controle biológico de_pragas

CONTROLE BIOLÓGICO DE PRAGAS ATRAVÉS DO MANEJO DE

AGROECOSSISTEMAS

MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIOSECRETARIA DA AGRICULTURA FAMILIAR

DEPARTAMENTO DE ASSISTÊNCIA TÉCNICA E EXTENSÃO RURAL

Brasília, 2007

MDA - endereço

www.pronaf.gov.br/dater

Tiragem: exemplares

REFERÊNCIA:

CONTROLE BIOLÓGICO DE PRAGAS ATRAVÉS DO MANEJO DE AGROECOSSISTEMAS. Brasília: MDA, 2007. 31p

(Catalogação na publicação Biblioteca da EMATER/RS - ASCAR)

A281

CONTROLE BIOLÓGICO DE PRAGAS ATRAVÉS DO MANEJO DE AGROECOSSISTEMAS. Brasília : MDA, 2007

33 p. : il.

Conteúdo: Projeto e implantação de uma estratégia de manejo de habitats para melhorar o controle biologico de pragas em Agroecossistemas / Clara Ines Nicholls e Miguel Altiere Melhorando o manejo de pragas através da saúde do solo: direcionando uma estratégia de manejo do habitat solo / Miguel A. Altieri, Luigi Ponti e Clara I. Nicholls.

1. Agroecologia. 2. Solo. 3. Praga de Planta. 4. Controle Biologico. I. Nicholls, Clara Ines. II. Altiere, Miguel A. III. Ponti, Luigi.

CDU 631.588.9

ÍNDICE

Projeção e implantação de uma estratégia de manejo de habitats para melhorar o controle biológico de pragas em Agroecossistemas

Por Clara Inês Nicholls e Miguel A. Altieri

Melhorando o manejo de pragas através da saúde do solo: direcionando uma estratégia de manejo do habitat solo

Por Miguel A. Altieri, Clara Inês Nicholls e Luigi Ponti

02

17

APRESENTAÇÃO

1

APRESENTAÇÃO

O Departamento de Assistência Técnica e Extensão Rural - DATER, da Secretaria da Agricultura Familiar - SAF do MDA, vem fazendo um esforço no sentido da formação de Agentes de Ater visando a qualificação das ações junto à agricultura familiar brasileira com base na nova Política Nacional de Ater - PNATER.

Um dos pilares da PNATER é a adoção dos pricípios da Agroecologia, como eixo orientador das ações técnicas, o que tem determinado a realização de muitos eventos de capacitação além da distribuição de material didático sobre o tema.

Dando continuidade a esta ação, o DATER vem apresentar dois textos de aurtores renomados na área da Agroecologia. Ambos tratam de processos que ajudam no controle ecológico de pragas a partir de formas agroecológicas de manejo de agroecossistemas.

O primeiro texto, de autoria de Clara Nicholls e Miguel Altieri, informa sobre estratégias de manejo da biodiversidade que contribuem para o controle biológico de pragas. O segundo texto, de Miguel Altieri, Luigi Ponti e Clara Nicholls, aporta uma importante contribuição na medida em que relaciona a saúde do solo com o manejo de pragas.

Esperamos que a divulgação destes textos possa ser mais uma contribuição para a implementação de agriculturas de base ecológica apoiadas nos principios da transição proposta pela Agroecologia.

Brasília, janeiro de 2007. Francisco Roberto Caporal Coordenador Geral de Ater MDA / SAF / DATER

Projeção e Implantação de uma Estratégia de Manejo de Habitats Para Melhorar o Controle Biológico de Pragas em Agroecossistemas

2

Os agricultores podem melhorar a resistência e resiliência de seus cultivos por meio do reforço de suas defesas intrínsecas contra pragas a pragas. Isso pode ser alcançado por duas estratégias: o aumento da biodiversidade acima e abaixo do solo e a melhoria da saúde do solo. Este trabalho enfoca o papel da diversidade de insetos benéficos nas propriedades agrícolas e formas de melhorar a biodiversidade funcional em agroecossistemas, a fim de promover o controle biológico de insetos-praga.A biodiversidade é crucial para as defesas dos cultivos: quanto mais diversificadas as plantas, animais e organismos do solo que ocuparem um sistema agrícola, maior será a diversidade da comunidade de inimigos naturais de pragas que a unidade de produção poderá sustentar. Um grupo os predadores benéficos ingere os insetos fitófagos e ácaros ou suga os líquidos deles. Outro grupo os parasitóides benéficos colocam seus ovos dentro dos ovos e/ou das larvas de pragas. Um terce i ro g rupo os o rgan ismos entomopatogênicos que incluem fungos, bactér ias, v í rus, protozoár ios e nematóides fazem com que as pragas fiquem fatalmente doentes ou sejam impedidas de se alimentar ou se reproduzir. As plantas também formam associações complexas com organismos em torno de suas raízes, o que oferece proteção contra doenças. Fungos e besouros que vivem no solo podem danificar as sementes de ervas daninhas que competem com as plantas. Além disso, a rica fauna do solo realiza papéis fundamentais na decomposição e mineralização da materiais orgânicos, disponibilizando assim nutrientes para as plantas. A biodiversidade, sob a forma de policultivos, também pode tornar as plantas menos "visíveis" para as pragas; os cultivos crescendo em monoculturas podem ser tão óbvios para as pragas que as defesas das plantas não são incapazes

de protegê-las.Os agricultores podem melhorar

a biodiversidade de suas terras com as seguintes medidas:

. aumento da diversidade de plantas, através da rotação de culturas ou de policultivos de culturas comerciais ou de plantas de cobertura, na mesma área e ao mesmo tempo;

. manejo da vegetação em torno d o s c a m p o s p a r a a t e n d e r à s necessidades de organismos benéficos;

. fornecimento de recursos suplementares aos organismos benéficos, como est ru turas ar t i f i c ia is para nidificação, alimento extra e presas alternativas;

. estabelecimento de "corredores" de plantas que atraiam organismos benéficos de matas próximas ou da vegetação natural para áreas centrais das lavouras, hortas ou pomares;

. seleção e implantação no campo de faixas de plantas diferentes dos cultivos, cujas flores respondam às exigências dos organismos benéficos.

Solos saudáveis também são essenciais para a defesa das plantas. So los não-saudáve is l im i tam a capacidade natural dos cultivos utilizarem suas próprias defesas, e os deixam vulneráveis a pragas potenciais. Por outro lado, solos saudáveis são capazes de municiar as plantas com nutrientes, que melhoram suas defesas, e de otimizar o desenvolvimento das raízes e uso da água. O aumento da susceptibilidade a pragas é geralmente reflexo da diferenças na saúde da planta, causadas pelo mau manejo da fertilidade do solo. Muitos estudos mostram uma menor abundância de várias pragas de insetos em sistemas com baixo uso de insumos, e atribuem tais reduções parcialmente ao menor conteúdo de nitrogênio em cultivos orgânicos. Além disso, os organismos

Projeção e Implantação de uma Estratégia de Manejo de HabitatsPara Melhorar o Controle Biológico de Pragas em Agroecossistemas

Clara Ines Nicholls e Miguel A. Altieri


3

saudáveispodem aumentar o aproveitamento de nutrientes, liberar substâncias químicas que estimulam o crescimento e agir como antagonistas a patógenos. Solos saudáveis também podem expor sementes de plantas espontâneas a um número maior e mais diversificado de predadores e decompositores, e a liberação mais lenta de nitrogênio durante a primavera pode atrasar a germinação das plantas espontâneas com sementes pequenas que muitas vezes precisam de um grande suprimento de nitrogênio para germinar e iniciar um rápido crescimento dando assim vantagem aos cultivos, quetêm sementes maiores.

Os agricultores podem melhorara saúde do solo:

. diversificando as rotações de cultivos, incluindo leguminosas eforragens perenes;

. mantendo o solo coberto durante todo o ano com vegetação e/ou resíduos das culturas;

. adicionando material orgânico de origem animal, de palhas ou de outras fontes;

. reduzindo a intensidade de aração e gradagem, e protegendo os solos da erosão e da compactação;

. usando técnicas de manejo adequadas para fornecer nutrientes às plantas de forma equilibrada, sem poluir a água.

Quando agricultores adotam práticas que aumentam a quantidade e diversidade de organismos acima e dentro do solo, eles também fortalecem a capacidade dos cultivos para tolerar pragas. Neste processo, os agricultores também aumentam a fertilidade do solo e aprodutividade dos cultivos.

A Biodiversidade e sua Função em Unidades Agrícolas

A biodiversidade em unidades agrícolas se refere a todos os organismos vegetais e animais (cultivos, plantas espontâneas, criações animais, inimigos

naturais, polinizadores, fauna do solo, etc.) presentes na unidade de produção e no seu entorno. A biodiversidade pode ser tão variada quanto os vários cultivos, plantas espontâneas, artrópedes, ou microorga-nismos envolvidos, de acordo com fatores relacionados à localização geográfica, ao clima, ao solo, além dos humanos e socioeconômicos. Em geral, o g r a u d e b i o d i v e r s i d a d e e m agroecossistemas depende de quatrocaracterísticas principais:

- a diversidade da vegetação dentro e em torno do agroecossistema;

- a permanência dos vários cultivos d e n t r o d o a g r o e c o s s i s t e m a ;

- a intensidade do manejo;- o grau de isolamento do

agroecossistema em relação à vegetação natural.

O grau de diversidade da vegetação dentro e em torno da unidade de produção, a quantidade de cultivos que compõem a rotação, a proximidade a uma floresta, a existência de cercas vivas e pastagens ou de outras formas de vegetação natural são fatores que contribuem para o nível de biodiversidade de uma unidade agrícola.

Os componentes de biodiversidade dessas unidades podem ser classificados em relação ao papel que têm no funcionamento dos sistemas de cultivo. Sendo assim, a biodiversidade agrícola pode ser agrupada da seguinte maneira:

- biota produtiva: cultivos, árvores e animais escolhidos pelos agricultores, que têm papel determinante na biodiversidade e na complexidade do agroecosistema;

- biota de recursos: organismos que contribuem para a produtividade através da polinização, controle biológico, decomposição, etc.

- b io ta dest ru t iva : p lantas espontâneas, insetos praga, patógenos microbianos, etc., que os agricultores visam reduzir através de manejo cultural.

Dois componentes distintos da biodiversidade podem ser reconhecidos



4

como agroecossistemas. O primeiro componente, a biodiversidade planejada, inclui os cultivos e criações animais com finalidade produtiva no agroecossistema, e que variam de acordo com o manejo de i n s u m o s e d i f e r e n t e s a r r a n j o s espaço/temporais do cultivo. O segundo componente, a biodiversidade associada, inclui toda a flora e fauna do solo - herbívoros, carnívoros, decompositores, etc. - que coloniza o agroecossistema a partir do ambiente circundante e que irão predominar no agroecossistema, dependendo de seu manejo e estrutura. O relacionamento entre os tipos de componentes da biodiversidade é ilustrado na Figura 1. A biodiversidade planejada tem uma função direta, como ilustrado pela seta contínua ligando a caixa de biodiversidade planejada com a caixa de função do ecossistema. A

biodiversidade associada também tem uma função, mas é mediada pela biodiversidade planejada. Portanto, a biodiversidade planejada também tem uma função indireta, ilustrada pela seta pontilhada na figura, realizada através de sua influência sobre a biodiversidade associada. Por exemplo, as árvores em sistemas agroflorestais criam sombra, tornando possível o cultivo de espécies intolerantes à radiação solar direta. A função direta destas árvores é, portanto, criar sombra, mas com as árvores poderão vir vespas que buscam o néctar das flores. Essas vespas podem, por sua vez, ser parasitóides naturais de pragas que normalmente atacam os cultivos. As vespas fazem parte da biodiversidade associada. As árvores então criam sombra (função direta) e atraem vespas (função indireta).


Figura 1. Relacionamentos entre vários tipos de biodiversidade e seu papel na função do Agroecossistemas.

Manejo do Agroecossistema

Biodiversidade Planejada

Biodiversidadeno Entorno

Função do Ecossistema(ex. Regulação de pragas,

ciclagem de nutrientes, etc )

BiodiversidadeAssociada

Interações complementares entre os vários componentes da biodiversidade também podem ser de natureza múltipla. Algumas destas interações podem ser usadas para indução de efeitos positivos e diretos sobre o controle biológico de pragas de cu l t i vos especí f icos , restabelecimento da fertilidade e/ou melhoria e conservação do solo. O aproveitamento dessas interações em situações reais envolve novas maneiras de planejar e manejar agroecossistemas, requerendo um entendimento das

relações entre solo, microorganismos, plantas, insetos herbívoros e inimigos naturais. De fato, o desempenho ótimo dos agroecossistemas depende do nível de interação entre os vários componentes bióticos e abióticos. Ao reunir uma biodiversidade funcional, ou seja, um conjunto de organismos com interações que têm funções-chave na unidade de produção, é possível iniciar sinergias que fortaleçam os processos agrícolas, prestando serviços ecológicos como a ativação da biologia do solo, a ciclagem


5

dos nutrientes, a potencialização dos artrópodes e antagonistas benéficos, entre outros, todos importantes para determinar a sustentabilidade dos a g r o e c o s s i s t e m a s ( F i g u r a 2 ) .Em agroecossistemas modernos, as evidências experimentais sugerem que a biodiversidade deve ser utilizada para um melhor manejo de pragas. Vários estudos têm demonstrado que é possível estabilizar as comunidades de insetos dos agroecossistemas, planejando sistemas de cultivo que suportem populações de inimigos naturais ou que tenham efeitos restritivos a pragas herbívoras. O fundamental é identificar o tipo de biodiversidade desejável para se manter e/ou otimizar as funções ecológicas, e então determinar as melhores práticas de manejo que favoreçam os componentes

desejados da biodiversidade. Existem muitas práticas e projetos agrícolas que potencializam a biodiversidade funcional, e há outros que a afetam negativamente. A idéia é aplicar as melhores práticas de manejo para otimizar ou recuperar o tipo de biodiversidade, fortalecendo a sustentabilidade de agroecossistemas, por desempenhar funções ecológicas como o controle biológico de pragas, a ciclagem de nutrientes, a conservação da água e do solo, etc. O papel dos agricultores e pesquisadores deverá ser promover prát icas agrícolas que aumentem a quantidade e diversidade de organismos que estão dentro do solo e sobre ele, os quais desempenham funções ecológicas fundamentais nosAgroecossistemas (Figura 3).


Figura 2. Componentes, funções e estratégiaspara potencializar a biodiversidade funcional em Agroecossistemas.

Polinizadores HerbívorosPredadores e Parasitóides Minhocas

Micro, Macro e me sofa una do solo

BIODIVERSIDADE

Consumo de Biomassa

Regulação de Pragas

Estrutura do Solo, Ciclagem de Nutrientes

Decomposição, predação, supressão

de doençasPolinização

Componentes

Funções

POLICULTURA AGROFLORESTAMENTO ROTAÇÕES PLANTAS DE COBERTURA ARAGEM ZERO COMPOSTO ADUBAÇÃO VERDE

Técnicas


6

Assim, uma importante estratégia n a a g r i c u l t u r a é e x p l o r a r a complementaridade e sinergias que resultem das várias combinações de cu l t ivos, árvores e an imais em agroecossistemas detentores de arranjos espaciais e temporais tais como policultivos, sistemas agroflorestais e integrações lavoura-pecuária. Em situações reais, a exploração dessas interações envolve a projeção e manejo de sistemas agrícolas e requer uma compreensão das numerosas relações entre solo, microorganismos, plantas, insetos herbívoros e inimigos naturais.

Controle biológico de pragas: uma estratégia para aumentar a

biodiversidade em unidades agrícolas

Estudos demons t ram que agricultores podem fazer com que pragas e inimigos naturais cheguem a um equilíbrio natural em unidades de produção com grande biodiversidade. Uma das maneiras mais eficientes e duradouras de impedir que as pragas causem danos econômicos à unidade de produção é favorecer os organismos benéficos existentes ou que ocorram naturalmente, dando a eles um habitat apropriado com fontes alternativas de al imento. Um número menor de organismos benéficos predadores, parasitas e patógenos de insetos vive em monoculturas ou em áreas tratadas rotineiramente com agrotóxicos do que em agroecossistemas mais diversificados, onde são utilizados menos produtos


Figura 3. Os efeitos do manejo de agroecossistemas e práticas culturais associadas sobre a diversidade de inimigos naturais e a abundância de insetos praga.

Aumento da Diversidade de Espécies de Inimigos Naturais - Densidades Populacionais de Praga mais Baixa

Diminuição dos Inimigos Naturais e da Diversidade das Espécies - Aumentos das Populaçõesde Espécie Praga

PolicultivosCercas vivas, cordões de vegetação, quebra ventos

Rotações Plantas de Cobertura

Práticas Culturais

Manejo orgânico do solo Baixa perturbação do solo

MANEJO DOAGROECOSSISTEMA

Pesticidas

Remoção de todas as plantas espontâneasAração Convencional Monocultura Fertilização Química

Diversificação do Habitat


7

tóxicos. Em geral, unidades de produção q u e a g r u p a m m u i t a s d e s s a s características reúnem vários fatores benéficos:

- os campos são pequenos e circundados por vegetação natural;

- os sistemas de cultivo são diversificados e as populações de plantas dentro ou em torno dos campos incluem plantas perenes e produtoras de flores;

- os cultivos são manejados organicamente ou com um mínimo de agentes agroquímicos sintét icos;

- os solos têm alto conteúdo de matéria orgânica e alta atividade biológica e estão sempre cobertos por matéria vegetal, em decomposição ou não.

Fatores benéficos que ocorrem naturalmente, em níveis suficientes, podem eliminar boa parte das populações de pragas. Para explorá-los de forma e f i caz , os ag r i cu l t o res devem:

- identi f icar os organismos benéficos presentes;

- entender os ciclos biológicos deles e suas necessidades de recursos individuais.

C o m e s s a i n f o r m a ç ã o , agr icu l to res podem desenvo lver esquemas de manejo que aumentarão o tamanho e a diversidade dos complexos de inimigos naturais e diminuir os problemas relacionados a pragas.

Predadores

Unidades de produção com alta biodiversidade são ricas em insetos, aranhas e ácaros predadores. Estes artrópodes benéficos são predadores de outros insetos, ácaros e aranhas, sendo fundamentais para o controle biológico natural. A maioria dos predadores se alimenta de maneira "generalista", atacando uma grande variedade de insetos em diversos estágios de vida. Os predadores se encontram, principalmente, nas ordens Coleoptera, Odonata, Neuroptera, Hymenoptera, Diptera e Hemiptera. Seus impactos têm sido

destacados em todo o mundo por explosões demográficas de ácaros, em locais onde inseticidas químicos eliminaram seus predadores. Ácaros Tetraniquídeos, por exemplo, são geralmente muito abundantes em pomares de macieiras nos quais pesticidas destruíram as populações de predadores naturais.

A diversidade de espécies de predadores em agroecossistemas específicos pode ser impressionante. Pesquisadores têm relatado mais de 600 espécies de 45 famílias de artrópodes predadores nos campos de algodão do estado de Arkansas e cerca de mil espécies nos campos de soja do estado da Flórida. Tal diversidade pode causar grandes pressões reguladoras sobre pragas. Na realidade, muitos entomólogos consideram os predadores naturais, ou indígenas, como uma espécie de regulador do complexo praga/inimigo natural, porque eles tendem a se alimentar de qualquer praga existente em grande quantidade. Mesmo onde os predadores não podem forçar as populações de pragas abaixo dos níveis causadores de prejuízo econômico, eles diminuem o crescimento populacional das pragas em potencial. Em pomares de macieiras livres de inseticidas, no Canadá, cinco espécies de insetos predadores de árvores foram responsáveis por 44 a 68 por cento da mortalidade de ovos da traça da maçã (Carpocapsa pomonella).


Características principais dospredadores artrópodes:

- Adultos e juvenis são freqüentemente genera l is tas , e não espec ia l is tas ;- São geralmente maiores do que as suas presas;- Matam ou consomem muitas presas;- Machos, fêmeas, juvenis e adultos podem ser predadores;- Atacam presas juvenis e adultas;- Necessitam de pólen, néctar e recursos alimentares adicionais.


8

Parasitóides

A maioria dos parasitóides - insetos que matam seus hospedeiros por parasitismo vivelivre e independente quando adultos; eles são letais e dependentes apenas em seus estágios juvenis. Os parasitóides podem ser especialistas, utilizando apenas uma espécie hospedeira ou algumas inter-relacionadas, ou podem ser generalistas, desenvolvendo-se em vários tipos de hospedei ros. Normalmente, e les parasitam espécies maiores que eles, consumindo parte ou todo o corpo do hospedeiro antes de entrar em estado de pupa dentro ou fora dele. Com sua grande capacidade de localizarem hospedeiros, utilizando sinais químicos, até mesmo em populações esparsas, parasitóides adultos são muito mais eficientes do que os predadores em encontrar suas presas.

A maioria dos parasitóides utilizados no controle biológico de insetos p ragas inc lu i moscas (D ip te ra ) especialmente da família Tachinidae e vespas (Hymenoptera) das superfamílias Chalc idoidea, Ichneumonoidea e Proctotrupoidea. A diversidade dos parasitóides está diretamente relacionada à diversidade de plantas: diferentes cultivos, coberturas do solo, plantas espontâneas e vegetação adjacente mantêm diferentes pragas, as quais, por sua vez, atraem seus próprios grupos de parasitóides. Em monoculturas de larga escala, a diversidade de parasitóides é suprimida pela simplificação vegetacional; em agroecossistemas menos perturbados e livres de pesticidas: não é raro encontrar onze a quinze espécies de parasitóides "trabalhando firme". Em muitos casos, apenas uma ou duas espécies de parasitóides dentre estes complexos provam ser vitais para o controle biológico natural das pragas de insetos primários. Nos campos de alfafa da Califórnia, a vespa braconídea (Cotesia medicaginis) realiza um papel chave na regulação da lagarta da al fafa (Col ias lesbia

pyrrhothea). Este sistema naturla b o r b o l e ta - v e s pa a pa r e n t e m e n t e estabeleceu-se na alfafa irrigada a partir dos trevos nativos.

Características principais dos insetos Parasitóides:

- São especializados na sua escolha do hospedeiro- São menores do que o hospedeiro- Apenas a fêmea busca um hospedeiro- Espécies parasitóides podem atacar o hospedeiro em diferentes estágios de vida- Ovos ou larvas geralmente são depositados dentro, sobre ou próximo ao hospedeiro- Juvenis permanecem sobre ou dentro do hospedeiro; adultos vivem livremente, são móveis e podem ser predadores·Juvenis quase sempre matam o hospedeiro- Adultos necessitam de pólen e néctar

A potencializando insetos benéficos através do planejamento de unidades

de produção biodiversificadas

In im igos na tu ra is não se desenvolvem bem em monoculturas. Tratos culturais convencionais como aração e gradagem, eliminação de plantas espontâneas, pulverização de inseticidas, além de colheitas têm um efeito destrutivo, fazendo com que faltem aos sistemas excessivamente simplificados muitos dos recursos essenciais para a sobrevivência e reprodução dos fatores benéficos.

Para completar seus ciclos de vida, os inimigos naturais necessitam mais do que presas e hospedeiros: eles precisam de locais de refúgio e al ternat ivas para a al imentação, hospedeiros e presas, que geralmente estão ausentes em monoculturas. Por exemplo, muitos parasitas adultos, enquanto procuram hospedeiros, sustentam-se com pólen e néctar de plantas espontâneas floridas nas proximidades, Besouros predadores



9

como muitos outros inimigos naturais não se dispersam longe de seus refúgios de inverno: o acesso ao habitat permanente próximo ou dentro da lavoura, horta ou pomar, dá a eles uma vantagem sobre as primeiras populações de pragas.

Os agricultores podem minimizar os impactos negativos da produção agrícola moderna, conhecendo e suprindo as necessidades biológicas dos inimigos n a t u r a i s . C o m e s s e m e s m o conhecimento, eles podem também projetar habitats de cultivos que sejam mais favoráveis aos inimigos naturais.

Melhoria dos habitats para inimigos naturais

Para conservar e desenvolver complexos ricos em inimigos naturais, os agricultores devem evitar práticas de cultivo que prejudiquem os insetos benéficos: devem substituí-las por métodos que auxiliem a sobrevivência deles. Um começo é a reversão das práticas prejudiciais ao controle biológico natural, que incluem aplicações de inseticidas, remoção da cobertura e a utilização de herbicidas para removerplantas espontâneas.

Fornecimento de recursos suplementares

Os inimigos naturais de pragas se beneficiam de vários tipos de recursos suplementares. Na Carolina do Norte, a construção de estruturas artificiais para a vespa-vermelha (Polises annularis) intensificou sua atividade predatória sobre lagartas do algodão e do tabaco. Nos campos de alfafa e algodão da Califórnia, a aplicação de mistura de proteínas hidrolisadas, açúcar e água multiplicou por seis a ovoposição de hemerobídeos (Neuroptera) e aumentou as populações de sirfídeos predadores, joaninhas e besouros.

Agricultores podem aumentar a sobrevivência e reprodução de insetos

benéficos ao permitir que populações permanentes de presas alternativas oscilem abaixo do nível de dano utilizando plantas, hospedeiras dessas presas, em torno de seus campos ou em fileiras dentro deles. No repolho, a abundância relativa de pulgões ajuda a determinar a efetividade dos predadores gerais que consomem lagartas de curuquerê-da-couve. Da mesma forma, em muitas regiões, insetos antrocóridos beneficiam-se de presas alternativas quando há escassez de sua presa preferida, os tripes.

Outra estratégia potencializar os níveis do hospedeiro preferido do organismo benéfico tem controlado as traças (curuquerê) em cultivos de couve. Suplementadas continuamente com fêmeas, populações dessa praga multiplicaram-se em quase dez vezes na primavera. Isso permitiu às populações de dois de seus parasitas Trichonograma evanescens e Apanteles rebecula aumentarem rapidamente e se manterem em níveis efetivos durante toda a estação. Devido a seus riscos óbvios, a estratégia deve-se restringir a situações nas quais os recursos de pólen, néctar ou presas alternativas não possam ser facilmente obtidos.

Aumento da diversidade de plantas nos campos

Ao diversificar as plantas nos agrossistemas, agricultores podem aumentar as condições ambientais para inimigos naturais, e assim melhorar o controle biológico de pragas. Uma maneira de fazer isso é a utilização de policultivos dois ou mais cult ivos crescendo simultaneamente em grande proximidade. Os agricultores também podem permitir que algumas plantas espontâneas floresçam e permaneçam em níveis toleráveis ou utilizar plantas de cobertura sob pomares e vinhedos.

Mui tos pesquisadores têm demonstrado que aumentar a diversidade de plantas e, portanto, do habitat



10

favorece a abundância e efetividade dos inimigos naturais. Por exemplo, em campos de algodão com fileiras de alfafa e sorgo, maiores populações de inimigos naturais têm causado uma diminuição significativa nas pragas das plantas. No estado americano da Geórgia, organismos benéficos reduziram o número de pragas abaixo do nível de dano econômico mínimo no algodão cultivado em sucessão ao trevo vermelho, eliminando assim a necessidade de inseticidas. Em pomares canadenses de macieiras, as pragas foram parasitadas de quatro a dezoito vezes a mais quando havia uma grande quantidade de flores silvestres, em comparação com situações em que havia poucas delas. Nessa pesquisa, várias plantas espontâneas provaram ser essenciais para vários parasitóides. Em vinhedos orgânicos da Califórnia, os predadores generalistas e o parasita dos ovos de grilos (Anagrus), que controlam os grilos e os tripes da videira, prosperam na presença de trigo-mourisco e girassóis. Quando essas plantas de cobertura florescem cedo, permitem que populações de organismos benéficos apareçam antes das pragas. Quando continuam a florescer durante a estação de crescimento, provêem suprimentos constantes de pólen, néctar e presas alternativas. Assim, roçar fileiras alternadas dessas plantas de cobertura uma prática ocasionalmente necessária força esses organismos benéficos a saírem dos cultivos ricos em recursos e entrarem nos vinhedos.

Em policultivos, além do aumento evidente das espécies de plantas e da biodiversidade, há mudanças na densidade e altura das plantas, e, portanto, na diversidade vertical. Todas essas mudanças afetam a densidade das pragas e out ros organismos. A combinação de culturas de porte alto e baixo também pode afetar a dispersão de insetos em um sistema de cultivos. Por exemplo, em Cuba, agricultores cultivam fileiras de milho ou sorgo a cada dez metros entre hortaliças ou feijoeiros, para

formar barreiras físicas a fim de reduzir a dispersão de tripes (Tripes palmi).

Na Ch ina , pesqu isado res trabalhando com agricultores em dez municípios em Yumman, cobrindo uma área de 5350 hectares, incentivaram agricultores a mudarem os sistemas de monoculturas de arroz para o plantio de diversas variedades locais de arroz alto com híbridos mais baixos. Plantas altas serviram como barreira para a dispersão de inóculos de patógenos, e, ainda, a potencialização da diversidade genética reduziu o acamamento em 94 por cento e aumentou as colheitas totais em 89 por cento Depois de dois anos, concluiu-se que fung ic idas não e ram ma is necessários.

Manejo da vegetação em torno do campo

Cercas vivas e outros tipos de vegetação nas margens de campos podem servir como reservatórios de inimigos naturais. Esses habitats podem ser importantes abrigos de inverno para os predadores de pragas, além de fornecerem pólen, néctar e outros recursos adicionais aos inimigos naturais.

Muitos estudos têm demonstrado que artrópodes benéficos movem-se para os cultivos a partir das margens dos campos, e o controle biológico geralmente é mais intenso em fileiras de plantas próximas à vegetação selvagem do que no centro dos campos:

- Na Alemanha, o parasitismo do b e s o u r o M e l i g e t h e s a e n e u s é aproximadamente 50 por cento maior nas margens dos campos do que no seu centro;

- Em Michigan, a broca-européia-do-milho nas áreas em torno dos campos é mais susceptível ao parasitismo pela vespa icneumônide Eriborus terebrans;

- Na cana-de-açúcar havaiana, plantas produtoras de néctar nas margens de campos aumentam o número e a eficiência do parasita (Lixophaga a



11

sphenephori) do gorgulho da cana-de-açúcar.

Estratégias de manejo prático derivam da compreensão destes relacionamentos. Um exemplo clássico vem da Califórnia, onde o parasita de ovos Anagrus epos controla o grilo das videiras em vinhedos adjacentes aos cultivos de ameixas. As ameixeiras hospedam um grilo economicamente insignificante cujos ovos provêem o Anagrus com a sua única alimentação e abrigo durante o inverno.

Criação de corredores para inimigos naturais

O cultivo de várias plantas com flores em fileiras, que atravessam campos a cada 50 a 100 metros, pode servir de estradas no habitat de inimigos naturais. Insetos benéficos podem utilizar esses corredores para circularem e se dispersarem para os centros dos campos. Estudos europeus têm confirmado que essa prática aumenta a diversidade e quantidade de inimigos naturais. Quando campos de beterraba açucareira foram intercalados com corredores de facélia (Phacelia tanacetifolia) a cada vinte ou trinta fileiras, foi intensificada a destruição de afídios pelas moscas da família Syrphidae. Da mesma forma, fileiras de trigo-mourisco e facélia em campos de repolho na Suíça aumentaram as populações da vespa parasitóide que ataca o pulgão do repolho. Devido ao seu longo período de florescimento durante o verão, a facélia também tem sido utilizada como fonte de pólen para aumentar as populações de moscas da família Syrphidae em campos de cereais. Em grandes campos orgânicos na Califórnia, fileiras de Alyssum são comumente plantadas a cada 50 a 100 metros em campos de cultivos de alface e brássicas para atrair as moscas da família Syrphidae q u e c o n t r o l a m o s p u l g õ e s .

Algumas espécies de gramíneas podem ser importantes para os inimigos naturais, pois podem, por exemplo, criar

habitats com temperatura mais estável para os besouros predadores passarem o inverno. Na Inglaterra, pesquisadores estabeleceram "bancos de besouros", semeando montes de terra com gramíneas nos centros dos campos de cereais. Ao recriar as qualidades das margens dos campos que favorecem as altas densidades de predadores invernais, tais bancos tiveram um impacto particular sobre o aumento das populações de Dometrias atricapillus e Tachyporus hypnorium, dois importantes predadores de pulgões de cereais. Um estudo, em 1994, descobriu que os inimigos naturais abrigados nos bancos de besouros eram tão efetivos na prevenção do surgimento dos pulgões de cereais que a economia com pesticidas era maior que os custos com trabalho e sementes necessários para estabelecê-los. Os montes podem chegar a 0,4 metro de altura, 1,5 metro de largura e 290 metros de comprimento.

Para efeitos mais prolongados, é recomendado plantar corredores de plantas com arbustos que possuam período de florescimento mais longo. No norte da Califórnia, pesquisadores ligaram uma floresta ciliar com o centro de um grande vinhedo de monocultura usando um corredor vegetal de sessenta espécies de plantas. Esse corredor incluía muitas espécies lenhosas e herbáceas perenes, florescendo durante toda a estação de crescimento, dando aos inimigos naturais um suprimento constante de alimentos alternativos e quebrando sua dependência estrita de pragas da videira. Um complexo de predadores entrou no vinhedo mais cedo, circulando continuamente entre as plantas. As interações subseqüentes da cadeia alimentar enriqueceram as populações de inimigos naturais e diminuíram os números de grilos e tripes. Esses impactos foram medidos em vinhedos em extensões de 30 a 45 metros a partir do corredor.

Seleção das flores certas



12

Quando se escolhem plantas com flores para atrair insetos benéficos, é importante também se observar o tamanho e o formato das flores, pois é isso que determina quais insetos poderão ter acesso ao pólen e néctar das flores. Para a maioria dos organismos benéficos, incluindo as vespas parasitóides, as flores mais úteis são pequenas e relativamente abertas. Plantas das asteráceas (compositae), apiaáceas (umbelliferae) e poligináceas são especialmente úteis (Tabela 1).

Deve-se ainda observar quando a flor produz pólen e néctar: o tempo dessas produções é tão importante para os inimigos naturais quanto o tamanho e o formato dela. Muitos insetos benéficos estão ativos somente quando adultos e em períodos curtos durante o período de crescimento: eles precisam de pólen e néctar durante esses períodos ativos, particularmente no início da estação, quando as presas são escassas. Uma das maneiras mais fáceis para os agricultores ajudarem é estabelecer misturas de plantas com tempos de florescimento relativamente longos e sobrepostos.

E s t ã o l o n g e d e e s ta r e m completos os atuais conhecimentos sobre quais plantas são as fontes mais úteis de pó len , néc tar, hab i ta t e ou t ras necessidades críticas Claramente, muitas plantas encorajam os inimigos naturais, mas os cientistas têm muito mais a aprender sobre quais plantas estão associadas a determinados organismos benéficos, e como e quando disponibilizar plantas desejáveis aos organismos alvo. Já que as interações benéficas ocorrem em lugares específicos, a localização geográfica e o gerenciamento global da unidade de produção são variáveis críticas. Na falta de recomendações universais, impossíveis de se fazer, os agricultores podem descobrir muitas respostas investigando a utilidade de plantas florescentes alternativas em suas unidades de produção.

Aumento da biodiversidade - lista para agricultores

- Diversifique as atividades incluindo mais espécies de p lantas e animais.- Utilize rotações de cultivos de legumes epastagens mistas.- Intercale cultivos ou coloque fileiras deoutros cultivos, quando viável.- Misture variedades da mesma cultura.- Utilize variedades que carreguem muitos genes ao invés de apenas um ou dois para tolerância à mesma doença.- Enfatize cultivos de polinização aberta, ao invés de híbridos, devido à sua adaptabilidade aos ambientes locais emaior diversidade genética.- Estabeleça cultivos de cobertura em pomares, vinhedos e campos de cultivo.- Deixe faixas de vegetação nativa nasmargens dos campos.- Crie corredores para vida selvagem einsetos benéficos.- Implante e mantenha sistemas agroflorestais; quando possível, combine árvores e arbustos com cultivos ou criações de animais para melhorar a continuidade do habitat para os inimigosnaturais.- Plante árvores modificadoras do microclima e plantas nativas como quebra-ventos ou cercas vivas.- Disponibilize uma fonte de água para pássaros e insetos.- Deixe áreas de reserva na propriedade como um habitat para a diversidade de plantas e animais.

Estabelecimento de uma estratégia de manejo de habitat

Para desenvolver um plano efetivo para o manejo de habitat, deve-se procurar obter o máximo de informações. Faça uma lista das pragas economicamente mais importantes em sua unidade de produção.Para cada praga, tente descobrir:

- Quais são seus requisitos de alimentação e habitat;



13

- Que fatores influenciam a sua abundância;- Quando e a partir de onde ela entra no campo; o que a atrai para a cultura.- Como ela se desenvolve na cultura e quando de torna economicamente danosa;- Quais são os predadores, parasitas e p a t ó g e n o s m a i s i m p o r t a n t e s ;·Quais são as necessidades primárias desses organismos benéficos;- Onde esses organismos benéficos passam o inverno, quando eles aparecem no campo, de onde eles vêm, o que os atrai às culturas, como eles se desenvolvem na cultura e o que os mantém no campo;- Quando os recursos críticos do organismo benéfico - néctar, pólen, hospedeiros e presas alternativas - apa recem e po r quan to tempo permanecem disponíveis; se fontes de alimentação alternativa são acessíveis nas proximidades, e, nos momentos certos, quais plantas anuais e perenes nativas podem compensar lacunas críticas no tempo, especialmente quando há escassez de presas.

Informações-chave necessárias para desenvolver um plano de manejo do habitat:

I) ECOLOGIA DE PRAGAS E ORGANIS- MOS BENÉFICOS

- Quais são as pragas economicamente mais importantes e que exigem manejo?- Quais são os predadores e parasitasmais importantes da praga?- Quais são as fontes primárias de alimento, habitat e outros requisitos ecológicos tanto das pragas quanto dos organismos benéficos? (De onde vem a praga para infestar o campo, como ela é atraída ao cultivo, e como se desenvolve na cultura de interesse? De onde vêm os organismos benéficos, como são atraídos ao cultivo, e como se desenvolvem nacultura?

2) TEMPO

- Em geral, quando as populações de pragas aparecem primeiro e quando essas populações se tornam economicamentedanosas?- Quando aparecem os predadores eparasitas da praga?- Quando aparecem as fontes de alimento (néctar, pólen, hospedeiros alternativos e presas) para os organismos benéficos, pr imeiro? Quanto tempo duram?- Que plantas anuais e perenes nativas podem prover essas necessidades doHabitat?

Colocando em prática a estratégia

Este trabalho apresenta algumas idéias e princípios para o planejamento e implementação de sistemas agrícolas saudáveis e menos suscetíveis a pragas. Foi explicado porque reincorporar a complexidade e diversidade é o primeiro passo em direção ao manejo sustentávelde pragas, e o trabalho descreve os dois pilares da saúde dos agroecossistemas(Figura 4):

- Fomentar habitats de cultivos que suportem uma fauna benéfica;- Desenvolver solos ricos em matéria orgânica e atividade microbiana.- Estratégias bem consideradas e bem implementadas para o manejo do solo e habitat levam a populações de inimigos naturais diversas e abundantes embora nem sempre suficientes. Na medida em que os agricultores forem desenvolvendo um sistema mais saudável e mais resiliente a pragas em suas unidades de produção, eles podem se perguntar:- Como a diversidade de espécies pode ser aumentada a fim de melhorar o manejo de pragas e compensar os danos causados por elas, além de utilizar recursos de forma mais correta?- Como a longevidade do sistema pode ser aumentada com a inclusão de plantas arbóreas que capturam e re-circulam



14

nutrientes que dão suporte mais sustentado para os organ ismos benéficos?- Como uma quantidade maior de matéria orgânica pode ser adicionada para ativar a biologia do solo, aumentar a nutrição do solo e melhorar a estrutura do solo?- Finalmente, como a paisagem pode ser d i ve rs i f i cada com mosa icos de agroecossistemas em diferentes estágios de sucessão e com quebra-ventos, cercas vivas, etc?

Uma vez que os agricultores tenham um amplo conhecimento das características e necessidades das pragas chave e inimigos naturais, eles estarão prontos para começar a delinear uma estratégia de manejo de habitat específica para a sua unidade de produção. Escolha plantas que ofereçam benefícios múltiplos por exemplo, plantasque melhorem a fertilidade do solo,

suprimam plantas espontâneas e regulem pragas e que não atrapalhem as práticas agrícolas desejáveis. Evite conflitos potenciais: na Califórnia, o plantio de amoras pretas em torno de vinhedos aumenta as populações do grilo dos vinhedos, mas pode também exacerbar p o p u l a ç õ e s d e c i g a r r i n h a s , Graphocephala atropunctata , que transmitem a doença de Pierce, que mata as videiras. Ao distribuir plantas selecionadas no espaço e no tempo,utilize o nível de escala, campo ou paisagem, que seja mais coerente com os resultados pretendidos. E, finalmente, mantenha as coisas simples: o plano deve ser fácil e de baixo custo para implementação e manutenção, e deve ser fácil de modificar, à medida que as necessidades mudem ou os resultadosexijam mudanças.


Figura 4. Pilares da saúde dos agroecossistemas

Princípios agroecológicos

Saúde do Agroecossistema

Habitat sobre a terraManejo e diversificação

- Policultivo- Plantas de cobertura

- Rotações

Saúde do Cultivo

Desenho do agroecossistema

Habitat Subterrâneo Manejo e diversificação

- Matéria orgânica do solo- Manejo de nutrientes e

compactação


15


Diretrizes para o planejamento de sistemas agrícolas saudáveis e resilientes a pragas

- Aumente o número de espécies no tempo e no espaço com rotações de culturas, policultivos, agroflorestas e sistemas de cultivos e criações de animais.- Aumente a diversidade genética com mistura de variedades, multilinhas e germoplasmaLocal.- Conserve ou introduza inimigos naturais e antagonistas, pela melhoria do habitat ou peloaumento das introduções.- Aumente a atividade biótica do solo e melhore sua estrutura com aplicações regulares dematéria orgânica.- Melhore a reciclagem de nutrientes com leguminosas e criações animais.·Mantenha a cobertura vegetal com redução da aração, plantas de cobertura e resíduosvegetais (palhadas).- Aumente a diversidade com corredores biológicos, diversidade vegetal nas margens dos

Tabela 1. Plantas que atraem insetos benéficos

Funcho, alcarávia, endro, tagetes (cravo-de-defunto), hortelã

Aranha Muitos insetos

manter plantios constantesÁcaro predador Ácaros

Plantas das famílias da cenoura (umbelífera = apiáceas como salsa, funcho, coentro; do girassol (compostas = asteráceas); do trigo-mourisco (poligonáceas), da família do girassol como margarida, mil-folhas, tagetes; Alyssum doce; cerejeira (Prunus ilicifolia); hortelã; carqueja.

Mosca (família Syrphidae) Pulgões

Família da cenoura (Ammi, coentro, endro, salsa, funcho); trevo doce; Phacelia spp., Alyssum doce; trigo-mourisco; amaranto, cáscara (Rhamnus purshiana); Heteromeles arbutifolia

Mosca (família Tachinidae) L a g a r t a s , p u l g õ e s d e brássicas, traças, corós, broca das cucurbitáceas, fede-fede, isópodes.

Manter plantios permanentes e algumas áreas expostas de terra ou areia.

Besouro (família Cicindelidae)

Muitos insetos

Predadores efetivos de ovos de lagarta do cartucho. Família da cenoura (Daucus carota, Phacelia spp., coentro, Ammi, cerefólio), família do girassol [cosmos, Layia, margaridas, mil-folhas; ervilhaca peluda; alfafa; milho; trevo vermelho; trigo-mourisco; Sambucus caerulea; salgueiros; arbustos. Manter plantios ou cercas-vivas permanentes.

Percevejo predador (Família Anthocoridae),(Orius spp)

Tripes, aranhas, ácaros, grilos, gafanhotos, lagarta do cartucho, pequenas lagartas, muitos outros insetos

Tagetes, crisântemo, gailárdia, anileira, mamona, sorgo, tremoços, siratro, feijão-de-porco

Nematóides parasitas Nematóides

Proteja as espécies nativas evitando pesticidas.Louva-a-deus (Mantis spp) Qualquer inseto

Há muitas espécies de ácaros predadores com requisitos ecológicos, especialmente em relação à umidade e temperatura, que são específicos da espécie. Evite o uso de inseticidas. Ofereça refúgios benéficos como habitat fora do cultivo de presas/ácaros de fora do cultivo.

Ácaro predador (Typhlodromus spp.)

Ácaros

Há muitos tipos de tripes predadores. As populações de tripes predadores podem ser conservadas/mantidas tendo-se populações fora do cultivo de ácaros que se alimentem de plantas (ex. ácaro vermelho europeu, ácaro de duas manchas), cochonilhas, afídios, ovos de mariposa, grilos e outros tripes.

Tripes predadores(Família Thripidae)

Ácaros, pulgões, tripes, traça das frutas, mariposa de botões, broca de galhos de pessegueiro, gorgulho da a l f a f a , m o s c a b r a n c a , minadores, cochonilha


16


Plantios permanentes; intercale fileiras de centeio, grãos e cultivos de cobertura, e fileiras de vegetais em decomposição; faça alguns caminhos com pedras ou plantas para prover refúgios.

Potó (besouro estafilinídeo) (Família Staphylinidae)

P u l g õ e s , c o l ê m b o l a s , nematóides, moscas. Alguns são parasitas da larva da raiz do repolho

Endro, mostarda, tomilho, trevo doce. Proteja a horta de ventos fortes; disponibilize água em uma panela cheia de cascalho.

Mosquito-pólvora (Aphidoletes aphidimyza) (Larvas são predadores afídeos)

Pulgões

Plantas ricas em néctar com flores pequenas (anis, alcarávia, endro, salsa, família da mostarda, trevo branco, cenoura, mil-folhas).

Afídeos parasitas (Aphidius matricariae e outros)

Pulgões

Plantios permanentes para abrigo (ex. cercas-vivas).Pecevejo assassino (Família Reduviidae)

Muitos, insetos, incluindo moscas, broca do tomate, lagartas grandes

Podem acumular em cultivos de cobertura de estação fria, tais como trevo alexandrino e trevo subterrâneo. Pode ser encontrado na sanguinária comum (Polygonum aviculare).

Zoiudo (Geocoris spp.) (Família Lyagaidae)

Muitos insetos, incluindo besouros/pulgas, ácaros, ovos de insetos e pequenas lagartas. Também comem sementes.

Plantas produtoras de néctar com flores pequenas (alcarávia, endro, salsa, Daucus carota, funcho, mostarda, trevo branco, Phacelia spp., mil-folhas), girassol, ervilhaca, trigo-mourisco, feijão-miúdo, sanguinária comum, açafrão (Crocus sativus), hortelã.

Vespa braconídea (Família Braconidae)

Lagarta de cereais, lagarta do repolho, traças pequenas cujas larvas destroem maçãs, mariposa, broca européia do milho, larvas de besouros, moscas, afídios, lagartas, outros insetos.

Qualquer uma da família do girassol, alfafa."Damsel" (Família Nabidae)

Pu lgões , t r ipes , g r i los , c igarr inhas e pequenas lagartas

Plantios permanentes, amaranto, trevo branco em pomares, plantas em decomposição.

Besouro (Família Carabidae)

Lesma, caracol, traça da raiz do repolho; algumas atacam o b e s o u r o d a b a ta ta d o Co lo rado , mar iposas e lagartas que tecem casulos em forma de tendas.

Família da cenoura (alcarávia, Phacelia spp., endro, angélica), família do girassol (girassóis, dente-de-leão), trigo-mourisco, milho. Disponibilize água em épocas secas.

Hemerobídeos (Família Neuroptera) (Chrysperla e Chrysopa spp.)

Insetos de corpo macio incluindo afídios, tr ipes, c o c h o n i l h a s , l a g a r t a s , pequenos ácaros.

Uma vez que os pulgões deixem o cultivo, as joaninhas também deixarão. Para reter as joaninhas ativas, mantenha cultivos de cobertura ou outros hospedeiros de afídio, ou ainda presas alternativas. Família da cenoura (funcho, angélica, endro, Phacelia spp.), família do girassol (margaridas, macelinha, dente-de-leão, girassol, mil-folhas), trevo vermelho, ervilhaca peluda, grãos e gramíneas nativas, Asclepias, trigo-mourisco, centeio, Sesbania Exaltata, Quillaja saponaria, Rhamnus, Atriplex spp., Robinia pseudoacacia.

Joaninha (Hippodamia spp. e outros)(Família Coccinellidae)

Pulgões, cochoni lhas e ácaros.

Família da cenoura (funcho, endro, angélica, tanaceto) família do girassol (tango, coreópsis, girassol, mil-folhas)

Joaninha (Cryptolaemus montrouzieri)(Família Coccinellidae)

Cochonilhas

Clara I. Nicholls e Miguel A. Altieri são pesquisadora bolsista e professor, respectivamente, na Divisão de Biologia de Insetos ESPM, Universidade da Califórnia, Berkeley.

Melhorando o Manejo de Pragas através da Saúde do Solo: Direcionando uma Estratégia de Manejo do Habitat Solo

17

Introdução

Como constatado previamente, a saúde de um agroecossistema pode ser otimizada através do manejo de dois pilares: manipulação do habitat e incremento da fertilidade do solo (Nicholls and & Altieri, 2005). Este artigo foca o segundo pilar, introduzindo informações detalhadas sobre o incremento da qualidade da fertilidade do solo através do manejo das substâncias orgânicas e a conservação da biodiversidade presente no solo de ecossistemas agrícolas. Tradicionalmente considerados isolados um do ou t ro , componen tes de biodiversidade acima e abaixo da superfície do solo estão agora sendo cada vez mais inter-relacionados do que se supunha previamente (Wardle et al., 2004). De fato, a planta parece funcionar como um integrador dos componentes abaixo e acima da superfície do solo que compõe o agroecossistema, que de outra maneira seriam grandemente separados espacialmente, com a planta como um

conector. Este reconhecimento das relações entre a biota acima e abaixo da superfície do solo constitui um passo chave para no qual uma verdadeira nova estratégia no manejo ecológico de pragas ( M E P ) p o s s a s e r c o n s t r u í d o .

MEP considera os habitats acima e abaixo da superfície do solo igualmente importantes, porque a intensificação das interações ecológicas entre solos e pragas pode prover uma forma robusta e sustentável para otimizar a função total do agroecossistema (Figura 1). A integridade do agroecossistema depende das sinergias de diversidades de plantas e da função contínua da comunidade microbiana suportada por um solo rico em matéria orgânica (Altieri & Nicholls, 1990). Apesar das potenciais ligações entre fertilidade do solo e proteção das culturas, a evolução do manejo integrado de pragas (MIP) e do manejo integrado da fertilidade do solo (MIFS) procedeu separadamente (Altieri & Nicholls, 2003). Desde que muitas práticas de manejo de solo já são conhecidas por influenciar as interações do manejo de


Miguel A. Altieri, Luigi Ponti, e Clara I. Nicholls

Figura 1. Sinergismo potencial entre fertilidade do solo e manejo integrado de pragas.

SINERGISMO

Biofertilizantes

Culturas de Cobertura

Adubação Verde

Cobertura do Solo

Composto

Rotação de Culturas, etc

Diversidade de Culturas

Práticas Culturais

Controle Biológico

Modificação do Habitat

Aumento daFertilidade

do solo

MelhorControle de

Pragas

InteraçõesPositivas

CulturaSaudável

AgroecossistemaSaudável

18

pragas, não faz sentido ecológico con t inuar com ta is abordagens diferenciadas.

Uma nova pesquisa mostra que a habilidade de uma planta de lavoura em resistir ou tolerar insetos praga e doenças está associado a propriedades físicas, químicas e, mais particularmente, biológicas do solo. Solos com alta quantidade de matéria orgânica e atividade biológica geralmente exibem boa fertilidade bem como complexas redes tróficas e organismos benéficos que previnem infecções. De outra forma, p rá t i cas ag r í co las que causam instabilidade nutricional podem reduzir a resistência a pragas (Magdoff & van Es, 2000). Adicionalmente, estudos recentes mostraram como interações bióticas no solo podem regular a estrutura e funcionalidade de comunidades acima da superfície do solo (Wardle et al., 2004). Conseqüentemente torna-se claro que o componente abaixo da superfície do solo de um agroecossistema pode ser manejado através de um conjunto de práticas utilizadas por agricultores orgânicos que podem aplicar um substancial impacto na dinâmica de pragas (Altieri & Nicholls, 2003). Apesar da pressão de pragas em sistemas orgânicos ser o resultado do uso de rotações de culturas e/ou preservação de insetos benéficos esperados pela ausência de pesticidas (Lampkin, 1990), uma nova evidencia sugere que reduzidas populações de pragas também estão ligadas ao incremento da biologia e fertilidade do solo.

Solos Saudáveis Plantas Saudáveis

O manejo da fertilidade do solo pode diretamente reduzir a susceptibilidade de plantas a pragas, se neste caminho tiver como indicador a "saúde da planta" (Phelan et al.,1995).

Muitos pesquisadores e agricultores passaram a observar que práticas saudáveis podem fortalecer mantendo o nível alto de matéria orgânica no solo e aumentando o nível e a diversidade da macrobiota e microbiota encontrados, promovendo um ambiente que, através de vários processos, apresente melhoria na saúde das plantas (McGuiness,1993). Como visto acima, a resistência ou tolerância de plantas frente às doenças e pragas, parece estar intimamente relacionada com as várias propriedades do solo.

E s t u d o s c o m pa r a n d o métodos de agricultura orgânica e convencional, analisando os diversos efeitos em específicas populações de pragas, nos mostram muito do que sabemos hoje em dia sobre a relação entre nutrição das plantas e a incidência de pragas (Altieri & Nicholls, 2003). Contudo, as práticas que visam a fert i l idade do solo podem estar relacionadas diretamente com a fisiologia de susceptibilidade de culturas de plantas a pragas, afetando em principio a resistência da planta ao ataque destas pragas, e podendo também alterar a sua tolerância a certos herbívoros (Barker, 1975; Scriber, 1984). Além disso, alguns estudos têm mostrado como a transição do manejo orgânico do solo para o uso de fertilizantes químicos resultam no aumento da incidência de insetos e doenças nas plantas, gerando perdas econômicas. Estudos realizados por cientistas do USDA (Beltsville Agricultural Research Center in Maryland) contribuem fortemente na construção das bases do c o n h e c i m e n t o p a r a u m m a i o r entendimento da relação entre saúde da planta e fertilidade do solo (Kumar et al., 2004). Esses cientistas demonstraram as bases moleculares para o atraso da senescência das folhas e a tolerância às doenças, a partir de um experimento com cultivo alternativo de tomates tratado com




19


Figura 2. Vias complexas em que a biodiversidade acima e abaixo do solo interagem no agroecossistema: (1) restos culturais aumentam o teor de matéria orgânica MO no solo; (2) MO fornece substrato para micro, meso e macro biota do solo; (3) predadores reduzem o número de pragas no solo; (4) MO favorece antagonistas que reprimem o aparecimento de patógenos no solo; (5) a lenta mineralização do carbono e nitrogênio ativam genes que promovem a tolerância a doenças e a longevidade das plantas, bem como o nitrogênio livre contido nos tecidos; (6) mutualistas aumentam a fixação de N, absorção de P, eficiência do uso da água etc.; (7) certos invertebrados (Collembola e detritívoros) servem como alimento alternativo para inimigos naturais quando da ausência ou escassez de pragas.

Inimigos Naturais

Herbívoros

Matéria orgânica do solo

Biota do solo

Patógenos

Pragas

Mutualismo(Rhizobium, Micorrhizae)

Nutrição

Predação

Antagonistas

Herbivoria

Doenças

1

Palhada

5

6

72

4

3

20

cobertura orgânica de uma leguminosa, ervilhaca peluda (Vicia villosa) comparado a um cultivo de tomate com tratamento convencional com plástico preto de polietileno. Provavelmente ganhando para regular a presença de metabólico C e N encontrado na cobertura orgânica, as culturas de tomate apresentaram diferentes expressões de genes, os quais, finalmente, atendendo assim uma utilização e mobilização mais eficiente de C e N, promovendo defesa contra doenças e aumentando a longevidade das culturas. Estes estudos confirmaram que na produção intensiva de tomates do modo convencional, o uso de cobertura orgânica oferece vantagens como alternativa aos fertilizantes comerciais, além disso minimizam a erosão do solo e a perda de nutrientes, aumentam a infiltração de água, reduzem a perda e propiciam uma i n t e r a ç ã o " n a t u r a l " e n t r ePraga-predator.

Interações entre a Biodiversidade acima e abaixo do Solo

As plantas desenvolvem-se em

um complexo ambiente multitrófico. Todavia, assim como mostra um recente trabalho (Van der Putten et al., 2001), a maioria dos estudos multitróficos focam quase que exclusivamente interações que ocorrem acima do solo, negligenciando, geralmente, o fato de que organismos acima e abaixo do solo interagem entre si de formas um tanto complexas (Figura 2). D i v e r s o s e s t u d o s a p o n t a m a i n t e r d e p e n d ê n c i a d a d i n â m i c a populacional de herbívoros que vivem no solo e sobre ele, e inimigos naturais como respostas de defesa de diferentes órgãos da planta (acima e abaixo do solo). Devido aos meios de defesa química da planta contra herbívoros e patógenos poderem interagir, a herbivoria da raiz pode acarretar na indução de compostos de

defesa da planta nas folhas. Não obstante, como sustentado no trabalho acima citado, as interações entre ambos os compartimentos (acima e abaixo do solo) são ainda mais complexos, devido aos mecanismos subjacentes (nutrição e defesa da planta) estarem tipicamente interligados. Na verdade, a produção de ambas as defesas da planta (direta e indireta) são dependentes da absorção de nutrientes pelas raízes. A evidência a favor de tais interações benéficas está crescendo.

Um estudo recente mostra que a atividade de organismos do solo pode afetar o fenótipo da planta (acima do solo), induzindo tolerância a herbívoros e patógenos (Blouin et al., 2005). Neste mesmo estudo, um decréscimo de 82% na i n c i d ê n c i a d e n e m a t ó i d e s f o i documentado quando minhocas estavam presentes. Mesmo que as minhocas não afetassem diretamente o tamanho da população de nematóides, na sua presença a biomassa da raiz não foi afetada pelos nematóides e a inibição esperada da fotossíntese foi suprimida. Esta foi a primeira vez que minhocas foram mostradas como agentes de redução dos efeitos de nematóides em plantas infestadas. Aparentemente, a presença de minhocas na rizosfera induziu mudanças sistêmicas na expressão gênica da planta, levando ao aumento da atividade fotossintética e da concentração de clorofila nas folhas (Blouin et al., 2005). Tais achados indicam que atividades da fauna do solo são, provavelmente, mais importantes do que estudos, até então realizados, preocupados em determinar respostas individuais da planta ao estresse.

Comunidades que estão acima do solo são afetadas tanto por interações diretas como indiretas com a cadeia trófica de organismos do solo (Wardle et al., 2004). Atividades alimentares desta cadeia na detritosfera estimulam a



21

ciclagem e absorção de nutrientes, bem como o desenvolvimento da planta, e, dessa forma, influenciam diretamente também os herbívoros. Estudos em agroecossistemas de arroz irrigado na Ásia evidenciam que o acréscimo de m a t é r i a o r g â n i c a e m pa r c e l a s experimentais auxilia populações de detritívoros e organismos que se alimentam de plâncton, os quais, por sua vez, auxi l iam na abundância de predadores generalistas acima do solo (Settle et al., 1996). Além disso, Collembola que habita o solo é considerado importante pois constitui uma população que interage como uma fonte alternativa de presas para predadores como besouros carabídeos quando pragas são escassas (Bilde et al., 2000).

Por outro lado, a biota do solo exerce efeitos diretos nas plantas por se alimentarem das raízes e formarem relações antagônicas ou mutualísticas com suas plantas hospedeiras (e.g., mycorrhizae). Essas interações com plantas influenciam não somente o desempenho próprio das plantas "hospedeiras", como também de herbívoros e, potencialmente, seus predadores. Vestergard et al. (2004) observaram que interações entre afídeos e organismos da rizosfera foram influenciados pelo desenvolvimento da planta e pela condição nutricional do solo. Esse estudo é um dos primeiros a confirmar que a biota acima e abaixo do solo são capazes de interagir entre si tendo a planta como mediador.

Fertilidade do Solo e Resistência das Plantas a Pragas

A resistência de plantas a insetos praga varia com a idade e o estágio de crescimento da planta (Slansky, 1990), sugerindo que a resistência está diretamente ligada com a fisiologia da planta. Portanto, qualquer fator que afete

fisiologicamente a planta (ex. fertilização) está potencia lmente l igado com mudanças na resistência a insetos praga. De fato, a fertilização tem mostrado afetar todas as três categorias de resistência propostas por Painter (1951): preferência, antibiose e tolerância. Ademais, respostas morfológicas óbvias de culturas a fertilizantes, como mudanças na taxa de crescimento, aceleração ou atraso na maturação, tamanho de partes da planta, e espessura ou rigidez da cutícula, podem indiretamente influenciar o sucesso de muitas espécies de pragas na utilização da planta hospedeira. Por exemplo, Adkisson (1958) reportou aproximadamente três vezes mais larvas do bicudo do algodoeiro (Anthonomas grandis) em algodão recebendo pesadas aplicações de fertilizantes em comparação com algodão que não os recebeu, provavelmente devido a um aumento no período de crescimento do algodão resultante do aumento de fertilizantes. Klostermeyer (1950) observou que ferti l izantes nitrogenados aumentam o tamanho e a coesão da palha do milho doce, o que reduz os níveis de infestação da lagarta da espiga (Heliothis zea). Hagen e Anderson (1967) observaram que a influência do zinco reduz a pubescência em folhas de milho, o que permite um subseqüente aumento no forrageamento por adultos da broca da raiz do milho (Diabrotica virgifera).

Efeitos de práticas de fertilidade do solo na resistência de pragas podem ser mediados através de mudanças no conteúdo nutricional das culturas. Para quantidades equivalentes de nitrogênio aplicado (47 kg/ha e 94 kg/ha), Baker (1975) descobriu que concentrações de nitrato-N em folhas de espinafre foram mais altas quando recebendo amônia nitrato do que quando recebendo fertilizantes orgânicos. Em um estudo c o m p a r a t i v o d e a g r i c u l t o r e s convencionais e orgânicos do meio leste



22

americano, Lckeretz et al. (1981) reportaram que milho organicamente produzido (OP) teve menores níveis de todos os aminoácidos (exceto metionina) do que milhos convencionalmente produzidos (CP). Eggert e Kahrmann (1984) também mostraram que feijões secos CP tem mais proteínas do que feijões OP. Níveis altos de N nos tecidos do pecíolo também foram encontrados em feijões CP. Níveis de potássio e fósforo, entretanto, foram maiores nos pecíolos de feijões OP do que em CP. Em um estudo comparativo a longo prazo entre efeitos de fertilizantes orgânicos e sintéticos no conteúdo nutricional de farinha de vegetais (espinafre, repolho, batatas e cenouras), Schuphan (1974) demonstrou que vegetais OP contiveram níveis consistentemente menores de nitrato e maiores de potássio, fósforo e ferro do que vegetais CP.

Pesquisas mostram que a fertilidade do solo influencia a habilidade de uma cultura de responder aos ataques de pragas de muitas formas. Embora alguns estudos pareçam indicar uma falta de resposta de insetos mordedores e mastigadores a aplicações de fertilizantes (Jansson e Smilowitz, 1985), outros ( M e y e r, 2 0 0 0 ) s u g e r e m q u e a disponibilidade de nutrientes no solo não apenas afeta quanto a uma planta ser prejudicada por herbívoros, como também a habi l idade das plantas de se recuperarem da herbivoria. O estudo de Meyer reportou a influência de fertilidade do solo nos graus de desfolha e compensação em plantas de Brassica nigra afetadas por larvas de Pieris rapae (Meyer, 2000). Neste estudo, a porcentagem de desfolha foi mais do que duas vezes maior em solos com baixa fertilidade em relação aos de alta fertilidade, embora plantas crescidas em solos de alta fertilidade tenham perdido grande quantidade de área foliar em termos absolutos. Tanto em solos com alta

fertilidade, quanto em solos com baixa fertilidade, o número total de sementes e a massa média por semente de plantas afetadas foram equivalentes aos das plantas não afetadas. Aparentemente, a fertilidade do solo não influencia a compensação das plantas em termos de ajuste material.

Efeitos indiretos de nitrogênio no solo em danos causados por artrópodes

em plantas

P r á t i c a s d e f e r t i l i z a ç ã o apresentam, possivelmente, efeitos indiretos na resistência de plantas a insetos pragas, por modificar sua composição nutricional. O nitrogênio total (N) tem sido considerado um fator nutricional crítico mediante a abundância e aptidão de herbívoros (Mattson, 1980; Scriber, 1984; Slansky & Rodriguez, 1987). A maioria dos estudos reporta dramáticos aumentos no número de afídeos e ácaros em resposta ao aumento da taxa de fertilização com nitrogênio. Segundo van Emden (1966), acréscimos nas taxas de fertilidade e desenvolvimento do pulgão-verde (Myzus persicae), foram amplamente correlacionados aos níveis de acréscimo de nitrogênio solúvel em tecidos foliares. Fato este também já indicado por diversos outros autores, onde mostram o aumento da população de ácaros e afídeos devido à fertilização com nitrogênio (Luna, 1988). Aumentos em populações de insetos herbívoros associados com brássicas também têm sido documentados pelo mesmo motivo (Letourneau,1988). Em dois anos de estudo, Brodbeck et al. (2001) observaram que populações do tripes (Frankliniella occidentalis) foram significativamente maiores em tomates que haviam recebido altas taxas de fertilização com nitrogênio. Outras populações de insetos foram encontradas com o aumento subseqüente à fertilização nitrogenada, incluindo



23

lagartas militares em milho, lagartas da espiga do milho em algodão, Psylla pyricola em pêra, cochonilha vermelha (Pseudococcus comstocki) em maçã e broca do colmo do milho (Ostrinia nubilalis) em milharais (Luna, 1988).

Devido as plantas serem uma fonte de nutrientes a insetos herbívoros, um aumento no conteúdo de nutrientes da p l a n t a p o d e r i a a u m e n t a r s u a aceitabilidade como fonte de alimento para populações de pragas. Variações nas respostas de herbívoros podem ser explicadas pelas diferenças nas condutas de alimentação desses animais (Pimentel & Warneke, 1989). Por exemplo, com o aumento nas concentrações de nitrogênio em arbustos (Larrea tr identata), populações de insetos sugadores aumentaram, enquanto que o número de insetos mastigadores diminuiu. É plausível que com maior fertilização com nitrogênio a soma de nutrientes na planta aumente, bem como a quantidade de metabólitos secundários, os quais podem afetar seletivamente herbívoros que se alimentam de modo padrão. Em particular, inibidores da digestão de proteínas, que são encontrados acumulados em vacúolos de células vegetais, não são consumidos por herbívoros sugadores, mas sim por herbívoros mastigadores (Mattson, 1980), conquanto essa resposta diferencial não pareça mudar a direção global quando se vê estudos de nutrição de plantas ou ataque de pragas.

Revisando pesquisas dos últimos 50 anos sobre a nutrição de plantas e ataques de insetos, Scriber (1984) encontrou 135 estudos mostrando o aumento de danos e/ou de insetos mastigadores e ácaros em culturas onde utilizou-se adubação nitrogenada, contra menos de 50 estudos relatando uma diminuição dos danos causados pela herbivoria de insetos. Em adição, estes resultados sugerem uma hipótese com implicações para um modelo de uso de

fertilizantes para a agricultura, isto é, grandes adições de N podem resultar em altos níveis de danos por herbivoria. Como conseqüência, espera-se que as plantas tornem-se menos propensas a insetos pragas e doenças se práticas de fertilização orgânica forem utilizadas, visto que geralmente resulta em menores concentrações de N nos tecidos vegetais. Contudo, Letourneau (1988) questiona se tal hipótese, baseada nos estudos de Scriber, pode ser extrapolada como norma geral sobre a adição de fertilizantes associada a ataque de insetos pragas em agroecossistemas.Letourneau revisou 100 estudos e encontrou que dois terços (67) dos estudos sobre insetos e ácaros mostraram um aumento no crescimento, sobrev ivênc ia , taxa reprodut iva, densidade populacional ou níveis de danos em plantas em resposta ao acréscimo de fertilizantes nitrogenados. O terço restante dos estudos sobre artrópodes mostrou ou um decréscimo nos danos quando da utilização de fertilizantes nitrogenados ou nenhuma mudança significativa. O autor concluiu ainda que o desenho experimental pode afetar os tipos de respostas observadas.

A maioria dos agricultores Cakchiquel não reconheceu insetos herbívoros como um problema em suas milpas (consórcio entre milho (Zea mays), feijão (Phaseolus vulgaris), fava (Vicia faba) e ou abobrinha (Cucurbita maxima, C. pepo)) em estudo conduzido em Patzun, Guatemala (Morales et al., 2001). Os agricultores atribuíram o baixo número de insetos a medidas preventivas incorporadas a suas práticas agrícolas, incluindo técnicas de manejo do solo. A g r i c u l t o r e s d e s t a l o c a l i d a d e tradicionalmente misturavam cinzas, restos alimentares, resíduos culturais, plantas espontâneas, folhas secas e esterco para a produção de composto. Entretanto, a partir da década de 1960, fertilizantes sintéticos foram introduzidos



24

na região, sendo rapidamente adotados. Hoje, a maioria dos agricultores tem substituído fertilizantes orgânicos por uréia (CO(NH2)2), embora alguns deles reconheçam as conseqüências negativas da mudança e queixem-se do aumento das populações de pragas em suas milpas desde a sua introdução.

Em seus estudos, nas áreas montanhosas da Guatemala, Morales et al. (2001) também observaram que milharais tratados com fertilizantes orgânicos (aplicados por dois anos) sofreram menor incidência de afídeos (Raopalosiphum maidis) do que aqueles tratados com fertilizantes sintéticos. Esta diferença foi atribuída a alta concentração de nitrogênio foliar nas parcelas tratadas com fertilizantes sintéticos, embora o número de Spodoptera frugiperda tenha mostrado uma pequena correlação negativa com o aumento do nível de nitrogênio.

Dinâmica de insetos herbívoros em sistemas organicamente fertilizados

A menor abundância de muitos insetos herbívoros em sistemas de baixo aporte tem sido parcialmente atribuída a um menor conteúdo de nitrogênio nos cultivares organicamente produzidos (Lampkin, 1990). Nesse sentido, métodos de produção utilizando adição de solo orgânico, significativamente promovem a conservação de espécies de artrópodes em todos os grupos funcionais e aumenta a abundância de inimigos naturais em comparação com práticas convencionais (Moreby et al., 1984; Basedow, 1995; Drinkwater et al., 1995; Pfiffner e Niggli, 1996; Berry et al., 1996; Letourneau e Goldstein, 2001; Mader et al., 2002; Hole et al., 2005). Isso sugere que populações de pragas reduzidas em sistemas orgânicos são a conseqüência tanto de mudanças nutricionais induzidas na cultura pelos fertilizantes orgânicos,

quanto pelo aumento do controle natural de pragas. Independente do caso, existem muitos exemplos nos quais menores populações de insetos herbívoros têm sido documentadas em sistemas de baixo aporte, com a variedade de possíveis mecanismos propostos.

No Japão, a densidade de imigrantes de cigarrinha (Sogatella furcifera) foi significativamente menor, a taxa de colonização das fêmeas adultas e a taxa de sobrevivência dos imaturos na geração seguinte foi geralmente menor, em sistemas orgânicos de arroz em comparação com sistemas convencionais. Conseqüentemente, as densidades de ninfas de cigarrinha e de adultos na geração seguinte foram decrescendo nos campos orgânicos (Kajimura, 1995). Na Inglaterra, campos convencionais de trigo de inverno exibiram uma maior infestação de um afídeo (Metopotophium dirhodum) em relação ao seus equivalentes o r g â n i c o s . A c u l t u r a d e t r i g o convencionalmente fertilizada também teve maiores níveis de aminoácidos livres em suas folhas durante junho, o que foi atribuído a aplicação de nitrogênio em toda a planta no começo de abril. Entretanto, a diferença nas infestações de afídeos entre culturas foi atribuída a uma resposta dos afídeos a proporções relativas entre certos aminoácidos não protéicos e protéicos presentes nas folhas no momento da colonização dos afídeos na cultura (Kowalski e Visser, 1979). Os autores concluíram que culturas de trigo de inverno usando fertilizantes químicos foram mais palatáveis que suas equivalentes orgânicas, daí o maior nível de infestação.

Altieri et al. (1998) conduziram uma série de experimentos comparativos em diferentes épocas de plantio entre 1989-1998, nos quais brócolis foi sujeito a diferentes regimes de fertilização (convencional e orgânico), com objetivo de testar os efeitos de diferentes fontes de



25

nitrogênio na abundância de importantes pragas, afídeo do repolho (Brevicoryne brassicae) e besouro (Phyllotr i la c r u c i f e r a e ) . M o n o c u l t u r a s c o n v e n c i o n a l m e n t e f e r t i l i z a d a s consistentemente desenvolveram uma maior infestação de besouros (Phyllotrila cruciferae) e em alguns casos do afídeo do repolho, do que os sistemas de brócolis orgânico. A redução das infestações de afídeos e besouros nas parcelas orgânicas foi atribuída a menores níveis de nitrogênio livre nas folhas das plantas. Aplicações de fertilizantes químicos em um indivíduo de brócolis dentro de um campo orgânico, fez disparar a densidade de afídeos na planta tratada, mas não nas plantas ao redor (Figura 3). Estes resultados corroboram a visão de que a preferência dos insetos pode ser modificada por alterações no tipo e na quantidade de fertilizantes utilizados.

Por contraste, um estudo comparando respostas de populações depragas de Brassica sujeitas a fertilizantes orgânicos verso sintéticos, obteve maiores populações de besouros Phyllotreta em parcelas de couve (Brassica oleraceae) que receberam adição de lama no começo da estação, em comparação com aquelas que receberam fertilizantes minerais e as que não foram fertilizadas (Culliney e Pimentel, 1986). Porém, com aplicação no final da estação nestas mesmas parcelas, os níveis das populações de besouros, afídeos e lepidópteros foram mais baixos nas parcelas orgânicas. Isso sugere que o efeito do tipo de fertilizante varia com o estágio de crescimento da planta e que f e r t i l i z a n t e s o r g â n i c o s n ã o n e c e s s a r i a m e n t e d i m i n u e m a s populações de pragas durante toda a estação.


Figura 3. Resposta da população de afídeos ao tratamento individual de plantas de brócolis orgânicos com N químico em área organicamente manejada na cidade de Albany, Califórnia (Altieri, dados não publicados).

Plantas organicamente tratadas

Plantas organicamente tratadas com N Químico

0

200

400

600

800

02

/Ju

n

09

/Ju

n

16

/Ju

l

23

/Ju

l

30

/Ju

l

06

/Ag

oMelhorando o Manejo de Pragas através da Saúde do Solo: Direcionando uma Estratégia de Manejo do Habitat Solo

26

Por exemplo, em uma entrevista com produtores de tomates da Califórnia, independente das pronunc iadas diferenças nas qualidades das plantas (conteúdo de N nas folhas e caules), tanto dentro como fora dos campos de tomate,

Letourneau et al. (1996) não encontraram nenhuma indicação de que grandes concentrações de N nos tecidos do tomate estavam associadas com mais altos níveis de danos devido a insetos observados na colheita.


Conclusão

O manejo da fertilidade do solo pode causar efeitos diversos sobre a qualidade e composição da planta que, por sua vez, pode influenciar no número de insetos e subseqüentes níveis de danos por herbivoria. A realocação de minerais em culturas agrícolas pode afetar a ovoposição, taxa de crescimento, sobrevivência e reprodução de insetos pragas (Jones, 1976). Maiores pesquisas são necessárias, contudo, evidências preliminares sugerem que práticas de fertilização do solo podem influenciar a resistência relativa de culturas agrícolas a insetos pragas. Altos níveis de nitrogênio solúvel no tecido vegetal resultaram num decréscimo na resistência a pragas, embora não se trate de uma regra geral (Phelan et al., 1995).

Fertilizações químicas podem influenciar grandemente o balanço de elementos nutricionais nas plantas e, este fenômeno correlaciona-se, provavelmente, ao seu uso em excesso, o que resultaria num desequilíbrio nutricional, que por sua vez, reduz a resistência a pragas. Em contraste, práticas orgânicas promovem um aumento na matéria orgânica do solo e na atividade microbiológica e a uma gradativa liberação de nutrientes que poderiam, teoricamente, proporcionar à planta, uma nutrição mais balanceada. Assim, quando a porção de nitrogênio prontamente disponível para a cultura pode ser menor quando práticas de fertilização orgânica são aplicadas. Assim, enquanto a porção de nitrogênio imediatamente disponível para a cultura pode ser menor quando aplicados fertilizantes orgânicos, o status nutricional das plantas parece ser melhorado. Práticas de fertilização orgânica do solo podem ainda fornecer a suplementação de microelementos e elementos secundários, ocasionalmente ausentes em sistemas de produção convencional baseados primariamente em fontes artificiais de N, P e K. Além das concentrações de nutrientes, fertilizações ótimas, que forneçam uma nutrição balanceada, podem estimular a resistência a ataques de insetos (Luna, 1988). Fontes orgânicas de nitrogênio podem conferir grande tolerância a danos vegetativos por liberarem nitrogênio mais lentamente ao longo de vários anos.

Phelan et al. (1995) reforçam que é necessário considerar outros mecanismos quando se examina a ligação entre o manejo da fertilização do solo e a susceptibilidade das plantas ao ataque de insetos. Seus estudos demonstraram que a preferência para a oviposição de pragas de folhas pode ser mediada por diferenças no manejo da fertilidade do solo. Assim, o menor número de insetos-praga encontrados em sistemas de produção orgânica pode, em parte, advir de resistências mediadas por diferenças bioquímicas e nutrição mineral nas culturas conduzidas sob estas práticas. De fato, observa-se que os resultados fornecem uma interessante evidência para reforçar a teoria de que o manejo da matéria orgânica do solo por um longo período de tempo pode melhorar a resistência de plantas contra insetos-pragas. Esta visão é corroborada pela recente pesquisa sobre as relações entre os componentes que


27


estão sobre e sob o solo dos ecossistemas, a qual sugere que a atividade biológica no solo é provavelmente muito mais importante que os atuais conhecimentos sobre a determinação de respostas individuais das plantas aos estresses causados pelos insetos (Blouin et al., 2005), e que esta resposta é mediada por uma série de interações esboçadas na Figura 2. Estes resultados ressaltam nosso entendimento sobre o papel da biodiversidade na agricultura e as estreitas relações entre a biota encontrada sobre e sob a camada superficial do solo. Tal entendimento constitui o passo-chave para a construção de uma verdadeira inovação na estratégia do manejo de pragas com bases ecológicas, que combina diversificação de culturas e incremento da qualidade do solo.


28


Referências

ADKISSON,P.L. The influence of fertilizer applications on population of Heliothis zea and certain insect predators. Journal of Economic Entomology 51: 757759, 1958.

ALTIERI, M.A., NICHOLLS,C.I. Biodiversity, ecosystem function and insect pest management in agricultural systems. In Biodiversity in Agroecosystems, Ed. W. W. Collins and C. O. Qualset. Boca Raton: CRC Press, 1990. p. 6984.

ALTIERI, M.A., NICHOLLS, C.I. Soil fertility management and insect pests: harmonizing soil and plant health in agroecosystems. Soil and Tillage Research, n. 72, p. 203, 2003.

ALTIERI, M.A.; SCHMIDT, L.L.; MONTALBA,R. Assessing the effects of agroecological soil management practices on broccoli insect pest populations. Biodynamics, n. 218, p. 2326, 1998.

BARKER, A. Organic vs. inorganic nutrition and horticultural crop quality. HortScience, p. 12<ETH>15, 1975.

BASEDOW, T. Insect pests: their antagonists and diversity of the arthropod fauna in fields of farms managed at different intensities over a long term a comparative survey. Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft fur Allgemeine und Angewandte Entomologie

n. 10, p. 565572, 1995.

BERRY, N.A.; WRATTEN, S.D.; MCERLICH, A.; FRAMPTON, C. Abundance and diversity of beneficial arthropods in conventional and organic carrot crops in New Zealand. New Zealand Journal of Crops and Horticultural Sciences, n. 24, p. 307313, 1996.

BILDE, T.; AXELSEN, J.A.; TOFT,S. The value of Collembola from agricultural soils as food for a generalist predator. Journal of Applied Ecology, n. 37, p. 672683, 2000.

BLOUIN, M.; ZUILY-FODIL, Y.; PHAM-THI, A.-T.; LAFFRAY, D.; REVERSAT, G.; PANDO, A.; TONDOH, J.; LAVELLE, P. Belowground organism activities affect plant aboveground phenotype, inducing planttolerance to parasites. 8, 202208, 2005.

BRODBECK, B.; STAVISKY, J.; FUNDERBURK, J.; ANDERSEN, P.; OLSON, S. Flower nitrogen status and populations of Frankliniella occidentalis feeding on

Lycopersicon esculentum. Entomologia Experimentaliset Applicata, n. 99, p. 165172, 2001.

CULLINEY, T.; PIMENTEL, D.Ecological effects of organic agricultural practices in insect populations. Agric. Ecosyst. Environ. p. 253256, 1986.

DRINKWATER, L.E.; LETOURNEAU, D.K.; WORKNEH, F.; VAN BRUGGEN, A.H.C. Fundamental differences between conventional and organic tomato agro-ecosystems in California. Ecological Applications, n. 5, p. 10981112, 1995.

Referências

29


EGGERT, F.P.; KAHRMANN,C.L. Responses of three vegetable crops to organic and inorganic nutrient sources. In: ORGANIC F: Current Technology and Its Role in Sustainable Agriculture Madison, WI: American Society of Agronomy, 1984. (Pub. No.46)

HAGEN, A.F.; ANDERSON,F.N. Nutrient imbalance and leaf pubescence in corn as factors influencing leaf injury by the adult western corn rootworm. Journal of Economic Entomology, n. 60, p. 107177, 1967.

HOLE, D.G.; PERKINS, A.J.; WILSON, J.D.; ALEXANDER, I.H.; GRICE, P.V.; EVANS, A.D. Does organic farming benefit biodiversity? Biological Conservation, n. 122, p. 113130, 2005.

JANSSON, R.K.; SMILOWITZ, Z.Influence of nitrogen on population parameters of potato insects: abundance, development and damage of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae). Environmental Entomology, n. 14, p. 500506, 1985.

KAJIMURA, T. Effect of organic rice farming on planthoppers: re40 production of white-backed planthopper, Sogatella furcifera (Homoptera: Delphacidae). Res. Popul. Ecol., n. 37, p. 219224, 1995.

KLOSTERMEYER,E.C. Effect of soil fertility on corn earworm damage. Journal of Economic Entomology, n. 43, p. 427429, 1950.

KOWALSKI, R.; VISSER, P.E.Nitrogen in a crop-pest interaction: cereal aphids. In: LEE, J. A. (Ed. ) Nitrogen As An Ecological Parameter..Oxford: Blackwell Scientific, 1979. p. 6774.

KUMAR, V.; MILLS, D.J.; ANDERSON, J.D.; MATTOO, A.K. An alternative agriculture system is defined by a distinct expression profile of select gene transcripts and proteins. PNAS, n. 101, p. 1053510540, 2004.

LAMPKIN,N. Organic Farming. Ipswitch, UK: Farming Press Books, 1990.

LETOURNEAU,D.K. Global Perspectives on Agroecology and Sustainable Agricultural Systems. Proc. Sixth Int. Sci. Conference of IFOAM. Santa Cruz: CA, 1988. p. 581587.

LETOURNEAU, D.K.; DRINKWATER, L.E.; SHENNON, C. Effects of soil management on crop nitrogen and insect damage in organic versus conventional tomato fields. Agric. Ecosyst. Environ., n. 57, p. 174187, 1996.

LETOURNEAU, D.K.; GOLDSTEIN, B.P.Pest damage and arthropod community structure in organic vs. conventional tomato production in California. Journal of Applied Ecology, n. 38, p. 557450, 2001.

LOCKERETZ, W.; SHEARER, G.; KOHL,D.H. Organic farming in the corn belt. Science, n. 211, p. 540547, 1981.

Referências

30


LUNA, J.M. Global perspectives on Agroecology and Sustainable Agricultural Systems. Proc. Sixth. Int. Sci. Conference of IFOAM. Santa Cruz, CA. 589600, 1988.

MäDER, P.; FLIESSBACH, A.; DUBOIS, D.; GUNST, L.; FRIED, P.; NIGGLI, U. Soil fertility and biodiversity in organic farming. Science, n. 296, p.16941697, 2002.

MAGDOFF, F.; VAN ES, H. Building Soils for Better Crops. Washington: SARE, 2000.

MATTSON JR., W.J.Herbivory in relation to plant nitrogen content. Annual Review of Ecology and Systematics. n. 11, p. 119161, 1980.

MCGUINESS, H. Living Soils: Sustainable Alternatives to ChemicalFertilizers for Developing Countries. NovaYork: Consumers Policy Institute, 1993.

MEYER, G.A. Interactive effects of soil fertility and herbivory on Brassica nigra. Oikos, n. 22, p. 433441, 2000.

MORALES, H.; PERFECTO, I.; FERGUSON,B. Traditional fertilizationand its effect on corn insect populations in the Guatemalan highlands.Agric. Ecosyst. Environ., n. 84, p.145155, 2001.

MOREBY, S.J.; AEBISCHER, N.J.; SOUTHWAY, S.E.; SOTHERTON, N.W. A comparison of flora and arthropod fauna of organically and conventionally

grown winter wheat in southern England. Annals of Applied Biology, n. 12, p. 1327, 1994.

NICHOLLS, C.I.; ALTIERI, M.A.Designing and implementing a habitat management strategy to enhance biological pest control in agroecosystems. Biodynamics, n. 251, p. 2636, 2005.

PAINTER, R.H. Insect Resistance in Crop Plants. Lawrence, KS: University of Kansas Press, 1951.

PFIFFNER, L.; NIGGLI, U.Effects of biodynamic, organic and conventional farming on ground beetles (Coleoptera: Carabidae) and other epigaeic arthropods in winter wheat. Biological Agriculture and Horticulture, n. 12, p. 353<ETH>364, 1996.

PHELAN, P.L.; MASON, J.F.; STINNER, B.R. Soil fertility management and host preference by European corn borer, Ostrinia nubilalis, on Zea mays: a comparison of organic and conventional chemical farming. Agric. Ecosyst. and Env., n. 56, p. 18, 1995.

PIMENTEL, D.; WARNEKE,A. Ecological effects of manure, sewage sludge and and other organic wastes on arthropod populations. Agricultural Zoology Reviews, n. 3, p. 130, 1989.

SCHUPHAN, W.Nutritional value of crops as influenced by organic and inorganic fertilizer treatments: results of twelve years' experiments with vegetables (19601972). Qual. Plant Plant Foods Human Nutr. n. 23, p. 333358, [1974].

Referências

31


SCRIBER, J.M. Nitrogen Nutrition of Plants and Insect Invasion. In: HAUCK, R. D. (Ed.) Nitrogen in Crop Production. Madison, Wi: American Society Of Agronomy,1984.

SETTLE, W.H.; ARIAWAN, H.; ASTUTI, E.T.; CAHYANA, W.; HAKIM, A.L.;HINDAYANA, D.; LESTARI, A.S. Managing tropical rice pests through conservation of

generalist natural enemies and alternative prey. Ecology, n. 77, p. 19751988, 1996.

SLANSKY, F.Insect nutritional ecology as a basis for studying host plant resistance. Florida Entomol. n. 73, p. 354378, 1990.

SLANSKY, F.; RODRIGUEZ, J.G. Nutritional ecology of insects, mites, spiders and related invertebrates. New York: Wiley, 1987.

VAN DER PUTTEN, W.H.; VET, L.E.M.; HARVEY, J.A.; WACKERS, F.L. Linking above- and belowground multitrophic interactions of plants, herbivores,

pathogens, and their antagonists. Trends in Ecology & Evolution, n. 16, p. 547554, 2001.

VAN EMDEN, H.F. Studies on the relations of insect and host plant. III. A comparison of the reproduction of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) on brussels sprout plants supplied with different rates of nitrogen and potassium. Entomologia Experimentalis et Applicata, n. 9, p. 444460, 1966.

VESTERGARD, M.; BJORNLUND, L.; CHRISTENSEN,S. Aphid effects on rhizosphere microorganisms and microfauna depend more on barley growth phase than on soil fertilization. Oecologia, n. 141, p. 84, 2004.

WARDLE, D.A.; BARDGETT, R.D.; KLIRONOMOS, J.N.; SETäLä, H.; VAN DERPUTTEN, W.H.; WALL, D.H. Ecological linkages between aboveground and

belowground biota. Science, n. 304, p.16291633, 2004.

Miguel A. Altieri is a Professor, and Luigi Ponti, and Clara I. Nichollsare Research Fellows in the Department of Environmental Science, Policyand Management, Division of Insect Biology, University of Californiaat Berkeley. The group can be contacted at the Department, 137 MulfordHall3114, Berkeley, CA 94720-3114; 510-642-9802. Miguel Altierican also be reached by e-mail at <[email protected]>.

Referências

controle biológico de_pragas

Documents