o agroecossistema como base para a agricultura sustentada com especial ênfase ao manejo de plantas...
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O agroecossistema como base para a agricultura sustentada com especial
ênfase ao manejo de plantas daninhas
Robinson A. PitelliNúcleo de Estudos e Pesquisas Ambientais em Matologia
Unesp. Jaboticabal
Sistemas Biológicos EstáveisEcossistemas
Didaticamente divididos em
Contingente orgânico com toda sua dinâmica caracterizada pelas inúmeras relações bióticas
Contingente inorgânico que fornece e recebe matéria e energia para funcionamento do contingente orgânico
Biocenose Biotopox = Ecossistema
O Biossistema
VegetaisVegetais HerbívorosHerbívoros CarnívorosCarnívoros
Sol
DecompositoresDecompositores
ExportaçãoExportação
Biotopo
O Biossistema
ContingenteBiológico
do sistema
ContingenteBiológico
do sistema
Sol ExportaçãoExportação
ContingenteInorgânicodo sistema
ContingenteInorgânicodo sistema
O Biossistema
ContingenteBiológico
do sistema
ContingenteBiológico
do sistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
O Biossistema
EcossistemaEcossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
A sustentabilidade de um sistema pode ser medida A sustentabilidade de um sistema pode ser medida por sua resistência a mudanças bruscas de equilíbrio por sua resistência a mudanças bruscas de equilíbrio
frente às pressões ambientais.frente às pressões ambientais.
Homeostase do sistema depende fundamentalmente
mecanismos de retro-controle
redundância das espécies presentes
Diversidade de espécies
Características adaptativas das espécies presentes
Homeostase
• Ecossistemas altamente diversificados estabilidade depende mais dos circuitos de retrocontrole grande números de espécies com grande especialização de nichos.
• Ecossistemas pouco diversificados estabilidade depende mais da redundância das espécies poucas espécies com baixa especialização de nicho ecológico.
Biossistemas naturais tropicais
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Intervenção humana
O Biossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
O Biossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
O Biossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Ambientede
saída
O Biossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
O Biossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
MigraçãoMorteDecomposiçãoErosãoPercolaçãoExportaçãoetc
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Fertilizantes
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Fertilizantes
Conservação do solo
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Fertilizantes
Conservação do solo
Pesticidas
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Fertilizantes
Conservação do solo
Pesticidas
Corretivos
O Agroecossistema“moderno”
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Rizobium
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Rizobium
Micorrizas
Ambientede
saída
O Agroecossistema
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Rizobium
Micorrizas
Controlebiológico
Ambientede
saída
Ambientede
saída
Em todos este contexto, o que representam as colonizações de plantas daninhas em pomares
• Diversidade biológica no primeiro nível da estrutura trófica do agroecossistema (produtores)
• Proporcionam condições para diversificação de herbívoros no ambiente (além das pragas de citros)
• Proporcionam maior e mais diversificada base alimentar de carnívoros primários (alimentam-se de herbívoros), podendo ajudar o controle biológico das pragas de citros
Máxima temperatura do ar nacopa das plantas de citrus
Efeitos da cobertura de Ageratum conyzoides
25
30
35
40
45
50
o C
21 22 23 24 25 26 28 1 7 8 9 14 15
Julho / Agosto
Cobertura c/ AGECO Solo nú
Máxima temperatura do ar a 10 cm do soloEfeitos da cobertura de Ageratum conyzoides
25
35
45
55
o C
21 22 23 24 25 26 28 1 7 8 9 14 15
Julho / Agosto
Cobertura c/ AGECO Solo nú
Umidade relativa do ar na copa das plantas de citrus
Efeitos da cobertura de Ageratum conyzoides
30
40
50
60
70
80
o C
21 22 23 24 25 26 28 1 7 8 9 14 15
Julho / Agosto
Solo nú Cobertura c/ AGECO
Umidade relativa do ar a 10 cm do soloEfeitos da cobertura de Ageratum conyzoides
30
40
50
60
70
80
o C
21 22 23 24 25 26 28 1 7 8 9 14 15
Julho / Agosto
Solo nú Cobertura c/ AGECO
Variações das populações de ácaros em pomares cítricos com cobertura de Ageratum
conyzoides
0
0,5
1
1,5
2
2,5
o C
Julho / Agosto
Panonychus citri PhytoselidMing-Dau et alii (1981)
Variações das populações de ácaros em pomares cítricos sem cobertura de Ageratum
conyzoides
0
0,5
1
1,5
2
o C
Julho / Agosto
Panonychus citri PhytoselidMing-Dau et alii (1981)
Flutuação da população de Brevipalpusphoenicis em frutos de citrus com e sem
cobertura verde (A. conyzoides e E. pauciflorum)
0
5
10
15
acar
os/f
ruto
1989/1990/19991
Cobertura verde Sem coberturaColleti (1991)
Flutuação da população de Flutuação da população de E. citrifolius +E. citrifolius +I. zuluaga em frutos de citrusI. zuluaga em frutos de citrus com e sem
cobertura verde (A. conyzoides e E. pauciflorum)
0
2
4
6
8
10
acar
os/f
ruto
1989/1990/19991
Cobertura verde Sem coberturaColleti (1991)
Em todos este contexto, o que representam as colonizações de plantas daninhas em pomares
• Mobilização dos nutrientes que não seriam imediatamente absorvidos pelas plantas de citros e posterior disponibilização, quando da senescência de seus órgãos.
• Proteção contra as perdas de solo por erosão
• Maior retenção água pelo sistema
Faixa de concentração de nutrientes durante o ciclo da Sida rhombifolia (planta inteira)
0
2
4
6
8
10
12
N P K Ca Mg S
% m
atér
ia s
eca
7
0
Faixas de concentração de nutrientes (planta toda) em diferentes espécies de plantas daninhas
0
2
4
6
8
10
12
N P K Ca Mg S
% m
atér
ia s
eca
Sida rhombifolia
Cenchrus echinatus
Desmodium tortuosum
Acúmulo de matéria seca por diferentes plantas daninhas aos 70 - 80 dias do ciclo
0
1
2
3
4
5
6
7
mg/
plt
Acúmulo de nitrogênio por diferentes plantas daninhas aos 70 - 80 dias do ciclo
0
100
200
300
400
500
600
700
800
SID
RH
DIG
HO
CC
HE
C
CC
HE
C
BID
PI
BID
PI
EP
HH
L
BR
AP
L
CO
MB
E
DE
ST
O
AC
NH
I
CA
SO
B
mg/
plt
Acúmulo de cálcio por diferentes plantas daninhas aos 70 - 80 dias do ciclo
0
100
200
300
400
500
600
700
SID
RH
DIG
HO
CC
HE
C
BID
PI
EP
HH
L
BR
AP
L
CO
MB
E
DE
ST
O
AC
NH
I
CA
SO
B
mg/
plt
Efeitos de diferentes sistemas de manejo de plantas daninhas em pomares cítricos sobre a densidade
aparente do solo
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
1,3
1,35
1,4
Grada
gem
Persist
ência
baix
a
Persist
ência
alta
Capina
man
ual
Grama B
atatai
s
Da
(g/c
m3 )
5 cm25 cm50 cm
Victória Filho
Efeitos de diferentes sistemas de manejo de plantas daninhas em pomares cítricos sobre a
permeabilidade do solo à água
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Grada
gem
Persist
ência
baix
a
Persist
ência
alta
Capina
man
ual
Grama B
atatai
s
Da
(g/c
m3 )
5 cm25 cm50 cm
Victória Filho
Em todos este contexto, o que representam as colonizações de plantas daninhas em pomares
• Interferência na cultura: conjunto de ações que recebe uma determinada cultura em função da presença das plantas daninhas no ambiente comum– Competição: água, luz e nutrientes– Alelopatia– Parasitismo– Interferência em práticas culturais– Hospedeiros intermediários de pragas e doenças
Competição das plantas daninhas em pomares de frutiferas depende
• Fatores ligados a planta cultivada– Espécie, cultivar, clone etc
– Distribuição das plantas no campo
• Fatores ligados a comunidade infestante – Composição específica
– Densidade e distribuição
• Fatores ligados ao ambiente– Edáficos, climáticos e tratos culturais
• Período de convivência da cultura com a comunidade infestante
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre o número de frutos por árvore de laranja.
Safra de 1974
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Núm
ero
de f
ruto
s
Nolimpo
Ago-nov Dez-Mar Abr-Jun Ago-Mar Ago-novAbr-jun
Dez-jun No mato
(Blanco & Oliveira, 1978)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre o número de frutos por árvore de laranja.
Safra de 1975
0
10
20
30
40
50
60
Núm
ero
de f
ruto
s
Nolimpo
Ago-nov Dez-Mar Abr-Jun Ago-Mar Ago-novAbr-jun
Dez-jun No mato
(Blanco & Oliveira, 1978)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Taiaçu, Safra 97/98
0
5
10
15
20
25
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Taiaçu, Safra 98/99
0
5
10
15
20
25
30
35
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Taiaçu, Safra 99/00
0
5
10
15
20
25
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Relação entre biomassa acumulada pela comunidade infestante e a produtividade de laranja - Taiaçu
0
200
400
600
800
1000
1200
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai
a jul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai
a out
Limpo
mat
o
g/m
2
0
5
10
15
20
25
30
t/ha Entre-linha
Linha
Produtividade
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Gavião Peixoto, Safra 97/98
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Gavião Peixoto, Safra 98/99
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Efeitos de períodos de convivência das plantas daninhas sobre a produção de laranja.
Gavião Peixoto, Safra 99/00
0
10
20
30
40
50
60
70
80
t/ha
ago a
out
nov a
jan
fev a
abr
mai a j
ul
ago a
jan
nov -
abr
fev a
jul
mai a o
ut
Limpo
mato
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Relação entre biomassa acumulada pela comunidade infestante e a produtividade de laranja. Gavião Peixoto
0
200
400
600
800
1000
1200
ago a out nov a jan fev a abr mai a jul ago a jan nov - abr fev a jul mai a out Limpo mato
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Entre-linha
Linha
Produtividade
(Carvalho, Pitelli & Santana)
Crescimento de população de Orthezia praelonga em diferentes plantas daninhas
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
5
22/8
/198
7
23/8
/198
7
24/8
/198
7
25/8
/198
7
26/8
/198
7
27/8
/198
7
28/8
/198
7
29/8
/198
7
30/8
/198
7
31/8
/198
7
1/9/
1987
2/9/
1987
3/9/
1987
4/9/
1987
Nin
fas/
pla
nta
(X
+1)
-2 ELEIN
BIDPI
BRAPL
PANMA
EMISO
SIDGL
COMBE
AMARE
POROL
Sampaio, Buzolli & Pitelli (1985)
Número de indivíduos de Brevipalpus phoenix aos 60 dias após a colocação de 100 adultos por planta em diferentes
espécies vegetais
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000L
esõe
s to
tais
Malv
avisc
o
Hib
isco
Urucu
m
Gre
vilea
Sansã
o
Coroa
- Cris
to
Maia & Oliveira (2002)
Número de indivíduos de Brevipalpus phoenix aos 60 dias após a colocação de 100 adultos por planta em diferentes
espécies vegetais
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Les
ões
tota
is
Citros
Picão-
preto
Trapoe
raba
Guan
xum
a
Men
trasto
Maia & Oliveira (2002)
Numero total de lesões de leprose em folhas e ramos de citros aos 60 dias após a permanência de Brevipalpis phoenix
criados em diferentes espécies vegetais
0
2
4
6
8
10
12
14
Les
ões
tota
is
Trapoe
raba
Guan
xum
a
Men
trasto
Sansã
o
Urucu
m
Hib
iscus
Malv
avisc
o
Gre
vílea
Citros
ValênciaNatal
Maia & Oliveira (2002)
Recomendações
• Não usar o Urucum (Bixa orellana) como cerca viva
• Eliminar a • trapoeraba (Commelina benghalensis)• Guanxuma (Sida cordifolia)• Mentrasto (Ageratum conyzoides)
• Por serem hospedeiros do vírus da leprose
Maia & Oliveira (2002)
Porcentuais médios de frutos de citros com 30 ou mais ácaros da leprose por cm2 - 1996
Espécie cobertura 7/jul 11/nov 29/novAmendoim forrageiro 3 43 20Nabo forrageiro 3 30 13Roçadeira 7 27 13Grade 17 0 0
(Gravena et at, 1998)
Porcentuais médios de frutos de citros com 30 ou mais ácaros da ferrugem por cm2 - 1996
Espécie cobertura 3/abr 2/mai 17/jul 25/outAmendoim forrageiro 2 0 0 2Nabo forrageiro 0 20 0 7Roçadeira 5 0 0 11Grade 9 29 11 22
(Gravena et at, 1998)
Densidade populacional de Panicum maximum em áreas com e sem a proteção contra o acesso por
pássaros granívoros
0
20
40
60
80
100
120
-3 -2 -1 D D D D D -1 -2 -3
Pla
ntul
as/m
2
Sem proteçãoProtegida
Controle de plantas daninhas em pomares de frutifíeras
Aspectos favoráveisSeqüestro de nutrientes
Proteção da soloEquilíbrio de inimigos naturais
Conservação da água
Aspectos desfavoráveisCompetiçãoAlelopatia
Hospedeiros intermediáriosParasitismo
RISCOS BENEFÍCIOS
Um dos aspectos fundamentais pouco esclarecido: Qual é a ação das pressões bióticas do meio sobre as
populações de diferentes populações de plantas daninhas ?
Tabela de vida de uma população de Acanthospermum hispidum protegida contra inimigos naturais
DAE (X) Plantas SementesSementes por
planta (dx)
Índice de sobreviência
(lx)dx.lx dx.lx.x
0 157 0 0 1,00 0,00 0,0010 156 0 0 0,99 0,00 0,0020 150 0 0 0,96 0,00 0,0030 143 0 0 0,91 0,00 0,0040 140 1680 12 0,89 10,70 428,0350 134 4556 34 0,85 29,02 1450,9660 133 19950 150 0,85 127,07 7624,2070 130 29900 230 0,83 190,45 13331,2180 122 25864 212 0,78 164,74 13179,1190 119 19873 167 0,76 126,58 11392,17
100 103 17098 166 0,66 108,90 10890,45110 92 19504 212 0,59 124,23 13665,22120 87 17487 201 0,55 111,38 13365,86130 78 14742 189 0,50 93,90 12206,75140 49 8183 167 0,31 52,12 7296,94150 44 3652 83 0,28 23,26 3489,17160 12 300 25 0,08 1,91 305,73170 9 18 2 0,06 0,11 19,49180 0 0 0 0,00 0,00 0,00
1164,38 108645,29
Capacidade de aumento da população 1164 vezesTaxa de reposição da população 93 diasPotencial de crescimento da população 1,61 sementes/10 dias/planta
Tabela de vida de uma população de Acanthospermum hispidum não protegida contra inimigos naturais
DAE (X) Plantas SementesSementes por
planta (dx)
Índice de sobreviência
(lx)dx.lx dx.lx.x
0 160 0 0 1,00 0,00 0,0010 145 0 0 0,92 0,00 0,0020 132 0 0 0,84 0,00 0,0030 105 0 0 0,67 0,00 0,0040 99 0 0 0,63 0,00 0,0050 87 435 5 0,55 2,77 138,5460 85 1530 18 0,54 9,75 584,7170 83 2656 32 0,53 16,92 1184,2080 79 3555 45 0,50 22,64 1811,4690 79 7268 92 0,50 46,29 4166,37
100 65 7020 108 0,41 44,71 4471,34110 52 5200 100 0,33 33,12 3643,31120 44 6776 154 0,28 43,16 5179,11130 36 7632 212 0,23 48,61 6319,49140 30 6900 230 0,19 43,95 6152,87150 12 984 82 0,08 6,27 940,13160 9 207 23 0,06 1,32 210,96170 2 2 1 0,01 0,01 2,17180 0 0 0 0,00 0,00 0,00
319,52 34804,65
Capacidade de aumento da população 319,52 vezesTaxa de reposição da população 109 diasPotencial de crescimento da população 1,23 sementes/10 dias/planta
Avaliar os impactos reais das medidas de controle adotadas
Diagrama demográfico de uma população de Acanthospermum hispidum em soja submetida ao cultivo mecânico
1987/88
1986/87
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
c
b
a
Banco de sementes
f
g
e
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
f
e
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
c
b
a
Banco de sementes
f
g
e
BS 2412
Plântulas 33,1
Adultas 17,9
C.S. 622,8
0,01
Banco de sementes
?
0.99
?
BS 2410
Plântulas 26,2
Adultas 16,7
C.S. 699.5
?
?0,54
34,8 41,8
0,64
0.01
BS 3192
1988/89
Alliprandini (1990)
Diagrama demográfico de uma população de Acanthospermum hispidum em soja submetida ao controle químico (Fomesafen)
1987/88
1986/87
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
c
b
a
Banco de sementes
f
g
e
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
f
e
Banco de sementes
Banco de plântulas
População de plantas
Chuva de sementes
c
b
a
Banco de sementes
f
g
e
BS 5015
Plântulas 49,4
Adultas 12,1
C.S. 119,2
0,01
Banco de sementes
?
0.99
?
BS 2285
Plântulas 20,2
Adultas 9,2
C.S. 51,4
?
?0,25
9,9 5,6
0,46
0.009
BS 1475
1988/89
Alliprandini (1990)
Emergência de plantas de plantas daninhas em áreas com diferentes condições de manejo de plantas
daninhas
0
20
40
60
80
100
120
140
0-10 cm 10-20 cm
RoçadaGlifosateC. cajanD. lablabGradagem
Victória Filho (1997)
Avaliar a resistência do meio ao crescimento de cada população específica e como este fator pode ser
alterado naturalmente
Curva de crescimento de populações
Tempo
Nº
indi
vídu
os
Potencial biótico
Curva sigmoidal
Capacidade suporte do ambiente para a espécie
Resistência do meio
Recomendações finais
• Estudo das relações bióticas das plantas atual ou potencialmente colonizadoras de pomares
• Estudos das relações edafo-climáticas das plantas atual ou potencialmente colonizadoras de pomares
• Avaliação da viabilidade do estabelecimento de uma biodiversidade funcional no extrato vegetal do pomar e sua compatibilidade com a produtividade e as medidas de manejo disponíveis.
O agroecossistema sustentado
Ambientede
entrada
Ambientede
saída
Plantacultivada
Animaldomesticado
Homem
Rizobium
Micorrizas
Controlebiológico
Curvas em nível
Ambientede
saída
Ambientede
saída
Ambientede
saída
?
?
?
??
?
Unesp. Jaboticabal – R. A. Pitelli