desenvolvimento de fitonematoides - efeitos da temperatura e umidade

DESENVOLVIMENTO DE FITONEMATOIDES – EFEITOS

DA TEMPERATURA E UMIDADE

MSc. Giovani de Oliveira Arieira

Agosto/2013

ESTRUTURAESTRUTURAI. Nematoides

a. Posição taxonômica

b. Biologia e papel ecológico no solo

c. Nematoides fitoparasitas

d. Nematoides e ambiente

II. Umidade do solo

a. Ciclo hidrológico e formas de água no solo

b. Efeitos sobre o desenvolvimento dos nematoides

III. Temperatura do solo

a. Dinâmica da temperatura no solo

b. Efeitos sobre o desenvolvimento dos nematoides

V. Implicações no manejo de nematoides

NEMATOIDESNEMATOIDES

Posição taxonômicaPosição taxonômica

Reino: Animalia

Sub-reino: Eumetazoa

Filo:Nematoda

Classes: SecernenteaSubclasse Rhabditia Subclasse SpiruriaSubclasse Diplogasteria Subclasse Tylenchia

Adenophorea Subclasse EnopliaSubclasse Chromadoria

Grupos tróficosGrupos tróficos

Fitófagos (fitoparasitas)

Bacteriófagos

Micófagos/Fungívoros

Predadores/Carnívoros

Ingestores de substrato

Algívoros

Parasitas de animais

Onívoros

Ecologia: funções no soloEcologia: funções no solo

Regulação das taxas de transformações;

Transporte de micro-organismos;

Efeito regulador sobre populações microbianas;

Regulação da mineralização de nutrientes;

Ciclo de vidaCiclo de vida

Ovo

Juvenil

Adulto

Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas Vetores de vírus.

Abertura de entrada para fungos e bactérias.

Parasitismo direto (ação traumática, espoliadora e tóxica)

Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitasPotencial associativo entre M. incognita e F. oxysporum f.sp. vasinfectum em causar murcha do algodoeiro.

Meloidogyne incognitaFusarium oxysporum

f.sp. vasinfectumPercentual de plantas

com murcha

Ausente Ausente 0,0

Presente Ausente 1,2

Ausente Presente 2,5

Presente Presente 69,0

Fonte: Bell (1959) apud Ferraz et al. (2010)

Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas

Relações patógeno-hospedeiroRelações patógeno-hospedeiro

Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado)

Infecção

Disseminação

Sobrevivência

Reprodução

Colonização

Relações patógeno-hospedeiroRelações patógeno-hospedeiro

Infecção

Exsudatos radiculares

Eclosão

Reconhecimento do hospedeiro

Migração

AMBIENTE FAVORÁVEL

Exsudatos radiculares

Reconhecimento do hospedeiro

Nematoides e ambienteNematoides e ambiente

HOSPEDEIRO

AMBIENTEPATÓGENO

DOENÇA


• Embriogênese Textura Solução pH Aeração Umidade Temperatura

• Crescimento

• Reprodução

• Eclosão

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteCICLO DE VIDA MorteMorte

20oC

10oC

0oC

-10oC

30oC

40oC

50oC

“Coma”

Torpor

Ótimo

Torpor

“Coma”

MorteMorte (?)

AtividadeAtividade normal

Vida

Adaptado de WHARTON, 2002


EMBRIOGÊNESE

Para a grande maioria dos nematoides ocorre um desenvolvomento embrionário adequado na faixa de 25-30oC

Umidade muito baixa no solo pode interromper ou retardar o desenvolvimento embrionário

ToC

Usolo


ECLOSÃO

Efeito intenso e variável de acordo com a espécie de nematoide

Inibida em solo muito seco ou encharcado

ToC

Usolo


ECLOSÃO

Meloidogyne javanica: Ótimo de 25-30oC (eclosão 2x mais rápida que a 20oC e 4x mais rápida que a 15oC)

Globodera pallida: Ótimo a 16oC (limites entre 8 e 30oC)

Ditylenchus dipsaci: Ótimo de 15-20oC

Heterodera zeae: Ótimo a 30oC (limite a 40oC)

(Ferraz, 2009)


ECLOSÃO

Temperatura ótima para eclosão de algumas espécies de nematoides.

Espécies Temperatura (ºC)Aphelenchus avenae 36

Hemcicycliophora arenaria 33Heterodera avenae 10-18Heterodera glycines 24

Heterodera rostochiensis 20-25Heterodera schachtii 20-25

Heterodera trifolii 17Meloidogyne hapla 21-25

Meloidogyne javanica 30Tylenchulus semipenetrans 30

Fonte: Dias-Arieira et al., 2008


CRESCIMENTO

Ocorrem diversas faixas de temperatura, sendo variável de acordo com a região de origem do nematoide

Condição ideal entre 40 e 60% da capacidade de campo; O metabolismo de juvenis e adultos com uma concentração inferior a 10% de oxigênio; Estiagens prolongadas induzem anidrobiose

ToC

Usolo

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteCRESCIMENTO

Morte

18 - 25oC

13 - 17oC

0oC

> 32oC

36 - 40oC

Limite de atividadeÓtimo

Limite de atividade

Morte

Zonas Temperadas (Ferraz, 2009)

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteCRESCIMENTO

Morte

24 - 30oC

15 - 22oC

5 - 10oC

> 35oC

40oC

Limite de atividadeÓtimo

Limite de atividade

Morte

Zonas Tropical e Subtropical (Ferraz, 2009)


REPRODUÇÃO

Faixa ótima onde ocorre a maior ovoposição.

Pouco efeito da umidade do solo.

ToC

Usolo

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteREPRODUÇÃO

Temperaturas ótimas para a ovoposição de diversos fitonematoides.

EspécieTemperatura

ótima (oC)

Meloidogyne javanica 27 - 30

Meloidogyne hapla 20 -25

Pratylenchus brachyurus 28 - 30

Rotylenchulus parvus 28 - 30

Ditylenchus dipsaci 18 - 22

Thylenchorrynchus annulatus 28 - 30

Fonte: Ferraz, 2009


EMBRIOGÊNESE ECLOSÃO CRESCIMENTO REPRODUÇÃOBaixa

umidade Interrupção Inibição Retardamento -Alta

umidade - Inibição - -Temperatura

baixa - InibiçãoMorte ou inibição Redução

Temperatura alta Interrupção Inibição

Morte ou inibição Redução

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteFlutuação populacional de juvenis de Meloidogyne javanica em vinhedos, em Bien Donné. (Loubser e Meyer, 1987).


Adaptações fiosiológicas

QUIESCÊNCIA: Redução do metabolismo Movimentação reduz ou cessa; Desenviolvimento pára; Metabolismo lento, mas detectável

CRIPTOBIOSE: Cessassão do metabolismo

Adaptações físicas (morfológicas)

ANIDROBIOSE: Espiralização dos nematoides

ESTÁDIO DUERLARVAL: Manutenção da cutícula da fase anterior (J2 J3)

SENESCÊNCIA: Processos normais no ciclo de vida

Nematoides e ambienteNematoides e ambienteAdaptações metabólicas e ciclo de desenvolvimento dos nematoides. (Ferris et al., 2002)

UMIDADE DO SOLOUMIDADE DO SOLO

Ciclo hidrológicoCiclo hidrológico

Água no soloÁgua no solo

Água gravitacionalRelacionada aos poros maiores (6-30µm), é retida no solo com pouca energia.

Água higroscópicaÁgua adsorvida às partículas do solo, especialmente argila.

Água capilarÁgua retida nos poros ou nas partículas com potencial entre - 0,01 e - 3,1 MPa.

Água no soloÁgua no solo

Inundação do soloInundação do soloEstádios de desenvolvimento e número total de nematóides penetrados nas raízes de plantas de arroz irrigado mantidas sob condições de solo drenado e saturado. (Steffen et al., 2007).

Revolvimento do soloRevolvimento do solo

Morte pela dessecação de ovos e juvenis

Uso de grade aradora na profundidade de 30cm redução de 54% dos juvenis de Meloidogyne javanica no solo (Dutra e Campos, 1998).

Revolvimento do solo e irrigação:

Eclosão dos ovos. Dessecação ou perda das reservas corporais (50-60%) Redução de juvenis de M. javanica em feijoeiro (Dutra e Campos, 2003) e M. incognita em quiabeiro e alface (Dutra et al., 2003)

Revolvimento do soloRevolvimento do soloEfeito do revolvimento do solo sobre (A) a produção de feijão (kg/ha), aos 90 dias após a semeadura e (B) a população de J2 de M. incognita (juvenis/g de solo), aos 45 dias após o plantio.

A B

Adaptado de Campos et al., 2005

TEMPERATURA DO SOLOTEMPERATURA DO SOLO

SolarizaçãoSolarização

Desinfestação do solo por meio da energia solar, com a cobertura do solo com filme plástico transparente.

A eficiência depende: tipo de solo, duração do tratamento e radiação solar.

Utilização de camada dupla de filme aumenta a temperatura do solo: 60oC (Raymundo, 1985) 72oC (Stapleton e Fergunson, 1996)

LaMondia e Brodie (1984): Globodera pallida 100% de redução a 5 cm 59% de redução a 15 cm


Adaptado de Ferraz et al., 2010

Nematoide CulturaTempo

Local Resultado Referência(dias)

Meloidogyne incognita e M. javanica Pepino 35 IrãRedução de 52% na

incidência Esfahani, 2008

M. incognita Raça 1Cynara

cardunchulus 49 ItáliaRedução superior a

80% Di Vito et al., 2005

Meloidogyne, Pratylenchus, Tylenchulus, Tylenchorhynchus - 60 Croácia

Redução superior a 90% Ostrec e Grubisic, 2003

M. javanica Quiabo 139 Brasil (SP)Redução de 82,7%

no número de galhas Bettiol et al., 1996

M. javanica Tomate 42 MarrocosRedução de 99% na

população Eddaouli e Ammati, 1995

Globodera rostochiensis Batata 62 OmãRedução de 95% da

população Mani et al., 1993

Meloidogyne spp. Berinjela 30 SudãoControle de 64 a

100% Braun et al., 1987

Helicotylenchus, Pratylenchus lobatus e Rotylenchus incultus Feijão 40 Síria

Controle superior a 90%

Sauerbom e Saxena, 1987

M. xenoplax Cenoura 21 EUA Controle de 67 a 86% Stapleton et al., 1985

Pratylenchus thornei Batata 31 IsraelControle de 80 a

100% Katan, 1984

Globodera rostochiensis Batata 63 EUAControle de 95% da

população LaMondia e Brodie, 1984

Rotylenchulus reniformis Alface 42 EUA Controle de 77 a 99% Heald e Thomas, 1983


Efeito da solarização do solo nas populações de nematóides fitoparasitos e saprófitas (Seropédica, RJ, 1998).(Silva et al., 2006)


Médias de abundância total de nematóides e de nematóides saprófitas por kg de solo na época 2 (após a solarização), para as condições com e sem solarização. Brasília, UnB-FAV, 2005. (Silva et al., 2006)


População final de Meloidogyne spp. na colheita da alface, nas condições solarizado e não solarizado em cada adubação.. Brasília, UnB-FAV, 2005. (Silva et al., 2006)

SolarizaçãoSolarizaçãoTemperaturas médias (ºC) do solo dentro dos sacos plásticos pretos e transparentes, observadas a diferentes horas durante o período de solarização. Fortaleza-CE, 2003. (Santos et al., 2006)

Coletor solarColetor solar

Deve ser exposto para a face norte e a um ângulo de inclinação semelhante à latitude local acrescida de 10o.

Temperaturas entre 70 e 80oC (Ghini, 1997).

Redução de populações de Meloidogyne arenaria, M. javanica, M. incognita e M. hapla aos mesmos níveis do brometo de metila após 2 dias de tratamento (Randig et al., 1998).

Coletor solarColetor solarTemperaturas máximas do ar, do coletor solar e da solarização e insolação no período de 12/01 a 11/02 de 1996. (Randig, 1998).

Coletor solarColetor solarNúmero de massas de ovos, produção de matéria seca da parte aérea (MSPA) e stand final de plantas de alface e tomate após 45 dias de cultivo em substrato desinfestado. (Adaptado de Randig, 1998).

Termoterapia do soloTermoterapia do solo

Uso de vapor (20-40 cm) com temperaturas acima de 45oC:

Desvantagens: Eliminação de organismos antagonistas (Westphal e Becker, 2001).

Toxidez de amônia e manganês (Neog e Bora, 1999).

Termoterapia do soloTermoterapia do solo

Número de gerações e FRNúmero de gerações e FRDias requeridos para penetração, desenvolvimento e reprodução dos estádios de Meloidogyne incognita raça 1 e de M. javanica em cultivares de batata, nas épocas seca e chuvosa no campo. (Charchar et al., 2009)

Número de gerações e FRNúmero de gerações e FRNúmero estimado de J4 de Ditylenchus dipsaci , considerando-se Tb = 14oC ; T sup = 23oC e K = 500oC. (Tenente et al., 2007).

MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio DiretoSistema de Plantio Direto

Manutenção de temperatura e umidade na faixa ótima para os nematoides.

Favorecimento de organismos antagonistas;

Manutenção dos juvenis em atividade;

Rotação de culturas.

MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio DiretoCulturas utilizadas como sucessão com soja e seu efeito sobre populações de nematoides no Mato Grosso do Sul.

Adaptado de Inomoto et al., 2008

Culturas

Nematoides

Heterodera Meloidogyne Meloidogyne Rotylenchulus Pratylenchus

glycines javanica incognita reniformis brachyurus

Milheto

Braquiárias

Sorgo forrageiro

Pé-de-galinha

Nabo forrageiro

Girassol

Milho

Sorgo granífero

Algodão

MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio DiretoCulturas utilizadas como rotação com soja e seu efeito sobre populações de nematoides no Mato Grosso do Sul.

Adaptado de Inomoto et al., 2008

Culturas

Nematoides

Heterodera Meloidogyne Meloidogyne Rotylenchulus Pratylenchus

glycines javanica incognita reniformis brachyurus

Algodoeiro

Milho

Sorgo forrageiro

Cana-de-açúcar

Amendoim

Feijoeiro

Caupi

Mandioca

Arroz

C. spectabilis

C. breviflora

C. juncea

Mucunas

Guandu

MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio Direto

Reprodução de Rotylenchulus reniformis em diferentes sistemas de cultivo de soja. (Asmus, 2009)

CONCLUSÃOCONCLUSÃO

A temperatura e a umidade do solo afetam todas as fases de desenvolvimento de nematoides;

A temperatura, principalmente alta, é o principal fator limitante;

Esses efeitos são variáveis quanto à espécie e à fase do ciclo de vida;

O conhecimento das dinâmicas populacionais de nematoides e suas relações com a temperatura e umidade no solo é fundamental para a seleção e potencialização de medidas de manejo.

REFERÊNCIASREFERÊNCIAS FERRAZ, S., FREITAS, L.G., LOPES, E.A., DIAS-ARIEIRA, C.R. Manejo sustentável de fitonematoides. 2010.

LAVELLE, P., SPAIN, A.V. The soil microclimate. In: LAVELLE, P., SPAIN, A.V. Soil ecology. 2001.

LEE, D.L. Behaviour. In: LEE, DL. The biology of nematodes. 2002.

LUC, M.; SIKORA, R. A.; BRIDGE, J. Plant parasitic nematodes in subtropical and tropical agriculture. 2005.

TIHOHOD, D. Nematologia agrícola aplicada. 1993.

WHARTON, D.A. Nematode survival strategies. In: LEE, DL. The biology of nematodes. 2002.

WOMERSLEY, C.Z., WHARTON, D.A., HIGA, L.M. Survival biology. In: PERRY, R.N., WRIGHT, D.J. The physiology and biochemistry of free-living and plant-parasitic nematodes. 1998.

Sociedade Brasileira de Nematologia http://www.nematologia.com.br

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