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Indaial – 2020 Biologia e Controle de Plantas daninhas Prof. João Henrique Delfrate Padilha 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2020 Elaboração: Prof. João Henrique Delfrate Padilha Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: P123b Padilha, João Henrique Delfrate Biologia e controle de plantas daninhas. / João Henrique Delfrate Padilha. – Indaial: UNIASSELVI, 2020. 203 p.; il. ISBN 978-65-5663-087-8 1. Plantas daninhas. – Brasil. Centro Universitário Leonardo Da Vinci. CDD 632.58 aPresentação Plantas daninhas são, provavelmente, a classe de pragas mais presente na história da agricultura. Elas são responsáveis por enormes perdas na produtividade dos cultivos humanos. As espécies daninhas causam perda na qualidade dos produtos e reduzem o valor de mercado. O manejo adequado das plantas daninhas em todos os sistemas agrícolas é importante para sustentação da produtividade e para segurança alimentar da população. Neste livro, você encontrará todos os aspectos da Biologia das Plantas Daninhas, bem como os métodos de Controle e Manejo das Plantas Daninhas de uma forma clara e objetiva. O livro conta com informações úteis sobre a botânica das espécies daninhas, a competição entre plantas daninhas e plantas cultivadas, as adaptações das plantas daninhas para sobrevivência em diferentes condições, suas adaptações aos métodos de controles, quais os principais métodos de controle empregados no manejo de plantas daninhas, modos de ação dos herbicidas, seletividade dos herbicidas, técnicas de aplicação de herbicidas e resistência das espécies daninhas aos herbicidas. Com todos esses aspectos contidos neste livro, você conseguirá identificar as principais características das plantas daninhas encontradas nas lavouras e aprenderá os métodos de controle dessas espécies, bem como a integração desses métodos, a fim de potencializar o manejo adequado das plantas daninhas, diminuindo os custos ao agricultor e ao meio ambiente. Prof. João Henrique Delfrate Padilha Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi- dades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra- mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida- de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun- to em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento. Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen- tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada! LEMBRETE sumário UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS ................................................................. 1 TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS ............................................................................................................................................. 3 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3 2 CONCEITO E IMPORTÂNCIA DAS PLANTAS DANINHAS ................................................. 3 3 ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS ........................................................... 11 3.1 COLONIZAÇÃO DAS LAVOURAS E PASTAGENS POR ESPÉCIES SILVESTRES PRESENTES NO LOCAL ................................................................................................................... 13 3.2 HIBRIDAÇÃO DE ESPÉCIES SILVESTRES E CULTURAS .................................................... 14 3.3 REVERSÃO DAS PLANTAS CULTIVADAS EM AMBIENTES SILVESTRES ..................... 14 3.4 MIMETISMO ................................................................................................................................. 14 3.5 IMPACTO DO CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS ...................................................... 15 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 17 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 19 TÓPICO 2 - CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS ...................................................... 21 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 21 2 SISTEMÁTICA E TAXONOMIA VEGETAL .............................................................................. 21 2.1 NOMENCLATURA BOTÂNICA .............................................................................................. 24 2.2 SISTEMÁTICA DE PLANTAS DANINHAS ........................................................................... 25 2.2.1 Monocotyledoneae (Liliopsida) ......................................................................................... 26 2.2.2 Eudicotiledoneae (Magnoliopsida) ................................................................................... 26 2.3 CARACTERÍSTICAS DAS PRINCIPAIS FAMÍLIAS COM ESPÉCIES DANINHAS NO BRASIL............................................................................................................................................ 27 2.3.1 Amaranthaceae ..................................................................................................................... 27 2.3.2 Asteraceae ............................................................................................................................ 28 2.3.3 Brassicaceae .......................................................................................................................... 28 2.3.4 Chenopodiaceae ................................................................................................................... 28 2.3.5 Convolvulaceae .................................................................................................................... 28 2.3.6 Cyperaceae ........................................................................................................................... 29 2.3.7 Fabaceae ................................................................................................................................ 29 2.3.8 Malvaceae..............................................................................................................................29 2.3.9 Poaceae .................................................................................................................................. 29 2.3.10 Solanaceae ........................................................................................................................... 30 2.4 CLASSIFICAÇÃO MORFOLÓGICA, ECOLÓGICA E ESTRATÉGIA EVOLUTIVA DE PLANTAS DANINHAS ............................................................................................................... 31 2.4.1 Classificação quanto ao habitat.......................................................................................... 31 2.4.2 Classificação de acordo com o ciclo de vida .................................................................... 32 2.4.3 Classificação quanto ao hábito de crescimento ............................................................... 33 2.4.4 Classificação ecológica ........................................................................................................ 34 2.4.5 Classificação de acordo com a estratégia evolutiva ........................................................ 37 RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 38 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 39 TÓPICO 3 - REPRODUÇÃO, DISPERSÃO DE PLANTAS DANINHAS E MECANISMOS DE SOBREVIVÊNCIA ......................................................................................................................... 41 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 41 2 REPRODUÇÃO DE PLANTAS DANINHAS .............................................................................. 41 3 MECANISMOS DE DISPERSÃO .................................................................................................. 43 3.1 AUTOCORIA ................................................................................................................................. 43 3.2 ALOCORIA .................................................................................................................................... 43 3.2.1 Anemocoria ........................................................................................................................... 43 3.2.2 Hidrocoria ............................................................................................................................ 44 3.2.3 Zoocoria ................................................................................................................................ 45 3.2.4 Antropocoria ......................................................................................................................... 45 3.3 MECANISMOS DE SOBREVIVÊNCIA .................................................................................... 45 3.3.1 Banco de sementes de plantas daninhas .......................................................................... 45 3.4 MECANISMOS DE DORMÊNCIA ............................................................................................ 46 3.4.1 Dormência fisiológica .......................................................................................................... 47 3.4.2 Dormência morfológica............................................................................................................. 47 3.4.3 Dormência morfofisiológica ............................................................................................... 47 3.4.4 Dormência Física .................................................................................................................. 47 3.4.5 Dormência química ............................................................................................................ 47 RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 50 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 51 TÓPICO 4 - INTERFERÊNCIA NEGATIVA DE PLANTAS DANINHAS AO CRESCIMENTO, DESENVOLVIMENTO E PRODUTIVIDADE DOS CULTIVOS .............. 53 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 53 2 COMPETIÇÃO ................................................................................................................................... 53 2.1 COMPETIÇÃO POR NUTRIENTES .......................................................................................... 54 2.2 COMPETIÇÃO POR UMIDADE ................................................................................................ 55 2.3 COMPETIÇÃO POR LUZ ........................................................................................................... 55 2.4 COMPETIÇÃO POR ESPAÇO/GÁS CARBÔNICO ................................................................ 56 2.5 DURAÇÃO DA COMPETIÇÃO ................................................................................................. 57 2.6 EFEITO DA DENSIDADE DE PLANTAS DANINHAS ......................................................... 58 3 ALELOPATIA ...................................................................................................................................... 58 3.1 PRODUÇÃO DE COMPOSTOS ALELOPÁTICOS ................................................................ 59 3.1.1 Volatilização ......................................................................................................................... 59 3.1.2 Lixiviação ............................................................................................................................. 60 3.1.3 Decomposição ..................................................................................................................... 60 3.1.4 Exsudação ............................................................................................................................ 60 3.2 MODO DE AÇÃO DOS COMPOSTOS ALELOPÁTICOS .................................................... 60 4 PARASITISMO ................................................................................................................................. 61 4.1 PARASITAS HEMIPARASITAS .................................................................................................. 61 4.2 PARASITAS HOLOPARASITAS ................................................................................................. 61 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 63 RESUMO DO TÓPICO 4..................................................................................................................... 66 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 67 UNIDADE 2 - MANEJO INTEGRADO DE PLANTAS DANINHAS ........................................ 69 TÓPICO 1 - MÉTODOS E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS ............................................. 71 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 71 2 CONCEITOS DE CONTROLE E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS .............................. 71 3 PREVENÇÃO ...................................................................................................................................... 72 4 ERRADICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS............................................................................. 73 5 MÉTODOS DE CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS ....................................................... 74 5.1 MÉTODOS DE CONTROLE FÍSICOS .......................................................................................74 5.1.1 Arranque manual ................................................................................................................. 74 5.1.2 Capina .................................................................................................................................. 74 5.1.3 Roçada ................................................................................................................................... 75 5.1.4 Arar o solo ............................................................................................................................ 75 5.1.5 Inundação ............................................................................................................................. 76 5.1.6 Fogo ....................................................................................................................................... 76 5.2 MÉTODO DE CONTROLE MECÂNICO .................................................................................. 79 5.2.1 Cultivadores entrelinhas ..................................................................................................... 79 5.2.2 Cultivadores próximos a linha da cultura ....................................................................... 79 5.2.3 Cultivadores intrafileiras .................................................................................................... 80 5.3 MÉTODO DE CONTROLE CULTURAL .................................................................................. 80 5.3.1 Rotação de culturas ............................................................................................................. 80 5.3.2 Manejo na entressafra ......................................................................................................... 81 5.3.3 Espaçamento ......................................................................................................................... 81 5.3.4 Adubação verde ................................................................................................................... 81 5.3.5 Cobertura morta .................................................................................................................. 82 5.3.6 Método de Controle Biológico ........................................................................................... 84 5.3.7 Método de Controle Químico ............................................................................................ 86 5.4 MANEJO INTEGRADO DE PLANTAS DANINHAS ............................................................. 88 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 90 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 91 TÓPICO 2 - INTRODUÇÃO AO CONTROLE QUÍMICO DE PLANTAS DANINHAS ....... 93 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 93 2 CONCEITO E HISTÓRICO DO CONTROLE QUÍMICO ........................................................ 93 3 NOMENCLATURA DOS HERBICIDAS ...................................................................................... 95 4 CLASSIFICAÇÃO DOS HERBICIDAS ........................................................................................ 96 4.1 CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA ..................................................................................................... 96 4.1.1 Classificação quanto ao uso ............................................................................................... 98 4.1.2 Classificação quanto ao efeito ........................................................................................... 99 4.1.3 Classificação quanto ao local de absorção do herbicida .............................................. 100 4.1.4 Classificação quanto ao local de ação do herbicida ...................................................... 101 4.1.5 Classificação quanto à seletividade do herbicida ......................................................... 102 4.1.6 Classificação quanto ao tempo de aplicação ................................................................. 103 4.1.6.1 Pré-cultivo ou pré-semeadura ............................................................................ 103 4.1.6.2 Pré-emergentes ...................................................................................................... 103 4.1.6.3 Pós-emergentes ...................................................................................................... 103 4.1.7 Classificação quanto à toxicidade do herbicida ............................................................ 105 4.2 PROCESSOS FÍSICOS, QUÍMICOS E BIOLÓGICOS ............................................................ 106 4.2.1 Solubilidade em água ....................................................................................................... 106 4.2.2 Pressão de vapor ................................................................................................................ 107 4.2.3 Constante de ionização .................................................................................................... 107 4.2.4 Coeficiente de partição n-octanol/água ......................................................................... 108 4.2.5 Coeficiente de partição carbono-orgânico ...................................................................... 108 4.2.6 Meia-vida ............................................................................................................................ 108 4.2.7 Formulação do herbicida .................................................................................................. 109 4.2.7.1 Comportamento dos Herbicidas no Ambiente ................................................. 109 4.2.7.2 Herbicidas e o solo ................................................................................................ 110 4.2.8 Retenção ............................................................................................................................. 111 4.2.9 Lixiviação ........................................................................................................................... 112 4.2.10 Degradação ...................................................................................................................... 112 4.2.10.1 Fotodecomposição ............................................................................................. 113 4.2.10.2 Decomposição química .................................................................................... 113 4.2.10.3 Decomposição microbiológica ........................................................................ 113 4.2.11 Volatilização .................................................................................................................... 114 4.2.12 Escoamento superficial .................................................................................................. 114 4.2.13 Herbicidas e a planta ....................................................................................................... 115 4.3 COMPORTAMENTO DOS HERBICIDAS NAS PLANTAS ................................................. 115 4.3.1 Absorção .............................................................................................................................. 115 4.3.2 Absorção foliar ......................................................................................................................... 116 4.3.3 Absorção pelas raízes ........................................................................................................ 119 4.3.5 Transporte via xilema ....................................................................................................... 120 4.3.4 Translocação .......................................................................................................................120 4.3.6 Transporte via floema ...................................................................................................... 121 4.3.7 Metabolismo ....................................................................................................................... 122 4.3.8 Seletividade ........................................................................................................................ 123 4.3.8.1 Fatores da planta que determinam a seletividade ............................................ 123 4.3.8.2 Fatores físico-químicos do herbicida que determinam a seletividade ........... 124 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 125 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 133 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 134 UNIDADE 3 - MECANISMOS, MODO DE AÇÃO E RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS AOS HERBICIDAS .................................................................................................... 135 TÓPICO 1 - MECANISMOS E MODO DE AÇÃO DOS HERBICIDAS ................................. 137 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 137 2 INIBIDORES DA FOTOSSÍNTESE ............................................................................................. 138 2.1 INIBIDORES DO FOTOSSISTEMA I (FTI) ............................................................................. 139 2.2 PARAQUAT ................................................................................................................................. 140 2.3 DIQUAT ...................................................................................................................................... 141 2.4 INIBIDORES DO FOTOSSISTEMA II (FTII) ........................................................................... 141 2.5 TRIAZINAS E TRIAZINONAS ................................................................................................ 142 2.6 UREIAS SUBSTITUÍDAS ........................................................................................................... 143 2.7 URACILAS ................................................................................................................................... 143 2.8 ANILIDAS .................................................................................................................................... 144 2.9 FENILCARBAMATOS ............................................................................................................... 144 2.10 NITRILAS ................................................................................................................................... 144 2.11 BENZOTIADIAZINONAS ...................................................................................................... 144 3 INIBIDORES DA PRODUÇÃO DE PIGMENTOS .................................................................. 144 3.1 DANIFICADORES DE MEMBRANAS CELULARES ........................................................... 145 3.1.1 Inibidores Protox ............................................................................................................... 146 3.1.2 Difeniléters .......................................................................................................................... 146 3.1.3 Feniltalamidas .................................................................................................................... 147 4 INIBIDORES DA BIOSSÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS ...................................................... 147 4.1 INIBIDORES ACCASE ............................................................................................................... 147 4.1.1 Ariloxifenoxi-propionatos (app) ...................................................................................... 148 4.1.2 Ciclohexanodionas (CHD)................................................................................................ 149 4.1.3 Fenilpirazolinas .................................................................................................................. 149 4.2 INIBIDORES DA SÍNTESE LIPÍDICA ..................................................................................... 149 4.2.1 Carbamotioatos ................................................................................................................. 150 4.2.2 Cloroacetamidas ............................................................................................................... 150 4.3INIBIDORES DA BIOSSÍNTESE DE CELULOSE ................................................................... 153 4.3.1 Mimetizadores de auxinas................................................................................................ 154 4.3.2 Fenoxiácidos ....................................................................................................................... 155 4.4 INIBIDORES DA BIOSSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS ........................................................ 157 4.4.1 Inibidores da glutamina sintase....................................................................................... 158 4.4.2 Inibidores da ALS .............................................................................................................. 158 RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 162 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 163 TÓPICO 2 - RESISTÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS AOS HERBICIDAS ...................... 165 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 165 2 CONCEITOS .................................................................................................................................... 165 2.1 TIPOS DE RESISTÊNCIA .......................................................................................................... 171 2.1.1 Inibidores da fotossíntese ................................................................................................. 171 2.1.2 Inibidores da biossíntese de aminoácidos ..................................................................... 172 2.1.3 Mimetizadores de auxinas................................................................................................ 174 2.1.4 Inibidores da biossíntese de celulose .............................................................................. 174 2.1.5 Inibidores mitóticos .......................................................................................................... 174 2.1.6 Inibidores Protox ............................................................................................................... 174 2.1.7 Inibidores da síntese de carotenoides ............................................................................ 175 2.1.8 Inibidores da biossíntese de lipídeos .............................................................................. 175 3 MANEJO DE PLANTAS DANINHAS RESISTENTES............................................................ 175 3.1 PREVENÇÃO .............................................................................................................................. 176 3.2 CONTROLE QUÍMICO ............................................................................................................ 176 3.3 CONTROLE NÃO QUÍMICO ................................................................................................... 177 LEITURA COMPLEMENTAR ..........................................................................................................180 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 187 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 188 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 191 1 UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • compreender os conceitos de planta daninha e as características que fa- zem uma planta ser considerada daninha; • entender a origem e evolução das plantas daninhas; • avaliar quais são os impactos negativos das plantas daninhas sobre o am- biente agropecuário; • observar que as plantas daninhas podem ser utilizadas em benefício do ser humano; • aprender como classificar e identificar uma espécie daninha, a importân- cia do nome científico e como isso é essencial no manejo de plantas dani- nhas; • analisar as características que tornam uma planta invasora de lavouras e como elas interferem no cultivo. Esta unidade está dividida em quatro tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS TÓPICO 2 – CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS TÓPICO 3 – REPRODUÇÃO, DISPERSÃO E MECANISMOS DE SOBREVIVÊNCIA DE PLANTAS DANINHAS TÓPICO 4 – INTERFERÊNCIA NEGATIVA DE PLANTAS DANINHAS AO CRESCIMENTO, DESENVOLVIMENTO E PRODUTIVIDADE DOS CULTIVOS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 2 3 TÓPICO 1 - UNIDADE 1 CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 1 INTRODUÇÃO Olá, acadêmico, começaremos os estudos sobre as plantas daninhas. A primeira unidade contém os conceitos fundamentais sobre espécies daninhas, suas relações com o ambiente e com as plantas cultivadas. O conteúdo será a base para que você possa compreender os mecanismos que envolvem a relação entre uma espécie daninha e uma planta cultivada, para que você possa relacioná-los com os métodos de controle, assunto da próxima unidade. Neste primeiro tópico, aprenderemos por qual motivo uma planta é considerada daninha, qual a importância dessas plantas no contexto agropecuário, social e ambiental e como essas espécies se originaram e os mecanismos que envolvem sua evolução no contexto da agricultura. Ao final deste tópico, você encontrará um resumo contendo as informações chave do conteúdo e autoatividades para você avaliar seu processo de aprendizado. Bons estudos! 2 CONCEITO E IMPORTÂNCIA DAS PLANTAS DANINHAS Acadêmico, definir uma planta como daninha não é fácil. É um conceito amplo, que vai variar de acordo com o ponto de vista da pessoa que está utilizando o termo. O que você pode ter certeza é de que uma planta daninha é uma espécie vegetal que aparece onde você não quer que ela apareça, geralmente, causando problemas relacionados a alguma atividade humana, como a agricultura ou o paisagismo. O conjunto de espécies vegetais designadas por plantas daninhas, plantas invasoras ou plantas ruderais, são aquelas consideradas indesejáveis em uma cultura agrícola, sejam elas espécies cultivadas ou silvestres. Sendo assim, qualquer espécie silvestre pode ser considerada daninha e qualquer espécie cultivada que não foi semeada no local pelo ser humano e que prejudique a lavoura também é considerada daninha, como, por exemplo, quando gramíneas forrageiras utilizadas em pastagens invadem outras culturas, prejudicando o manejo e a produtividade delas. UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 4 Segundo Bacchi, Leitão Filho e Aranha (1982, p. 4) as plantas daninhas são: Espécies pioneiras, agressivas, com grande capacidade germinativa e dispersiva; de crescimento e de adaptabilidade em diversas condições, naturais ou não. Caracteristicamente são rústicas, resistentes a pragas e doenças e geralmente possuem mecanismos reprodutivos assexuados e sexuados de alta viabilidade e longevidade. No Manual de Herbicidas da Biologia de Plantas Daninhas da América, encontra-se uma definição de plantas daninhas como “qualquer planta que é censurável ou interfere nas atividades ou no bem-estar humano” (ZIMDAHL, 2018, p. 16). O conceito mais aplicável a elas está relacionado as atividades agropecuárias, em que essas espécies crescem espontaneamente e afetam de modo negativo essas atividades, interferindo no desenvolvimento das culturas agrícolas de diversas maneiras, seja por competição por nutrientes, água e luz ou exercendo efeitos alelopáticos (BLANCO, 1972; PITELLI, 1987). Se você avaliar do ponto de vista evolutivo, as plantas daninhas representam um dos mais bem-sucedidos grupos de plantas, que evoluíram devido à perturbação humana nas áreas silvestres, seja na construção de cidades ou no desenvolvimento de áreas de cultivo. Navas (1991, p. 171) inclui uma definição mais ampla do conceito plantas daninhas: “uma planta que forma populações capazes de entrar em habitats cultivados, marcadamente perturbados ou ocupados e potencialmente diminuir ou deslocar as populações de plantas residentes que são deliberadamente cultivadas ou têm interesse ecológico e/ou estético”. Acadêmico, veremos algumas características que fazem com que as plantas daninhas sejam consideradas indesejáveis, além do crescimento em locais indesejados (ZIMDAHL, 2018): • Rápido desenvolvimento das mudas. • Rápida maturação reprodutiva e desenvolvimento de propágulos: as espécies florescem rapidamente e produzem uma grande quantidade de sementes. • Capacidade de reprodução sexuada e vegetativa: a maioria das plantas daninhas produz sementes e também se reproduz assexuadamente. • Plasticidade ambiental: capacidade de crescer e tolerar diferentes condições edafoclimáticas. • Plantas daninhas geralmente são autocompatíveis. • São resistentes a fatores ambientais prejudiciais. Maior parte das sementes de plantas daninhas possuem mecanismos de dormência, possibilitando sua resistência a condições adversas. Também pode não haver requisitos especiais para que a germinação ocorra. • Geralmente, as sementes de plantas daninhas possuem o mesmo tamanho e formato da semente cultivada, dificultando sua separação. TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 5 • Algumas plantas daninhas anuais produzem sementes mais de uma vez e essa produção pode não ser afetada pelas condições ambientais. Além disso, possuem diferentes mecanismos de dispersão. • Suas raízes e órgãos vegetativos apresentam reservas energéticas, permitindo sua sobrevivência em condições de estresse ambiental ou cultivo intensivo. • Muitas plantas daninhas possuem adaptações morfológicas que inibem a herbivoria e dificultam o manejo, como os espinhos, ou apresentam sabor e odor repulsivos aos animais. • Possuem grande habilidade competitiva por nutrientes, luz e água. • Plantas daninhas são resistentes, incluindo resistência aos herbicidas. Sinonímias: Mato: termo mais popular utilizado no Paraná e São Paulo. Erva daninha: termo que não engloba todas as plantas, já que metade delas não são herbáceas. Planta infestante. Planta invasora: pode ser proveniente de outra região ou país. Erva má. Inço. NOTA Acadêmico, as espécies daninhas, de um ponto de vista agronômico, causam diminuição da produção e problemas diversos durante a colheita, aumentando os custos da produção. Além disso, podem ser tóxicas paraanimais e, para o ser humano, como Senecio brasiliensis (maria mole), Pteridium aquinilum (samambaia) e Baccharis coridifolia (mio-mio), comuns nas áreas cultivadas do sul do país, causando morte de bezerros ou intoxicação dos animais adultos (VASCONCELOS et al., 2012). O consumo de algumas plantas daninhas pelos animais pode afetar sua qualidade, a produção de leite ou de lã e até causar abortos. No Quadro 1 se encontra uma lista de plantas daninhas tóxicas, a sua distribuição no país e o que causa no animal após ser consumida. UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 6 Espécie Nome vulgar D¹ Patologia Arrabidaea bilabiata Chibata N Morte súbita Ateleia glazioviana Timbó, maria preta Sul Abortos; fibrose cardíaca Baccharis coridifolia Mio-mio Sul Distúrbios gastrointestinais Brachiaria radicans Tannergrass Brasil Anemia hemolítica Cestrum laevigatum Coerama SE e CO Hepatotóxica Copernicia prunifera Carnaúba NE Hepatotóxica Dimorphander molis Faveira CO Nefrotóxica Echium plantagineum Flor roxa Sul Hepatotóxica Enterolobium contortisiqum Tamboril, orelha de macaco Brasil Afeta o SNC Enterolobium gimmiferum Tamboril do campo MG Fotossensibilizante Equisetum spp. Cavalinha SE e Sul Afeta o SNC Fagopirum esculentum Trigo sarraceno Sul Cianogênica Ipomea asarifolia Salsa N, NE Afeta o SNC Ipomea carnea sub. Fistulosa Algodão-bravo N, NE e CO Afeta o SNC Lantana Brasil Cianogênica Manihot spp. Mandioca brava Brasil Distúrbios gastrointestinais; convulsões Mascagnia elegans Rabo de tatu PB Morte súbita Mascagnia pubiflora Corona CO e SE Morte súbita Mascagnia rígida Timbó NE Morte súbita Nierembergia veitchii Não tem Sul Calcificação sistêmica Palicoureia aeneofusca Erva de rato PB Morte súbita Palicoureia marcgravii Erva de rato N, NE, CO e SE Morte súbita Paulicoreia juruana Roxa, roxinha Pará Morte súbita Piptadenia macrocarpa Angico NE Distúrbios gastrointestinais Plumbago scandens Louco NE Distúrbios gastrointestinais Polygala klotzchii Laranjinha MT e SP Afeta o SNC Prunus sphaerocarpa Pessegueiro Sul Cianogênica Pteridum aquilinum Samambaia Brasil Carcinogênica Ricinus comunis Mamona Brasil Afeta o SNC; gastroenterites Senecio brasiliensis Flor das almas Sul Hepatotóxica QUADRO 1 – PRINCIPAIS PLANTAS TÓXICAS DO BRASIL DE INTERESSE AGROPECUÁRIO TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 7 Sessea brasiliensis Pau de osso SP; MG Hepatotóxica Solanum fastigiatum Jurubeba RS Afeta o SNC Solanum malacoxylon Espichadeira CO e Sul Morte súbita Sorgum vulgare Sorgo Brasil Distúrbios gastrointestinais Stryphnodendron spp. Barbatimão SP Fotossensibilizante Stryphnodendrum coriaceum B a r b a t i m ã o d o Nordeste NE Distúrbios gastrointestinais e cianogênica Thiloa glaucocarpa Sipaúba NE Nefrotóxica 1: distribuição da espécie; SNC: Sistema Nervoso Central; NE: Nordeste; SE: Sudeste; N: Norte FONTE: Adaptado de Tokarnia, Dobereiner e Peixoto (2000), Riet-Correa e Medeiros (2001) Quando se pensa na colheita da espécie cultivada, as plantas daninhas podem ser colhidas ainda verdes junto ao cultivo, facilitando o aparecimento de podridão, além de ser comum a contaminação das sementes agrícolas com sementes de espécies daninhas, depreciando a qualidade final do produto e dificultando o processamento final desses produtos. Insetos, nematoides e ácaros podem estar hospedados em plantas daninhas, além de causarem danos nas culturas, podem ser vetores de fungos, bactérias e vírus potencialmente fitopatológicos. O tripe Frankliniella schultzei, que é uma praga comum em algodão, amendoim, girassol e soja, além de ser vetor do vírus do vira-cabeça do tomateiro, pode se hospedar em plantas daninhas, como Emilia sonchifolia (falsa-serralha), Raphanus raphanistrum (nabiça), Sinapis arvensis (mostarda do campo) e Raphanus sativus (rabanete). Algumas espécies daninhas são tolerantes a alguns vírus e podem ser reservatórios de viroses para as plantas cultivadas. O begamovírus do tomateiro, transmitido pela mosca-branca, pode ficar hospedado em plantas de Ageratum conyzoides (mentrasto) e Amaranthus spinosus (bredo-de-espinho), sendo importantes fontes do vírus para a cultura do tomate (LIMA; MARTINELLI; MONTEIRO, 2000; ARNAUD et al. 2007; SILVA; SANTOS; NASCIMENTO, 2010). Nematoides também são um grande problema em algumas lavouras e podem se hospedar nas raízes das plantas daninhas durante a entre safra. As espécies de plantas daninhas permitem que os nematoides parasitas de plantas sobrevivam mesmo na ausência de culturas agrícolas. Sendo assim, as plantas daninhas contribuem para a manutenção e aumento das populações de nematoides no solo, dificultando seu controle. Por exemplo, as plantas daninhas Amaranthus spp., Portulaca oleracea, Euphorbia heterophylla, Ipomoea spp. e Bidens spp. têm a capacidade de aumentar a população de diversas espécies do nematoide-das- galhas (ASMUS; ANDRADE, 1997, BELLÉ et al., 2017; BELLÉ et al., 2019). UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 8 As plantas daninhas podem levar a redução da produtividade das lavouras, resultando em prejuízos e até a perda total da lavoura, chegando a causar maiores danos que as pragas e doenças agrícolas. Estima-se que a perda potencial da produção agrícola mundial relacionado as plantas daninhas na cultura do trigo seja de 7,7 %; nos feijões, 37%; no milho chega a 10,5% e no arroz pode atingir 37% (OERKE, 2006). Acadêmico, esses danos dependerão das características botânicas das espécies daninhas e das cultivadas, como porte, arquitetura, velocidade de crescimento, densidade e a duração do desenvolvimento de ambas (FONTES et al., 2003). Algumas plantas extraem grandes quantidades de nutrientes do solo, como a Portulaca oleraceae (beldroega) para o potássio e Euphorbia heterophylla (amendoim-bravo) para o nitrogênio. Segundo Vasconcelos et al. (2012, p. 2), “além dos prejuízos diretos, essas plantas reduzem a eficiência agrícola, aumentam os custos de produção e diminuem a qualidade do produto, reduzindo o seu valor comercial e ainda dificulta ou até impede a operação de colheita”. As plantas daninhas também podem dificultar a colheita mecanizada, causam entupimento dos equipamentos, retardando o processo e também podem causar danos nas máquinas, tornando o processo mais custoso ao produtor agrícola (PITELLI, 1987). A contaminação de sementes de plantas daninhas pode causar perda da qualidade de produções farináceos ou da fermentação de cerveja, por exemplo. O valor da terra também pode ser reduzido, devido à infestação de plantas daninhas, especialmente as perenes, que inviabilizam o uso agrícola de algumas áreas. Além disso, plantas aquáticas em reservatórios e riachos podem causar a perda excessiva de água através da transpiração ou atrapalhar a navegação e recreação, diminuindo o espelho d´água, como no caso da Typha angustifolia (taboa), muito comum no sul do país. Algumas espécies aquáticas também podem ser reservatórios de parasitas ou de insetos vetores de doenças. Em culturas irrigadas, a presença de plantas daninhas causa perda de água através de maior absorção ou volume radicular e maiores taxas de transpiração (ZIMDAHL, 2018). Espécies infestantes também causam problemas em rodovias e ferrovias, reduzindo a visibilidade ou sendo estopim de queimadas causadas pelo homem. Nas cidades, as plantas daninhas causam danos estéticos em jardins e parques, impossibilitam áreas de recreação, como campos de futebol, e podem ser abrigo de animais peçonhentos. Além disso, essas espécies, quando são provenientes de outros países causam graves danos ecológicos quando invadem e suprimem a vegetação nativa (ZIMDAHL, 2018). TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 9 O estudodas plantas daninhas é importante no sentido de facilitar a produção de alimentos e tornar a prática agronômica mais eficiente, com aumento da produtividade e da qualidade dos produtos para consumo. IMPORTANT E Acadêmico, o estudo de plantas daninhas envolve o conhecimento botânico das espécies daninhas, sua identificação e classificação, características morfológicas e anatômicas e sua fisiologia. Também envolve as interações ecológicas das espécies, seu habitat e adaptabilidade às diferentes condições ambientais, a relação entre as plantas daninhas e cultivadas; as características fitotécnicas da cultura, seu manejo, mecanização e aplicação de herbicidas. Nem sempre as plantas daninhas representam danos à agricultura. Algumas espécies podem ser utilizadas como cobertura verde do solo, para evitar a erosão ou como cobertura morta, para evitar o superaquecimento da superfície do solo e a perda excessiva de água, além de atuar como incremento de matéria orgânica. Além disso, a cobertura morta pode inibir a germinação de outras espécies daninhas, seja por sombreamento ou efeito alelopático. Os conceitos de adubação verde e cobertura morta e suas aplicações serão aprofundados na Unidade 2 e a alelopatia e seus efeitos sobre os cultivos serão abordados no Tópico 4 desta Unidade. ESTUDOS FU TUROS Várias espécies daninhas têm um valor nutricional importante, podendo fazer parte da dieta e comumente negligenciadas pela população. São as chamadas PANCs (Plantas Alimentícias Não Convencionais), que crescem espontaneamente no meio do cultivo ou ao seu redor. Temos como exemplo a Portulaca oleracea (beldroega), Sonchus oleraceus (Serralha) e Amaranthus retroflexus (caruru), que podem ser consumidos em saladas e comercializados em feiras, apresentando uma renda extra para pequenos produtores. A relação de algumas espécies consideradas daninhas que podem ser consumidas pelo ser humano se encontra no Quadro 2. UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 10 Algumas espécies consideradas daninhas também podem ser utilizadas como medicamentos fitoterápicos, como o Leonorus sibiricus (rubim), Baccharis trimera (carqueja) e Malva parviflora (malva), já comumente utilizadas pelas populações rurais na forma de infusões, xaropes e tinturas. INTERESSA NTE No livro Plantas medicinais no brasil: nativas e exóticas de Lorenzi e Matos, 2007, encontra-se uma lista completa de plantas medicinais, suas descrições e usos. Várias delas são consideradas espécies daninhas. DICAS ESPÉCIE NOME VULGAR PARTE UTILIZADA Amaranthus retroflexus Caruru Folhas e sementes Boehmeria caudata Urtiga mansa Folhas Commelina spp. Trapoeraba Parte aérea Cyperus rotundus Tiririca Bulbos Emilia fosbergii Bela-emilia Folhas Galinsoga parviflora Picão branco Parte aérea Hedychium coronarium Lírio do brejo Flores Hypoxis decumbens Tiririca de flor Folhas Oxalis latifolia Trevinho Folhas e rizomas Portulaca oleracea Beldroega Folhas Rumex obtusifolius Língua de vaca Folhas Solanum americanum Erva moura Frutos Sonchus oleraceus Serralha Parte aérea Taraxacum officinale Dente-de-leão Folhas e flores Typha domingensis Taboa Pólen, palmito FONTE: Adaptado de Kinupp e Lorenzi (2013) QUADRO 2 – PLANTAS ALIMENTÍCIAS NÃO CONVENCIONAIS CONSIDERADAS DANINHAS EM LAVOURAS E PASTAGENS Acadêmico, ainda existem as espécies com características apícolas, fornecendo néctar ou pólen para produtores de mel, conforme Quadro 3. TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 11 Espécie N.V Flor N P Alternanthera brasiliana Cabeça branca Ano todo X Asclepia curassavica Oficial-de-sala Ano todo x X Pyrostegia venusta Cipó-de-São-João Maio/ago. x X Cordia verbenacea Fumo bravo Ano todo x Cordia curassavica Fumo bravo Set./maio x Tradescantia spp. Trapoerabas Ano todo X Spergula arvensis Espérgula Set./maio X Acanthospermum australe Carrapicho Mar./maio x X Ageratum conyzoides Mentrasto Maio/ago. X Ambrosia polystachia Losna-brava Jan./mar. X Bidens pilosa Picão preto Ano todo X Emilia sonchifolia Falsa-serralha Fev./jun. X Eupatorium laeviegata Assa-peixe Jan./abr. X Senecio brasiliensis Maria mole Maio/nov. x X Sonchus oleraceus Serralha Set./mar. X Taraxacum officinale Dente-de-leão Set./jan. x X Vernonia spp. Assa-peixe Ago./nov. x X Raphanus raphanistrum Nabiça Jul./ago. x X Brassica campestris Mostarda-brava Maio/jul. x Leonotus nepetifolia Cordão-de-frade Ano todo x X Cassia alata Fedegoso Ano todo X Cassia ocidentalis Mata-pasto Set./nov. X Crotalaria spp. Crotalárias Out./fev. X Typha angustifolia Taboa Set./maio X Stylosanthes scabra Alfafa-do-campo Ano todo x QUADRO 3 – RELAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS QUE PODEM SER UTILIZADAS COMO FONTE DE NÉCTAR E/OU PÓLEN N.V.= NOME VULGAR; N= NÉCTAR; P= PÓLEN FONTE: Adaptado de Brandão et al. (1984) 3 ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS Neste subtópico, compreenderemos como as plantas daninhas e cultivadas evoluíram juntas, desde o surgimento da agricultura, e as consequências disso, assim como os conceitos básicos de evolução que levaram ao surgimento das características adaptativas dessas espécies ao ambiente agrícola. Com a domesticação das plantas para produção de alimentos, ocorreu uma adaptação dessas espécies vegetais aos novos ambientes e novas práticas de cultivo. Esse manejo e mudança da estrutura do ambiente nativo fez com que as espécies silvestres evoluíssem e se adaptassem aos sistemas de cultivo, tornando sua sobrevivência mais eficiente e aumentando a produtividade. UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 12 A agricultura surgiu a aproximadamente 12 mil anos atrás, e, nesse pequeno espaço de tempo, ocorreu a evolução das plantas cultivadas e concomitantemente, das espécies daninhas. Os agricultores começaram a separar as sementes de plantas de interesse daquelas consideradas daninhas; separar as plantas mais saudáveis e produtivas, causando a seleção das plantas cultivadas que conhecemos hoje. Em resposta a isso, as plantas daninhas desenvolveram sementes parecidas com a da planta de interesse, garantindo sua sobrevivência (GOULD, 1991). As espécies daninhas podem ou não estar relacionadas à espécie domesticada pelo ser humano. Algumas plantas consideradas daninhas podem ser pioneiras, adaptadas a colonizar e habitar ambientes inóspitos ou alterados, e o desenvolvimento da agricultura causou uma seleção nessas plantas, que se adaptaram a ocupar o ambiente mediado pelo ser humano (VIGUEIRA; OLSEN; CAICEDO, 2013). Acadêmico, as forças micro evolucionárias que guiaram as das plantas cultivadas também guiaram as espécies daninhas, direta e indiretamente: 1. Deriva genética: que fixa alelos aleatoriamente, se manifesta quando indivíduos são selecionadas e propagados a partir de poucos representantes da população selvagem. 2. Fluxo gênico: ocorre por hibridação entre variedades de uma cultura e entre espécies selvagens, causando aumento da diversidade genética. 3. Seleção artificial: fixação de alelos de plantas cada vez mais adaptadas às condições de domesticação impostas pelo ser humano. Alelos são formas alternativas do mesmo gene, encontrados nos cromossomos homólogos, que conferem variações da mesma característica dentro desse gene. Hibridação é o cruzamento entre indivíduos de espécies diferentes. NOTA Acadêmico, veremos, a seguir, algumas causas das adaptações evolutivas que as plantas daninhas e as plantas cultivadas compartilharam entre si (ZIMDAHL, 2018): • Aumento da seleção de sementes, que se tornam inaptas em crescer fora do solo arado e preparado e dependem de semeadura. • Abandono da área cultivada, causando regressão do cultivar a características selvagens. • Nivelamento das condições ambientais do cultivo, favorecendo genótipos adaptados ao controle dos fatores ambientais. TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃODAS PLANTAS DANINHAS 13 • Aumento das monoculturas, que selecionaram conjuntamente plantas daninhas especializadas. • Colheita combinada da cultura e das espécies daninhas, levando a modificações que permitiram a espécie daninha ser colhida em conjunto à lavoura. • Redução da habilidade competitiva de culturas tratadas com reguladores de crescimento químicos. • Uso extensivo de herbicidas, que levou ao desenvolvimento de mecanismos de resistência. A seleção de plantas daninhas está relacionada à adaptação das plantas silvestres às alterações do ambiente causadas pelo ser humano e a hibridação de espécies selvagens, além da reversão de uma cultura a condições selvagens (ELLSTRAND; SCHIERENBECK, 2000). 3.1 COLONIZAÇÃO DAS LAVOURAS E PASTAGENS POR ESPÉCIES SILVESTRES PRESENTES NO LOCAL Acadêmico, quando uma área é modificada para introdução de uma lavoura ou pastagem, as espécies nativas daquela região geralmente se tornam invasivas, devido às condições adequadas de aeração, nutrição mineral e/ou irrigação presentes na lavoura. As plantas silvestres que se tornam daninhas possuem algumas das características gerais de uma espécie invasiva, mecanismos eficientes de dispersão e genótipos fenotipicamente plásticos, o que pode levar a uma maior dificuldade de manejo e controle, já que estas já estão adaptadas às condições ambientais da região. Além disso, algumas plantas daninhas já eram pré-adaptadas para crescimento e competição por recursos em ambientes parecidos ao agrícola, facilitando seu desenvolvimento. Genótipo é a composição genética de um indivíduo, o conjunto de todos os genes. Fenótipo é a expressão dos genes no indivíduo, dando as suas características únicas. NOTA UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 14 3.2 HIBRIDAÇÃO DE ESPÉCIES SILVESTRES E CULTURAS Nesse processo ocorre um fluxo gênico (cruzamento) entre a espécie domesticada e suas formas silvestres (nativas), causando a evolução da invasividade e gerando uma espécie potencialmente daninha (ELLSTRAND et al. 1999; ELLSTRAND; SCHIERENBECK, 2000). O processo de hibridação pode ser entre raças ou subtipos de uma mesma espécie (intraespecífica), ou envolvendo diferentes espécies e até diferentes gêneros (interespecífica). Quanto mais aparentada for as duas plantas, mais facilmente o cruzamento poderá ocorrer. Quando ocorre o processo de introgressão, que é o retrocruzamento de um híbrido natural com um de seus parentais, pode haver o surgimento de uma variedade com ganhos adaptativos e capacidade invasiva (planta daninha) e não necessariamente com características de interesse agronômico. Nem sempre a hibridação gera espécies invasivas, mas, quando ocorre, as plantas vão possuir as mesmas características adaptativas do cultivo, além de ocorrer a mimetização das sementes, já que elas são híbridas, dificultado a colheita e separação das sementes da cultura de interesse. Isso torna árduo o trabalho de pós-colheita e leva a perda de qualidade do produto. 3.3 REVERSÃO DAS PLANTAS CULTIVADAS EM AMBIENTES SILVESTRES Se você abandonar uma área de cultivo, algumas plantas domesticadas cultivadas ali podem reverter-se a condições selvagens. Isso ocorre quando as sementes da cultura permanecem no solo e as plantas se desenvolvem na área sem cultivo, podendo levar a reversão de suas características e, depois de algumas gerações, criar um subtipo daninho. Esses subtipos se adaptam a região e se tornam invasoras das culturas instaladas posteriormente na área. Elas também podem hibridizar com a espécie domesticada e com espécies silvestres, aumentando sua diversidade genética. Exemplo de reversão ocorreu com o Secale secale (centeio selvagem), que se tornou uma espécie invasora de cultivos de trigo e Oryza sativa (arroz selvagem), que causa problemas no cultivo do arroz em todo o planeta (VIGUEIRA et al., 2013). 3.4 MIMETISMO As forças de seleção criadas pelas práticas agrícolas podem gerar subtipos de plantas daninhas com semelhanças morfológicas ao cultivar domesticado. Esse mimetismo dificulta o controle da planta daninha sem causar danos ao TÓPICO 1 - CONCEITOS, IMPORTÂNCIA, ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PLANTAS DANINHAS 15 próprio cultivar. Caracteristicamente, as formas miméticas apresentam-se morfologicamente semelhantes ao cultivar: mesmo hábito de crescimento, tempo de florescimento e produção de sementes, morfologia das sementes semelhantes, mesmas adaptações às condições climáticas (BARRET, 1983). Na hora de aplicar um método de controle, muitas vezes o agricultor acaba matando a planta daninha e a planta cultivada, por elas serem similares. O mimetismo também surge da hibridação entre a planta cultivada e espécies parentais selvagens, gerando indivíduos com características fenotípicas similares as da planta cultivada e dificultando o manejo no campo e a diferenciação das sementes na hora da colheita. Exemplo de mimetismo ocorre entre a espécie Echinocloa oryzicola e o arroz cultivado. Essa planta daninha desenvolveu características morfológicas e de desenvolvimento parecidas com a do arroz cultivado, dificultando a diferenciação das plantas no início do desenvolvimento. Além disso, ela floresce e frutifica ao mesmo tempo que o arroz cultivado (YAMASUE, 2001). 3.5 IMPACTO DO CONTROLE DE PLANTAS DANINHAS A adaptação das plantas daninhas aumentou com o avanço dos métodos de controle e o uso de herbicidas, causando uma pressão que selecionou espécimes cada vez mais adaptadas e resistentes às medidas de controle empregadas na agricultura no decorrer dos séculos. Acadêmico, no Quadro 4, você encontra exemplo de algumas classes de herbicidas e os mecanismos que as plantas daninhas desenvolveram para criar resistência. A ação dos herbicidas e os mecanismos de resistência das plantas daninhas serão abordados com detalhes na Unidade 3. ESTUDOS FU TUROS Você perceberá que a composição das espécies daninhas em uma região é dinâmica e responsiva às alterações das práticas culturais no decorrer do tempo. Um exemplo é a mudança no hábito de uma espécie daninha, que pode se alterar de acordo com o método de colheita, selecionando formas mais altas, que são colhidas juntamente com a lavoura e se perpetuam na região. UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 16 CLASSE DE HERBICIDA MECANISMO DE RESISTÊNCIA Ariloxiphenoxipropionicos Aumento da detoxificação Bipiridiliums Aumento da detoxificação e/ou sequestração Dinitroanilinas Hiperestabilização dos microtúbulos Substitutos de uréia Aumento da detoxificação Sulfonilureias Modificação do sítio ativo da enzima alvo Triazinas Modificação do sítio ativo da proteína alvo FONTE: Adaptado de Radosevich, Holt e Ghersa (2007) QUADRO 4 – EXEMPLOS DE MECANISMOS DE RESISTÊNCIA COMUNS A ALGUMAS CLASSES DE HERBICIDAS O uso de herbicidas elimina as espécies susceptíveis a ele, mas abre caminho para a entrada de espécies resistentes e se faz necessário refletir sobre a importância de prevenir o aparecimento da planta daninha ou criar um sistema de manejo integrado, que diminua o uso de herbicidas. Lembre-se: os herbicidas possuem custos econômicos e ambientais que forçam o agricultor a pensar em métodos de controle alternativos. IMPORTANT E 17 Neste tópico, você aprendeu que: • O conceito de planta daninha é muito amplo e varia de acordo com o autor estudado. • Existem diversas características de uma planta que podem ser usadas para classificá-la como daninha ou invasora, sendo muito importante na hora de caracterizar essas espécies. • Uma planta daninha pode causar variados tipos de problemas para o ser humano, mas é muito importante compreender os danos que essas plantas podem causar na agropecuária: diminuição da produtividade das culturas, perdas na colheita, contaminação de sementes e perda de qualidade no produtofinal, uso excessivo de fertilizantes e herbicidas e intoxicação de animais e do próprio agricultor. • Apesar de serem consideradas vilãs pelo ser humano, várias espécies de plantas daninhas podem ser utilizadas na confecção de medicamentos fitoterápicos, como plantas apícolas, no consumo humano e também na própria melhoria da qualidade do solo e da lavoura. • As plantas daninhas evoluíram junto às espécies domesticadas pelo homem, se adaptando às alterações que a agricultura causa no meio ambiente, desde seu surgimento. • A evolução das espécies daninhas segue as regras já definidas para todos os seres vivos do planeta Terra, mas essa adaptação tem sido cada vez mais rápida e específica, conforme a tecnologia na agricultura avança. • Algumas plantas hoje consideradas daninhas já possuíam as características invasivas antes do surgimento da agricultura, eram espécies adaptadas a sobreviver em ambientes inóspitos. • Várias espécies de plantas daninhas surgiram do cruzamento com as plantas cultivadas, gerando híbridos com características morfológicas misturadas o que chamamos de mimetismo. RESUMO DO TÓPICO 1 18 • Plantas cultivadas também podem se tornar espécies daninhas, quando crescem fora do controle do ser humano, em terrenos abandonados ou na área ao redor da lavoura. Elas perdem a dependência do ser humano e retomam características silvestres, podendo inclusive hibridizar com uma espécie cultivada novamente. • Os métodos de controle de plantas daninhas estão relacionados diretamente com a evolução cada vez mais rápida das características adaptativas dessas espécies ao ambiente agrícola. 19 1 Segundo o que estudamos, existem várias características para definir uma planta como daninha. Com relação a essas características, analise as sentenças a seguir: I- Uma planta daninha é qualquer vegetal que cresce onde não é desejado. II- Uma planta daninha é qualquer vegetal que absorve nutrientes de que precisa. III- Uma planta daninha pode ser tóxica aos animais e seres humanos. IV- Plantas daninhas possuem mecanismos de resistência e sobrevivência às condições adversas ambientais. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Apenas a I está correta. b) ( ) Apenas a I, II e IV estão corretas. c) ( ) Apenas a I, III e IV estão corretas. d) ( ) Todas estão corretas. 2 As plantas daninhas podem prejudicar uma lavoura de diversas maneiras. Com relação a isso, cite três formas de danos que uma espécie daninha pode causar no ambiente agrícola: 3 As plantas daninhas possuem várias características que as tornam um problema para o agricultor, tanto durante o plantio, como durante a colheita e processamento. Com relação a essas características, analise as afirmativas a seguir: I- Espécies daninhas podem germinar e se desenvolver em condições ambientais pouco favoráveis, como em estresse hídrico, baixa fertilidade e acidez do solo. II- Se as condições edafoclimáticas são favoráveis à lavoura, também serão para as plantas daninhas, mas, se as condições são ruins para a lavoura, algumas espécies daninhas conseguem se desenvolver nessas condições, devido a sua capacidade adaptativa. III- Espécies daninhas causam redução da produtividade das lavouras e o aumento dos seus custosmas não podem causar danos à saúde humana nem danos estéticos, invadindo áreas de recreação, jardins e parques. IV- As plantas daninhas podem ser hospedeiras de pragas e doenças que atacam as plantas cultivadas. AUTOATIVIDADE 20 Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) I e III. b) ( ) I, II e III. c) ( ) III. d) ( ) I, II e IV. 4 As plantas daninhas surgiram com o início da agricultura, a seleção das plantas cultivadas e as alterações ambientais causados pelo ser humano durante o cultivo causaram uma pressão que selecionou plantas daninhas adaptadas a essas condições. Com relação às causas que levaram ao surgimento dessas espécies, analise as sentenças a seguir: I- Algumas espécies daninhas eram plantas silvestres com adaptações de crescimento em condições adversas e facilmente conseguiram invadir áreas cultivadas. II- Pode ocorrer a hibridação entre uma espécie cultivada e espécies aparentadas selvagens, gerando plantas que apresentam características morfológicas e de desenvolvimento parecidas com a espécie cultivada, o chamado mimetismo. III- Os métodos de controle de plantas daninhas feitas pelo ser humano, como a aplicação de herbicidas não influenciam na evolução das plantas daninhas. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Somente a I. b) ( ) Somente a I e II. c) ( ) Somente a II e III. d) ( ) Somente a III. 21 TÓPICO 2 - UNIDADE 1 CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS 1 INTRODUÇÃO Acadêmico, acabamos de analisar o que é uma planta daninha, qual sua importância em diferentes pontos de vista, como essas plantas se originaram junto ao desenvolvimento da agricultura e quais os processos evolutivos envolvidos. Neste tópico, entenderemos como se classifica e identifica as plantas daninhas, suas características morfológicas e a importância de entender a botânica como ferramenta para o controle adequado das plantas daninhas em uma lavoura. Não se esqueça, ao final do tópico você encontrará o resumo e as autoatividades. Bons estudos! 2 SISTEMÁTICA E TAXONOMIA VEGETAL Sistemática vegetal é a ciência que engloba a taxonomia, a qual descreve, identifica, dá nome e classifica as espécies vegetais em conjunto as suas relações genéticas, criando sua filogenia, ou sua história evolucionária. A taxonomia encaixa as espécies vegetais em táxons, que são grupos delimitados de organismos, com características parecidas, de preferência monofiléticos, isto é, com um ancestral comum (JUDD, 2010). Táxon é uma categoria utilizada para reunir organismos vivos que possuem algumas características semelhantes entre si. As principais categorias utilizadas são: REINO, DIVISÃO, CLASSE, ORDEM, FAMÍLIA, GENÊRO e ESPÉCIE. NOTA Acadêmico, as plantas são classificadas baseadas em critérios de ancestralidade e similaridade e os cientistas criaram chaves para identificação das espécies baseado nas características morfoanatômicas das plantas. Isso permite encaixar uma espécie dentro de um táxon específico, que, para as espécies vegetais, além dos citados anteriormente, é comum o uso de sub-táxons como subespécie, variedade e forma (SIMPSON, 2010). 22 UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS Para identificação de uma espécie, analisamos todos os caracteres morfológicos disponíveis quando a espécie é coletada, mas a morfologia da flor é a parte mais importante na classificação. O número de peças florais, disposição do ovário, número e placentação dos óvulos, abertura das anteras e até o formato do pólen podem ser utilizados para identificação. Além disso, a morfologia das folhas, disposição das mesmas nos caules, presença de pilosidade, espinhos, cerosidade, a cor e a textura são características importantes que precisam ser avaliadas. Com relação às plantas daninhas, é muito importante também que você saiba identificar a espécie pela plântula, o que vai facilitar a elaboração de um plano de manejo antes que essa espécie se torne prejudicial para o cultivo. Para ter uma maior clareza sobre morfologia e taxonomia, consulte a apostila Noções morfológicas e taxonômicas para identificação botânica, disponível para download em: https://www.embrapa.br/amazonia-oriental/busca-de-publicacoes/-/ publicacao/992543/nocoes-morfologicas-e-taxonomicas-para-identificacao-botanica. DICAS Exemplos de descrição de uma espécie vegetal encontrados em livros e artigos científicos da área, segundo Deuber (1992). CLASSE MONOCOTILEDÔNEA FAMÍLIA: POACEAE GÊNERO: Brachiaria ESPÉCIE: Brachiaria purpurascensHenr. Blumea Pro. Syn: Panicum purpuracens; Panicum barbinode; Panicum guadaloupense; Panicum equinum; Brachiaria mutica Sin, vulgar (nome vulgar): capim-angola, capim-de-planta, capim-fino, capim-do-pará Planta perene, herbácea, estolonífera, ereta ou subprostada. Colmo com nós densamente pilosos, atingindo até dois metros de comprimento. Folhas com bainha verde-clara, estriada, em geral pilosa (ocasionalmente glabra); região do colar mais acentuadamente pilosa; lígula de pequenas dimensões e densamente translúcido-ciliada; lâmina lanceolada, bem desenvolvida, glabrescente e curtamente serreada nos bordos. Inflorescência e panícula, com diversos racemos de 15-20 cm de comprimento e com nítida pilosidade branca na inserção dos pedicelos na ráquis. Espiguetas subsésseis, bifloras, com uma flor masculina e uma hermafrodita com ovário normalmente estéril; glumas brancas, esverdeadas. TÓPICO 2 - CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS 23 Reprodução em geral vegetativa, raramente ocorrendo a formação de sementes. Planta originária da África e introduzida como forrageira no Brasil, onde se aclimatou e se disseminou largamente, sendo hoje uma invasora problemática. Plântula com plúmula brancacenta, hialina, glabra, de ápice obtuso, fortemente adpressa ao colmo. Folha definitiva com bainha verde-brancacenta, com esparsos pelos simples e hialinos; lâmina verde-clara, estriada, com numerosos pelos simples, longos e translúcidos em ambas as faces e de aspecto muito característico. Cariopse envolta pelas glumas e, quando nua, ovalada, com aproximadamente 1,6 mm de comprimento por 1 mm de largura. Pericarpo liso, amarelado e levemente reluzente. Embrião dorso-basal e da mesma cor do pericarpo. FONTE: Adaptado de Bacchi, Leitão Filho e Aranha (1982) CLASSE EUDICOTILEDÔNEA FAMÍLIA LAMIACEAE GÊNERO Leonotis ESPÉCIE: Leonotis nepetifolia (L.) R. Br Pro syn.: Phlomis nepetaefolia; Leonorus globosus, Leonorus nepetaefolia, Stachys mediterranea, Leonorus marrubiastrum Sin. Vulgar (nome vulgar): cordão de frade Planta anual, herbácea, ereta e com 70 a 210 cm de altura. Caule quadrangular, anguloso, estriado, pouco ramificado e verde-claro. Folhas ovadas, de ápice agudo ou ligeiramente obtuso e base truncada ou semi-cordada, bordos fortemente crenados e ciliados, membranáceas opostas, com minúsculos pelos simples e alvo-translúcidos em ambas as faces, sendo a adaxial verde- escura e a abaxial mais clara, fosca, com nervuras bastante proeminentes; pecíolo longo e revestido por pelos simples e translúcidos. Inflorescência em glomérulos multifloros protegidos por numerosas brácteas linear-subuladas, de ápice acuminado, com pilosidade brancacenta. Cálice tubuloso, verde- claro, recurvado, piloso, em geral com oito dentes estreitos, sendo um bem mais desenvolvido; corola bilabiada, alaranjada, de tubo longo, duas vezes mais longa que o cálice, recurvada e exteriormente pilosa; androceu formado de quatro estames didínamos, de filetes longos e filiformes, inseridos na porção mediana do tubo da corola, com anteras de rima longitudinal, brancas e divergentes; estilete delgado e de ápice bífido. Fruto núcula oval, trígona, lisa, obtusa no ápice e acastanhada. Reproduz-se exclusivamente por sementes e seu ciclo é de aproximadamente 130 dias. 24 UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS Plântula com hipocótilo e epicótilo cilíndricos, verde-claros e glabros. Folhas cotiledonares deltoides, de ápice levemente emarginado, base atenuada, bordos curtamente ciliados, verde-claras e glabras em ambas as faces, pecíolo longo. Folhas definitivas lanceoladas, de ápice obtuso-arredondado, base reta ou arredondada, bordos ciliados, membranáceos, opostas; pecíolo curto. Semente trígono-lanceolada, com 2,6-3,1 mm de comprimento por 1,2-1,3 mm de largura. Testa dura, lisa, glabra, castanha com arestas obsoletamente aladas. Hilo basal, côncavo, retangular. FONTE: Adaptado de Bacchi, Leitão Filho e Aranha (1982) 2.1 NOMENCLATURA BOTÂNICA Como se dá nome às plantas? Qual a importância de nomear de maneira correta uma espécie daninha? Acadêmico, a nomenclatura botânica é essencial para a correta identificação de uma espécie vegetal. Existem regras bem definidas pelo Código Internacional de Nomenclatura Botânica, sendo que o nome da espécie sempre será binomial, com o gênero começando em letra maiúscula, seguido do epíteto específico. O nome científico da espécie sempre será ou sublinhado ou em itálico, nunca capitalizado (SIMPSON, 2010). Exemplo: Jatropha urens, Jatropha é o gênero ao qual a planta pertence e urens é o epíteto específico, que dá identidade aquela espécie. A nomenclatura botânica é de suma importância para evitar problemas com os nomes vulgares das plantas daninhas. Nomes vulgares ou comuns variam entre regiões e diferentes línguas, o que dificulta a correta identificação de uma espécie vegetal. Muitas vezes, a mesma espécie tem diversos nomes vulgares, levando o técnico e o agricultor a ter problemas na identificação, se por acaso o exemplar do espécime não está disponível. No Quadro 5 você encontra exemplos da diversidade de nomes comuns que uma mesma espécie botânica pode ter. O nome científico é de uso universal, sendo mais fácil e prático identificar a espécie em qualquer língua ou localização do planeta. Isso também vai te ajudar a encontrar a descrição da espécie correta nos livros sobre plantas daninhas e em artigos relacionados a plantas daninhas IMPORTANT E TÓPICO 2 - CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS 25 NOME CIENTÍFICO NOME VULGAR Asclepia curassavica Algodãozinho-do-campo, leiteirinha, mané-mole, erva-leiteira, cega-olho Cassia occidentalis Fedegoso, café-chimarrão, café-negro, mudianhoca, ibixuma Brachiaria plantaginea Capim-doce, capim-guatemala, capim-marmelada, capim-paulista, grama-maior, papuã Brachiaria purpurascens Capim-angola, capim-de-planta, capim-fino, capim-do-pará Sida cordifolia Guanxuma, guaxuma, guanxima Sida rhombifolia Guanxuma, guaxima, vassourinha FONTE: Adaptado de Bacchi, Leitão Filho e Aranha (1982) QUADRO 5 – RELAÇÃO ENTRE O NOME CIENTÍFICO E VULGAR DE ALGUMAS ESPÉCIES DE PLANTAS DANINHAS ENCONTRADAS NO BRASIL 2.2 SISTEMÁTICA DE PLANTAS DANINHAS Com relação às plantas daninhas, existem cerca de 300 espécies importantes mundialmente que estão concentradas principalmente nas famílias botânicas Poaceae, Cyperaceae, Asteraceae e Polygonaceae, representando aproximadamente 43%, e o restante fica distribuído em mais 16 famílias. Acadêmico, analisaremos, a seguir, as principais características que separam os grupos de plantas daninhas dentro da Botânica, o que irá auxiliar na identificação das espécies no campo. A família Poaceae, que reúne as plantas chamadas de gramíneas, é a que engloba as espécies daninhas mais importantes e mais disseminadas pelo planeta e, não por acaso, também as plantas mais cultivadas pelo ser humano: trigo, arroz, cevada, centeio, milheto, aveia, milho, sorgo e cana-de-açúcar. IMPORTANT E Se avaliarmos pela classe botânica, as espécies se dividem em Eudicotiledôneas, também chamadas de latifoliadas ou de folha larga e as Monocotiledôneas, conhecidas como espécies de folha estreita, que possuem poucas famílias importantes no país, mas um grande número de espécies invasoras de culturas (SIMPSON, 2010). Para uma melhor compreensão e facilidade de identificação, vamos caracterizar as principais diferenças entre as Classe Eudicotiledoneae (Magnoliopsida) e Monocotyledoneae (Liliopsida). 26 UNIDADE 1 - BIOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS 2.2.1 Monocotyledoneae (Liliopsida) Nesta classe, a principal característica é a presença de um cotilédone na semente. A maioria das espécies são de hábito herbáceo e apresentam regiões bem definidas
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