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Ecologia de Plantas DaninhasProf. Dr. Arthur Arrobas Martins Barroso
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REPRODUÇÃO
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Sementes – Resultado da reprodução sexuada. Óvulo
maduro e já fecundado.
Diásporos – Unidade de dispersão compota por uma
semente mais um tecido adicional que auxilie sua dispersão.
Propágulos - Estrutura de reprodução vegetativa,
assexuada.
Dissemínulos – Estruturas reprodutivas sexuadas e
vegetativas. Sementes, bulbos, rizomas e estolões.
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Sexuada
SementesAzevém, Buva, Caruru, etc
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▪ Produção genótipos variados
▪ Adaptabilidade ecológica a novos ambientes
Cada semente contém uma combinação de alelos
▪ Vigor híbrido - Menor quantidade alelos deletérios
▪ Fecundação interespecífica (Ex: Buva)
▪ Menor chance de competição com os parentais
Reprodução Sexual Vantagens
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▪ Risco de quebrar o ciclo de plantas bem adaptada
▪ Alocação de recursos para partes sexuais
Ex: Milkweed
(37% dos fotoassimilados)
Reprodução Sexual Desvantagens
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▪ Seleção de resistência em baixas doses
▪ Transmissão da resistência (genes dominantes ou semi-dominantes).
Reprodução Sexual
Absorção Metabolismo
F1
Absorção e Metabolismo
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Polinização
Animais
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Polinização
Vento
Flores escuras, sem pétalas, sem néctar
Requerem menor gasto energético para produção
Correlação quantidade (Whitehead, 1983)
Produzem muito pólen
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Vento
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Polinização
Água
Plantas aquáticas submersas
Processo ineficiente
Não é regra para aquáticas
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AssexuadaPropágulos
Tiririca, Massambará, etc
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▪ A reprodução assexuada se dá pela produção de novos indivíduossem a formação de sementes ou esporos.
▪ Não combinam-se genes, e os novos indivíduos são clones daplanta de origem.
▪ A reprodução vegetativa é mais comum em espécies perenes,mas algumas plantas anuais podem apresentar este tipo dereprodução (70% monocotiledôneas; 28% eudicotiledôneas) –Leakey, 1981.
Reprodução Assexual
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▪ Menor número de estruturas
▪ Menor alcance de propágulos e
menor viabilidade
▪ Diversidade genética limitada
Reprodução assexuada
Vantagens Desvantagens
Tolerância as táticas de
controle
Competitividade elevada
Perpetuação de genótipos
superiores
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Reprodução assexuada
Estolão – caule desenvolvido formando raízes adventícias e parte aérea na região dos nós
Cynodon dactylon
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Reprodução assexuada
Rizoma – caule subterrâneos que produz raízes adventícias e parte aérea
Sorghum halepense
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Reprodução assexuada
Tubérculo – Porção terminal de um rizoma com reservas e gemas
Cyperus rotundus
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Reprodução assexuada
Bulbos – Gemas subterrâneas modificadas consistindo de caule e folhas
Oxalis latifolia
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Reprodução assexuada
Rebrota caules
Guanxumas, Conyza spp.
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Somatório de Mecanismos
Ex: Tiririca
▪ A tiririca (C. rotundus)
Reprodução:
sementes
rizomas
tubérculos
bulbos basais
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Trapoeraba (Commelina benghalensis)
Reprodução:
Sementes subterrâneas
localizadas em rizomas,
Partenocarpia +
Germinação nós de ramos
Casos particulares
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Conyza spp. – mais de 200.000 sementes por planta
Cyperus spp. – mais de 4 toneladas de rizomas e tubérculos por hectare em 20 cm de solo.
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Brachiaria plantaginea
Alves, P.L.C.A.
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Adaptado de Vismara et al., 2007
Dinâmica de dissemínulos
Plantas
Chuva de Sementes
Propagação Vegetativa
Dispersão
Dormentes ou
Não dormentesGerminação
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Produção Tamanho e Número
Portulaca oleraceae Ipomoea spp.
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Produção Tamanho e Número
Implicações
Plantas em competição reduzem as sementes produzidas
Impedir o desenvolvimento das daninhas diminui as sementes produzidas
Sementes maiores com maior reserva energética
Maior capacidade de emergir a grandes profundidades
Maior capacidade de sobreviver a doses de herbicidas
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Produção Tamanho e Número
Problema
“One year’s seeding makes seven years weeding”
No crop Never
Oportunidades de
controle cultural
Lutman, 2002
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DISPERSÃO
TEMPO OU ESPAÇO
Autocoria
Abertura dos frutos ou lançamento de sementes como
em Euphorbia heterophylla
Alocoria
Vento, água, animais, homem
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Dispersão
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Junior.
Máquinas ?
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Rew et al., 2018
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Animais
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Existe um pico de germinação ótima à espécie
A germinação pode ocorrer no claro ou no escuro
Flutuações térmicas podem estimular a germinação
Germinação
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Germinação
Porque baixa
germinação ?
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Germinação▪ Desuniformidade germinação
Dormência de propágulos
Distribuição no perfil do solo
▪ Viabilidade
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Sementes
Dormência – A semente não germina, mesmo com todas as condições
ambientais favoráveis. Regulada por processos internos da semente ou
processos induzidos.
Função - Garante a germinação da espécie em vários fluxos
Se inata – Fisiológica, física, combinada, morfológica ou morfofisiológica
Quiescência ou dormência induzida – A semente não germina
devido a condições ambientais desfavoráveis, mesmo que o embrião
esteja desenvolvido e não dormente.
É um processo causado por condições ambientais
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Tipo Mecanismo Embrião
FisiológicaInibição fisiológica da germinação presente
no embriãoDesenvolvido mas dormente
Física Tegumento da semente impermeável à água Desenvolvido e não dormente
Combinada
Tegumento da semente impermeável à água
e mecanismo de inibição fisiológica da
germinação presente no embrião
Desenvolvido e dormente
Morfológico Embrião em desenvolvimento Imaturo
Morfofisiológico
Embrião em desenvolvimento e mecanismo
de inibição fisiológica da germinação
presente no embrião
Imaturo
Tipos de dormência
Blanco, 2014.
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Akter et al., 2016
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Banco de Sementes
O enterrio de sementes pode
Elevar longevidade da sementes
Diminuir a predação
Estimular a dormência
Sendo assim, o plantio direto pode
Estimular predação das sementes
Estimular o controle biológico
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Predação de daninhas por besouros
A degradação também
pode ocorrer via
Outros insetos
Bactérias
Fungos
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Propágulos
Estimativa por hectare – Entre 300 a 3,5 bilhões por hectare (Koch, 1969)
95% propágulos de plantas anuais
5% de perenes
Viabilidade – 100 – 600 – 30.000 anos
Papaver sp. germinando em trincheiras
após a I Guerra Mundial, onde não era
plantada a mais de 30 anos
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LEVANTAMENTO DO BANCO DE DIÁSPOROS
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Área mínima ?
Áreas experimentais – 10 a 90 amostras
Profundidade – 5 primeiros cm
Métodos
1. Germinação amostras
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Métodos
2. Extração física
Amostra de solo – água e peneira – tetrazólio nas sementes
3. Extração química
Amostra de solo – secagem ao ar – peneira de 10 mesh – retirada
material inerte e agregados – solução de carbonato de potássio
(K2CO3). Deixa em repouso um dia, retira sobrenadante, passado em
peneira de 50 mesh e colocados em papel filtro para secagem.
Sementes identificadas e quantificadas.
K2CO3 – Eleva a densidade da solução e separa o material orgânico da parte mineral do solo
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Número de sementes
Número de plântulas
Peso da Amostra (kg)
Número de sementes viáveis por m²
130 kg
Fatia de solo de 1 m² com
10 cm de profundidade
pesa em média 130 kg
4. Modelagem
SeedChaser
WeedCast
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Taxa germinação
Em média, 2 a 10% do banco germina por ano, o que depende
muito da espécie
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DINÂMICA DE POPULAÇÕES
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Análise de ComunidadesFitossociologia:
Densidade e Densidade Relativa
Frequência e Frequência Relativa
Dominância e Dominância Relativa
Importância Relativa
Diversidade
Equitabilidade
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Importante ?
Sim, identificação de problemas !
Worst 10 weeds.
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2016 - WSSAAmaranthus palmeri
Chenopodium album
Conyza ssp.
Ipomoea ssp.
Amaranthus
Cyperus
Ambrosia artemisiifolia
Solanum americanum
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Weed Shifting – Alterações de Comunidades
Resposta a mudanças no habitat e a mudança dos fatores
ambientais, como a entrada de herbicidas, fertilização, etc.
1. SoloFertilidade do solo, pH
2. Sementes e equipamentos limpos
3. Rotação de Culturas
4. HerbicidasMaior uso, menor diversidade de espécie
5. Cultivo do solo
Etc.
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Weed Shifting
Rare Weed Trait SyndromePequena altura
Sementes grandes
Florescimento tardio
Diminuição com:
Fertilização
Herbicidas
Intensificação Agrícola
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Área mínima ?
a) Curva de área mínima - Blanquet
Jogam-se quadrados, anotam-se as espécies novas encontradas (estruturas ferro de 0,25 a 1 m²).
b)Valores empíricos (Ellenberg, 1974).
Floresta – 200 a 500 m²
Pastagens – 5 a 10 m²
Culturas – 25- 100 m²
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Josias Braun-Blanquet
Problema, não leva em consideração
variações e ambientes com fortes
interferências
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Diferenças para agricultura
Análise mais agronômica do que ecológica
Áreas mais restritas
Levar em consideração que a pressão de seleção ocorre de maneira muito mais intensa
Seleção momentânea, muda todo ano
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Quadrados ao acaso
Americano - Área de ~2 m² Europeu – Área de ~ 3 m²
Espécies
Área (m²)2 4 6 80
2
4
6
8
10
12
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Fitossociologia
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FitossociologiaCiência da comunidade de plantas e as relações com oambiente e processos que modificam as comunidades.
ComunidadeAssociações de espécies que habitam mesma área em determinado momento,
que coexiste no tempo, interagindo entre si.
Clements – SUPERORGANISMO – Mudanças abruptas
Gleason - + ALEATÓRIO – Independente. A ocorrência é proporcional ao estresse
tolerado
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Superorganismo ?
Independência ?
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Densidade Relativa
𝐷𝑒. 𝑅 =𝐷𝑒.𝑛
𝐷𝑒.𝑛* 100
Frequência Relativa
Fq. 𝑅 =𝐹𝑞.𝑛
𝐹𝑞.𝑛* 100
Dominância Relativa
Do. 𝑅 =𝐷𝑜.𝑛
𝐷𝑜.𝑛* 100
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Densidade e Frequência
Métodos não destrutivos.
Consome muito tempo.
Correta identificação - não sub nem sobrestima.
Não leva em conta massa dos indivíduos.
Dominância e Cobertura
Dominância – Preciso, porém destrutivo.
Cobertura – Rápida, não destrutiva, porém subjetiva.
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Cobertura x Desenvolvimento
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Índice Valor de Importância (IVI)
𝐼𝑅. 𝑛 =𝐼𝑉𝐼. 𝑛
𝐼𝑉𝐼. 𝑛
Importância Relativa (IR)
𝐼𝑉𝐼 = 𝐷𝑒. 𝑅 + 𝐷𝑜. 𝑅 + 𝐹𝑞. 𝑅
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Oliveira e Freitas, 2008.
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O que é H’ e E ?▪ H = Diversidade – Índice de Shannon Weiner
H’ = - ∑[ Pi x ln (Pi)] ou Hm’ = - ∑[ Mi x ln (Mi)]
Pi = proporção de indivíduos da espécie i dividido pelo total de indivíduos da amostra
Pode ser calculado em relação a densidade de plantas e a massa
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SEP – Shannon Weiner e proporção uniformidade
▪SEP = H’m / H’
SEP = 1
Ausência de seleção no ambiente
Longevidade do sistema ?
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E o E ??
▪ E = Equitabilidade
E = H’/H’max
Representa quanto a comunidade está igual ou não
Se igual a 1 – Todos indivíduos apresentam densidades e massa semelhantes
Quanto menor – maior a dominância de alguma espécie.
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E se ?
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Área de Matologia - HERBAE
Tamanho da área Quantidade de blocos percorridos (%)
Menor que 15.000 ha 40 %
Entre 15.001 e 30.000 ha 35 %
Entre 30.0001 a 45.000 ha 30 %
Maior que 45.0001 ha 25 %
Tamanho do bloco Quantidade de talhões a serem vistoriados
Até 50 ha 4
De 50 a 100 ha 6
De 100 a 200 ha 8
Maior que 200 ha 10
Número de fazendas (blocos de produção) a serem vistoriadas de acordo com o tamanho da área de
produção de cana-de-açúcar da unidade
Número de talhões a serem adentrados e vistoriados de acordo com o tamanho da fazenda
(bloco) de produção de cana-de-açúcar
Kuva, M.
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ESCALA DE NOTAS PARA DIAGNÓSTICO DE PLANTAS DANINHAS
0 (zero): nenhuma planta observada
1 (um): poucas plantas (é possível quantificar numa vistoria rápida)
e observadas em poucos talhões (frequência < 50%).
2 (dois): poucas plantas (é possível quantificar numa vistoria
rápida) em vários talhões (frequência > 50%).
3 (três): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria
rápida) em poucos talhões (frequência <50%).
4 (quatro): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria
rápida) em muitos talhões (frequência > 50%).
5 (cinco): muitas plantas (não é possível quantificar numa vistoria
rápida) em todos os talhões (frequência = 100%).
Kuva, M.
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Kuva, M.
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Kuva, M.
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Análise composta ? Multivariada
Agrupamento de
plantas
Ferreira et al., 2011.
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Kuva et al., 2008
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Análise composta ? Multivariada
Componentes principais Gulden et al., 2010.
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E após a aplicação de herbicidas ?
Todas análises citadas podem ser feitas após a aplicação de herbicidas
Avaliação específica de controle:
Escala SBCPD (Controle Visual)
Escala ALAM (fitotoxicidade)
Mortalidade de Plantas
Biomassa seca
Problemas ? Análise pessoal ? Problema da massa seca.
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Munaro, 2018
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PLANTAS DANINHAS E BIODIVERSIDADE
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Diversidade
Nível Intraespecífico - Espécie
Nível Interespecífico - Espécies
Nível de habitat - Redes ecológicas
Diversidade de plantas daninhas
x
Diversidade promovida por plantas daninhas
Agricultura que contribua para a Biodiversidade
x
Biodiversidade que contribua para a Agricultura
Benefícios Malefícios
Suporte a vida
selvagem
Redução
produtividade
Fonte polinização Alergias
Desvio patógenos Atrair patógenos
Desvio de pragas Atrair pragas
Alelopatia Alelopatia
Qualidade do solo Qualidade do solo
Fitorremediação Intoxicações
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Diversidade Genética
Medida por
- Proporção de locus polimórficos
- Riqueza total de alelos por locus
- Heterozigose
- Efeito do tamanho da população
- Herdabilidade
- Variabilidade genética
- Etc.
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Mas,,,,
A diversidade é boa ?
1. Uma comunidade mais diversa é mais competitiva ?
Diferenças fenotípicas contrastam a habilidade da comunidade em
competir por diferentes recursos, mas...
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E se estas espécies
forem similares as
culturas?
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2. Uma comunidade mais diversa é um indicador de
sustentabilidade
Fatores atuais seleção
Herbicidas
Solo
Emissão de gases
Diminuição da biodiversidade
Necessidades de maiores pesquisas
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3. Espécies daninhas com tratos raros
Tolerância a seca
Tolerância ao estresse salino
Etc.
International
Weed
Genomics
Consortium
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Evolução
Identificação
Resistência
Dispersão
Tratos
Manejo
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AULA PRÁTICA - HOJE
Cada grupo lançará 2 quadrados - 0,5 m²
Identificar em cada saco (1 espécie por saco)
GRUPO + Período + Espécie + Número de plantas por espécie
EXEMPLO. Grupo 2 – Tarde – Nabiça – 3 plantas
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Arthur Arrobas Martins BarrosoDepartamento de Fitotecnia e Fitossanitarismo
Virologista. Primeira cientista a clonar o HIV e determinar a função de seus genes
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