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11/14/2012
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Futuro do manejo de plantas daninhas e resistência: mistura de
herbicidas ou eventos múltiplos de culturas resistentes a herbicidas
Pedro J. Christoffoleti
ESALQ – USP – LPV
Prof. Associado – [email protected]
Biologia e manejo de plantas Daninhas
A teoria – seleção de plantas resistentes ao glyphosate
As alternativas –
Considerações sobre plataformas pós “Roundup Ready®”
Aspectos das associações e misturas de herbicidas
Predições futuras
Sumário da palestra
Benefícios agronômicos do sistema
com culturas resistentes ao glyphosate
Simplicidade – dispensa combinação
de outros herbicidas ou aditivos
Flexibilidade – pode-se aplicar o
herbicida até 30 dias após a
emergência da lavoura
Eficiência – amplo espectro de controle
Residual – não apresenta nenhum efeito residual para os
cultivos em rotação ou sucessão
Produtividade – permite colheita da cultura “no limpo”
Planejamento – facilita o planejamento das operações
dentro da propriedade e a otimização de máquinas e
equipamentos
Agricultor feliz
Dessecação Manejo de herbicidas na cultura Pós-colheita
VE VC V1 V2 V3 V4 V5 V6 Vn... R S
Mato-competição
glifosate glifosate glifosate glifosate
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I S A A A
Área global de culturas “Biotech”, 1996/10
1 Bilhão de hectares em 2010
Fonte: Clive James, 2011
0
200
400
600
800
1000
1200
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
0
494
988
1482
2471
1976
2965
M Acres
500 Milhões de hectares
1 Bilhão de hectares
10 anos 5 anos
M ha
Anos
I S A A A
10%
Aumento em relação a 2009 29 países que tem adotado
culturas “biotech”
Fonte: Clive James, 2010.
Área global (Milões de hectares) de culturas
“biotech”, 2010: por país
Países de maior produção
50.000 hectares, ou mais
USA
Brasil*
Argentina*
India*
Canadá
China*
Paraguai*
Paquistão*
África do Sul*
Uruguai*
Bolivia*
Austrália
Filipinas*
Espanha
México*
66,8
25,4
22,9
9,4
8,8
3,5
2,6
2,4
2,2
1,1
0,9
0,7
0,5
0,1
0,1
Menos que 50.000 hectares
* Países considerados em desenvolvimento
Colombia*
Chile*
Honduras*
Portugal
Czech Republic
Poland
Egito*
Slovakia
Costa Rica*
Romania
Suécia
Alemanha
Milhões de hectares
Buva resistante
ao glyphosate
Capim amargoso
resistante ao glyphosate
E agora?
2 espécies de plantas daninhas RG numa mesma área
Steckel 2010
Caruru e buva
Charles
Darwin
Oque ele
escreveria?
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Sobrevivência do mais adaptado
en.wikipedia.org/wiki/Image:Darwin%27s_finches.jpeg
Na sua publicação “Origin of Species”,
publicado em 1859, Darwin propos a
teoria evolutiva das espécies
Em condições de pressão de seleção,
somente o mais adaptado sobreviveria
Isso leva a seleção natural dos mais
adaptados
Darwin em 1860
Seleção natural
explica a adaptação
Variabilidade genética
majorityrights.com/index.php/weblog/comments/racial_variation_in_so
me_parts_of_the_skull_involved_in_chewing/
Sendo assim, algumas
mutações persistem e
aumentarão a variação
genética dentro da
população.
Variantes de um gene
particular são conhecidos
como alleles, ou biótipos.
Por exemplo, de um dos
genes de cor do cabelo
contém o alelo de
loira/castanha
Seleção natural
en.wikipedia.org/wiki/Image:Mutation_and_selection_diagram.svg
Alelos mutantes disseminam através
de um população através da
reprodução sexuada.
Se um alelo proporciona
características desfavoráveis, ele
irá desaparecer da população.
Em contraste, mutantes com efeitos
favoráveis são perpetuados para as
gerações seguintes
Seleção do gene escuro
Mutação cria
variação
Mutações desfavoráveis
Seleção contrária
Mutação e
reprodução ocorrem
Mutação favorável
são mais prováveis
de sobreviver
… e reproduzir
“Nem sempre são as espécies mais
fortes que sobrevivem, nem as mais
inteligentes, mas sim aquelas que
respondem rapidamente às mudanças”
Charles Darwin
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Porque biotipos de plantas daninhas resistentes a
herbicidas existem?
Os biotipos têm se adaptado ao uso
específico de um herbicida há anos devido a
variabilidade genética
A pressão de seleção permite que os mais
adaptados produzam sementes e assim
ocupem os nichos disponíveis (“espaços”)
Variabilidade genética
É um “jogo de números”
(frequência inicial)
Mais adaptados
Porque o fenômeno da resistência surge no
campo de forma repentina?
Anos de aplicações % de plantas resistentes
0 0,0001 (1 ppm)
1ª aplicação 0,001
2nd aplication 0,02
3rd aplication 0,3
... ...
n aplicações (“céu”) 4,2
n + 1 aplicações (“inferno”) 60,5
Frequência inicial
natural de resistência
Produção de sementes
Estabelecimento inicial do biotipo resistente
Chuva de
sementes
A base ecológica para a pressão de seleção de plantas daninhas
resistentes é o banco de sementes de plantas daninhas no solo
“Chuva” de sementes
de plantas daninhas
Mortalidade
de sementes
Germinação
das sementes
Weed life cycle
10 a 30 mil sementes/m2
1 a 3 % 20 a 30 %
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5
5
11
3
5
3
1
Plantas daninhas resistente ao glyphosate – mundial - 2011 -
http://www.weedscience.com/
Fonte das fotos: DTM Syngenta; Syngenta Paraguai,
Azevém
~ 1,1 milão ha (2009)
Capim amargoso
~ 0,03 milões ha (2009)
Buva
~ 3,3 milhões ha (2009)
Situação da resistência ao glyphosate no Brasil
Infestação
Alta (>>> resist.)
Média (> resist.)
Baixa (<<< resist.)
Começando
Buva resistente ao glyphosate no Brasil por estado
Infestação inicial típica de buva,
depois de milho “safrinha”
Paraná
Mato Grosso do Sul
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Introdução
DINTER CAPES/SETEC
Alta infestação de buva resistente ao glyphosate no momento da
dessecação – etádio avançado de crescimento
Nenhum tratamento de dessecação é efetivo neste
estádio de crescimento da planta daninha
Tarde demais para controle Infestação típica de buva resistente ao
glyphosate, antes da colheita da cultura de soja
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0
Cultural:
(Rotação ou
Sucessão)
0
Químico:
(mistura e
sequência de
herbicidas)
0
Biotecnológico:
(Eventos
múltiplos a
herbicidas)
R
Novas opções de herbicidas alternativos de baixa
seletividade para associação com glyphosate
Aumenta a diversidade de mecanismos de ação e
o potencial de manejo da resistência
Justificativa para as empresas formular novos
tipos de mistura ou para o agricultor associar
diferentes herbicidas ao glyphosate
Porquê desenvolver culturas com
resistência múltiplas a herbicidas?
“Liberty Link (LL)” (resistente ao glufosinate de amônio
Eventos múltiplos - pós geração RR
Fatores críticos para o funcionamento do Glufosinate:
Volume de calda
Tamanha da gota e
Estádio de crescimento da planta daninha
Rebrota em planta com
aplicação muito tardia
O tamanho é crítico para o funcionamento do glufosinato
2,24 L/ha de glyphosate, seguido de 2,0 L/ha de
Finale no controle do caruru
Cultura de algodão
Finale em estádio muito tardio de aplicação
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O tamanho é crítico para o funcionamento do glufosinato
Whitaker
O caruru deve ser pequeno com 6 a 10 cm para ser
controlado pelo Finale
7 dias depois da aplicação de Finale
20 dias depois da aplicaçãode Finale
Pré-plantio e pré
POST1
1 folha (algodão)
Pós 2
6-7 folhas (algodão)
Jato dirigido
1. Diuron + Flex
2. Cotoran + Flex
3. Herbadox + Flex
4. Diuron + Staple
5. Cotoran + Staple
6. Diuron PRE
7. Cotoran PRE
8. Treflan PPI
Finale 2,0 L/ha
+ Dual Gold Finale 2,0 l/ha
diuron
+
MSMA
Controle de caruru R ao glyphosate com glufosinate em algodão LL (EUA)
“Phytogen Widestrike Cotton” (Bt - Cry1F e Cry1Ac)
1) Confere tolerância ao glufosinate
2) Tolerância incompleta; com possíveis injúrias e perdas
de produção, se a tecnologia for usada sem critérios
3) De acordo com o EPA, o glufosinate pode ser aplicado no
algodão “widestrike”
4) No entanto, os produtores não são responsáveis pelos
resultados, nem a Bayer, Dow, ou Universidades
recomendam ou garantem o uso de glufosinate em
algodão Widestrike
“It breaks rules, but not laws”
Quebra de regras mas não de legislação
Phytogen Widestrike Cotton (tratado com Glufosinate nos EUA)
2004: 1 parcela (pesquisas preliminares)
2005: 0,25 acres (presquisa)
2006: 16 acres (pesquisa)
2007: <20,000 acres
2008: ~40,000 acres
2009: ~225,000 acres
2010: >750,000 acres
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9
1326
1321
1280
1181
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
1
2
3
Número de aplicações de 2,0 L/ha de glufosinate
Pounds Lint Cotton
Culpepper, York and Steckel 2010
a
a
a
b
Tolerância do “375 WideStrike Cotton” à aplicações
múltiplas de glufosinate
Características LL WRF
Atributos
fitotécnicos
Em processo de
melhoria Em fase de provas
Controle de
gramíneas
Pode necessitar
ajuda
Pode ser aplicado
glyphosate
Controle de
corda de viola Excelente
Excelente com
glufosinate
Controle de
buva RG Bom Bom com glufosinate
Pode aplicar
glyphosate Não! Sim
Tolerância ao
glufosinate Excelente
Aceitável (quando
seguida recomendações)
Manejo de plantas daninhas em Liberty Link
(LL) x “Phytogen Widestrike Cotton” (WRF)
Culpepper, 2011
Foto tirada 5 dias depois da
aplicação no estádio de 2 fls.
Culpepper, 2011
Foto tirada 5 dias depois do início do
florescimento e 2 semanas após aplicação Culpepper, 2011
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2,4-D – resistência em milho, soja e algodão
Enzima responsável de quebra do anel aromático do herbicida
– enzimas ariloxialkanoato dioxigenase (AADs)
O milho é também tolerante aos herbicidas tipo “fops”,
triclopir e fluroxipir
É possível em futuro próximo uma variedade – ser tolerante a:
glyphosate, 2,4-D, Bt, “fops” e glufosinate
2,4-D e fops são herbicidas de baixo custo
hoje sendo alternativa para produtores que
continuarão usando culturas RR
Importante observar manejo de riscos para
produtores e comunidades
Nova formulação de 2,4-D está sendo
desenvolvida (volatilidade, deriva física e
odor)
Eventos múltiplos - pós geração RR
Wright T R et al. PNAS 2010;107:20240-20245
Com ADD-12 Sem ADD-12
Resposta de plantas de soja transgênica e não
transgênica ao 2,4-D no campo
Wright T R et al. PNAS 2010;107:20240-20245
Resposta de plantas de milho transgênico e não
transgênica ao Quizalofop no campo
Sem ADD-12 Com ADD-12
Deriva de 2,4-D em soja não resistente ao 2,4-D
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Dicamba – tolerância da soja
Para controle de plantas daninhas tolerante ao glyphosate
(corda de viola) e resistentes
Apresenta os mesmos riscos do 2,4-D com relação a deriva
A Monsanto está melhorando a formulação
Dicamba deve ser aplicado antes do glyphosate por causa do
tamanho (6 a 10 cm) no caso de buva
A adição de tolerância à dicamba será na plataforma de soja
Genuity® Roundup Ready 2 Yield®, e também na canola
Dicamba R Dicamba S Dicamba R Dicamba S
Eventos múltiplos - pós geração RR
Soja Dicamba RR2Y
Resistente ao dicamba
Suscetível ao dicamba
Soja resistente aos herbicidas inibidores da HPPD
Projeto em parceria entre a Bayer e Syngenta
Eventos múltiplos - pós geração RR
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Aaron Hager – University of
Illinois – USA, que estudou a
população resistente a HPPD
População de Amaranthus
tuberculatus (sinonímia A. rudis)
resistente aos herbicidas inibidores da
HPPD encontrada em Illinois - USA
Área de milho com 7 anos de aplicação consecutiva de
mesotrione selecionou uma população resistente
Aplicação em pré-emergência da mistura de mesotrione, S-
metolachlor and atrazine (Luxar®) controlou (Syngenta)
A população de A. tuberculatus encontrada em Illinois tem
resistência cruzada a tembotrione, topramezone, ou mesotrione
Caruru resistente aos inibidores da HPPD nos USA
Soja tolerante a sulfoniluréria
Soja SDS – desenvolvido pela Coodetec – 80 g/ha de
chlorimuron (Classic) na dessecação + 40 a 80 g/ha de
chlorimuron na soja tratamento seletivo
CD 236RR(STS), CD 249RR(STS) e CD 250RR(STS)
toleram a aplicação de glifosato e sulfoniluréias
CD216(STS), CD 224(STS) e CD 252(STS) toleram apenas
as sulfoniluréias recomendadas
Eventos múltiplos - pós geração RR
Soja tolerante a sulfoniluréria
Soja Cultivance – desenvolvido no Brasil em parceria
Embrapa – Basf
É recomendado o uso de imidazolinonas, porém não é
resistente simultaneamente ao glyphosate
Pesquisador da Embrapa Recursos
Genéticos e Biotecnologia
coordenador do programa
Transformação Cenargen
Desenvolvimento
Embrapa-soja
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13
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Anos de uso
Nú
me
ro d
e e
sp
éc
ies r
esis
tnte
s
.
ACCase Inhibitors
ALS Inhibitors
Triazines
Bypyridiliums
Synthetic Auxins
Glycines
Plantas daninhas resistentes - Global
ALS Triazinas Glyphosate
Resistência a ALS – múltiplos pontos de mutação na enzima:
Em todas os casos de R estudados, é causada pela substituição
de um dos cinco aminoácidos conservados
CTP
A122 P197 A205 W574 S653
0 100 200 300 400 500 600
Número do aminoácido
Em todos os casos de resistência estudados até o momento tem sido atribuída a
mudanças na seqüência dos aminoácidos. (Sathasivan et al. 1990)
CTP = “chloroplast transit peptide”
R R
S S S S S
S
R R R R
Chlorimuron (SU) Nicosulfuron (SU) Imazethapyr (IM)
Test. 70 g/ha Test. Test. 100 g/ha 100 mL/ha
Test. 70 g/ha Test. Test. 100 g/ha 100 mL/ha
Inibidor da ALS Inibidor da ALS Inibidor da ALS
0
Cultural:
(Rotação ou
Sucessão)
0
Químico:
(mistura e
sequência de
herbicidas)
0
Biotecnológico:
(Eventos
múltiplos a
herbicidas)
R
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Porque misturar dois ou mais
herbicidas no tanque?
Por conveniência prática de uso, quando fundamentada
em garantias de compatibilidade física e biológica e
seguindo instruções práticas específicas de mistura.
Por existir um efeito positivo em que obtem-se melhor
controle que se os produtos forem utilizados sozinhos.
A mistura não deve ser feita quando existe um efeito
antagônico
Reduzir os custos de produção através do menor uso de
tempo e mão de obra nas aplicações
Redução da compactação do solo pela eliminação da
aplicações múltiplas
Ampliar o espectro de controle de plantas daninhas, ou
extender o controle por mais tempo
Aumentar a seletividade para a cultura pelo uso de doses
menores dos herbicidas selecionados na mistura.
Redução dos resíduos de pesticidas no solo e no produto
colhido
Retardar a seleção de populações de plantas daninhas
resistentes a herbicidas (Hatzios & Penner, 1985).
Razões específicas
I II III
50%
50%
Definições das respostas interativas
Sinergismo:
A resposta da mistura dos herbicidas é maior
que a soma dos efeitos de cada substância
aplicada separadamente
Incremento (adjuvantes):
Quando há um incremento na resposta do herbicida relação a sua aplicação
isolada, em função de um adjuvante adicionado a calda (surfactantes, óleos,
adubos nitrogenados, condicionantes de calda, etc.)
Antagonismo:
A resposta da mistura dos herbicidas é menor que a soma dos efeitos de cada
substância aplicada separadamente
Aditivismo:
A resposta da mistura dos herbicidas é igual a
soma dos efeitos de cada substância aplicada
separadamente
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Mecanismos de interações entre herbicidas em
associação no tanque
a) Bioquímico Alteração da quantidade de herbicida que atinge o sítio de ação,
induzida pelo outro herbicida nos processos de absorção,
translocação ou metabilismo.
b)Competitivo Interação no sítio de ação entre os herbicidas associados,
onde um herbicida da mistura afeta a ligação no sítio de
ação do outro herbicida
c) Fisiológico Interação entre os herbicidas combinados que produzem
efeitos opostos no mesmo processo fisiológico da planta ou
sinergiza o efeiro geral
d)Químico Reação entre os produtos fitossanitários combinados que
resulta na formação de um complexo inativo ou incremento
na taxa de metabolismo do herbicida (Zang et al., 1995)
Antagonismo, é mais comum entre herbicidas com mesmo ponto de entrada na planta e
translocação
Propriedades combinadas dos herbicidas: Grupos químicos Absorção/translocação Mecanismo de ação Via metabólica etc.
Antagonismo, em geral é 3x mais comum que sinergismo
Sinergismo é mais comum
entre herbicidas de mesmo grupo químico
Antagonismo – incremento no metabolismo de um herbicida por causa do outro
Depende da espécie alvo
Fatores que afetam a
interação entre
herbicidas
Mesma família química Famílias químicas diferentes
Monocotiledôneas Dicotiledôneas
Antagonismo Sinergismo
Antagonismo Sinergismo Antagonismo Sinergismo
Frequência de antagonismo e sinergismo após a
aplicação simultânea de herbicidas (Modificado de
Zhang et al., 1995
Antagonismo Sinergismo Química:
Quando há redução de eficácia de um
ou mais componentes da mistura
Física:
Quando há formação no tanque de precipitados,
flocos, gels, cristais, etc que dificultam a
aplicação
Incompatibilidades e mixturas
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Alguns exemplos de interações conhecidas de herbicidas Antagonismo
Diclofop + herbicidas fenoxiacéticos (2,4-D, Banvel)
Diclofop + metribuzin
Sethoxidyn + 2,4-D
Nicosulfuron + inseticidas organo-fosforados
Nicosulfuron + adubação nitrogenada
Nematicidas + hebicidas do grupo das uréias substituidas
Glyphosate + 2,4-D em certas plantas daninhas do tipo gramíneas
Glyphosate + atrazine
Inibidores da ALS + graminicidas pós-emergentes (chlorimuron + fenoxaprop)
Sinergismo
Glyphosate + lactofen
Paraquat + diuron
Glufosinato de amônio + Áureo
Muitos herbicidas pós-emergentes + surfactantes/óleos minerais ou adjuvantes
Incremento
Glyphosate + 2,4-D (em algumas plantas daninhas do tipo folha larga)
Aditivismo
Glyphosate + herbicidas pré-emergentes (flumyzin)
Glyphosate + graminicidas pós-emergentes (fenoxaprop)
1) Sempre siga a ordem correta de mistura de produtos, começando com 50% de água no
tanque do pulverizador antes de adicionar qualquer produto.
2) Evita misturar produtos concentrados entre si antes de adicionar ao tanque.
3) Não misture produtos a base de sulfato de ferro não quelatizados com formulações de
herbicidas tipo fenoxis. Esta mistura pode formar “pasta” e precipitar no tanque.
4) Não misture materiais fortemente ácidos com materiais formente alcalinos, a não ser
especificado no rótulo do produto
5) Produtos WG ou GRDA em embalagens hidrosolúveis devem ser pré-dissolvidos no
tanque (água) antes da adição dos fertilizantes fluidos ou nitrogênio — estes materiais
podem impedir que estas embalagens sejam completamente dissolvidas.
6) Não misture fertilizantes a base de potássio ou outros fertilizantes que tem caráter
fortemente ácido com formulações de herbicidas CE e SC. Estas misturas podem
causar problemas de compatibilidade e fitotoxicidade dos herbicidas.
7) Certifique-se da dose do herbicida quando em mistura com fertilizantes fluidos.
Quando a quantidade de fertilizantes na mistura é elevada, o volume de calda aplicado
pode ser alterado. Portanto, o pulverizador deve ser recalibrado.
Alguns “sim” e “não” na mistura de herbicidas
Reflexões
Se olharmos para o futuro ...
A melhor forma é:
Use rotação de culturas
Use diversidade de herbicidas
Rotacione mechanismos de ação
Novas plataformas múltiplas de resistência
Seja proativo ...
Se olharmos para o futuro ...
Como as coisas acontecerão
Produtores usarão culturas resistentes ao
glyphosate todos os anos
Produtores não rotacionarão mecanismos de
ação (importante liberar as misturas)
Produtores continurão selecionando plantas
daninhas resistentes
Legisladores … este é um momento
chave para o Brasil … em breve as
principais culturas serão resistentes
ao glyphosate …
Reflexões
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Reflexão final
Se olharmos para o futuro ...
Glyphosate é um herbicida fantástico
Use com sustentabilidade, ele será ainda
por muito tempo uma ferramenta
fundamental para a agricultura brasileira
Precisamos de todas as
ferramentas disponíveis …
Perguntas??
Pedro J. Christoffoleti
(19) 9727-8314
