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Estudo sobre a Tiririca (Cyperus rotundus): Da biologia aos métodos de controle ...E numa segunda parte a descrição de um ensaio para avaliar a solarização como alternativa de controle para sistemas orgânicos de produção. Daniel Almeida Melman 1 Graduando em Eng. Agronômica Setembro de 2016 Sumário Introdução 3 1. Aspectos Biológicos da espécie 4 1.1 Descrição geral da espécie 4 1.11 Morfologia 4 1.2 Fisiologia 5 1.3 Fenologia 6 1.31Os ciclos propagativos de Cyperus rotundos 6 1.4 A dormência dos tubérculos, sua resposta ao manejo e a condições ambientais 9 1.5 A sobrevivência dos tubérculos e sua resposta ao manejo e ambiente. 10 1.6 Crescimento vegetativo, sua resposta ao manejo e as condições ambientais. 11 2. Aspectos ecológicos da espécie 12 2.1 Interação com outras espécies 12 2.2 Fenômeno de alelopatia 13 3. Métodos de Controle 13 3.1Métodos de controle tradicionais 13 3.2 Alternativas de controle em produção orgânica 14 3.21 Métodos mecânicos 14 3.22 Uso de compostos alelopáticos 15 3.23 Controle Biológico 17 3.24 Uso de palha tipo mulching 18 3.25 Plantas de cobertura 18 3.26 Uso da solarização 19 2 4. Descrição de ensaio de campo 19 Introdução 19 Uso da solarização para o controle de ervas invasoras 19 Materiais e Métodos 22 Referências Bibliográficas 23 Introdução A tiririca (Cyperus rotundus) é uma planta Monocotiledônea pertencente a ordem Graminales, ou seja, faz parte do grande grupo das plantas de folha estreita como as gramíneas, no entanto é da família Cyperaceae e possui uma série de particularidades morfológicas que serão abordadas adiante. A tiririca é uma planta daninha amplamente distribuída no território brasileiro e em muitos outros países. Ela é reportada como planta daninha em todos os continentes com exceção da Antártida, em mais de 90 países de clima tropical e subtropical. Devido ao seu grande vigor e capacidade de dispersão ela é considerada por muitos autores como a planta daninha mais nociva do mundo (Holm et al., 1991). No Brasil, estima-se que 50% dos solos são infestados com a tiririca (Garcia & Arevalo, 1986). Acredita-se que seu centro de origem mais provável é o continente asiático, mais especificamente o Sudão (Tarr, 1955, 1963) ou a Índia (Kissmann, 1991; Lorenzi, 2000) e foi introduzida no Brasil através dos navios mercantes portugueses. A tiririca é um problema especialmente complicado de solucionar em sistemas orgânicos de produção, principalmente devido a impossibilidade do emprego herbicidas, neste caso o controle da tiririca é muito difícil e pode ser considerado o principal entrave para a produção orgânica de hortaliças. O presente trabalho consiste num compendio resumido da espécie e se propõe a trazer informações ao público em geral com linguagem acessível sobre a tiririca e seu comportamento nos ambientes produtivos, assim como oferecer ferramentas úteis para seu manejo ecológico. Primeiramente faz uma descrição sobre a biologia da espécie e suas interações com o ambiente. Num segundo momento trata dos métodos tradicionais 3 utilizados para o controle da tiririca e em seguida aborda comparativamente os métodos alternativos de controle, adequados ao manejo da produção orgânica. Por último, traz a descrição de um ensaio sobre o uso de solarização para o controle da tiririca em ambientes de produção orgânica. Essa descrição tem o objetivo principal traçar as diretrizes da sua condução e servir como base para sua execução no futuro. 1.Aspectos Biológicos da espécie 1.1 Descrição geral da espécie 1.11 Morfologia Como membro da família Cyperaceae a tiririca se assemelha muito a uma gramínea, sendo muitas vezes confundidas entre si. No entanto, pode-se distinguir facilmente pela filotaxia 1:3 (disposição das folhas em grupos de três no plano, com a quarta disposta sobre a primeira, a quinta sobre a segunda e assim por diante), pela ausência de lígula, assim como pelas folhas que apresentam a bainha fechada (Wills, 1987). O corte transversal da base do caule (região das bainhas das folhas) revela também um plano triangular, ao passo que o mesmo tipo de corte nas gramíneas revela um plano ovalado (Comunicação pessoal). A tiririca como planta perene apresenta estruturas de reserva subterrâneas, que podem ser divididas em rizomas, tubérculos e bulbos basais. Os rizomas quando jovens tem tecido branco e turgido que com o tempo se tornam escuros e lignificados. Eles consistem de uma série de entrenós alongados que se estendem para superfície, lateralmente ou até se aprofundam no perfil do solo. O meristema apical desse rizoma, quando vai de encontro com a superfície acumula reservas e se diferencia num bulbo 4 basal. Quando o rizoma cresce lateralmente ou se aprofunda o meristema apical se diferencia num tubérculo. A estrutura reprodutiva da tiririca é composta por uma ráquis que possui de 30 a 60 cm que sustenta inflorescência terminal semelhante à uma umbela com espiguetas de coloração que vão do marrom ao roxo escuro (característica que associada a seu nome em inglês: purple nutsedge). As sementes individualmente são aquênios elípticos com pericarpo marrom escuro (Wills, 1987). Em seguida, complementaremos o raciocínio em um esquema de imagem com as diferentes partes estruturais da tiririca. Na figura 1, o detalhe das diversas estruturas da tiririca. 5 1.2 Fisiologia A tiririca deve muito da sua agressividade como invasora ao seu metabolismo fotossintético do ciclo C4, que lhe confere significativa vantagem sobre a maioria das plantas cultivadas que possuem a rota fotossintética do ciclo C3 em condição de clima tropical e subtropical. Plantas com rota fotossintética C4 exibem maior crescimento na faixa de temperatura que vai de 30 a 35 °C e apresentam saturação luminosa acima de 50% da radiação solar, enquanto as plantas C3 por sua vez encontram seu ótimo crescimento na faixa que vai de 10 a 25°C e demonstram saturação luminosa à uma intensidade de 20 a 30% da radiação solar (Wills 1987). Somado a isso, a rota C4 permite fixar CO2 em altas taxas com um baixo consumo de água por unidade de matéria seca produzida. 1.3 Fenologia 1.31Os ciclos propagativos de Cyperus rotundos. Ciclo reprodutivo A tiririca possui todos os órgãos reprodutivos e segundo a literatura é capaz de produzir semente viáveis, no entanto a presença de inflorescências não ocorre em todas as populações e quando ocorre pode apresentar ausência de sementes (Horowitz, 1992). Em alguns casos em uma única inflorescência pode haver a produção de milhares de sementes, entretanto essas sementes apresentam viabilidade baixa, por volta de 5% ou mesmo nula (Stoller and Sweet, 1987). Thullen and Keeley (1979), na Califórnia encontraram de 186 à 1354 flores por inflorescência. No entanto, em todo o experimento foram coletadas apenas 43 sementes e nenhuma germinou. 6 As sementes de tiririca encontram-se dentro de aquênios (frutos secos que contém uma semente) que apresentam dormência associada ao seu tegumento duro. Quando estas são viáveis, produzem plântulas de baixo vigor que raramente sobrevivem à condições de campo. Em conclusão, a maioria dos autores afirma que a propagação reprodutiva não é o meio mais importante de dispersão da tiririca, não obstante pode constituir uma fonte de infestação para novas áreas, além de ser importante para a diversidade genética e adaptação da espécie aos diversos ambientes. Ciclo vegetativo Para a tiririca o ciclo de propagação vegetativo é o principal meio de se perpetuar no ambiente. Através de um complexo sistema de órgãos subterrâneos composto por rizomas, tubérculos e bulbos basais a tiririca se dissemina e se pereniza na área. Os bulbos basais são responsáveis pela maior parte do crescimento vegetativo pois possuem os meristemas para formação de folhas, raízes, primórdios florais e novos rizomas. Já os tubérculos possuem gemas dormentes e atuam como as principais unidades de dispersão, ou seja, funcionam como sementes de plantasanuais. Os bulbos basais e os tubérculos são muito semelhantes em aparência, no entanto os bulbos normalmente brotam enquanto os tubérculos permanecem dormentes (Houser, 1962). Resumidamente o ciclo vegetativo da tiririca começa a partir de um tubérculo que sofre por alguma razão a quebra da sua dormência provocando a brotação de uma gema. Desse ponto se inicia o crescimento vertical de um rizoma cujo ápice se diferencia em folhas ainda no subsolo e pouco antes de emergir, à 1,5 cm da superfície é formado um bulbo basal. Esse processo pode demorar de 7 à 11 dias variando muito com a temperatura. Com uma semana da emergência já é possível observar primórdios de rizomas no bulbo basal. Duas semanas depois do aparecimento das primeiras folhas vários rizomas de aparência carnosa se projetam do primeiro bulbo e em seus ápices novas plantas foram formadas e apesar de estarem ainda sob o solo, já apresentam o tecido diferenciado em folhas, raízes, bulbos basais e diminutos rizomas. Nas semanas 7 que seguem estas plantas emergem e o processo se repete com o desenvolvimento de mais rizomas a partir dos bulbos das novas plantas, e em cada ápice de rizoma se diferencia uma nova planta, repetindo-se assim o padrão de crescimento. Entre 6 e 8 semanas pode ser observada a produção dos primeiros tubérculos, no entanto eles aparecem solitários e ainda não organizados em cadeia (estrutura de tubérculos interconectados). Nesse período também são observadas as primeiras inflorescências. A partir da décima semana algumas cadeias duplas ou triplas podem ser observadas com os tubérculos mais velhos, de coloração escura e geralmente dormentes, já os mais novos ainda são brancos e macios. Nesse período alguns rizomas mais velhos se encontram maduros, rijos e escuros, que no entanto não significa que há uma interrupção no fluxo de seiva (Wills & Briscoe, 1970), tal conexão ainda exerce importância para a manutenção da dormência dos tubérculos. Nas semanas que seguem mais estruturas subterrâneas se desenvolvem e as cadeias se alongam formando um reticulado denso. Com vinte semanas a maturação da parte aérea e subterrânea era evidente no presente estudo. O ciclo de crescimento e propagação descrito acima foi estudado por Houser em 1962 na Geórgia durante uma estação de crescimento. No entanto, em um ambiente tropical a velocidade dos processos seria provavelmente mais rápida, no entanto o padrão de crescimento e produção de novas estruturas é próprio da espécie. Horowitz (1972) na região de Haifa, em Israel encontrou diferentes padrões e velocidades de crescimento, tuberização e florescimento da tiririca realizando plantios a cada dois meses durante o decorrer de um ano. Eles seguiam um padrão estacional influenciado pela temperatura, de modo que poucos tubérculos e nenhuma nova brotação surgiram nos meses de inverno. No entanto, durante a primavera, quando a temperatura média atingia 20°C a produção de tubérculos e rebentos aumentava intensivamente. Plantios de primavera e verão produziam tubérculos em 30 dias, enquanto os plantios invernais demoravam dois meses ou mais para tuberizar. O florescimento também estava associado aos meses de verão, plantios de diferentes épocas concentravam seu florescimento na mesmo período, inclusive os plantios de 8 inverno que permaneciam latentes no frio, com apenas uma ou duas brotações, brotavam intensamente e floresciam quando as temperaturas se elevavam. Figura 2, detalhe do padrão de propagação da tiririca. 1.4 A dormência dos tubérculos, sua resposta ao manejo e a condições ambientais Os tubérculos são o principal meio de propagação da tiririca, e a sua capacidade de permanecer dormente por longos períodos é provavelmente o principal obstáculo à erradicação da tiririca dos campos de cultivo. Segundo Nesser (1997), um tubérculo pode apresentar dois tipos de dormência. Dormência primária que é apresentada por tubérculos maduros, de coloração marrom escura, com rizomas lignificados e sem sinal de brotação. Já a dormência a secundária é quando um tubérculo apresenta em estado de dormência após ter brotado e emitido um 9 rizoma. Na pratica, a dormência secundária implica que após a brotação do tubérculo mãe não ocorre sua morte, de modo que não ocorre redução na população original. Os mecanismos que controlam a dormência dos tubérculos de tiririca ainda não são completamente compreendidos, no entanto vários fatores contribuem pra sua ocorrência e duração. Dentre eles a dominância apical entre os tubérculos de uma cadeia é considerada um dos principais fatores (que também ocorre entre as gemas num tubérculo), pois ela exerce forte efeito na dormência dos tubérculos das posições inferiores, no entanto a dominância é superada se a posição dos tubérculos é invertida (Muzik & Cruzado,1953). Os mesmos autores comprovaram que a dormência vinculada a dominância apical pode ser quebrada se os rizomas que ligam os tubérculos à cadeia forem imersos em agua fervente causando a morte do tecido e resultando na brotação dos tubérculos. O fato da separação dos tubérculos da cadeia surtir grande efeito quebra da sua dormência traz importantes implicações em relação a operações mecânicas que fragmentam o reticulado subterrâneo uniformizando a brotação. Nesser et al (1997), baseados em ensaio na Costa Rica, sugerem que a dormência está diretamente correlacionada com a idade do tubérculo. Eles constataram um aumento na taxa de dormência do grupo de tubérculos avaliados conforme sua idade avançava, assim como na ocorrência de tubérculos em dormência secundária. Isso indicou que dentro do grupo haviam duas subpopulações que poderiam responder diferente a estímulos do ambiente. Ademais, tubérculos imaturos brotaram 100% em uma ampla faixa de temperaturas (Horowitz, 1965). Nesse mesmo estudo de observação da viabilidade e dormência os autores desenvolveram um modelo matemático para a longevidade que previu a meia-vida dos tubérculos de 16 meses, sendo que 99% de mortalidade ocorreria aos 42 meses. Não obstante, a incapacidade dos tubérculos maduros de brotar da mesma maneira que os imaturos sugere um nível de dormência inato desses tubérculos. Compostos fenólicos e ácido abscísico foram apontados como inibidores da brotação dos tubérculos, por outro lado, citoquininas e outras substâncias foram apontadas com promotores da brotação, acredita-se que o balanço dessas substâncias controlam a dormência e a sua 10 quebra nos tubérculos (Nashimoto, 2001 apud Friedman & Horowitz 1971; Teo et al. 1974). 1.5 A sobrevivência dos tubérculos e sua resposta ao manejo e ambiente. A sobrevivência dos tubérculos por longos períodos está diretamente relacionada a sua capacidade de tolerar alternâncias de temperatura e manter estável seu conteúdo de interno de água, que em tubérculos frescos é em torno de 50%. Por sua vez a morte ocorre quando seu conteúdo de água chega a 15%. Andrews (1940) reportou que apesar da maioria dos tubérculos estar nas camadas superficiais do solo, as raízes podem se aprofundar à 135 cm, de modo a terem um importante papel na manutenção a umidade e portanto viabilidade desses tubérculos durante uma seca. Siriwardana et al. (1987) encontrou que a grande maioria dos tubérculos estavam situados nos primeiros 16 cm do solo (99%), no entanto tubérculos foram reportados de emergir de 64 cm de profundidade (Andrews 1940). Embora não ocorram em grande quantidade, os tubérculos situados em profundidade são maiores e contém mais reserva (Siriwardana et al. 1987), além de estarem menos sujeitos a flutuações de temperatura e umidade, o que lhes garante maiores chances de sobreviver por longos períodos e servir de fonte para reinfestação dos campos de cultivo (Nashimoto, 2001) A brotação dos tubérculos de tiririca aparenta ser fortemente regulada pela temperatura. A faixa ótima de temperatura em que ocorrem as maiores taxas brotação (de 80-90%) está situada na faixa de 25º à 35ºC. Em temperaturas inferioresa 10º C e superiores a 44º C não ocorrem brotações. Contudo, alternâncias no regime térmico aparentam surtir maior efeito na brotação que regimes constantes de temperaturas. Miles et al. (1996) encontrou uma correlação linear da brotação com aumento de temperaturas constantes, no entanto em regimes alternados de (25º/35ºC) a tiririca respondeu mais rápido e com taxas maiores (100% de brotação). Num outro ensaio, Sun and Nashimoto (1997) mostraram para tubérculos armazenados à temperatura constante 11 de 20ºC que mesmo um único pulso térmico de 35ºC por 30 minutos já é suficiente para provocar a quebra da dormência de 85% dos tubérculos, ante apenas 25% sem o pulso térmico. A tiririca é uma planta herbácea, pouco competitiva e frequentemente desaparece sob a sombra dos cultivos, dessa maneira a flutuação na temperatura do solo aparenta ser o maior sinal para brotação da tiririca, uma vez que é um fenômeno que ocorre quando a cobertura vegetal é removida. De maneira análoga a umidade do solo também influencia a brotação dos tubérculos. A faixa ótima para brotação está entre 30 e 40% de umidade, abaixo de 30% a brotação é reduzida severamente e acima de 50% inibe completamente a brotação (Andrews 1940), no entanto quando replantados em ambiente apropriado brotaram em apenas três dias. Em outra situação tubérculos mantidos em ambiente saturado com água por 200 dias brotaram normalmente ao serem colocados em condição favorável. Isso prova a capacidade de tolerar situações de enxarcamento periódico. Palmer e Porter Jr. (1959) encontraram resposta dos tubérculos à taxas de oxigênio, sendo que a taxa de 1% de O2 inibia completamente a brotação dos tubérculos em cadeia. Dessa maneira o níveis de Oxigênio parecem servir de sinal para situações de enxarcamento. Nesse mesmo experimento os autores verificaram que altas taxas de CO2 somadas a baixos níveis de O2 inibem ainda mais a brotação. Apesar da luz não ser necessária à brotação dos tubérculos ela a estimula. Tubérculos brotados próximos À superfície <1cm) tendem a ter de duas a três gemas brotadas (Observação pessoal). Muzic & Cruzado notaram que embora na presença luz as gemas apicais tendem a brotar primeiro muitas outras brotam em seguida, enquanto tubérculos brotados no escuro tendem a ter apenas uma gema. 1.6 Crescimento vegetativo, sua resposta ao manejo e as condições ambientais. 12 A tiririca é conhecida pela sua alta capacidade de propagação e dispersão. Horowitz (1972), observou em Haifa (Israel) que tubérculos isolados, plantados no começo da primavera e crescendo sem competição, aos dois meses já apresentavam nove novas plantas que já havia se distanciado 90 cm do tubérculo de origem. No terceiro mês já apresentava 50 plantas. No final do experimento, 20 meses após o plantio, a área ocupada pela tiririca era de 56 m², com uma média de 1000 tubérculos/m², no entanto no centro da área a população era de 3500 tubérculos/m². Esse valor coincide com os encontrados por Houser na Georgia, EUA (1962), registrou um mesmo aumento na população durante vinte semanas de crescimento. Iqbal et al. (2012) encontraram um aumento de muitas vezes no crescimento da tiririca quando adubada. Reportaram um efeito mais pronunciado da adubação potássica em relação a adubação nitrogenada, no entanto a máxima produção vegetativa, em relação biomassa aérea e de tubérculos foi reportada com a combinação das maiores doses dos dois nutrientes, inversamente o peso individual dos tubérculos diminuiu com o aumento das doses. Nemoto et al. (1995) encontrou uma resposta negativa para crescimento e principalmente para a produção de estruturas subterrâneas a partir de 50% de sombreamento. Resaltando que um rápido fechamento da cultura é uma importante medida para o controle da tiririca, reduzindo a multiplicação de tubérculos que reinfestariam a área. Houser (1962) encontrou tempos diferentes para o florescimento dependendo da densidade de plantios de tubérculos, ou seja da maior ou disponibilidade de recursos (agua, luz e nutrientes). Em plantios adensados (30 x 30 cm), o florescimento ocorreu em média duas semanas antes do que em áreas mais espaçadas (90 x 90 cm). Ou seja a senescência ocorrerá primeiro em densas infestações do que em áreas com baixa população de tiririca. 2. Aspectos ecológicos da espécie 13 2.1 Interação com outras espécies Em função do seu rápido reestabelecimento no campo, a tiririca exerce forte competição nas culturas, especialmente nos estágios iniciais de crescimento, assim como nas culturas de porte baixo, como é o caso das hortaliças. Isso lhe é atribuído pela grande quantidade de reserva armazenada nos tubérculos que permite uma forte retomada no crescimento uma vez que cultivada, somado ao seu metabolismo do ciclo C4 que permite altas taxas de crescimento em condição de temperatura, luminosidade e umidade (Wills, 1987). William & Warren (1975) reportaram que em sob uma infestação de 1600 pl/m² a tiririca provocou a redução na cultura do alho (89%), quiabo (62%), cenoura (50%), vagem (41%), pepino (41%), repolho (35%) e tomate (53%). Para espécies de crescimento lento a competição por luz foi maior, no entanto em relação a água e nutrientes a todas as culturas foram afetadas. O fato de possuir metabolismo do ciclo C4 também lhe confere uma alta demanda por saturação luminosa, no entanto por se tratar de uma planta herbácea de porte baixo a tiririca geralmente sofre sobre a sombra dos cultivos mais altos e densos, muitas vezes desaparecendo. Mas retorna com violência uma vez que a cobertura vegetal foi retirada (Nashimoto, 2001) 2.2 Fenômeno de alelopatia Muitos trabalhos relatam a efeito alelopático da tiririca sobre as culturas agrícolas. A alelopatia pode ser definida como o efeito negativo de uma composto produzido no por um organismo em outro organismo. Geralmente esses compostos são classificados em algumas classes: Ácidos orgânicos solúveis; Lactonas insaturadas; Ácidos graxos de cadeia longa; Quinonas; Fenóis simples e Acidos benzoicos; Ácidos cinâmicos; Flavonóides (Rice, 1984). Andrade et al. (2009) encontrou efeito alelopático do extrato aquoso de tiririca na germinação de diversas espécies de hortaliças, sendo que o efeito mais forte foi 14 observado no desenvolvimento do sistema radicular das plântulas de repolho, brócolis, rabanete, mostarda e couve flor, no entanto sementes de tomate e alface não sofreram o efeito. 3. Métodos de Controle 3.1Métodos de controle tradicionais Atualmente o método de controle mais usado no controle da tiririca é o químico, por meio da aplicação de herbicidas. Esse é tido como o método mais barato e que traz os melhores resultados de controle da tiririca. Alguns herbicidas são reportados por serem mais efetivos no seu controle. O Glifosato é um herbicida sistêmico não seletivo que foi amplamente estudado no controle da tiririca. É considerado por muitos autores como o herbicida mais efetivo no controle da daninha. Segundo Zandastra & Nashimoto (1977), o Glifosato acumula-se nos meristemas da tiririca. Assim, com a maturação da planta existem mais gemas nos tubérculos do que na parte aérea espera-se numa maior translocação de herbicida para os tubérculos com a idade da planta, no entanto se a idade avançar demais a o metabolismo menos ativo dificulta a translocação. Em outro estudo realizado no Havaí durante o verão, os mesmos autores encontraram que a melhor época para aplicação é quando a maior parte dos tubérculos não dormentes tiverem brotado e os novos tubérculos produzidos estiverem ainda conectados com folhagem sadia, esse estádio coincidiu com 12 semanas após o preparo do solo. Eles atribuem a esse momento a maturação fisiológica que permite a translocação por toda planta, logo em seguida a senescência se inicia reduzindo a eficiência do herbicida (Zandastra & Nashimoto, 1975). Aplicações de Glifosato na estação seca não apresentam resultados satisfatórios uma vez que as plantas emestresse hídrico apresentam o metabolismo menos ativo, assim como menos folhagem para absorver o herbicida (Victoria, 2000). 15 Pavezi (1988), reportou um controle mais eficiente da tiririca quando métodos químicos e mecânicos foram combinados. Ela atribuiu a quebra da dormência dos tubérculos pelo preparo de solo, que brotaram mais uniformemente potencializando o efeito do herbicida (Glifosato). Hamalan and James (1999) encontraram controle eficiente da tiririca em milho com a aplicação de 32 a 130 gramas de i.a./ha de Halosulfuron. Este é um herbicida seletivo para plantas da família Cyperaceae, que normalmente não exerce controle de outras espécies de daninhas. 3.2 Alternativas de controle em produção orgânica 3.21 Métodos mecânicos A Tiririca é uma planta de difícil controle por métodos mecânicos, pois mesmo após uma capina da parte aérea os pontos de crescimento nos bulbos basais ficam protegidos sob o solo e são nutridos pela grande quantidade de reservas armazenadas. Santos et al., observou na Carolina do Sul que duas semanas após uma capina já havia significativa brotação e inclusive produção de novos rizomas. Entretanto ele afirma que remoções frequentes da parte aérea podem exaurir as reservas subterrâneas em um curto intervalo de tempo. No estado do Alabama, completa erradicação da tiririca foi conseguida com sucessivas gradagens, em intervalos de 3 semanas, durante duas estações de crescimento. (Smith and Mayton 1938, 1942). Na Nicarágua, após uma estação seca de quatro meses procedeu-se a aração do solo seco. A operação causou a morte de grande parte dos tubérculos por dessecação e reduziu em larga medida a brotação no cultivo subsequente. O resultado foi melhor quanto maior o intervalo entre a aração e a irrigação da área, apresentando o melhor resultado com 10 dias de intervalo (Vargas et al.,1990). 16 3.22 Uso de compostos alelopáticos Segundo Sousa Filho et al (2002) Alguns metabólitos microbianos e de plantas poderiam ser aplicados diretamente para controle de invasoras, enquanto outros poderiam servir de base para a descoberta de novas moléculas e o desenvolvimento de produtos com maior atividade biológica e com baixo impacto ao meio ambiente. Em experimentos conduzidos no Egito em 2008 e 2009, Rokiek et al testou a eficácia do extrato aquoso e do pó de folhas de mangueira (Mangifera indica) no controle de brotações e a emissão de novos tubérculos de Tiririca (Cyperus rotundos L.). Ele observou que para a concentração 25% do extrato houve uma redução das brotações de 94,5% e 96% aos 30 e 75 dias após plantio respectivamente. Para os órgãos de reserva (tubérculos e rizomas) as reduções também foram significativas, com diminuição de 71,1% e 85,6% nos mesmos períodos. É possível observar que há um efeito residual interessante pois as médias decresceram com o passar dos tempos. O mesmo pesquisador, também no Egito em duas estações de crescimento de 2010 e 2011 o efeito do pó das folhas de duas espécies, Amora (Morus alba) e uva (Vitis vinífera) misturadas ao solo para o controle de Tiririca (Cyperus rotundus L.) na cultura do milho. Para as concentrações mais altas de 50 e 75 gramas de MS/ kg de solo aos 45 dias após o plantio já se observava uma significativa redução nas brotações e emissão de novos tubérculos para V. vinífera, já para M. alba esse efeito foi observado apenas para a concentração de 75g de pó/kg de solo. Aos 75 dias após plantio para ambas as espécies a concentração mais baixa de 25g/kg de solo induziu elevada diminuição na brotação e emissão de novas estruturas de reserva, já as duas concentrações mais altas erradicaram completamente a tiririca. Em contra partida as variáveis resposta do milho foram diretamente proporcionais as maiores doses de pó das duas espécies, sendo que os maiores valores de altura, peso seco e concentração de carboidratos na cultura do milho foi alcançada pela maior dose de pó, 75g/kg de solo para V. vinífera. Table 1: Efeito de diferentes concentrações do pó das folhas de amora (Morus alba) e uva (Vitis vinifera) nos diferentes parâmetros de crescimento da tiririca (Cyperus rotundus L.). (Média de duas estações). Treatments R Growth characters 17 a t e ( g / k g s o il ) No. of mother shoots/tuber No. of leaves of mother shoots/tuber Length of mother leaves (cm) No. of daughter shoots/tuber No. of leaves of daughter shoots/tuber 45 days 75 days 45 days 75 days 45 days 75 days 45 days 75 days 45 days 75 days Purpl e nutse dge alone (P) --------- 2.00 3.0 20.5 24.0 45.0 57.0 4.0 5.0 11.0 15.0 Purple nutsedge + Maize (M) --------- 2.00 2.0 15.6 20.0 41.0 31.9 3.0 1.9 8.0 5.5 P.+M.+ Morus alba 25 2.00 2.0 14.0 10.0 39.0 27.6 1.0 1.0 3.0 2.0 50 2.00 0.0 13.0 0.0 37.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 75 1.33 0.0 10.0 0.0 33.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 P.+ M.+ Vitis vinifera 25 2.00 2.0 12.0 8.0 37.0 24.0 1.0 0.0 2.0 0.0 50 1.00 0.0 6.0 0.0 34.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 75 1.00 0.0 5.0 0.0 30.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 LSD at 5% 0.24 0.10 1.06 0.13 1.26 1.09 0.63 0.07 0.68 0.43 Table 2: Efeito de diferentes concentrações do pó das folhas de amora (Morus alba) e uva (Vitis vinifera) nos diferentes parâmetros de crescimento dos órgãos subterrâneos da tiririca (Cyperus rotundus L.). (Média de duas estações). Treatments Rate (g/kg soil) Growth characters No. of basal bulbs and tubers/tuber No. of rhizomes / tuber Length of rhizomes (cm) 45 DAS 75 DAS 45 DAS 75 DAS 45 DAS 75 DAS Purple nutsedge alone --------- 4.00 5.75 3.75 5.00 12.0 13.5 Purple nutsedge + Maize --------- 2.25 2.50 1.75 1.50 10.5 6.1 P. +M. + Morus alba 25 1.28 0.80 1.05 0.85 9.6 3.5 50 0.80 0.00 0.80 0.00 5.0 0.00 75 0.33 0.00 0.40 0.00 2.7 0.00 P. + M. + Vitis vinifera 25 1.20 0.00 0.90 0.00 7.7 0.00 50 0.10 0.00 0.30 0.00 2.2 0.00 75 0.10 0.00 0.20 0.00 1.5 0.00 LSD at 5% 0.45 0.35 0.38 0.37 0.17 0.16 Silveira et al. (2010) num experimento realizado em Viçosa MG observou que o extrato aquoso obtido por infusão de folhas de Alecrim-pimenta (Lippia sidoides) em aplicação para o controle de tiririca reduziu em 50% a porcentagem de emergência dos tubérculos 18 sendo comparável ao tratamento que utilizava 5 L/ha de Atrazina (2,5 kg/há ing. Ativo). O extrato interferiu também na velocidade de emergência. Gaziri e Carvalho, (2009) experimentando em Curitiba, PR. observaram o efeito alelopático de carqueja (Bacharis trimera, Less) e confrei (Symphytum officinale L.) no controle de tiririca usando o extrato bruto, resíduo de extrato, plantas picadas em cobertura e plantas picadas e incorporadas obtiveram em média 20% e 35% de emergência dos tubérculos plantados pra carqueja e confrei, respectivamente. 3.23 Controle Biológico O uso de controle biológico para controlar a tiririca tem sido intensamente estudado e inúmeros microrganismos, principalmente fungos foram detectados como patógenos, no entanto poucos provocam danos significativos na daninha. A espécie de fungo Cercospora caricis foi apontada por pesquisadores da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia como potencial agente de biocontrole da tiririca, que encontraram um isolado (CEN 66) que se mostrou altamente virulento contra biótipos brasileiros de Cyperus rotundus. Experimentos conduzidos à campo mostraram que três aplicações do fungo foram tão eficientes no controle quanto 2,4D ou capina. Foram encontrados resultados de controle ainda melhores com o uso de adjuvantes como o sulfactante Tween 20 e Metamulcil, mostrando que o uso desse patógeno pode ser integrado a sistemas de manejo da tiririca (Borges Neto et al., 1997,1998 e 2000; Teixeira, 1999. Apud De Melo et al., 2003). Nesser (1997) reportou pela primeira vez a predação de tubérculos de tiririca pela larva do besouro Curculionidae Sphenophorus incurrens. 19 3.24 Uso de palha tipo mulching O uso de palha para o controle de tiririca foi testado no Paquistão por Mahmood & Cheema (2004). No experimento eles avaliaram diferentes doses da palha de sorgo (Sorghum bicolor)como cobertura morta e também incorporada. Na maior dose de palha, de 15 ton/ha, o controle da densidade de plantas foi de 45% e 40% para superficial e incorporada, respectivamente aos 40 dias de tratamento. Silva (2003) testando diferentes doses de palha de cana de açúcar, encontrou redução no número de plantas quando comparado ao controle, no entanto a palha não foi capaz de reduzir a produção de tubérculos. O efeito da cobertura morta sobre a tiririca pode ser atribuído a uma série de fatores, provavelmente a combinação deles. De início a palha oferece uma barreira física para a emergência da tiririca. Somado a isso, tem-se o efeito da palha sobre a temperatura do solo que diminui e passa a oscilar menos ao longo do dia, fator que contribui para redução da brotação, assim como na manutenção de uma maior umidade no solo, que cria um microclima favorável a fungos patogênicos prejudiciais a tiririca (Khatounian, comunicação pessoal). Dessa maneira, a cobertura é um recurso importante para ajudar no controle da invasora, principalmente nos meses de inverno em que sua multiplicação é mais lenta. No entanto, ela não deve ser usada como medida isolada, mas sim se um componente de uma estratégia integrada de controle da tiririca. 3.25 Plantas de cobertura O uso de plantas de cobertura ou adubos verdes no manejo de plantas invasoras é uma pratica corrente nos sistemas orgânicos de produção, uma vez que por serem plantas de crescimento rápido impõe forte competição luminosa suprimindo as invasoras. Como a tiririca é uma planta herbácea de porte baixo ela normalmente sofre na sombra de plantas altas (Nashimoto, 2001). 20 Diversas espécies de adubos verdes foram reportadas por promoverem a supressão da tiririca, dentre elas mucuna-preta, o feijão de porco e as crotalária juncea. Além do efeito de competição, a elas são atribuídos efeitos alelopáticos que inibem o crescimento da tiririca quando são incorporadas ao terreno (Fontanetti et al., 2007). Araújo et al. (2015) avaliando o efeito de cobertura do solo e supressão da tiririca, com corte aos 90 dias de três espécies de adubo verde: milheto (Penisetum americanum), guandú (Cajanus cajan) e Crotalária spectabilis em comparação com o pousio, encontrou redução de 56%, 40% e 30% respectivamente aos 120 dias após o corte. Eles observaram que mesmo o milheto produzindo mais biomassa, não foi o mais eficiente em cobrir o solo e na supressão da tiririca. A Crotalaria spectabilis foi a cultura que produziu menos matéria seca, no entanto foi a que apresentou melhor supressão da tiririca, sugerindo que produza substâncias de efeito alelopático na invasora. 3.26 Uso da solarização O uso da solarização será abordado com mais detalhes na descrição do ensaio de campo. 4.Descrição de ensaio de campo Introdução O presente ensaio será realizado em área experimental da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz e tem o intuito de avaliar o efeito da solarização no controle da tiririca. Como objetivo último, mas não menos importante, buscaremos entender qual o mecanismo, ou mecanismos envolvidos no controle da tiririca. Além disso buscaremos avaliar se a solarização, isolada já é um meio de controle efetivo, ou se ela compõe uma etapa da quebra da dormência dos tubérculos e uniformização da brotação, permitindo assim um controle mais efetivo, seja ele químico, mecânico ou biológico. 21 Uso da solarização para o controle de ervas invasoras Elmore (1991) reporta que a princípio a solarização foi concebida como alternativa à métodos químicos como o Brometo de metila (esterilizador de solo) para o controle de patógenos do solo. No entanto quando verificou-se que o método também controlava outros organismos antagônicos, como as ervas invasoras, experimentos foram conduzidos para melhor entender o processo. D’Addabbo et al. (2010) reporta que uma série de mecanismos estão envolvidos no controle durante a solarização, mas ressalta que essencialmente é o seu efeito térmico que desencadeia mudanças químicas e biológicas no solo promovendo assim o controle das pragas. Elmore (1991) ainda ressalta que o período do ano no qual se dá a solarização interfere muito nas temperaturas atingidas, sendo que somente sob a alta radiação solar dos meses de verão o controle foi efetivo. O mesmo autor ainda sugere que temperaturas sensivelmente menores foram reportadas nas bordas dos canteiros e que canteiros mais largos são mais eficientes no aquecimento do solo. Webster (2003), no estado da Georgia, encontrou que exposição de tubérculos à 45ºC e 50ºC por 110 e 64 horas respectivamente, inviabiliza 100% dos tubérculos. Nesse estudo, foram reportados em experimentos com solarização aumentos de até 14ºC nos primeiros 10 cm do solo. A solarização promove a flutuação das temperaturas diárias, em função disso Chase (1999) propôs estudar o efeito cumulativo de um regime de altas temperaturas flutuantes ao longo do dia na viabilidade dos tubérculos de tiririca. Nesse estudo ele notou que regimes alternados de 6/18 horas às temperaturas de 50º/26º e 55º/26º por 14 dias inviabilizou completamente os tubérculos. Em outro ensaio de solarização comparando dois tipos de plástico, um convencional e um retentor de raios infravermelho térmicos (RIT), ele mostrou que ambos tratamentos atingem temperaturas letais aos tubérculos nos primeiros 5 cm de solo, no entanto os plásticos 22 RIT foram eficientes no controle inclusive a 15 cm de profundidade. Pode-se atribuir ao fato de que o plástico RIT a tiririca não foi capaz de perfurar. Muitos experimentos com solarização no controle de tiririca atribuem o insucesso a perfuração do plástico pela lança de emergência. Nesse sentido, Chase et al. (1998) estudou a os mecanismos fisiológicos responsáveis pela menor perfuração de plásticos transparentes pela tiririca durante a solarização quando em comparação aos plásticos opacos. Ele atribuiu isso a uma mudança morfogênica nos ápices dos rizomas em presença de luz que cessam a elongação e iniciam expansão foliar resultando na sua captura sob o plástico. Com isso essas plantas ficam sujeitas a lesões de queimadura nas folhas e acabam morrendo, uma vez que tubérculos possuem várias gemas, sucessivos ciclos de brotação e queima podem exaurir suas reservas, se o período de solarização for suficientemente longo. Em complemento o autor afirma que plásticos mais finos são mais suscetíveis a perfuração que os mais grossos, no entanto havendo um espaço de 5 a 10 mm entre ele e o solo todas as espessuras tema mesma eficiência contra a perfuração. Rubin & Benjamin (1983), em Israel encontraram temperaturas nas camadas superiores do solo (5 cm de profundidade) da ordem de 18ºC maiores sob solarização, que atingiram picos de 53ºC durante os períodos mais quentes do dia. No entanto esse aumento era sensivelmente menor em à 30 cm de profundidade, com picos de 37ºC. Eles também registraram uma melhor manutenção da umidade do solo ao longo do tempo coberto com plástico, o que garante uma melhor transmissão do calor. Dessa maneira, como a maior proporção dos tubérculos está situada na superfície do solo, cerca de 85% no primeiros 12 cm (Siriwardana & Nashimoto, 1987), boa parte seria controlada pelo aumento da temperatura. No entanto Rubin & Benjamin (1984) sugerem que a solarização em si não é capaz de elevar a temperatura das camadas inferiores a ponto de inviabilizar os tubérculos de tiririca situados a 30 cm, no entanto proporcionaria uma variação diária na temperatura dessas camadas profundas suficiente para promover a brotação dos tubérculos (Miles et al.,1996) que por consequência seriam mortos quando expostos as altas temperaturas superficiais durante a emergência (Chase et al., 1998) 23 Numa outra perspectiva, Nashimoto e Kawabata (1999) identificaram a solarização seguida de aplicação de Glifosato como eficiente medida para o controle de tiririca. Os autores atribuíram o efeito a quebra de dormência proporcionada pelasolarização que impõe aos tubérculos de tiririca um regime de temperaturas alternadas. Uma vez que após uma solarização notaram um maior número de tubérculos brotados conectados a parte aérea, permitindo assim uma melhor translocação do herbicida resultando num melhor controle. Vale ressaltar que esse experimento foi realizado no Havaí em março (final do inverno) e as temperaturas do ambiente não foram maiores que 24ºC durante o período de solarização. Materiais e Métodos O experimento será realizado no campus da ESALQ em área infestada por tiririca No presente ensaio serão avaliados dois tipos de plástico, transparente e opaco (preto), assim como o respectivo controle sem cobertura no controle da tiririca. Avaliações serão feitas em relação à população e viabilidade dos tubérculos antes e depois da solarização. O efeito dos tratamentos será testado por diferentes durações de 20, 40 e (60) 80 dias a fim de entender o efeito da exposição da tiririca à temperaturas elevadas ao longo do tempo e eventualmente encontrar o tempo ideal de solarização. Períodos longos de solarização, de 8 a 10 semanas foram reportados por serem mais efetivos no controle de espécies perenes do que períodos curtos (Rubin & Benjamin, 1983). Antes do início, avaliações da população dos tubérculos no perfil do solo serão feitas para avaliar sua quantidade e distribuição nas profundidades. Para tanto será utilizado um quadrado de 50 cm de lado (0,25m²), ou 30 cm de lado (0,09m²) e serão coletados os tubérculos e bulbos basais de tiririca nas profundidades de 0 a 5 cm, 5 a 15 e 15 a 30 24 cm. Esse procedimento será repetido após a solarização para avaliação da multiplicação e viabilidade dos tubérculos de tiririca. O primeiro passo para o estabelecimento do ensaio será o preparo do solo com enxada rotativa da área infestada para romper as ligações entre as cadeias de tubérculos e com isso quebrar a dormência imposta pela dominância apical, uniformizando a brotação. Em seguida a área será irrigada até a saturação para garantir a umidade necessária a brotação dos tubérculos. As parcelas nas dimensões 3x3m (ou 2x2m) serão cobertas com a lona plástica e terão suas bordas enterradas a fim de impedir a saída de ar e umidade permitindo a criação de um bolsão de calor entre o solo e a superfície. Para evitar a perfuração da lona pela lança de emergência da tiririca, serão usadas varas de bambú estendidas para garantir que a lona não encoste no solo evitando a perfuração. Com intuito de monitorar a variação da temperatura ao longo do tempo, nas diferentes profundidades do solo, serão feitas medidas de temperatura na camada superficial e subsuperficial do solo, assim como na superfície do terreno sob a lona plástica. Referências Bibliográficas ANDREWS, F. W. A Study of Nut Grass (Cyperus rotundus L.) in the Cotton Soil of the Gezira: I. The Maintenance of Life in the Tuber. Annals of Botany, v. 4, n. 13, p. 177-193, 1940. BANGARWA, Sanjeev K. et al. Purple nutsedge (Cyperus rotundus) management in an organic production system. 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