O uso de abelhas no controle biológico de pragas: menos pesticidas e alimentos mais seguros e saudáveis

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1 UFC O uso de abelhas no controle biológico de pragas: menos pesticidas e alimentos mais seguros e saudáveis Breno M. Freitas PEC Nordeste 2014 Fortaleza - CE

2 Introdução Parceiros Peter Kevan Professor Emérito da University of Guelph, em Guelph, Canadá. Especialista em polinização, polinizadores manejados e silvestres e polinização agrícola. Coordenador da Iniciativa canadense dos Polinizadores e gestor do Instituto Arthur Dobbs. Professor Emérito da University of Guelph, em Guelph, Canadá. Especialista no uso de polinizadores manejados para distribuir agentes de controle biológico contra pragas e doenças. John Sutton Professor da Universidad de las Américas, em Puebla, México. Especialista em polinização agrícola e na produção de café. Carlos Vegara

3 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico (TPVCB): Base científica As abelhas já haviam demonstrado a capacidade de outras carregar partículas microscópicas além de grãos de pólen, como esporos de fungos e bactérias. Podemos usar essa cpacidade para distribuir agentes de controle biológico de pragas?

4 Milkweeds, Metschnikowia & Polinizadores Infecção por Metschnikowia previne a germinação do pólen: Controle biológico potencial?

5 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico (TPVCB): desde 1990 CREDITS: GCREC-Dover Podridão cinzenta em morango Primeiros experimentos com abelhas como vetores de agentes de controle biológico usaram: Apis mellifera como vetor Fungo antagonista a Podridão cinzenta em morangos & rframboesas

6 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico (TPVCB): Histórico O fungo antagonista distribuído por Apis mellifera nos morangos resultou em um controle da podridão cinzenta equivalente a da aplicação de fungicidas comerciais. Aplicação pelas abelhas do agente fúngico de controle biológico em morango

7 Abordagem bombardeiro B52

8 B52 e o Biocontrole de Patógenos de Plantas Cultura Patógeno Agente Vetor Res Referência Pomáceas (maçã, pera, etc.) Morango Framboesa Morango Fogo bacteriano Podridão cinzenta Podridão cinzenta Podridão cinzenta Pseudomonas Apis + Thomson et al. 1992;Johnson et al Clonostachys Apis + Peng et al Clonostachys Apis & Bombus + Yu & Sutton 1997 Trichoderma Apis + Maccagnani et al Morango Podridão cinzenta Trichoderma Apis & Bombus + Kovach et al Mirtilo Mummy berry Bacillus subtilis Apis + Dedej et al Canola Sclerotinia vários Apis n/a Israel & Boland 1992

9 B52 e o Biocontrole de Insetos Pragas Cultura Praga Agente Vetor Resultado Referência Trevo Helicoverpa NPHV Apis + Gross et al Canola Besouro do pólen Metarhizium Apis + Butt et al Girassol Mariposa Bt kurstaki Apis + Jyoti & Brewer 1999 Canola Lygus (TPB) Beauveria Apis + Al-Mazra awi et al a,b Pimentão Lygus (TPB) Beauveria Bombus + Pimentão WF Thrips Beauveria Bombus + Pimentão Afídeo GP Beauveria Bombus +

10 B52 e o Biocontrole de Insetos Pragas Cultura Praga Agente Vetor Resultado Referência Pimentão Lygus (TPB) Beauveria Bombus + Kapongo et al. 2005, 2006, Pimentão Mosca branca Beauveria Bombus Pimentão Afídeo GP Beauveria Bombus + Tomate Lygus (TPB) Beauveria Bombus + Tomate Mosca branca Beauveria Bombus + Tomate Afídeo GP Beauveria Bombus +

11 B52 e o Biocontrole de Insetos Pragas e Patógenos de Plantas juntos Cultura Praga + Patógeno Agente Vetor Resultado Referência Tomate Mosca branca + Podridão cinzenta Pimentão Lygus (TPB) + Podridão cinzenta Beauvaria + Clonostachys Beauvaria + Clonostachys Bombus +, + Kapongo et al. Bombus +,+ 2005, 2006, 2008

12 Por que a abordagem polinizador-vetor? As abelhas normalmente colocam o inóculo precisamente nas flores da cultura; As abelhas forrageiam na cultura diariamente, portanto levam o inóculo para as novas flores continuamente; Custo barato e efetivo; As abelhas aumentam a polinização das culturas resultando em melhores colheitas e qualidade dos frutos.

13 Formulação do Agente de Controle Biológico Os agentes de controle biológico comercializados são altamente concentrados: e.g. 2 x conidia de Beauveria bassiana/grama do produto (Botanigard ) Deve ser misturado com um produto inerte adequado Experimentos com talco, farinhas, argila, calcário, etc Melhor resultado com farinha de milho finamente moído (fubá) O talco é o mais irritante para as abelhas e elas se escovam para removê-lo do corpo.

14 Apis mellifera, Beauveria bassiana, besouro Lygus e canola: cultura em campo A tecnologia do polinzador-vetor com o fungo B. bassiana foi usada contra o besouro listrado Lygus lineolaris (TPB) em canola. TPB em flor de canola

15 Experimento com a canola Gaiolas teladas foram colocadas sobre as plantas de canola em florescimento. Um núcleo de Apis mellifera foi colocado dentro de cada gaiola.

16 Experimento com a canola Cada núcleo foi equipado com um dispensor do inóculo.

17 Experimento com a canola As abelhas passavam pelo dispersor e levavam o inóculo para as flores de canola nas quais forrageavam por pólen e néctar.

18 Experimento com a canola As abelhas, as flores e folhas de canola e o besouro Lygus (TPB) foram amostrados em dois dias para avaliar a disseminação do agente de controle biológico e a mortalidade da praga.

19 Percentagem Resultados do experimento de canola Percentagem de Apis mellifera, flores, folhas e TPB com densidades dectáveis de Beauveria bassiana coletadas das plantas de canola engaioladas com as abelhas e B. bassiana Apis mellifera Flores Folhas TPB Honey bees Flowers Leaves TPB Inseto ou planta 1st 1a sampling amostragem date 2nd 2a amostragem sampling date

20 % mortalidae Resultados da mortalidade do besouro Lygus (TPB) na canola Mortalidade do besouro Apis mellifera + Beauveria Bees + Beauveria Apis mellifera + Beauveria inativada Bees + inactivated Beauveria Controle Control Tratam entos 1st 1a amostragem sampling date 2nd 2a amostragem sampling date

21 Uso de Clonostachys na polinização de mirtilo por Bombus para o controle da podridão cinzenta e mumificação dos frutos Produção orgânica Fazenda Blueberry livre de pesticidas, experimentos entre

22 Clonostachys nos polinizadores de mirtilo para o controle da mumificação dos frutos e a podridão cinzenta Mumificação dos frutos suprimida Move das folhas para as flores usando os polinizadores Ciclo de vida quebrado! Podridão cinzenta suprimida

23 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico: Girassol Mariposa listrada do girasssol adulto larva Bacillus thuringiensis kurstaki (Bt) disperso por Apis mellifera em cultivo de girassol para controlar a mariposa listrada do girassol (Jyoti & Brewer 1999 in North Dakota)

24 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico: Girassol Capítulos de girassol híbrido 894 tratados com Bacillus thuringiensis (média de 2 anos) Método de Aplicação de BT Sementes danificadas (%) Sementes vingadas (%) Conteúdo de óleo (%) Produção (g) Apis mellifera Spray Controle Joyoti & Brewer, 1999

25 Tecnologia do Polinizador-Vetor para o Controle Biológico: Girassol Ontário 2011 Plantio orgânico de girassol; Bombus como vetores de polinização; Mariposa listrada controlada com Bt.; Podridão do capítulo devido a Sclerotinia controlada com Clonostachys; 40% aumento na colheita, mais sementes e maiores.

26 Dano causado pelo besouro Lygus no pimentão Abelhas Bombus, B. bassiana, besouros Lygus, thripes e pimentão. O mesmo procedimento foi usado contra Lygus e thrips das flores (WFT) em cultivo protegido de pimentão usando abelhas Bombus comp vetores. WFT adult Thrips das flores Lygus adulto

27 Culturas de cultivo protegido: Tomate, Pimentas, Beringela

28 Experimento com pimenta em casa de vegetação Gaiolas teladas colocadas dentro de uma casa de vegetação. Pimenteiras cultivadas em jarros dentro de cada gaiola.

29 Experimento com pimenta em casa de vegetação Colmeia de Bombus colocada dentro da gaiola.

30 Experimento com pimenta em casa de vegetação Cada colmeia de Bombus foi equipada com um dispensor de inóculo. O inóculo era colocado dentro de uma bandeja removível.

31 Experimento com pimenta em casa de vegetação Operária de Bombus passando pela bandeja do dispersor contendo o inóculo. Operária de Bombus saindo do dispersor carregando o inóculo.

32 Experimento com pimenta em casa de vegetação: amostragem Lygus, thrips, Bombus, flores e folhas foram coletadas para avaliar as taxas de aquisição e infecção do inóculo. Indivíduos de Lygus foram amostrados, colocados em recipientes e monitorados em função da mortalidade.

33 Experimento com pimenta em casa de vegetação: processo de monitoramento Esterilização da superfície de Lygus para determinar os níveis de infecção interna. Indivíduos de Lygus foram mantidos em placas de Petri e laimentados com alface orgânico para determinar a mortalidade.

34 Experimento com pimenta em casa de vegetação: processo de monitoramento Cada Lygus morto era mantido em papel de filtro úmido em placas de Petri e mantidos no escuro por sete dias para monitorar doenças (micoses). Quando um Lygus morto apresentava o micélio branco do fungo, então ele era confirmado como morto por Bauveria bassiana.

35 Percentagem Resultados da Casa de Vegetação: mortalidade de Lygus Percentagem de Bombus, flores, folhas e TPB com densidades detectáveis de B. bassiana colectadas das plantas de pimenta engaioladas com Bombus e B. bassiana Bombus Flores Folhas TPB Bumble bees Flowers Leaves T PB 1a amostragem 1st sampling date Inseto ou planta 2a amostragem 2nd sampling date

36 % Mortaldade Resultados da Casa de Vegetação: mortalidade de Lygus mortalidade de TPB st Am ostragem 2nd B. Bassiana + bumble bees Bumble bees only No treatment

37 % Infecção Resultados da Casa de Vegetação: mortalidade de Thrips Lygus Taxa de infecção de WFT st Amostragem 2nd B. bassiana + bumble bees Bumble bees only No treatment

38 Co-vetores Beauveria + Clonostachys em Bombus Polinizadores Para Tomate e Pimenta em Casa de Vegetação WF = Mosca branca GM = Podridão cinza Tomate Pimenta TPB = Lygus

39 A segurança Vetor/Polinizador é importante Operárias de Apis mellifera mortas por overdose de Beauveria bassiana: uma situação que deve ser evitada.

40 Otimização da dose para maximizar o controle das pragas e minimizar o risco para o vetor Tratamentos (Beauveria g de inóculo) Lygus mortos (%) Abelhas mortas(%) 9x10 9 conidia de Beauveria/g 46.67±7.1 b 10.93±0.6 e 6.24x10 10 conidia de Beauveria/g 77.92±4.0 a 10.93±0.9 e 2x10 11 conidia de Beauveria/g 77.50±7.3 a 45.38±2.4 d Beauveria inativada por calor 11.67±0.9 c 6.10±0.4 ef Sem Beauveria, sem abelhas (Controle) 11.00±1.5 c 5.48±0.8 f Mortalidades seguidas das mesmas letras não diferem significativamente a α =.05 (ANOVA e Tukey test).

41 Otimização da dose para maximizar o controle das pragas e minimizar o risco para o vetor 6.24x10 10 conidia de Beauveria/grama do inóculo resultou em: 78% de mortalidade de Lygus, e 11% de mortalidade de Bombus (estatisticamente igual ao controle em 6%)

42 Apefeiçoando a Pesquisa & Desenvolvimento para TPVCB Outros agentes de controle 2. a. Segurança do vetor b. Compatibilidade Vetor & Agente c. Design de dispensores 3. Registro seguro para humanos/consumidores & rotulagem

43 Pesquisa pioneira canadense comercializada! Modelos de dispensores para colmeias de Bombus já são comercialzados pela BioBest & Koppert. Não é mais ficção científica!

44 Conclusões Tanto as abelhas Bombus quanto Apis disseminam com sucesso Beauvaria bassiana em cultivos de pimentas (incluindo pimentão) em ambientes protegidos e canola em campo. A disseminação de B. bassiana por abelhas reduziu os números de Lygus e Thrips no pimentão em casa de vegetação como também o primeiro na canola em campo. A disseminação de B. bassiana por abelhas reduziu os números de Lygus, Thrips, Mosca branca e afídios no tomate e pimentão em casa de vegetação. A disseminação de Clonostachys rosea por abelhas reduziu a incidência da Oodridão Cinza em morangos e framboesas produzidos no campo e pimentão e tomate produzidos em casa de vegetação. Tanto B. bassiana quanto C. rosea podem ser distribuídos pelas abelhas simultaneamente e suprimir eficientemente várias pragas e doenças em diversas culturas. A Tecnologia do Polinizdor-Vetor para Controle Biológico (TPVCB) é uma situação de ganho em todos os sentidos: promove o controle de pragas com ganhos na polinização, produtividade agrícola e alimentos mais saudáveis com a redução do uso de pesticidas.

45 Uso de abelhas manejadas para aumentar a produtividade do cafeeiro por polinização e controle de pragas e doenças Dr. Peter G. Kevan Dr. Carlos Vergara Dr. Breno M. Freitas Arthur Dobbs Institute (Canadá, México, Brasil) Workshop of the 50 th Anniversary Meeting of the International Coffee Organisation Belo Horizonte, MG, Brazil, September 2013

46 Introdução Pontos Básicos Bem conhecido: Polinização Polinizadores aumentam a produção de várias culturas; Polinizadores (Apis, Bombus e outras abelhas) podem ser manejadas para polinização; Polinizadores manejados e silvestres melhoram a colheita do café, tanto em quantidade quanto qualidade. Menos conhecido: as abelhas como biovetores Nova tecnologia usando polinizadores manejados para distribuir agentes biológicos no controle de pragas e doenças; Nova tecnologia pode ser aplicada à produção de café para melhorar a produção, tanot em quantidade quanto qualidade.

47 Introdução - Instituição Instituto Arthur Dobbs Institute (Fundado no Canadá e com representações no México e Brasil) Objetivos: Fornecer informações e conselho ao público, governo, organizações privadas, nacionais e internacionais, como também a indívíduos em todas as áreas da ecologia aplicada visando beneficiar os ecosistemas mundiais, suas funções e sustabilidade. Atuação: pesquisa, revisões, educação, manejo, conservação, política e leis. Nome: reflete a contribuição de Arthur Dobbs ( ), um historiador natural (biólogo, geólogo e astrônomo), Agrônomo, Explorador e Político na Europa e América do Norte.

48 Introdução Histórico do Projeto Histórico do projeto Prova por meio de pesquisa do conceito dos polinizadores manejados como distribuidores de agentes de controle biológico nas culturas para aumentar e melhorar a produção (desde 1990) Comercialização no Canadá e Comunidade Europeia (2012) Aplicabilidade no café Apresentação no Banco Mundial (Washington DC) (2011) Projeto submetido ao IUBS e apoiado (2012) Associação com o ICO (a partir de 2012)

49 Biocontrole por Polinizadores no Cafeeiro Colônias de Apis em Camocim MG Uma colônia pode atender 1 mihão de flores/dia! Polinização e produção Grande plantio no Equador Polinizadores Biovetores Contra as Pragas e Doenças Do cafeeiro Sim, Aplicável ao Café Agentes de Biocontrole Naturais Agentes de Biocontrole Transmitidos Continuamente Uso de produtos químicos reduzido Produtos adicionais (mel)

50 Pragas e Doenças do Cafeeiro Sujeitas ao Controle por Biovetores Polinizadores Contra a Broca do Cafeeiro Possíveis BCAs: B.t. (Dipel) Metarhizium Beauveria Contra a Ferrugem do Caffeiro Contra Ataque de Botrytis às flores & Ataque de Colletotrichum ao grão Provavelmente não! Problema bem difícil, Desculpem!!! P Possíveis BCAs: Clonostachys & outros

51 Situação do Uso de Polinizadores Biovetores Polinizadores Vetores de Agentes de Biocontrole Para a Produção e Proteção Vegetal Progresso & Potencial Apis Bombus Outros Polinizadores Manejados Comprovado Experimentalmente Demonstrado na Proteção Vegetal Comrcializado na América do Norte e Comunidade Europeia Sim Sim Experimentos Recentes no Brasil Sim Sim Necessário Ainda não Sim Não aplicável ou ainda preciso Usado no Café Equador Não Possível Para o Café.Próximos Passos.Parcerias de Pesquisa e Desenvolvimento 1. Mais experimentos usando Apis; 2. Experimentos de campo com muitos BCAs contra várias pragas e doenças 3. Desenvolver uma tecnologia prática (aplicável); 4. Empreendimento de Comércio Internacional

52 Agradecimentos Organização do PEC Nordeste 2014; Dr. Peter Kevan, Dr. John Sutton, Dr. Carlos Vergara; Alunos e funcionários que trabalharam nos experimentos; A atenção de todos vocês. UFC