antes da avaliação.

Trichoderma spp

Trichoderma Person

• Fase assexuada do gênero Hypocrea

(Ascomycota);

• Organismo abundante no solo, material

vegetal e madeira em decomposição;

• Gêneros de organismos mais estudados

no controle biológico;

Bettiol e Ghini, 1995; Fortes et al., 2007

• Muitos são produtores de antibióticos com

aplicação no controle biológico por

diferentes mecanismos;

• “Biofungicidas” para diversos fungos

fitopatogênicos;

• Promotores de crescimento;

• Produção de ácido Indolacético (AIA);

• Solubilização de fosfato;

• Endofíticos;

Adams, 1990; Harman, 2000; Gravel et al., 2007

• Aplicação do fungo – aumento da área foliar, de raízes e altura da planta;

• Redução do tempo para germinação das sementes e no florescimento;

• Planta mais desenvolvidas, melhor desempenho na obtenção de água e nutrientes pelas raízes;

Mello, 2008

TestemunhaCEN 808 CEN 809CEN 807CEN 802

Principais espécies de Trichoderma.

*T. hamatum,

*T. viride,

T. auroviride,

*T. harzianum,

*T. koningii,

T. pseudokoningii,

T. longibrachiatum,

* T. polysporum,

T. glaucum,

* T. stromaticum,

* T. asperellum

(*) São espécies utilizadas nos programas de controle biológico de fitopatógenos.

Trichoderma harzianum

Trichoderma asperellum

Trichoderma koningii

Trichoderma viride

Trichoderma spirale

Trichoderma polysporum

Clamidósporos de Trichoderma sp. visualizados ao microscópio de luz.

Micoparasitismo

Parasitismo de Trichoderma sobre hifas de Sclerotium rolfsii observado ao MEVA.

• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum

Antibiose

- Papel de antibiótico no controle da doençapermanece obscuro.

- Vários antibióticos foram identificados emTrichoderma, sendo alguns voláteis (etileno,aldeído, acetona etc).

- Alguns antibióticos: Trichodermin, Viridina,Ciclosporina, Penicilina e outros.

Metabólitos produzidos por Trichoderma

Inibição do crescimento de Sclerotinia sclerotiorum por

filtrado de cultura de Trichoderma sp.

Inibição do crescimento de colônias de Sclerotium rolfsii

por filtrado de cultura Trichoderma sp.

Competição

• Capacidade de mobilizar e absorver

prontamente os nutrientes à sua volta e de

utilizar diferentes fontes nutricionais;

• Rápida multiplicação e colonização da

rizosfera;

• Resistência a vários compostos tóxicos

Chet et al., 1997; Benítez et al., 2004

Mecanismos de Ação (estudos in vitro)

Antagonismo de TrichodermaSobre Sclerotinia sclerotiorum

em cultura pareada.

Indução de mecanismos de

defesa da planta

• A planta, pré-induzida aos mecanismos de

defesa pelo agente de controle biológico,

responde à agressão por patógenos por

meio da produção de fitoalexinas, lignina

adicional das células e compostos

fenólicos.

Horsfall e Cowling, 1980; Barley, 1985; Van Driesche e Bellows, 1996

Ação indireta

Promoção do crescimento (solubilização de nutrientes, produção de hormônios vegetais e vitaminas)

Largo espectro de ação do

Trichoderma contra diversos

patógenos de plantas

Sucessos no controle biológico por fungos

Verticillium dahliae (Corder e Melo, 1998);

Venturia (Hjeljord et al., 2001);

Cylindrocladium (Santos et al., 2001);

Meloidogyne javanica ( Sharon et al., 2001).

Principais micro-organismos em estudo e aplicação em vários países

• Trichoderma spp.

Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) De Bary

• Importância econômica, perdas de 100%

• Ampla gama de hospedeiros (cerca de 75 famílias)]

• Plantio intensivo de culturas hospedeiras > densidade > severidade.

• Doenças:

-Mofo branco,

-Podridão da haste de canola,

-Murcha de girassol,

-Murcha de alcachofra

Distribuição Climática

• Epidemiologia:

Manchas que evoluem para um micélio branco e denso;

Temperatura (≤ 20º C) e umidade alta no solo.

• Infecta tecido em senescência (flores);

• Lesões encharcadas nas folhas, hastes, flores e frutos;

• Micélio cotonoso

• Micélio cotonoso forma o escleródio.

Aparecimento e germinação de escleródios;

• A transmissão por semente pode ocorrer tanto através de micélio dormente (interno) quanto esclerócios misturados às sementes.

Algodão

Batata

Feijão

Girassol

Soja

Tomate

Cordão de São Francisco (Leonotis nepetaefolia)

Mentruz (Lepidium virginiculum)

Plantas Daninhas

S. Sclerotiorum

mofo branco

S. Sclerotiorum

mofo branco

Trichoderma sp. X Sclerotinia sclerotiorum

Braúna, 2004

BA

• Inibição dos escleródios de S. sclerotiorum por Trichoderma

• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum

Parasitismo de Trichodermasobre hifas de Sclerotinia sclerotiorum observado ao MEVA.

Produção de Trichoderma

Protocolo de reprodução do antagonista utilizando o método de fermentação em susbstrato sólido

Cultivo puro, matriz e saco plástico

Isolado Tratamento Valor Predito Máximo Tempo e Umidade

CEN162 Arroz 3.63 12h e 84%

CEN162 Milheto 0.49 18h e 85%

CEN223 Arroz 4.14 8h e 85%

CEN223 Milheto 13.83 18h e 83%

CEN238 Arroz 10.91 15h e 85%

CEN238 Milheto 9.29 18h e 85%

CEN241 Arroz 4.90 16h e 85%

CEN241 Milheto 8.10 19h e 90%

Valor predito máximo da densidade de esporos para cada isolado e tempo e umidade onde ocorre a maximização

Aplicaçãono campo

Aplicação de Trichoderma - Feijão

Tratamento de semente Primeira e Terceira

folha trifoliolada

Aplicação de Trichoderma - Soja

Tratamento de semente

Segunda e Terceira folha trifoliolada

Ensaio em Feijão - Pivô

Trichoderma - Feijão

S. Sclerotiorum X Trichoderma spp - Soja

Trich. + SS Teste AbsSSTrich.

S. Sclerotiorum X Trichoderma spp - Feijão

Teste

Trich.+ S.S.

Trich.S.S.

Testemunha S. sclerotiorumCEN 808 +

S. sclerotiorum CEN 808

CEN 802 + S. sclerotiorum

S. sclerotiorum CEN 807 + S. sclerotiorum

CEN 808 + S. sclerotiorum

CEN 809 + S. sclerotiorum

Aplicação prática dos antagonistas

• Inoculação de substratos com Trichoderma em camas de cultivos

Aplicação prática dos antagonistas em:

•Ornamentais

No substrato em Gerbera sp

Mudas de melão na Costa Rica

Trichoderma spp. X Sclerotium cepivorum

Trichoderma spp. X Mycena citricolor(Anamorfo: Decapitatus)

Trichoderma X Rhizoctonia

Trichoderma

Rhizoctonia

Trichodermax

Fusarium solani

• Arthrobotrys spp.

Fungo capturador de nematoides

S. rolfsii

Sintomas causados por Slerotium rolfsii em plantas de feijão.

Trich. + SR SRTrich.

Produtos a base de Trichoderma sp. existentes no mercado brasileiro

Lista de produtos comercialmente a venda nos EUA

Bactérias

Agrobacterium radiobacter Galltrol Nogall

Bacillus spp.: Companion HiStick N/T Kodiak Serenade YieldShield

Burkholderia cepacia Deny Intercept

Pseudomonas spp. BioJect Spot-Less Bio-save BlightBan Cedomon

Streptomyces spp. Actinovate* Mycostop

*Registro pendente.

**Registrado primeiramente como promotor de crescimento, mas recentemente determinou efeito como agroquímico.

Alguns produtos comerciais no exterior

- BioFungus (Bélgica)

- Trichodex, Trichoderma 2000 e Root Pro (Israel)

- Binab-T (Suécia)

- RooTShield S (Estados Unidos)

- Supersivit (Dinamarca e República Tcheca)

- Trichoject,Trichopel e Trichoseal (Nova Zelândia)

- TUSAL (Espanha)

- Trieco (India)

• Antagonistas de qualidade

• Plantas saudáveis

Resultados do uso de antagonistas

Resultados do uso de antagonistas

• Satisfação do agricultor

• Proteção da saúde do agricultor e consumidor

• Conservação do meioambiente

OBRIGADO PELA ATENÇÃO!!!

Mal das folhas

Dicyma pulvinata (=Hansfordia pulvinata)

Hiperparasitismo de Dicyma pulvinata sobre Microcyclus

ulei

Bacterias antagonistas

• Bacillus subtillis

• Burkholderia cepacia vrs Colletotrichum

Actinomicetes Antagonistas Streptomycesgriseoviride

Testemunha Colonización de Streptomyces

sobre el cultivo de bacteria