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Ativos biológicos na agricultura: o futuro já chegou

Regina Maria Quintão Lana
Engenheira agrônoma, doutora em Solos e Nutrição de Plantas e professora – Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
regina.lana@agror.eco.br
Higor da Silva Oliveira
Engenheiro agrônomo – UFU
higor.iftm@gmail.com

O controle biológico consiste na potencialização do uso de organismos vivos ou substâncias naturais para prevenir, reduzir ou erradicar a infestação de pragas e doenças nas culturas.

Por serem produtos de origem biológica, os organismos presentes na sua composição diminuem a chance das pragas e doenças desenvolverem resistências aos seus mecanismos de ação. São soluções integradas que permitem a busca de sustentabilidade para atingir maiores produtividades.

Os produtos biológicos podem oferecer:

ð Efeito bioestimulante: produtos que contenham substâncias naturais ou microrganismos cuja ação, quando aplicados nas plantas ou na rizosfera, sejam capazes de estimular os processos fisiológicos. Assim, aumentam a absorção e eficiência dos nutrientes, proporcionam tolerância a estresses abióticos e maior qualidade e produtividade;

ð Prevenção e controle de doenças: manejo de nematoide, pragas e doenças;

ð Estabilidade do solo: aumento e reequilíbrio da microbiota do solo;

ð Nutrição: favorece a ciclagem e solubilização dos nutrientes;

ð Enraizamento: promove o crescimento de radicelas e hifas;

ð Eficiência do cultivo: os insumos biológicos fortalecem o cultivo, integram o manejo e facilitam o dia a dia do produtor.

Evolução e crescimento no uso de biológicos

Nos últimos quatro anos, o setor de produtos biológicos aumentou 74%, sendo 2020 o ano que teve mais registros de bioinsumos no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), com maior crescimento em bionematicidas, bioinseticidas, biofungicidas e promotores de crescimento.

Sendo mais empregados na União Europeia e Estados Unidos, os biológicos no Brasil tiveram um crescimento de 30%, quando comparado à média global de 14,4%. A expectativa de crescimento do setor no Brasil é de 11,9% ao ano pelos próximos cinco anos.

Tendência

Os bioinsumos vêm ganhando força entre os produtores devido à resistência de muitas pragas e doenças aos agroquímicos, ao surgimento de um mercado consumidor mais exigente na procura por alimentos saudáveis e sustentáveis sem resíduos químicos; à busca pela melhoria da qualidade do solo e lavouras mais longevas, mantendo alta produtividade.

Com o uso dos produtos biológicos os produtores têm um menor custo de produção, maior produtividade e qualidade no produto final, o que, consequentemente, aumenta a rentabilidade do produtor. É cada vez mais uma constante entre os produtores.

Os bioinsumos não são mais considerados uma medida alternativa, e sim uma realidade.

Opções

Os biológicos vêm para aumentar a eficiência dos produtos químicos, diminuir a resistência de patógenos, reduzir os riscos associados para a saúde humana, diminuir os custos de produção e promover o aumento da produtividade das culturas.

Isso é reflexo de uma agricultura que sabe agregar novas tecnologias que continuam entregando aumento de produtividade e incorporando mais sustentabilidade e rentabilidade ao produtor.

O controle biológico contribui fortemente para aumentar a biodiversidade do solo.

Formas de controle

O controle biológico ocorre naturalmente em qualquer ecossistema, sem a necessidade da ação humana. Por sua vez, o homem pode interferir, manipular e facilitar a ação do agente de controle biológico.

O controle biológico natural é feito sem a intervenção humana, de forma natural, no qual as populações de inimigos naturais não são aplicadas para o combate da praga, pois já existem no ecossistema natural, ocasionando em um equilíbrio na natureza.

O controle biológico conservativo baseia-se no entendimento de que os agroecossistemas podem ser manejados com o objetivo de preservar e aumentar as populações de inimigos naturais (parasitoides, predadores e patógenos), e assim promover o controle das populações de pragas.

Manejos como sistema plantio direto, consórcio, cobertura vegetal, recuperação da vida do solo, sistemas integrados (ILPF) e matéria orgânica são alguns métodos de controle conservativo.

Já o controle biológico clássico envolve a transferência de organismos vivos de uma região para outra, ou mesmo de um país para outro. Refere-se à introdução, criação, estabelecimento e colonização de inimigos naturais, com o objetivo de reduzir o nível populacional de um determinado organismo indesejável.

Por outro lado, o controle biológico artificial ou aumentativo acontece quando os inimigos naturais que ocorrem naturalmente no agroecossistema não conseguem fornecer o nível de controle desejado de determinada praga, assim, o aumento artificial da população é feito por liberações do agente de controle biológico.

Os produtos biológicos são divididos em fungos, bactérias e vírus, que constituem os principais grupos de microrganismos que atuam como agentes de controle biológico, com eficácia comprovada ou com elevado potencial para o controle de importantes doenças e pragas que incidem sobre as culturas.

A revolução microbiológica vem aí – todos os agricultores utilizarão microbiológicos nos próximos 10 anos, em função dos benefícios agregados na agricultura sustentável.

O mundo busca sustentabilidade. Temos que seguir o curso do meio ambiente, não podemos agir contra a natureza, todas as vezes que agimos, nós perdemos. A biodiversidade é essencial para manter o equilíbrio do meio ambiente.

Os bioinsumos garantem vários benefícios, tais como efeito nematicida, controle de pragas e doenças, promotores de crescimento e solubilizadores de nutrientes.

Efeito bionematicida

Produzidos com fungos ou bactérias, os bionematicidas têm como mecanismo de controle o parasitismo, competição, predação, proteção das raízes e produção de toxinas.

  • Bactérias parasitas: as espécies de Pasteuria impedem a reprodução dos nematoides, afetando a produção de ovos da fêmea.
  • Bactérias não parasitas: Pseudomonas e Bacillus spp. realizam o controle por competição por sítios de penetração por colonização da superfície da raiz, antagonismo direto por meio de metabólitos nocivos aos nematoides e por indução de resistência sistêmica (IRS).
  • Fungos endoparasíticos: a hifa penetra o nematoide e absorve os nutrientes do fluido pseudocelômico no seu interior.
  • Fungos predadores: capturam o nematoide por meio de armadilhas e introduzem hifas que vão colonizar o nematoide.
  • Fungos endofíticos: aumento da resistência a partir da produção de compostos bioativos.
  • Fungos parasitas: parasitam os ovos e fêmeas de nematoides.
  • Fungos saprófitas: fungos (trichoderma) cujo comportamento é alterado pelo meio, passam a parasitar nematoides.
  • Fungos produtores de toxinas: produzem enzimas para efetivação do parasitismo de ovos e metabólitos secundários que agem sobre os juvenis.

Tabela 1. Alguns exemplos de bactérias que agem no controle de nematoides

Tabela 1. Alguns exemplos de bactérias que agem no controle de nematoides

BactériasNematoide-alvoFonte
Bacillus subtilisMeloidogyne javanica Ditylenchus destructorXia et al. (2011)
Bacillus amylolichefaciensM. javanica Aphelenchoides besseyiXia et al. (2011)
Bacillus pumilusM. javanica Meloidogyne arenariaMoghaddam et al. (2014) Lee e Kim (2016)
Bacillus firmusMeloidogyne incógnita Rotylenchulus reniformisGeng et al. (2016) Castillo et al. (2013)
Bacillus methylotrophicusMeloidogyne haplaMa et al. (2013)
Bacillus megateriumMeloidogyne graminicolaPadgham e Sikora (2007)
Bacillus mojavensisM. incognitaXiang et al. (2017)
Bacillus thuringiensisM. incognita Pratylenchus penetrans R. reniformisZuckerman et al. (1993)
Pseudomonas fluorescensM. incógnita M. javanica M. graminicolaSiddiqui et al. (2005) Siddiqui et al. (2006) Ludwig et al. (2013)
Pseudomonas aeruginosaM. incógnita M. javanicaElbanna et al. (2011) Siddiqui e Shaukat (2004)
Pseudomonas putidaM. incógnita Radopholus similisElbanna et al. (2011) Aalten et al. (1998)
Paenibacillus polimyxaM. incognitaSon et al. (2009)
Paenibacillus lentimorbusM. incognitaSon et al. (2009)
Burkholderia sp.M. incognitaJonhatan et al. (2000)
Serratia masceransM. incognitaMohamed et al. (2009)
Streptomyces avermitilisM. incognitaJayakumar (2009)

Tabela 2. Alguns exemplos de fungos que agem no controle de nematoides

FungosNematoides-alvo
Pochonia chlamydosporiaM. Javanica
  Purpireocillium lilacinunM. incognita M. javanica P. brachyurus
Trichoderma harzianumP. brachyurus
  Trichoderma koningiopsisM.incognita P. brachyurus Heterodera glycines

Tipos de bionematicidas

O Bacillus subtilis é uma das bactérias eficientes utilizadas no controle de nematoides, atuando diretamente sobre os nematoides por meio de antibiose e na produção de endotoxinas que afetam o ciclo reprodutivo do nematoide.

 O Bacillus subtilis também é capaz de formar um biofilme protetor nas raízes das plantas que desorienta o nematoide, impedindo sua chegada às raízes e induzindo a planta a produzir metabólitos secundários com ação antibiótica e antifúngica.

Benefícios dos bionematicidas 

Os bionematicidas levam proteção ao sistema radicular, efeito duradouro do equilíbrio do solo, crescimento e expansão do sistema radicular, acelera a ativação das bactérias no solo e a colonização das raízes.

Os microrganismos promovem ativação do sistema de defesa da planta, aumentam a população de microrganismos benéficos, favorecem a ciclagem e solubilização de nutrientes, o desenvolvimento inicial das culturas, proporcionam maior enfolhamento, melhoram a qualidade do produto e aumentam a produtividade.

Efeito bioinseticida

Mecanismo de ação de agentes de controle de insetos:

; Bactérias entomopatogênicas: larvas ingerem os componentes bacterianos e assim e liberam toxinas ativas no seu interior, levando à morte do patógeno.

; Nematoides entomopatogênicos: nematoides jovens penetram no hospedeiro, migram para a hemocele e liberam suas bactérias simbiontes, esses hospedeiros infectados e mortos.

; Insetos parasitoides (ovoposição): despeja os ovos no hospedeiro e durante sua fase larval consome os tecidos e nutrientes do hospedeiro.

; Insetos predadores: se alimentam do inseto-praga.

; Ácaros predadores: os ácaros predadores se alimentam de ácaros fitófagos e de pequenos insetos.

; Fungos entomopatogênicos: causam enfermidades a pragas colonizadas.

; Vírus entomopatogênicos: utilizam as células hospedeiras para se replicarem e se desenvolverem.

; Também temos compostos orgânicos que auxiliam no controle de pragas, como a azaradictina, que atua no controle de Bemisia argentifolii (mosca-branca).

Tabela 3. Alguns agentes de controle e seus insetos-alvos

ClassificaçãoAgentes de controleInsetos-pragas
        BactériasPseudomonas fluorescensCigarrinha do milho Percevejo marrom
Pseudomonas chlororaphisCigarrinha do milho Percevejo marrom
Bacillus spp.Larvas jovens de várias espécies
        FungosMetarhizium anisoplaeCigarrinhas Larvas de raízes Vaquinhas
Beauveria bassianaBroca-do-café Lagartas Percevejos
Isaria fumosoroseaCigarrinha do milho
Aspergillus flavusElasmopalpus lignosellus
VírusBaculovírusLagartas
            InsetosJoaninhaCochonilhas Pulgões Moscas-das-frutas
Tamarixia radiataPsilídeo
Bicho-lixeiroCochonilhas Lagartas pequenas Mosca-branca Pulgões
Trichogramma spp.Lepidópteros
Percevejo das floresTripes
Composto vegetalAzadiractinaMosca-branca

Benefícios do uso de bioinseticidas

Os bioinseticidas melhoram a sanidade da lavoura; induzem o sistema de defesa da planta; não causam resistência de pragas aos produtos biológicos; preservam os predadores naturais; estimulam o crescimento das raízes e as tornam mais ativas; geram maior enfolhamento; melhoram a qualidade do solo; aumentam a longevidade da lavoura: melhoram a qualidade do produto; aumentam produtividade e, consequentemente, a rentabilidade do produtor.

Uso de produtos biológicos no controle de doenças

Os produtos biológicos controladores de doenças atuam de forma direta ou indireta no controle do patógeno.

Interação direta:

Antibiose: envolve a síntese de compostos antimicrobianos, tais como enzimas hidrolíticas e antibióticos.

Competição: como a competição por espaço físico, água, luz e nutrientes.

Microparasitismo: biotrófica e necrotrófica.

Interação indireta:

” Indução de resistência na planta hospedeira: passiva e ativa.

” Suplementação da matéria orgânica no solo para aumentar a atividade antagonista contra o patógeno.

Benefícios no controle de doenças

A utilização dos produtos biológicos promove o desenvolvimento da planta, induz resistência sistêmica nas culturas, promove ação fotossintética, reduz o impacto ambiental, maior sanidade das lavouras, manutenção da atividade biológica do solo, produção de fitohormônios, reduz o estresse da planta e, consequentemente, aumenta a produtividade.

Os biofungicidas têm por características ação multissítio, espectro de controle mais amplo e não promove resistência nos patógenos.

Tabela 4. Alguns exemplos de metabólitos produzidos por microrganismos e seus patógenos-alvo.

EspécieMetabólitoAlvoFonte
        T. harzianum  HarzianopiridonaB. cinerea, R. solani, Gaeumannomyces graminis var. tritici P. ultimum  Vinale et al. (2014) Patil et al. (2016)
  Ácido harziânicoP. irregulare, S. sclerotiorum R. solani  Vinale et al. (2014) Patil et al. (2016)
  AzaphiloneR. solani P. ultimum G. graminis var. tritici  Vinale et al. (2014) Patil et al. (2016)
  Bacillus amyloliquefaciens  Bacilisina dificidina  Xanthomonas oryzae  Wu et al. (2015)
  Bacillus subtilis  FengicinaXanthomonas campestris pv. Cucurbitae Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum  Zeriouh et al. (2011)
  Pseudomonas chlororaphis2-hidroxi-fenazina-1- ácido carboxílico  G. graminis var. triticiMaddula et al. (2008)
  Pseudomonas fluorescensFenazina-1-ácido carboxílico  F. oxysporumUpadhyay e Srivastava (2011)
    Trichoderma virens  Gliotoxin    Rhizoctonia solani      Howell (2003)
GliovirinPythium
  Trichoderma cerinum  CerinolactonaPythium ultimum R. solani Botrytis cinerea  Vinale et al. (2014)
Clonostachis roseaGlisopreninsMagnaporthe griseaSterner et al. (1998
  Trichoderma koningii Trichoderma viride Trichoderma virens    ViridinT. koningii T. viride T. virens B. allii Colletotrichum lini, Fusarium caeruleum, Penicillium expansum Aspergillus niger  Reino et al. (2008), Vinale et al. (2014)
  Chaetomium globosum  Chaetomin  P. ultimumDi Prieto et al. (1992)
  Coniothyrium minitansMacrosphelide A 3(2H) – BenzofuranonesSclerotinia sclerotiorum S. cepivorum  Krohn et al. (1992)

CURIOSIDADES

– Nos últimos quatro anos, o setor de produtos biológicos aumentou 74%

– Os  biológicos no Brasil tiveram um crescimento de 30%, quando comparado à média global de 14,4%.

– A expectativa de crescimento do setor no Brasil é de 11,9% ao ano pelos próximos cinco anos.

– Os bioinsumos garantem vários benefícios, tais como efeito nematicida, controle de pragas e doenças, promotores de crescimento e solubilizadores de nutrientes.

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