CONTROLE E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS. Arthur Arrobas Martins Barroso

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1 CONTROLE E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS Arthur Arrobas Martins Barroso

2 O que é uma planta daninha? Uma planta crescendo onde não é desejada e em competição com a planta cultivada Dicionário Oxford, 2018.

3 Problemas Redução de Produtividade Elevação Custos de Controle

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5 PREVINIR? CONTROLAR? ERRADICAR? MANEJAR? Prevenção Impedir contaminação de novas áreas Controle - Técnicas para limitar as infestações e minimizar a competição Erradicação Eliminação todas as plantas e sementes Manejo Combinação técnicas de prevenção, erradicação e controle para manejar plantas daninhas

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7 1. CONTROLE PREVENTIVO Práticas que visem o impedimento da introdução e estabelecimento de espécies Decorre de aspectos técnicos ou legais Ex: Limites e proibições de semente em lotes de produção e mudas comerciais. Em geral espécie nocivas (de difícil erradicação, prejudiciais à cultura e ao seus produtos).

8 Aspectos técnicos Cooperação produtores Uso sementes boa qualidade Limpeza completa de máquinas Inspeção de mudas e gramados Limpeza canais de irrigação Limpeza carreadores e bordas propriedade Animais adquiridos em quarentena Prevenção da produção de sementes por plantas já existentes Programas Educacionais Reconhecer daninhas, inspeção áreas produtoras

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10 Aspectos legais Programa Zero Tolerância Amaranthus palmeri USA Programas de contaminação em sementes

11 Sementes nos Estados Unidos Cada Estado tem sua lei. Porém um terço não regulariza (não penaliza). Sementes no Brasil IN 30/2008 e IN 46/2013 Espécies de sementes nocivas toleradas e proibidas na produção, comercialização e no transporte de sementes nacionais e importadas para forrageiras de clima tropical e demais.

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14 1. CONTROLE PREVENTIVO

15 2. CONTROLE MECÂNICO Pontos negativos Dependem do clima e são não-seletivas Arranque e Capina manual Mais utilizada na agricultura familiar e em catação/coroamento Cultivo mecanizado Preparo do solo. Arados, grades. Cultivadores. Quebra-lombo ou junto com fertilização após corte Roçada manual e mecanizada Muito usada em perenes. Roçadora ecológica. Ambientes público, rodovias e carreadores

16 Uso de cultivadores Cultivo nas entrelinhas Cultura muito bem implantada Densidade de plantas daninhas não muito alta Plantas daninhas pequenas Plantas daninhas com reprodução vegetativa tendem a não ser controladas Questão da noite. Cultivo de dia elevou entre 70 a 400% a germinação de plantas daninhas (Scopel et al., 1994; Buhler and Kohler, 1994). Folhas largas com sementes pequenas

17 Uso de cultivadores Reduzido devido a adoção do plantio direto Espécies beneficiadas com a ausência do cultivo - Bianuais - Espécies perenes Porém utilizado na agricultura familiar, principalmente na Europa na produção de alimentos orgânicos

18 Uso de Roçadoras Remoção da parte aérea das plantas Impede chuva de sementes e diminui reserva energética da planta Estratégia utilizada para diminuir a biomassa da planta e na aplicação de herbicidas, levar mais do ingrediente ativo às raízes. Estratégia utilizada para elevar a competitividade de culturas forrageiras.

19 3. CONTROLE FÍSICO Calor, Fogo e Vapor Fogo No Brasil é proibido o uso de fogo, mas este ainda é usado em pastagens degradadas antes do preparo do solo. Problemas: Riscos ao aplicador, custo do combustível, danos a plantas cultivadas. Outros locais de difícil cultivo, como ferrovias ou para evitar invasões em florestas pelo uso controlado Calor Cobertura do solo com filme polietileno ou cobertura vegetal Cobertura durante cultivo e/ou solarização: Semente germina, mas plântula morre. Existem espécies adaptadas Poa annua Se cobertura vegetal Somam-se ao efeito físico, o químico e biológico Vapor Aplicação de vapor nas plantas. Muito menos utilizada.

20 CITEM UMA GRANDE CULTURA ONDE A COBERTURA É UTILIZADA COM SUCESSO

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22 Efeito Físico Cobertura Morta Tabela 01. Número de plantas por vaso de braquiária e capim-colchão aos 6 e 32 dias após a semeadura e matéria seca das plantas submetidas a 4 quantidades de palha de cana crua sobre o solo. Adaptado de CORREIA & DURIGAN, (2002). Palha (t/ha) Brachiaria decumbens Digitaria horizontalis 6 DAS 32 DAS Matéria seca (g) 6 DAS 32 DAS Matéria seca (g) 0 15,75 a 17,75 a 3,80 a 45,75 a 57,50 a 6,12 a 5 6,25 b 9,75 b 2,93 a 36,00 a 51,00 a 4,88 a 10 4,75 b 8,50 b 1,54 b 11,00 b 20,50 b 1,75 b 15 3,50 b 7,00 b 1,18 b 3,75 b 9,50 b 0,65 b

23 Efeito Biológico Cobertura Morta Mais microorganismos na camada superficial do solo + Sementes e plântulas fontes de energia e matéria = Deterioração e perda de viabilidade dos diversos tipos de propágulos no solo. Segundo Pitelli a instalação de Senna obtusifolia (fedegoso) é prejudicada pelo fungo Alternaria cassiae que sobrevive na cobertura morta e infecta a planta. Palha é um abrigo seguro para alguns predadores de sementes e plântulas.

24 Efeito Químico Cobertura Morta Alelopatia

25 3. CONTROLE FÍSICO Água Inundação e drenagem Inundação utilizada na cultura do arroz. Falta oxigênio as raízes das plantas e estas morrem. Algumas espécies sobrevivem, como o capim-arroz. Elimina o arrozvermelho.

26 Eletricidade 3. CONTROLE FÍSICO Utilização de descargas elétricas.

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28 4. CONTROLE BIOLÓGICO Uso de inimigos naturais (fungos, bactérias, vírus, insetos, aves, peixes, etc.) capazes de reduzir a população das invasoras e a capacidade de competição (DeBach, 1964). Em geral ineficaz se aplicada isoladamente. Muito usada no controle de espécies invasoras. Exemplos Ovinos no pastoreio de daninhas no café Controle leiteiro com Bipolaris euphorbiae (fungo) Controle Egeria spp. com tilápias e carpas

29 INOCULATIVA Introdução de um agente externo de onde a espécie é nativa. Usada em pastagens, reservas florestais e ecossistemas aquáticos. Agente não pode apresentar eficácia muito elevada Exemplos: Insetos. Eichhornia crassipes Aguapé Neochetina brushi e N eichhoriniae Pistia stratioides Alface d água - Neohydronomus affinis Peixes. Várias espécies - Carpas herbívoras não seletivas Fungos. Ageratina riparia Fungo - Entyloma compositarum Acacia saligna Fungo - Uromycladium tepperianum

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31 INUNDATIVA e AUMENTATIVA Fungos, bactérias e vírus usadas como agentes de biocontrole pela aplicação mássica de doses do inóculo do patógeno. Aplicações em regularmente em área total ou regularmente em parte da área. Estratégia a ser usada em áreas cultivadas Ex: Fungo Phytophtora palmivora DeVine 1981 Controle Morrenia odorata Fungo ativo por anos, acabou com as vendas. Fungo Colletotrichum gloeosporioides Collego 1982 Controle Angiquinho Fungo Sclerotinia sclerotiorum Controle de dente de leão em gramíneas. Vírus mosaico tabaco Solvinix Controle de Solanum viarum Joá-bravo.

32 Angiquinho

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34 Gaffke et l., Uso de semioquímicos Alta densidade de insetos X Baixa densidade insetos BL Testemunha PH Feromônio PHL Feromônio + Compostos da planta PL Compostos da planta Diorhabda carinulata Besouro que ataca folhas de Tamarix spp.

35 5. CONTROLE CULTURAL O mais importante dos controles. Tem por objetivo fazer com que a cultura manifeste seu máximo potencial produtivo A. Preparo do solo Revolvimento do solo. Cobertura do solo. Fertilidade do solo. B. Rotação e Consorciação de culturas Altera as comunidades infestantes predominantes pois usa diferentes métodos de controle. Ex: Utilização da soja intercalada com a cana-de-açúcar, utilização de culturas de inverno.

36 C. Escolha das cultivares, época e densidade de semeadura Fechamento da cultura, sombreamento do solo. Densidade de semeadura. Cultivar mais agressiva. Olhar recomendação de zoneamento agrícola. D. Irrigação Pode ser utilizada para estimular a germinação de sementes visando posterior destruição de plântulas, assim como auxiliar na ação de herbicidas residuais que necessitem de umidade. E. Controle de Pragas e Doenças A sanidade das culturas é fundamental para seu desenvolvimento.

37 Cultivar

38 Cultivar e época semeadura

39 Cultivar Produtividade estimada dos feijoeiros após 102 dias nas diferentes convivências com plantas daninhas, Barroso & Alves (2008). Planta Daninha Produtividade Estimada (Kg/ha) Rubi Carioca Tiririca 2305,81 A ab 2180,82 A ab Caruru-de-mancha Capim-colchão Nabiça Capim-pé-de-galinha Picão-preto Testemunha 685,97 A b 611,28 A b 3123,04 A a 1603,44 B b 3742,88 A a 1941,13 B ab 3823,89 A a 1792,45 B ab 3719,46 A a 1946,13 B ab 3915,44 A a 3461,38 A a

40 Predação sementes Menor longevidade

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42 6. CONTROLE QUÍMICO Herbicidas Aplicação de produtos químicos, naturais ou sintéticos, que visa interferir nos processos fisiológicos e bioquímicos dos vegetais, acarretando sua morte e/ou redução do seu desenvolvimento. Porque passou a ser a medida mais utilizada Seletividade de controle Controle rápido, prático e eficiente em grandes áreas Pode ser usado mesmo em épocas chuvosas Menor dependência de mão-de-obra Reduz danos a estrutura do solo Permite cultivo mínimo e plantio direto Permite melhor arranjo de plantas da cultura

43 Desvantagens Eventuais poluições ambientais, intoxicação humana e animal Resíduos nos alimentos Resíduos em culturas subsequentes Danos a culturas próximas Seleção de plantas resistentes Exigem conhecimento técnico para aplicação

44 Classificação A. Absorção Aplicados no solo ou nas folhas B. Atividade Sistêmicos ou de contato C. Seletividade - Não-seletivos ou seletivos D. Aplicação - Dessecação, PPI (Pré Plantio Incorporado), Pré (Pré-emergência da cultura e das plantas daninhas), Pós (Pós-emergência da cultura e das plantas daninhas) E. Mecanismos de ação Inibidores da ESPSP, Inibidores da GS, etc.

45 Relatório Anvisa

46 Herbicidas?

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50 Fonte: Andreotti et al., 2018 Oxford Journals

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53 Mas porque não estamos falando disso?

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55 7. NOVAS E FUTURAS ESTRATÉGIAS Westwood et al., The future of weed science

56 Herbicidas 1) Químicos Tradicionais Sem novo mecanismos de ação há 30 anos. Novo mecanismo? (Bomgardner, 2016). Drogas contra malária com ação herbicida inibindo a germinação e a divisão celular MMV (Corral et al., 2018).

57 (Corral et al., 2018)

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59 Devemos nos preocupar? Evans CM. Characterization of a novel five-way resistant population of waterhemp (Amaranthus tuberculatus). MS thesis, Crop Sciences, University of Illinois, Urbana, IL (2016) Quantos mecanismos registrados na soja nos EUA? 6

60 Produtividade atingida por unidade de pesticida usado Vamos perder algum herbicida ou mecanismo de ação? Registro temporário de herbicidas? Davis e Frisvold, 2018

61 Herbicidas 2) Novos alvos e biopesticidas Novas proteínas alvo específicas? Difícil Biopesticidas Caros, tóxicos ou propriedades físico-químicas ruins Pesticidas de microorganismos ou plantas Baixa exploração de organismos até hoje - POTENCIAL Marrone Bio Innovations microrganismos e 350 plantas

62 B. TIMP Técnicas Inovadoras de Melhoramento de Precisão ou New breeding Technologies (NBTs) Técnicas que se baseiam nos mesmos princípios de seleção e aprimoramento usados há milhares de anos por agricultores e pesquisadores. Mais baratas, precisas e rápidas Exemplos: Enxertia em porta-enxerto geneticamente modificado Edição genética por meio de CRISPR/Cas-9 Silenciamento gênico através de RNAi Melhoramento reverso

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64 RNAi RNA interferente Mecanismo exercido por moléculas de RNA complementares a RNAs mensageiros, o qual inibe a expressão gênica na fase de tradução. Efeitos Morte da planta ou reversão da resistência Dificuldades: Benefícios: Nenhuma publicação científica Como introduzir esse RNA em plantas? Específico Não poluente Não transgênico Apelo biológico

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67 CRISPR/Cas-9 Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Espaçadas. Cas-9 é uma nucleasse que é guiada até o DNA que se deseja modificar. RNA reconhece o DNA exógeno específico e guia nucleases, enzimas que irão clivas e eliminar o DNA invasor. Possibilita manipulação genética sem a transferência de genes de outra espécie. Por exemplo: Poderia superexpressar a enzima EPSPs e causar resistência. Ou subexpressá-la e tirar a resistência de plantas daninhas. Pode causar mutações na enzima e alterar sua tolerância ao herbicida. Pode reduzir a defesa de plantas ao ataque de patógenos.

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70 Tecnologia CRIPR/Cas 9 Esquerda Milho tolerante a chlorsulfuron Direita Milho selvagem

71 Fosfito Fosfito é tóxico a planta Solução Culturas que metabolizem o fosfito à fosfato López-Arredondo DL 1, Herrera-Estrella L, 2012.

72 C. Agricultura de Precisão

73 Porque reconhecer espécies? Distinguir espécies boas e más. Recomendação de herbicidas. Mudanças de flora com mudanças climáticas e pressões de seleção. Número reduzidos taxonomistas. Extensão territorial brasileira. Como identificar espécies? Livros? Sites? Programas? Inteligência Artificial Inteligência humana. Acurácia de até 92%.

74 Plantas Daninhas

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77 Harrington Seed Destructor Destroi a te 90% das sementes de Lolium rigidum e Raphanus raphanistrum Destruidor sementes (WLASH et al., 2012).

78 Robôs Cana de Açúcar NATIVE Robô que machuca as plantas

79 Cultivadores de solo e de entrelinhas Robovator intrarow e Blue River Technology

80 D. Biologia e Manejo Culturas mais competitivas Plantas cegas? Tratamento de sementes? Exemplos de inseticidas neonicotinoides como thiamethoxam (redução H 2 O 2 ) Afifi M, Lee E, Lukens L, Swanton C (2015a) Maize (Zea mays) seeds can detect above-ground weeds; thiamethoxam alters the view. Pest Manag Sci 71: Kim HW, Amirsadeghi S, McKenzie-Gopsill A, Afifi M, Bozzo G, Lee EA, Lukens L, Swanton CJ (2016) Changes in light quality alter physiological responses of soybean to thiamethoxam. Planta 244:

81 Powles, DIVERSITY

82 Reduzir Densidade Reduzir Danos Prevenir mudanças na comunidade Rotação Cobertura Preparo solo Mulching Predação sementes Arranjo cultural Fertilidade solo Intercropping Cultivar Diversidade Monitoramento Catação Liebman & Gallandt, 1997