Desenvolvimento de fitonematoides - efeitos da temperatura e umidade

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Efeitos da temperatura e umidade do solo no ciclo de vida de fitonematoides e implicações desses aspectos para o parasitismo e manejo integrado de fitonematoides.

*Apresentação ministrada na disciplina de Agroclimatologia, Programa de Pós-graduação em Agronomia, Universidade Estadual de Londrina.

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Desenvolvimento de fitonematoides - efeitos da temperatura e umidade

  1. 1. DESENVOLVIMENTO DE FITONEMATOIDES – EFEITOS DA TEMPERATURA E UMIDADE MSc. Giovani de Oliveira Arieira Agosto/2013
  2. 2. ESTRUTURAESTRUTURA I. Nematoides a. Posição taxonômica b. Biologia e papel ecológico no solo c. Nematoides fitoparasitas d. Nematoides e ambiente II. Umidade do solo a. Ciclo hidrológico e formas de água no solo b. Efeitos sobre o desenvolvimento dos nematoides III. Temperatura do solo a. Dinâmica da temperatura no solo b. Efeitos sobre o desenvolvimento dos nematoides V. Implicações no manejo de nematoides
  3. 3. NEMATOIDESNEMATOIDES
  4. 4. Posição taxonômicaPosição taxonômica Reino: Animalia Sub-reino: Eumetazoa Filo:Nematoda Classes: Secernentea Subclasse Rhabditia Subclasse Spiruria Subclasse Diplogasteria Subclasse Tylenchia Adenophorea Subclasse Enoplia Subclasse Chromadoria
  5. 5. Grupos tróficosGrupos tróficos  Fitófagos (fitoparasitas)  Bacteriófagos  Micófagos/Fungívoros  Predadores/Carnívoros  Ingestores de substrato  Algívoros  Parasitas de animais  Onívoros
  6. 6. Ecologia: funções no soloEcologia: funções no solo  Regulação das taxas de transformações;  Transporte de micro-organismos;  Efeito regulador sobre populações microbianas;  Regulação da mineralização de nutrientes;
  7. 7. Ciclo de vidaCiclo de vida Ovo Juvenil Adulto
  8. 8. Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas  Vetores de vírus.  Abertura de entrada para fungos e bactérias.  Parasitismo direto (ação traumática, espoliadora e tóxica)
  9. 9. Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas Potencial associativo entre M. incognita e F. oxysporum f.sp. vasinfectum em causar murcha do algodoeiro. Meloidogyne incognita Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum Percentual de plantas com murcha Ausente Ausente 0,0 Presente Ausente 1,2 Ausente Presente 2,5 Presente Presente 69,0 Fonte: Bell (1959) apud Ferraz et al. (2010)
  10. 10. Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas
  11. 11. Nematoides fitoparasitasNematoides fitoparasitas
  12. 12. Relações patógeno-hospedeiroRelações patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado) Infecção Disseminação Sobrevivênci a Reprodução Colonização
  13. 13. Relações patógeno-hospedeiroRelações patógeno-hospedeiro Infecção Exsudatos radiculares Eclosão Reconhecimento do hospedeiro Migração AMBIENTE FAVORÁVEL Exsudatos radiculares Reconhecimento do hospedeiro
  14. 14. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente HOSPEDEIRO AMBIENTEPATÓGENO DOENÇA
  15. 15. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente • Embriogênese Textura  Solução  pH  Aeração  Umidade  Temperatura • Crescimento • Reprodução • Eclosão
  16. 16. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente CICLO DE VIDA MorteMorte 20o C 10o C 0o C -10o C 30o C 40o C 50o C “Coma” Torpor Ótimo Torpor “Coma” MorteMorte (?) Atividade Atividade normal Vida Adaptado de WHARTON, 2002
  17. 17. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente EMBRIOGÊNESE Para a grande maioria dos nematoides ocorre um desenvolvomento embrionário adequado na faixa de 25-30o C Umidade muito baixa no solo pode interromper ou retardar o desenvolvimento embrionário To C Usolo
  18. 18. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente ECLOSÃO Efeito intenso e variável de acordo com a espécie de nematoide Inibida em solo muito seco ou encharcado To C Usolo
  19. 19. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente ECLOSÃO  Meloidogyne javanica: Ótimo de 25-30o C (eclosão 2x mais rápida que a 20o C e 4x mais rápida que a 15o C)  Globodera pallida: Ótimo a 16o C (limites entre 8 e 30o C)  Ditylenchus dipsaci: Ótimo de 15-20o C  Heterodera zeae: Ótimo a 30o C (limite a 40o C) (Ferraz, 2009)
  20. 20. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente ECLOSÃO Temperatura ótima para eclosão de algumas espécies de nematoides. Espécies Temperatura (ºC) Aphelenchus avenae 36 Hemcicycliophora arenaria 33 Heterodera avenae 10-18 Heterodera glycines 24 Heterodera rostochiensis 20-25 Heterodera schachtii 20-25 Heterodera trifolii 17 Meloidogyne hapla 21-25 Meloidogyne javanica 30 Tylenchulus semipenetrans 30 Fonte: Dias-Arieira et al., 2008
  21. 21. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente CRESCIMENTO Ocorrem diversas faixas de temperatura, sendo variável de acordo com a região de origem do nematoide  Condição ideal entre 40 e 60% da capacidade de campo;  O metabolismo de juvenis e adultos com uma concentração inferior a 10% de oxigênio;  Estiagens prolongadas induzem anidrobiose To C Usolo
  22. 22. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente CRESCIMENTO Morte 18 - 25o C 13 - 17o C 0o C > 32o C 36 - 40o C Limite de atividadeÓtimo Limite de atividade Morte Zonas Temperadas (Ferraz, 2009)
  23. 23. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente CRESCIMENTO Morte 24 - 30o C 15 - 22o C 5 - 10o C > 35o C 40o C Limite de atividadeÓtimo Limite de atividade Morte Zonas Tropical e Subtropical (Ferraz, 2009)
  24. 24. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente REPRODUÇÃO Faixa ótima onde ocorre a maior ovoposição. Pouco efeito da umidade do solo. To C Usolo
  25. 25. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente REPRODUÇÃO Temperaturas ótimas para a ovoposição de diversos fitonematoides. Espécie Temperatura ótima (o C) Meloidogyne javanica 27 - 30 Meloidogyne hapla 20 -25 Pratylenchus brachyurus 28 - 30 Rotylenchulus parvus 28 - 30 Ditylenchus dipsaci 18 - 22 Thylenchorrynchus annulatus 28 - 30 Fonte: Ferraz, 2009
  26. 26. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente EMBRIOGÊNESE ECLOSÃO CRESCIMENTO REPRODUÇÃO Baixa umidade Interrupção Inibição Retardamento - Alta umidade - Inibição - - Temperatura baixa - Inibição Morte ou inibição Redução Temperatura alta Interrupção Inibição Morte ou inibição Redução
  27. 27. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente Flutuação populacional de juvenis de Meloidogyne javanica em vinhedos, em Bien Donné. (Loubser e Meyer, 1987).
  28. 28. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente  Adaptações fiosiológicas QUIESCÊNCIA: Redução do metabolismo  Movimentação reduz ou cessa;  Desenviolvimento pára;  Metabolismo lento, mas detectável CRIPTOBIOSE: Cessassão do metabolismo  Adaptações físicas (morfológicas) ANIDROBIOSE: Espiralização dos nematoides ESTÁDIO DUERLARVAL: Manutenção da cutícula da fase anterior (J2  J3) SENESCÊNCIA: Processos normais no ciclo de vida
  29. 29. Nematoides e ambienteNematoides e ambiente Adaptações metabólicas e ciclo de desenvolvimento dos nematoides. (Ferris et al., 2002)
  30. 30. UMIDADE DO SOLOUMIDADE DO SOLO
  31. 31. Ciclo hidrológicoCiclo hidrológico
  32. 32. Água no soloÁgua no solo  Água gravitacional Relacionada aos poros maiores (6-30µm), é retida no solo com pouca energia.  Água higroscópica Água adsorvida às partículas do solo, especialmente argila.  Água capilar Água retida nos poros ou nas partículas com potencial entre - 0,01 e - 3,1 MPa.
  33. 33. Água no soloÁgua no solo
  34. 34. Inundação do soloInundação do solo Estádios de desenvolvimento e número total de nematóides penetrados nas raízes de plantas de arroz irrigado mantidas sob condições de solo drenado e saturado. (Steffen et al., 2007).
  35. 35. Revolvimento do soloRevolvimento do solo  Morte pela dessecação de ovos e juvenis  Uso de grade aradora na profundidade de 30cm  redução de 54% dos juvenis de Meloidogyne javanica no solo (Dutra e Campos, 1998).  Revolvimento do solo e irrigação:  Eclosão dos ovos.  Dessecação ou perda das reservas corporais (50-60%)  Redução de juvenis de M. javanica em feijoeiro (Dutra e Campos, 2003) e M. incognita em quiabeiro e alface (Dutra et al., 2003)
  36. 36. Revolvimento do soloRevolvimento do solo Efeito do revolvimento do solo sobre (A) a produção de feijão (kg/ha), aos 90 dias após a semeadura e (B) a população de J2 de M. incognita (juvenis/g de solo), aos 45 dias após o plantio. A B Adaptado de Campos et al., 2005
  37. 37. TEMPERATURA DO SOLOTEMPERATURA DO SOLO
  38. 38. SolarizaçãoSolarização  Desinfestação do solo por meio da energia solar, com a cobertura do solo com filme plástico transparente.  A eficiência depende: tipo de solo, duração do tratamento e radiação solar.  Utilização de camada dupla de filme aumenta a temperatura do solo:  60o C (Raymundo, 1985)  72o C (Stapleton e Fergunson, 1996)  LaMondia e Brodie (1984): Globodera pallida  100% de redução a 5 cm  59% de redução a 15 cm
  39. 39. SolarizaçãoSolarização
  40. 40. SolarizaçãoSolarização Adaptado de Ferraz et al., 2010 Nematoide Cultura Tempo Local Resultado Referência (dias) Meloidogyne incognita e M. javanica Pepino 35 Irã Redução de 52% na incidência Esfahani, 2008 M. incognita Raça 1 Cynara cardunchulus 49 Itália Redução superior a 80% Di Vito et al., 2005 Meloidogyne, Pratylenchus, Tylenchulus, Tylenchorhynchus - 60 Croácia Redução superior a 90% Ostrec e Grubisic, 2003 M. javanica Quiabo 139 Brasil (SP) Redução de 82,7% no número de galhas Bettiol et al., 1996 M. javanica Tomate 42 Marrocos Redução de 99% na população Eddaouli e Ammati, 1995 Globodera rostochiensis Batata 62 Omã Redução de 95% da população Mani et al., 1993 Meloidogyne spp. Berinjela 30 Sudão Controle de 64 a 100% Braun et al., 1987 Helicotylenchus, Pratylenchus lobatus e Rotylenchus incultus Feijão 40 Síria Controle superior a 90% Sauerbom e Saxena, 1987 M. xenoplax Cenoura 21 EUA Controle de 67 a 86% Stapleton et al., 1985 Pratylenchus thornei Batata 31 Israel Controle de 80 a 100% Katan, 1984 Globodera rostochiensis Batata 63 EUA Controle de 95% da população LaMondia e Brodie, 1984 Rotylenchulus reniformis Alface 42 EUA Controle de 77 a 99% Heald e Thomas, 1983
  41. 41. SolarizaçãoSolarização Efeito da solarização do solo nas populações de nematóides fitoparasitos e saprófitas (Seropédica, RJ, 1998).(Silva et al., 2006)
  42. 42. SolarizaçãoSolarização Médias de abundância total de nematóides e de nematóides saprófitas por kg de solo na época 2 (após a solarização), para as condições com e sem solarização. Brasília, UnB-FAV, 2005. (Silva et al., 2006)
  43. 43. SolarizaçãoSolarização População final de Meloidogyne spp. na colheita da alface, nas condições solarizado e não solarizado em cada adubação.. Brasília, UnB-FAV, 2005. (Silva et al., 2006)
  44. 44. SolarizaçãoSolarização Temperaturas médias (ºC) do solo dentro dos sacos plásticos pretos e transparentes, observadas a diferentes horas durante o período de solarização. Fortaleza-CE, 2003. (Santos et al., 2006)
  45. 45. Coletor solarColetor solar  Deve ser exposto para a face norte e a um ângulo de inclinação semelhante à latitude local acrescida de 10o .  Temperaturas entre 70 e 80o C (Ghini, 1997). Redução de populações de Meloidogyne arenaria, M. javanica, M. incognita e M. hapla aos mesmos níveis do brometo de metila após 2 dias de tratamento (Randig et al., 1998).
  46. 46. Coletor solarColetor solar Temperaturas máximas do ar, do coletor solar e da solarização e insolação no período de 12/01 a 11/02 de 1996. (Randig, 1998).
  47. 47. Coletor solarColetor solar Número de massas de ovos, produção de matéria seca da parte aérea (MSPA) e stand final de plantas de alface e tomate após 45 dias de cultivo em substrato desinfestado. (Adaptado de Randig, 1998).
  48. 48. Termoterapia do soloTermoterapia do solo  Uso de vapor (20-40 cm) com temperaturas acima de 45o C:  Desvantagens: Eliminação de organismos antagonistas (Westphal e Becker, 2001).  Toxidez de amônia e manganês (Neog e Bora, 1999).
  49. 49. Termoterapia do soloTermoterapia do solo
  50. 50. Número de gerações e FRNúmero de gerações e FR Dias requeridos para penetração, desenvolvimento e reprodução dos estádios de Meloidogyne incognita raça 1 e de M. javanica em cultivares de batata, nas épocas seca e chuvosa no campo. (Charchar et al., 2009)
  51. 51. Número de gerações e FRNúmero de gerações e FR Número estimado de J4 de Ditylenchus dipsaci , considerando-se Tb = 14o C ; T sup = 23o C e K = 500o C. (Tenente et al., 2007).
  52. 52. MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio Direto Sistema de Plantio Direto Manutenção de temperatura e umidade na faixa ótima para os nematoides.  Favorecimento de organismos antagonistas;  Manutenção dos juvenis em atividade;  Rotação de culturas.
  53. 53. MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio Direto Culturas utilizadas como sucessão com soja e seu efeito sobre populações de nematoides no Mato Grosso do Sul. Adaptado de Inomoto et al., 2008 Culturas Nematoides Heterodera Meloidogyne Meloidogyne Rotylenchulus Pratylenchus glycines javanica incognita reniformis brachyurus Milheto Braquiárias Sorgo forrageiro Pé-de-galinha Nabo forrageiro Girassol Milho Sorgo granífero Algodão
  54. 54. MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio Direto Culturas utilizadas como rotação com soja e seu efeito sobre populações de nematoides no Mato Grosso do Sul. Adaptado de Inomoto et al., 2008 Culturas Nematoides Heterodera Meloidogyne Meloidogyne Rotylenchulus Pratylenchus glycines javanica incognita reniformis brachyurus Algodoeiro Milho Sorgo forrageiro Cana-de-açúcar Amendoim Feijoeiro Caupi Mandioca Arroz C. spectabilis           C. breviflora           C. juncea           Mucunas           Guandu          
  55. 55. MIN X Plantio DiretoMIN X Plantio Direto Reprodução de Rotylenchulus reniformis em diferentes sistemas de cultivo de soja. (Asmus, 2009)
  56. 56. CONCLUSÃOCONCLUSÃO  A temperatura e a umidade do solo afetam todas as fases de desenvolvimento de nematoides;  A temperatura, principalmente alta, é o principal fator limitante;  Esses efeitos são variáveis quanto à espécie e à fase do ciclo de vida;  O conhecimento das dinâmicas populacionais de nematoides e suas relações com a temperatura e umidade no solo é fundamental para a seleção e potencialização de medidas de manejo.
  57. 57. REFERÊNCIASREFERÊNCIAS FERRAZ, S., FREITAS, L.G., LOPES, E.A., DIAS-ARIEIRA, C.R. Manejo sustentável de fitonematoides. 2010. LAVELLE, P., SPAIN, A.V. The soil microclimate. In: LAVELLE, P., SPAIN, A.V. Soil ecology. 2001. LEE, D.L. Behaviour. In: LEE, DL. The biology of nematodes. 2002. LUC, M.; SIKORA, R. A.; BRIDGE, J. Plant parasitic nematodes in subtropical and tropical agriculture. 2005. TIHOHOD, D. Nematologia agrícola aplicada. 1993. WHARTON, D.A. Nematode survival strategies. In: LEE, DL. The biology of nematodes. 2002. WOMERSLEY, C.Z., WHARTON, D.A., HIGA, L.M. Survival biology. In: PERRY, R.N., WRIGHT, D.J. The physiology and biochemistry of free-living and plant-parasitic nematodes. 1998. Sociedade Brasileira de Nematologia http://www.nematologia.com.br OBS:  As imagens contidas nessa apresentação foram obtidas da internet. Caso haja restrições quanto  à sua 
  58. 58. giovaniarieira@yahoo.com.br Twitter: @arieira_giovani

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