Solarização do solo e incorporação de fontes de matéria orgânica no controle de Pythium spp.

Soil solarization in combination with organic matter for the control of Pythium spp.

Solarização do solo e incorporação de fontes de matéria orgânica no controle de Pythium spp.(¹)

Raquel Ghini(²), Ivone Alberta Swart Schoenmaker(²) e Wagner Bettiol(²)

Resumo - O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da solarização do solo, associada à incorporação de lodo de esgoto, cama-de-frango e casca de Pinus, no controle de Pythium spp. Foram conduzidos dois ensaios, um em área cultivada comercialmente com crisântemo e outro em área artificialmente infestada com Pythium spp. em cultivo de pepino. A adição de cama-de-frango induziu a supressividade do solo ao patógeno, visto que resultou em maiores temperaturas no solo solarizado, aumento na condutividade elétrica e maior atividade microbiana do solo, avaliada pela hidrólise de diacetato de fluoresceína e desprendimento de CO₂. Por outro lado, o lodo de esgoto e a casca de Pinus não induziram a supressividade ao patógeno. A solarização não teve efeito no crescimento da parte aérea e no peso de matéria fresca de raízes de plantas de crisântemo, mas teve efeito significativo no controle do patógeno no ensaio conduzido com pepino.

Termos para indexação: Dendranthema morifolium, Cucumis sativus, Pinus, cama-de-frango, biossólido, tratamento do solo.

Soil solarization in combination with organic matter for the control of Pythium spp.

Abstract - The objective of this work was to evaluate the effect of soil solarization in combination with sewage sludge, chicken litter and Pinus bark added to soil for the control of Pythium spp. Two field experiments with chrysanthemum and cucumber were carried out in two soils: one commercially cultivated with chrysanthemum and in the other artificially infested with Pythium spp. The effects of the treatments were evaluated by measuring electrical conductivity, pH, microbial activity of soil as well as shoot growth and root fresh weight of chrysanthemum plant. The chicken litter induced suppressiveness to the pathogen due to higher soil temperatures, enhanced electrical conductivity, and increased microbial activity, which was evaluated by diacetate fluorescein hydrolysis and CO₂ emission. On the other hand, the sewage sludge and the Pinus bark did not induce pathogen suppressiveness. Solarization did not affect plant shoot growth nor root fresh weight of chrysanthemum plants, but it significantly controlled the pathogen in the experiment with cucumber.

Index terms: Dendranthema morifolium, Cucumis sativus, Pinus, chicken litter, biosolids, soil treatment.

Introdução

Entre os patógenos veiculados pelo solo, o gênero Pythium encontra-se entre os mais freqüentes, especialmente em cultivos intensivos. A facilidade de disseminação via água de irrigação, substratos, mudas e implementos agrícolas contaminados agravam o problema, colocando em risco a sustentabilidade do sistema agrícola (Jarvis, 1992).

O controle preventivo é o mais recomendado, evitando-se a entrada do patógeno na área, haja vista que uma vez introduzido no solo, tanto a convivência, quanto a sua erradicação apresentam problemas, decorrentes dos poucos métodos de controle disponíveis, e das suas desvantagens. O principal método físico utilizado é o uso de vapor, porém, o custo do tratamento o torna viável somente para cultivo protegido (Ghini, 1998).

O tratamento de solo com produtos químicos envolve o uso de fumigantes, como brometo de metila, que é altamente tóxico e é empregado como biocida, exigindo, por isso, cuidados quanto à segurança do aplicador. Como o brometo de metila também possui ação destruidora da camada de ozônio da estratosfera terrestre, o cancelamento do seu registro para o tratamento de solo ocorrerá dentro de poucos anos. Além disso, a desinfestação com o brometo de metila promove a formação de vácuos biológicos. Assim, há maior facilidade de reinfestação do solo tratado, em decorrência da eliminação de sua microbiota. Fungicidas específicos também podem ser utilizados na forma de regas do solo (Kimati et al., 1997). Porém, os impactos ambientais resultantes dessa prática podem apresentar diversos problemas, pois para atingir o alvo e obter um controle adequado, há a necessidade de tratamento de todo o solo a ser explorado pelas raízes.

Entre os métodos alternativos para o controle desses patógenos, a solarização desenvolvida por Katan et al. (1976) vem sendo utilizada em diversos países (Katan & DeVay, 1991). O método consiste na cobertura do solo úmido com uma película de plástico transparente, antes do plantio, durante o período de maior radiação solar. O aquecimento das camadas de solo induz processos microbianos que promovem o controle de fitopatógenos, de forma a alterar a microbiota em favor de antagonistas, tornando o solo supressivo (Katan & DeVay, 1991). A solarização pode ser beneficiada pela integração com outros métodos de desinfestação, como, por exemplo, métodos químicos e biológicos. A combinação da solarização com a incorporação de fontes de matéria orgânica tem sido usada com sucesso na biofumigação do solo na desinfestação de campos, ou mesmo no preparo de substratos (Stapleton & DeVay, 1995).

A utilização de fontes de matéria orgânica pode melhorar as características físico-químicas do solo, aumentar a comunidade microbiana, e ainda ter efeito no controle de doenças das plantas. O uso de compostos orgânicos no controle de doenças das plantas tem mostrado que os níveis de controle variam de acordo com o patossistema e com o tipo de composto orgânico empregado, tais como: origem do material a ser compostado, método de compostagem, estádio de maturação do composto, e composição populacional dos microrganismos decompositores do material orgânico, entre outros fatores (Hoitink & Fahy, 1986).

A disposição final de resíduos urbano-industriais na agricultura é fundamental para a sustentabilidade, pois, conforme as suas características, colaboram com a ciclagem de nutrientes e com o fornecimento de matéria orgânica. Dentre as fontes disponíveis de matéria orgânica, o lodo de esgoto constitui uma fonte de nutrientes, o qual aumenta a produtividade de diversos solos agrícolas (Lewis et al., 1992). O crescente volume de lodo de esgoto disponível nas estações de tratamento de esgoto (ETE) torna necessária a busca de uma utilização viável desse material. Para uso na agricultura, são necessários testes para determinar seus efeitos no agroecossistema, especialmente quanto às características físico-químicas e biológicas do solo, e dentre elas o controle de fitopatógenos (Bettiol & Camargo, 2000).

Outros materiais podem ser utilizados, como o composto de casca de madeira usado no cultivo de Poinsettia, que se apresentou supressivo a Pythium spp. e ao fungo Rhizoctonia solani. A utilização desse material poderia, eventualmente, eliminar o tratamento com vapor e a utilização de fungicidas no solo (Daft et al., 1979).

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da solarização do solo associada à incorporação de fontes de matéria orgânica no controle de Pythium spp.

Material e Métodos

Dois experimentos foram conduzidos com a associação de solarização e fontes de matéria orgânica, o primeiro numa área comercialmente cultivada com crisântemos de corte, localizada no Município de Santo Antônio de Posse, SP (latitude 22°37' Sul, longitude 46° Oeste), e o segundo, em área experimental da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Monitoramento e Avaliação de Impacto Ambiental (Jaguariúna, SP, latitude 22°41' Sul, longitude 47° Oeste). No primeiro experimento, foi observada a ocorrência de Pythium ultimum Trow var. ultimum Plaats-Niterink e Pythium aphanidermatum (Edson) Fitzp. No segundo experimento, foram obtidos isolados de P. aphanidermatum e P. graminicola Subramaniam.

Os tratamentos se constituíram da combinação de dois fatores: solarização (solarizado ou não) e fontes de matéria orgânica (lodo de esgoto da ETE-Franca, cama-de-frango, casca de Pinus, e sem matéria orgânica). As três matérias orgânicas foram escolhidas por causa das diferenças quanto à relação C/N, além da disponibilidade na região (Tabela 1).

No primeiro experimento, realizado em área comercialmente cultivada com crisântemo, as fontes de matéria orgânica foram incorporadas ao solo com enxada, até a profundidade de 20 cm, na quantidade de 1 kg matéria seca/m², juntamente com a solarização, que consistiu na cobertura do solo úmido com uma película de plástico de polietileno transparente com 100 mm de espessura. O período de solarização foi de 11 de fevereiro a 17 de maio de 1999, de acordo com Ghini et al. (1994). Durante a solarização, a temperatura do solo foi registrada em intervalos de uma hora, na profundidade de 10 cm, com auxílio de "data loggers", com uma repetição por tratamento. Após os tratamentos, foi feito o cultivo de crisântemo, segundo o método convencional da região, porém sem aplicação de fungicidas via solo.

As parcelas foram constituídas por dois canteiros, cada um com 1,2 m de largura e 6 m de comprimento, com espaçamento de 40 cm. O delineamento experimental adotado foi o casualizado em blocos, com três repetições.

As amostras de solo (0- 20 cm) foram coletadas, com auxílio de um trado com 2 cm de diâmetro, e foram obtidas 15 subamostras em cada canteiro de cada parcela, totalizando duas amostras compostas, por parcela. As coletas foram realizadas antes da solarização e da incorporação das diferentes fontes de matéria orgânica, e 15, 35, 91 e 138 dias após incorporação de matéria orgânica. A coleta no 15^o dia foi feita durante a solarização, com a retirada e imediata recolocação do plástico. A coleta no 35^o dia foi feita após o término da solarização. O plantio do crisântemo, variedade Polaris, foi realizado 50 dias após a incorporação das matérias orgânicas.

Os solos amostrados foram analisados quanto ao teor de umidade, pH, condutividade elétrica (Embrapa, 1997) e atividade microbiana (hidrólise de diacetato de fluoresceína e desprendimento de CO₂). Também foram feitas avaliações quanto à incidência de Pythium spp. no solo e ocorrência de plantas invasoras, resistência do solo à penetração, altura das plantas e peso da matéria seca do sistema radicular do crisântemo.

Além da avaliação da ocorrência de plantas de crisântemo com sintomas de murcha e podridão-radicular, seguida de isolamentos em laboratório, a população de Pythium spp. no solo também foi avaliada pelo método descrito por Lourd et al. (1986), o qual consiste na colocação da mistura do solo, a ser avaliado, acrescido de farelo de aveia ao nível do colo de plântulas de pepino em estádio de cotilédones abertos, cultivadas em solo esterilizado. Foram utilizados dois vasos de 600 mL para cada amostra composta de solo. Os vasos com plântulas de pepino foram mantidos em casa de vegetação, e a avaliação foi realizada pela contagem de plântulas tombadas e isolamento do patógeno.

A atividade microbiana do solo foi avaliada por meio dos métodos de hidrólise de diacetato de fluoresceína (FDA) conforme Boehm & Hoitink (1992) e Ghini et al. (1998) e do desprendimento de CO₂ (Grisi, 1978).

A avaliação da ocorrência de plantas invasoras foi realizada imediatamente após o término da solarização numa área de 0,75 m², em três repetições por parcela, e determinou-se o peso de matéria fresca e seca. A resistência à penetração do solo foi determinada com o auxílio de penetrômetro manual.

A altura da parte aérea e o peso do sistema radicular do crisântemo foram avaliados em cinco plantas por parcela, 119 dias após a incorporação das fontes de matéria orgânica. Durante o período de colheita foram realizadas avaliações da qualidade e produtividade de flores nos diferentes tratamentos.

No segundo experimento, para infestação de uma área da Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Monitoramento e Avaliação de Impacto Ambiental, anteriormente cultivada com Brachiaria, 15 kg de solo infestado com Pythium spp., obtido em cultivo comercial de crisântemo, adicionados a 400 g de farelo de aveia por m² (Lourd et al., 1986) foram incorporados ao solo. Após a infestação, foram incorporadas manualmente 1 kg de matéria seca/m² das diferentes fontes de matéria orgânica, até a profundidade aproximada de 10 cm (Tabela 1). A solarização foi realizada com uma película de plástico de polietileno transparente (50 mm de espessura), durante o período de 22 de setembro a 3 de novembro de 1999. Esse período, segundo Ghini et al. (1994), é adequado para a solarização nessa região.

Cada parcela tinha 3 m², delineamento experimental em parcelas subdivididas, casualizado em blocos, com três repetições, de forma que os tratamentos solarizados foram agrupados, e a película de plástico foi estendida numa área de 3,5x7 m por bloco, com a finalidade de eliminar o efeito de borda (Grinstein et al., 1995).

Amostras de solo foram coletadas após o período de solarização, para avaliação da atividade microbiana, conforme referido.

A semeadura de pepino híbrido Safira foi feita logo após a retirada do plástico, em quatro linhas por parcela, com espaçamento de 15 cm entre linhas e 8 cm entre plantas, totalizando 35 sementes por linha. Apesar do uso de lodo de esgoto ser proibido em hortaliças pela norma P4230 da Cetesb (Cetesb, 1999), o pepino foi utilizado neste estudo como indicador para o controle de Pythium.

O controle do patógeno foi determinado avaliando-se o número de plantas sadias por parcela, 15 dias após a semeadura. Além disso, foram feitos isolamentos de Pythium spp. dos solos das parcelas, pela técnica descrita por Hine & Luna (1963) modificada. Para tanto, cubos de batata (3 mm) foram mergulhados em suspensão contendo sulfato de estreptomicina (100 mg/mL) e benomyl (20 mg/mL), durante uma hora, e colocados nos solos dos diferentes tratamentos, contidos em placas de Petri e incubados a 31ºC por 12 a 15 horas. Em seguida, os cubos foram removidos, lavados em água de torneira, e plaqueados em ágarágua suplementado com estreptomicina (100 mg/mL) e benomyl (20 mg/mL). A avaliação foi realizada pela determinação da porcentagem de recuperação do patógeno nos cubos. Foram colocados 10 cubos de batata por placa, em três repetições.

As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa SAS (SAS Institute, 1993).

Resultados e Discussão

A solarização promoveu um significativo aumento na temperatura do solo a 10 cm de profundidade, especialmente durante a segunda quinzena de solarização (Tabela 2). O aumento de temperatura foi de pelo menos 10^oC, em relação aos tratamentos não-solarizados. Com relação ao efeito das fontes de matéria orgânica no aquecimento do solo, foi observado que as maiores temperaturas máximas ocorreram no solo solarizado com adição de cama-de-frango. A adição de matéria orgânica também propiciou aumento da temperatura máxima média dos solos não-solarizados.

No ensaio com crisântemo, a umidade inicial do solo antes dos tratamentos foi de 17,55%. Na avaliação realizada durante a solarização (15 dias), não havia diferenças entre os tratamentos. Entretanto, ao final da solarização (35 dias), os tratamentos solarizados apresentaram maiores teores de umidade (19,60%) do que os não-solarizados (16,39%). Com o decorrer do ciclo da cultura, por causa das irrigações, os tratamentos não diferiram entre si. Da mesma forma, no ensaio com pepino, ao final da solarização, os teores de umidade dos solos dos tratamentos solarizados e não-solarizados foram de 12,31% e 5,94%, respectivamente. Os maiores teores de umidade do solo solarizado permitem a germinação de propágulos de resistência dos patógenos, tornandoos mais sensíveis à ação da temperatura, além de garantir as condições necessárias para as alterações microbianas ocorridas durante o tratamento (Katan & DeVay, 1991). As fontes de matéria orgânica não apresentaram efeito no teor de umidade dos solos.

Antes do início do primeiro ensaio, bem como no seu final, os tratamentos não apresentaram diferenças estatisticamente significativas quanto ao pH, com valores entre 6,9 e 7,4. No 15^o dia, a avaliação de pH resultou numa interação significativa entre os fatores solarização e matéria orgânica, e os tratamentos com lodo de esgoto (6,9) e cama-de-frango (6,9) nos solos nãosolarizados apresentaram uma redução de pH que diferiu significativamente dos tratamentos com casca de Pinus (7,2) e testemunha (7,5). Nessa mesma data, nos solos que receberam cama-de-frango, houve maior redução de pH no tratamento nãosolarizado do que no solarizado (6,9 e 7,2, respectivamente). Em todas as avaliações realizadas quanto à condutividade elétrica, os solos que receberam a incorporação de casca de Pinus não diferiram do controle, e os solos solarizados e com incorporação de cama-de-frango e lodo de esgoto, aos 15 e 35 dias apresentaram maior condutividade do que os nãosolarizados (Tabela 3).

A condutividade elétrica pode ter efeito significativo no controle de Pythium spp. Assim, Martin & Hancock (1986) concluíram que a supressividade de solos a P. ultimum ocorre por causa do aumento na salinidade quando concentrações de Cl chegam a níveis que inibem suas atividades saprofíticas, favorecendo a habilidade competitiva saprofítica de P. oligandrum (antagonista de P. ultimum) e aumentando então sua população. A ocorrência da supressividade a P. ultimum depende da densidade do inóculo e da textura do solo, o que está relacionado à predisposição do tipo de solo a problemas de salinidade.

A atividade microbiana do solo, avaliada por meio da hidrólise de diacetato de fluoresceína e desprendimento de CO₂, nos dois ensaios, de modo geral, foi maior com a incorporação de cama-de-frango do que com as demais fontes de matéria orgânica (Tabelas 3 e 4). Isso foi motivado pela relação C/N associada ao alto teor de matéria orgânica da cama-de-frango (Tabela 1), porque havia matéria orgânica decomponível e N suficiente para a sua decomposição. Este fato demonstra a fácil degradabilidade da matéria orgânica da cama-de-frango. O lodo de esgoto estimulou a atividade microbiana nos primeiros 15 dias, e aumentou tanto a hidrólise de FDA quanto o desprendimento de CO₂, fato, este, que está relacionado com a origem microbiana de sua matéria orgânica (Tabela 3). A casca de Pinus reduziu a atividade microbiana do solo, avaliada pela hidrólise de FDA, dos 15 aos 91 dias, voltando a aumentar depois desse período, graças, provavelmente, a uma redução na relação C/N, pois a sua matéria orgânica é de lenta decomposição (Tabela 3). Os efeitos do lodo de esgoto e da casca de Pinus na atividade microbiana não foram observados no ensaio com infestação do solo, pois as avaliações foram realizadas apenas em uma época, isto é, 42 dias após a incorporação, tempo insuficiente para a ação da casca de Pinus, e longo, para observação do efeito do lodo (Tabela 4).

Logo após a retirada da película de plástico, as parcelas solarizadas do experimento realizado em área comercialmente cultivada com crisântemo não apresentaram plantas invasoras, ao passo que as parcelas não-solarizadas apresentaram, em média, o peso de matéria fresca e seca de 155,02 e 40,89 g/m², respectivamente. Esses dados estão de acordo com os de Bettiol et al. (1994), em trabalho realizado com solarização para controle de Pythium e plantas invasoras, em cultivo de crisântemo, no Município de Holambra, SP. As fontes de matéria orgânica não diferiram quanto a essa variável.

Os solos solarizados não diferiram dos não-solarizados, quanto à resistência à penetração, porém, o lodo de esgoto e a casca de Pinus aumentaram a resistência à penetração dos solos, em relação aos demais tratamentos (Tabela 5).

Não houve a ocorrência de Pythium na cultura de crisântemo, possivelmente em vista das condições climáticas, e foi então utilizado o método de Lourd et al. (1986), segundo o qual, plântulas de pepino atuam como indicadoras da presença do patógeno nos solos. A incorporação de cama-de-frango controlou significativamente o tombamento, em todos os períodos avaliados, exceto 91 dias após a incorporação de matéria orgânica (Tabela 6). A baixa porcentagem de tombamento de plântulas aos 91 dias foi devida às condições climáticas desfavoráveis ao patógeno, que resultou na ausência de diferenças significativas entre os tratamentos.

A solarização controlou significativamente a doença, no ensaio com a infestação do solo, quando foram avaliadas as porcentagens de plantas sadias de pepino e de recuperação de Pythium spp. (Tabela 4). Esses resultados estão de acordo com os de Bettiol et al. (1994), de acordo com os quais a solarização foi um eficiente método de controle do patógeno. Por outro lado, Patricio (2000) verificou que Pythium aphanidermatum não foi consistentemente controlado pela solarização, embora em alguns experimentos tenha ocorrido redução na viabilidade do patógeno nas camadas mais superficiais do solo e favorecido na profundidade de 20 cm.

A condutividade elétrica apresentou correlação positiva com a hidrólise de FDA (r = 0,86**) e desprendimento de CO₂ (r = 0,75**), e negativa, com o tombamento de plântulas de pepino (r = -0,81**); e o desprendimento de CO₂ e a hidrólise de FDA foram negativamente correlacionados com o tombamento de plântulas (r = -0,74** e r = -0,73**, respectivamente), nas avaliações realizadas 15 dias após a incorporação da matéria orgânica, no ensaio instalado em área comercial de crisântemo. O pH não apresentou correlação com as demais variáveis. Ghini et al. (1998) também verificaram que o crescimento micelial de R. solani foi negativamente correlacionado com a atividade microbiana e com o teor de matéria orgânica dos solos.

A incorporação de cama-de-frango resultou em maiores temperaturas no solo solarizado (Tabela 2), aumento na condutividade elétrica (Tabela 3), maior atividade microbiana do solo (Tabelas 3 e 4) , além de controle do patógeno (Tabelas 4 e 6). As alterações observadas no solo, após o tratamento com cama-de-frango, podem ter sido as causas da indução de supressividade, que resulta na prevenção do estabelecimento do patógeno ou na inibição de suas atividades. A denominação "solo supressivo a patógenos" não significa necessariamente a eliminação do patógeno do solo, mas a supressão da doença (Reis, 1991). Os mecanismos envolvidos na supressividade podem ser: fungistase; pouca habilidade competitiva saprofítica do patógeno; antibiose; ou outra forma de controle biológico. Solos intensamente cultivados freqüentemente não apresentam fatores biológicos que possam tornálos supressivos, mas a adição de organismos apropriados pode alterar suas características. A adição de fontes de matéria orgânica, como turfa, adubo verde e materiais orgânicos compostados, pode manter populações mistas de organismos antagonistas (Jarvis, 1992).

Katan & DeVay (1991) constataram, de modo geral, maior desenvolvimento de plantas em solos solarizados. Porém, no presente trabalho não houve diferença quanto à altura das plantas e o peso da matéria fresca do sistema radicular, nem nas avaliações quanto à qualidade de flores e à produtividade do crisântemo entre os diferentes tratamentos (Tabela 5). Provavelmente, esse fato se deve à nãoocorrência da doença e à intensa fertilização que a cultura recebe durante o ciclo, eliminando as possíveis diferenças entre os tratamentos.

Foi demonstrado, mais uma vez, que a qualidade da matéria orgânica é fundamental para obter indução de supressividade a Pythium. Estes resultados estão de acordo com Hoitink & Fahy (1986).

Conclusões

1. A adição de cama-de-frango ao solo induz supressividade a Pythium.

2. A solarização do solo, independentemente da adição de matéria orgânica, é eficiente no controle de Pythium.

3. A qualidade da matéria orgânica é fundamental na indução da supressividade do solo a Pythium.

4. O lodo de esgoto e a casca de Pinus, nas concentrações estudadas, não induzem a supressividade do solo a Pythium.

Agradecimentos

À Dra. Carmen Pires Zottarelli, do Instituto de Botânica de São Paulo, pela identificação do patógeno; ao Prof. Dr. Tadeu dos Santos Dias, pela colaboração nas análises estatísticas.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  19 Dez 2002
• Data do Fascículo
  Set 2002

Histórico

• Aceito
  13 Maio 2002