Incidência de Bipolaris sorokiniana nas sementes e transmissão para plantas de
cevada
Introdução
A produção mundial de cevada, em 2005, foi de 140 milhões de toneladas (Barley
(Hordeum) Maps and Statistics, 2007), da qual cerca de 13%, ou seja,
aproximadamente 18 milhões de toneladas de cevada (Hordeum vulgare) foram
utilizadas para a produção de malte cervejeiro. A cultura, no Brasil,
atualmente, é feita na região Sul e nos estados de Goiás, de Minas Gerais e de
São Paulo (De Mori e Minella, 2012). Em 2011, a área semeada de cevada no
Brasil foi de 88,4 mil hectares com uma produção de 305,1 mil toneladas (Conab,
2014).
A cevada, no Brasil, está sujeita a uma série de doenças causadas por fungos e,
pelo menos oito desses patógenos podem ser transmitidos por sementes. Todas as
doenças fúngicas, além de causarem perdas de rendimento, afetam a qualidade
comercial da cevada, destacando-se entre elas a mancha marrom, conhecida também
como helmintosporiose, que provoca lesões nas folhas, de formato oval ou
alongadas de 1 a 2 mm, com coloração marrom variando de pardo a escuro
circundadas por um halo amarelo e margem definida variando em tamanho. As
manchas podem aumentar e coalescer cobrindo grandes áreas das folhas,
disseminando-se entre os nós e entrenós. Quando ataca as espigas, causa
descoloração e ponta preta nos grãos que irá influenciar a qualidade do malte e
cerveja (Arias, 1995). A doença é causada pelo fungo Cochliobolus sativus (Ito
e Kurib.), Drechs. ex. Dastur, anamorfo: Bipolaris sorokiniana (Sacc. in.
Sorok) Shoem. Esse patógeno apresenta a característica de utilizar como
substrato todos os órgãos dos cereais de inverno. Dessa forma decorrem duas
fases distintas da doença: interferência no processo fotossintético, quando o
ataque ocorre nos órgãos verdes como folhas, bainhas, colmos, glumas, aristas e
sementes em formação e interferência na busca e absorção de nutrientes e água,
que constitui a fase da doença que ocorre em órgãos subterrâneos como raízes
seminais, mesocótilos, raízes secundárias e coroa (Reis, 1981).
Um outro tipo de doença causada por B. sorokiniana em cevada é a podridão comum
de raízes, caracterizado por lesões pequenas, ovais e marrons sobre as raízes
primárias e secundárias, no mesocótilo (também chamado de entre-nó subcoronal)
e na coroa das plantas e são originadas de conídios presentes no solo ou do
micélio presente na semente. Se o inóculo estiver presente nas sementes, as
plântulas podem morrer ou ficarem subdesenvolvidas, com escurecimento das
raízes e do coleóptilo. As lesões podem invadir todo o sistema radicular
estendendo-se à base do colmo (Picinini e Fernandes, 1995). Quando severamente
atacadas, as raízes são pouco desenvolvidas e as plantas afilham pouco.
O controle mais eficaz para essa doença é a utilização de sementes sadias, pois
o fungo é transmitido por sementes e o tratamento com fungicidas só é viável
com níveis de infecção abaixo de 40%. A da rotação de culturas é outra prática
de controlo, visando a redução do inoculo na palha.
O fungo B. sorokiniana está associado à semente de cevada de duas formas,
aderido externamente, e nesse caso, diz-se que a semente está infestada sendo a
taxa de transmissão muito baixa. Outra forma de associação é quando o fungo
está localizado internamente na semente na forma de micélio no pericarpo e no
endosperma, nesse caso a taxa de transmissão é mais elevada, garantindo
eficientemente a sobrevivência do patógeno e sua posterior passagem aos órgãos
radiculares e aéreos (Reis e Casa, 1998).
Lotes de sementes de cevada apresentando nível de infecção com B. sorokiniana
acima de 5% são suficientes para produzirem o inóculo necessário ao
desenvolvimento de uma epidemia no campo, caso as condições de ambiente sejam
favoráveis (Picinini e Fernandes, 1995).
É importante conhecer o modo de transmissão dos fitopatógenos pela semente,
para determinar como esta atuará como fonte de inóculo e como a disseminação
poderá ocorrer. Entretanto, para a maioria dos patógenos de sementes as
pesquisas sobre danos por eles ocasionados são poucas ou inexistentes (Lasca,
1997).
O objetivo desse trabalho consistiu em avaliara a correlação entre diferentes
níveis de incidência de Bipolaris sorokiniana em sementes e sua taxa de
transmissão para plantas de cevada em campo e em estufa.
Material e Métodos
Teste de germinação
Foram selecionadas amostras de sementes aparentemente doentes, isto é, com
sintomas de ponta preta, para realização dos testes de germinação e
determinação do nível de incidência de B. sorokiniana.Para esses teste foram
selecionadas oito amostras de sementes de cevada da cultivar 'BR-
2', suscetível à helmintosporiose, não tratadas com fungicidas. As
amostras foram provenientes de campos de produção de sementes dos municípios de
Passo Fundo, RS, Papanduva, SC e Lapa, PR.
O teste de germinação foi realizado de acordo com as normas recomendadas
(Brasil, 2009), utilizando rolo de papel como substrato. Para cada amostra
foram utilizadas 400 sementes, divididas em 100 sementes por repetição. Essas
sementes foram distribuídas em 8 rolos de papel com 50 sementes cada. Para cada
rolo, foram utilizadas 3 folhas de papel germitest previamente umedecidas em
água destilada. As sementes foram colocadas em câmara de germinação à
temperatura de 20 ºC e às escuras. A germinação foi avaliada após 7 dias,
considerando as plântulas normais, anormais e mortas.
Teste para determinação da incidência deBipolaris sorokonianaem
sementeParalelamente ao teste de germinação, para determinação do nível de
incidência dessas amostras, utilizou-se o método de papel de filtro
('blotter test'), conforme Neergard (1979). De cada lote foram
analisadas 400 sementes por amostra, totalizando oito tratamentos, com quatro
repetições de 100 sementes e observada a incidência (%) de B.sorokiniana. O
delineamento estatístico utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados.
Para esse método, foram utilizadas caixas plásticas (gerbox), tratadas
previamente com hipoclorito de sódio 1%. Em cada placa foram colocadas 20
sementes, totalizando cinco placas por repetição e 20 placas por tratamento. As
placas foram mantidas em BOD à temperatura de 20 ºC sob fotoperíodo de 12-h.
Após sete dias procedeu-se à avaliação da incidência de B. sorokiniana, nas
sementes, observando-se as estruturas do fungo, ou seja, conidióforos e
conídios com auxílio de microscópios estereoscópico e óptico.
Dos oito tratamentos iniciais, foram selecionados seis diferentes níveis de
incidência do fungo nas sementes para o ensaio em campo e em estufa.
Ensaios de campo
Os ensaios foram instalados dentro do período preferencial de sementeira da
cevada cervejeira no município da Lapa, PR , localizado a 25º46'02" Latitude
Sul e 49º43'10" Longitude Oeste e a 907 m de altitude. A área escolhida ficou
sem a cultura ou com a cultura de cevada por aproximadamente 18 meses, período
esse recomendado para o controle de doenças do sistema radicular da cevada,
pela redução do potencial de inóculo nos restos culturais (Santos et al.,
1995). As operações culturais obedeceram às recomendados para a cultura, bem
como a observação de outras doenças e pragas durante o período de realização do
estudo.
Na determinação da taxa de transmissão de b. sorokiniana da semente para a
planta epara cada nível de incidência determinado em laboratório, foram
testadas 2000 sementes no campo. As parcelas foram constituídas de seis
fileiras espaçadas de 0,17 m entre si e com 3,00 m de comprimento, com área
total igual a 2,55 m2 contendo cada fileira 83 sementes, totalizando 498
sementes por parcela. A cultura foi instalada no terreno por recurso a
sementeira direta, em área cultivada anteriormente com milho.
A emergência ocorreu oito dias após a sementeira e a leitura final foi feita 13
dias após a sementeira, contando-se as plantas das quatro fileiras centrais de
cada parcela.
Para a determinação do percentagem de plantas com B. sorokiniana, as plantas
das 4 fileiras centrais das parcelas foram avaliadas pela contagem de plantas
doentes, observando-se a presença de sintomas na plúmula ou primeira folha aos
sete dias após a emergência e posteriormente a cada quinze dias até a época de
colheita.
O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com seis
tratamentos (níveis de incidência de 2,7, 7,5, 12,5, 16,5, 31,0 e 55,5%) e
quatro repetições por tratamento. Após a colheita e secagem, amostras de
sementes de cada parcela do ensaio foram pesadas, para determinação do
rendimento.
Essas amostras foram submetidas a testes de sanidade pelo método do papel de
filtro ('blotter test'), para determinar a porcentagem de sementes
infectadas por B. sorokiniana. No período de realização do experimento foram
registados os dados de temperatura máxima e mínima, bem como a precipitação
para observar a influência das condições climáticas sobre o desenvolvimento do
patógeno nas plantas.
Transmissão deB. sorokinianada planta para a semente no campo
Após a colheita no campo, limpeza, secagem e pesagem, as amostras de sementes
de cada parcela do experimento, foram submetidas a testes de germinação em rolo
de papel germitest e de sanidade, pelo método do papel de filtro
("blotter test"), para determinar a existência de sementes
infectadas por B. sorokiniana. As amostras foram semeadas conforme descrito
anteriormente. O delineamento utilizado foi o de blocos inteiramente
casualizados com seis tratamentos e quatro repetições, com 100 sementes por
repetição.
A contagem de plântulas foi feita aos 7 e 13 dias após a emergência. Após 40
dias as plantas foram cuidadosamente retiradas do substrato, lavadas e
avaliadas quanto a presença de sintomas nos coleóptilo e raízes.
Ensaios em estufa
Transmissãode B. sorokiniana da semente para a plântula: para a determinação da
taxa de transmissãode B. sorokiniana da semente para a plântula foram
realizados dois ensaios: o primeiro foi feito a partir das amostras
selecionadas em laboratório e que serviram para os ensaios de campo e o segundo
a partir das sementes colhidas provenientes dos ensaios de campo. Os
experimentos foram conduzidos sob temperatura aproximada de 25 ºC.
Transmissãode B. sorokiniana da semente para a plântula: para a determinação da
taxa de transmissão de b. sorokiniana da semente para a planta,seis amostras
com diferentes níveis de incidência de B.sorokinana: 2,7, 7,5, 12,5, 16,5, 31,0
e 55,5%, determinadas em laboratório, foram semeadas em caixas plásticas,
medindo 45 cm x 30 cm x 11 cm, contendo aproximadamente 13 kg de solo
previamente esterilizado. Para cada nível de incidência, foram semeadas 400
sementes a uma profundidade de 3 cm. O delineamento estatístico utilizado foi o
de blocos completamente casualizados com seis tratamentos e quatro repetições
por tratamento.
Sete dias após a sementeira foi feita a primeira avaliação, contando-se o
número de plântulas emergidas com e sem sintomas de helmintosporiose. Foram
consideradas as plântulas com sintomas na plúmula ou primeira folha. Aos 15
dias após a sementeira foi realizada nova avaliação. Decorridos 35 dias após a
emergência, as plantas foram removidas e os coleóptilos e raízes foram lavados
em água corrente e os sintomas examinados visualmente. No caso das raízes, para
maior contraste no exame, estas foram emersas em água contida numa bandeja
branca conforme Reis e Casa (1998).
A determinação da taxa de transmissão foi feita após a contagem de plântulas
emergidas com sintomas, calculando-se a porcentagem em relação ao número de
sementes emergidas, multiplicando-se esse valor por 100, dividindo-se pelo
nível inicial de incidência do patógeno nas sementes, determinado em
laboratório.
Análise de dados
A percentagem de germinação das sementes, as percentagens de transmissãode B.
sorokiniana da semente para a plântula e planta bem como as percentagens
obtidas nos parâmetros obtidos nos ensaios de campo depois de transformados em
arcoseno raiz de X, foram submetidos a análise de variância. As médias obtidas
foram comparadas pelo Teste de Duncan a 5% de probabilidade.
Para determinar a taxa de transmissão, após a contagem de plântulas emergidas
com sintomas de helmintosporiose, calculou-se a porcentagem em relação ao
número de sementes emergidas, multiplicando-se esse valor por 100, dividindo-se
pelo nível inicial de incidência do patógeno nas sementes (Forcelini, 1991).
Os níveis de incidência do patógeno nas sementes foram correlacionados com a
emergência e a porcentagem de plântulas infectadas. Os dados foram submetidos à
análise de correlação linear aplicando-se o teste t.
Resultados e Discussão
Ensaio de campo
As médias de temperatura e pluviosidade registadas no período do ensaio de
campo estão apresentados nas Figuras_1 e 2.
A intensidade da helmintosporiose variou de um ano para outro e de uma região
para outra, provavelmente em função das variações de temperatura (Mehta et al.,
1996). Pelos dados apresentados na Figura_1, constata-se que as temperaturas
registradas no período de realização do estudo, foram suficientes para promover
o estabelecimento da doença no campo, pois o fungo requer para germinação,
infecção, crescimento da lesão e esporulação, temperatura oscilando entre 20 e
30 ºC (Luz e Bergstrom, 1986). Forcelini (1991) relata que para B. sorokiniana,
o efeito da temperatura é dividido em três níveis: aos órgãos aéreos, a
transmissão é maior na faixa térmica de 20-25 ºC, enquanto que 15-20 ºC
restringe mais o patógeno ao sistema radicular e entre 25-30 ºC ocorre maior
morte de plantas. A temperatura funcionaria como instrumento regulador da
intensidade do processo. Como os conídios para germinarem e penetrarem nas
folhas precisam de temperaturas entre 24 a 28 ºC e 9 a 24 horas de água livre
sobre a superfície da folha por uma a duas semanas, as condições não foram
propícias ao estabelecimento do patógeno no campo após o início do afilhamento
(Quadro_1).
O estresse hídrico na floração afetou o desenvolvimento das cariopses, dado que
provocou esterilidade floral principalmente na base e no ápice da espiga,
diminuindo sensivelmente o número de carioses formados por espiga, produzindo
cariopses pequenas e estéreis.
Durante o ensaio de campo, as temperaturas máximas oscilaram entre 21 e 24,8 ºC
e as mínimas entre 9,4 a 15,1 ºC, favorecendo o desenvolvimento do patógeno no
sistema radicular, o que talvez possa explicar a baixa emergência das plantas,
observada no Quadro_2.
No entanto, quando se observa a Figura_2, nota-se uma baixa pluviosidade em
todo o período, onde o total acumulado da sementeira até a colheita foi de 324
mm, que, em associação com a temperatura, promoveram condições para o
desenvolvimento do patógeno na parte aérea desde a emergência das primeiras
folhas.
O Quadro_2 mostra a transmissão de B. sorokiniana da semente para a planta sob
condições de campo. Os níveis de infecção natural de B. sorokiniana nas
amostras de sementes selecionadas em laboratório e usadas no ensaio de campo,
variaram de 2,7% no tratamento 1, nível mais baixo até 55,5% no nível mais
alto. Verificou-se a transmissão do fungo das sementes para a parte aérea,
demonstrando dessa forma a capacidade do fungo de infectar as plantas no campo.
O maior nível de incidência da doença em plantas no campo foi observado no
tratamento 6 com 17%, seguido dos tratamentos 2, 4 e 5. Não foi significativa
a correlação entre a incidência do fungo nas sementes, a emergência e a
incidência nas plântulas. No tratamento 3 com nível de incidência de 12,5%, as
plantas apresentaram a maior porcentagem de emergência (92%) e a mais baixa
incidência do patógeno nas primeiras folhas.
No entanto, os resultados apresentados no Quadro_2 mostram também que houve
grande variação na taxa de transmissão, concordando com os dados citados por
Forcelini (1991) de que há pouca correlação entre o uso de sementes com níveis
de infecção menores que 30%, por não causar a morte de plântulas, mas tem
energia suficiente para permitir uma transmissão bem sucedida no campo. Essa
hipótese explica o elevado potencial de plântulas emergidas, diferente do que
se verificou para o tratamento 6, mais infectado, onde ocorreu uma transmissão
elevada e emergência de apenas 70%. Provavelmente, o fungo presente na semente,
durante o processo de geminação, infectou os coleóptilos, entrenós subcoronais
e posteriormente as raízes seminais, levando à podridão das raízes que
impediram a emergência das plantas.
A taxa de transmissão baseada nos sintomas foliares variou de 31% para o nível
de 55,5% de incidência a 100% para os níveis de 2,5% e 7,5%, enquanto a relação
semente infectada/planta doente aumentou na mesma medida que aumentou a
incidência, variando de 0,3:1,0 no tratamento 1 e 3,2:1,0 no tratamento 6.
Esses resultados confirmam aqueles encontrados anteriormente por Reis e
Forcelini (1993) e Goulart (1996) para o patógeno na cultura do trigo.
No Quadro_3 são apresentados os dados de produtividade das parcelas,
transformados em kg ha-1. Pode-se observar que o tratamento 1 com nível de
incidência de 2,7, foi pouco afetado pela doença, visto que a infecção
considerada elevada até os 14 dias após a emergência das plantas, se
estabilizou, não havendo condições climáticas favoráveis para a transmissão à
outras plantas.
A diferença de rendimento entre os tratamentos pode ser causada pela baixa
emergência das plantas, devido à elevada incidência nas sementes, resultado
também encontrado por Wiewióra (2006). Reis (1981) demonstrou que os sintomas
de podridão de raízes seminais, bem como o de lesões nas primeiras folhas do
trigo, podem ser causados por inóculo de B. sorokiniana presente na semente. Da
semente, o inóculo foi trazido à superfície pelo coleóptilo e deste, à primeira
folha.
Ensaios em estufa
Transmissão de B. sorokiniana da semente para a plântula:no Quadro_4, observa-
se que a incidência do fungo nas primeiras folhas de plântulas de cevada foi
inversamente proporcional à incidência nas sementes, isto é, quanto maior a
incidência nas sementes, menor a porcentagem de infecção nas folhas. Para uma
incidência de 2,5% nas sementes, verificou-se 6,2% de folhas infectadas, já
para os níveis de 16,5%, 31,0% e 55,5% as folhas infectadas apresentaram 1,7%,
1,2% e 1,0%, respectivamente.
O fungo uma vez estabelecido na primeira folha poderia pela posterior
esporulação e disseminação, estabelecer-se nos demais órgãos aéreos. A não
manifestação dessa sintomatologia em outras plântulas e a não ocorrência de
ciclos secundários nas demais folhas, leva à hipótese de que a semente
infectada foi a fonte de inóculo primário, concordando com os dados obtidos por
Reis (1981).
O fungo presente nas sementes provocou efeito negativo na emergência de
plântulas, principalmente no tratamento 6 com apenas 76% de plântulas
emergidas, uma vez que os dados de incidência inicial e nas raízes apresentam
correlação positiva (r = 097*), mostrando que há correlação entre o aumento da
incidência da doença nas raízes e a incidência do patógeno nas sementes. Os
dados observados confirmam o trabalho conduzido por Reis (1981) de que o
patógeno uma vez presente na semente ataca primeiro o coleóptilo e daí progride
para a parte inferior, podendo matar a plântula antes da emergência.
Os valores de transmissão registrados para as primeiras folhas, coleóptilos e
para raízes seminais são semelhantes, porém, diferentemente do que ocorre para
as primeiras folhas, a incidência nas raízes e coleóptilos aumenta com a
incidência do fungo nas sementes. Esses resultados diferem daqueles encontrados
por Reis e Forcelini (1993), quando verificaram valores mais elevados de
transmissão sintomática para coleóptilos, seguidos, em ordem decrescente, para
raízes seminais e para plúmulas em trigo.
Transmissão de B. sorokiniana da semente para as primeiras folhas: no Quadro_5
são apresentados os resultados referentes à incidência de B. sorokiniana em
sementes de cevada e sua relação com a transmissão do patógeno, para as
primeiras folhas de plântulas.
Observou-se que a taxa de transmissão de B. sorokiniana diminuiu à medida que o
nível de incidência nas sementes aumentou, porém existe grande diferença entre
os tratamentos que segundo Forcelini (1991), quando se utilizam sementes com
níveis de infecção menores que 30%, os resultados são controversos. Segundo o
mesmo autor, existe pouca correlação com as análises de sanidade em
laboratório, devido ao potencial de inóculo, que sendo menor não causa a morte
de plântulas, mas é capaz de permitir uma transmissão bem sucedida a campo.
Com relação ao número de sementes infectadas/plantas doentes, o tratamento 1
apresentou a menor relação que foi de 0,4:1,0 e o tratamento 6 a maior, de
55,5:1,0, isto é, 55,5 sementes infectadas para 1 planta com sintoma na folha.
Transmissão de B. sorokiniana da semente para coleóptilos:no Quadro_6
apresentam-se os resultados referentes à incidência de B. sorokiniana em
sementes de cevada e sua relação com a transmissão do patógeno, para os
coleóptilos das plântulas. Observou-se que a transmissão do patógeno variou
conforme a incidência nas sementes e a taxa de transmissão, baseada nos
sintomas em coleóptilo aumentou proporcionalmente com o aumento da incidência
nas sementes, sendo a relação semente infectada/ planta doente de 1,6 : 1 no
tratamento 1; 4,6 : 1 no tratamento 5; e 10,6 : 1 no tratamento 6.
Transmissão de B. sorokiniana da semente para raízes: o Quadro_7 mostra os
resultados referentes à incidência de B. sorokiniana em sementes de cevada e
sua transmissão para as raízes seminais de plântulas. Verificou-se que há
correlação entre a incidência do fungo nas sementes e a incidência em raízes
seminais, pois houve um pequeno aumento da porcentagem de raízes infectadas com
o aumento do nível de incidência. Os valores mais elevados de transmissão foram
registrados para coleóptilos, seguidos para raízes seminais e para plúmulas.
Observa-se ainda que a transmissão do patógeno variou conforme a incidência nas
sementes e a taxa de transmissão. Com base nos sintomas em coleóptilo, infere-
se que aumentou proporcionalmente com o aumento da incidência nas sementes,
sendo a relação semente infectada/planta doente de 1,6:1 no tratamento 1; 4,6:
1 no tratamento 5; e 10,6:1 no tratamento 6.
Houve decréscimo da taxa de transmissão para as raízes com o aumento da
incidência do fungo nas sementes. Esses resultados reforçam a teoria de que o
transporte do fungo pelas sementes não assegura, necessariamente, a sua
transmissão às plantas no campo. Forcelini (1991) refere que em amostras de
sementes onde foi feita desinfestação, as altas taxas de transmissão B.
sorokiniana em trigo foram devidas à localização do patógeno no endosperma,
sendo que a proporcionalidade entre o transporte e a transmissão foi observada
apenas nos lotes com média e alta infecção.
Conclusões
Não houve correlação entre os diferentes níveis de incidência de B. sorokiniana
nas sementes e a incidência em plantas no campo;
Houve correlação entre os diferentes níveis de incidência de B. sorokiniana nas
sementes e a incidência em raízes primárias em plantas sob condições de estufa;
Níveis acima de 55% deB. sorokiniana nas sementes diminuiram drasticamente a
emergência das plântulas, tanto em campo como em estufa.
