Nome do Projeto
Ecofisiologia e caracterização da ocorrência de capim-rabo-de-burro no Noroeste do Rio Grande do Sul
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
28/12/2020 - 27/12/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Andropogon bicornis e Schizachyrium microstachyum, conhecidos como capim-rabo-de-burro, são espécies perenes pertencentes à família Poaceae, caracterizando-se como plantas daninhas incidentes e de difícil controle após sua perenização em áreas agrícolas do Rio Grande do Sul. Nesse contexto, o objetivo deste projeto é determinar as características ecofisiológicas, ambientais e de manejo que favorecem a incidência de capim-rabo-de-burro nas áreas agrícolas. Para tal, serão realizados três estudos em laboratório, casa de vegetação e em campo, no período compreendido entre março de 2020 a fevereiro de 2022. No primeiro estudo, será realizado levantamento da espécie de capim-rabo-de-burro predominante na região Noroeste do Rio Grande do Sul, avaliação da suscetibilidade de biótipos a herbicidas, entrevista aos produtores e coletas de solo nas propriedades, para elucidar os possíveis fatores no manejo e/ou nas características físico-químicas do solo associados a ocorrência dessa planta daninha. No segundo estudo, será avaliado o fluxo de emergência de S. microstachyum, bem como a longevidade e a viabilidade das sementes no banco de sementes do solo em função da profundidade de enterrio. No terceiro estudo, serão avaliados o crescimento, desenvolvimento e produção de sementes de S. microstachyum em diferentes épocas de emergência com base em dias e unidades térmicas acumuladas. Com os resultados obtidos nesses estudos espera-se ampliar o conhecimento sobre a ecofisiologia e distribuição das espécies de capim-rabo-de-burro, visando proporcionar informações técnico-científicas que auxiliem na prevenção da incidência e controle dessa planta daninha.

Objetivo Geral

Determinar as características ecofisiológicas, ambientais e de manejo que favorecem a incidência de capim-rabo-de-burro nas áreas agrícolas.

Justificativa

A competição com plantas daninhas é um dos maiores limitantes à produtividade das culturas, sendo o grau de competição dependente da espécie, densidade populacional, estádio fenológico e época de coexistência das plantas daninhas com a cultura (AGOSTINETTO et al., 2014; SABERALIA; MOHAMMADI, 2015). Plantas daninhas são caracterizadas pela alta capacidade de dispersão de sementes e ampla variabilidade genética das espécies, o que confere sobrevivência e adaptabilidade nas mais variadas condições ambientais, inclusive em ambientes com contínuos distúrbios e estresses, como é o caso das áreas agrícolas (RADOSEVICH; HOLT; GHERSA, 2007). Essas características têm possibilitado que muitas plantas daninhas ocorrentes em áreas marginais e que são consideradas de importância secundária, passem a se consolidar nas áreas de cultivo e competir por recursos com as plantas cultivadas.
As espécies de capim-rabo-de-burro, Andropogon bicornis e Schizachyrium microstachyum, com incidência originalmente relatada em campos nativos, beiras de estradas e áreas degradadas, vêm, nos últimos anos, aumentando a ocorrência em áreas de cultivo anual, destinadas a produção de soja e milho do Rio Grande do Sul (AMARANTE, 2020; CONTE, 2017). As plantas apresentam ciclo perene, alta rusticidade, alta produção de sementes e facilidade de dispersão pelo vento, além de expressiva capacidade de afilhamento, características estas que conferem potencial competitivo com culturas (AMARANTE, 2020; CONTE, 2017; NEVES; ZANIN, 2011).
A caracterização da biologia e ecologia das plantas daninhas que ocorrem nas áreas agrícolas é essencial para o estabelecimento de estratégias de manejo mais adequadas e sustentáveis visando o manejo integrado de plantas daninhas (SADEGHLOO; ASGHARI; GHADERI-FAR, 2013). Tratando-se do capim-rabo-de-burro, uma planta daninha com incidência recente nas áreas de produção, a disponibilidade de informação quanto às características ecofisiológicas, edafoclimáticas e de manejo que beneficiam o seu desenvolvimento nos ambientes agrícolas é restrita, constituindo uma lacuna para estudos.
O processo germinativo e a emergência das plantas daninhas são influenciados por fatores relacionados a própria espécie, como a dormência presente nas sementes e a capacidade de manutenção da qualidade fisiológica por longos períodos, assim como por fatores relacionados ao ambiente onde estão inseridas, como práticas de manejo e condições de clima e solo (MARTINS et al., 2000; CHAUHAN; GILL; PRESTON, 2006). Dessa forma, a elucidação das condições edafoclimáticas que possibilitam a germinação e o fluxo de emergência de plantas daninhas pode contribuir para inferir-se sobre as épocas preferenciais de infestação e para o desenvolvimento de estratégias de manejo mais adequadas, visando racionalizar o uso de herbicidas. Além disso, para um maior domínio sobre a dinâmica das espécies de plantas daninhas nos agroecossistemas, o conhecimento de questões como a existência e a persistência das sementes das espécies no banco de sementes do solo se faz necessário.
O sucesso das plantas daninhas no ambiente também é dependente da capacidade de crescimento e desenvolvimento em relação as plantas cultivadas, uma vez que quanto maior é o avanço nos estádios fenológicos, a sensibilidade das mesmas aos herbicidas é reduzida e maior é a capacidade de ocupação do nicho ecológico, dificultando o manejo e perpetuando-se no ambiente. Por meio de estudos sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas daninhas, obtêm-se informações sobre padrões de crescimento vegetal e evolução dos estádios fenológicos, permitindo-se inferir sobre a competitividade potencial dessas plantas com as culturas (DE PAULA; STRECK, 2008; HOLT; ORKUTT, 1991).
Nesse contexto, em virtude da crescente infestação e da consolidação como planta daninha de importância em áreas agrícolas, estudos que visem elucidar as questões envolvidas na dinâmica populacional e distribuição de capim-rabo-de-burro são de grande relevância. Da mesma forma, esclarecer quais são as condições ambientais e características ecofisiológicas que estejam envolvidas na capacidade dessa planta daninha de sobreviver e se perpetuar nas lavouras, assim como a caracterização do seu crescimento e desenvolvimento, podem contribuir para redução da sua disseminação e ocorrência nesses ambientes. Além disso, faz-se necessária a realização de levantamento entre propriedades agrícolas com e sem a infestação desta planta daninha para averiguar diferenças em práticas de manejo que possam favorecer a ocupação de novos nichos.

Metodologia

Visando atender os objetivos propostos, serão conduzidos três estudos, em laboratório, casa de vegetação e em campo experimental do CAP/UFPel.

ESTUDO I. Identificação e caracterização da ocorrência de capim-rabo-de-burro no Noroeste do Rio Grande do Sul.

O estudo será composto por dois experimentos.
Experimento I: Identificação e mapeamento da suscetibilidade de capim-rabo-de-burro a herbicidas no Noroeste do Rio Grande do Sul
Para a realização desse experimento, será procedida visita, em cada uma das propriedades elencadas com infestação de capim-rabo-de-burro para coleta de cinco touceiras por propriedade. As touceiras coletadas serão acondicionadas, separadamente, em vasos plásticos contendo solo e, posteriormente, encaminhadas a Universidade Federal de Pelotas (UFPel).
Com o auxílio de chaves morfológicas elaboradas por Neves e Zanin (2011), será realizada a identificação da espécie de capim-rabo-de-burro em cada uma das propriedades. Após a identificação, as plantas serão mantidas em casa de vegetação sob irrigação diária até a produção de sementes. Dessa forma, serão coletadas as sementes das touceiras de cada propriedade e armazenadas em envelopes de papel. Será considerado um biótipo de capim-rabo-de-burro por propriedade.
As sementes de cada um dos biótipos serão utilizadas para a condução de experimento visando caracterização da suscetibilidade a herbicidas. Quando as plantas de capim-rabo-de-burro se encontrarem com três a quatro folhas, serão aplicados os seguintes herbicidas: glifosato, cletodim, setoxidim, haloxifope-p-metílico e clodinafope-propargil. Serão utilizadas as doses máximas de registro para o controle de plantas daninhas monocotiledôneas para a cultura da soja, além da metade dessa dose de registro.
A variável analisada será controle aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação dos tratamentos (DAT) e massa seca da parte aérea (MSPA) aos 28 DAT. Os dados obtidos serão analisados quanto à normalidade (teste de Shapiro Wilk) e homocedasticidade (teste de Hartley) e, posteriormente, submetidos à análise de variância (p≤0,05). Sendo constatada significância estatística, será procedida a comparação entre médias utilizando-se teste de Tukey (p≤0,05) com auxílio do Software R (R CORE TEAM, 2012).

Experimento II: Avaliação fitossociológica de capim-rabo-de-burro no banco de semente do solo no Noroeste do Rio Grande do Sul
As amostras de solo coletadas serão destorroadas e acondicionadas em bandejas plásticas, onde serão mantidas em casa de vegetação sob irrigação diária. A quantificação do banco de semente será realizada utilizando o método da contagem direta de plântulas emergidas, realizando-se avaliações na frequência de 15 em 15 dias. Quando observada estabilização do fluxo de emergência, o solo será revolvido, visando promoção de um novo fluxo. A cada novo fluxo será realizada a identificação das plântulas de capim-rabo-de-burro em nível de espécie, registrando-se o número observado e, posteriormente, sendo descartadas. O acompanhamento do fluxo será realizado durante o período de outubro a março do ano de 2021.
Decorrido o tempo de cinco meses, serão utilizadas peneiras de 8, 10 e 30 mesh para peneirar o solo das bandejas e com auxílio de estereoscópio serão separadas as sementes que permaneceram no solo sem germinar e emergir. Essas sementes remanescentes serão submetidas à análise de viabilidade através do teste de tetrazolio com sal 2,3,5-trifenil-cloreto-de-tetrazólio a 1,0%.
Com os valores de sementes viáveis totais serão calculadas as seguintes variáveis fitossociológicas: frequência (Fre), frequência relativa (Frr), densidade (Den), densidade relativa (Der), abundância (Abu), abundância relativa (Abr) e índice de valor de importância (Ivi). Os cálculos serão realizados meio de fórmulas propostas por Mueller-Dombos e Ellenberg (1974).

ESTUDO II. Fluxo de emergência e longevidade de sementes de Schizachyrium microstachyum.

Para a realização desse estudo, serão conduzidos dois experimentos a campo na UFPel.

Experimento I: Modelagem do fluxo de emergência de Schizachyrium microstachyum
Como parâmetros necessários para a predição do modelo de fluxo de emergência de plantas daninhas, serão utilizados valores de temperaturas limiares de germinação para Schizachyrium microstachyum encontrados em literatura, sendo 9,99; 31,98 e 40 ºC às temperaturas base, ótima e máxima, respectivamente (AMARANTE, 2020). Para o parâmetro de potencial hídrico base, será conduzido experimento preliminar para sua determinação em Laboratório Didático de Análise de Sementes/UFPel, conforme metodologia descrita a seguir.
Para determinação do potencial hídrico base, será conduzido experimento em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, onde serão avaliados os efeitos de dez potenciais hídricos na germinação das sementes de capim-rabo-de-burro. Os potenciais hídricos testados serão: 0; -0,03; -0,06; -0,1; -0,2; -0,4; -0,6; -0,9; -1,2; -1,5 e -2.0 MPa. A simulação dos diferentes potenciais hídricos será feita com polietileno glicol 8000 (PEG), utilizado em diferentes concentrações para formar as soluções que serão utilizadas para umedecer o papel germitest, de acordo com metodologia de Hardegree e Emmerich (1994).
Os dados obtidos serão analisados quanto à normalidade (teste de Shapiro Wilk) e, homocedasticidade (teste de Hartley) e, posteriormente, submetidos à análise de variância (p≤0,05). Quando constatada significância estatística, será procedido a comparação entre médias utilizando-se teste de Tukey (p≤0,05) com auxílio do Software R (R CORE TEAM, 2012).

Experimento II: Longevidade e viabilidade de sementes de Schizachyrium microstachyum
O delineamento utilizado será o de blocos casualizados, com quatro repetições, em que serão utilizadas 3 profundidades de enterrio das sementes (0, 3 e 6 cm), sendo realizadas 10 épocas de coletas (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 meses) após o enterrio das mesmas. Cada unidade experimental será composta por saco feito de malha de nylon (10 x 10 cm), no qual serão acondicionadas 50 sementes viáveis distribuídas em 50 g de solo do local onde será instalado o experimento.
A cada época de coleta, serão removidos os sacos em cada uma das profundidas e será procedida a avaliação da qualidade fisiológica das sementes. Para isso, as sementes serão extraídas dos sacos através de lavagem da amostra com o auxílio de borrifador em conjunto de peneiras. A amostra será passada por conjunto de peneiras de tamanhos 16, 32 e 60 mesh, e após, será mantida em papel filtro para secar por período de 24 horas, sendo analisada em estereoscópio de luz para extrair as sementes remanescentes.
As sementes remanescentes serão colocadas em água destilada por dois minutos e submetidas ao teste de germinação. Serão avaliadas as seguintes variáveis: porcentagem de germinação aos 7 e 14 dias após a semeadura (DAS
Os dados serão analisados quanto a normalidade (teste de Shapiro Wilk) e homocedasticidade (teste de Hartley) e, posteriormente, à análise de variância (p≤0,05). Em caso de significância estatística realizara-se análise de regressão para o fator épocas de coleta, com auxílio do programa SigmaPlot 12.5 (SIGMAPLOT, 2013). Para o fator profundidade, as médias serão comparadas pelo teste de Tukey (p≤0,05), com auxílio do Software R (R CORE TEAM, 2012).

ESTUDO III. Crescimento e desenvolvimento de Schizachyrium microstachyum
O experimento será conduzido no período de dezembro de 2020 a fevereiro de 2022 em ambiente aberto na Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel (FAEM/UFPel). Os dados diários de temperatura mínima e máxima do ar, e fotoperíodo durante o período experimental serão obtidos através dos registros da Estação Agroclimatológica de Pelotas, localizada no município do Capão do Leão/RS.
O delineamento utilizado será o inteiramente casualizado, com seis repetições para as avaliações não destrutivas e quatro repetições para as avaliações destrutivas. As unidades experimentais serão compostas de vasos plásticos com capacidade para onze litros preenchidos com solo.
O experimento contará de sete tratamentos correspondendo a épocas de emergência das plantas de Schizachyrium microstachyum. As épocas de emergência serão dezembro/2020, fevereiro/2021, março/2021, maio/2021, julho/2021, agosto/2021 e setembro/2021. As datas de emergência foram escolhidas visando expor as plantas a diferentes condições de temperatura do ar e fotoperíodo ao longo do seu crescimento e desenvolvimento.
Com o intuito de garantir a exposição das plantas às condições ambientais desejadas a partir da sua emergência, as sementes serão previamente semeadas em bandejas plásticas contendo substrato e mantidas em BOD na temperatura de 25 °C e fotoperíodo de 14 horas, até a emissão da primeira folha com colar visível.
Serão realizadas avaliações qualitativas do desenvolvimento a cada dois dias, visando a determinação dos principais estádios fenológicos de Schizachyrium microstachyum em função das diferentes épocas de emergência. A determinação dos estádios será baseada na escala numérica BBCH (HESS et al.; 1997). As avaliações serão realizadas no período da emergência até o final do florescimento.
Com os dados obtidos das avalições fenológicas, se determinará a temperatura base (Tb) pelo método do desenvolvimento relativo (DR) ou da equação de regressão, segundo Brunini et al. (1976) e Gbur et al. (1979). Todos os dados coletados serão analisados quanto à normalidade (teste de Shapiro-Wilk) e homocedasticidade (teste de Hartley), e, posteriormente, submetidos à análise de variância (p≤0,05). Em caso de significância estatística, será realizada a análise de regressão (p≤0,05) e/ou comparação de médias pelo teste de Tukey (p≤0,05), em cada caso correspondente.

Indicadores, Metas e Resultados

Aprimoramento do conhecimento sobre as características ecofisiológicas de capim-rabo-de-burro para auxiliar na elaboração de estratégias de manejo.
Entendimento dos fatores que estão relacionados à incidência de capim-rabo-de-burro nas áreas agrícolas no Noroeste do Rio Grande do Sul, visando auxiliar no manejo sustentável e evitar a dispersão dessa planta daninha para as demais regiões.
Gerar conhecimento acerca do fluxo de emergência de S. microstachyum em função do sistema de manejo e condições edafoclimáticas.
Aperfeiçoamento técnico-científico dos alunos de pós-graduação e graduação da Universidade Federal de Pelotas, na área de ecofisiologia de plantas daninhas.
Produção científica, na forma de artigos e resumos, visando à utilização destes pela comunidade científica, acadêmica e assistência técnica.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ADRIANA ALMEIDA DO AMARANTE
Cassiano Salin Pigatto
DIRCEU AGOSTINETTO1
Geovana Facco Barbieri
LUCAS PANIZ PINHO
MAICON FERNANDO SCHMITZ
RICHARD EDÉLCIO RODRIGUES QUEVEDO

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