Progresso temporal de doenças da cultura do milho

Temporal progress of maize diseases

RESUMO

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o progresso temporal das doenças ferrugem polisora (Puccinia polysora), cercospora (Cercospora zeae-maydis), mancha branca (Pantoea ananatis) e helmintosporiose (Exserohilum turcicum) no milho, bem como sua correlação com as variáveis climáticas. O delineamento experimental foi o de blocos completos com tratamentos ao acaso. O modelo monomolecular foi o que melhor se ajustou às epidemias. Com os dados de severidade de cada doença, foram elaboradas correlações com as variáveis climáticas (DFtemp-dias favoráveis com temperatura entre 18-28ºC; DFumid-dias favoráveis com umidade relativa>60%; PrecAcc-precipitação acumulada; PrecDia- precipitação/dia e Prec10-precipitação>10mm) observadas durante o período de avaliação. Após as análises pôde-se inferir que a variável precipitação acumulada foi determinante para a ocorrência de epidemias das doenças estudadas.

Palavras-chave
Puccinia polysora; Cercospora zeae-maydis; Pantoea ananatis; Exserohilum turcicum; epidemiologia

ABSTRACT

The aim of the present study was to evaluate the temporal progress of the diseases southern rust (Puccinia hpspolysorahps), Cercospora leaf spot (Cercospora hpszeaehpsatn-atnmaydis), white spot (Pantoea hpsananatishps) and spot blotch (Exserohilum hpsturcicumhps) in corn, as well as their correlation with climate variables. Experimental design was in complete blocks with random treatments. The monomolecular model best fit to the epidemics. Using the severity data from each disease, correlations were established with the climate variables (DFtemp-favorable days with temperatures between 18-28 ºC; DFumid-favorable days with relative humidity>60%; PrecAcc-cumulative rainfall; PrecDia-precipitation/day, and Prec10- precipitation>10 mm) observed during the evaluation period. After analyses, it was possible to infer that the variable cumulative precipitation was determinant for the occurrence of epidemics of the studied diseases.

Keywords
Puccinia polysora; Cercospora zeae-maydis; Pantoea ananatis; Exserohilum turcicum; epidemiology

A importância das doenças na cultura do milho tem aumentado muito nos últimos anos, devido, principalmente, ao manejo adotado, bem como às mudanças climáticas (⁶). São várias as doenças que incidem na cultura do milho, sendo que dentre as mais encontradas nas lavouras estão a ferrugem polisora (Puccinia polysora), helmintosporiose (Exserohilum turcicim), cercosporiose (Cercospora zeae-maydis) e mancha branca (Pantoea ananatis) (⁸).

Para entender o progresso de epidemias e a interação entre o patógeno e o hospedeiro sob a influência do ambiente e do homem, são utilizados estudos de epidemiologia (¹¹, ¹⁴, ²¹, ²²). A relação entre os fatores patógeno, hospedeiro e ambiente é representada pelo triângulo da doença, que representa a interdependência dos fatores para ocorrência da doença. Atualmente a influência humana também é considerada como fator essencial. O conhecimento destas interações é imprescindível para desenvolvimento de estratégias de controle (¹).

Do ponto de vista analítico, são necessárias ferramentas para representar o comportamento destes fatores em diferentes situações de ambiente. Neste contexto, os epidemiologistas empregam modelos estatísticos para estudar e descrever esse fenômeno. Estes modelos são uma das poucas ferramentas para comparar epidemias, distinguir variedades resistentes, tratamentos eficientes, gerar modelos de previsão de doenças para quantificar danos e simular o efeito do ambiente no desenvolvimento de doenças em plantas (³).

Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o progresso temporal das doenças ferrugem polisora, cercospora, mancha branca e helmintosporiose, na cultura do milho safrinha e acompanhar sua correlação com as variáveis climáticas.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi realizado em duas safras agrícolas e em cinco áreas distintas no município de Itambé, PR. As áreas utilizadas apresentam como característica a predominância de solo Latossolo vermelho eutroférrico (¹⁹), com clima subtropical úmido (Cfa) (¹⁵). Foram utilizados cinco híbridos simples comerciais com características diferentes em relação à susceptibilidade de doenças (um híbrido em cada uma das áreas). Os mesmos foram semeados em épocas diferentes: CD308 em março e DKB330 em abril do primeiro ano de cultivo; 2B587 e Balu580 em fevereiro e DKB 330 em março do segundo ano de cultivo.

Para a semeadura, foi adotado o sistema de plantio direto. A densidade de plantio consistiu em seis sementes por metro de sulco, em uma profundidade de aproximadamente 5 cm, e espaçamento entre linhas de 0,9 m. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso com quatro repetições. A parcela foi constituída de seis linhas de dez metros lineares, nas quais as duas linhas centrais foram consideradas como área útil. Os tratos culturais e adubação foram realizados normalmente nas áreas.

A severidade da ferrugem polisora (Puccinia polysora), cercosporiose (Cercospora zeae-maydis), helmintosporiose (Exserohilum turcicum) e mancha branca (Pantoea ananatis) foram quantificadas individualmente, com o auxílio de escalas diagramáticas apropriadas (², ¹⁷, ¹⁸). Para isso, cinco folhas em cada planta foram marcadas, totalizando doze plantas ao acaso por parcela, com a finalidade de acompanhar o progresso da doença nas mesmas plantas. Os dados de severidade de cada doença foram dispostos em curvas temporais de progresso. Os níveis de severidade observados (y) foram plotados graficamente em função do tempo (x), possibilitando a comparação do comportamento desta variável ao longo dos dias entre os diferentes tratamentos.

A evolução temporal das epidemias foi analisada por meio do ajuste dos modelos monomolecular, logístico e gompertz aos dados observados. O modelo monomolecular (y = 1-(1-y0)*exp (-r*t)), em que, y = intensidade de doença; y0 = inóculo inicial; r = taxa de progresso da doença; e t = tempo de duração da epidemia) foi o que melhor se ajustou aos dados, sendo este selecionado pelo coeficiente de determinação dos dados não-linearizados (R²*), obtido entre os valores da curva real de progresso da doença e a curva predita pelo modelo e, pela aleatoriedade dos resíduos plotados no tempo (⁴, ⁵).

As condições meteorológicas, como temperatura mínima e máxima (ºC), umidade relativa do ar (%), precipitação (mm) foram monitoradas em cada local e em cada safra agrícola. Os dados foram coletados de uma microestação climatológica situada a 2000 m de distância das áreas. Os dados de precipitação foram coletados diariamente por meio de pluviômetros localizados nas áreas experimentais.

Tais conjuntos de dados climáticos foram utilizados para elaborar as variáveis: número de dias em que a umidade relativa do ar foi favorável, isto é, acima de 60% (DFumid); número de dias com temperatura favorável, ou seja, entre 18°C (mínima) e 28°C (máxima) (DFtemp), precipitação acumulada (PrecAcc) nos dias de avaliação, precipitação/dia (PrecDia) e precipitação>10mm em dias (Prec10). Estes dados foram mensurados para cada avaliação de severidade da doença.

Para posterior correlação foram obtidos dados climáticos de 10 dias anteriores ao início das epidemias e de cada avaliação de severidade, levando-se em consideração um período de incubação de 7 a 12 dias (¹²). Todas as variáveis foram calculadas para cada avaliação de doença e em cada local individualmente. A análise estatística para o estabelecimento das relações baseou-se na estimativa das correlações de Spearman entre DFumidade, DFtemperatura, PrecAcc, Precdia, Prec10 e severidade de cada avaliação. Este procedimento foi realizado utilizando o software SAS (²⁰).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na primeira safra, para o híbrido DKB330, observou-se a ocorrência de cercosporiose e mancha branca, aos 55 dias após a semeadura. Ambas apresentaram progresso semelhante, com níveis de severidade máxima próximo a 30%. Para CD308, quatro doenças foram observadas, sendo a cercosporiose e mancha branca observadas aos 75 dias após a semeadura e a ferrugem polisora e helmintosporiose aos 57 dias após a semeadura.

A chuva foi bem distribuída ao longo do ciclo da cultura, com acúmulo de 497 mm entre os meses de maio a agosto. Foi observada alta precipitação aos 80 e 100 dias após a semeadura da cultura. Neste período as epidemias foram mais explosivas. A média de temperatura foi de 20ºC e a umidade relativa entre 70 a 98% (Figura 1).

Figura 1
Curvas de progresso da doença nos híbridos CD 308 e DKB 330 e dados climáticos de precipitação, temperatura e umidade relativa registrados no período de avaliação da primeira safra. CE - Cercosporiose, MB- Mancha Branca, HE- Helmintosporiose, FP- Ferrugem Polisora.

Observações de campo indicam que, mesmo quando a umidade relativa é favorável à germinação dos esporos e à infecção do patógeno, poucas lesões evoluem quando a média diária de temperatura é menor à 20ºC, especialmente se o inóculo inicial for baixo (²³). Temperaturas amenas combinadas com alta umidade relativa, tendem a propiciar maior desenvolvimento de doenças (⁷, ¹⁶).

Na segunda safra, para Balu580 avaliou-se as doenças cercosporiose e helmintosporiose, as quais incidiram aos 87 e 107 dias após a semeadura, com severidade máxima aproximada de 30% e 20%, respectivamente. Para DKB330, a helmintosporiose, cercosporiose e mancha branca ocorreram aos 60, 80 e 105 dias após a semeadura, respectivamente, período diferente aos anteriores. A maior severidade observada neste híbrido foi próxima a 40%, para a mancha branca. No híbrido 2B587 foi constatado a helmintosporiose e cercosporiose aos 87 dias após a semeadura, ambas com níveis muito baixos de severidade, com máximo de 7%.

Em relação as condições climáticas observou-se baixa precipitação no período de avaliação, ocorrendo um máximo de 15mm aos 90 dias após a semeadura, consequentemente menor umidade relativa, diferentemente ao ocorrido na safra anterior (Figura 2).

Figura 2
Curvas de progresso da doença nos híbridos Balu 580, DKB 330 e 2B 587 e dados climáticos de precipitação, temperatura e umidade relativa registrados no período de avaliação da segunda safra. CE - Cercosporiose, MB- Mancha Branca, HE- Helmintosporiose.

Os dados de severidade foram ajustados no modelo monomolecular onde pode-se obter os parâmetros B1, B2 e B3. Estes foram utilizados para comparar a evolução das epidemias ao longo do tempo. A escolha deste modelo foi feita com base no coeficiente de determinação entre os valores previstos e observados (R²*) e também na distribuição dos resíduos plotados pelo tempo, entre severidade observada e severidade estimada pelo modelo.

Segundo Bergamin Filho (⁴) o fato de o melhor modelo ser o monomolecular, significa, biologicamente, que o aumento da doença é proporcional ao inóculo inicial. Na primeira safra, na área com o híbrido CD308, o inóculo inicial observado para cada uma das epidemias foi menor quando comparado com os valores de DKB330, assim como a taxa de progresso das epidemias, ou seja, a velocidade com que a doença aumenta diarimente foi menor neste híbrido.

Na segunda safra, os menores valores de inóculo inicial foram constatados para helmintosporiose nos híbridos Balu580 e 2B587, diferente do hibrido DKB330, que apresentou maior valor de inóculo inicial para a mesma doença. O híbrido 2B587 também obteve o menor inóculo inicial para a cercosporiose, diferente do DKB330, onde foi observado valores mais altos para as doenças helmintosporiose, cercosporiose e mancha branca (Tabela 1).

Tabela 1
Parâmetros (B1, B2 e B3)^z e coeficiente de determinação (R²) obtidos do modelo monomolecular (Y = 1-(1-y0)*exp (-r*t)), ajustados as curvas de progresso de cercosporiose e mancha branca, no híbrido comercial DKB 330.

Safra	Híbrido	Mês semeadura	Doença	QM	Parâmetros do modelo			R2
					B1	B2	B3
1ª	CD 308	Março	Ferrugem polisora	0,000617	34,81	-0,4112	0,0391	0,98
			Helmintosporiose	0,004365	29,83	-0,3983	0,0328	0,80
			Cercosporiose	0,001026	29,69	-0,4741	0,0467	0,96
			Mancha branca	0,008291	29,94	-0,3303	0,0404	0,70
	DKB 330	Abril	Cercosporiose	0,00130	28,88	-0,3509	0,0334	0,93
			Mancha branca	0,005739	30,61	-0,3399	0,0333	0,76
2ª	Balu 580	Fevereiro	Helmintosporiose	0,000450	27,00	-0,0690	0,0303	0,96
			Cercosporiose	0,00039	16,25	-0,1657	0,0160	0,88
	DK 330	Março	Helmintosporiose	0,00030	20,25	-0,2225	0,0217	0,94
			Cercosporiose	0,00084	20,25	-0,2737	0,0203	0,86
			Mancha branca	0,00039	16,25	-0,4815	0,0160	0,88
	2B 587	Fevereiro	Helmintosporiose	0,00004	6,50	-0,0706	0,0062	0,93
			Cercosporiose	0,00007	6,25	-0,0389	0,0061	0,87

• QM: quadrado médio do erro; B₁ é a severidade máxima (%), B₂ é o inóculo inicial (y0) e B₃ é a taxa epidêmica (r).

Os dados de severidade das doenças avaliadas, obtidos de avaliações nos diferentes híbridos foram correlacionados com dias favoráveis com temperaturas entre 18ºC e 28ºC (DFtemp); dias favoráveis com umidade relativa>60% (DFumid); precipitação acumulada (PrecAcc), precipitação/dia (PrecDia) e precipitação>que 10mm (Prec10).

A severidade da ferrugem polisora, helmintosporiose e cercosporiose (CD 308) na primeira safra foram significativamente correlacionados com a variável PrecAcc (Precipitação acumulada ao longo das avaliações). DFumid (dias favoráveis com umidade relativa>60%) se correlacionou significativamente com a severidade da ferrugem polisora e helmintosporiose. A variável Prec10 (precipitação>que 10mm) apresentou os valores de correlação significativos com severidade da helmintosporiose, cercosporiose e mancha branca.

Tabela 2
Coeficiente de Spearman (r) e nível de significância (P) para a relação entre AACPD e taxa epidêmica da ferrugem polisora, helmintosporiose, cercosporiose e mancha branca quantificadas nos híbridos CD 308, DKB 330, Balu 580 e 2B 587 com variáveis climáticas (DFtemp- dias favoráveis com temperatura entre 18-26ºC, DFumid- dias favoráveis com umidade relativa >60% e PrecAcc- precipitação acumulada).

Híbrido		Severidade (%)	Variáveis climáticas*
1ª Safra	CD 308		DFtempa	DFumidb	PrecAccc	PrecDiad	Prec10e
		Ferrugem polisora	-0,37	-0,51*	0,96*	0,32	0,40
		Helmintosporiose	-0,32	-0,51*	0,98*	0,24	-0,64*
		Cercosporiose	0,15	-0,71	0,89*	-0,119	-0,64*
		Mancha branca	0,35	-0,45	0,71	-0,23	-0,75*
	DKB 330	Cercosporiose	0,36	0,12	0,24	-0,292	0,30
		Mancha branca	0,24	0,55	0,25	-0,30	-0,30
2ª Safra	Balu 580	Helmintosporiose	0,77	0,98*	0,94*	-0,316	-0,258
		Cercosporiose	0,76	0,97*	0,93*	0,632	0,77
	2B 587	Helmintosporiose	0,63	0,80*	0,81	-0,40	-0,25
		Cercosporiose	0,95	0,97*	0,96*	-0,80	-0,77
		Helmintosporiose	0,95*	0,97*	0,93	-0,40	-0,77
		Cercosporiose	0,95	0,96*	0,98	0,80	0,63
		Mancha branca	0,77	0,98*	0,95*	-0,82	-0,63

• ^*
  0,005 é significativo a 5 % pelo teste t.
• ^a
  Número acumulado de dias favoráveis correspondente a cada 10 dias que antecedem cada avaliação de cada doença. DF foi definido com temperatura entre 18 e 26 ºC.
• ^b
  Número acumulado de dias favoráveis correspondente a cada 10 dias que antecedem cada avaliação de cada doença.. DF foi definido com umidade relativa > 60%.
• ^c
  Precipitação acumulada durante a avaliação da doença.
• ^d
  PrecDia, média de precipitação diária durante cada avaliação.
• ^e
  Prec>10, número de dias com precipitação superior a 10mm.

Na segunda safra a correlação entre DFumid com a severidade de todas as doenças avaliadas nos três híbridos foi constatada assim como a variável PrecAcc que mostrou forte correlação com a severidade das doenças com Coeficiente de Spearman (r) de 0,81 a 0,98 (Tabela 2).

A importância da temperatura e precipitação também foi descrita por Dudiena et al. (⁹), onde a severidade da ferrugem polissora no milho foi favorecida por temperaturas entre 23,8ºC a 29,2ºC e precipitação pluviométrica de 293,5 mm. Do mesmo modo, quando a temperatura caiu para 19,9ºC houve queda da severidade da doença. Godoy et al. (¹³), estudaram o progresso temporal da ferrugem polisora em diferentes locais e, concluíram que a taxa epidêmica foi correlacionada positivamente com a temperatura diária e negativamente com horas de umidade relativa>90%. Da mesma forma, Escanferla e al. (¹⁰), demonstram que condições ambientais de alta umidade e temperatura mais amena contribuíram para aumentar a população da bactéria causadora da mancha branca.

Os dados apresentados na literatura corroboram com o que foi observado neste trabalho, que destaca a variável precipitação acumulada como determinante para a ocorrência das epidemias nas condições estudadas.

AGRADECIMENTOS

As autoras agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES pelo apoio financeiro.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  12 Jun 2020
• Data do Fascículo
  2020

Histórico

• Recebido
  23 Maio 2019
• Aceito
  19 Dez 2019