Avaliação de Alternaria euphorbiicola, Bipolaris euphorbiae e Sphaceloma poinsettiae como agentes de controle biológico de Euphorbia heterophylla

Abstract

Euphorbia heterophylla L. é uma das principais invasora da cultura da soja no Brasil. Essa cultura gera recursos de bilhões de dólares e o não controle ou controle ineficiente de E. heterophylla e outras invasoras é o principal fator que restringe a produção da cultura. Os herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS) são os principais produtos utilizados para o controle de E. heterophylla na cultura da soja. No entanto, existem biótipos da planta resistentes a estes produtos, que têm dominado áreas cultivadas com soja, em função do uso contínuo desses herbicidas. Neste contexto, o uso de micoherbicidas pode ser uma alternativa para o controle de E. heterophylla, tanto isoladamente como em mistura com produtos químicos. Assim, o objetivo geral deste trabalho foi selecionar dentre os fungos Alternaria euphorbiicola Simmons & Engelhart, Sphaceloma poinsettiae Jenkins & Ruehle e Bipolaris euphorbiae (Hansford) Muchovej, isolados promissores para o desenvolvimento de um micoherbicida para o controle de E. heterophylla. Além da etapa inicial envolvendo a coleta e seleção de isolados destes fungos, investigaram-se a gama de hospedeiros de cada isolado; a epidemiologia das doenças em condições controladas; a eficácia de A. euphorbiicola, isoladamente ou em mistura com herbicidas no controle de E. heterophylla; a viabilidade de conídios de A. euphorbiicola durante o armazenamento e a produção massal desse fungo. B. euphorbiae e S. poinsettiae são específicos à E. heterophylla, mas ainda apresentam limitações a serem superadas para que se viabilize o seu uso no biocontrole de E. heterophylla. O isolado selecionado de B. euphorbiae foi superior ao que vinha sendo utilizado em trabalhos anteriores feitos no Paraná. A suspensão de 10 7 conídios de B. euphorbiae/mL foi necessária para causar 80% de mortalidade nas plantas de uma população, enquanto a população destacada como resistente ao fungo não foi controlada eficientemente. A germinação dos conídios de B. euphorbiae não foi inibida pela mistura com herbicidas. Os fragmentos de micélio de S. poinsettiae foram usados como inóculo em substituição aos conídios e sua virulência foi maior quando produzidos em meio de cultura líquido de Batata Dextrose. Entretanto, a viabilidade desses propágulos durante o armazenamento, tanto em temperatura ambiente como a 4oC declinou rapidamente. Após 25 dias, o maior valor de ufc viáveis foi de apenas 60% quando o propágulo foi mantido em suspensão com água ou solução de sacarose 35% a 4oC. O isolado KLN06 de A. euphorbiicola destacou-se como potencial micoherbicida, sendo capaz de produzir elevada mortalidade em todas as populações de E. heterophylla testadas, inclusive na resistente aos herbicidas inibidores da ALS. Os resultados foram excelentes mesmo quando as plantas inoculadas estavam no estádio de seis a oitos folhas, em que aplicações de produtos químicos já não resultam em controle. A aplicação de uma suspensão de 2x10 5 conídios/mL e a exposição das plantas inoculadas a um período de seis horas de molhamento provido até 48 horas após a inoculação são condições suficientes para ocorrer a morte da parte aérea das plantas. O atraso no início do período de molhamento não diminuiu a eficiência do fungo, mas permitiu o aumento na porcentagem de rebrota das plantas. As plantas nos seis estádios fenológicos testados (de plântula a planta com frutos) foram suscetíveis ao patógeno. A. euphorbiicola sobreviveu em hastes de leiteiro colonizadas localizadas na superfície do solo seco e úmido e, quando enterradas, em solo seco. A transmissão da doença para as plântulas emergentes de E. heterophylla ocorreu quando as hastes colonizadas foram mantidas na superfície do solo úmido. No entanto, apenas a infecção natural de plântulas não foi suficiente para o controle de E. heterophylla. A aplicação de uma suspensão em concentração mais baixa (10 4 conídios/mL) não controlou as plantas previamente infectadas após a emergência próximo à fonte de inóculo (hastes de leiteiro colonizadas por A. euphorbiicola). A gama de hospedeiros de A. euphorbiicola foi restrita às euforbiáceas Chamaesyce hirta, C. hyssopifolia, E. heterophylla, E. cotinifolia, E. milii, E. pulcherrrima e E. tirucali. O fungo causou doença em alta severidade em C. hirta e E. hyssopifolia e pode ser explorado também para o controle destas invasoras. As oito cultivares de soja testada foram imunes à A. euphorbiicola. O controle das populações de E. heterophylla resistentes e sensíveis aos herbicidas inibidores da enzima ALS obtido em função da aplicação de A. euphorbiicola foi equivalente aos dos herbicidas fomesafen, carfentrazone, atrazine e glyphosate em plantas com até cinco folhas e superior aos produzidos por imazethaphyr e fomesafen em plantas com cinco a 10 folhas. A mistura com o imazethaphyr (inibidor da ALS) retardou o processo de infecção do fungo e sua eficácia em controlar a população resistente aos inibidores da ALS. Além disso, a mistura resultou em injúrias que levaram a morte das plantas de soja. Porém as causas deste efeito ainda não são conhecidas. A técnica difásica foi indicada para a produção de inóculo de A. euphorbiicola e a adição de extrato de folha de leiteiro estimulou a esporulação do fungo em meio agarizado e o seu crescimento micelial em meio líquido. Como substratos sólidos, o resíduo de café e folhas de mamona, se mostraram apropriados para a produção de inóculo do fungo, em substituição ao meio agarizado. A manutenção de conídios a seco após a sua suspensão prévia em sacarose 35% foi o único tratamento capaz de manter a viabilidade dos conídios acima de 90% após três meses de armazenamento à temperatura ambiente.

Euphorbia heterophylla L. is one the major weed plant in soybean cropin Brazil. This crop generates billions of dollars in revenue and inefficient or no control of this and other weed plants is the major factor limiting soybean production. The acetolactate synthesase (ALS) inhibitor herbicides are the major products used for controlling E. heterophylla in this crop. Due to continuous use of these herbicides, the biotypes that are resistant to these products have dominated the soybean cultivating areas. Thus, the use of mycoherbicides can be an alternative to control E. heterophylla, either alone or as in mixture with the chemical compounds. The general objective of this study was to select promising isolates of Alternaria euphorbiicola Simmons & Engelhart, Sphaceloma poinsettiae Jenkins & Ruehle and Bipolaris euphorbiae (Hansford) Muchovej, to develop a mycoherbicide to control the weed. Besides the initial steps involving collection and selection of fungal isolates, other investigations included host range of selected isolates, disease epidemiology in controlled conditions; the efficacy of A. euphorbiicola, alone or in mixture with chemical herbicides to control E. heterophylla; mass production and viability of A. euphorbiicola conidia during storage. Bipolaris euphorbiae and S. poinsettiae isolates were specific to E. heterophylla, but have limitation to be overcome for their use in biocontrol of E. heterophylla. The selected isolate of B. euphorbiae was better than the isolate that was being used in research at Paraná. A conidial suspension of 10 7 /ml was essential to cause 80% mortality in the some E. heterophylla populations while the certain populations were resistant and not controlled efficiently. The germination of B. euphorbiae conidia was not inhibited when in mixture with the chemical herbicides. The mycelial fragments, instead of conidia, of S. poinsettiae were used as inoculum and its virulence was greater when produced on potato dextrose broth. However, the viability of these propagules declined rapidly during storage at 4 o C or at room temperature. The proportion of viable cfu units was reduced to only 60% when stored suspended in water or 35% sucrose at 4oC. The isolate KLN06 of A. euphorbiicola showed best potential for being developed in to a mycoherbicide, because it caused high plant mortality in all E. heterophylla populations tested, including those resistant to ALS inhibitor herbicides. The results were excellent even when plants were inoculated at the six to eight leaf stage, at which the chemical herbicides are not effective. Inoculation with a conidial suspension of 2x10 5 /mL and six hour post-inoculation wetness period, even 48 h after inoculation, was sufficient for shoot mortality. Delaying wet-period did not reduce efficacy of the fungus, but resprouting of plants increased. Plants were susceptible when inoculated at any of the six different plant phenological stages (from seedling to fruiting). A. euphorbiicola survived in colonized milkweed stems placed on the dry or wet soil surface, or buried in dry soil. The disease was transmitted to emerging seedling of E. heterophylla when the colonized stems were on the moist soil surface. But this natural seedling infection was not sufficient to control the weed. The application of the conidial suspension at lower concentration (10 4 /mL) did not control the plants infected previously during emergence near the inoculum source (A. euphorbiicola colonized milkweed stems). The host range of A. euphorbiicola was restricted to the euphorbiaceous species, Chamaesyce hirta, C. hyssopifolia, E. heterophylla, E. cotinifolia, E. milii, E. pulcherrrima and E. tirucali. The disease severity was high on C. hirta and E. hyssopifolia and the fungus also can be explored for the control of these weeds. The eight soybean cultivars tested were immune. The control level of E. heterophylla in populations resistant and susceptible to ALS inhibiting herbicides, obtained by A. euphorbiicola application was similar to that obtained by fomesafen, carfentrazone, atrazine and glyphosate in plants up to five-leaf stage and better than that given by imazethaphyr and fomesafen in plants with five to 10 leaves. Mixing the fungus with imazethaphyr (ALS inhibitor) delayed the infection process of the fungus and its efficacy in controlling the populations resistant to ALS inhibitor. The mixture also resulted in mortal injury to soybean plants. However, the cause of this effect is not known. the diphase technique was most useful for production of A. euphorbiicola and media enrichment with milkweed leaf extract stimulated fungal sporulation in agar medium and mycelial growth in liquid medium. Of the solid substrates, coffee residues and castor leaves were most appropriate for inoculum production and can substitute the agar medium. Storing dry conidia after treating with 35% sucrose was the only technique capable of maintaining the conidial viability above 90% after three-month storage at room conditions.