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“BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS” Prof. Dr. RICARDO VICTORIA FILHO rvictori@usp.br ÁREA DE BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL ESALQ/USP – PIRACICABA/SP BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS 1. INTRODUÇÃO 2. IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA BIOLOGIA DAS PLANTAS DANINHAS 3. HISTORICO DA EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA DAS PLANTAS DANINHAS 4. SISTEMAS DE PRODUÇÃO E O MANEJO DE PLANTAS DANINHAS 1- INTRODUÇÃO • Agricultura sustentável •Conceitos de manejo integrado • Perdas na produção de alimentos, devido a praga, doenças e plantas daninhas •População mundial BRASIL - AGRICULTURA • 1965 – 20 milhões de grãos – população de 80 milhões • 250 kg de grãos/hab. • área de plantio – 21 milhões de ha • 2008 – 144 milhões de toneladas de grãos • 758 kg de grão/hab. • Área de plantio – 48 milhões de ha BRASIL - PECUÁRIA • 1965 – 2,1 milhões ton. de carne • 25 kg/hab./ano • 2006 – 20 milhões de ton. de carne • 100 kg/hab/ano • Portanto a produção aumentou 10 vezes e as áreas de pastagens cresceram apenas 15%. PRODUTIVIDADE Milho – área plantada recuou 5,9% entre as safras de 1995/96 e 2009/10 mas a produção aumentou em 65% passando de 32,4 milhões para 53,5 milhões de toneladas. BRASIL-EDUCAÇÃO Produção científica 1990 -3665 artigos publicados 2008 – 30.021 artigos publicados • Segunda produção entre os países do BRIC (Brasil, Rússia, Índia, china) • Pesquisadores • Brasil - 0,92 pesquisador/1000 hab. • Média – 6 a 8 do grupo do G7(Paises mais industrializados) PLANTA DANINHA Planta que ocorre em local onde não é desejada, interferindo com os objetivos do homem, e que quando presente em agroecossistemas interfere com as culturas econômicas afetando a produtividade ou a qualidade do produto colhido. CONCEITOS •MANEJO •CONTROLE •ERRADICAÇÃO Ano Produção Mundial Per Capita Total (Milhões Toneladas) Total (Quilos) 1950 631 246 1960 847 278 1970 1.103 296 1980 1.441 322 1990 1.684 316 Produção mundial de grãos: total e per capita Países Produtividade 1998/90 (kg/ha) Perdas (%) Doenças Pragas Plantas Invasoras Potencial Atual Potencial Atual Potencial Atual A 635 20-25 20 35-40 35 50-55 35 B 1.886 15-20 15 25-30 22 40-45 25 C 3.548 18-20 15 22-27 17 35-40 18 D 4.064 12-17 12 25-30 20 35-40 10 EUA 6.738 15-20 10 22-27 12 35-40 13 E 7.679 05-10 05 15-20 05 25-30 05 Médias de produtividade na cultura do milho e perdas causadas por doenças, pragas e plantas invasoras Fonte: Crop Production and Crop Protection – Elsevier (1994). A - Angola, Benin, Botswana, Cabo Verde, Chad, Congo, Costa do Marfim, Guiné-Bissau, Lesoto, Mauritânia, Moçambique, Namíbia, Sudão e Zaire. B – Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Guiana, Paraguai, Peru, Uruguai e Venezuela. C - Argentina e Chile. D - China, Japão e Koreas E - Alemanha, Holanda, Áustria e Suíça Médias de produtividade na cultura da e perdas causadas por doenças, pragas e plantas invasoras soja Fonte: Crop Production and Crop Protection – Elsevier (1994). A - Camerum, Costa do Marfim, Libéria, Nigéria, Tanzânia, Uganda, Zaire e Zâmbia. B - China, Japão e Koreas. C - Argentina, Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Paraguai, Uruguai e Venezuela Países Produtividade 1998/90 (kg/ha) Perdas (%) Doenças Pragas Plantas Invasoras Potencial Atual Potencial Atual Potencial Atual A 459 20-25 20 35-40 25 50-55 27 B 1.405 22-27 15 20-25 15 40-45 13 C 1.872 12-17 10 15-20 13 55-60 15 EUA 2.092 10-15 08 12-17 10 45-50 15 Ano População total Crescimento Anual (%) Período para duplicação (anos) 1 Milhão a.C. Alguns Milhares - - 8000 a.C 8 Milhões 0,0007 100.000 1 300 Milhões 0,046 1.500 1750 800 Milhões 0,06 1.200 1900 1.650 Milhões 0,48 150 1970 3.678 Milhões 1,9 36 2000 6.199 Milhões 1,7 41 Taxas de crescimento da população mundial. Fonte: UNESCO. Países População rural (%) População (milhões) PIB 99 Bilhões(US$) Participação da Agricultura no PIB Argentina 11,4 36,6 281,9 6,4% Chile 14,6 15,0 71,1 7,9% Brasil 19,3 168,0 760,3 19,3% México 25,8 97,4 475,0 4,8% EUA 1,0 272,9 8700,0 1,6% PIB = Produto interno bruto. População rural e outros índices de alguns países das Américas, 2001. 1940 1950 1960 1970 1980 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 PORCENTAGEM URBANA RURAL População rural e urbana do Brasil em % no período de 1940 a 2000 MUNDO ASIA & PACIFICO AFRICA AMERICA LATINAORIENTE MEDIO 0% 20% 40% 60% 80% 100% PORCENTAGEM MUTO POBRE BAIXO MEDIO BOM Nível de práticas de manejo de plantas daninhas utilizadas no mundo e em 4 regiões agrícolas Perdas estimadas na produção de alimentos causados pelas plantas daninhas em três classes de produção de culturas. Classes de produção Área cultivada Produção relativa por unidade/área Produção total Perdas pelas plantas daninhas (%) Perdas na produção mundial de alimentos A-altamente desenvolvidas 20% 1,5 30 5 1,5% B- intermediária 50% 1,0 50 10 5,0% C-menos desenvolvida 30% 0,67 20 25 5,0% Total 100 100 11,5 Obs: a estimativa de produção de alimentos a nível mundial é de 2.500.000.000 toneladas métricas por ano. 26,0% 14,0% 60,0% Expansão de área cultivada Intensificação de cultivo Fatores de produção: Sementes, fertilizantes, produtos fitossanitários, biotecnologia... 2.1. Primeiros trabalhos •Estudos sobre a fenologia •Competição •Biologia da reprodução •Nível de dano econômico •Levantamentos •Década de 30 – mundial •Brasil – década de 50 2- IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA BIOLOGIA DAS PLANTAS DANINHAS 2.2. Áreas importantes de estudo a) fenologia – crescimento da planta daninha em resposta as condições ambientais. b) estudo de ecótipos – em função dos sistemas de produção e condições ambientais ocorrem diferentes biótipos com diferentes agressividades. Brachiaria plantaginea 130 Cenchrus echinatus 90 Commelina agrária 120 Digitaria horizontalis 120 Eleusine indica 120 Setaria geniculata 60 ANUAIS DE VERÃO Monocotiledoneae SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR Amaranthus hybridus 110 Galinsoga parviflora 90 Portulaca oleracea 80 Quamoclit pinnata 120 Sida spp 150 Triumphetta bartramia 130 ANUAIS DE VERÃO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO Dicotiledoneae Espécies Acanthospermum australe 120 Ageratum conyzoides 60-80 Blainvillea biaristata 150 Brassica campestre 70 Eclipta alba 110 Emilia sonchifolia 60-90 Erigeron bonariensis 100-120 Eupatorium pauciflorum 90 Galinsoga parviflora 60-70 Lepidium virginicum 60-90 Raphanus raphanistrum 90-100 Raphanus sativus 110 Senecio brasiliensis 150-200 Xantium cavanillesii 150-180 ANUAIS DE INVERNO JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ BUVA Conyza canadensis Conyza bonariensis •Infestam pomares, vinhedos, diversas culturas, pastagens, áreas não agrícolas. • propagação: sementes que são disseminadas pelo vento e água •Não apresentam dormência •Germinação na superfície do solo •Podem produzir 200.000 sementes/planta BUVA Conyza canadensis Conyza bonariensis •Conyza bonariensis – anual com germinação no final do outono e inverno. Pode germinar durante todo o ano. •Eficiente adaptabilidade ecológica em sistemas conservacionistas como semeadura direta ou cultivo mínimo do solo. • 1º caso de resistência ao paraquat ocorreu 1980 (Japão) e ao glyphosate em 2001 (USA) CAPIM-COLCHÃO • Gênero Digitaria • 220 a 325 espécies • Identificação com auxílio de lupa com aumento mínimo de 25 vezes • Espécies em cana-de-açúcar –D. nuda –D. ciliaris –D. horizontalis –D. sanguinalis –D. bicornis –D. insularis Espécies Classe Dicotyledoneae Cassia tora (fedegoso) Peschiera fuchsiefolia (leiteiro) Sida carpinifolia (vassourinha) Sida cordifolia(malva-branca) Sida santaremnensis(guaxuma) Triumphetta semitriloba (carrapicho) Wissadula subpeltata (malva-estrela) Florescimento Set-Dez Ago-Dez Mar-Abr Mar-Abr Mar-Mai Jun-Jul Fev-Mar S R E x x x x x x x x PERENES Reprodução S = sementes R = rizomas E = estolhos Espécie Família Ciclo de vida 1. Cyperus rotundus Cyperaceae Perene 2. Cynodon dactylon Poaceae Perene 3. Echinochloa crus-galli Poaceae Anual 4. Echinochloa colona Poaceae Anual 5. Eleusine indica Poaceae Anual 6. Sorghum halepense Poaceae Perene 7. Imperata cylindrica Poaceae Perene 8. Eichhornia crassipes Potederiaceae Perene 9. Portulaca oleracea Portulacaceae Anual 10. Chenopodium album Chenopodiaceae Anual 11. Digitaria sanguinalis Poaceae Anual 12. Convolvulus arvensis Convolvulaceae Perene 13. Avena fatua e Avena sterilis Poaceae Anual 14. Amaranthus hybridus Amarantaceae Anual 15. Amaranthus spinosus Amarantaceae Anual Listas das 15 mais importantes plantas daninhas do mundo Holm et al (1977) c) biologia de populações Plantas anuais – produção e dispersão de sementes; banco de sementes, dormência Plantas perenes – orgãos de propagação vegetativa, dinâmica dos órgãos de propagação, disseminação. d) alelopatia – e) modelagem dos mecanismos de interferência entre a cultura e as plantas daninhas Classe Monocotyledoneae Cynodon dactylon (grama-seda) Cyperus rotundus (tiririca) Imperata brasiliensis (sapé) Panicum maximum (capim-colonião) Paspalum notatum (grama-batatais) Paspalum plicatulum (capim-minoso) Sorghum halepense (capim-massambará) Typha angustifólia (taboa) Florescimento Nov.Abr Nov-Mar Ago-Set Set-Dez Out-Mar Jan-Ago Set-Jan Jun-Out Reprodução S R E x x x x x x x x x x x x x x x x dispersão dormência produção de semente germinação vegetativa banco de sementes planta vegetando crescimento e captura de recursos do meio florescimento emergência planta madura mortalidade Ciclo de Vida das Plantas Daninhas Anuais Ciclo de vida de uma planta daninha anual. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO CICLO DE VIDA A) ANUAIS - ANUAIS DE VERÃO - ANUAIS DE INVERNO B) BIANUAIS OU BIENAIS C) PERENES - PERENES SIMPLES - PERENES COMPLEXAS 2.3. Necessidade de novas pesquisas - mecanismos de dormência - biótipos das plantas daninhas – técnicas de biologia molecular - dinâmica dos propágulos vegetativos - predição da emergência - nível de dano econômico dormência primária semente não dormente germinação emergência semente não dormente dormência secundária formação da semente Sequência de eventos de dormência e germinação/emergência das sementes de plantas daninhas, baseado na divisão das classes de dormência proposta por Bewley & Black, 1986. Banco de sementes germinação das sementes morte plantasemente deterioração e senescência microrganismos predação por vertebrados e invertebrados transporte por maquinário, animais,vento, água, etc. Dinâmica do banco de sementes de plantas daninhas (Carmona, 1992). 3. Histórico da evolução da ciência das plantas daninhas 3.1. Histórico a nível internacional - as plantas daninhas tem estado com o homem desde que a agricultura começou a ser praticada pelo homem. - muitos historiadores citam os trabalhos de Boley nos Estados Unidos no final do século XIX, usando sais de cobre para o controle seletivo de plantas daninhas em cereais. - na Europa também são citados trabalhos na época com sais metálicos ou ácidos em cultura de cereais. 3.1. Histórico a nível internacional – surgimento do 2,4-D em 1941 – 1950 – USA – Associação das Conferências regionais de Controle de Plantas Daninhas – 1951 – Revista Weeds – 1956 – Sociedade Americana de Plantas Daninhas (Weed Science Society of America) – assumiu a revista Weed Science. Ano Energia Humana Energia Animal Energia Mecânica (trator) Energia Química 1920 40 60 - - 1947 20 10 70 - 1975 5 TR 40 55 1990 <1 TR 24 75 Evolução dos métodos de controle de plantas daninhas nos Estados Unidos da América do Norte, comparando o tipo de energia empregada no controle de plantas daninhas de 1920 a 1990. Fonte: ALDER et al, 1976. •1956 – Congresso Britânico de Controle de Plantas Daninhas (British Weed Control Conference) •1960 – Criado o Conselho Europeu de Investigação em Plantas Daninhas (European Weed Research Council – EWRC). •1975 – Criada a Sociedade Européia de Plantas Daninhas (European Weed Research Society). 3.2. Histórico a nível nacional •primeiros trabalhos com levantamento de plantas daninhas nas décadas de 40 e 50. •1o. Herbicida registrado no Brasil – 2,4-D esterbutilico a 14% com o nome de mata-mato mágico (Weed-no-more) •1956 – 1o. Seminário Brasileiro de Herbicidas e Ervas Daninhas. 1963 – Criação da Sociedade Brasileira de Herbicidas e Ervas Daninhas. 1964 – 1a. Disciplina a nível de graduação na ESALQ/USP 1978 – Criação da revista oficial da Sociedade Brasileira da Ciência das Plantas Daninhas 4. Sistemas de produção e o manejo de plantas daninhas 4.1. Conceitos • rotação • sucessão • cultura intercalar • plantio direto LAVOURA + PASTO VOÇOROCA ESTRADA INTERNA CORREDOR ECOLÓGICO PASTO+ARVORES PASTO CONVÊNCIONAL CAPÃO DE EUCALÍPTO GRUPO DE ÁRVORES NUCLEADORAS LAVOURA+ARVORES + PASTO LINHA DE ARVORES “SINALIZADORAS” (no limite do corredor ecológico) PASTO + ÁRVORES 14 X 2 RECUPERAÇÃO DE PASTO COM ADUBAÇÃO TESTEMUNHA MATA CILIAR ISOLADA POR CERCA 4.2. sistemas de manejo • agricultura sustentável • sistema amplo de manejo fitossanitário associando o manejo de plantas daninhas, pragas e doenças
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