Tratamento biológico de sementes

Aliar cada vez mais os diferentes métodos de combate a doenças se torna imprescindível no cenário agrícola brasileiro. Não bastassem os aspectos ambientais, a perda de sensibilidade de patógenos a ativos e o reduzido número de novos fungicidas exigem a associação do controle biológico ao químico. Por isso a importância de conhecer o papel das ferramentas biológicas para o tratamento de sementes contra enfermidades iniciais em soja e milho.

A soja, commodity de maior importância mundialmente, tem batido recordes de produção a cada ano. Segundo a CONAB (2016) a produção desta leguminosa, na safra 2015/2016 no Brasil, ficou ao redor de 95 milhões de toneladas. Já na safra 2016/2017 a estimativa do IBGE (2017) é que sejam colhidos no país ao redor de 110 milhões de toneladas, número este que representaria um aumento de aproximadamente 15% na produção, com pequeno aumento da área cultivada, em relação à safra passada.  Sua produção foi de 16.669 milhões de toneladas na presente safra do Rio Grande do Sul, totalizando 5.499.742 hecatares de área plantada. (IBGE, 2017). O que tem sido observado nas últimas safras, principalmente em soja, é o fato de a maior parte das doenças virem junto com a semente, fazendo com que sejam a fonte de inóculo inicial das principais enfermidades que causam danos nessa cultura, assim como no milho. Nesses casos, os danos não ficam somente por conta do inóculo, mas também por aqueles causados no estande da lavoura, que dependendo da magnitude, acarretam, em muitos casos, o replantio de grandes áreas.

O milho é o cereal de maior volume de produção no mundo, sendo que no Brasil, terceiro maior produtor mundial, a área ocupada pela cultura já ultrapassa 15 milhões de hectares com produção em torno de 90 milhões de toneladas na safra 2016 (CONAB, 2016).

Apesar de o desenvolvimento das técnicas de produção dessas culturas ser realizado há várias décadas, ainda apresenta diversos problemas que impedem a obtenção de produtividades próximas aos seus potenciais produtivos. Apesar disso, na última safra a média brasileira de produtividade foi superior a 5,4 mil quilos por hectare. Mesmo sendo relativamente baixa com relação a outros países, a produtividade da cultura vem crescendo a uma taxa de 1,6% ao ano.

Quanto maior o tempo entre a maturidade fisiológica e a colheita, maiores as probabilidades de infestação nas sementes. Os principais patógenos incidentes são Fusarium sp., que causa danos em raízes, colmos e grãos, Colletotrichum graminicola, responsável por lesões foliares e podridão do colmo, Stenocarpella maydis, a mais frequente podridão encontrada no milho, Aspergillus flavus, que provoca o popular grão ardido com suas micotoxinas, Penicillium sp., causador de redução na germinação, entre outros fungos que ocasionam perdas na qualidade das sementes.

O tratamento de sementes se torna uma medida eficaz para aumentar a qualidade do material genético e o poder germinativo, reduzir o potencial de inóculo nas sementes, proporcionar proteção maior das plântulas aos fungos que habitam o solo e uniformizar o estabelecimento inicial da lavoura. Diante desse contexto, salienta-se que o mercado de fungicidas para tratamento de sementes mais que dobrou nos últimos 10 anos, sendo que a cultura da soja é a responsável por esse aumento expressivo. Estima-se que o custo do tratamento de sementes na cultura da soja esteja em torno de 0,8%-2,0 % do custo total de produção da cultura, sendo, portanto, um investimento de baixo custo que além de evitar a introdução de patógenos em novas áreas irá reduzir fontes de inóculo primário na lavoura, assim como a incidência e severidade de algumas doenças.    

Teste de sanidade como ferramenta na escolha de TS

A semente de maneira geral constitui-se na forma mais eficiente de disseminação de patógenos necrotróficos a longas distâncias e, portanto, é de grande importância o conhecimento de quais espécies estão presentes no lote. Da mesma forma que seres humanos, ao apresentarem sintomas de uma doença, realizam uma série de exames para direcionar o tratamento, a análise sanitária das sementes que irão para o campo irá determinar quais patógenos e em que quantidades estão presentes, para que assim seja possível concluir qual fungicida em tratamento de sementes deve ser utilizado.

Na cultura da soja diversas doenças podem ser transmitidas pelas sementes, sendo as de maior relevância para discussão, entre os patógenos de solo Fusarium spp, Cercospora kikuchii, Colletotrichum truncatum, Sclerotinia sclerotiorum, Diaporthe/Phomopsis, Phytophthora sojae, Rhizoctonia solani, Pythium spp e Stenocarpella maydis.

Fusarium spp.

Causa síndrome da morte súbita na soja responsável por apodrecimento de sementes, tombamento de plântulas e morte da planta da metade para o fim do ciclo da cultura, provocando maiores perdas quando se manifesta entre V5 e R1, em função do abortamento de flores e vagens. Esse gênero também causa danos na cultura do milho, onde acarreta doenças do colmo (Fusarium graminearum) e podridão da espiga (F. moniliforme).

Cercospora kikuchii

Doença conhecida por mancha púrpura ou crestamento foliar de Cercospora, facilmente identificada pela coloração púrpura das sementes. Contudo é preciso salientar que nem toda semente púrpura irá manifestar os sintomas da doença.  As sementes infectadas originam lesões primárias nos cotilédones e hipocótilo, iniciando dessa forma o ciclo primário da doença. Alguns dados demonstram que a transmissibilidade do patógeno via semente gira em torno de 30%.

Colletotrichum truncatum

A antracnose da soja é uma doença que, uma vez nas sementes, provoca morte antes ou logo após a emergência. Além disso, ao ser transmitida para o cotilédone se iniciará o ciclo primário da doença, onde as plantas que emergem apresentam cancros com frutificações do patógeno (setas) bem visíveis, a partir do qual se iniciará a infecção de hastes e folhas, sendo a taxa de transmissibilidade dessa doença aproximadamente 10%.

Sclerotinia sclerotiorum (Mofo branco)

É outra doença que merece atenção por parte do produtor por ser altamente destrutiva e com uma transmissibilidade via sementes de 40%-70%. É uma das enfermidades capazes de interferir desde a germinação até e, principalmente, o florescimento da soja. O tratamento de sementes no caso dessa doença é de fundamental importância, pois o patógeno é encontrado no tegumento, de onde se inicia o processo infeccioso. Uma vez introduzida na lavoura e tendo condições ambientais favoráveis, o fungo aumenta a quantidade de escleródios para as safras seguintes.

Diaporthe/Phomopsis

É um complexo patogênico que tem apresentado crescente importância nas últimas safras, causando perdas de produtividade, associado a várias doenças: a seca da haste e da vagem, o cancro da haste e a podridão da semente. Apesar da principal forma de controle ser a utilização de cultivares resistentes, o tratamento de sementes com fungicidas do grupo dos Benzimidazóis (tiofanato metílico, carbendazim e tiabendazol) reduz a transmissão da doença, sendo recomendado para o controle.

Phytophthora sojae, Rhizoctonia solani e Pythium spp

São patógenos que também possuem a semente como veículo de disseminação. São conhecidos por causar as podridões radiculares e ocorrem mais frequentemente em solos úmidos. Pythium sp. costuma ter alta incidência em condições de temperaturas mais baixas do solo. O tratamento de sementes é fundamental, especialmente no caso de Phytophthora sojae que vem causando perdas consideráveis. Os danos em função de P.sojae são apodrecimento de sementes, morte de plântulas e planta adulta em qualquer fase de desenvolvimento. Fungicidas contendo metalaxil e mefenoxam apresentam eficácia de controle em tratamento de sementes sobre esse patógeno.

Rhizoctonia solani é um fungo polífago que pode causar tombamento de plântula, podridão na haste e da raiz tanto em soja quanto em milho. Entretanto, seus danos costumam ser mais severos na soja. Normalmente o patógeno é identificado por lesões castanho-avermelhadas nas raízes logo abaixo do nível do solo, ocorrendo estrangulamento do tecido afetado e morte das plantas.

Stenocarpella maydis

 As principais fontes de inóculo de Stenocarpella macrospora e Stenocarpella maydis são sementes infectadas (MCGEE, 1988; CASA, 1997) e restos culturais. Os sintomas clássicos são descoloração da panícula, murcha das folhas, redução do sistema radicular, podridão de colmo e grãos.

Controle biológico como ferramenta em TS

O tratamento de sementes é um mercado em crescimento contínuo, tendo em vista o grande número de patógenos necrotróficos que atingem as grandes culturas.  No panorama atual, onde há um sistema intensivo de   monocultivo,  não há quebra do ciclo vicioso de sobrevivência dos patógenos, sendo que, na medida em que não existe um controle satisfatório destes fungos nas sementes, as doenças serão transmitidas para a parte aérea, aumentando consequentemente a sua severidade. Se não houver um programa de controle acertado, provavelmente ocorrerá infecção durante o florescimento, acarretando em novas sementes infectadas por estas doenças. Além do problema sanitário, é possível destacar a importância do TS para condições adversas de semeadura onde ocorre déficit hídrico, solos com baixa temperatura e alto teor de umidade, solo compactado, semeadura profunda, histórico de tombamento e cultivos em áreas novas. Além das ferramentas químicas, ganha cada vez mais importância a utilização de produtos biológicos para o tratamento de sementes, sendo para isso, utilizados agente de controle que contém tanto fungos quanto bactérias.

O controle biológico de doenças é uma prática que vem sendo desenvolvida há mais de 90 anos e que ganha cada vez mais destaque no mercado atual, na busca cada vez maior por uma agricultura sustentável. No cenário brasileiro o controle biológico foi inserido na segunda metade da década de 90 e de lá para cá foi conquistando mais espaço. Segundo a ABCBio (2015) atualmente já estão disponíveis 107 produtos comerciais registrados, sendo que 78 são microbiológicos (fungos, bactérias e vírus), 7 feromônios e 22 macrobiológicos. No caso exclusivo de tratamento de sementes para controle de doenças, há atualmente um número bem menor de produtos registrados se comparados a outras modalidades de aplicação. Entretanto, muito se tem avançado em pesquisas nesse sentido, buscando novas alternativas e formulações para estes produtos.  A rigor, o tratamento de sementes exerce dois princípios de controle de doenças: a erradiação e a proteção. O primeiro incide sobre a presença já estabelecida do(s) patógeno(s) sobre a semente efetuando o seu controle efetivo; o segundo estabelece a proteção da semente sadia contra patógenos que estão presentes no solo e podem atuar de forma deletéria na sua viabilidade.

Quando se fala em adoção do controle biológico, não se trata apenas da substituição de produtos químicos, mas de caminhar para o desenvolvimento de sistemas de cultivo mais sustentáveis, com o uso integrado de medidas de controle (química, biológica, cultural, etc).

Quando se trata de produtos biológicos existem diversos mecanismos utilizados pelos microorganismos para proporcionar controle dos organismos patogênicos. Por definição o controle biológico é o controle de um organismo por outro microorganismo. Para promover este controle, esses microorganismos possuem diversos mecanismos de ação, tais como: antibiose, competição, parasitismo, predação, hipovirulência, e indução de defesa do hospedeiro (Bettiol, 1991). Porém, outros conceitos também são aceitos como o citado por Cook & Baker (1983) que diz que o controle biológico é a redução, a soma de inóculo ou das atividades que determinam a doença provocada por um patógeno, realizada por um ou mais organismos que não o homem. Infelizmente muitos são os fatores que interferem no sucesso do controle biológico, visto que, para se ter sucesso, é necessário ter conhecimento amplo sobre as condições edafoclimáticas da região, bem como, de ecologia.

O solo é um sistema vivo no qual interagem as plantas, microorganismos e a fauna (Verhoef, 2004). Nesse ambiente tão complexo, é possível encontrar tanto organismos benéficos quanto fitopatógenos, sendo que, em ambientes edaficamente equilibrados, haverá uma quantidade suficiente de microorganismos que promovam controle biológico natural e também a supressividade do solo a doenças (Baker & Cook, 1974; Cook & Baker, 1983; Bettiol & Ghini, 2005).

De maneira geral, na comunidade microbiana do solo estão presentes antagonistas dos gêneros: Trichoderma sp., Pseudomonas sp., Bacillus spp. e outros. Destes, Trichoderma spp. e Bacillus spp. são os mais estudados até o momento e, no caso de Bacillus spp., sabe-se que apesar de serem afetados pelas mudanças climáticas, trata-se de um dos gêneros capazes de se desenvolver bem em uma ampla faixa de temperatura. Entretanto, tanto para Bacillus spp., quanto para Trichoderma sp., o efeito da umidade do solo é importante.

Em função das várias vantagens que estes microorganismos oferecem para o controle biológico, muitas empresas têm se dedicado a pesquisas, tanto para produtos com aplicação foliar, quanto para produtos com formulação para aplicação no sulco e tratamento de sementes. Estas duas últimas, principalmente para o controle de fungos de solo como Rhizoctonia sp., Fusarium sp., Sclerotinia sp., entre outros.

Na figura 1 são apresentados dados referentes ao controle proporcionado por diferentes produtos aplicados via tratamento de sementes, nas culturas da soja e milho sobre alguns patógenos de importância econômica.

A Figura 1 mostra que foram verificadas diferenças de controle para as duas doenças avaliadas em sementes e plântulas de milho. Todos os fungicidas proporcionaram controle superior à testemunha inoculada e observando os percentuais de controle apresentados pelos tratamentos contendo as duas espécies de Bacillus spp. (sp1 e sp2). No caso de Colletotrichum graminicola a espécie 2 de Bacillus sp. proporcionou controle ligeiramente maior que a espécie 1. Em relação ao uso das duas espécies combinadas houve um efeito sinérgico positivo, com incremento de controle em comparação aos produtos isolados. A utilização dos fungicidas microbiológicos, no caso dessa doença, proporcionou controle superior aos fungicidas Tiofanato metílico e Piraclostrobin, porém, inferior à Fludioxonil+ Metalaxil- M. Já no caso de Rhizoctonia solani, o emprego das duas espécies de Bacillus spp. combinadas não foi tão efetiva no que diz respeito ao incremento de controle da doença. Apesar disso, valores de controle entre 40% e 70% são considerados excelentes quando se trata de produtos de origem biológica. No caso de bactérias do gênero Bacillus sp. o seu mecanismo de ação está relacionado com a capacidade de parasitar e degradar esporos e hifas dos fungos, amplamente descrita na literatura (Whipps, 2001). Dessa forma, ocorre uma inibição do crescimento do fungo, sendo que, essa aderência das células bacterianas nas hifas, ocorre muito em função da formação de um biofilme.

No caso de outros dois importantes patógenos causadores de doenças em milho, observa-se que, a espécie 2 (62,5%) de Bacillus sp. proporcionou controle superior ao observado pela espécie 1 (43,75%). Porém, quando foram utilizadas as duas espécies houve um efeito sinérgico e, nesse caso, proporcionado controle maior que 80%, superior até aos fungicidas Fludioxonil+Metalaxil-M e Tiofanato metílico (Figura 2). Já para Diplodia maydis, observa-se comportamento contrário, ao passo que, Bacillus sp.1 proporcionou maior controle, quando comparado a Bacillus sp.2. Nesse caso, o efeito sinérgico foi um pouco menor, quando emrpegadas as duas espécies juntas (Figura 2).

No caso da cultura da soja os mesmos produtos foram testados para controle dos principais fungos que são transmitidos pelas sementes: Colletotrichum truncatum, Pythium sp., Fusarium pallidorroseum e Macrophomina phaseolina.

De maneira geral, no caso de Colletotrichum truncatum e Pythium sp., foi observado comportamento semelhante em relação a resposta aos produtos biológicos. Nesse caso, a segunda espécie de Bacillus sp. testada, proporcionou melhor controle para ambos os fungos e, ao contrário do que ocorreu com as doenças do milho, a combinação das duas espécies não mostrou melhor controle sobre estes dois patógenos (Figura 3). Apesar disso, ambas apresentaram controle satisfatório, com reduções na incidência das doenças semelhantes aos fungicidas Tiofanato metílico e Piraclostrobin.  

Entre os diversos gêneros de bactérias e fungos capazes de realizar controle biológico destacam-se Bacillus spp. e o gênero Trichoderma sp. Bacillus sp. possui a capacidade de formar endósporo, sendo um microorganismo com variados mecanismos antagônicos. Isto possibilita que Bacillus spp. se instale em por longos períodos de tempo em nichos ecológicos específicos, além de permitir versatilidade de mecanismos de ação para quebrar as barreiras impostas pelo sistema de defesa dos fitopatógenos (LANNA FILHO et all., 2010).

Para Fusarium pallidoroseum e Macrophomina sp. ambas as espécies de Bacillus sp. testadas apresentaram controle na faixa de 50% a 62%, sendo que, a utilização destes combinados promoveu incremento da ordem de 6% a 10% (Figura 4). Produtos já registrados utilizam o Bacillus subtilis para biocontrole de pragas e doenças, ou ainda, para aumentar a produtividade das plantas (NGUGIA et al., 2005; YAO et al., 2006). Uma das aparentes razões deste organismo apresentar a capacidade de biocontrole pode ser o efeito in situ pela exposição de células vivas de B. subtilis (HAMMAMI et al., 2009).

Diante do exposto e tendo em vista a importância de se aliar cada vez mais diferentes métodos de controle integrado das doenças, reitera-se o papel do controle biológico no manejo. É necessário pensar nesse tipo de controle além dos aspectos ambientais, que são sem dúvida, extremamente importantes. Além desse fator, é preciso pensar na questão que envolve a perda de sensibilidade dos patógenos frente aos ativos utilizados, pois, tendo em vista a grande diversidade populacional dos patógenos e o reduzido número de novos fungicidas para controle, se torna imprescindível aliar o controle biológico ao controle químico, buscando incremento não somente da eficiência dos produtos, como, maior longevidade dos produtos existentes para o tratamento de sementes.

Artigo publicado na edição 223 da Cultivar Grandes Culturas, mês dezembro 2017/janeiro 2018.