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RESUMO DAS AULAS TEÓRICAS FITOPATOLOGIA ESPECIAL 1° AULA – MANEJO INTEGRADO DE DOENÇAS DE PLANTAS NOS SITEMAS AGRÍCOLAS Introdução Megatendências da agricultura mundial Proteção de plantas: problemas e desafios Principais patógenos causadores de doenças de plantas Manejo integrado de doenças de plantas: filosofia e conceitos Resumo e conclusões Importância Manejo Integrado de Doenças de Plantas Terminologia e conceitos aplicados ao controle de doenças: complexa causal; ciclo das relações patógeno-hospedeiro; ciclo primário e ciclo secundário de doença; disseminação e sobrevivência de fitopatógenos, controle; manejo. Princípios de Wetzel – Princípios Gerais de controle: evasão, exclusão, erradicação, regulação, proteção e imunização. Conceitos e Importância das Doenças de Plantas Wetzel (1935): “Doença em planta consiste de uma atividade fisiológica injuriosa, pela irritação contínua de um fator causal primário, exibida através de atividade celular anormal e expressa por meio de condições patológicas características, chamadas sintomas”. Wetzel (1935): “Doença é um mal funcionamento de células” e tecidos do hospedeiro que resulta da sua contínua irritação por agente patogênico ou fator ambiental e que conduz ao desenvolvimento de sintomas Doença é uma condição envolvendo mudanças anormais na forma fisiologia, integridade ou comportamento da planta. Tais mudanças podem resultar em dano parcial ou morte da planta ou de suas partes. Gaumann (1946): “Doença de planta é um processo dinâmico, no qual hospedeiro e patógeno, em íntima relação com o ambiente se influenciam mutuamente, do que resultam em modificações morfológicas e fisiológicas no hospedeiro”. Complexo Causal / Tetraedro de Doença Ciclo da relação patógeno-hospedeiro Proteção de Plantas Sustentabilidade Ambiental Problemas de pragas e doenças Monocultura (Agricultura Predatória) Manejo inadequado Correntes econômicas Pressões políticas Sustentabilidade (Definições) Estocolmo (1972): 1aConferência da ONU sobre Meio Ambiente. Ecodesenvolvimento ou Desenvolvimento Sustentável. Oslo (1987): Reunião da Comissão Mundial para o Meio Ambiente e Desenvolvimento. Desenvolvimento Sustentável (DS) = possibilidade de satisfazer as necessidades do presente, sem comprometer as possibilidades de sobrevivência das futuras gerações. Agricultura Sustentável Rio de Janeiro 1992 (Eco 92): 2a Conferência da ONU sobre Meio Ambiente. Agricultura Sustentável é aquela ecologicamente correta, economicamente viável, socialmente justa e culturalmente adaptada, que se desenvolve como um processo, numa condição democrática e participativa. Johannesburgo 2002 (Rio +10): 3a Conferência da ONU sobre Meio Ambiente. Água e Saneamento, Biodiversidade, Energia, Saúde e Agricultura. Participantes fixam metas insignificantes para frear o ritmo de devastação do planeta. As evidências científicas deixam pouca dúvida de que os impactos das ações humanas estão gerando sérias consequências ambientais. O desafio de aumentar a produtividade A expectativa de vida aumentou 10 anos entre 1950 e 1999. Com isso surge o desafio de aumentar a produtividade. COMO AUMENTAR A OFERTA DE ALIMENTOS? Aumento de área cultivada Técnicas de cultivo: espaçamento, irrigação, adubação, mecanização... Variedade de plantas: ciclo mais curto, mais produtivas, tolerantes ou resistentes (seca, temperatura, pragas, doenças, competições...), adaptadas à diferentes condições de cultivo e ambiente, plantas transgênicas. Controle adequado dos agentes biológicos nocivos Principais agentes biológicos que inteferem na produtividade agrícola Os principais agentes que interferem na produtividade agrícola são: insetos, doenças (fungos, bactérias, vírus), planta invasoras. Importância dos fungicidas sistêmicos nos sistemas agrícolas Surgimento de doenças novas (Ferrugenda soja, sigatoka negra, mancha de mirotécio, etc) Componente estratégico no MIP Prevenção e redução da severidade e incidência de doenças de plantas Aumento do uso de fungidas em culturas extensivas O impacto destrutivos das doenças de plantas nos sistemas agrícolas Doenças destrutivas de impacto econômico Mudanças nos sistemas de produção das culturas Mudanças climáticas x Doenças Aumento do custo de produção (maior número de pulverizações) Profissionalização de alguns setores da cadeia produtiva Importância do controle de doenças Controle químico: Quando usá-lo? Quando as condições de competição atingirem o Nível de Dano Econômico Quando outros métodos não são suficientes do Nível de Dano Aceitável Por que controlar? Como controlar? Quando controlar?OBS: Não conseguimos controlar, pois o controle se trata de algo 100%. Nos efetuamos o manejo. Quando se trata de doença não usa os níveis econômicos pois neste estágio não e possível efetuar o manejo para evitar perdas. Logo deve-se ser um manejo preventivamente. Por que precisamos de fungicidas na agricultura? Fatores para manutenção da produtividade Utilização de fungicidas tem 200 anos Surgimento e evolução dos grupos químicos Década de 80 (produção limitada de ingredientes ativos) Disponibilidade de grande número de i.a MIP – Manejo Integrado de Pragas Mais sustentávelNOVA AGRICULTURA Ambientalmente mais benéfica Diminuição dos insumos sintéticos “O termo Manejo Integrado de Doenças de Plantas tem sido definido como a maneira flexível, multidimensional de se controlar as doenças, utilizando medidas biológicas, culturais e estratégias químicas, necessárias para manter as doenças abaixo do limiar econômico de dano sem prejuízo para o agroecossistema. ” (Prof. Dr. Francisco Xavier R. Vale ,1994) Com o tempo tivemos a evolução dos conceitos de manejo integrado “O controle aplicado de pragas que combina e integra os controles químicos e biológico” (Ster et al, 1959) “O controle integrado é definido como um sistema de manejo de organismos nocivos que utiliza todas as técnicas e métodos apropriados da maneira mais compatível possível para manter as populações de organismos nocivos em níveis abaixo daqueles que causam injúria. ” (FAO, 1968) “É a utilização de todas as técnicas disponíveis dentro de um programa unificado, de tal modo a manter a população de organismos nocivos abaixo do limiar de dano econômico e a minimizar os efeitos colaterais deletérios ao meio ambiente. ” (Chiarappa, 1974) “É a seleção de métodos e desenvolvimento de critérios para o uso de medidas que garantam consequências favoráveis sob o ponto de vista econômico, ecológico e sociológico” (Prof. Marcos Kogan, 1990) “O termo Manejo Integrado de Doenças de Plantas tem sido definido como a maneira flexível, multidimensional, de se controlar as doenças, utilizando medidas biológicas, culturais e estratégias químicas, necessárias para manter as doenças abaixo do limiar econômico de dano sem prejuízo para o agroecossistema. ” (Prof. Francisco Xavier R. Vale, 19940 O objetivo prático do manejo integrado é a preservação do meio ambiente e a manutenção do equilíbrio ecológico é o objetivo mais importante do MIP. A preservação do meio ambiente é uma condição básica para a produção de produtos de qualidade. Hoje existe uma consciência no meio agronômico que é preciso produzir mais com menos lucro. Benefícios das práticas de manejo integrado Diminui o risco de surgimento de novas raças de patógenos Longevidade dos cultivares resistentes População de patógenos resistentes a fungicidas sistêmicos Sobrevivência dos patógenos do solo Uso racional e diminuição de defensivos agrícolas Limite de resíduos Produção integrada Mudança na agricultura convencional Pequena escala Forma lenta Mudança culturais e humanas Experiências de sucesso Produção integrada de frutas Jordam, 1999 = É um padrão holístico de uso da terra, que integra osprocessos regulatórios, com as alternativas e habilidades de manejo da fazenda, com o objetivo de alcançar um máximo de substituição de insumos sintéticos, manter a diversidade das espécies, minimizar as perdas e fornecer um seguro suprimentos de alimentos de forma lucrativa e sustentável. Fenólio, 2002 = O sistema de produção integrada atualmente proposto tem como base de sustentação, a utilização racional de todos os recursos disponíveis; tanto o humano (pesquisa oficial e privada, universidade, extensão, agricultores capacitados), o material (sistemas de previsão, cultivares resistentes, kits diagnósticos, tecnologia transgênica) e o natural (processos regulatórios, uso de inimigos naturais e agricultura orgânica.) A proteção de plantas MIP tem dificuldades práticas onde se distancia a integração do manejo. O MIP não é aceito pelos agricultores por conta de uma série de fatores, tais como: Lobby das multinacionais Subsídios de pesticidas pelo governo Baixo custo dos defensivos agrícolas Eficiência dos pesticidas Serviços de extensão rural deficiente Falta de tempo do produtor Complexidade dos programas de manejo Produtores não gostam de correr riscos Falta de compreensão e dos anseios do produtor Manejo integrado: visão moderna e critérios de decisão Eficiência dos métodos EconomiaVisão moderna dentro da proteção de plantas Adaptado localmente Custo justificado Ambientalmente sadio Socialmente aceitável Ecologicamente justiçável Politicamente correto Compatibilidade ambiental Impacto na saúde humana As cultivares resistentes as pragas e as doenças serão no futuro sob o ponto de vista agronômico a chave para o sucesso do MIP. A Clonagem de diferentes genes de resistência possibilitara a obtenção de cultivares resistentes de forma mais rápida e segura. No campo da entomologia a obtenção de cultivares resistentes a pragas transmissoras de viroses No campo das plantas invasoras a soja transgênica é uma realidade 2 ° AULA – PRINCÍPIOS GERAIS DE CONTROLE Introdução Princípios gerais de controle: definições e controle Exclusão Erradição Proteção Imunização Terapia Regulação Escape ou evasão Princípios de controle x triangulo da doença Princípios de controle x tetraedro da doença A abordagem epidemiológica e os princípios de controle As estratégias epidemiológicas Principais métodos de controle de doenças de plantas Resumo e conclusão Fundamentos e conceitos de controle “prevenção dos prejuízos de uma doença" (Whetzeletal., 1925), sendo admitido em graus variáveis (parcial, lucrativo, completo, absoluto, etc.) mas “aceito como válido, para fins práticos, somente quando lucrativo” (Whetzel, 1929). Fawcetti& Lee (1926), “na prevenção e no tratamento de doenças deviam ser sempre considerados a eficiência dos métodos e o custo dos tratamentos, sendo óbvio que os métodos empregados deveriam custar menos que os prejuízos ocasionados”. Portanto, numa concepção biológica, controle pode ser definido como a “redução na incidência ou severidade da doença” (National Research Council, 1968). Princípios gerais de controle de doenças de plantas Objetivos maior da fitopatologia Eficiência produtiva Variedades altamente produtivas Vulnerabilidade Técnicas culturais (monocultura, uniformidade genética, adubação, mecanização) Favorabilidade de doenças Exclusão Erradicação Proteção Imunização Terapia Regulação Evasão (WETZEL ET AL, 1925) (MARCHIONATO, 1949) Exclusão: prevenção da entrada do patógeno numa área não infestada ou indene. Erradicação: eliminação completa do patógeno de uma área em foi introduzido. Proteção: interposição de uma barreira protetora entre as partes suscetíveis da planta e o inóculo do patógeno. Imunização: desenvolvimento de plantas resistentes ou imunes ao patógeno. Terapia: visa estabelecer a sanidade de uma planta com a qual o patógeno já estabelece uma relação. Evasão ou escape: visa o controle da doença por meio de medidas e fuga ou escape dos patógenos. Regulação: visa o controle da doença por meios de medidas de manipulação do ambiente desfavorecendo os patógenos. Ciclo da relação patógeno-hospedeiro e princípios de controle Atuação dos princípios gerais de controle nos componentes do triângulo da doença Tetraedro de doenças e princípios de controle Os princípios de controle e a abordagem em epidemiológica Vanderplank, 1963 – Análise EpidemiológicasX = proporção de doença em um tempo t; Taxa de infecção aparente (r): taxa média de infecção uma doença; Quantidade de inóculo inicial (x0): quantidade de inóculo inicial para iniciar uma doença: Tempo (t): tempo pelo qual o hospedeiro esteve exposto ao patógeno. Estratégias Epidemiológicas Eliminar ou reduzi o inóculo inicial (x0) ou atrasar seu desenvolvimento; Diminuir a taxa de infecção aparente (r); Encurtar o tempo (período de exposição) da cultura ao patógeno; Princípios gerais de controle de doenças de plantas e modo de atuação de cada princípio Relação entre métodos e princípios de controle e seus efeitos predominantes sobre os componentes epidemiológicos inóculo inicial (xo), taxa de infecção aparente (r) e tempo (t) Princípios métodos de controle Efeito predominante x0 r t EVASÃO Escolha da área de plantio + + Escolha do local de plantio + + Escolha da data de plantio + Plantio + Variedades precoces + EXCLUSÃO Sementes e mudas sadias + Inspeção e certificação + Quarentena + Eliminação de vetores + Vazio Fitossanitário PROTEÇÃO Pulverização da parte aérea + Tratamento de sementes + REGULAÇÃO Modificação de práticas culturais + Modificação do ambiente e nutrição + IMUNIZAÇÃO Resistência horizontal + Resistência vertical + Uso de multilinhas + + Pré- imunização + + Culturas de tecidos (indexação) + + Terapia Termoterapia + Quimioterapia + Cirurgia + Medidas de controle baseadas na evasão Medida de controle Doença Patógeno Eficácia Escolha da área geográfica (SP) Mal das folhas M. ulei Muito bom Plantios em Roraima Ferrugem da soja P. pakirhizi Média Escolha do local de plantio (Regiões frias) Virose da batata PVY, PVX, PRLV Média Plantios em regiões secas (Produções de sementes) Bacterioses do feijoeiro P. syringae, X. campestres Muito bom Modificação das práticas culturais Mofo branco S. sclerotiorum Média Proibição, fiscalização e interceptação do trânsito de mudas ou produtos vegetais Cancro cítrico e Ferrugem do cafeeiro X. Campetris pv. Citri H. vaxtatrix Boa Ruim Vazio fitossanitário Ferrugem da soja P. pakirhizi Boa Medida de controle baseadas na erradicação Medida de controle Doença Patógeno Eficácia Eliminação completa do patógeno de uma região Cancro cítrico X. campetris pv. Citri Média Eliminação de hospedeiros alternativos Ferrugem do colmo do trigo P. graminis tritici Média Eliminação dos restos de cultura Antracnose do pimentão C. gloeosporioides Média Destruição de plantas doentes Gomose P. parasítica Boa Rotação de culturais Mancha foliares H. triti repentis Boa Medidas de controle baseadas na proteção Medida de controle Doença Patógeno Eficácia Utilização de fungicidas Doenças de parte aérea Vários Muito boa Utilização de fungicidas Tratamento de sementes Damping-OFF Vários Muito boa Utilização de inseticidas Viroses (vetores) Vários Muito boa Medidas de controle baseadas na imunização Medidasde controle Doença Patógeno Eficácia Uso de cultivares imunes, resistentes ou tolerantes Sigatoka negra M. fijenis Muito boa Uso de fungicidas sistêmicos Requeima P. infestans Muito boa Uso de pré-imunização ou proteção cruzada com estirpes fracas de vírus (limão Galego) Tristeza dos citros CTV Excelente Medidas de controle baseadas na terapia Medida de controle Doença Patógeno Eficácia Uso de fungicidas sistêmicos Oidio, Ferrugem, Machas foliares Vários Cirurgia de troncos e ramos afetados Gomose Seca da mangueira P. parasítica C. fimbriata Média Boa Tratamento térmico Rquitismo da soqueira P. rubilinea ns Muito boa A moderna proteção de plantas perspectivas para o futuro Produção integrada de plantasMoléculas ecologicamente estáveis A resistência induzida de plantas com compostos químicos (SAR) Produção química (Moléculas ecologicamente estáveis) O impacto da biotecnologia na proteção de plantas Aumento do número de cultivares resistentes Solução de problemas difíceis (Viroses e fungos do solo) Demanda por fungicidas, inseticidas e herbicidas será menor A agricultura do século XXI Neste século a agricultura deverá eleger como seu principal insumo o CONHECIMENTO, substituindo a profissionalização pela educação formal com a exigência de capacidade de compreensão e intervenção global no processo produtivo. O acirramento da competitividade deverá selecionar aqueles que ficarão no campo. Estes serão mais especializados e com bons conhecimentos gerenciais. 3° AULA – RESISTÊNCIA DE PLANTAS À DOENÇAS Introdução Conceitos de resistência Patogenicidade: como avaliar as doenças de plantas? Programas de melhoramento visando a resistência Fontes de resistência Classificação de resistência De acordo com o número de genes De acordo com as raças fisiológicos de patógeno Resistencia vertical Resistencia horizontal Raças fisiológicas Efeito vertifolia Resumo e conclusões 4° AULA – EPIDEMIOLOGIA DE DOENÇAS DE PLANTAS Introdução Fundamentos e conceitos de epidemiologia Conceitos de epidemia, endemia e pandemia Processo monocíclico e policíclico Fatores do tetraedro da doença x epidemia Quantificação de doenças e plantas (Patometria) Utilização de escalas diagramáticas Classificação epidemiológica de doenças Princípios epidemiológico aplicados ao controle de doenças Resumo e conclusão Os principais métodos de controle para maximizar a produção agrícola: MANEJO INTEGRADOCultural Mecânico Físico Genético Legislativo Biológico Químico As epidemias de doenças de plantas são o resultado da combinação dos seguintes elementos: Plantas hospedeiras suscetíveis Patógenos virulentos Condições ambientais favoráveis por um período de tempo relativamente longo Participação do ser humano Conceitos de epidemiologia Epidemiologia é a ciência que estuda as doenças epidêmicas. (VAN DER PLANK,1963) Epidemiologia é o estudo das populações do patógeno, nas populações de hospedeiros e da doença resultante dessa interação, sob a influência do ambiente e da interferência do homem. (KRANZ,1974). A epidemiologia num sentido amplo, deve ser conceituada como estudo do progresso da doença no espaço e no tempo, em função da interação entre as populações do patógeno, população do hospedeiro e do meio ambiente. Epidemiologia é o ramo ecológico da Fitopatologia. Trata das populações de plantas e dos patógenos de suas dinâmicas. Essas dinâmicas resultam de suas interações com os fatores do ambiente e a interferência de várias atividades dos homens, incluindo o controle de doenças. (Prof.Dr.Kranz, 2004) Por dentro da epidemiologia A epidemiologia deve ser entendida como uma tecnologia que nos conduz ao manejo adequado de doenças de plantas. A moderna epidemiologia procura correlacionar os fatores básicos do patógeno, do hospedeiro, do ambiente e os aspectos quantitativos da doença. O objetivo maior da epidemiologia é propor soluções que venham diminuir as perdas de produtividade na agricultura. Para tal, a epidemiologia engloba um conjunto complexo de conceitos, comportamentos e procedimentos analíticos. Objetivo da epidemiologia Estudar a evolução das doenças em população do hospedeiro; Avaliar os prejuízos absolutos e relativos causados pelas doenças nas culturas; Avaliar os efeitos simples e as interações entre resistência do hospedeiro, medidas sanitárias, uso de fungicidas e outras medidas de controle das doenças; Avaliar a eficiência técnica econômica das medidas de controle em casa etapa sobre os agroecossistemas; Estabelecer estratégias de controle das doenças e aperfeiçoá-las para a proteção das culturas. Conceitos de epidemia e endemia Epidemia: deve ser utilizado para expressar o desenvolvimento de doenças em populações de plantas em intensidade e/ou extensão. Endemia: por sua vez, é utilizado para caracterizar uma doença sempre presente numa determinada área geográfica; sem estar em expansão. Exemplo de doenças endêmicas no brasil: ferrugem do cafeeiro, doenças de final de ciclo da soja, ramulosee ramulariado algodoeiro, cercosporiose do milho, requeima da batata e tomate, míldio da videira, manchas foliares do trigo, murcha bacteriana da batata. Epidemia poliética: epidemias que necessitam de anos para mostrar significativo aumento na intensidade da doença. Exemplo: Greening dos citros. Pandemia: epidemias que ocupam uma área extremamente grande, de tamanho quase continental. Epidemia não é oposto de endemia, pois não existe uma doença completamente endêmica de um lado e uma doença completamente epidêmica do outro. Este fenômeno é referido como um surto epidêmico de uma doença normalmente endêmica e, caso ocorra periodicamente é, chamado de epidemia cíclica. Exemplo: Ferrugem do cafeeiro – Safra 205/2006 – Triângulo Mineiro, Zona da Mata (MG); Ferrugem da folha do trigo – Safra 2005/2006 – PR e RS; Requeima da batata (SP-2007) OBS: A dispersão da ferrugem da soja no mundo é um exemplo de pandemia. Componentes da Epidemia Triângulo da doença Gauman (1951): condições para uma epidemia Hospedeiro: acúmulo de indivíduos suscetíveis; propensão do hospedeiro para a doença e presença de hospedeiros alternativos apropriados. Patógeno: possuir alta capacidade infectava, isto é, alto potencial epidêmico, condicionado por presença de patógeno agressivo, alta capacidade reprodutiva, eficiente dispersão, não haver restrições para o seu desenvolvimento. Ambiente: condições meteorológicas ótimas para o seu desenvolvimento. Tetraedro da Epidemiologia Zadoks e Shein (1980) Ser humano: manejo da cultura Hospedeiro: vulnerabilidade Ambiente: Favorabilidade Patógeno: Patogenicidade Exemplos de epidemias mundiais Fogo-santo ou fogo-de-santo-Antônio na Idade Média Epidemia da Requeima em 1845 na Europa Epidemia de Helmintosporiose em Bengala em 1942 (3 milhões de mortos) Epidemia de Helminthosporiose do milho nos E.U.A na década de 70. Requeima da batata (“Fome Irlandesa”) 1846 -o fungo seria causa ou consequência da doença? Irlanda -fungo atacou os batatais dois meses inteiros mais cedo e destruiu 80 % da produção. As Consequências foram brutais: 2 milhões de mortos e mais de 1 milhão de imigrantes A população da Irlanda que era de 8,3 milhões em 1846 passou para 5,2 mio 30 anos depois Exemplos de epidemias importantes no Brasil O Mosaico da Cana de Açúcar – década de 20 Tristeza dos Citros – 1940 Cancro Cítrico – 1940 O Mal do Panamá e a Banana Maçã O Carvão da Cana de Açúcar O Mal das Folhas da Seringueira Clorose Variegada dos Citros Ferrugem Asiática da Soja Exemplos de epidemias recentes no Brasil Ferrugem Da Soja Pakopsora pachyrhizi Cercosporiose Do Milho Cercosporazea-maydis Sigatoka Negra Micosphaerellafijiensis Morte Súbita em Citros Mancha deMyrothecium Myrothecium roridum Greening dos citros (HLB) Condições que afetam o desenvolvimento de epidemias Fatores relacionados ao hospedeiro Resistência genética das plantas aos patógenos O nível de resistência genética ou suscetibilidade do hospedeiro constitui importante fator no desenvolvimento de epidemias. Porém, a resistência genética pode ter duração limitada. A razão desse fenômeno é a variabilidade genética tanto do hospedeiro como do patógeno. Da pressão de seleção, resultante da co-evolução dos patógenos e hospedeiros, surgem patógenos com novos genes de virulência, estabelecendo novas raças fisiológicas, capazes de vencer os genes de resistência. Tentando incorporar maior variabilidade as cultivares de plantas autógamas, portadoras de resistência a doenças, melhoristas têm desenvolvido as cultivares multilinhas. As várias linhas, numa cultivar multilinha, têm genes ou diferentes sistemas genéticos que atuam sobre os genes de virulência das raças do patógeno para qual está multilinha foi criada. Grande número de casos em que as raças fisiológicas são estáveis por um longo período tem sido relacionado e poucas raças têm sido definidas dentro das populações desses patógenos. Um bom exemplo é a murcha do algodoeiro, causada por F.oxysporumf.sp .vasinfectum. Apenas 4 raças distintas foram encontradas: duas nos Estados Unidos, uma na Índia e outra do Egito. Essas raças são estáveis, e a resistência das cultivares de algodão a Fusarium permanece duradoura por muitas décadas. A murcha da ervilha (F.oxysporumf.sp.pisi) e a murcha do repolho (F.oxysporumf.sp.conglutians) são outros exemplos de patogenicidade estável. Classificação epidemiológica da resistência Monogênica, oligogênica ou poligênica, de acordo com o número de genes envolvidos. A resistência pode, também, ser classificada de acordo com sua efetividade contra raças do patógeno. Esta classificação, proposta por Vanderplank (1963), é muito interessante do ponto de vista prático. Segundo Vanderplank, existem resistências que são efetivas contra algumas raças do patógeno e resistências que são efetivas contra todas as raças. No primeiro caso, temos as resistências ditas verticais (também chamadas de raças-específicas), ao passo que no segundo caso temos as resistências horizontais (ou raça-não-específicas). Resistencia vertical (resistência raça – específica) = é determinada por um ou pouco genes. É controlada monogenicamente, é utilizada para raças específicas dos patógeno se, na maioria das vezes, tem curta duração no controle eficiente das doenças devido ao fato de ser quebrada pelo aparecimento de novas raças do patógeno. Resistência horizontal (Resistência raça – não específica) = é poligênica, tipo de resistência controlada por muito genes, cuja atuação individual é de baixa eficiência. Vanderplank (1963) classificou este tipo de resistência como resistência horizontal ou de campo. Parece ser herdada de forma semelhante aos caracteres quantitativos, como produtividade, qualidade, precocidade etc. Uma das vantagens do uso da resistência horizontal é a sua estabilidade e durabilidade. Entretanto, sua natureza complexa a torna difícil de ser explorada nos programas de melhoramento. Grau de uniformidade genética das plantas hospedeiras Plantas hospedeiras geneticamente uniformes, principalmente em relação a genes associados com a resistência a doenças, são cultivadas em grandes áreas, existe uma grande probabilidade de uma nova raça do patógeno aparecer e infectar seu genoma, resultando numa epidemia. A monocultura é utilizada em grandes áreas e é composta por cultivares suscetíveis, as epidemias se desenvolvem rapidamente, de maneira incontrolável. São exemplos recentes as explosões do cancro da haste, do nematoide do cisto, do oídio e da ferrugem da soja e as doenças do algodoeiro. Tipo de cultura Em culturas anuais, como feijão, arroz, milho, algodão e hortaliças, as epidemias desenvolvem muito mais rapidamente (normalmente em poucas semanas) que em cultivos perenes (cafeeiro), como fruteiras e essências florestais. Nessas culturas, as epidemias demoram mais tempo para se desenvolverem. Como exemplo, citam-se a ferrugem do cafeeiro, a tristeza dos citros e o mal-das-folhas da seringueira. Idade da planta hospedeira Tombamentos de plântulas causadas por Rhizoctonia solani, os hospedeiros (ou suas partes) são suscetíveis somente durante o estádio inicial de crescimento, tornando-se resistentes no estádio adulto (resistência adulta). Infecções de flores ou frutos por Botrytis e Glomerella, e em todas as infecções pós-colheita, partes das plantas são resistentes durante o estádio de crescimento e na fase inicial do estádio adulto, mas tornam-se suscetíveis próximo à maturação. Contudo, em outras doenças, como requeima da batata (causada por Phytophthora infestans) e pinta preta do tomateiro (causada por Alternaria solani), um período de suscetibilidade juvenil durante o estádio de crescimento da planta é seguido por um período de relativa resistência no início do estádio adulto e depois suscetibilidade após a maturação. Estado nutricional da planta e desenvolvimento de doenças Tem sido observado que, em solos com boa fertilização e equilíbrio de nutrientes, as perdas causadas pelas doenças são menores do que em solos com limitações nutricionais. Zambolim et al.(2001) apresentam uma revisão sobre o efeito da nutrição mineral sobre as doenças de plantas causadas por patógenos do solo. Segundo esses autores, a nutrição influencia todas as partes do triângulo da doença. Embora seja sabido que no solo ocorrem vários ciclos de elementos minerais, ainda pouco se conhece a respeito da dinâmica de suas interações com o meio ambiente, com a planta e com os patógenos. Muitos elementos minerais requeridos para o crescimento das plantas podem favorecer ou desfavorecer o desenvolvimento de determinadas doenças. Esses elementos minerais estão diretamente envolvidos em todos os mecanismos de defesa, como componentes de células, substratos, enzimas e carregadores de elétrons ou como ativadores, inibidores e reguladores de metabólitos. Não é possível generalizar o efeito de um nutriente em particular para todas as combinações patógeno-hospedeiro. A interação entre o patógeno, o hospedeiro, o ambiente e o tempo é que determina como a doença é afetada pela nutrição. Um único nutriente pode favorecer uma doença e reduzir outra. A disponibilidade do elemento mineral para a planta e o seu efeito sobre a doença são dependentes de sua forma e solubilidade, da presença de competidores, de associações microbiológicas e de fatores ambientais, como: pH, umidade, ervas daninhas, cultura antecedente, temperatura e aeração, além de produtos químicos utilizados na condução da cultura. Dinâmica das interações que influenciam a manifestação das doenças Fatores relacionados ao patógeno Os principais fatores do patógeno: a) Nível de virulência e agressividade A VIRULÊNCIA de um isolado de determinado patógeno também está associada à quantidade de doença induzida no hospedeiro, ou seja, quanto maior a intensidade da doença, mais virulento o isolado. A AGRESSIVIDADE está associada à velocidade no aparecimento dos sintomas da doença, ou seja, quanto mais agressivo for determinado isolado, mais rápido será o aparecimento dos sintomas. Vanderplank (1963) propôs que raças virulentas de um patógeno são aquelas capazes de infectar uma ou mais variedades de um mesmo hospedeiro, mas não todas. Um patógeno tem raças agressivas quando tem capacidade de infectar todas as variedades de um mesmo hospedeiro, variando apenas quanto ao grau de patogenicidade. b) Quantidade de inóculo próximo ao hospedeiro Quanto maior a quantidade de propágulos do patógeno (células bacterianas, esporos ou esclerócios fúngicos, ovos de nematoides, plantas infectadas por vírus, etc.) dentro ou próximo das áreas cultivadas com as plantas hospedeiras, maior quantidade de inóculo chegará aohospedeiro e com maior rapidez, aumentando muito as chances de uma epidemia. c) tipo de reprodução, ecologia e modo de disseminação Patógenos que possuem alta capacidade de reprodução, incluindo alta produção de inóculo e ciclos de vida curto, mas sucessivos, características de patógenos policíclicos (ex.: fungos causadores de ferrugens, míldios e manchas foliares), têm capacidade de causar grandes e frequentes epidemias, o que normalmente não acontece com patógenos que não formam ciclos de vida sucessivos, característica de patógenos monocíclicos (exemplo: fungos causadores de murchas vasculares e carvões). Patógenos que produzem seu inóculo na superfície de partes aéreas de hospedeiros (exemplo: fungos causadores de ferrugens, míldios e manchas foliares), têm capacidade de dispersar esse inóculo facilmente e a várias distâncias, resultando em epidemias mais frequentes e sérias do que aqueles que se reproduzem dentro da planta (exemplo: fungos e bactérias que infectam o sistema vascular, fitoplasmas, vírus e protozoários) ou que necessitam de vetores para a sua disseminação. Fatores relacionados ao ambiente O ambiente pode afetar a disponibilidade, estádio de crescimento e suscetibilidade genética do hospedeiro. Pode também afetar a sobrevivência, a taxa de multiplicação, a esporulação, a distância de disseminação do patógeno, a taxa de germinação dos esporos e a penetração. As variáveis ambientais que mais afetam o desenvolvimento de epidemias de doenças de plantas são o período de água livre na folha, a umidade relativa do ar e a temperatura.Umidade Umidade abundante, prolongada ou frequente, seja na forma de orvalho, chuva ou mesmo umidade relativa é fator predominante no desenvolvimento da maioria das epidemias causadas por fungos, bactérias e nematóides, pois facilita a reprodução e a disseminação da maioria dos patógenos. Em alguns casos, no entanto, fitopatógenos habitantes do solo, como Fusariume Streptomyces, são mais severos em climas secos. Epidemias causadas por vírus e fitoplasmas são apenas indiretamente afetadas pela umidade, no que se refere ao efeito sobre a atividade do vetor. Tal atividade pode ser aumentada, como acontece com fungos e nematóides que são vetores de certos vírus, ou reduzida em tempo chuvoso, como é o caso de insetos vetores de vírus e fitoplasmas. Alta umidade do solo é importante para certos fungos como Phytophthorae Pythium. Luminosidade A qualidade e quantidade de luz disponível ao hospedeiro afeta a fotossíntese e, consequentemente, as reservas nutritivas, afetando também a sua reação a uma determinada doença. pH O pH influencia tanto as plantas como os patógenos. Se um pH desfavorecer a planta, poderá favorecer o patógeno. Em geral, os fungos desenvolvem-se bem numa faixa de pH entre 4.5 a 6.5, enquanto bactérias preferem de 6.0 a 8.0. Fertilidade do solo A nutrição mineral das plantas, governada pela disponibilidade de nutrientes no solo, tem sido um dos fatores mais estudados com relação à suscetibilidade e resistência de plantas a doenças. Certos patógenos infectam mais severamente plantas subnutridas e outros preferem plantas vigorosas. De um modo geral, elevados teores de Nitrogênio tendem a aumentar a suscetibilidade, enquanto altas concentrações de Potássio reduzem a suscetibilidade. Com respeito ao Fósforo, nenhuma generalização pode ser feita. Fatores relacionados ao homem Seleção e preparo do local de plantio =Campos mal drenados e, consequentemente, com aeração do solo deficiente, especialmente se próximos a outros campos infestados, tendem a favorecer o aparecimento e desenvolvimento de epidemias. Além disso, o histórico da área selecionada para o plantio em relação à ocorrência de doenças é fundamental, pois poderá evitar aumento de níveis de doenças e prevenir epidemias. Seleção do material de propagação =O uso de sementes, mudas e outros materiais propagativos contaminados com patógenos aumentam a quantidade de inóculo inicial dentro com campo de cultivo e favorecem grandemente o desenvolvimento de epidemias. O uso de materiais propagativos isentos de patógenos ou tratados, podem reduzir drasticamente as chances de epidemias. Práticas culturais=Monocultura contínua, grandes áreas plantadas com uma mesma variedade, altos níveis de fertilização nitrogenada, manutenção de restos culturais no campo, plantio adensado, irrigação excessiva e injúrias pela aplicação de herbicidas, dentre outras práticas inadequadas, aumentam a possibilidade e a severidade de epidemias. Introdução de novos patógenos= A facilidade e a frequência de viagens ao redor do mundo têm aumentado o movimento de sementes, tubérculos, estacas e outros materiais. Esses eventos aumentam a possibilidade de introdução de patógenos em áreas onde o hospedeiro não teve chance de evoluir para resistência a estes patógenos, o que resulta frequentemente em epidemias severas. Processos epidemiológicos Processo monocíclico Um processo monocíclico é formado de macroprocessos tais como: infecção, esporulação e disseminação. Os macroprocessos isoladamente não são cíclicos, somente fazem parte do processo cíclico. Cada macroprocesso é formado de vários microprocessos. Dessa forma, o macroprocesso infecção engloba a germinação, penetração e colonização como microprocessos. Estes podem ser subdivididos em submicroprocessos, subdividindo-se a nível de vários fenômenos celulares, desde que contribuem para o crescimento do patógeno. Patógenos monocíclicos Os patógenos monocíclicos infectam o hospedeiro durante a estação de cultivo e não ocorre produção de novos propágulos para futuras infecções até o final da mesma estação, normalmente quando as plantas morrem. Um exemplo bem comum desse tipo de patógeno é Fusarium oxysporum. No caso da murcha-de-fusário, os conídios estão presentes no solo numa densidade que resulta em certo número de plantas infectadas. Ao final da estação, novos clamidósporos ficam no solo, aumentando a densidade destes no solo, constituindo-se inóculo para o próximo plantio. Outro exemplo é o Carvão do milho. ´Processos policíclicos As epidemias são definidas como o crescimento de uma população de patógenos virulentos numa população de hospedeiros num determinado tempo e espaço. Considerando-se uma população de unidades infectivas, cada ciclo de infecção se interliga a outros, ocorrendo simultaneamente diversas sequências de CICLOS DE INFECÇÃO. Uma epidemia envolve, portanto, uma série de processos monocíclicos. Esta série de processos monocíclicos irá constituir um PROCESSO POLICÍCLICO. Quantificação de doenças A quantificação de doenças é denominada PATOMETRIA. A doença normalmente é quantificada baseando-se na intensidade dos sintomas e/ou sinais. A quantificação de doenças, é fundamental importância no estudo e na análise das epidemias, porem de difícil execução, uma vez que é procedimento laborioso e relativamente caro. Estudar o desenvolvimento de uma curva do progresso da doença ou de epidemias; Avaliação da resistência de cultivares a patógeno sem programas de melhoramento; Comparação da eficácia de fungicidas no controle de doenças; Determinação do timing de aplicação de fungicidas no controle de doenças; a determinação de perdas em rendimentos de grãos em função da intensidade da doença(nível de dano econômico) verificar o efeito das práticas culturais no controle e na intensidade de doenças Características desejáveis numa avaliação de doenças A avaliação de doença pode ser caracterizada com o objetivo de atender aos propósitos para os quais ela foi elaborada, de acordo com sua acuracidade, precisão e reprodutibilidade. Uma analogia aos conceitos de acurácia e precisão na quantificação de doenças de plantas pode ser visualizada quando um atirador tem como objetivo colocar todas as flechas no círculo central de um alvo. O círculo central corresponde às quantidades reais de doença. Se as flechas são colocadas como na Fig.1a, o atirador é acuradoe preciso. Se as flechas são colocadas como na Fig.1b, o atirador é preciso (baixa variabilidade), porém não é acurado. Na Fig.1 c, verifica-se que o atirador não é acurado e nem preciso. Acurácia = refere-se à proximidade dos valores quantificados em uma amostra em relação aos valores verdadeiros. Precisão = refere-se à repetibilidade dos valores associados à amostra, com a menor variação possível entre si. É importante a caracterização dos estádios fenológicos do hospedeiro nos quais as doenças foram avaliadas; a data ou caracterização dos componentes do clima durante o progresso da epidemia; a metodologia utilizada na avaliação, de preferência torná-la disponível para outras pessoas que queiram repetir o experimento; e o treinamento do avaliador, pois a percepção da quantidade de doença pode variar de observador para observador. Um dos erros mais comuns na avaliação de doenças é a tendência a superestimação ou subestimação da doença. Essa tendência se mantém durante todo o processo de avaliação. Se o avaliador é treinado para distinguir o que é tecido sadio e qual é a proporção de um em relação ao outro, isso leva a uma avaliação mais acurada. Outro problema que surge da ilusão proporcionada pela relação entre tamanho e número de lesão, pois folhas com muitas lesões de pequeno tamanho aparentam ter mais doença que aquelas com poucas lesões de tamanho maior. Métodos diretos de avaliação de doenças Entre os métodos diretos de avaliação de doenças encontraram-se as estimativas da incidência e da severidade, e as técnicas de sensoriamento remoto, utilizadas na quantificação de doenças em áreas extensas. Os métodos mais utilizados na quantificação de doenças são: escalas descritivas, escalas diagramáticas, contagem de número e diâmetro de lesões, relação entre incidência e severidade, analise de imagens e sensoriamento remoto.Incidência = porcentagem ou parte delas infectadas. Severidade = porcentagem de área foliar ou infectadas ou coberta por sintomas. (%AFI) Os métodos de avalição que utilizam análise de imagens e sensoriamento remoto ainda apresentam limitações, devido principalmente ao custo dos equipamentos que são utilizados, como câmeras digitais, scanners e radiômetro de múltiplos espectro. O sistema de avaliação utilizado para quantificar doenças é dependente do objetivo do trabalho a ser executado. Em programas de melhoramento é comum o uso de escalas de notas que variam, por exemplo de 0 a 6; em que 0 indica ausência total de doença e 6 sua intensidade máxima, que muitas vezes representa a morte da planta. Este tipo de escala é útil em teste de seleção de variedades resistentes, porém de pouco valor para estudos epidemiológicos. Uma avaliação inadequada é aquela em que não existem valores quantitativos e sim qualitativos, como índices de doenças classificados por valores qualitativos como leve, moderado e alto. Quantificação da incidência A incidência é avaliada pela porcentagem de plantas, frutos e ramos infectados. Este parâmetro deve ser utilizado para patógenos do solo causadores de murchas e podridões radiculares. A incidência é de fácil utilização, prática e rápida. Só não é tão precisa para avaliar doenças foliares, apesar do seu uso para tal fim. Em alguns casos tem sido constatada, as correlações entre incidência e severidade. Para as ferrugens e manchas foliares do trigo, uma incidência de 80% corresponde a 5% de severidade. Quantificação da severidade A severidade é determinada avaliando-se a porcentagem de área de tecido doente (sintomas e / ou sinais visíveis). É o parâmetro mais usado para a quantificação de doenças de plantas, porque expressa, com mais precisão, o dano real causado pelo patógeno. A variável severidade é a mais apropriada para quantificação de doenças foliares como manchas, crestamentos, ferrugens, oídios e míldios. Nestes casos, a porcentagem da área de tecido foliar coberto por sintomas retrata melhor a intensidade da doença que a incidência. Para facilitar a avaliação da severidade de doenças, várias estratégias têm sido propostas, dentre as quais se destacam a utilização de escalas descritivas, de escalas diagramáticas e de imagens de vídeo por computador. Escala descritivas Embora simples, são as mais utilizadas, principalmente para avaliar resistência de plantas a doenças. Consistem, essencialmente, em classificar a intensidade da doença. Escalas descritivas utilizam chaves com certo número de graus para quantificar doenças. Cada grau da escala deve ser apropriadamente descrito ou definido. São numerosos os exemplos de utilização de escalas descritivas. Algumas são bastante úteis e largamente empregadas, pois representam uma metodologia uniforme de coleta de dados. Escalas de avaliação A primeira escala visual para estimação de doença foi desenvolvida por Nathan Augustus Cobb (1892), na Austrália, para auxiliar na avaliação de ferrugem em cereais. Essa escala é dividida em cinco pontos, que representam as severidades de 1,5,10,25 e 50%. Peterson et al. (1948) modificaram a escala de Cobb e apresentaram uma representação diagramática tanto do tipo de pústulas quanto da percentagem de severidade. Para representar 100% de ferrugem, os autores utilizaram pústulas cobrindo uma área de 37% da área total do diagrama e menores valores de percentagem foram também calculados, todos com o auxílio de um planímetro. Há de salientar a importância do desenvolvimento dessa escala, no ano de 1948, constituindo-se base para a maioria das escalas diagramáticas que são utilizadas atualmente . Escalas diagramáticas Escalas diagramáticas são representações ilustradas de uma série de plantas ou parte de plantas com sintomas em diferentes níveis de severidade. Atualmente, essas escalas constituem-se na principal ferramenta de avaliação da severidade para muitas doenças. Embora algumas críticas tenham sido feitas com relação à rigidez dos níveis das escalas, seu uso tem sido bem-sucedido, principalmente nos trabalhos de levantamento e avaliação do progresso de doenças, bem como na seleção de materiais resistentes em programas de melhoramento. A utilização de escalas diagramáticas seve, na verdade, como guia para o avaliador que vai determinar a severidade de uma doença. Sempre que possível, o avaliador deve ser treinado previamente, pois frequentemente a vista humana superestima a intensidade da doença.Programa DISTRAIN (Disease Trainning) -Treinamento de avaliadores -Oito doenças foliares de cereais(ferrugens, oídio, septoriose, escaldadura, helminthosporiose, macha em rede) -Simulação de imagens Etapas na quantificação de doenças Amostragem de unidades doentes com sintomas e sinais (cova, planta, ramos, frutos, sementes, etc.) -Caminhada em W ou Z dentro da cultura -Parcelas experimentais (marcas as plantas) -Plantas pequenas (amostragem de toda a planta) -Plantas grades (ramos marcados) Avaliação da severidade (escalas diagramáticas) Avaliação dos estádios fenológicos (crescimento das plantas) Classificação epidemiológica de doenças A teoria da classificação epidemiológica de doenças, desenvolvida por Vander plank em 1963 e utilizada até hoje, é baseada na analogia entre crescimento de capital (dinheiro) e crescimento de doença. Dois tipos de crescimento de capital podem ser considerados: a juros simples e a juros compostos. Vejamos um exemplo na Tabela 2, no qual dispomos de um capital inicial (y0) de R$ 100,00 e uma taxa de rendimento mensal de 10% (r = 0,1). Numa abordagem epidemiológica, taxas de juros tornam-se taxas de infecção e capital torna-se doença, sendo caracterizados dois grupos: doenças de juros simples e doenças de juros compostos. No caso de doenças de juros simples, também denominadas doenças monocíclicas, plantas infectadas durante o ciclo da cultura não servirão de fonte de inóculo para novas infecções durante o mesmo ciclo. É o caso típico da murcha-de-fusário do tomateiro, cujo agente causal (Fusarium oxysporumf.sp. lycopersici). O aumento gradativo do número de plantas doentes durante o ciclo da cultura não é devido, primariamente, à movimentação do patógeno a partir de plantas doentes a novos sítios de infecção e, sim, ao inóculo original, no caso da doença citada anteriormente, devido a clamidosporos previamente existentes no solo. No caso de doenças de juros compostos, também denominadas doenças policíclicas, plantas infectadas durante o ciclo da cultura servirão de fonte de inóculo para novas infecções durante o mesmo ciclo. É o caso típico da requeima das folhas da batata, cujo agente causal (Phytophthora infestans), em condições favoráveis, pode produzir uma geração a cada 5 dias. Essa situação é análoga ao crescimento de capital a juros compostos, ou seja, plantas doentes rendem novas plantas doentes durante o ciclo da cultura. Para que isto ocorra, está implícita uma movimentação do patógenos a partir de plantas doentes em direção a novos sítios de infecção.
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