ECOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS

Transcrição

1 ECOLOGIA DE PLANTAS DANINHAS

2 Sexuada Sementes Azevém, Buva, Caruru, etc

3 Reprodução Sexual Vantagens Produção genótipos variados Adaptabilidade ecológica a novos ambientes Cada semente contém uma combinação de alelos Vigor híbrido - Menor quantidade alelos deletérios Fecundação interespecífica (Ex: Buva) Menor chance de competição com os parentais

4 Reprodução Sexual Desvantagens Risco de quebrar o ciclo de plantas bem adaptada Alocação de recursos para partes sexuais Ex: Milkweed (37% dos fotoassimilados)

5 Reprodução Sexual Seleção de resistência em baixas doses Transmissão da resistência (genes dominantes ou semi-dominantes). Absorção Metabolismo F1 Absorção e Metabolismo

6 Polinização Animais

7 Polinização Vento Flores escuras, sem pétalas, sem néctar Requerem menor gasto energético para produção Correlação quantidade (Whitehead, 1983) Produzem muito pólen

8 Vento

9 Polinização Água Plantas aquáticas submersas Processo ineficiente Não é regra para aquáticas

10 Assexuada Propágulos Tiririca, Massambará, etc

11 Reprodução Assexual A reprodução assexuada se dá pela produção de novos indivíduos sem a formação de sementes ou esporos. Não combinam-se genes, e os novos indivíduos são clones da planta de origem. A reprodução vegetativa é mais comum em espécies perenes, mas algumas plantas anuais podem apresentar este tipo de reprodução (70% monocotiledôneas; 28% eudicotiledôneas) Leakey, 1981.

12 Reprodução assexuada Vantagens Tolerância as táticas de controle Desvantagens Menor número de estruturas Competitividade elevada Perpetuação de genótipos superiores Menor alcance de propágulos e menor viabilidade Diversidade genética limitada

13 Reprodução assexuada Estolão caule desenvolvido formando raízes adventícias e parte aérea na região dos nós Cynodon dactylon

14 Reprodução assexuada Rizoma caule subterrâneos que produz raízes adventícias e parte aérea Sorghum halepense

15 Reprodução assexuada Tubérculo Porção terminal de um rizoma com reservas e gemas Cyperus rotundus

16 Reprodução assexuada Bulbos Gemas subterrâneas modificadas consistindo de caule e folhas - Oxalis latifolia

17 Reprodução assexuada Rebrota caules Guanxumas, Conyza spp.

18 Somatório de Mecanismos Ex: Tiririca Tiririca (C. rotundus) sementes rizomas tubérculos bulbos basais

19 Casos particulares Trapoeraba (Commelina benghalensis) Reprodução: Sementes subterrâneas localizadas em rizomas, Partenocarpia + Germinação nós de ramos

20 Dinâmica de dissemínulos Dispersão Plantas Chuva de Sementes Propagação Vegetativa Adaptado de Vismara et al., 2007 Germinação Dormentes ou Não dormentes

21 Produção Tamanho e Número Portulaca oleraceae Ipomoea spp.

22 Produção Tamanho e Número Implicações Plantas em competição reduzem as sementes produzidas Impedir o desenvolvimento das daninhas diminui as sementes produzidas Sementes maiores com maior reserva energética Maior capacidade de emergir a grandes profundidades Maior capacidade de sobreviver a doses de herbicidas

23 Produção Tamanho e Número No crop never Lutman, 2002 Oportunidades de controle cultural Problema One year s seeding makes seven years weeding

24 DISPERSÃO TEMPO OU ESPAÇO Autocoria Abertura dos frutos ou lançamento de sementes como em Euphorbia heterophylla Alocoria Vento, água, animais, homem

25 Dispersão

26 500 km

27 Máquinas? Junior.

28 Em baixo do veículo Rew et al., 2018

29 Animais

30 Germinação Existe um pico de germinação ótima à espécie A germinação pode ocorrer no claro ou no escuro Flutuações térmicas podem estimular a germinação

31 Germinação Porque baixa germinação?

32 Germinação Desuniformidade germinação Dormência de propágulos Distribuição no perfil do solo Viabilidade

33 Sementes Dormência A semente não germina, mesmo com todas as condições ambientais favoráveis. Regulada por processos internos da semente ou processos induzidos. Função - Garante a germinação da espécie em vários fluxos Se inata Fisiológica, física, combinada, morfológica ou morfofisiológica Quiescência ou dormência induzida A semente não germina devido a condições ambientais desfavoráveis, mesmo que o embrião esteja desenvolvido e não dormente. É um processo causado por condições ambientais

34 Tipos de dormência Tipo Mecanismo Embrião Fisiológica Inibição fisiológica da germinação Desenvolvido mas presente no embrião dormente Física Tegumento da semente Desenvolvido e não impermeável à água dormente Tegumento da semente Combinada impermeável à água e mecanismo Desenvolvido e dormente de inibição fisiológica da germinação presente no embrião Morfológico Embrião em desenvolvimento Imaturo Morfofisiológico Embrião em desenvolvimento e mecanismo de inibição fisiológica da germinação presente no embrião Imaturo Blanco, 2014.

35 Akter et al., 2016

36 Banco de Sementes O enterrio de sementes pode Elevar longevidade da sementes Diminuir a predação Estimular a dormência Sendo assim, o plantio direto pode Estimular predação das sementes Estimular o controle biológico

37 A degradação também pode ocorrer via Outros insetos Bactérias Fungos Predação de daninhas por besouros

38 Propágulos Estimativa por hectare Entre 300 a 3,5 bilhões por hectare (Koch, 1969) 95% propágulos de plantas anuais 5% de perenes Viabilidade anos Papaver sp. germinando em trincheiras após a I Guerra Mundial, onde não era plantada a mais de 30 anos

39 LEVANTAMENTO DO BANCO DE DIÁSPOROS

40 Área mínima? Áreas experimentais 10 a 90 amostras Profundidade 5 primeiros cm Métodos 1. Germinação amostras

41 Métodos 2. Extração física Amostra de solo água e peneira tetrazólio nas sementes 3. Extração química Amostra de solo secagem ao ar peneira de 10 mesh retirada material inerte e agregados solução de carbonato de potássio (K2CO3). Deixa em repouso um dia, retira sobrenadante, passado em peneira de 50 mesh e colocados em papel filtro para secagem. Sementes identificadas e quantificadas. K2CO3 Eleva a densidade da solução e separa o material orgânico da parte mineral do solo

42 Número de sementes Fatia de solo de 1 m² com 10 cm de profundidade pesa em média 130 kg Número de plântulas Peso da Amostra (kg) Número de sementes viáveis por m² 130 kg 4. Modelagem Programas Mostrar em aula SeedChaser WeedCast

43 Taxa germinação Em média, 2 a 10% do banco germina por ano, o que depende muito da espécie

44 DINÂMICA DE POPULAÇÕES

45 Análise de Comunidades Fitossociologia: Densidade e Densidade Relativa Frequência e Frequência Relativa Dominância e Dominância Relativa Importância Relativa Diversidade Equitabilidade

46 Importante? Sim, identificação de problemas! Worst 10 weeds.

47 Área mínima? a) Curva de área mínima - Blanquet Jogam-se quadrados, anotam-se as espécies novas encontradas (estruturas ferro de 0,25 a 1 m²). b)valores empíricos (Ellenberg, 1974). Floresta 200 a 500 m² Pastagens 5 a 10 m² Culturas m²

48 Josias Braun-Blanquet Problema, não leva em consideração variações e ambientes com fortes interferências

49 Diferenças para agricultura Análise mais agronômica do que ecológica Áreas mais restritas Levar em consideração que a pressão de seleção ocorre de maneira muito mais intensa Seleção momentânea, muda todo ano

50 Quadrados ao acaso Espécies Área (m²) Americano - Área de ~2 m² Europeu Área de ~ 3 m²

51 Fitossociologia

52 Fitossociologia Ciência da comunidade de plantas e as relações com o ambiente e processos que modificam as comunidades. Comunidade Associações de espécies que habitam mesma área em determinado momento, que coexiste no tempo, interagindo entre si. Clements SUPERORGANISMO Mudanças abruptas Gleason - + ALEATÓRIO Independente. A ocorrência é proporcional ao estresse tolerado

53 Superorganismo? Independência?

54 Densidade Relativa De. R = De.n De.n * 100 Frequência Relativa Fq. R = Fq.n Fq.n * 100 Dominância Relativa Do. R = Do.n Do.n * 100

55 Densidade e Frequência Métodos não destrutivos. Consome muito tempo. Correta identificação - não sub nem sobrestima. Não leva em conta massa dos indivíduos. Dominância e Cobertura Dominância Preciso, porém destrutivo. Cobertura Rápida, não destrutiva, porém subjetiva.

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57 Cobertura x Desenvolvimento

58 Índice Valor de Importância (IVI) IVI = De. R + Do. R + Fq. R Importância Relativa (IR) IR. n = IVI. n IVI. n

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61 Oliveira e Freitas, 2008.

62 O que é H e E? H = Diversidade Índice de Shannon Weiner H = - [ Pi x ln (Pi)] ou Hm = - [ Mi x ln (Mi)] Pi = proporção de indivíduos da espécie i dividido pelo total de indivíduos da amostra Pode ser calculado em relação a densidade de plantas e a massa

63 SEP Shannon Weiner e proporção uniformidade SEP = H m / H SEP = 1 Ausência de seleção no ambiente Longevidade do sistema?

64 E o E?? E = Equitabilidade E = H /H max Representa quanto a comunidade está igual ou não Se igual a 1 Todos indivíduos apresentam densidades e massa semelhantes Quanto menor maior a dominância de alguma espécie.

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66 E se?

67 Área de Matologia - HERBAE Número de fazendas (blocos de produção) a serem vistoriadas de acordo com o tamanho da área de produção de cana-de-açúcar da unidade Tamanho da área Quantidade de blocos percorridos (%) Menor que ha 40 % Entre e ha 35 % Entre a ha 30 % Maior que ha 25 % Número de talhões a serem adentrados e vistoriados de acordo com o tamanho da fazenda (bloco) de produção de cana-de-açúcar Tamanho do bloco Quantidade de talhões a serem vistoriados Até 50 ha 4 De 50 a 100 ha 6 De 100 a 200 ha 8 Maior que 200 ha 10 Kuva, M.

68 ESCALA DE NOTAS PARA DIAGNÓSTICO DE PLANTAS DANINHAS 0 (zero): nenhuma planta observada 1 (um): poucas plantas (é possível quantificar numa vistoria rápida) e observadas em poucos talhões (frequência < 50%). 2 (dois): poucas plantas (é possível quantificar numa vistoria rápida) em vários talhões (frequência > 50%). 3 (três): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria rápida) em poucos talhões (frequência <50%). 4 (quatro): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria rápida) em muitos talhões (frequência > 50%). 5 (cinco): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria rápida) em todos os talhões (frequência = 100%). Kuva, M.

69 Kuva, M.

70 Kuva, M.

71 Análise composta? Multivariada Ferreira et al., 2011.

72 Kuva et al., 2008

73 Análise composta? Multivariada Componentes principais Gulden et al., 2010.

74 E após a aplicação de herbicidas? Todas análises citadas podem ser feitas após a aplicação de herbicidas Avaliação específica de controle: Escala SBCPD (Controle Visual) Escala ALAM (fitotoxicidade) Mortalidade de Plantas Biomassa seca Problemas? Análise pessoal? Problema da massa seca.

75 Munaro, 2018

76 WSSA Amaranthus palmeri Chenopodium album Conyza ssp. Ipomoea ssp. Amaranthus Cyperus Ambrosia artemisiifolia Solanum americanum

77 Weed Shifting Alterações de Comunidades Resposta a mudanças no habitat e a mudança dos fatores ambientais, como a entrada de herbicidas, fertilização, etc. 1. Solo Fertilidade do solo, ph 2. Sementes e equipamentos limpos 3. Rotação de Culturas 4. Herbicidas Maior uso, menor diversidade de espécie 5. Cultivo do solo Etc.

78 PERGUNTAS? Arthur Arrobas Martins Barroso DFF UFPR arrobas@ufpr.br