Controle Biológico de Pragas e Doenças,organismos de controle e
especificações
Leonardo Minaré Braúna
Biólogo
Mestre em Fitopatologia - UnB
Introdução
O desenvolvimento de uma agricultura maisamigável com o ambiente, a resistência dospatógenos aos pesticidas químicos e o altocusto desses produtos tem promovido a buscade agentes microbianos para o controle deenfermidades em cultivos comerciais.
•Universidades;•Orgãos de pesquisa governamentais;•Companhias privadas;•Pequenas companhias e agricultoresprivados
Trabalhando no desenvolvimento deprodutos microbianos para o controlede fitopatógenos, pragas e plantasdaninhas.
Base para o sucesso do controle Fitossanitário
Triângulo de doença
Cultivar; Raiz; Vigor e aparência
Etiologia: Epidemiologia; Sintomatologia
Solo, UR, T, Nutrição
Tetraedro de doença
Controle de doenças
Grigolleti, 2000
Químico:
Preocupação com o meio ambiente;
Danos a saúde humana;
Atua na seleção dos patógenos resistentes;
Surto de doenças secundárias;
Diminuição dos micro-organismos benéficos;
Efeito sobre plantas não alvo e contaminação da produção
• Biológico:
Controle biológico de doenças de plantas
pode ser definido como sendo a redução da
soma de inóculo ou das atividades
determinantes da doença provocada por um
patógeno realizada por um ou mais
organismos que não o homem.
Cook & Baker 1983
Existem duas formas de Controle Biológico
1. Manejo para favorecer os organismos
antagônicos nativos;
2. Introdução maciça de micro-organismos
selecionados
Considerações Básicas para um Programa de CB
• Definição da espécie alvo (geografia, biologia, perdas
econômicas)
• Levantamento de agentes de controle biológico (centro de origem)
• Seleção de agentes efetivos (Eficiência, patente, produção,
financeiro)
• Risco/Biosegurança
• Efeitos adversos potenciais (Alergenicidade, toxidade,
patogenicidade, competição)
Seleção de Micro-organismos para Controle Biológico
• Eficiência;
• Segurança;
• Produção em quantidade suficiente e baixo custo;
• Organismo geneticamente estável;
• Tolerância a tratamentos químicos.
Sucesso no biocontrole
1.Escolha do agente antagonista;
2.Conhecimento do sistema onde encontra o
patógeno;
3.Observar o complexo solo – ambiente.
Limitações impostas aos produtos biológicos:
a) Sensibilidade ao ambiente;
b) Extrema especificidade;
c) Problemas de formulação;
d) Tempo de aplicação;
e) Persistência do efeito.
Estratégias para efetuar o controle biológico no campo
• Inundar completamente a comunidade microbiana com antagonistas.
• Alterar o ecossistema para favorecer o antagonista indígeno em relação à do patógeno.
Sobrevivência dos hiperparasitas: depende da sobrevivência do
patógeno.
• A destruição total dos estromas do patógeno reduz a incidência da doença na folhagem renovada subseqüentemente. Mas, reduz também a população do micoparasita, que progride mais lentamente que os fitopatógenos.
Mecanismos de ação no
controle de fitopatógenos
• Micoparasitismo;
• Antibiose;
• Competição;
• Indução de mecanismos de defesa da
planta.
Van Driesche e Bellows, 1996
Micoparasitismo
• Ação direta contra um fungo que
compreende um complexo processo que
envolve eventos sequenciais, incluindo
reconhecimento, ataque e a subsequente
penetração, seguida de morte do
hospedeiro (patógeno).
Benítez et al., 2004
1. Quimiotropismo – reconhecimento;
2. Contato físico;
3. Liberação de enzimas contra o patógeno;
4. Micélio cresce, enrola-se na hifa hospedeira, podendo ou não penetrá-la.
- Hifa suscetível (do patógeno): apresentas-secom inúmeros vacúolos, colapsa e desintegra.
- Micoparasita cresce no conteúdo da hifahospedeira.
- Parasita micélio e também estruturas de resistência de diversos fungos.
Parasitismo de Trichoderma sobre hifas de Sclerotium rolfsii observado ao MEVA.
• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum
• Arthrobotrys spp.
Fungo capturador de nematoides
Antibiose
• Envolvimento de compostos de baixo
peso molecular na inibição de outros
fungos como os causadores de doenças
de plantas.
• Compostos tóxicos voláteis e não voláteis
que atuam na supressão da colonização
do organismo atingido.
Benítez et al., 2004
- Papel de antibiótico no controle da doençapermanece obscuro.
- Vários antibióticos foram identificados emTrichoderma, sendo alguns voláteis (etileno,aldeído, acetona etc).
- Alguns antibióticos: Trichodermin, Viridina,Ciclosporina, Penicilina e outros.
Metabólitos produzidos por Trichoderma
Inibição do crescimento de Sclerotinia sclerotiorum por
filtrado de cultura de Trichoderma sp.
Inibição do crescimento de colônias de Sclerotium rolfsii
por filtrado de cultura Trichoderma sp.
Competição
• Capacidade de mobilizar e absorver
prontamente os nutrientes à sua volta e de
utilizar diferentes fontes nutricionais;
• Rápida multiplicação e colonização da
rizosfera;
• Resistência a vários compostos tóxicos
Chet et al., 1997; Benítez et al., 2004
Antagonismo de TrichodermaSobre Sclerotinia sclerotiorum
em cultura pareada.
Indução de mecanismos de
defesa da planta
• A planta, pré-induzida aos mecanismos de
defesa pelo agente de controle biológico,
responde à agressão por patógenos por
meio da produção de fitoalexinas, lignina
adicional das células e compostos
fenólicos.
Horsfall e Cowling, 1980; Barley, 1985; Van Driesche e Bellows, 1996
Ação indireta
Promoção do crescimento (solubilização de nutrientes, produção de hormônios vegetais e vitaminas)
Figura 02 – Produção de AIA pelos os isolados de Trichoderma spp. a 535 nm de absorbância.
Reação colorimétrica p/produção de sideróforos por isolado de Trichoderma sp.
(meio CAS-Blue Agar)
TestemunhaCEN 808 CEN 809CEN 807CEN 802
DOENÇAS DE SEMENTES, PLÂNTULAS E RAÍZES
• A elevada taxa de mortalidade dos patógenos e a baixa incidência de doença, em condições gerais, é decorrente de muitas formas de estresses biológicos dos propágulos, através do parasitismo, predação ou estímulo à germinação, seguido de exaustão e lise.
• Fatores importantes: textura, aeração, teor de matéria orgânica, cobertura, inundação, práticas culturais, modo de sobrevivência e tipo de propágulo.
• O estabelecimento de antagonistas no campo de ação do patógeno tem papel importante e pode levar à supressividade do solo.
Principais doenças em sementes
• Podridões de sementes
• Tombamento: típicos os de plantio cedo e germinação muito vagarosa, solos úmidos e baixa temperatura.
• Queima de plântulas
• Patógenos: não especializados que usam exsudatos das sementes para crescimento saprofítico antes de atacarem plantas jovens que não tem ainda uma barreira efetiva para a infecção.
Rhizoctonia (ataca semente, caule e hipocótilo), Pythium (ataca ápice das raízes), Fusarium, Phytoptora, Sclerotinia, Sclerotium.
• Agentes para controle de doenças na espermosfera: Em geral são saprófitas que podem competir com sucesso contra os patógenos pelo exsudatos das sementes: Trichoderma, Gliocladium, aspergillus, Penicillium, Chaetomium, Pythiumolignadrum.
• Trichoderma harzianum e T. hamatum são as espécies mais usadas para damping-offcausado por Rhizoctonia e Pythium.
CONTROLE BIOLÓGICO DE PÓS-COLHEITA
• Aplicação de controle em doenças de pós-colheita:
A) No campo, para controle de patógenos que penetram no fruto em determinadas épocas e se desenvolvem depois.
Pulverizações de suspensões do antagonista nas plantas na época de maior sensibilidade à entrada do patógeno. Ex: Monilia fructicola em pêssego na época da floração.
B) Após colheita:
Pulverização de suspensão do antagonista nos frutos antes de armazenar ou imersão do fruto na suspensão do antagonista.
• Aspectos importantes do controle biológico em pós -colheita:
• Melhores resultados com organismos produtores de antibióticos, mas é problema porque estes serão introduzidos na cadeia alimentar.
• Deve-se usar em geral organismos residentes e com vida curta.
• Direcionar o controle para o campo assim evitando problemas possíveis com controle do fruto próximo ao ponto de consumo.
Perdas na pós – colheita:
Influenciada por diversos fatores: manejo inadequado dos produtos, condições desfavoráveis de colheita, armazenamento e comercialização, modificações físicas e bioquímicas do processo de senescência e atividade microbiana causadora de podridões.
• Na Espanha as perda em maçãs e pêras submetidas à frigoconservação devem-se à: Podridões – 2 a 3%.Alterações fisiológicas - 2 a 3%.Diminuição de peso – 3 a 7%.
• No Chile:Podridões de frutas: 35 %.
• Estados Unidos:Perdas de pós-colheita e frutas, nozes e vegetais: 23 %.
• Em países tropicais, as perdas por doenças de pós-colheita são estimadas em 25 a 50%.
• Causas: principalmente fungos (Penicillium spp., Alternaria spp., Physalosporamalorum, Monilinia fructicola, Botrytis cinérea, Phomopsis mali, Phoma sp., Fusarium sp., Pestalotia spp., Botryodiplodia sp.e Botryosphaeria dothidea).
•
• Segundo Moline (1984):• Pezicola malicorticis em maçãs e pêras; Alternaria citri, Geotrichum candidum,
phomopsis citri e Diplodia natalinsis em citrus; B. cinérea, Rhizopus stolonifer e Cladosporum herbarum em uva; Phytophtora infestans, Fusarium spp. e Pythium spem batata; M. fruticola, R. stolonifer, B. cenerea, Penicillium sp., Geotrichumcandidum e Alternaria sp.
• Em frutos de caroço (pêssegos e ameixas); Alternaria sp. B. cenerea, R. stolonifer, G. candidum em tomates e pimentões; B. cinérea, Rhizopus sp., Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia carotae, Fusarium sp. e Pythium sp.em folhosas, cebolas, melões, feijões, raízes e vegetais.
•
• No Rio Grande do Sul e Santa Catarina:• Penicillium expansum (podridões de maçãs, pêras, marmelos, citrus, uvas e
ameixas).• Alternaria alternata (podridões de pós-colheita em maçãs no Brasil e Europa).
• Tratamentos: calor, filmes plásticos, práticas culturais e irradiação.
• Tratamento químico: em pré e pós-colheita.
• Em câmaras frias: imersão em tanques com solução fungicida e tratamentos com fumigantesdentro das câmaras.
Problemas no Brasil:
• Faltam fungicidas registrados para uso ou uso sem registro.•
• Fungicidas do grupo dos Benzimidazóis (indução de resistência, como por exemplo: B. cinerea, B. squamosa, P. expansum e G. cingulata).
•
•
• Produtos para exportação (aceitação de determinados fungicidas; dose mínima de resíduos toleradas.
•
• acúmulo na cadeia alimentar.•
Facilidades para o emprego do controle biológico em pós-colheita
• Controle das condições ambientais.
• Limitação das áreas de aplicação.
• Economicamente praticável sob condições de armazenamento
• Exemplos:
• Maçã: B. cinerea x Trichoderma pseudokoningii (crescimento limitado abaixo de 9 C).
B. cinerea x Trichoderma harzianum (eficiência igual a tratamento químico).
B. cinerea x T acremonium
Penicillium expansum x Pseudomonas sp.
• Abacaxi: Penicillium funiculosum (estirpe não pigmentada) x P. fuiculosum (estirpe pigmentada).
• Morango: B. cinérea x Trichoderma spp.
Monilinia fruticola x Bacillus subtilis.
• Batata: Erwinia sp x Pseudomonas putida
• Citrus: Geotrichum candidum x B. subtilis
Pen. digitatum e Pen. italicum x leveduras Delbaromyceshansenii e Aureobasidium pululans
• P. digitatum e P. italicum x Pseudomonas cepacea e Pseudomonas syrungae.
Controle de doenças pós-colheita
Controle do frutos de
citrus (Pen. chrysogenum) controle com
Pichiaguillermondii
(U.S.-7)
Controle de doença pós-colheira
Controle da podridão parda (Moniliniafruticola)comparado Bacillussubtilus e Benomyl.
Controle do mofo azul em peras “RedBartlett” usando Pseudomonas syringaestrain L-59-66 (renomeado ESC11). Após a inoculação os frutos foram estocados por 30 dias a 1°C e então por 7 dias a 24°C.
Biocontrole em pós-colheita de mofo
azul e mofo cinza da maçã ‘Golden
Delicious’
Esquerda: maçãs feridas foram aspergidas com conídios de P. expansum e B. cinerea apenas (controles);
Direita: maçãs feridas aspergidas com conídios dos patógenos e BioSaveTM 110 (Coniothyrium minitans) .
Os frutos foram estocados por três meses a 1°C antes da avaliação.
Trichoderma spp
Trichoderma Person
• Fase assexuada do gênero Hypocrea
(Ascomycota);
• Organismo abundante no solo, material
vegetal e madeira em decomposição;
• Gêneros de organismos mais estudados
no controle biológico;
Bettiol e Ghini, 1995; Fortes et al., 2007
• Muitos são produtores de antibióticos com
aplicação no controle biológico por
diferentes mecanismos;
• “Biofungicidas” para diversos fungos
fitopatogênicos;
• Promotores de crescimento;
• Produção de ácido Indolacético (AIA);
• Solubilização de fosfato;
• Endofíticos;
Adams, 1990; Harman, 2000; Gravel et al., 2007
• Aplicação do fungo – aumento da área foliar, de raízes e altura da planta;
• Redução do tempo para germinação das sementes e no florescimento;
• Planta mais desenvolvidas, melhor desempenho na obtenção de água e nutrientes pelas raízes;
Mello, 2008
TestemunhaCEN 808 CEN 809CEN 807CEN 802
Principais espécies de Trichoderma.
*T. hamatum,
*T. viride,
T. auroviride,
*T. harzianum,
*T. koningii,
T. pseudokoningii,
T. longibrachiatum,
* T. polysporum,
T. glaucum,
* T. stromaticum,
* T. asperellum
(*) São espécies utilizadas nos programas de controle biológico de fitopatógenos.
Trichoderma harzianum
Trichoderma asperellum
Trichoderma koningii
Trichoderma viride
Trichoderma spirale
Trichoderma polysporum
Clamidósporos de Trichoderma sp. visualizados ao microscópio de luz.
Micoparasitismo
Parasitismo de Trichoderma sobre hifas de Sclerotium rolfsii observado ao MEVA.
• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum
Antibiose
- Papel de antibiótico no controle da doençapermanece obscuro.
- Vários antibióticos foram identificados emTrichoderma, sendo alguns voláteis (etileno,aldeído, acetona etc).
- Alguns antibióticos: Trichodermin, Viridina,Ciclosporina, Penicilina e outros.
Metabólitos produzidos por Trichoderma
Inibição do crescimento de Sclerotinia sclerotiorum por
filtrado de cultura de Trichoderma sp.
Inibição do crescimento de colônias de Sclerotium rolfsii
por filtrado de cultura Trichoderma sp.
Competição
• Capacidade de mobilizar e absorver
prontamente os nutrientes à sua volta e de
utilizar diferentes fontes nutricionais;
• Rápida multiplicação e colonização da
rizosfera;
• Resistência a vários compostos tóxicos
Chet et al., 1997; Benítez et al., 2004
Mecanismos de Ação (estudos in vitro)
Antagonismo de TrichodermaSobre Sclerotinia sclerotiorum
em cultura pareada.
Indução de mecanismos de
defesa da planta
• A planta, pré-induzida aos mecanismos de
defesa pelo agente de controle biológico,
responde à agressão por patógenos por
meio da produção de fitoalexinas, lignina
adicional das células e compostos
fenólicos.
Horsfall e Cowling, 1980; Barley, 1985; Van Driesche e Bellows, 1996
Ação indireta
Promoção do crescimento (solubilização de nutrientes, produção de hormônios vegetais e vitaminas)
Largo espectro de ação do
Trichoderma contra diversos
patógenos de plantas
Sucessos no controle biológico por fungos
Verticillium dahliae (Corder e Melo, 1998);
Venturia (Hjeljord et al., 2001);
Cylindrocladium (Santos et al., 2001);
Meloidogyne javanica ( Sharon et al., 2001).
Principais micro-organismos em estudo e aplicação em vários países
• Trichoderma spp.
Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) De Bary
• Importância econômica, perdas de 100%
• Ampla gama de hospedeiros (cerca de 75 famílias)]
• Plantio intensivo de culturas hospedeiras > densidade > severidade.
• Doenças:
-Mofo branco,
-Podridão da haste de canola,
-Murcha de girassol,
-Murcha de alcachofra
Distribuição Climática
• Epidemiologia:
Manchas que evoluem para um micélio branco e denso;
Temperatura (≤ 20º C) e umidade alta no solo.
• Infecta tecido em senescência (flores);
• Lesões encharcadas nas folhas, hastes, flores e frutos;
• Micélio cotonoso
• Micélio cotonoso forma o escleródio.
Aparecimento e germinação de escleródios;
• A transmissão por semente pode ocorrer tanto através de micélio dormente (interno) quanto esclerócios misturados às sementes.
Algodão
Batata
Feijão
Girassol
Soja
Tomate
Cordão de São Francisco (Leonotis nepetaefolia)
Mentruz (Lepidium virginiculum)
Plantas Daninhas
S. Sclerotiorum
mofo branco
S. Sclerotiorum
mofo branco
Trichoderma sp. X Sclerotinia sclerotiorum
Braúna, 2004
BA
• Inibição dos escleródios de S. sclerotiorum por Trichoderma
• Penetração da hifa do Trichoderma no escleródio de S. sclerotiorum
Parasitismo de Trichodermasobre hifas de Sclerotinia sclerotiorum observado ao MEVA.
Produção de Trichoderma
Protocolo de reprodução do antagonista utilizando o método de fermentação em susbstrato sólido
Cultivo puro, matriz e saco plástico
Isolado Tratamento Valor Predito Máximo Tempo e Umidade
CEN162 Arroz 3.63 12h e 84%
CEN162 Milheto 0.49 18h e 85%
CEN223 Arroz 4.14 8h e 85%
CEN223 Milheto 13.83 18h e 83%
CEN238 Arroz 10.91 15h e 85%
CEN238 Milheto 9.29 18h e 85%
CEN241 Arroz 4.90 16h e 85%
CEN241 Milheto 8.10 19h e 90%
Valor predito máximo da densidade de esporos para cada isolado e tempo e umidade onde ocorre a maximização
Aplicaçãono campo
Aplicação de Trichoderma - Feijão
Tratamento de semente Primeira e Terceira
folha trifoliolada
Aplicação de Trichoderma - Soja
Tratamento de semente
Segunda e Terceira folha trifoliolada
Ensaio em Feijão - Pivô
Trichoderma - Feijão
S. Sclerotiorum X Trichoderma spp - Soja
Trich. + SS Teste AbsSSTrich.
S. Sclerotiorum X Trichoderma spp - Feijão
Teste
Trich.+ S.S.
Trich.S.S.
Testemunha S. sclerotiorumCEN 808 +
S. sclerotiorum CEN 808
CEN 802 + S. sclerotiorum
S. sclerotiorum CEN 807 + S. sclerotiorum
CEN 808 + S. sclerotiorum
CEN 809 + S. sclerotiorum
Aplicação prática dos antagonistas
• Inoculação de substratos com Trichoderma em camas de cultivos
Aplicação prática dos antagonistas em:
•Ornamentais
No substrato em Gerbera sp
Mudas de melão na Costa Rica
Trichoderma spp. X Sclerotium cepivorum
Trichoderma spp. X Mycena citricolor(Anamorfo: Decapitatus)
Trichoderma X Rhizoctonia
Trichoderma
Rhizoctonia
Trichodermax
Fusarium solani
• Arthrobotrys spp.
Fungo capturador de nematoides
S. rolfsii
Sintomas causados por Slerotium rolfsii em plantas de feijão.
Trich. + SR SRTrich.
Produtos a base de Trichoderma sp. existentes no mercado brasileiro
Lista de produtos comercialmente a venda nos EUA
Bactérias
Agrobacterium radiobacter Galltrol Nogall
Bacillus spp.: Companion HiStick N/T Kodiak Serenade YieldShield
Burkholderia cepacia Deny Intercept
Pseudomonas spp. BioJect Spot-Less Bio-save BlightBan Cedomon
Streptomyces spp. Actinovate* Mycostop
*Registro pendente.
**Registrado primeiramente como promotor de crescimento, mas recentemente determinou efeito como agroquímico.
Alguns produtos comerciais no exterior
- BioFungus (Bélgica)
- Trichodex, Trichoderma 2000 e Root Pro (Israel)
- Binab-T (Suécia)
- RooTShield S (Estados Unidos)
- Supersivit (Dinamarca e República Tcheca)
- Trichoject,Trichopel e Trichoseal (Nova Zelândia)
- TUSAL (Espanha)
- Trieco (India)
• Antagonistas de qualidade
• Plantas saudáveis
Resultados do uso de antagonistas
Resultados do uso de antagonistas
• Satisfação do agricultor
• Proteção da saúde do agricultor e consumidor
• Conservação do meioambiente
OBRIGADO PELA ATENÇÃO!!!
Mal das folhas
Dicyma pulvinata (=Hansfordia pulvinata)
Hiperparasitismo de Dicyma pulvinata sobre Microcyclus
ulei
Bacterias antagonistas
• Bacillus subtillis
• Burkholderia cepacia vrs Colletotrichum
Actinomicetes Antagonistas Streptomycesgriseoviride
Testemunha Colonización de Streptomyces
sobre el cultivo de bacteria
