Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica

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1 ARTIGO Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica Rosangela Dallemole-Giaretta 1 *, Leandro G. Freitas 1, Marcelo M. Coutinho 1, Wânia S. Neves 2, Ronaldo J.F. Zooca 1 & Silamar Ferraz 1 1 Departamento de Fitopatologia, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa (MG) Brasil. 2 Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais Unidade Regional Centro-Oeste, Fazenda Experimental Santa Rita, Rodovia MG km 64, Prudente de Morais (MG) Brasil. *Autora para correspondência: rodallemole@yahoo.com.br Recebido para publicação em 11 / 11 / Aceito em 25 / 03 / 2010 Editado por Luiz Carlos C.B. Ferraz Resumo - Dallemole-Giaretta, R., L.G. Freitas, M.M. Coutinho, W.S. Neves, R.J.F. Zooca & S. Ferraz Efeito da farinha de sementes de abóbora e de Pochonia chlamydosporia no controle de Meloidogyne javanica. Dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação para avaliar o efeito de diferentes quantidades (0, 5, 10, 15, 20, 25 ou 30 g / kg de solo) de farinha de sementes de abóbora (FSA) e sua combinação com o fungo Pochonia chlamydosporia (isolado Pc-10) no controle de Meloidogyne javanica. A incorporação ao solo da FSA apresentou potencial de controle para o nematoide das galhas. A redução do número de ovos do nematoide foi diretamente proporcional à quantidade de FSA empregada no ensaio. Quanto ao número de galhas, o controle foi obtido a partir de 15 g de FSA por kg de solo. No entanto, as doses mais altas de FSA causaram toxidez ao tomateiro. A combinação da FSA com o fungo não diferiu do tratamento no qual foi aplicado apenas a FSA. Ambos os tratamentos reduziram em mais de 90 % a densidade do nematoide quando comparado com a testemunha inoculada apenas com o nematoide. Portanto, a aplicação ao solo da FSA poderá ser uma alternativa de controle do nematoide-das-galhas. Palavras-chaves: nematoide-das-galhas, fungo nematófago, matéria orgânica, controle alternativo, controle biológico. Summary - Dallemole-Giaretta, R., L.G. Freitas, M.M. Coutinho, W.S. Neves, R.J.F. Zooca & S. Ferraz Effect of squash seed flour and Pochonia chlamydosporia on the control of Meloidogyne javanica. Two experiments were carried out under greenhouse conditions in order to evaluate the effect of different rates of squash seed flour (SSF) (0, 5, 10, 15, 20, 25 or 30 g / kg of soil) and the interaction of this organic amendment with Pochonia chlamydosporia (isolate Pc-10) on the control of Meloidogyne javanica. Soil amendment with SSF has shown potential for controlling root-knot nematodes. The reduction of the number of eggs of the nematode was directly related to the rate of the SSF. Reduction of the number of galls was observed with the rates higher than 15 g of SSF / kg of soil. However, the highest rates of SSF caused phytotoxicity in tomato. The combination of SSF and the fungus had no effect on the control of the M. javanica, in comparison to the use of SSF alone. Nematode density was reduced up to 90 % by amending the soil with SSF, either applied alone or with P. chlamydosporia, when compared to the infested control. Further investigation is required to define if soil amendment with SSF can be an alternative to control M. javanica under field conditions. Key words: root-knot nematodes, nematophagous fungus, organic amendment, alternative control, biological control. 91

2 Rosangela Dallemole-Giaretta, Leandro G. Freitas, Marcelo M. Coutinho, Wânia S. Neves, Ronaldo J.F. Zooca & Silamar Ferraz Introdução Os nematoides-das-galhas (gênero Meloidogyne Goeldi) incluem-se entre os principais fitopatógenos por serem polífagos, apresentarem ampla distribuição geográfica e causarem severos danos a muitas culturas econômicas (Taylor & Sasser, 1983; Moura, 1996). O controle de várias espécies desses nematoides pode ser obtido pela incorporação ao solo de resíduos vegetais, como mucuna-preta, casca de uva, pó de semente de mamão e torta de nim (Nico, et al., 2004; Lopes et al., 2005; Cosmis et al., 2007; Lopes et al., 2008). A eficácia de compostos orgânicos sobre fitonematoides é devida aos seus múltiplos modos de ação. Durante o processo de decomposição, muitos resíduos vegetais podem liberar metabólitos secundários com efeito nematicida e/ou favorecer o aumento da população de antagonistas autóctones do solo. A adição de materiais orgânicos ao solo também melhora suas características físico-químicas, favorecendo consequentemente o crescimento das plantas e tornando-as mais tolerantes ao ataque de fitonematoides (Bridge, 1996), além de servirem como substrato ao estabelecimento de certos agentes de controle biológico, quando introduzidos conjuntamente no solo (Cannayane & Rajendran, 2001). A combinação de resíduos vegetais e agentes de controle biológico é uma tática utilizada para potencializar o controle de fitonematoides. Estudos realizados com Paecilomyces Bainier spp., Bacillus thuringiensis Berliner ou Pochonia chlamydosporia Zare & Gams (sin. Verticillium chlamydosporium Goddard) quando aplicados ao solo juntamente com compostos orgânicos comprovaram maior controle do nematoide-das-galhas do que quando os antagonistas foram aplicados isoladamente (Gautam et al., 1995; Khan & Saxena, 1997; Cannayane & Rajendran, 2001). Sementes de abóbora são utilizadas na medicina tradicional pela atividade anti-helmíntica (Caili et al., 2006) e recentemente foi comprovado o mesmo efeito em caprinos (Almeida et al., 2007). O extrato aquoso em teste in vitro apresentou efeito nematicida sobre ovos e juvenis de segundo estádio (J 2 ) de M. javanica e M. incognita (Dallemole-Giaretta et al., 2009). Com base nessas informações científicas, este trabalho teve por objetivos avaliar diferentes doses de farinha de sementes de abóbora (FSA) isoladamente e combinar a melhor dose de FSA com P. chlamydosporia (isolado Pc-10) para o controle de M. javanica em casa de vegetação. Material e Métodos Os ensaios foram realizados em casa de vegetação do Departamento de Fitopatologia na Universidade Federal de Viçosa. No primeiro, foi avaliado o efeito de diferentes doses de farinha de sementes de abóbora sobre M. javanica. Sementes de abóbora (Cucurbita moschata) foram colocadas em uma bandeja de alumínio e levadas para a estufa à temperatura de aproximadamente 60 ºC até ficarem completamente secas. Posteriormente, foram trituradas em um processador (modelo Pure Essencial Walita) em velocidade máxima por aproximadamente um minuto. A farinha de sementes de abóbora (FSA) foi pesada e armazenada em sacos de papel até seu uso nos testes. Uma amostra da FSA foi enviada ao laboratório de análise de solos para análise química de macro e micro nutrientes (Tabela 1). Para a instalação do experimento, utilizaram-se vasos de 1 l de capacidade. Cada um recebeu uma mistura de solo e areia 1:1 (volume : volume) esterilizada e farinha de sementes de abóbora nas doses de 5, 10, 15, 20, 25 ou 30 gramas, previamente homogeneizada manualmente em sacos de plástico de 5 l de capacidade. Em seguida, em cada vaso foram abertos quatro orifícios de ± 5 cm de profundidade, nos quais foram incorporados ovos de M. javanica. Como tratamento testemunha, foi utilizada uma mistura de solo e areia infestada com o nematoide sem a adição da FSA. Além disso, utilizou-se um tratamento adicional, testemunha absoluta, solo não infestado com ovos do nematoide e sem a adição ao Tabela 1 - Conteúdo de nutrientes presentes farinha de sementes de abóbora. N P K Ca Mg S C C/N Zn Fe Mn Cu B ph g / kg mg / kg 61,9 10,0 9,6 3,1 4,6 2,0 82,6 13, ,4 6,20 92 Vol. 34(2)

3 Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica substrato de FSA (TA). O solo permaneceu úmido por uma semana com aproximadamente 60 % da capacidade de campo. No final deste período, transplantou-se uma muda de tomate Santa Clara em cada vaso. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado com oito repetições. Aos 45 dias do transplante, avaliaram-se as alturas dos tomateiros, as massas da parte aérea e do sistema radicular frescas e os números de galhas e de ovos por sistema radicular. Os dados relativos ao número de galhas e de ovos foram submetidos à análise de variância e de regressão. Os demais foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste T a 5 % de probabilidade. No segundo ensaio, avaliou-se o efeito de sementes de abóbora combinado com P. chlamydosporia no controle de M. javanca. A produção, extração e quantificação dos clamidósporos foram realizadas conforme metodologia já descrita por Dallemole- Giaretta et al. (2008). Os procedimentos metodológicos foram semelhantes aos utilizados no experimento anterior. Porém, neste experimento, foi utilizada a dose de 15 g / vaso de FSA e clamidósporos / g de solo de P. chlamydosporia, transplantando-se os tomateiros após 15 dias e as avaliações realizadas 60 dias após o transplante. Neste experimento avaliaram-se somente os números de galhas e de ovos do nematoide por sistema radicular, os quais foram transformados para x +1 e submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5 % de probabilidade. As médias das temperaturas máximas e mínimas, durante a condução do experimento, foram de 30,6 o C e 13,6 o C, respectivamente. Resultados e Discussão A FSA incorporada ao solo controlou o nematoide-das-galhas. A redução do número de ovos foi diretamente proporcional às doses de FSA estabelecidas neste ensaio (Figura 2). Quanto ao número de galhas, a redução foi obtida a partir da dose de 15 g / kg de solo, controlando a infectividade do nematoide em 30 % em relação ao tratamento testemunha. Nas doses de 5 e 10 g / kg de solo, as médias obtidas do número de galhas foram superiores à dose zero, com um aumento de 16,72 e 10,28 %, respectivamente (Figura 1). O controle de M. javanica pela adição de FSA ao solo pode ter ocorrido devido a múltiplos modos de ação. Pela análise da composição química, a FSA apresentou grande quantidade de nitrogênio orgânico (Tabela 1). Isso indica que durante a decomposição da FSA ocorreu liberação de amônia, relatada como tóxica a fitonematoides (Rodríguez-Kábana & Morgan-Jones, 1987). Dependendo do resíduo orgânico, outros compostos ou fitoquímicos como ácidos orgânicos, fenóis, taninos, dentre outros, também podem ser liberados e atuam no controle de fitonematoides (Mian & Rodríguez-Kábana, 1882a,b; Chitwood, 2002; Nico et al., 2004). A adição de matéria orgânica ao solo também pode aumentar a população de antagonistas autóctones de fitonematoides no solo (Rodríguez-Kábana, 1986; Nico et al., 2004). Na medicina tradicional, sementes de abóbora são consideradas vermífugas (Caili et al., 2006; Almeida et al., 2007), sendo seu efeito anti-helmíntico devido à presença de cucurbitacina, identificada quimicamente como (-)-3-amino-3-caroxipirrolidina (Bellma et al., 2006). A cucurbitacina, glicosídeo terpenoide, responsável pelo amargor do pepino que apresenta atividade antinutricional em alguns insetos, também teve efeito sobre M. incognita (Chitwood, 2002). Recentemente, em teste in vitro também foi constatada atividade nematicida do extrato aquoso de sementes de abóbora sobre ovos e juvenis de M. javanica e M. incognita (Dallemole-Giaretta et al., 2009). Portanto, o controle da FSA sobre M. javanica, obtido neste estudo, também deve ter sido devido à ação deste glicosídeo terpenoide, que afetou a eclosão e os respectivos juvenis antes do plantio dos tomateiros. Embora a aplicação ao solo da FSA tenha reduzido significativamente o nematoide das galhas (Figuras 1 e 2), visualmente observou-se que as doses a partir de 20 g / kg de solo apresentaram efeito tóxico aos tomateiros, apesar de não terem afetado a altura das plantas e a massa da parte aérea fresca, quando comparadas com os tratamentos testemunhas (Figura 3). No entanto, a massa de raiz fresca foi afetada drasticamente, quando comparada aos dois tratamentos testemunhas. A FSA, por apresentar baixa relação C/N (Tabela 1), provavelmente resultou em acúmulo de amônia e nitrato no solo durante seu 93

4 Rosangela Dallemole-Giaretta, Leandro G. Freitas, Marcelo M. Coutinho, Wânia S. Neves, Ronaldo J.F. Zooca & Silamar Ferraz y = 1725,954-53,576x R 2 =0,70 Número de galhas Doses de FSA (g/ kg de solo) Figura 1 - Efeito de diferentes doses de farinha de sementes de abóbora (FSA) sobre o número de galhas de Meloidogyne javanica em raízes de tomateiros, aos 45 dias após o transplante y = , x + 712,3x 2 R 2 = 0, Número de ovos Doses de FSA (g/ kg de solo) Figura 2 - Efeito de diferentes doses de farinha de sementes de abóbora (FSA) sobre o número de ovos de Meloidogyne javanica em raízes de tomateiros, aos 45 dias após o transplante. processo de decomposição, fato também observado em outros materiais orgânicos ricos em nitrogênio (Mian & Rodríguez-Kábana, 1982a). Além disso, considerando as doses de FSA utilizadas neste estudo, tais quantidades seriam muito altas para aplicação em área total no campo. Sua utilização pode ser viável para o controle de fitonematoides apenas em pequenas áreas, culturas de alto valor e em reboleiras (Lopes et al., 2008). Portanto, novos estudos devem ser realizados a campo para confirmar o efeito da farinha de sementes de abóbora obtido nesse trabalho no controle do nematoide das galhas e se doses mais altas também irão causar fitotoxidez. No ensaio 2, a aplicação ao solo da FSA, juntamente com o agente de controle biológico P. chlamydosporia, não mostrou diferença (P < 0,05) no 94 Vol. 34(2)

5 Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica Altura de plantas Massa da parte aérea fresca Massa de raiz fresca TA Doses de FSA (g/ kg de solo) Figura 3 - Efeito da incorporação ao solo de diferentes doses de farinha de semente de abóbora (FSA) no desenvolvimento de tomateiros, 45 dias após o transplante em solo infestado ou não com Meloidogyne javanica. As barras representam o intervalo de confiança associada ao teste T a 5 % de probabilidade. TA= testemunha absoluta (solo não infestado com ovos do nematoide e sem a adição ao substrato de FSA). Tabela 2 - Número médio de galhas e de ovos de Meloidogyne javanica por sistema radicular de tomateiros após a aplicação ao solo de 15 g de farinha de sementes de abóbora (FSA) e/ou clamidósporos de Pochonia chlamydosporia por grama de solo, 15 dias antes do transplante. Tratamentos N o. de galhas Redução do n o. de galhas (%) N o. de ovos Redução do n o. de ovos (%) FSA + Pc 21 c 97, c 99,2 Pc 390 b 48, b 80,2 FSA 30 c 96, c 98,5 Testemunha 753 a a - Para análise estatística, os dados dos números de galhas e ovos foram transformados em x +1, mas os valores apresentados são os dados originais. Média de oito repetições, médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey (P < 0,05). 1 Percentual de redução nos números de galhas e de ovos de M. javanica quando comparados com o tratamento testemunha. número de galhas e de ovos de M. javanica, quando comparada ao tratamento com apenas FSA (Tabela 2). Em comparação com a testemunha, a FSA na dose de 15 g/ kg de solo resultou em 96 e 98 % de redução do número de galhas e de ovos, respectivamente. O fungo, quando aplicado isoladamente, diminuiu em 48 % o número de galhas e de 80 % o número de ovos. Geralmente agentes de controle biológico de patógenos de solo são aplicados em combinação com materiais orgânicos, pois esta integração pode potencializar o controle de fitonematoides (Cannayane & Rajendran, 2001; Gautam et al., 1995; Khan & Saxena, 1997). No entanto, neste estudo a FSA isoladamente foi altamente eficiente no controle do nematoide das galhas. O efeito sinergístico desta 95

6 Rosangela Dallemole-Giaretta, Leandro G. Freitas, Marcelo M. Coutinho, Wânia S. Neves, Ronaldo J.F. Zooca & Silamar Ferraz integração poderá ser obtido nos próximos ciclos do nematoide, pois a eficiência do fungo também está relacionada com a baixa população do nematoide (De Leij et al., 1992; Kerry, 2001). Além disso, compostos vegetais podem contribuir para o estabelecimento e proliferação do antagonista no solo (De Leij, 1993; Cannayane & Rajendran, 2001). A FSA também poderá ser utilizada, em doses mais baixas, como carreador para facilitar a distribuição do fungo no solo (Chen et al., 2000). No ensaio 1, doses entre 5 e 10 g por kg de solo, além de terem reduzido o número de ovos de M. javanica, também não afetaram o desenvolvimento das plantas de tomate (Figura 3). Outro fator que potencializa o controle do nematoide das galhas pelo uso de P. chlamydosporia é o tempo de exposição inicial entre o fungo e os ovos dos nematoides antes do plantio da cultura principal (Dallemole-Giaretta et al., 2008). O período de 15 dias de contato do fungo com os ovos do nematoide, antes do transplantio do tomateiro, foi suficiente para reduzir o número de galhas em 48 %, em relação ao tratamento testemunha sem fungo, já no primeiro ciclo do nematoide (Tabela 2). Consequentemente, houve também maior redução do número de ovos do nematoide. O efeito de P. chlamydosporia sobre o nematoide também foi maximizado porque o experimento foi conduzido em temperaturas mais amenas. Logo, essa faixa de temperatura foi propícia ao desenvolvimento do fungo e desfavorável à eclosão dos juvenis (Kerry, 2001). O conhecimento de todos os fatores que poderão determinar a eficácia de um agente de controle biológico no manejo de fitonematoides é extremamente importante quando ele é aplicado isoladamente ao solo ou integrado a outros métodos de controle. Novos estudos devem ser realizados a campo para confirmar o potencial da FSA e sua integração com o fungo P. chlamydosporia no controle do nematoide das galhas. Literatura Citada ALMEIDA, W.V.F., M.L.C.R. SILVA, E.B. FARIAS, A.C.R. ATHAYDE & W.W. SILVA Avaliação de plantas medicinais em caprinos da região do semi-árido paraibano naturalmente infectados por nematóides gastrintestinais. Revista Caatinga, 20 (3): BELLMA, M.A., C.J. TILLÁN, C.R.A. MENENDÉZ, G.O. LÓPEZ, D.C. CARRILLO & S.M.L. GONZÁLEZ Evaluación del extracto lipofílico de Cucurbita pepo L. sobre la hiperplasia prostática inducida por andrógenos. Revista Cubana Plantas Medicinales 11 (2). BRIDGE, J Nematode management in sustainable and subsistence agriculture. Annual Review of Phytopathology, 34: CAILI, F., S. HUAN & L. QUANHONG A review on pharmacological activities and utilization technologies of pumpkin. Plant Foods for Human Nutrition, 61 (2): CANNAYANE, I. & G. RAJENDRAN Application of biocontrol agents and oil cakes for the management of Meloidogyne incognita in brinjal (Solanum melongena L.). Current Nematology, 12 (1, 2): CHEN, J., G.S. ABAWI & B.M. ZUCKERMAN Efficacy of Bacillus thuringiensis, Paecilomyces marquandii, and Streptomyces costaricanus with and without organic amendments against Meloidogyne hapla infecting lettuce. Journal of Nematology, 32 (1): CHITWOOD, D.J Phytochemical based strategies for nematode control. Annual Review of Phytopathology, 40: COSMIS, F.C., W.B. MORAES, L.N.S. SANTOS, W.B. MORES II, F.R. ALVES & W.C. JESUS JUNIOR Avaliação de sementes de mamão no manejo de Meloidogyne javanica em plantas de tomate em casa de vegetação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE NEMATOLOGIA, XXVII, Goiânia. Resumos, p. 63. DALLEMOLE-GIARETTA, R, L.G. FREITAS, W.S. NEVES, M.M. COUTINHO & S. FERRAZ Efeito de extrato aquoso de sementes de abóbora sobre a eclosão e inativação de juvenis de Meloidogyne javanica e de M. incognita. Revista Trópica Ciências Agrárias e Biológicas, 3 (1): 3-7. DALLEMOLE-GIARETTA, R., L.G. FREITAS, S. FERRAZ, W.S. NEVES, E.A. LOPES & M.M. COUTINHO Efeito da concentração de clamidósporos de Pochonia chlamydosporia var. chlamydosporia no controle de Meloidogyne javanica., 32 (3): DE LEIJ, F.A.A.M., B.R. KERRY & J.A. DENNEHY The effect of fungal application rate and nematode density on the effectiveness of Verticilllium chlamydosporium as a biological control agent for Meloidogyne incognita. Nematologica, 38: DE LEIJ, F.A.A.M., B.R. KERRY & J.A. DENNEHY Verticillium chlamydosporium as a biological control agent for Meloidogyne incognita and M. hapla in pot and microplot tests. Nematologica, 39: GAUTAM, A., Z.A. SIDDIQUI & I. MAHMOOD Integrated management of Meloidogyne incognita on tomato. Nematologia Mediterranea, 23 (2): KERRY, B.R Exploitation of the nematophagous fungal Verticillium chlamydosporium Goddard for the 96 Vol. 34(2)

7 Efeito da Farinha de Sementes de Abóbora e de Pochonia chlamydosporia no Controle de Meloidogyne javanica biological control of root-knot nematodes (Meloidogyne spp.). In: BUTT, T.M., C. JACKSON & N. MAGAN (ed). Fungi as Biocontrol Agents: Progress, Problems and Potential. CAB International, Wallingford, p KHAN, T.A. & S.K. SAXENA Integrated management of root knot nematode Meloidogyne javanica infecting tomato using organic materials and Paecilomyces lilacinus. Bioresource Technology, 61 (3): LOPES, E.A., S. FERRAZ, L.G. FREITAS & P.A. FERREIRA Controle de Meloidogyne javanica com diferentes quantidades de torta de nim (Azadirachta indica). Revista Trópica, 1 (2): LOPES, E.A., S. FERRAZ, L.G. FREITAS, P.A. FERREIRA & D.X. AMORA Efeito da incorporação da parte aérea de mucuna preta e de tomateiro sobre Meloidogyne incognita e M. javanica., 29 (1): MIAN, I.H. & R. RODRÍGUEZ-KÁBANA. 1982a. Organic amendments with high tannin and phenolic contents for control of Meloidogyne arenaria in infested soil. Nematropica, 12 (2): MIAN, I.H. & R. RODRÍGUEZ-KÁBANA. 1982b. Soil amendments with oil cakes and chicken litter for control of Meloidogyne arenaria. Nematropica, 12 (2): MOURA, R.M Gênero Meloidogyne e a meloidoginose. Parte I. Revisão Anual de Patologia de Plantas, 4: NICO, A.I., R.M. JIMÉNEZ-DÍAZ & P. CASTILLO Control of root-knot nematodes by composted agroindustrial wastes in potting mixtures. Crop Protection, 23 (7): RODRÍGUEZ-KÁBANA, R Organic and inorganic nitrogen amendments to soil as nematode suppressants. Journal of Nematology, 18 (2): RODRÍGUEZ-KÁBANA, R. & G. MORGAN-JONES Biological control of nematodes: Soil amendments and microbial antagonists. Plant and soil, 100 (1-3): TAYLOR, A.L. & J.N. SASSER Biología, Identificación y Control de los Nematodos de Nódulo de la Raíz. (Especies de Meloidogyne). Artes gráficas de la Universidad del Estado del Carolina del Norte, Raleigh (NC) EUA, 111 p. 97