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“BIOLOGIA E MANEJO DE
PLANTAS DANINHAS
Prof. Dr. RICARDO VICTORIA FILHO ÁREA DE BIOLOGIA E MANEJO DE PLANTAS DANINHAS
DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL
ESALQ/USP – PIRACICABA/SP
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BIOLOGIA E MANEJO DE
PLANTAS DANINHAS
1- INTRODUÇÃO
2- IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA BIOLOGIA DAS
PLANTAS DANINHAS
3- HISTORICO DA EVOLUÇÃO DA CIÊNCIA DAS
PLANTAS DANINHAS
4- SISTEMAS DE PRODUÇÃO E O MANEJO DE
PLANTAS DANINHAS
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1- INTRODUÇÃO
• Agricultura sustentável
•Conceitos de manejo integrado
•Perdas na produção de alimentos, devido a
praga, doenças e plantas daninhas
•População mundial
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BRASIL - AGRICULTURA
• 1965 – 20 milhões de grãos – população de 80
milhões
• 250 kg de grãos/hab.
• área de plantio – 21 milhões de ha
• 2008 – 144 milhões de toneladas de grãos
• 758 kg de grão/hab.
• Área de plantio – 48 milhões de ha
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BRASIL - PECUÁRIA
• 1965 – 2,1 milhões ton. de carne
• 25 kg/hab./ano
• 2006 – 20 milhões de ton. de carne
• 100 kg/hab/ano
• Portanto a produção aumentou 10 vezes e as
áreas de pastagens cresceram apenas 15%.
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PRODUTIVIDADE
Milho – área plantada recuou 5,9% entre as
safras de 1995/96 e 2009/10 mas a produção
aumentou em 65% passando de 32,4 milhões
para 53,5 milhões de toneladas.
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BRASIL-EDUCAÇÃO
Produção científica
1990 -3665 artigos publicados
2008 – 30.021 artigos publicados
• Segunda produção entre os países do BRIC (Brasil, Russia, Índia, china)
• Pesquisadores
• Brasil - 0,92 pesquisador/1000 hab.
• Média – 6 a 8 do grupo do G7(Paises mais industrializados)
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PLANTA DANINHA
Planta que ocorre em local onde não é desejada,
interferindo com os objetivos do homem, e que
quando presente em agroecossistemas interfere
com as culturas econômicas afetando a
produtividade ou a qualidade do produto colhido.
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CONCEITOS
•MANEJO
•CONTROLE
•ERRADICAÇÃO
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Ano Produção Mundial Per Capitã
Total
(Milhões Toneladas)
Total (Quilos)
1950 631 246
1960 847 278
1970 1.103 296
1980 1.441 322
1990 1.684 316
Produção mundial de grãos: total e per capita
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Países
Produtividade
1998/90
(kg/ha)
Perdas (%)
Doenças Pragas Plantas
Invasoras
Potencial Atual Potencial Atual Potencial Atual
A 635 20-25 20 35-40 35 50-55 35
B 1.886 15-20 15 25-30 22 40-45 25
C 3.548 18-20 15 22-27 17 35-40 18
D 4.064 12-17 12 25-30 20 35-40 10
EUA 6.738 15-20 10 22-27 12 35-40 13
E 7.679 05-10 05 15-20 05 25-30 05
Médias de produtividade na cultura do milho e perdas causadas por
doenças, pragas e plantas invasoras
Fonte: Crop Production and Crop Protection – Elsevier (1994).
A - Angola, Benin, Botswana, Cabo Verde, Chad, Congo, Costa do Marfim, Guiné-Bissau, Lesoto,
Mauritânia, Moçambique, Namíbia, Sudão e Zaire.
B – Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Guiana, Paraguai, Peru, Uruguai e Venezuela.
C - Argentina e Chile.
D - China, Japão e Koreas
E - Alemanha, Holanda, Áustria e Suíça
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Médias de produtividade na cultura da soja e perdas causadas por
doenças, pragas e plantas invasoras
Fonte: Crop Production and Crop Protection – Elsevier (1994).
A - Camerum, Costa do Marfim, Libéria, Nigéria, Tanzânia, Uganda, Zaire e Zâmbia.
B - China, Japão e Koreas.
C - Argentina, Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Paraguai, Uruguai e Venezuela
Países
Produtividade
1998/90
(kg/ha)
Perdas (%)
Doenças Pragas Plantas
Invasoras
Potencial Atual Potencial Atual Potencial Atual
A 459 20-25 20 35-40 25 50-55 27
B 1.405 22-27 15 20-25 15 40-45 13
C 1.872 12-17 10 15-20 13 55-60 15
EUA 2.092 10-15 08 12-17 10 45-50 15
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Ano
População
total
Crescimento
Anual (%)
Período para
duplicação
(anos)
1 Milhão a.C. Alguns
Milhares
- -
8000 a.C 8 Milhões 0,0007 100.000
1 300 Milhões 0,046 1.500
1750 800 Milhões 0,06 1.200
1900 1.650 Milhões 0,48 150
1970 3.678 Milhões 1,9 36
2000 6.199 Milhões 1,7 41
Taxas de crescimento da população mundial.
Fonte: UNESCO.
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Países
População
rural (%)
População
(milhões)
PIB 99
Bilhões(US$)
Participação da
Agricultura no PIB
Argentina 11,4
36,6
281,9
6,4%
Chile
14,6
15,0
71,1
7,9%
Brasil
19,3
168,0
760,3
19,3%
México
25,8
97,4
475,0
4,8%
EUA
1,0
272,9
8700,0
1,6%
PIB = Produto interno bruto.
TABELA 1. População rural e outros índices de alguns
países das Américas, 2001.
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1940 1950 1960 1970 1980 2000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 PORCENTAGEM
URBANA RURAL
FIGURA 1. População rural e urbana do Brasil em % no período de
1940 a 2000
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MUNDO ASIA & PACIFICO AFRICA AMERICA LATINAORIENTE MEDIO
0%
20%
40%
60%
80%
100%
PORCENTAG EM MUTO POBRE BAIXO MEDIO BOM
Figura 2 - Nível de práticas de manejo de plantas daninhas
utilizadas no mundo e em 4 regiões agrícolas
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TABELA 7. Perdas estimadas na produção de alimentos causados pelas
plantas daninhas em três classes de produção de culturas.
Classes de
produção
Área
cultivada
Produção
relativa por
unidade/área
Produção
total
Perdas pelas
plantas
daninhas (%)
Perdas na
produção
mundial de
alimentos
A-altamente
desenvolvidas
20%
1,5
30
5
1,5%
B- intermediária
50%
1,0
50
10
5,0%
C-menos
desenvolvida
30%
0,67
20
25
5,0%
Total
100
100
11,5
Obs: a estimativa de produção de alimentos a nível mundial é de 2.500.000.000 toneladas métricas por ano.
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26,0%
14,0%
60,0%
Expansão de área cultivada Intensificação de cultivo
Fatores de produção: Sementes,
fertilizantes, produtos fitossanitários,
biotecnologia...
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2.1. Primeiros trabalhos
•Estudos sobre a fenologia
•Competição
•Biologia da reprodução
•Nível de dano econômico
•Levantamentos
•Década de 30 – mundial
•Brasil – década de 50
2- IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA
BIOLOGIA DAS PLANTAS DANINHAS
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2.2. Áreas importantes de estudo
a) fenologia – crescimento da planta daninha em
resposta as condições ambientais.
b) estudo de ecótipos – em função dos sistemas de
produção e condições ambientais ocorrem
diferentes biótipos com diferentes agressividades.
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Brachiaria plantaginea
130
Cenchrus echinatus
90
Commelina agrária
120
Digitaria horizontalis 120
Eleusine indica
120
Setaria geniculata
60
ANUAIS DE VERÃO
Monocotiledoneae SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR
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Amaranthus hybridus 110
Galinsoga parviflora 90
Portulaca oleracea
80
Quamoclit pinnata
120
Sida spp 150
Triumphetta bartramia
130
ANUAIS DE VERÃO
SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO Dicotiledoneae
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Espécies
Acanthospermum australe 120
Ageratum conyzoides 60-80
Blainvillea biaristata 150
Brassica campestre 70
Eclipta alba 110
Emilia sonchifolia 60-90
Erigeron bonariensis 100-120
Eupatorium pauciflorum 90
Galinsoga parviflora 60-70
Lepidium virginicum 60-90
Raphanus raphanistrum 90-100
Raphanus sativus 110
Senecio brasiliensis 150-200
Xantium cavanillesii 150-180
ANUAIS DE INVERNO
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
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BUVA Conyza canadensis
Conyza bonariensis
•Infestam pomares, vinhedos, diversas
culturas, pastagens, áreas não agrícolas.
• propagação: sementes que são
disseminadas pelo vento e água
•Não apresentam dormência
•Germinação na superfície do solo
•Podem produzir 200.000 sementes/planta
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BUVA Conyza canadensis
Conyza bonariensis
•Conyza bonariensis – anual com germinação
no final do outono e inverno. Pode germinar
durante todo o ano.
•Eficiente adaptabilidade ecológica em
sistemas conservacionistas como
semeadura direta ou cultivo mínimo do solo.
• 1º caso de resistência ao paraquat ocorreu
1980 (Japão) e ao glyphosate em 2001 (USA)
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CAPIM-COLCHÃO
• Gênero Digitaria
• 220 a 325 espécies
• Identificação com auxílio de lupa com
aumento mínimo de 25 vezes
• Espécies em cana-de-açúcar
–D. nuda
–D. ciliaris
–D. horizontalis
–D. sanguinalis
–D. bicornis
–D. insularis
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Espécies
Classe Dicotyledoneae
Cassia tora (fedegoso)
Peschiera fuchsiefolia
(leiteiro)
Sida carpinifolia
(vassourinha)
Sida cordifolia(malva-branca)
Sida santaremnensis
(guaxuma)
Triumphetta semitriloba
(carrapicho)
Wissadula subpeltata
(malva-estrela)
Florescimento
Set-Dez
Ago-Dez
Mar-Abr
Mar-Abr
Mar-Mai
Jun-Jul
Fev-Mar
S R E
x
x x
x
x
x
x
x
PERENES
Reprodução
S = sementes R = rizomas E = estolhos
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Espécie
Família
Ciclo de vida
1. Cyperus rotundus
Cyperaceae
Perene
2. Cynodon dactylon
Poaceae
Perene
3. Echinochloa crus-galli
Poaceae
Anual
4. Echinochloa colona
Poaceae
Anual
5. Eleusine indica
Poaceae
Anual
6. Sorghum halepense
Poaceae
Perene
7. Imperata cylindrica
Poaceae
Perene
8. Eichhornia crassipes
Potederiaceae
Perene
9. Portulaca oleracea
Portulacaceae
Anual
10. Chenopodium album
Chenopodiaceae
Anual
11. Digitaria sanguinalis
Poaceae
Anual
12. Convolvulus arvensis
Convolvulaceae
Perene
13. Avena fatua e Avena sterilis
Poaceae
Anual
14. Amaranthus hybridus
Amarantaceae
Anual
15. Amaranthus spinosus
Amarantaceae
Anual
Tabela 6. Listas das 15 mais importantes plantas daninhas do mundo
Holm et al (1977)
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c) biologia de populações
Plantas anuais – produção e dispersão de sementes;
banco de sementes, dormência
Plantas perenes – orgãos de propagação vegetativa,
dinâmica dos órgãos de propagação, disseminação.
d) alelopatia –
e) modelagem dos mecanismos de interferência entre
a cultura e as plantas daninhas
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Classe Monocotyledoneae
Cynodon dactylon
(grama-seda)
Cyperus rotundus
(tiririca)
Imperata brasiliensis
(sapé)
Panicum maximum
(capim-colonião)
Paspalum notatum
(grama-batatais)
Paspalum plicatulum
(capim-minoso)
Sorghum halepense
(capim-massambará)
Typha angustifólia
(taboa)
Florescimento Nov.Abr
Nov-Mar
Ago-Set
Set-Dez
Out-Mar
Jan-Ago
Set-Jan
Jun-Out
Reprodução S R E x x x
x x
x
x x
x x
x x
x x
x x
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dispersão
dormência
produção de
semente
germinação
vegetativa
banco de sementes
planta vegetando
crescimento e captura
de recursos do meio
florescimento
emergência
planta madura
mortalidade
Ciclo de Vida das Plantas
Daninhas Anuais
FIGURA 3. Ciclo de vida de uma planta daninha anual.
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO CICLO DE VIDA
A) ANUAIS
- ANUAIS DE VERÃO
- ANUAIS DE INVERNO
B) BIANUAIS OU BIENAIS
C) PERENES
- PERENES SIMPLES
- PERENES COMPLEXAS
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2.3. Necessidade de novas pesquisas
- mecanismos de dormência
- biótipos das plantas daninhas – técnicas de
biologia molecular
- dinâmica dos propágulos vegetativos
- predição da emergência
- nível de dano econômico
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dormência primária semente não dormente
germinação
emergência semente não dormente
dormência secundária
formação da semente
FIGURA 5. Seqüência de eventos de dormência e germinação/emergência
das sementes de plantas daninhas, baseado na divisão das
classes de dormência proposta por Bewley & Black, 1986.
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Banco de
sementes germinação das
sementes
morte
planta semente
deterioração e
senescência
microrganismos
predação por vertebrados e
invertebrados transporte por maquinário,
animais,vento, água, etc.
Figura 4. Dinâmica do banco de sementes de plantas
daninhas (Carmona, 1992).
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3. Histórico da evolução da ciência das plantas daninhas
3.1. Histórico a nível internacional
- as plantas daninhas tem estado com o homem desde que a
agricultura começou a ser praticada pelo homem.
- muitos historiadores citam os trabalhos de Boley nos Estados
Unidos no final do século XIX, usando sais de cobre para o
controle seletivo de plantas daninhas em cereais.
- na Europa também são citados trabalhos na época com sais
metálicos ou ácidos em cultura de cereais.
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3.1. Histórico a nível internacional
– surgimento do 2,4-D em 1941
– 1950 – USA – Associação das Conferências regionais de
Controle de Plantas Daninhas
– 1951 – Revista Weeds
– 1956 – Sociedade Americana de Plantas Daninhas
(Weed Science Society of America) – assumiu a revista
Weed Science.
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Ano
Energia
Humana
Energia
Animal
Energia
Mecânica
(trator)
Energia
Química
1920
40
60
-
-
1947
20
10
70
-
1975
5
TR
40
55
1990
<1
TR
24
75
TABELA 2. Evolução dos métodos de controle de plantas daninhas nos Estados
Unidos da América do Norte, comparando o tipo de energia empregada no controle
de plantas daninhas de 1920 a 1990.
Fonte: ALDER et al, 1976.
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•1956 – Congresso Britânico de Controle de Plantas
Daninhas (British Weed Control Conference)
•1960 – Criado o Conselho Europeu de Investigação em
Plantas Daninhas (European Weed Research Council –
EWRC).
•1975 – Criada a Sociedade Européia de Plantas Daninhas
(European Weed Research Society).
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3.2. Histórico a nível nacional
•primeiros trabalhos com levantamento de plantas
daninhas nas décadas de 40 e 50.
•1o. Herbicida registrado no Brasil – 2,4-D esterbutilico a
14% com o nome de mata-mato mágico (Weed-no-more)
•1956 – 1o. Seminário Brasileiro de Herbicidas e Ervas
Daninhas.
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1963 – Criação da Sociedade Brasileira de Herbicidas
e Ervas Daninhas.
1964 – 1a. Disciplina a nível de graduação na
ESALQ/USP
1978 – Criação da revista oficial da Sociedade
Brasileira da Ciência das Plantas Daninhas
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4. Sistemas de produção e o manejo de plantas daninhas
4.1. Conceitos
• rotação
• sucessão
• cultura intercalar
• plantio direto
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LAVOURA + PASTO
VOÇOROCA
ESTRADA INTERNA
CORREDOR ECOLÓGICO
PASTO+ARVORES
PASTO CONVÊNCIONAL
CAPÃO DE EUCALÍPTO
GRUPO DE ÁRVORES NUCLEADORAS
LAVOURA+ARVORES + PASTO
LINHA DE ARVORES “SINALIZADORAS” (no limite do corredor ecológico)
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PASTO + ÁRVORES
14 X 2
RECUPERAÇÃO DE PASTO COM ADUBAÇÃO
TESTEMUNHA
MATA CILIAR
ISOLADA POR CERCA
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4.2. sistemas de manejo
• agricultura sustentável
• sistema amplo de manejo fitossanitário
associando o manejo de plantas daninhas, pragas e
doenças
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