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# Biologia# Ecologia

Abordagens Inovadoras para o Controle de Pragas na Agricultura

Explorando métodos de consórcio pra combater pragas e melhorar a produção.

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Índice

A agricultura tem um papel super importante em acabar com a fome e apoiar o desenvolvimento sustentável. Em muitos países em desenvolvimento, a diferença nos rendimentos das colheitas em relação aos países mais ricos é bem grande. Essa diferença traz desafios para a segurança alimentar e o progresso agrícola geral. Uma solução possível é o consórcio de culturas, onde diferentes plantas são cultivadas juntas. Esse método ajuda a controlar pragas e promove a biodiversidade.

Sistema Push-Pull

Uma forma eficaz de consórcio é o sistema "push-pull". Nesse esquema, usa-se dois tipos de plantas de forma estratégica para controlar pragas. Aqui, uma planta repele as pragas enquanto a outra as atrai, reduzindo os danos na planta principal. O método foi introduzido pela primeira vez para o cultivo de algodão em 1987. A planta repelente é plantada entre a cultura principal, enquanto a planta atraente é cultivada em volta do campo para capturar as pragas.

No Quênia, o sistema push-pull foi adaptado para o milho. Quando foi apresentado, algumas culturas específicas foram recomendadas para aumentar a eficácia do sistema. Por exemplo, a planta principal era o milho, enquanto a grama de melaço servia como intercultura repelente, e a grama Napier ou Sudan atuava como a bordadura atraente.

Benefícios do Push-Pull

Pesquisas mostram que os sistemas push-pull podem reduzir significativamente a necessidade de pesticidas químicos. Eles ajudam a controlar pragas utilizando o comportamento natural dos insetos. No Quênia, o sistema reduziu com sucesso as perdas causadas pelas pragas do milho. Ao longo dos anos, várias culturas foram incluídas na abordagem push-pull, oferecendo melhores opções para os agricultores, dependendo das condições locais.

Uma das características legais de certas interculturas é a capacidade de enriquecer o solo fixando nitrogênio. Plantas leguminosas como o Desmodium têm mostrado repelir pragas e melhorar a qualidade do solo. Isso é essencial para práticas agrícolas sustentáveis, especialmente em regiões que enfrentam desafios climáticos.

A Ameaça da Lagarta do Cartucho

Nos últimos anos, a lagarta do cartucho se tornou uma ameaça séria para as plantações de milho na África. Essa praga veio das Américas e pode se espalhar rapidamente por causa da sua capacidade de se reproduzir. Agricultores na África Oriental, especialmente no Quênia e na Etiópia, começaram a enfrentar essa praga em 2017, levando a perdas significativas nas colheitas.

A lagarta do cartucho pode danificar uma ampla gama de plantas, mas o milho é o mais afetado. O uso de pesticidas químicos para controlar essa praga é comum, mas apresenta riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Muitos pequenos agricultores não têm acesso a equipamentos de proteção, aumentando sua vulnerabilidade.

Por isso, há a necessidade de estratégias alternativas de manejo de pragas que sejam eficazes e seguras para os agricultores e o meio ambiente. O Manejo Integrado de Pragas (MIP) é uma dessas estratégias, que foca em combinar diferentes métodos para controlar pragas de forma sustentável. Ao promover inimigos naturais das pragas, como insetos benéficos, os agricultores podem reduzir a dependência de pesticidas químicos.

O Papel do Push-Pull Contra a Lagarta do Cartucho

Pesquisas indicam que os sistemas push-pull podem reduzir o impacto da lagarta do cartucho nas plantações de milho. Esses sistemas podem ajudar a diminuir os danos nas plantas e as perdas de produtividade. A combinação de culturas repelentes e atrativas altera o comportamento da lagarta, tornando menos provável que ela ataque o milho.

Estudos mostraram que as culturas push-pull podem produzir compostos voláteis que repelem pragas e atraem seus inimigos naturais. Essa interação é fundamental para criar um ecossistema equilibrado na propriedade. Abordar os desafios trazidos pela lagarta do cartucho através dos sistemas push-pull é uma área de pesquisa em andamento.

Ecológica Química dos Sistemas Push-Pull

Para entender como os sistemas push-pull afetam as pragas, os cientistas investigaram os químicos envolvidos nessas interações. Uma revisão sistemática encontrou que muitos estudos exploraram o papel dos voláteis das plantas, os gases naturais emitidos por elas, nesses sistemas. No entanto, a maioria dos estudos anteriores não analisou esses voláteis em condições reais de cultivo.

Pesquisas recentes começaram a abordar essa lacuna, estudando os compostos voláteis emitidos por plantas de Desmodium nos sistemas push-pull. Esses químicos podem influenciar o comportamento da lagarta do cartucho. Alguns estudos descobriram que os voláteis do Desmodium podem repelir as mariposas da lagarta do cartucho e atrair vespas parasitas que atacam as larvas da praga.

No entanto, também surgiram resultados conflitantes. Algumas pesquisas indicam preferência mínima por certas plantas por parte das lagartas, sublinhando a necessidade de uma investigação mais profunda. Entender como essas interações químicas funcionam no campo em comparação com condições controladas é crucial para alcançar um manejo eficaz de pragas.

Foco da Pesquisa: Perfis Voláteis do Desmodium

Esta pesquisa concentra-se nos perfis químicos de duas espécies de Desmodium: D. intortum e D. incanum. O estudo visa investigar os voláteis emitidos por essas plantas e como eles afetam a lagarta do cartucho. Isso inclui examinar o impacto da exposição direta versus o espaço aéreo ao redor no comportamento da praga.

Voláteis foram coletados de plantas de Desmodium cultivadas em campo e em vasos para avaliar seus efeitos em diferentes condições. Vários bioensaios foram realizados para medir as preferências das mariposas da lagarta do cartucho entre o milho e as plantas de Desmodium. Essa abordagem visava esclarecer o papel dos voláteis e melhorar a compreensão da eficácia do sistema push-pull.

Descobertas sobre Compostos Voláteis

O estudo identificou vários compostos voláteis presentes nas plantas de Desmodium. Alguns desses compostos já haviam sido reportados em estudos de controle de pragas, enquanto outros estão documentados pela primeira vez. A variedade de compostos químicos indicou o potencial do Desmodium em fornecer proteção contra as lagartas do cartucho.

Tanto o D. intortum quanto o D. incanum emitiram uma variedade de voláteis que poderiam influenciar o comportamento das lagartas do cartucho. A pesquisa buscou determinar não apenas a diversidade desses compostos, mas também sua eficácia em repelir pragas. Além disso, o estudo visava ver como a presença das plantas de Desmodium afetava o comportamento de oviposição das mariposas.

Bioensaios de Oviposição

Para investigar o impacto do Desmodium no comportamento da lagarta do cartucho, foram realizados bioensaios de oviposição. Nesses testes, os pesquisadores examinaram quantos ovos as mariposas colocaram tanto no milho quanto nas plantas de Desmodium. As questões principais incluíam se o contato direto com o Desmodium afetava o comportamento das mariposas e se elas preferiam colocar ovos no milho ou nas plantas de Desmodium.

Os resultados mostraram que as mariposas da lagarta do cartucho colocaram significativamente menos ovos nas plantas de Desmodium em comparação ao milho. Isso sugere que a presença do Desmodium poderia reduzir a probabilidade de infestações no milho. No entanto, não estava claro se essa preferência se devia inteiramente a sinais químicos ou a outros fatores, como as características físicas das plantas.

Bioensaios em Túnel de Vento

Além dos testes de oviposição, foram realizados bioensaios em túnel de vento para avaliar o comportamento de voo a curto prazo das mariposas da lagarta do cartucho. Esses testes ajudaram os pesquisadores a observar como a presença de voláteis do milho e do Desmodium afetou os padrões de movimento das mariposas.

Os resultados indicaram que muitas mariposas se estabeleceram mais rapidamente quando apresentadas ao milho em comparação com a combinação de milho e Desmodium. Embora essa descoberta aponte uma leve preferência pelo milho, não alcançou significância estatística. Mais análises eram necessárias para esclarecer como os voláteis das plantas impactam o comportamento dessas mariposas.

Conclusão

A pesquisa destaca os potenciais benefícios do uso de sistemas push-pull, especialmente no manejo de pragas como a lagarta do cartucho. O consórcio com Desmodium e o uso de plantio estratégico podem ajudar a reduzir a dependência de pesticidas químicos e promover uma agricultura sustentável. Enquanto o push-pull oferece vantagens promissoras, estudos em andamento são essenciais para entender completamente seus mecanismos e melhorar sua eficácia.

Ao examinar os compostos voláteis liberados pelo Desmodium e seu impacto no comportamento das pragas, podemos aproveitar melhor as vantagens dos sistemas de consórcio. Pesquisas futuras podem ajudar a otimizar estratégias push-pull para aumentar os rendimentos das colheitas enquanto promovem a saúde ambiental.

Com a agricultura enfrentando diversos desafios, encontrar soluções práticas que priorizem a sustentabilidade e a segurança alimentar é mais importante do que nunca. A abordagem push-pull se destaca como uma luz de esperança, oferecendo um caminho para a intensificação sustentável na agricultura.

Fonte original

Título: Desmodium Volatiles in "Push-Pull" Agriculture and Protection Against the Fall Armyworm, Spodoptera frugiperda

Resumo: Push-pull systems for sustainable pest management of crop plants employ repellent stimuli from intercrops ("push") to repel herbivores and attract their predators and parasitoids, and attracting stimuli from border plants ("pull") to lead herbivorous insects out of the crop. The most widespread implementation, intercropping with the legume Desmodium, reduces herbivory damage from the invasive fall armyworm (FAW) Spodoptera frugiperda. However, the three publications to date investigating underlying mechanisms disagree whether the Desmodium intercrop emits bioactive volatiles that repel FAW. We aimed to resolve this controversy by measuring volatile emission from Desmodium intortum (greenleaf Desmodium) and D. incanum intercrops in push-pull fields, and assaying their effects on the behavior of the FAW in oviposition and wind tunnel choice bioassays. We detected many volatile substances in the headspaces of both Desmodium species, which exhibited similar profiles, including substances previously reported to repel lepidopteran herbivores. FAW moths preferred to oviposit on maize over Desmodium, but not on maize further from versus closer to Desmodium plants that were inaccessible to the moths, but sharing the air. In a wind tunnel bioassay, the moths tended to prefer maize volatiles over a combination of volatiles from maize and D. intortum, but not D. incanum. In conclusion, we found D. intortum and D. incanum to emit volatiles that have been shown to be bioactive, and FAW moths to prefer maize over either Desmodium species. Moreover, additional mechanisms are likely important for reducing FAW damage to maize under push-pull cultivation.

Autores: Daria M. Odermatt, F. Chidawanyika, D. M. Mutyambai, B. Schmid, L. A. Domeignoz Horta, A. Tamiru, M. C. Schuman

Última atualização: 2024-07-29 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.24.604900

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.24.604900.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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