Microbiolização de sementes para o controle da mancha-parda e da escaldadura em arroz irrigado

Seed microbiolization for the control of rice brown spot and leaf scald

ARTIGO RESEARCH ARTICLE

Microbiolização de sementes para o controle da mancha-parda e da escaldadura em arroz irrigado

Seed microbiolization for the control of rice brown spot and leaf scald

Juliane Ludwig^I; Andréa B. Moura^I; André S. dos Santos^II; Alceu S. Ribeiro^III

^ILaboratório de Bacteriologia Vegetal, Departamento de Fitossanidade, Universidade Federal de Pelotas, 96010-970, Pelotas, RS, Brasil

^IICooperativa C. Vale, 85950-000, Palotina, PR, Brasil

^IIIEmbrapa Clima Temperado, 96001-970, Pelotas, RS, Brasil

RESUMO

O potencial dos isolados DFs185 (Pseudomonas synxatha), DFs223 (Pseudomonas fluorescens), DFs306 (não identificado), DFs416, DFs418 e DFs419 (Bacillus sp.), DFs422 (Bacillus subtilis) e DFs471 (Stenotrophomonas maltophilia) foi avaliado para o controle da mancha-parda (Bipolaris oryzae) e da escaldadura (Gerlachia oryzae) do arroz. Para tanto, sementes da cultivar El Passo L144 foram imersas em suspensão (10⁷ a 10⁸ UFC/mL) de cada um dos isolados, agitadas por 30 min a 10ºC e semeadas em vasos, sendo utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Foram utilizadas duas testemunhas: uma tratada com solução salina e outra com solução salina mais fungicida (Carboxin+Thiran). Realizaram-se dois ensaios para cada um dos patógenos, inoculados nas plantas por aspersão, e avaliados quanto à severidade aos 7, 14 e 21 dias após a inoculação calculando a área abaixo da curva de progresso da doença. Para mancha-parda, no primeiro ensaio, o melhor desempenho foi proporcionado pelos isolados DFs185, DFs223 e DFs306 que apresentaram 80, 86 e 70% de redução da severidade. No segundo ensaio, o isolado DFs306 foi o mais eficiente deles, com redução na severidade da doença chegando a 74% em relação à testemunha, sendo que os isolados DFs223, DFs185 e DFs306 proporcionaram incremento na massa de grãos em 74, 70 e 59%, respectivamente. Para o controle da escaldadura, no primeiro ensaio, os isolados que apresentaram melhores resultados foram DFs416 e DFs418 com 65 e 59% de controle, respectivamente. No segundo ensaio, se destacaram os isolados DFs416 e DFs185 reduzindo a severidade da doença em 64 e 60%, respectivamente sem incrementar a produção.

Palavras-chave:Bipolaris oryzae, Gerlachia oryzae, Oryza sativa, controle biológico.

ABSTRACT

The potential of isolates DFs185 (Pseudomonas synxatha), DFs223 (Pseudomonas fluorescens), DFs306 (unidentified), DFs416, DFs418 and DFs419 (Bacillus sp.), DFs422 (Bacillus subtilis) and DFs471 (Stenotrophomonas maltophilia) was evaluated for the control of rice brown spot (Bipolaris oryzae) and leaf scald (Gerlachia oryzae). Rice seeds cv. El Passo L144 were immersed in a suspension (10⁷ a 10⁸ CFU/mL) of each of the isolates, agitated for 30 min at 10ºC and sowed in pots, in complete randomized design with four replications. Two controls were used: one with seeds treated with saline solution, and the other with saline solution plus fungicide (Carboxin+Thiran). Two assays for each of the pathogens were carried out. Plants were inoculated by spraying and their disease severity was evaluated at 7, 14 and 21 days after inoculation for the calculation of the area under disease progress curve. The best result for brown spot biocontrol in the first assay was provided by isolates DFs185, DFs223 and DFs306, which presented 80, 86 and 70% of control. In the second assay, isolate DFs306 was the most efficient, with reduction in disease severity reaching 74% in relation to control. The isolates DFs223, DFs185 and DFs306 provided a rise in grain yield of 74, 70 and 59%, respectively. For the control of leaf scald, in the first assay, the isolates that presented the best results were DFs416 and DFs418, which showed 65 and 59% of control, respectively. In the second experiment, isolates DFs416 and DFs185 reduced the disease severity, respectively, by 64 and 60%, without increasing the yield.

Keywords:Bipolaris oryzae, Gerlachia oryzae, Oryza sativa, biological control.

INTRODUÇÃO

Dentre as principais medidas preconizadas para o controle de doenças na cultura do arroz estão o uso de cultivares resistentes e a aplicação de fungicidas (Nunes et al., 2004). A resistência genética é uma medida altamente desejável devido ao baixo custo e à alta eficiência. No entanto, cultivares de arroz, com níveis aceitáveis de resistência, muitas vezes, não estão disponíveis para comercialização ou têm sua vida útil reduzida devido à ocorrência da quebra de resistência em virtude do surgimento de novas raças de patógenos (Cornélio et al., 2003). Existem fungicidas registrados para o controle da maioria das doenças da cultura do arroz (Arroz Irrigado, 2005). Porém, sua utilização eleva os custos de produção, polui o ambiente e ameaça a saúde do agricultor, além de pressionar o surgimento de populações do patógeno resistentes a estes compostos químicos. Aliado a isso, há a pressão da sociedade por alimentos sem resíduos de agrotóxicos, o que torna urgente a busca por alternativas no controle das doenças.

Nos últimos anos a ocorrência de mancha parda causada por Bipolaris oryzae (Breda de Haan) Shoemaker, vem crescendo devido ao uso de cultivares mais suscetíveis, tendo assumido posição de doença economicamente importante e, surgindo como a principal doença do arroz em algumas regiões. Os seus danos vão desde a redução no percentual de germinação das sementes, no estabelecimento de plantas e na área fotossintetizante, até manchas nos grãos que, neste último caso, além de depreciarem o produto, geram perdas durante o beneficiamento (Nunes et al., 2004). A escaldadura, causada por Gerlachia oryzae (Hashioka & Yokogi) W. Gams, ocorre em níveis considerados altos em todas as regiões produtoras de arroz no Brasil, embora ainda não existam estimativas referentes aos seus prejuízos. Os principais danos referem-se à desuniformidade no estande e à diminuição da área fotossinteticamente ativa (Nunes et al., 2004). Os prejuízos causados por estas doenças ocorrem tanto em zonas temperadas quanto em tropicais, principalmente onde o cultivo do arroz utiliza grande quantidade de fertilizantes e cultivares com alto índice de perfilhamento. Devido à limitação do emprego de cultivares resistentes, bem como aos aspectos econômicos e ambientais negativos associados ao controle químico, pesquisas têm se voltado para a busca de novas tecnologias. O uso de extratos vegetais (Harish et al., 2008), da aplicação de variadas formas de silício (Seebold et al., 2000; Rodrigues et al., 2003) e de agentes de biocontrole (Vidhyasekaran et al., 1997; Vidhyasekaran et al., 2001) estão entre as possibilidades estudadas.

A microbiolização das sementes com agentes de biocontrole tem mostrado seu potencial como estratégia de controle. Resultados promissores para o biocontrole de doenças do arroz são relatados com isolados de Pseudomonas e Bacillus para brusone (Chatergee et al., 1996; Vidhyasekaran et al., 1997; Krishhnamurthy & Gnanamaniackam, 1998) e da queima-das-bainhas (Nandakumar et al., 2001; Commare et al., 2002; Wiwattanapatapee et al., 2004). No entanto, estudos sobre o controle biológico da mancha parda em arroz são escassos. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de controle da mancha-parda e da escaldadura em arroz com isolados de Pseudomonas, Bacillus e Stenotrophomonas microbiolizados a sementes.

MATERIAL E MÉTODOS

Os isolados bacterianos utilizados foram selecionados em bioensaio para o controle de B. oryzae por Moura et al. (1998) recebendo a denominação DFs (Departamento de Fitossanidade) (Tabela 1). Os isolados fazem parte da coleção do Laboratório de Bacteriologia Vegetal da Universidade Federal de Pelotas e foram identificados por seqüenciamento do gene 16S rDNA. O isolado de B. oryzae foi obtido de planta de arroz doente e o de G. oryzae de sementes de arroz naturalmente infestadas, ambas provenientes de lavouras da cidade de Pelotas, Rio Grande do Sul. Para a microbiolização, sementes de arroz da cultivar El Passo L144 foram imersas durante 30 min sob agitação, à temperatura de 10ºC, em suspensão preparada com solução salina (NaCl 0,85 %) de cada um dos isolados, com 24 h de crescimento em meio sólido 523 de Kado & Heskett (1970) a 28ºC. A concentração foi ajustada para 10⁷ a 10⁸ UFC/mL (A₅₄₀ = 0,5). Como testemunha, sementes foram imersas somente em solução salina (T) ou em solução salina mais o fungicida Carboxin + Thiran (T+F), na concentração final correspondente à 3 mL/Kg de sementes, segundo indicação para o controle das principais doenças fúngicas do arroz (Arroz Irrigado, 1999).

O primeiro experimento foi conduzido em casa-de-vegetação não climatizada no Campus da Universidade Federal de Pelotas, em vasos contendo 1 kg de solo Planossolo não esterilizado, misturado à areia (3:1), onde foram depositadas 10 sementes por vaso. A adubação foi realizada segundo recomendações de Arroz Irrigado (2005) mediante prévia análise do solo. No estádio V2 (Counce et al., 2000), ou seja, aparecimento da segunda folha, as plantas foram desbastadas, deixando-se quatro plantas por vaso. Devido à avaliação precoce do ensaio (até o início do perfilhamento), o mesmo não foi inundado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. O segundo ensaio foi conduzido de maneira similar ao primeiro, porém em vasos com capacidade para 7 kg, sendo as plantas também desbastadas no estádio V2, deixando-se duas por vaso. A inundação ocorreu no início do perfilhamento das plantas, sendo as mesmas mantidas nessa condição até a época da colheita dos grãos. Foram utilizados os isolados que apresentaram melhores resultados no primeiro ensaio, a saber: DFs185, DFs223 e DFs306 para B. oryzae e DFs185, DFs223, DFs306, DFs416 e DFs418 para G. oryzae.

No primeiro ensaio, as plantas foram inoculadas com B. oryzae (1x10⁵ conídios/mL) quando as plantas encontravam-se no estádio V4 e, para o segundo ensaio, no estádio V6 (emborrachamento), de acordo com escala desenvolvida por Counce et al. (2000). G. oryzae foi inoculado utilizando-se a mesma técnica e plantas de mesmo estádio de desenvolvimento descrito para B. oryzae . No entanto, no primeiro ensaio, aspergiu-se apenas micélio e no segundo uma concentração de 1x10⁴ conídios/mL. Para os dois ensaios, as plantas foram mantidas em câmara úmida por 24 h antes e 48 h após a inoculação.

A severidade de ambas as doenças foi avaliada aos 7, 14 e 21 dias após a inoculação dos patógenos nos dois experimentos. Devido ao fato das plantas se encontrarem em diferentes estádios fenológicos no momento da avaliação, foram utilizadas escalas de severidade distintas, desenvolvidas considerando-se diferenças no estádio de crescimento vegetal. No primeiro ensaio, para B. oryzae , utilizou-se a escala desenvolvida pelo IRRI (International ...1975) para avaliar plantas até o início do perfilhamento, quando se atribuiu nota de 1 a 9 de acordo com a severidade da doença na segunda folha. No segundo ensaio, para este mesmo patógeno, as plantas também foram avaliadas, atribuindo-se notas em função da evolução do tipo de lesão, em toda planta, segundo escala do IRRI (International ... 1975), variando de 1 até 9. Também para avaliação de G. oryzae utilizou-se escala desenvolvida pelo IRRI (International ... 1996), relacionada à porcentagem de área foliar atacada, variando de 1 a 9. No entanto, no primeiro ensaio foi avaliada somente a segunda folha, e no segundo, a nota foi relacionada à avaliação visual de toda planta.

No segundo ensaio, para ambos patógenos, quando as plantas se encontravam no ponto de colheita, foi contado o número de panículas por planta (NPP). Posteriormente, os grãos foram coletados para a determinação das massas frescas de grãos cheios (MFG) e de grãos chochos (MGC), sendo atribuída nota em relação à frequência relativa de grãos manchados (FRGM) segundo escala desenvolvida por Farias (2007). As áreas abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) foram calculadas de acordo com Campbell & Madden (1990). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Duncan a 5% de probabilidade. Todo procedimento foi realizado utilizando-se o programa SASM-Agri® (Canteri et al., 2001). Os dados de notas e de freqüência relativa de grãos manchados foram transformados para .

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Alguns antagonistas reduziram a severidade da mancha parda no primeiro ensaio (Figura 1A), embora nenhum destes tenha diferenciado estatisticamente da testemunha e do tratamento com fungicida. As plantas que receberam a aplicação dos isolados DFs185, DFs223 e DFs306 exibiram a menor severidade da doença na primeira avaliação e mantiveram-se assim até o final das avaliações, apresentando, ao final, 79,7, 86,7 e 69,2% de redução da AACPD (Tabela 2). No segundo ensaio (Figura 1B), o menor progresso da mancha parda ocorreu nas plantas originadas de sementes microbiolizadas com o isolado DFs306 e nas tratadas com o fungicida, com redução na severidade em até 73,8 e 68,4 %, respectivamente (Tabela 2). Ao contrário do comportamento no primeiro ensaio, as originadas de plantas tratadas com o isolado DFs185 mostraram a maior área abaixo da curva de progresso da doença.

Nenhum tratamento diferiu estatisticamente da testemunha em frequência relativa de grãos manchados. Nas plantas originadas de sementes tratadas com o isolado DFs185 foi observado 7,14% a mais de grãos manchados em relação à testemunha (Tabela 3). Uma possibilidade para este comportamento é o fato das plantas oriundas de sementes microbiolizadas com esse isolado serem as únicas que se encontravam plenamente no estádio de florescimento no momento da inoculação, que é considerado o mais propício à infecção nos grãos (Prabhu & Filippi, 1997), estando, portanto, mais predispostas ao ataque do patógeno que as demais. Quanto ao número de panículas, nenhum tratamento diferiu estatisticamente da testemunha. Todos os tratamentos proporcionaram aumento significativo na massa de grãos quando comparados com a testemunha. Os isolados DFs223, DFs306 e DFs185 aumentaram a massa de grãos em 107, 97 e 93%, respectivamente. O isolado DFs223 foi o único que resultou em massa de grãos chochos estatisticamente inferior à testemunha, embora os demais tratamentos não tenham diferido entre si (Tabela 3).

No que se refere à escaldadura (Figura 2A), observou-se que em plantas oriundas de sementes microbiolizadas com o isolado DFs422, apesar de terem iniciado com baixa severidade, não mantiveram essa tendência até o final dos 21 dias após a inoculação, sendo que tais plantas foram as que apresentaram a maior AACPD. As plantas cujas sementes receberam microbiolização com os isolados DFs416 e DFs418 mantiveram-se em um nível de severidade mais baixo desde o início da avaliação, proporcionando 65,1 e 58,5% de redução da AACPD (Tabela 4), respectivamente, sem no entanto, diferir significativamente da testemunha. Comportamento intermediário foi observado para os isolados DFs185, DFs223 e DFs306, uma vez que estes apresentaram maiores reduções da doença dentre os isolados avaliados para a mancha parda, optando-se por utilizá-los também no segundo ensaio.

No segundo ensaio (Figura 2B), verificou-se que todos os tratamentos, com exceção do isolado DFs418, reduziram o progresso da doença comportando-se de forma similar ao tratamento com fungicida. Destacaram-se os isolados DFs416 e DFs185, que diminuíram a escaldadura em 63,2 e 60%, respectivamente (Tabela 4). Todos os tratamentos reduziram a frequência relativa de grãos manchados, sendo que os isolados DFs416, DFs418 e DFs223 proporcionaram níveis significativos de controle chegando a 71,4, 57,1 e 50% de redução (Tabela 5). Maiores valores para massa fresca de grãos cheios (produção) foram proporcionados pelos isolados DFs185, DFs223 e DFs306, não diferindo daquele propiciado pelo tratamento com fungicida. Quanto ao número de panículas, os isolados DFs185 e DFs223, além do tratamento com fungicidas proporcionaram incrementos que chegaram até a 16% em relação à testemunha. Todos os isolados reduziram o número de grãos chochos em relação à testemunha, sendo que todos os tratamentos com os isolados bacterianos foram diferentes da testemunha (Tabela 5).

Os isolados DFs185, DFs223 e DFs306 proporcionaram incrementos na produção significativamente superiores à testemunha. No entanto, os isolados DFs416 e DFs418 que se destacaram em relação ao controle da escaldadura nos grãos, foram os que exibiram a menor produção (Tabela 5). A redução na produção pode ser explicada, em parte, pelo número reduzido de panículas nas plantas oriundas de sementes microbiolizadas com os isolados DFs416 e DFs418. Em outro ensaio, utilizando estes mesmos isolados, foi evidenciado que as plantas não diferiram da testemunha quanto ao perfilhamento. Entretanto, as bactérias em questão permitiram o aumento da massa de grãos secos (Santos et al., 2001). O controle associado a pequeno ou nenhum aumento na produção, ou ainda, com ganhos inferiores aos proporcionados por tratamentos onde a doença foi reduzida, como ocorreu para G. oryzae pelo isolado DFs416, pode ser creditada ao possível deslocamento de energia para a proteção da planta contra o patógeno (Stadnik & Buchenauer, 1999). Por outro lado, nas plantas microbiolizadas com outros isolados e até mesmo nas tratadas com o fungicida, a energia gerada parece ter sido utilizada para o acúmulo de massa nos grãos, como sugerido por Vidhyasekaran et al. (2001).

Existem exemplos de sucesso no controle de doenças foliares de arroz a campo pela utilização do isolado Pf1 de P. fluorescens, como os obtidos por Vidhyasekaran et al. (1997), para o controle da bruzone do arroz com resultados similares ao do uso do fungicida carbendazin e, por Vidhyasekaran et al. (2001), controlando Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Os isolados utilizados para biocontrole de B. oryzae e de G. oryzae apresentam potencial de uso, principalmente aqueles que resultaram em controle dos dois patógenos: DFs185, DFs223 e DFs306. Há que se considerar a avaliação destes em campo para que se possa afirmar sobre seu potencial de uso na orizicultura.

AGRADECIMENTOS

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES pela bolsa de mestrado concedida ao primeiro e terceiro autor.

Recebido 28 Fevereiro 2008

Versão modificada recebida 3 setembro 2009

Aceito 16 Novembro 2009

Autor para correspondência: Juliane Ludwig, e-mail: [e-mail]

Editor de Seção: Wagner Bettiol

Parte da Dissertação de Mestrado da primeira autora. Universidade Federal de Pelotas. Pelotas RS. 2005.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Jan 2010
• Data do Fascículo
  Out 2009

Histórico

• Revisado
  03 Set 2009
• Recebido
  28 Fev 2008
• Aceito
  16 Nov 2009