Patogenicidade de Pythium aphanidermatum a alface cultivada em hidroponia e seu biocontrole com Trichoderma

Pythium aphanidermatum pathogenicity to hydroponics lettuce and its biocontrol with Trichoderma

FITOPATOLOGIA

Patogenicidade de Pythium aphanidermatum a alface cultivada em hidroponia e seu biocontrole com Trichoderma

Pythium aphanidermatum pathogenicity to hydroponics lettuce and its biocontrol with Trichoderma

Katya da Silva Patekoski; Carmen Lidia Amorim Pires-Zottarelli

Instituto de Botânica de São Paulo, Avenida Miguel Stefano, nº3687, CEP 04301-012 São Paulo, SP. E-mail: [e-mail], [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar a patogenicidade de Pythium aphanidermatum a variedades de alface, e a ação do produto Biotrich, formulado com Trichoderma, no controle deste patógeno e na promoção do crescimento das plantas. Em experimento in vitro, plântulas recém-germinadas das variedades de alface Vera e Elisa foram colocadas em placas de Petri com ágar-água e 1 mL de suspensão do produto Biotrich (0,2 mL L^-1) e, após 24 horas, em discos com micélio do isolado de Pythium. As avaliações foram realizadas após dez dias de incubação a 20 e 31ºC. Os testes in vivo foram realizados na primavera e verão, em sistema hidropônico "Nutrient Film Technique" (NFT), em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2x2x2, como segue: duas variedades; presença ou ausência do patógeno; e presença ou ausência de Biotrich. Ao final do cultivo, foram avaliadas as massas de matéria fresca e seca das plantas. No experimento in vitro, P. aphanidermatum apresentou maior agressividade a 31ºC. Contudo, não foi verificada patogenicidade nos testes in vivo. De modo geral, o Biotrich não promoveu o crescimento das plantas, mas foi efetivo no controle do patógeno in vitro. Pythium aphanidermatum é patogênico às variedades de alface Vera e Elisa, a 20 e 31ºC, e o Biotrich é efetivo para o controle desse patógeno nessas temperaturas.

Termos para indexação:Lactuca sativa, Oomycota, antagonismo, biocontrole, hidroponia, podridão-de-raiz.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the pathogenicity of Pythium aphanidermatum to lettuce varieties, and the action of the product Biotrich, formulated with Trichoderma, in the control of this pathogen and its effect on plant growth promotion. In a in vitro experiment, germinated seedlings of Vera and Elisa lettuce varieties were placed in Petri dishes with water-agar and 1mL Biotrich suspension (0.2 mL L^-1), and after 24 hours, on plugs with the Pythium isolate mycelium. The evaluations were done ten days after the incubation at 20 and 31ºC. In vivo experiments were carried out during the spring and summer, using the Nutrient Film Technique (NFT) system, in a completely randomized design, following a 2x2x2 factorial arrangement, as well: two varieties; pathogen abscence or presence; and with or without Biotrich addition. At the end of cultivation, the fresh and dry weight of shoots and roots were analyzed. In vitro, P. aphanidermatum had increased aggressiveness at 31ºC. However, no pathogenicity was observed in vivo. Generally, Biotrich did not promote plant growth; however, it was effective in controlling the pathogen in vitro. Pythium aphanidermatum is pathogenic to lettuce varieties Vera and Elisa, at 20 and 31ºC, and Biotrich is effective for its control at these temperatures.

Index terms:Lactuca sativa, Oomycota, antagonism, biocontrol, hydroponic system, root rot.

Introdução

O cultivo de hortaliças em sistemas hidropônicos tem-se difundido em todo o Brasil, principalmente o de alface. Essa expansão deve-se, entre outros fatores, à produção de hortaliças de ótima qualidade, à perenidade na produção e ao melhor aproveitamento do espaço físico com uso desses sistemas (Rodrigues, 2002; Silva & Lima Neto, 2007).

Atualmente, estima-se que 8.000 produtores, entre profissionais e amadores, utilizam a técnica no país, que também é utilizada como atividade pedagógica em escolas, com o intuito de ampliar a concepção dos alunos sobre o conceito de ambiente e oferecer alternativas de trabalho e renda (Abrantes, 2004; Santos, 2006).

A princípio, acreditava-se que, ao se eliminar o solo no sistema de produção hidropônica, bem como os patógenos nele contidos, seria preservada a integridade dos órgãos subterrâneos da planta. Entretanto, passada a euforia dos primeiros cultivos, percebeu-se que a frequência com que as doenças apareciam era proporcional ao tempo de uso e das práticas de manejo do sistema (Lopes et al., 2005).

Dos patógenos detectados em cultivos hidropônicos, destacam-se os isolados do gênero Pythium Pringsheim, frequentemente destrutivos para a maioria das culturas hidropônicas, principalmente nas épocas em que ocorre a elevação da temperatura da solução nutritiva e do ambiente das casas de vegetação, quando esses isolados podem causar podridão-de-raiz ou infecção subclínica, com redução significativa na produtividade das culturas, mesmo na ausência de sintomas radiculares ou foliares visíveis (Owen-Going et al., 2003; Sutton et al., 2006). Nesses sistemas, são relatados isolados de diversas espécies, que normalmente não apresentam especificidade de hospedeiro (Plaats-Niterink, 1981; Stanghellini & Kronland, 1986; Herrero et al., 2003; Teixeira et al., 2006).

O controle biológico tem sido apontado como um método promissor para minimizar o uso de agrotóxicos e promover a proteção das culturas, pois se baseia em procedimentos ambientalmente corretos que podem fazer parte de um sistema de controle integrado de doenças (Grigoletti Junior et al., 2000; Slininger et al., 2003). Os microrganismos estudados para o controle de Pythium em cultivos hidropônicos incluem espécies de bactérias dos gêneros Bacillus Cohn, Paenibacillus Ash et al., Enterobacter Hormaeche & Edwards, Pseudomonas Migula, e fungos dos gêneros Clonostachys Arnaud, Trichoderma Pers., Fusarium Link ex Fr., Penicillium Link ex Fr., Saccharomyces Meyen, e também Pythium oligandrum Drechsler (Gravel et al., 2005; Corrêa, 2006; Cipriano, 2009). Trichoderma spp. encontra-se entre os mais estudados e utilizados mundialmente (Benítez et al., 2004).

Por serem facilmente propagados e formulados em laboratório, com boa capacidade de armazenamento (Melo, 1996), isolados de Trichoderma têm sido utilizados na formulação de produtos para biocontrole, comercializados em diversos países e também no Brasil, como é o caso do Biotrich (Biovale Produtos Agropecuários Ltda., Venâncio Aires Brasil). Entretanto, a falta de pesquisa sobre sua aplicação em sistemas hidropônicos impossibilita maiores conclusões sobre sua efetividade.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a patogenicidade de Pythium aphanidermatum (Edson) Fitzp. a variedades de alface, e a ação do produto Biotrich, formulado com Trichoderma, no controle desse patógeno e na promoção de crescimento das plantas.

Material e Métodos

Os experimentos foram conduzidos com uma cepa de Pythium aphanidermatum, isolada de raízes sintomáticas de tabaco hidropônico (Nicotiana tabacum L.), proveniente da Coleção de Culturas do Núcleo de Pesquisa em Micologia do Instituto de Botânica, São Paulo (CCIBt 2006).

As variedades de alface estudadas foram a Elisa (lisa) e a Vera (crespa), consideradas, respectivamente, como mais e menos suscetíveis ao patógeno (Patekoski & Zottarelli, 2009). Foram utilizadas sementes Sakata não peletizadas. O produto Biotrich, Lote 04/set/2009, (Biovale Produtos Agropecuários Ltda., Venâncio Aires, Brasil), formulado à base de Trichoderma, foi testado na formulação líquida (suspensão em gel).

Os experimentos in vitro foram realizados a 20ºC, temperatura ótima para a germinação de sementes de alface (Nascimento & Cantliffe, 2002), e a 31ºC, temperatura ótima para o crescimento do isolado de P. aphanidermatum (Patekoski & Zottarelli, 2009). Placas de Petri com ágar-água receberam alíquota de 1 mL de suspensão de Biotrich (0,2 mL L^-1), plântulas de alface recém-germinadas (sete por placa), dispostas na periferia das placas. Após 24 horas, um disco de 6 mm de diâmetro, com micélio do patógeno crescido em "corn meal ágar", foi inoculado no centro das placas (Baptista, 2007).

As testemunhas foram placas com o patógeno e sem o produto e com o produto e sem o patógeno, contendo as plântulas de alface. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com cinco repetições, cada uma representada por uma placa. Após dez dias de incubação em câmara de germinação com fotoperíodo de 12 horas, foram mensurados o comprimento das radículas e hipocótilos e a percentagem de plântulas sobreviventes (Baptista, 2007), e os resultados analisados estatisticamente com análise de variância e teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Os experimentos in vivo foram realizados no Instituto de Botânica, São Paulo, durante a primavera, de outubro a novembro de 2009, e verão, de janeiro a fevereiro de 2010, tendo-se utilizado estufa hidropônica (Tropical Estufas, Bragança Paulista, SP, Brasil), sistema hidropônico "Nutrient Film Technique" (NFT) e, como bancada de cultivo, o Kit hidropônico residencial (Hidrogood, Taboão da Serra, SP, Brasil), de 1,00x0,70x0,80 m. Utilizou-se a solução nutritiva Hidrogood Fert (Hidrogood, Taboão da Serra, Brasil) com uso de água mineral Bioleve (Bioleve, Lindóia, Brasil) em seu preparo, tendo-se mantido a condutividade elétrica entre 1,5 e 1,9 mS cm^-1 e o pH entre 5,5 e 6,5 (Furlani, 1995).

O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2x2x2 (duas variedades x inoculação ou não do patógeno x uso ou não de Biotrich), com seis repetições, cada qual representada por uma planta: sem Pythium, sem Biotrich, variedade Elisa (controle); sem Pythium, sem Biotrich, variedade Vera (controle); com Pythium, sem Biotrich, variedade Elisa; com Pythium, sem Biotrich, variedade Vera; sem Pythium, com Biotrich, variedade Elisa; sem Pythium, com Biotrich, variedade Vera; com Pythium, com Biotrich, variedade Elisa; e com Pythium, com Biotrich, variedade Vera.

A inoculação de P. aphanidermatum foi realizada por meio da imersão das raízes das plantas em uma suspensão de zoósporos, por 30 min, na concentração de aproximadamente 5x10³ zoósporos por mL (Owen-Going et al., 2003; Baptista, 2007). A aplicação do Biotrich (0,2 mL L^-1) nos tratamentos foi realizada após dois dias do transplante das mudas para o sistema, com a inoculação do patógeno após sete dias da aplicação do produto, nos dois últimos tratamentos (Utkhede et al., 2000; Baptista, 2007).

As temperaturas da estufa e da solução nutritiva foram monitoradas diariamente, às 6h30, 13h e 19h. A temperatura externa do ar foi fornecida pela Estação meteorológica do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo, São Paulo. Os sintomas decorrentes da infecção por Pythium foram avaliados nos dias subsequentes à inoculação do patógeno e ao término do cultivo (55 dias). Avaliaram-se, também, as massas fresca e seca (em gramas) da parte aérea e das raízes das plantas, e os resultados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey, a 5% de probabilidade.

Resultados e Discussão

Os testes realizados in vitro demonstraram que o isolado de Pythium aphanidermatum foi patogênico nas variedades de alface estudadas, tendo reduzido significativamente o comprimento das radículas a 20 e 31ºC e a percentagem de plântulas sobreviventes a 31ºC, nos tratamentos sem a aplicação do Biotrich (Tabela 1).

Na avaliação da ação do Biotrich, a aplicação do produto nos tratamentos controle a 31ºC ocasionou redução significativa do comprimento das radículas, em ambas as variedades (Tabela 1). Entretanto, quando aplicado na presença de P. aphanidermatum, o produto promoveu aumento significativo do comprimento das radículas das variedades, tanto a 20ºC quanto a 31ºC, e da percentagem de plântulas sobreviventes da variedade Vera a 31ºC, quando comparado ao tratamento contendo apenas P. aphanidermatum, o que indica a efetividade do produto no controle do patógeno (Tabela 1).

Ao avaliar o comprimento do hipocótilo, diferenças estatísticas foram encontradas apenas a 31ºC, com aumento significativo com a aplicação do produto nos tratamentos com e sem o patógeno, para a variedade Vera, e na ausência do patógeno, para a variedade Elisa. Esses resultados demonstram a atuação do Biotrich como promotor de crescimento do hipocótilo.

Nos testes in vivo, as temperaturas registradas foram semelhantes para os dois experimentos realizados. Na primavera, foram registradas médias de 22,9, 24,6 e 25,3ºC, para o ambiente externo, de estufa e para a solução nutritiva, respectivamente. No verão, a temperatura média no ambiente externo foi de 23,6ºC, na estufa foi de 25,9ºC, e na solução nutritiva foi de 26,5ºC.

O produto Biotrich, na concentração testada, não promoveu o crescimento das variedades de alface, nos dois experimentos realizados in vivo, sem diferenças significativas para as massas fresca e seca da parte aérea e raízes, nos tratamentos controle com e sem a aplicação do produto (Tabela 2). Quanto à patogenicidade de P. aphanidermatum, nos experimentos da primavera e verão, não foram observados, nas plantas, os sintomas característicos da infecção por Pythium. Comparando-se os tratamentos contendo apenas o patógeno e os tratamentos controle sem a inoculação do Pythium, verificou-se que o isolado estudado não ocasionou redução das massas fresca e seca da parte aérea e raízes das variedades.

No experimento realizado na primavera, foi observada redução significativa da massa fresca das raízes da variedade Vera tratadas com o Biotrich e a suspensão de zoósporos, comparando-se ao tratamento contendo apenas o patógeno (Tabela 2). Fato semelhante ocorreu no experimento conduzido no verão, em que redução significativa da massa fresca da parte aérea e raízes da variedade Vera foi observada, nas mesmas condições. Diferença significativa foi verificada também para a massa fresca das raízes da variedade Elisa no experimento de verão, com menor massa encontrada no tratamento com o Biotrich em associação com P. aphanidermatum, quando comparado ao tratamento contendo somente o produto.

O isolado de P. aphanidermatum utilizado neste trabalho foi patogênico nas variedades de alface, nos testes conduzidos in vitro, com maior agressividade verificada a 31ºC, o que corrobora a literatura, no que se refere ao alto potencial patogênico da espécie em temperaturas mais elevadas (Bates & Stanghellini, 1984; Herrero et al., 2003).

Nos experimentos in vivo, P. aphanidermatum, na concentração de zoósporos utilizada não interferiu no desenvolvimento das plantas de alface. Entretanto, Owen-Going et al. (2003) obtiveram, com a mesma concentração de zoósporos de isolados de Pythium aphanidermatum e Pythium dissotocum, diminuição do comprimento do sistema radicular e extensa descoloração marrom ou amarelada em pimentão hidropônico (Capsicum annuum L.). Baptista (2007), por sua vez, em estudo com isolado de Pythium dissotocum, verificou que o patógeno, inoculado na mesma densidade de inóculo utilizada neste trabalho, ocasionou podridão-de-raiz, murchamento e redução das massas fresca e seca da parte aérea e raízes, nas variedades Mimosa e Vera. A diferença em patogenicidade observada entre este estudo e os citados, provavelmente, está relacionada à forte variação no potencial patogênico e à virulência encontrada entre espécies e espécimes de Pythium (Plaats-Niterink, 1981; Owen-Going et al., 2003; Baptista, 2007; Patekoski & Zottarelli, 2009), e à diferença em suscetibilidade observada entre culturas e variedades (Utkhede et al., 2000), circunstância em que o emprego de diferentes isolados do gênero e culturas vegetais pode levar a resultados divergentes.

A temperatura, um dos fatores ambientais de maior influência sobre o potencial patogênico de Pythium (Sutton et al., 2006), pode também ter interferido na patogenicidade de P. aphanidermatum. As baixas temperaturas médias verificadas durante a condução dos experimentos podem ter limitado o estabelecimento e o progresso da doença nas plantas de alface. Os resultados obtidos neste trabalho corroboram os de Corrêa (2006) e Cipriano (2009).

Além dos fatores mencionados, o balanço nutricional adequado da solução nutritiva pode ter contribuído para a ausência do estabelecimento e progresso da doença, no presente estudo.

De maneira geral, o Biotrich não promoveu o crescimento das variedades de alface nos testes in vitro e in vivo. Entretanto, tal ação benéfica tem sido obtida por outros autores em estudos com Trichoderma (Yedidia et al., 2001; Arriagada et al., 2009; Hoyos-Carvajal et al., 2009), inclusive com o próprio produto de biocontrole utilizado. Baptista (2007) verificou que o Biotrich, sob formulação líquida, suspensão em gel, nas concentrações de 0,1, 0,2 e 0,3 mL L^-1, aumentou o comprimento das radículas das variedades de alface Vera e Mimosa em experimentos realizados em laboratório, a 20 e 27ºC, e que a aplicação do produto na concentração de 0,2 mL L^-1 resultou em aumento das massas fresca e seca das raízes das variedades, em testes com kits hidropônicos caseiros.

Nos testes in vitro, o produto, na concentração testada, foi prejudicial ao desenvolvimento das plântulas em alguns tratamentos controle, com a diminuição do comprimento das radículas. Em se tratando do controle de P. aphanidermatum, os testes conduzidos em laboratório, no presente trabalho, mostraram que Biotrich foi efetivo no controle do patógeno, e sua eficiência verificada também por Baptista (2007). Segundo esse autor, o Biotrich, sob formulação líquida e suspensão em gel, nas concentrações de 0,1, 0,2 e 0,3 mL L^-1 é eficiente no controle de Pythium dissotocum, nas variedades de alface Mimosa e Vera, em testes realizados em laboratório (a 20 e 27ºC) e em experimento com kits hidropônicos caseiros.

Os resultados obtidos com relação à patogenicidade de Pythium aphanidermatum in vivo contribuem para o conhecimento da epidemiologia da podridão-da-raiz ocasionada por essa espécie. Segundo Sutton et al. (2006), o conhecimento da etiologia e epidemiologia dessa enfermidade, além de seus efeitos na fisiologia das plantas, são essenciais para novas perspectivas das pesquisas e para o desenvolvimento de melhores práticas para o manejo da doença em cultivos hidropônicos.

Conclusões

1. O isolado de Pythium aphanidermatum estudado é patogênico às variedades de alface Vera e Elisa, em condições de laboratório.

2. Em concentração de 5x10³ zoósporos por mL, a cepa de P. aphanidermatum estudada não interfere no desenvolvimento de plantas de alface das variedades Vera e Elisa, sob cultivo hidropônico.

3. Em condição de laboratório, o produto Biotrich na concentração de 0,2 mL L^-1 não promove o crescimento das variedades de alface Vera e Elisa, mas é eficiente para o controle do isolado de P. aphanidermatum estudado.

4. O produto Biotrich na concentração de 0,2 mL L^-1 não promove o crescimento das variedades de alface Vera e Elisa, em cultivo hidropônico.

Agradecimentos

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, pelo auxílio financeiro sob a forma de concessão de bolsa de Mestrado à primeira autora e ao Filipe Rosa Baptista, pelo auxilio com as técnicas utilizadas.

Recebido em 14 de abril de 2010 e aprovado em 9 de julho de 2010

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Out 2010
• Data do Fascículo
  Ago 2010

Histórico

• Recebido
  14 Abr 2010
• Aceito
  09 Jul 2010