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Controle biológico: uma alternativa ao controle de pragas agrícolas

Os ambientes agrícolas sofrem forte interferência humana na busca por favorecer a abundância de uma ou de poucas espécies cultivadas. Isso resulta em uma concentração de recursos homogêneos que pode afetar as populações dos diferentes organismos ali presentes trazendo possíveis consequências indesejáveis, como, por exemplo, o surto populacional de pragas. Uma forma de buscar simular o equilíbrio populacional dinâmico que ocorre nos ambientes de vegetação natural é promover o controle biológico, que é um serviço ecossistêmico resultante da ação dos inimigos naturais.

I

Inimigos naturais, sejam eles

  • patógenos
  • predadores
  • parasitas
  • herbívoros 
  • antagonistas

atuam sobre as populações de suas presas ou hospedeiros, prestando o serviço ecossistêmico de controle biológico. Em ambientes agrícolas, quando populações de plantas, animais ou fitopatógenos aumentam em níveis economicamente inaceitáveis. Além disso, atingem o status de praga e seus inimigos naturais podem ser manejados ou inseridos no sistema para suprimi-las. Permitem, assim, o uso dos agrotóxicos de amplo espectro de forma alternativa. Como consequência, temos a produção de alimentos de forma mais sustentável, bem como a conservação de habitat naturais.

A pesquisa sobre o controle biológico fez progressos notáveis nos últimos 50 anos, passando de um método baseado em tentativa e erro para uma abordagem mais preditiva, baseada em teorias ecológicas de interações inimigo natural-presas e dinâmica populacional. Uma atividade tão rigorosa baseada em pesquisa deve ajudar a evitar erros como os cometidos no passado. Uma nova era está se iniciando, em que os benefícios e os riscos são bem compreendidos, de modo que as soluções que maximizam os benefícios e minimizam os riscos possam ser perseguidas e implementadas.

II

Práticas agronômicas, como, por exemplo, rotação de culturas com leguminosas usadas para adubação verde do solo, tais como guandu (Cajanus cajan) e crotalária (Crotalaria juncea), podem também contribuir para atrair e manter inimigos naturais nas áreas cultivadas. Em área de cultivo de milho, o uso de crotalária como adubo verde favoreceu a presença dos predadores Doru luteipes (Scudder) (Derm.: Forficulidae), Nephila clavipes L. (Aran.: Nephilidae), Orius insidiosus (Say) (Het.: Anthocoridae), Pheidole sp., Solenopsis sp. (Hym.: Formicidae) (Tavares et al., 2011).

Na escolha das espécies a serem cultivadas em consórcio, além dos aspectos agronômicos, é importante considerar as interações bióticas das plantas com:

  • Microrganismos (ex.: fixadores de nitrogênio, estimuladores de crescimento, patogênicos e seus antagonistas)

OU

  • Animais (ex.: polinizadores, pragas e seus agentes biológicos de controle, detritívoros), assim como interações químicas entre plantas (ex.: alelopatia).

Existem espécies de plantas que, quando plantadas em combinação, se comportam como “companheiras”. Assim, favorecem o crescimento mútuo e maximizam o potencial produtivo das áreas plantadas. Também é importante observar o conjunto de pragas que cada espécie hospeda. Isso evita o uso de plantas nos consórcios que hospedem o mesmo grupo de espécies de pragas e doenças.

III

Quando os inimigos naturais que ocorrem naturalmente no agroecossistema não conseguem fornecer o nível de controle desejado de determinada praga, o aumento artificial da população de uma ou mais espécies de inimigos naturais selecionados pode ser uma estratégia importante. Nesse caso, o aumento é feito por liberações do agente de controle biológico por meio das táticas inoculativa e inundativa. O procedimento mais comum é a produção massal do inimigo natural. Em geral, ocorrem em fábricas comerciais altamente especializadas e a liberação em campo de grande número de indivíduos com o objetivo de suprimir a praga em relativamente curto prazo. Essa estratégia de controle biológico é a mais apropriada quando o agente é um microrganismo. É muito adotada no Brasil para o controle de artrópodes e doenças de plantas. O aumento de inimigos naturais tem sido bem-sucedido quando o inimigo natural é passível de produção massal.

IV

Nos agroecossistemas, as cadeias alimentares não são apenas verticais e lineares. Há uma rede de interações conhecidas por teias tróficas (Figura 1). Os consumidores de ordens superiores, que são denominados predadores, parasitoides e patógenos, formam uma complexa rede de interação mútua entre si e com os consumidores de primeira ordem (que são os herbívoros ou fitófagos) e com as plantas.

Essas interações tróficas afetam a abundância relativa das espécies dessas comunidades por causa da competição e do sinergismo entre elas nos diferentes níveis tróficos. O conhecimento do funcionamento dessas intrincadas interações permite o entendimento de como a introdução de um agente de controle biológico exótico. Este é o caso do controle biológico clássico. Este, pode alterar a estrutura da comunidade de inimigos naturais existentes em um agroecossistema e as consequências, instantâneas ou em longo prazo, dessa introdução na população de pragas. Da mesma forma, a mudança na abundância de um inimigo natural pela sua liberação massal, usando a estratégia de controle aumentativo, pode ter impacto imediato ou posterior na teia trófica e modificar a população de pragas.

Figura 1.  Exemplo de teia trófica parcial que mostra a complexidade das interações entre organismos produtores (plantas) e consumidores (herbívoros, fitófagos, parasitoides, patógenos, etc.) de diferentes níveis.

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V

O princípio da dinâmica populacional está relacionado a uma propriedade fundamental e evidente de que todas as populações de organismos vivos crescem geometricamente quando não sofrem efeitos do ambiente em que estão inseridos. Dessa forma, uma espécie que apresenta taxa de crescimento r = 2 será capaz de aumentar sua população em oito vezes em apenas três gerações. No entanto, outra espécie com r = 10 será capaz de aumentar sua população em mil vezes nas mesmas três gerações. Pragas agrícolas como diversas mariposas da família Noctuidae (ex.: lagarta-da-soja, lagarta-do-cartucho-do-milho e curuquerê-do-algodoeiro) são capazes de colocar entre 100 e 300 ovos por fêmea. Além disso, podem completar seu ciclo vital de ovo a adulto (geração) em menos de 30 dias. Assim, percebe-se como pode ser dramático o crescimento das populações, alcançando valores milionários em apenas uma estação do ano ou uma safra agrícola.

Figura 2. Curvas teóricas de crescimento exponencial de populações de organismos vivos.

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VI

Fatores intrínsecos e intraespecíficos, como competição e cooperação, podem alterar o crescimento das populações. Fatores extrínsecos e abióticos também são capazes de afetar a abundância populacional. Mudanças sazonais nas condições climáticas, como:

  • temperatura
  • umidade relativa do ar
  • luminosidade
  • eventos meteorológicos eventuais (como seca, chuvas torrenciais e geadas),

são capazes de afetar de forma direta as populações, alterando a sobrevivência, a longevidade e a fecundidade. Além disso, podem atuar de forma indireta, modificando a abundância de recursos alimentares e hídricos, impactando também a dinâmica populacional das espécies.

Além disso, fatores bióticos, como outras espécies competidoras e inimigos naturais como predadores, parasitoides e patógenos, são fatores extrínsecos ou interespecíficos de mortalidade capazes de controlar as populações. Se, por um lado, os fatores físicos do ambiente podem matar os indivíduos independentemente de sua densidade, por outro os fatores bióticos como competidores e inimigos naturais podem atuar em algumas situações independentemente da densidade da população, enquanto em outras situações pode haver aumento da mortalidade em resposta à densidade das populações da praga e de seu inimigo natural.

VII

Se o controle biológico é a manutenção da abundância dos indivíduos de uma população por seus inimigos naturais, o fato de esses inimigos naturais serem capazes de responder à abundância de suas presas ou hospedeiros e aumentar sua interação trófica é fundamental para que haja algum grau de sincronismo entre as populações de forma a manter um estado de equilíbrio dinâmico. 

Essa propriedade pela qual uma população é capaz de manter-se dentro de limites máximos e mínimos em torno de um ponto de equilíbrio é conhecida como regulação populacional. Esse conceito implica, portanto, que o inimigo natural não é apenas um fator de mortalidade quando em contato com a população da praga, mas é capaz de manter a densidade populacional da praga flutuando em um nível de equilíbrio.

Quando a presença ou a introdução da população do inimigo natural reduz a densidade da praga para o nível inferior ao de dano econômico em cultivos, estabelecendo um novo patamar de equilíbrio populacional, e passa a apresentar flutuação populacional em sincronia com a praga, ocorrerá uma situação “ideal” em que o controle biológico apresentará sua condição de maior sucesso (Figura 3).

Figura 3. Modelo hipotético de curva populacional que mostra uma situação ideal em programas de controle biológico: a presença ou a introdução da população do inimigo natural reduz a densidade da praga para o nível inferior ao de dano econômico em cultivos, estabelecendo novo patamar de equilíbrio populacional, em sincronia com a praga.

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Conclusão

Este efeito de dependência entre as densidades da praga e seu inimigo natural, por meio da interação trófica e da regulação das populações, está relacionado, com cinco características principais das espécies envolvidas: 1) densidade da presa; 2) densidade do inimigo natural (predador ou parasitoide); 3) características do ambiente (por exemplo, número e variedade de alimento ou hospedeiro alternativo); 4) características da praga (por exemplo, seus mecanismos de defesa); 5) características do inimigo natural (por exemplo, técnicas de ataque). Duas dessas variáveis, densidade da praga e densidade do inimigo natural, são características fundamentais em qualquer relação trófica e dão origem a dois componentes básicos para avaliar se a interação é dependente das densidades: a resposta numérica e a resposta funcional do predador.

As interações entre pragas e inimigos naturais auxilia no entendimento dos diferentes mecanismos que regulam o controle natural, sendo essa compreensão fundamental para o uso bem sucedido e seguro do controle biológico.

Referência Bibliográfica

  • Eliana Maria Gouveia Fontes, Maria Cleria Valadares-Inglis Controle biológico de pragas da agricultura Brasília, DF : Embrapa, 2020. (Link)

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