impact o mud an cas climatic as

1Mudanas climticas - impactos sobre doenas de plantas no Brasil

2 Impacto das mudanas climticas sobre doenas de importantes culturas no Brasil

Impactos das mudanas climticas sobre doenas de importantes culturas no Brasil


Editores Raquel Ghini

Emlia HamadaWagner Bettiol

Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Meio Ambiente

Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento

Embrapa Meio AmbienteJaguarina, SP

2011

Impactos das mudanas climticas sobre doenas de importantes culturas no Brasil


Exemplares desta publicao podem ser adquiridos na:

Embrapa Meio AmbienteRodovia SP 340 - km 127,5 - Tanquinho VelhoCaixa Postal 69 13820-000 Jaguarina, SPFone: 19-3311-2700 Fax: [email protected] www.cnpma.embrapa.br

Comit de PublicaesMarcelo Augusto Boechat Morandi (Presidente)Adriana M. M. PiresLauro Charlet PereiraVera Lcia S. S. de CastroMaria Conceio P. Y. PessoaNilce Chaves GattazLuiz Alexandre Nogueira de SMaria Amlia de Toledo LemeSandro Freitas Nunes.

Normalizao bibliogrficaMaria Amlia de Toledo Leme

Editorao eletrnica e tratamento das imagensEdil Gomes

Foto da capaDaniel Toyos Hinz

1 edio(2011)

Todos os direitos reservadosA reproduo no autorizada desta publicao, no todo ou em parte,

constitui violao dos direitos autorais (Lei n 9.610).

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)Embrapa Meio Ambiente

Embrapa 2011

Ghini, RaquelImpactos das mudanas climticas sobre doenas de importantes culturas no

Brasil / editores Raquel Ghini, Emlia Hamada, Wagner Bettiol. Jaguarina: Embrapa Meio Ambiente, 2011.356 p.

ISBN 978-85-85771-51-5

1. Mudana climtica. 2. Doena de planta. I. Hamada,Emlia. II. Bettiol, Wagner. III. Ttulo.

CDD 632.3


Autores

Acelino Couto AlfenasEngenheiro Florestal, Ph.D. em Patologia Florestal, professor da Universidade Federal de Viosa (UFV), Viosa, [email protected]

Adriano Mrcio Freire SilvaEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, Embrapa Tabuleiros Costeiros, Aracaju, [email protected]

lvaro Figueredo dos SantosEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Florestas, Colombo, [email protected]

ngela Diniz CamposEngenheira Agrnoma, Doutora em Fisiologia Vegetal, pesquisadora da Embrapa Clima Temperado, Pelotas, [email protected]

Antonio Alberto Rocha OliveiraEngenheiro Agrnomo, Ph.D. em Biologia Pura e Aplicada, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Aristoteles Pires de MatosEngenheiro Agrnomo, Ph.D. em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Armando Bergamin FilhoEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, professor da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), Universidade de So Paulo (USP), Piracicaba, [email protected]

Bernardo UenoEngenheiro Agrnomo, Ph.D. em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Clima Temperado, Pelotas, [email protected]

Celso Garcia Auer Engenheiro Florestal, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Florestas, Colombo, [email protected]

Davi Theodoro JunghansEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Dulce Regina Nunes WarwickEngenheira Agrnoma, Ph.D. em Fitopatologia, pesquisadora da Embrapa Tabuleiros Costeiros, Aracaju, [email protected]

Edineide Eliza de MagalhesBiloga, mestranda em Agronomia da Universidade do Estado da Bahia (UNEB)[email protected]


Edna Dora Martins Newman LuzEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora do Centro de Pesquisas do CACAU (CEPEC), Ilhus, [email protected]

Eduardo Chumbinho de AndradeEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Elena Charlotte LandauBiloga, Doutora em Ecologia, pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, [email protected]

Elizabeth de OliveiraBiloga, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, [email protected]

Emlia HamadaEngenheira Agrcola, Doutora em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, Jaguarina, [email protected]

Fernando Tavares FernandesEngenheiro Agrnomo, M.Sc. em Fitopatologia, pesquisador aposentado da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, [email protected]

Flvia Rodrigues Alves PatrcioEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora do Instituto Biolgico, Campinas, [email protected]

Flvio Dessaune Tardin Engenheiro Agrnomo, Doutor em Produo Vegetal, pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, [email protected]

Francisco Marto Pinto VianaEngenheiro Agrnomo, Doutor em Proteo de Plantas, pesquisador da Embrapa Agroindstria Tropical, Fortaleza, [email protected]

Francislene AngelottiEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora da Embrapa Semirido, Petrolina, [email protected]

Harllen Sandro Alves SilvaEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Hlcio CostaEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador do Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistncia Tcnica e Extenso Rural (INCAPER)[email protected]


Hermes Peixoto Santos FilhoEngenheiro Agrnomo, Mestre em Fitopatologia, Pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Irene M. G. AlmeidaEngenheira Agrnoma, Mestre em Cincias, pesquisadora do Instituto Biolgico, Campinas, [email protected]

Jose Antonio MarengoMeteorologista, Ph.D. em Meteorologia, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe)/ Centro de Previso de Tempo e Estudos Climticos (CPTEC), Cachoeira Paulista, [email protected]

Jos Avelino Santos RodriguesEngenheiro Agrnomo, Doutor em Gentica e Melhoramento de Plantas, pesquisador da Embrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas, [email protected]

Jos Emilson CardosoEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Agroindstria Tropical, Fortaleza, [email protected]

Ktia R. BrunelliEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, engenheira agrnoma da Sakata Seed Sudamerica, Bragana Paulista, [email protected]

Lilian AmorimEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, professora da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), Universidade de So Paulo (USP), Piracicaba, [email protected]

Louise Larissa May de MioEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, professora da Universidade Federal do Paran, Curitiba, [email protected]

Lucas da R. GarridoEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Uva e Vinho, Bento Gonalves, [email protected]

Luis Otvio S. BeriamBilogo, Doutor em Gentica e Biologia Molecular, pesquisador do Instituto Biolgico, Campinas, [email protected]

Marcelo Augusto Boechat MorandiEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, Jagua-rina, [email protected]

Marcos Silveira WregeEngenheiro Agrnomo, Doutor em Produo Vegetal, pesquisador da Embrapa Florestas, Colombo, [email protected]


Maria Cndida de Godoy GasparotoEngenheira Agrnoma, Doutora em [email protected]

Marlia Campos ThomazEngenheira Agrcola, Engenheira da Brasil Foods S.A., So Paulo, [email protected]

Paulo Ernesto Meissner FilhoEngenheiro Agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, [email protected]

Paulo T. Della Vecchia Engenheiro Agrnomo, Doutor em Melhoramento Gentico de Plantas, engenheiro agrnomo da Sakata Seed Sudamerica, Bragana Paulista, [email protected]

Raquel GhiniEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, Ja-guarina, [email protected]

Reginaldo Gonalves MafiaEngenheiro Florestal, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Fibria Celulose S.A. Centro de Tec-nologia, Aracruz, [email protected]

Rejane Rodrigues da Costa e CarvalhoEngenheira Agrnoma, Doutora em Fitopatologia, ps-doutoranda da Universidade Federal Rural de [email protected]

Ricardo GioriaEngenheiro agrnomo, Doutor em Fitopatologia, engenheiro agrnomo da Sakata Seed Sudamerica, Bragana Paulista, [email protected]

Rodolfo Arajo LoosEngenheiro agrnomo, Doutor em Fitotecnia, pesquisador da Fibria Celulose S.A. Centro de Tecno-logia, Aracruz, [email protected]

Romulo Fujito KoboriEngenheiro agrnomo, Doutor em Proteo de Plantas, gerente da Sakata Seed Sudamerica, Bragana Paulista, [email protected]

VivianeTalaminiEngenheira agrnoma, Doutora em Fitopatologia, pesquisadora da Embrapa Tabuleiros Costeiros, Aracaju, SE

Wagner BettiolEngenheiro agrnomo, Doutor em Fitopatologia, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, Jagua-rina, [email protected]


Apresentao

As evidncias de que ocorrero mudanas climticas globais, em funo do aumento da concentrao de gases de efeito estufa decorrentes de atividades antrpicas, tm se apresentado cada vez mais consistente e aceita pela comunidade cientfica internacional. Tais mudanas so relacionadas s atividades antrpicas, especialmente em relao ao uso crescente de combustveis fsseis, desmatamentos e mudanas de uso da terra ps Revoluo Industrial, com impacto crescente na concentrao de CO2 e outros gases na atmosfera em relao s dcadas anteriores.

A agricultura brasileira vem apresentando um grande avano nos ltimos anos com a ampliao da produo e da produtividade dos diversos cultivos agrcolas. Entretanto, novos cenrios podem ocorrer como decorrncia das alteraes climticas e aumento da concentrao de CO2 na atmosfera. Por exemplo, a incidncia de pragas e doenas nos cultivos agrcolas decorrente da interao planta hospedeira, patgeno e condies ambientais. Assim, modificaes na importncia relativa das pragas e doenas das principais culturas podem ocorrer em um futuro prximo, com impactos positivos, negativos ou neutros.

Neste sentido, a Embrapa apresenta sociedade, em particular comunidade que trata da questo agropecuria no Pas, este livro dedicado anlise dos possveis efeitos das mudanas globais sobre doenas de plantas para a adoo de medidas de adaptao, com a finalidade de evitar prejuzos agricultura brasileira.

A elaborao deste trabalho resultado do esforo integrado de especialistas de vrias instituies de pesquisa e fomento, sob a coordenao da Embrapa Meio Ambiente. Esta obra visa divulgao dos conhecimentos adquiridos sobre o tema ao pblico em geral, para a conscientizao a respeito do problema e para subsidiar a adoo de medidas de adaptao aos impactos das mudanas climticas sobre doenas de plantas. Pretende-se ainda com este documento chamar a ateno da importncia da sustentabilidade da agricultura que constitui-se a base deste formidvel complexo agroindustrial gerador de divisas, com o qual pode contar o Brasil de hoje.

Cientes destes novos desafios, os vinte captulos desta obra foram redigidos por quarenta e oito especialistas, de diversas instituies de pesquisa, universidades e empresas da iniciativa privada do Pas. O primeiro captulo enfatiza a importncia do problema, os mecanismos pelos quais as


doenas podem sofrer alteraes com as mudanas climticas, os principais estudos realizados at o presente e as evidncias de alteraes na ocorrncia e severidade de doenas de plantas ocasionadas pelas mudanas climticas, assim como os impactos sobre o seu controle. O segundo captulo descreve os cenrios climticos futuros projetados para o Brasil no final do sculo XXI, baseados no Quarto Relatrio do IPCC (2007). Seguem-se dois captulos de carter mais amplo, abordando os impactos potenciais sobre a ocorrncia de epidemias e doenas causadas por bactrias, cuja importncia vem crescendo acentuadamente. Nos demais captulos, so discutidos os impactos potenciais das mudanas climticas sobre doenas do abacaxi, accia-negra, alface, brssicas, cajueiro, cebola, coqueiro, eucalipto, fruteiras de caroo, mamoeiro, mandioca, mangueira, morangueiro, pnus, sorgo e videira.

Ao final dos estudos realizados, pode-se concluir que medidas urgentes dos tomadores de deciso so requeridas para manuteno ou aumento do atual status da agropecuria brasileira. Neste sentido, esta obra serve como um alerta sobre os desafios futuros segurana alimentar nos Trpicos, mas tambm como um alento por deixar claro a competncia e a dedicao de nossos pesquisadores e cientistas que podero resultar em solues para os novos desafios que as mudanas climticas impem.

Celso Vainer Manzatto

Chefe Geral, Embrapa Meio Ambiente


Prefcio

Aps a publicao do livro intitulado Mudanas climticas: impactos sobre doenas de plantas no Brasil, por Ghini e Hamada (2008), o assunto despertou grande ateno por parte dos fitopatologistas, agrnomos e profissionais ligados ao setor. Devido a esse interesse, foi elaborado o presente livro, seguindo a mesma metodologia, porm contemplando diferentes culturas, tambm de grande importncia para o Pas.

Um aumento no nmero de trabalhos de pesquisa e de iniciativas de discusses a respeito do assunto foi observado, tanto no Brasil, quanto em outros pases, conforme descrito no Captulo 1. Dentre os projetos, teve incio em 2009 o projeto Climapest (http://www.macroprograma1.cnptia.embrapa.br/climapest), liderado pela Embrapa Meio Ambiente e contando com uma equipe de mais de 130 pesquisadores de diferentes instituies pblicas e privadas. Uma das atividades desenvolvidas no projeto foi a atualizao do banco de mapas dos cenrios climticos futuros do Brasil. Assim, os novos modelos climticos globais apresentados no Quarto Relatrio do IPCC (2007) foram utilizados como base para as discusses deste livro, conforme descrio apresentada no Captulo 2.

Editores


Sumrio

Captulo 1

Captulo 2

Captulo 3

Captulo 4

Captulo 5

Captulo 6

Captulo 7

Captulo 8

Captulo 9

15

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas bacterianas no Brasil

87

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas do abacaxi no Brasil

105

Impacto potencial das mudanas climticassobre epidemias de doenas de plantas

75

Impacto das mudanas climticas sobre as doenas de plantas

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas do cajueiro no Brasil

161

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas das brssicas no Brasil

145

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas da alface no Brasil

142

Projees de mudanas climticas para oBrasil no final do sculo XXI

41

Impacto potencial das mudanas climticassobre a gomose da accia-negra no Brasil

119

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas da cebola no Brasil

Captulo 10177

Captulo 19319Impacto potencial das mudanas climticas sobre as doenas do sorgo no Brasil

Impacto potencial das mudanas climticas sobre as doenas do pnus no Brasil

Captulo 18305

Impacto potencial das mudanas climticas sobre as doenas do morangueiro no Brasil

Captulo 17285

Impacto potencial das mudanas climticas sobre as doenas da mangueira no Brasil

Captulo 16273

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas do mamoeiro no Brasil

Captulo 14249

Impacto potencial das mudanas climticas sobre as doenas da mandioca no Brasil

Captulo 15263

Impacto potencial das mudanas climticas sobre doenas na eucaliptocultura no Brasil

Captulo 12211

Impacto das mudanas climticas sobre as doenas de fruteiras de caroo no Brasil

Captulo 13227

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas da videira no Brasil

Captulo 20331

Impacto potencial das mudanas climticassobre as doenas do coqueiro no Brasil

Captulo 11199

Raquel Ghini

Emlia Hamada

Wagner Bettiol

Captulo 1

Impacto das mudanas climticas sobre as doenas de plantas

17Impacto das mudanas climticas sobre as doenas de plantas

Introduo

Desde a dcada de 1970, a problemtica das mudanas climticas tem despertado crescente interesse da comunidade cientfica e do pblico, constituindo um dos temas mais polmicos e preocupantes da atualidade. Em 1988, a World Meteorological Organization (WMO) e a United Nations Environment Programme (UNEP) criaram o Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), composto por uma vasta rede de pesquisadores de diversos pases com a finalidade de avaliar o conhecimento cientfico sobre as mudanas climticas e suas relaes com a sociedade.

Os quatro relatrios publicados pelo IPCC, disponibilizados na internet (www.ipcc.ch), constituem documentos de referncia sobre as mudanas climticas. O primeiro relatrio (FAR, First Assessment Report) foi publicado em 1990, o segundo (SAR, Second Assessment Report) em 1995, o terceiro (TAR, Third Assessment Report) em 2001 e o quarto (AR4, Fourth Assessment Report) em 2007. O quarto relatrio do IPCC (2007) apresenta informaes detalhadas sobre o aumento da concentrao de gases de efeito estufa de origem antrpica e analisa as consequncias desse aumento sobre a eficincia com que o planeta se resfria, alm de outros fenmenos.

A concentrao de dixido de carbono (CO2) na atmosfera atingiu valores significativamente superiores aos ocorridos nos ltimos 800 mil anos (LTHI et al., 2008) e, nesta dcada, a sua taxa de crescimento est acentuadamente maior que nas dcadas anteriores (CANADELL et al., 2007). Situao semelhante foi observada para o metano (CH4), o xido nitroso (N2O) e outros gases de efeito estufa. Desde o incio da Revoluo Industrial at 2005, a concentrao de CO2 da atmosfera aumentou de 280 ppm para 379 ppm; o CH4, de 580 730 ppm para 1774 ppm; e o N2O, de 10 ppb para 319 ppb (IPCC, 2007; SPAHNI et al., 2005). No incio de 2010, a concentrao de CO2 da atmosfera registrada foi de 389 ppm (http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends).

Alm do aumento da concentrao de gases de efeito estufa, promovido principalmente devido ao uso de combustveis fsseis, a alterao do uso da terra, como o desmatamento, e outras atividades humanas so os fatores responsveis pelas mudanas climticas (IPCC, 2007). Como consequncia, diversas alteraes no clima foram registradas. A temperatura mdia da superfcie do planeta tem aumentado em 0,2C por dcada nos ltimos 30 anos (HANSEN et al., 2006). Onze dos doze anos mais quentes j registrados por instrumentos desde 1850 ocorreram entre 1995 e 2006. Alteraes no ciclo da gua tambm foram observadas e as mudanas devero continuar ocorrendo, mesmo se a concentrao de gases de efeito estufa se estabilizar,


devido inrcia trmica do sistema e o longo perodo necessrio para retornar ao equilbrio (IPCC, 2007).

Diversos outros efeitos esto ocorrendo, tanto no ambiente fsico como no biolgico, devido abrangncia e inter-relao entre os compartimentos afetados. As mudanas climticas tm se manifestado de diversas formas, dentre as quais se destaca o aquecimento global, termo usado para identificar o fenmeno do aumento da temperatura do planeta. Porm, tambm esto sendo observadas com maior frequncia e intensidade, eventos climticos extremos, alteraes no regime de chuvas, perturbaes nas correntes martimas, retrao de geleiras e elevao do nvel dos oceanos. O termo mudana ambiental global envolve essa ampla gama de eventos, incluindo o aumento da concentrao de CO2 atmosfrico, de oznio (O3) na troposfera (da superfcie do planeta at 10 km de altura) e outros impactos. Os termos mudana biosfrica ou mudana global tambm foram sugeridos porque envolvem o conceito de que interaes complexas esto ocorrendo entre o ambiente fsico e o biolgico (COAKLEY, 1995). As alteraes em um podem afetar o outro e podem resultar em efeitos aditivos ou sinergsticos no ambiente. As mudanas climticas podem afetar de diferentes formas um grupo de organismos; este grupo afeta outros e o conjunto de mudanas pode voltar a causar efeitos no ambiente fsico.

Em uma estimativa conservadora, Agrios (2005) discute que doenas, pragas e plantas invasoras interferem ou destroem a produo entre 31 % e 42 % de todas as culturas no mundo. Essas perdas so menores nos pases desenvolvidos e maiores nos pases em desenvolvimento, justamente os que mais necessitam de alimentos. Considerando a mdia de 36,5 % de perdas, 14,1 % delas so causadas pelas doenas, 10,2 % pelas pragas e 12,2 % pelas plantas invasoras. Dessa forma, o autor calcula que as perdas devidas s doenas de plantas totalizam anualmente no mundo, aproximadamente, US$220 bilhes. A essas perdas devem ser adicionados de 6-12 % de perdas em ps-colheita, as quais so particularmente maiores nos pases tropicais onde faltam recursos, tais como para refrigerao. Nesses clculos no esto includas as perdas causadas pelos fatores ambientais, tais como a ocorrncia de baixas temperaturas, secas, poluio do ar, deficincia de nutrientes e fitotoxicidade.

O ambiente pode influenciar o crescimento e a suscetibilidade da planta hospedeira, a multiplicao, a disseminao, a sobrevivncia e as atividades do patgeno, assim como a interao entre a planta hospedeira e o patgeno. Por esse motivo, as mudanas climticas constituem uma sria ameaa agricultura, pois podem promover significativas alteraes na ocorrncia e severidade de doenas de plantas. Tais alteraes podem representar graves


consequncias econmicas, sociais e ambientais. A anlise desses efeitos fundamental para a adoo de medidas de adaptao, com a finalidade de evitar prejuzos futuros (GHINI, 2005).

Os microrganismos fitopatognicos so ubquos, em sistemas naturais ou manejados, e podem alterar a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas. Os fitopatgenos esto entre os primeiros organismos a mostrar os efeitos das mudanas climticas devido s numerosas populaes, facilidade de multiplicao e disperso, alm do curto tempo entre geraes (SCHERM et al., 2000). Dessa forma, constituem um grupo fundamental de indicadores biolgicos que deve ser avaliado quanto aos impactos das mudanas climticas (GARRETT et al., 2009). Alm disso, constituem um dos principais fatores responsveis por redues de produo e podem colocar em risco a sustentabilidade do agroecossistema.

Impactos potenciais sobre doenas de plantas

O clssico tringulo de doena, que ilustra um dos paradigmas da Fitopatologia, estabelece as condies para o desenvolvimento de doenas, isto , a interao entre o hospedeiro suscetvel, o patgeno virulento e o ambiente favorvel. Dessa forma, as alteraes previstas no clima promovero modificaes no atual cenrio fitossanitrio da agricultura. Certamente, num futuro prximo, podero ocorrer alteraes na importncia relativa de cada doena de planta. O impacto econmico poder ser positivo, negativo ou neutro, pois as mudanas podem diminuir, aumentar ou no ter efeito sobre os diferentes patossistemas, em cada regio (CHAKRABORTY, 2001).

Um aspecto importante a ser considerado que a alterao de um determinado fator climtico poder ter efeitos positivos, em uma das partes do tringulo da doena, e negativos, em outra. Alm disso, os efeitos podero ser tambm contrrios nas diversas fases do ciclo de vida do patgeno e da cultura (COAKLEY; SCHERM, 1996). As diferentes variveis climticas tambm podero exercer efeitos contrrios. Assim sendo, somente a anlise completa do sistema poder definir se a doena ser estimulada ou no.

As mudanas climticas podero ter efeitos diretos e indiretos tanto sobre os patgenos quanto sobre as plantas hospedeiras e a interao de ambos. Dentre os efeitos diretos sobre os microrganismos fitopatognicos, sua distribuio geogrfica, por exemplo, determinada pela gama de temperaturas, ou outros fatores climticos, nas quais o microrganismo pode se desenvolver. Muitas espcies prevalecem somente em regies apresentando condies timas para permitir um rpido desenvolvimento. A distribuio


temporal tambm pode ser afetada. Diversos patgenos, especialmente os que infectam folhas, apresentam flutuaes quanto ocorrncia e severidade durante o ano, que podem ser frequentemente atribudas s variaes de clima. O aumento da umidade durante a estao de crescimento pode favorecer o aumento da produo de esporos; por outro lado, doenas como os odios so favorecidas por condies de baixa umidade. As condies favorveis so especficas para cada patossistema e, assim, no podem ser generalizadas (GHINI, 2005).

Em muitos casos, o aumento da precipitao pluviomtrica permite uma maior disperso de propgulos por gotas de chuva. A reduo do nmero de dias de chuva durante o vero, por exemplo, pode diminuir a disperso de diversos patgenos. Os ventos tambm exercem importante papel na disseminao de propgulos, tanto curta como longa distncia. Fatores relacionados turbulncia do ar, intensidade e direo dos ventos podem influenciar a liberao, o transporte e a deposio do inculo. Patgenos como Mycosphaerella fijiensis (sigatoka-negra da bananeira), Hemileia vastatrix (ferrugem do cafeeiro), Puccinia melanocephala (ferrugem da cana-de-acar) e Puccinia striiformis f. sp. tritici (ferrugem do trigo) so dispersos por longas distncias entre continentes e, assim, podero ser afetados pelas mudanas climticas (BROWN; HOVMOLLER, 2002).

Um dos principais efeitos diretos das mudanas climticas sobre patgenos se d na fase de sobrevivncia. Patgenos de plantas anuais ou perenes com folhas decduas, por exemplo, necessitam suportar longos perodos de tempo sem tecido da planta hospedeira disponvel. Nesses casos, a fase de sobrevivncia fundamental para garantir a presena de inculo para o ciclo seguinte da doena. As condies durante a estao de inverno so importantes para determinar o sucesso da sobrevivncia saproftica de diversos patgenos. A temperatura do solo, por exemplo, afeta o inculo de Fusarium oxysporum f. sp. ciceris, agente causal de murcha em gro-de-bico (Cicer arietinum), alm de afetar a atividade de rizobactrias que conferem supressividade de solos ao patgeno (LANDA et al., 2001).

As mudanas climticas tambm podero ter efeitos diretos no crescimento, morfologia, fisiologia, reproduo, sobrevivncia e predisposio das plantas, resultando em alteraes na ocorrncia e severidade de doenas. Certamente, a natureza da planta hospedeira (por exemplo, anual ou perene; metabolismo do tipo C3 ou C4) e do patgeno (veiculado pelo solo ou da parte area, biotrfico ou necrotrfico) determinar como sero os impactos. Os mecanismos de resistncia das plantas hospedeiras podero ser quebrados mais rapidamente, como resultado do desenvolvimento acelerado das populaes dos patgenos, assim como outras modalidades de controle


podero ser afetadas (CHAKRABORTY, 2001; CHAKRABORTY; PANGGA, 2004). Um zoneamento de risco climtico foi realizado para oito culturas (algodo, arroz, cana-de-acar, feijo, girassol, mandioca, milho e soja) no Brasil, alm das pastagens e gado de corte e publicado por Assad et al. (2008). Nos mapas, observa-se que o aumento de temperatura poder provocar, de um modo geral, uma diminuio de reas aptas para o cultivo dos gros, porm aumento de regies de baixo risco climtico cana e mandioca. Essa nova geografia das culturas certamente acarretar alteraes na geografia das doenas de plantas.

Outros organismos que interagem com o patgeno e a planta hospedeira tambm podero ser afetados pelas mudanas climticas, resultando em efeitos indiretos nas doenas de plantas. Doenas que requerem insetos ou outros vetores podero apresentar uma nova distribuio geogrfica ou temporal, que ser resultante da mltipla interao ambiente-planta-patgeno-vetor (SUTHERST et al., 1998). Aumentos na temperatura ou incidncia de secas podero estender a rea de ocorrncia da doena para regies onde o patgeno e a planta estaro presentes, mas o vetor ainda no atuava. Fungos micorrzicos, microrganismos endofticos e os fixadores de nitrognio tambm podero sofrer os efeitos das mudanas climticas, acarretando alteraes na severidade de doenas (GHINI, 2005).

Estudos realizados na rea de Fitopatologia

A importncia do ambiente sobre o desenvolvimento de doenas de plantas conhecida h sculos (COLHOUN, 1973). Porm, a preocupao com os efeitos das mudanas climticas sobre doenas de plantas assumiu a esfera internacional com as revises publicadas por Atkinson (1993) e Manning e Tiedemann (1995). Outras trs publicaes se seguiram, alertando sobre as novas ameaas Fitopatologia, de autoria de Coakley (1995), Coakley e Scherm (1996) e Coakley et al. (1999). Garrett et al. (2006) apresentaram uma reviso sobre diferentes abordagens do assunto, considerando diversas escalas de interao patgeno-hospedeiro, desde o microclima at o clima global. Recentemente, Chakraborty et al. (2008) analisaram os trabalhos publicados sobre o assunto e propuseram novas iniciativas de pesquisa. Eventos internacionais tambm comearam a incluir o tema em suas programaes, como o 7th International Congress of Plant Pathology (ICPP) em Edinburgh, em 1998; o ICPP 2003, em Christchurch; e uma sesso foi realizada durante o evento em Torino em 2008.

No Brasil, o XXXVII Congresso Brasileiro de Fitopatologia, realizado em Gramado em 2004, incluiu na programao uma palestra sobre os possveis


impactos na agricultura e alimentao (CUNHA, 2004). O XXIX Congresso Paulista de Fitopatologia, realizado em 2006 em Botucatu, SP, abordou o tema Mudanas climticas globais: novos desafios para a Fitopatologia (GHINI, 2006). O tema Aquecimento global foi abordado novamente durante o XXXI Congresso Paulista de Fitopatologia, realizado em fevereiro de 2008 em Campinas, SP (GHINI; HAMADA, 2008a). Uma reviso atualizada sobre o assunto, inclusive abordando os impactos do aumento da concentrao de CO2 atmosfrico, foi publicada por Ghini et al. (2008). O primeiro livro sobre o assunto foi publicado por Ghini (2005), onde apresentada uma reviso de literatura, enfatizando os principais aspectos dos impactos das mudanas climticas sobre doenas de plantas, sobre grupos especficos de patgenos e microrganismos relacionados.

O segundo livro publicado sobre o assunto, organizado por Ghini e Hamada (2008b), discute o qu ocorrer com as doenas das principais culturas do Brasil. Para a cultura da batata, por exemplo, Lopes et al. (2008) consideram que caso as previses de aumento da temperatura global se concretizem, os cultivos de batata das guas devero ser mais prejudicados pelas doenas do que os cultivos de inverno e que regies de baixa altitude podero se tornar inviveis bataticultura, pelo aumento da incidncia de doenas biticas e abiticas. Para a cultura do tomate, Gioria et al. (2008) apresentam uma previso para as principais doenas e consideram que as mudanas climticas sero desfavorveis para a ocorrncia de epidemias com requeima (Phytophthora infestans), murcha-de-verticilium (Verticillium albo-atrum), podrido-de-esclerotinia (Sclerotinia sclerotiorum); e no alteraro a importncia do mosaico-do-tomateiro causado pelo Tomato mosaic virus (ToMV) e da mancha-de-septoria (Septoria lycopersici). Em contraposio a essas doenas, os autores consideram que a importncia do odio causado por Leveilula taurica ser aumentada em todas as regies produtoras de tomate do Pas, o mesmo ocorrendo com a pinta-preta (Alternaria solani), a murcha-do-fusarium (Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici), a murcha-bacteriana (Ralstonia solanacearum), vira-cabea (Tomato spotted wilt virus - TSWV, Tomato chlorotic spot virus - TCSV, Groundnut ring spot virus - GRSV, Chrysanthemum stem necrosis virus CSNV) e mosaico-dourado do tomateiro (Geminivirus). O livro tambm discute as doenas das seguintes culturas: arroz, bananeira, cafeeiro, cana-de-acar, cereais de inverno, citros, eucalipto, melo, milho, pimento, seringueira, soja, alm do efeito sobre fitonematides, controle biolgico e qumico.

Os impactos das mudanas climticas tm sido discutidos no Pas em diversos setores relacionados com a Fitopatologia. O Ncleo de Assuntos Estratgicos (NAE) da Presidncia da Repblica publicou dois volumes


dedicados s mudanas do clima, abordando as negociaes internacionais; a vulnerabilidade, impactos e adaptao mudana do clima e o mercado de carbono (NAE, 2005a, 2005b). Nesse documento, afirmado que ateno deve ser dada aos efeitos das mudanas do clima sobre a ocorrncia de doenas de plantas. No incio de novembro de 2005, a II Conferncia Regional sobre Mudanas Globais: a Amrica do Sul, realizada na cidade de So Paulo, contou com uma mesa redonda sobre o sistema agroalimentar, incluindo um debate sobre doenas de plantas. O evento gerou a publicao de um livro contendo os temas abordados (DIAS et al., 2007). Quanto formao de recursos humanos, o curso de ps-graduao da UNESP/FCA de Botucatu, SP, criou a primeira disciplina sobre o assunto, intitulada Mudanas climticas e proteo de plantas, em 2007.

Apesar da importncia, h poucos trabalhos publicados a respeito dos efeitos das mudanas climticas sobre doenas de plantas, no s no Brasil, mas no mundo. Quanto a ensaios realizados em condies de campo, os poucos trabalhos disponveis foram conduzidos no Hemisfrio Norte. Porm, o aumento do nmero de eventos cientficos e publicaes sobre o tema realam a importncia que o assunto vem assumindo.

Casos de alteraes na ocorrncia de problemas fitossanitrios causadas pelas mudanas climticas

Ainda h um pequeno nmero de casos comprovados de alterao na ocorrncia de problemas fitossanitrios em decorrncia das mudanas climticas. Esse fato devido necessidade de registro de mudana na ocorrncia de pragas ou doenas por um perodo relativamente longo, com significativa correlao com alguma varivel climtica alterada em decorrncia das mudanas climticas (JEGER; PAUTASSO, 2008). A ausncia de sries histricas de problemas fitossanitrios outra razo para o pequeno nmero de casos comprovados. Alm disso, sabido que diversos fatores, alm do clima, causam flutuaes nas populaes de patgenos e pragas, como por exemplo, tratos culturais, nutrio das plantas, cultivares utilizadas, entre outros, dificultando a correlao entre as mudanas climticas e os problemas fitossanitrios.

Uma das evidncias o caso de Dothistroma septosporum, causador de queima-das-acculas em Pinus contorta var. latifolia, nas florestas da British Columbia no Canad. O primeiro relato da doena data do incio dos anos 1960, sendo que entre 1984 e 1986 foram observadas rvores com sintomas da queima-das-acculas em 10 ha. Woods et al. (2005) avaliaram uma rea de 40.898 ha e observaram que 37.664 ha apresentavam plantas


infectadas, com rvores mortas em 2.741 ha. Os autores afirmam que a epidemia coincidiu com o aumento da frequncia de chuvas de vero na regio. Mais recentemente, Kurz et al. (2008) relataram que epidemias do besouro Dendroctonus ponderosae, causadas por alteraes de precipitao pluviomtrica e aumento da temperatura, esto resultando no aumento de emisses de gases de efeito estufa pela floresta. O inseto parasita as rvores, levando-as morte e decomposio, liberando o carbono para a atmosfera. Com as mudanas climticas traduzidas pelo aumento da temperatura e reduo das chuvas, houve o aumento da rea favorvel ao desenvolvimento da praga e as projees indicam que o crescimento da floresta no ser suficiente para compensar a quantidade de emisses.

O declnio do Pinus sylvestris nos Alpes italianos e suos outra evidncia de alterao de problemas fitossanitrios em decorrncia das mudanas climticas. Dobbertin et al. (2007) correlacionaram sries histricas climticas da regio e a incidncia de declnio nas rvores e concluram que a seca predisps as rvores ao ataque de besouros e as altas temperaturas da primavera e do vero favoreceram o desenvolvimento dos insetos, os quais contriburam para a alta taxa de mortalidade.

Utilizando dados de 69 anos de incidncia de requeima da batata na Finlndia, Hannukkala et al. (2007) associaram epidemias da doena com as mudanas climticas e com a ausncia de rotao de culturas. O clima se tornou mais favorvel doena no final da dcada de 1990, resultando em um aumento da venda de fungicidas de, aproximadamente, quatro vezes, de 1980 a 2002.

Os relatos de efeitos em agroecossistemas so ainda mais raros, haja vista que so difceis de serem comprovados devido aos inmeros fatores envolvidos e falta de sries histricas de incidncia de doenas de plantas. Entretanto, Bearchell et al. (2005), utilizando mtodos moleculares, comprovaram que a taxa de abundncia relativa de Phaeosphaeria nodorum e de Mycosphaerella graminicola em trigo ligada poluio do ar com dixido de enxofre (SO2). Tal resultado foi obtido com material vegetal preservado, originado de um experimento conduzido nos ltimos 160 anos, no Rothamsted Research da Inglaterra, no qual h registro detalhado das informaes.

Distribuio geogrfica e temporal de doenas

Devido s intensas relaes entre ambiente e doenas, alteraes na distribuio geogrfica e temporal dos problemas fitossanitrios podero ocorrer como impacto direto das mudanas climticas. O zoneamento


agroclimtico da planta hospedeira ser alterado, como demonstrado por Assad et al. (2004) para a cultura do cafeeiro; da mesma forma, os patgenos e outros microrganismos relacionados com o processo de doena sero afetados. Assim, em determinadas regies, novas doenas podero surgir e outras perder a importncia econmica, especialmente se a planta hospedeira migrar para novas reas, segundo Coakley et al. (1999). Os patgenos tendem a seguir a planta hospedeira em sua distribuio geogrfica, segundo esses autores, porm a velocidade com a qual os patgenos vo se estabelecer no novo ambiente funo da possibilidade de disperso e sobrevivncia entre estaes do ano ou de cultivo e das mudanas fisiolgicas e ecolgicas da planta hospedeira. Segundo Chakraborty et al. (2000a), linhagens mais agressivas de patgenos com ampla gama de hospedeiros, como Rhizoctonia, Sclerotinia, Sclerotium e outros patgenos necrotrficos, podero migrar de agroecossistemas para vegetaes naturais, assim como patgenos menos agressivos, de comunidades naturais de plantas, podero comear a causar problemas em monoculturas de regies vizinhas. No caso particular de patgenos pouco especializados, como os necrotrficos, poder haver uma ampliao da gama de hospedeiros devido migrao das culturas.

Modelos de desenvolvimento de doenas, geralmente utilizados para sistemas de previso, podem ser utilizados em estudos de simulao da distribuio espacial e temporal em cenrios climticos futuros. No caso de patgenos transmitidos por vetores, essa avaliao de risco deve considerar as condies para o desenvolvimento da populao de vetores, como discutido por Harrington (2002) para o caso do vrus do nanismo amarelo da cevada.

Um dos primeiros trabalhos foi realizado por Luo et al. (1995) para a anlise de risco de epidemias de brusone e do desenvolvimento de plantas de arroz associados com as mudanas climticas em alguns pases da sia, em virtude da importncia da cultura e das perdas ocasionadas pela doena, causada por Magnaporthe grisea. Nas simulaes, os fatores climticos considerados foram alteraes de temperatura e radiao UV-B. Os resultados indicaram que mudanas na quantidade de chuva no afetaram a ocorrncia de epidemias, por terem pouco efeito no perodo de molhamento foliar no modelo usado. Nas zonas subtropicais frias, o aumento da temperatura causou aumento da severidade e da rea abaixo da curva de progresso da doena. Isso se deve ao maior risco de epidemias em temperaturas elevadas. Nas zonas tropicais midas e subtropicais quentes e midas, como o sul da China, Filipinas e Tailndia, houve efeito contrrio. Isto , menores temperaturas aumentaram o risco de epidemias de brusone, pois as temperaturas atuais nessas regies esto acima das favorveis para a ocorrncia da doena. Porm, nem sempre uma maior rea abaixo da curva de progresso da doena resultou em menor produo de arroz, pois tambm


h o efeito no desenvolvimento da planta. Os efeitos do aumento da radiao UV-B foram altamente significativos para a ocorrncia de epidemias.

Utilizando modelos matemticos, Carter et al. (1996) simularam mudanas climticas na Finlndia e concluram que o aquecimento vai ampliar a rea de cultivo de cereais em 2050 na razo de 100 a 150 km lineares para cada grau Celsius de aumento na temperatura mdia anual; alm disso, com o aumento da concentrao de CO2, espera-se maior produtividade. Nesse cenrio, o cultivo de batata tambm ser beneficiado, com um aumento estimado de 20 % a 30 % na produtividade. Porm, tambm est prevista nova distribuio de nematides fitopatognicos, expandindo-se para o norte do Pas, e com maior nmero de geraes ao ano. Nessa situao, o risco de requeima da batata, causada por Phytophthora infestans, significativamente maior em todas as regies da Finlndia. Os danos causados pelo aumento da incidncia desses importantes fitopatgenos no foram estimados.

Os dados do levantamento sobre distribuio geogrfica de Xiphinema e Longidorus, importantes nematides fitopatognicos, obtidos por Boag et al. (1991) na Gr-Bretanha e na Europa Continental (amostras coletadas em grades de 10 km2 e 50 km2, respectivamente), foram associados s linhas isotrmicas de temperatura do solo em julho. A distribuio geogrfica dos nematides possui associao direta com a temperatura, dessa forma, os problemas com esses microrganismos devero se intensificar no norte da Europa, devido ao aumento das populaes existentes e disseminao dessas espcies a partir da regio Sul.

Um cenrio semelhante tambm foi previsto por Brasier e Scott (1994) e Brasier (1996) para a ocorrncia de Phytophthora cinnamomi em carvalho (Quercus spp.). Os estudos foram realizados devido importncia ecolgica e hidrolgica das espcies nativas de carvalho para o continente europeu. Com o aquecimento global, a ocorrncia de podrido-de-razes e a sobrevivncia do patgeno, provavelmente extico, vo aumentar, assim como a gama de plantas hospedeiras. O modelo explorou trs cenrios: 1,5 C e 3 C de aumento nas temperaturas mnimas e mximas mdias anuais, e 3 C de aumento nas temperaturas mnimas e mximas mdias anuais associado com aumento de 20 % da precipitao no vero. Em todos os casos, os resultados sugerem que poder haver aumento significativo da atividade patognica e das reas contaminadas. Entretanto, em regies com inverno rigoroso, como na Escandinvia, Rssia e no Danbio Central, dever haver menor disseminao do patgeno. Entre os fatores responsveis pelo aumento da importncia da doena devido s mudanas climticas, os autores citam a possibilidade de disseminao para novas reas, maior perodo favorvel para produo de inculo e infeco, maior taxa de disseminao


e sobrevivncia em razes e no solo, alm de maior predisposio da planta. Estudo semelhante foi realizado por Booth et al. (2000) numa anlise de risco da ocorrncia de Cylindrocladium quinqueseptatum em eucalipto nas diversas regies produtoras do planeta.

Esses trabalhos pioneiros no assunto assumiram incrementos constantes de temperatura, precipitao ou outras variveis climticas. Porm, o desenvolvimento e a disponibilizao de modelos climticos globais (General Circulation Models - GCM) tornaram possvel a aplicao desses incrementos espacializados para a avaliao de risco de ocorrncia de doenas. Uma das mais importantes realizaes do IPCC foi a divulgao de um conjunto de cenrios de emisso de gases de efeito estufa, conhecidos como cenrios SRES (Special Report on Emissions Scenarios), que levam em considerao forantes controladoras, como demografia, desenvolvimento scio-econmico, mudana tecnolgica, bem como suas interaes. Assim, foram definidas quatro famlias de cenrios: A1, A2, B1 e B2 (Captulo 2), que constituem referncias com relao s emisses futuras de gases de efeito estufa (IPCC, 2000). O Centro de Distribuio de Dados (Data Distribution Centre - DDC) do IPCC foi estabelecido para facilitar a divulgao desses cenrios, assim como de fatores ambientais e scio-econmicos a eles relacionados, para uso em avaliaes dos impactos do clima. Os GCM quantificam o comportamento dos compartimentos climticos (atmosfera, oceanos, vegetao, solos, por exemplo) e suas interaes, permitindo estimar as variveis climticas (temperaturas mdia, mxima e mnima; precipitao, por exemplo) para os diversos cenrios de emisses de gases de efeito estufa estabelecidos pelo IPCC (2007).

Uma caracterizao detalhada da variabilidade e tendncias climticas regionais para o Brasil durante o sculo XX e os cenrios climticos do futuro para a Amrica do Sul, utilizando dados disponibilizados pelo IPCC (2001), foi apresentada por Marengo (2006). A publicao oferece mapas de chuva e temperatura para a regio para o perodo da normal climatolgica de 1961 a 1990, considerado como perodo de referncia, e para projees futuras, utilizando cinco GCM.

Com o objetivo de comparar metodologias de elaborao de mapas de distribuio espacial de problemas fitossanitrios de plantas, associados aos efeitos das mudanas climticas no Brasil, Hamada et al. (2006) utilizaram o modelo biolgico do bicho-mineiro-do-cafeeiro (Leucoptera coffeella). Para as condies climticas futuras, o primeiro mtodo utilizou incrementos constantes na temperatura para o Pas e o segundo adotou aumentos variando espacialmente (disponibilizados pelos GCM), ambos centrados na dcada de 2080 (simulao do perodo entre 2071 a 2100), para o cenrio A2. Em ambos


os mtodos de elaborao de mapas foram observados aumentos no nmero provvel de ciclos do bicho-mineiro no futuro. No entanto, a utilizao de incrementos constantes de temperatura mdia levou a subestimar o nmero de ciclos no futuro, comparado utilizao de incremento de temperatura variando espacialmente. Alm da diferena sazonal, foi observada diferena regional de ocorrncia do nmero de ciclos do bicho-mineiro.

Em trabalho pioneiro com a utilizao de GCM, Bergot et al. (2004) simularam os impactos potenciais das mudanas climticas sobre a expanso de Phytophthora cinnamomi em carvalho, utilizando um modelo que relaciona a temperatura do floema e a probabilidade de infeco de rvores durante o inverno. Os autores concluram que haver um aumento na taxa anual de sobrevivncia do patgeno, resultando em maior expanso da doena. Para mldio em videira, causado por Plasmopara viticola, Salinari et al. (2006) utilizaram GCM para avaliar a presso da doena, definida como o nmero de aplicaes de fungicidas necessrias para o seu controle. Como verificaram que aumentar a presso da doena, concluram que haver necessidade de aumentar o nmero de pulverizaes com fungicidas.

Evans et al. (2007), utilizando dados de temperatura e chuva de um modelo climtico regionalizado, baseado em um GCM (HadCM3, Hadley Climate Model 3 do Hadley Centre for Climate Prediction and Research, Reino Unido), estimaram maior disseminao e aumento da severidade da Leptosphaeria maculans em colza no Reino Unido, em cenrios climticos de alta e baixa emisso de carbono para as dcadas de 2020 e 2050. Associando nesse estudo modelos de simulao de produtividade de colza e de previso de ocorrncia de Leptosphaeria maculans, com diferentes previses de temperatura e chuva, em dois cenrios de alta e baixa emisso de CO2, para investigar as interaes entre planta-doena-clima, Butterworth et al. (2009) verificaram que os resultados obtidos foram diferentes para duas regies analisadas (Esccia e sudeste da Inglaterra), indicando que importante avaliar todos os aspectos envolvidos. Essa previso ilustra um resultado inesperado: impactos contraditrios das mudanas climticas nas interaes planta-doena em sistemas agrcolas em regies diferentes.

A anlise de risco das mudanas climticas sobre a sigatoka-negra da bananeira (causada por Mycosphaerella fijiensis), foi realizada por Ghini et al. (2007), por meio da elaborao de mapas de distribuio da doena confeccionados a partir dos cenrios e dados dos GCM disponibilizados pelo IPCC (2001). Os autores concluram que haver reduo da rea favorvel doena no Brasil. Tal reduo ser gradativa para as dcadas de 2020, 2050 e 2080 e de forma mais acentuada no cenrio A2 que no B2. Apesar disso, extensas reas ainda continuaro favorveis ocorrncia da doena,


especialmente no perodo de novembro a abril. Resultados semelhantes foram encontrados por Jesus Jnior et al. (2008).

O banco de dados climticos usado por Ghini et al. (2007) tambm foi utilizado para avaliar os impactos potenciais das mudanas climticas sobre a distribuio espacial de nematides (raas de Meloidogyne incognita) e do bicho-mineiro (Leucoptera coffeella) da cultura de caf por Ghini et al. (2008). Mapas obtidos no cenrio A2 permitiram verificar que poder haver aumento na infestao, tanto do nematide quanto da praga, pelo maior nmero de geraes por ms quando se compara com a normal climatolgica de 1961-1990. No cenrio B2, o nmero de geraes tambm foi maior que no cenrio atual, porm nota-se que inferior ao cenrio A2 para ambos. Del Ponte et al. (2008) analisaram os riscos de epidemias de ferrugem-asitica da soja (Phakopsora pachyrhizi) sob cenrio de mudanas climticas no Brasil, avaliando os mapas mensais de durao do perodo latente e de severidade, obtidos pela aplicao de modelos de desenvolvimento da doena. O efeito das mudanas climticas na doena ser distinto em cada regio do Pas. No Norte e Nordeste, as altas temperaturas sero desfavorveis s epidemias, embora a umidade continue favorvel. No Centro-Oeste, o padro ser similar com as altas temperaturas afetando o perodo latente e, possivelmente, outros componentes da epidemia; no entanto, as condies de precipitao continuaro bastante favorveis s epidemias na regio, o que poder compensar os efeitos negativos da temperatura elevada. No Sudeste e Sul, um aumento da temperatura poder facilitar o progresso da doena, principalmente em perodos tardios na safra. Porm, maiores estudos devero ser realizados para verificar o efeito da temperatura em outros componentes da epidemia e tambm do clima em geral na sobrevivncia e disponibilidade de inculo na safra.

Os GCM apresentam algumas dificuldades para utilizao. As sadas disponibilizadas por esses modelos climticos apresentam baixa resoluo espacial e temporal, apesar dos avanos alcanados desde 1990 at recentemente (IPCC, 2007). Essas caractersticas, nas quais as avaliaes so baseadas, tornam difcil conciliar os cenrios previstos com os modelos de respostas biolgicas, como o crescimento de plantas ou doenas, que requerem informaes dirias ou at mesmo horrias. Um dos grandes desafios adaptar as exigncias dos modelos de processos biolgicos s disponibilidades dos GCM, com abordagens de longo prazo (SCHERM; van BRUGGEN, 1994; SCHERM; COAKLEY, 2003; SCHERM, 2004).

Outro importante aspecto o alto grau de incerteza das anomalias de algumas variveis climticas entre os modelos. Por exemplo, de modo geral, as projees para a ocorrncia de chuvas so mais incertas do que as


de temperatura. Desta forma, a precipitao pluviomtrica no segue o mesmo padro de comportamento nos diversos modelos, diferentemente do aumento de temperatura que est projetado em todos eles. Uma alternativa para contornar o problema o uso da mdia aritmtica dos resultados dos diversos modelos, pois essa operao ameniza tais diferenas, apesar de ser extremamente trabalhosa. No obstante as limitaes, segundo van Vuuren e ONeill (2006), tais cenrios continuam a servir como base para a avaliao dos impactos das mudanas climticas globais. Esses autores discutiram a consistncia dos cenrios do IPCC, comparando dados projetados e reais para os ltimos anos sobre populao, economia, uso de energia e emisses de gases.

O grande potencial dos modelos reside na capacidade de simular os cenrios das mudanas climticas globais, os diferentes nveis de severidade de doenas e de determinar a produo resultante, o que permite o desenvolvimento de tticas de controle e estratgias, facilitando a tomada de decises. Maiores esforos devem ser dispensados nesse tipo de estudo, que poder resultar em significativa economia de tempo e recursos.

Eficcia de mtodos de controle

Todas as modalidades de controle de doenas de plantas so, de alguma forma, afetadas pelas condies climticas. As mudanas climticas causaro alteraes na distribuio geogrfica e poca de ocorrncia de doenas e, como consequncia, os mtodos de controle devero acompanhar essa nova realidade. Poucos trabalhos discutem como o controle qumico ser afetado, apesar da importncia desses impactos. Mudanas na temperatura e precipitao pluviomtrica podero alterar a dinmica de resduos de fungicidas na parte area das plantas e a degradao dos produtos poder ser modificada. Alteraes na morfologia ou fisiologia das plantas resultantes do crescimento em atmosfera com maior concentrao de CO2 ou diferentes condies de temperatura e precipitao podero afetar a absoro, o translocamento e o metabolismo de fungicidas sistmicos. Alm disso, as mudanas no crescimento das plantas podero alterar o perodo de maior suscetibilidade das plantas aos patgenos, o que poder determinar um novo calendrio de aplicao de fungicidas (COAKLEY et al., 1999; CHAKRABORTY; PANGGA, 2004; PRITCHARD; AMTHOR, 2005).

O mercado de fungicidas certamente sofrer alteraes. Chen e McCarl (2001) realizaram uma anlise de regresso entre o uso de agrotxicos, fornecidos pelo United States Department of Agriculture (USDA) e as variaes do clima em diversas localidades dos Estados Unidos, a partir


de dados climticos disponibilizados pelo National Oceanic Atmospheric Administration (NOAA). A inteno foi quantificar as alteraes no gasto com agrotxicos no clima futuro, por meio de uma avaliao econmica, tendo como premissa o fato do aumento da incidncia de um determinado problema fitossanitrio resultar em maiores gastos com o controle qumico e vice-versa.

Entretanto, o principal impacto das mudanas climticas sobre o controle qumico dever ser de ordem cultural. O fato de toda a humanidade estar sofrendo as consequncias das atividades antrpicas na explorao do planeta despertar a conscientizao de que tal atividade deve ser rigorosamente realizada de forma sustentvel. Certamente, aumentaro as presses da sociedade pelo uso de mtodos no qumicos para o controle de doenas de plantas.

Uma consequncia direta das modificaes causadas pelas mudanas climticas nas relaes patgeno-hospedeiro na resistncia gentica de plantas s doenas. Muitas modificaes na fisiologia das plantas podero alterar os mecanismos de resistncia de cultivares obtidas por mtodos tradicionais ou por engenharia gentica. Vrios trabalhos comprovam tais alteraes, como aumentos significativos das taxas de fotossntese, produo de papilas, acmulo de silcio em locais de penetrao dos apressrios, maior acmulo de carboidratos nas folhas, mais cera, camadas adicionais de clulas epidermais, aumento da quantidade de fibras, reduo da concentrao de nutrientes e alterao na produo de enzimas relacionadas com a resistncia (HIBBERD et al., 1996; CHAKRABORTY et al., 2000a; OSSWALD et al. 2006).

Um dos poucos trabalhos realizados com o objetivo de verificar os efeitos do aumento da concentrao de CO2 no controle de doenas, por meio do uso de variedades resistentes, foi desenvolvido por Paoletti e Lonardo (2001). Os autores verificaram que um clone de cipreste, Cupressus sempervirens, resistente ao cancro causado por Seiridium cardinale, no perdeu a resistncia gentica quando cultivado em ambiente com elevado teor de CO2. Quanto aos efeitos da temperatura e outras variveis climticas, h uma quantidade maior de trabalhos realizados (HUANG et al., 2006).

Os cenrios climticos futuros, de modo geral, indicam um aumento da temperatura, o qual, certamente, alterar a resposta das plantas s doenas, seja devido prpria composio gentica do hospedeiro, seja por alteraes causadas na comunidade de organismos que induzem resistncia. Mayama et al. (1975) verificaram que cultivares de trigo com o alelo Sr6 para resistncia a Puccinia graminis exibem alta resistncia a 20 C, porm apresentam suscetibilidade ao patgeno a 25 C. Em estudos sobre o efeito da temperatura sobre a ferrugem do cafeeiro, Ribeiro et al. (1978) verificaram


que houve reduo do desenvolvimento de urediniosporos em folhas de cultivar suscetvel de caf inoculadas com Hemileia vastatrix e tratadas por 4 h a 40 C, durante quatro dias consecutivos. Para o mesmo patossistema, Rodrigues Junior (1984) tambm discute as alteraes na resistncia e na suscetibilidade de cafeeiros submetidos a diferentes temperaturas. Alm do aspecto da funcionalidade dos genes relacionados com a resistncia do hospedeiro e da agressividade do patgeno, precisa ser considerada a alterao da funcionalidade dos genes dos antagonistas. Assim, possivelmente os organismos que tm a ao relacionada com a produo de alguma substncia podero sofrer maiores consequncias do que aqueles que agem por predao e competio.

Algumas formas de resistncia podero ser mais afetadas do que outras. Entretanto, a maior ameaa resistncia gentica a acelerao dos ciclos dos patgenos que, com o aumento da concentrao de CO2 atmosfrico, podero sofrer alteraes em todos os estdios de vida. Alguns trabalhos verificaram que, apesar de haver um atraso no desenvolvimento inicial e reduo na penetrao no hospedeiro, as colnias estabelecidas se desenvolvem em maior velocidade e h aumento da multiplicao do patgeno nos tecidos da planta (HIBBERD et al., 1996; CHAKRABORTY et al., 2000a). A multiplicao mais intensa do patgeno, associada a um microclima propcio, devido ao maior desenvolvimento das plantas, favorece a ocorrncia de epidemias.

No h praticamente informaes sobre os impactos das mudanas climticas sobre o controle biolgico de doenas de plantas. Os poucos resultados relacionados com o assunto tratam de impactos das mudanas climticas sobre a composio e a dinmica da comunidade microbiana da filosfera e do solo, as quais podem ser de grande importncia para a sade das plantas. Mendes (2009) avaliou o efeito do aumento da concentrao de CO2 atmosfrico sobre o controle biolgico da ferrugem do cafeeiro por meio da esporulao do patgeno e da severidade da doena em discos foliares. Os agentes de biocontrole Bacillus subtilis, Bacillus pumilus e Lecanicillium longisporum foram aplicados 24 h antes e aps, e simultaneamente inoculao do patgeno (Hemileia vastatrix); e mantidos em caixas vedadas nas condies de fotoperodo de 12 h, a 22 C e 100 % de umidade relativa em diferentes concentraes de CO2. Os antagonistas Bacillus subtilis, Bacillus pumilus e Lecanicillium longisporum no foram afetados pelo aumento da concentrao de CO2. Bacillus subtilis foi mais efetivo no controle da doena quando aplicado antes e simultaneamente inoculao do patgeno.

Aspectos fundamentais do solo para a atividade microbiana sofrero modificaes, como a disponibilidade de nutrientes, o aumento da temperatura e, dependendo da regio, a reduo na umidade do solo. Alm


disso, a quantidade de nitrognio que introduzida nos sistemas naturais e no agroecossistema por meio de fertilizantes e poluentes pode causar significativos impactos na microbiota (NOSENGO, 2003). Grter et al. (2006) concluram que a exposio do ambiente concentrao de 600 ppm de CO2 no alterou quantitativamente a comunidade de bactrias do solo. Entretanto, os mesmos autores concluram que um dos possveis efeitos das mudanas climticas sobre a diversidade de plantas, o que resulta em alteraes da composio bacteriana do solo (tipos de bactrias e frequncia de ocorrncia). Para avaliar os efeitos sobre fungos saprfitas, Rezcov et al. (2005) verificaram que Clonostachys rosea, importante agente de controle biolgico de Botrytis e outros patgenos, e Metarhizium anisopliae, um dos mais importantes entomopatgenos usados para o controle de insetos-praga, mostraram-se fortemente associados com a cultura de trevo em ambiente com alta concentrao de CO2. Os autores sugeriram que a abundncia dessas espcies de fungos pode indicar aumento da supressividade do solo a fungos fitopatognicos e outras pragas.

Um dos poucos trabalhos sobre o efeito de condies climticas sobre a eficincia de agentes de controle biolgico foi realizado por Warwick (2001), que demonstrou os efeitos do regime de chuva e da hora do dia de aplicao de Acremonium vittelinum e Acremonium persicinum para o controle da lixa-do-coqueiro, causada por Catacauma torrendiella e Cocostroma palmicola. Porm, para a maioria dos antagonistas, no h informaes. Trabalhos nessa rea sero importantes para a manuteno da eficincia do controle biolgico. Alm disso, necessrio conhecer quais sero as respostas das doenas de plantas a essas mudanas. Essas respostas permitiro concluir sobre o que poder acontecer ao biocontrole, tanto natural, quanto pela introduo de bioagentes.

Predizer os efeitos das mudanas climticas sobre o controle biolgico de doenas de plantas problemtico e atualmente baseado em observaes indiretas. Entretanto, com certeza, a vulnerabilidade dos agentes de biocontrole ser maior com as mudanas climticas, pois esse um dos problemas da aplicabilidade dos antagonistas (GARRETT et al., 2006).

Bradshaw e Holzapfel (2006) afirmam que os efeitos do rpido aquecimento climtico chegaram ao nvel de genes em diversos grupos de organismos. Essas alteraes nas populaes afetam os ciclos dos principais eventos da vida, isto : desenvolvimento, reproduo, dormncia e migrao. Os microrganismos que apresentam curtos ciclos de vida e grandes populaes, provavelmente, se adaptaro rapidamente. Entretanto, no se tem conhecimento da forma que ser a nova estrutura e funcionamento das interaes entre hospedeiro-patgeno-agentes de biocontrole-ambiente.


A plasticidade de alguns sistemas agrcolas poder ajudar a minimizar os impactos negativos das mudanas climticas com a adoo de novas cultivares ou outras prticas. Porm, os pases em desenvolvimento provavelmente tero maiores dificuldades de adaptao s mudanas climticas, devido ao menor desenvolvimento tecnolgico e aos poucos recursos disponveis para a adoo de medidas.

Bettiol e Ghini (2009) discutem que, de modo geral, as mudanas climticas sero benficas para o controle biolgico, tanto natural, quanto o introduzido, pois as atenes da sociedade para os problemas ambientais exigiro medidas que minimizem o lanamento de poluentes. Com isso, o equilbrio biolgico dos sistemas agrcolas ser beneficiado levando a um aumento da complexidade do sistema, e consequentemente, ao controle biolgico.

Consideraes finais

A manuteno da sustentabilidade dos sistemas agrcolas diretamente dependente da proteo de plantas. Em poucos anos, as mudanas climticas podero alterar o cenrio atual de doenas de plantas e o seu manejo. Essas alteraes certamente tero efeitos na produtividade. Dessa forma, fundamental o estudo dos impactos em importantes doenas de plantas, com a finalidade de minimizar perdas de produo e de qualidade, auxiliando a escolha de estratgias para contornar os problemas (CHAKRABORTY et al., 2000b).

Outro aspecto importante que as doenas constituem um dos componentes do agroecossistema que podem ser manejados. H uma necessidade imediata de se determinar os impactos das mudanas nas doenas economicamente importantes. As doenas secundrias tambm precisam ser estudadas, pois podem assumir maior importncia. Mas, alm disso, os especialistas em doenas de plantas precisam ir alm de suas disciplinas e posicionar os impactos em doenas no contexto mais amplo, que envolve todo o agroecossistema.

O zoneamento de doenas com uso de parmetros climticos permite avaliar a possvel distribuio geogrfica nos cenrios climticos previstos. Esse tipo de estudo pode ser particularmente apropriado para patgenos exticos, pois possibilita a avaliao de sua distribuio geogrfica em novas regies e a intensidade da importncia que o patgeno pode assumir (COAKLEY, 1995). Entretanto, a falta de informaes disponveis sobre os efeitos do ambiente na ocorrncia de doenas dificulta o uso desse tipo de


trabalho. Pouco se sabe a respeito dos fatores de ambiente que governam comunidades de patgenos secundrios, que podem passar a assumir significativa importncia nos cenrios futuros (CLIFFORD et al., 1996).

Coakley e Scherm (1996) listaram algumas das principais dificuldades encontradas nos estudos sobre efeitos de mudanas climticas e doenas de plantas. Dentre elas, destacam-se: a contnua incerteza sobre a exata magnitude das alteraes climticas que podero ocorrer nos prximos 25 a 50 anos; a possibilidade de ocorrerem interaes complexas entre os componentes das mudanas climticas; a limitao do conhecimento sobre como essas mudanas em larga escala e em longo prazo afetaro os processos biolgicos que ocorrem em escalas regionais ou locais, em curto espao de tempo; e o problema da separao dos efeitos diretos (por exemplo, sobre o patgeno) e dos efeitos indiretos (por exemplo, pelo efeito em agentes de controle biolgico ou mudanas na fisiologia da planta hospedeira).

Pesquisas de avaliao dos efeitos de mudanas climticas globais sobre doenas de plantas devem ser realizadas de forma interdisciplinar e, preferencialmente, em programas internacionais. A complexidade dos processos envolvidos e suas inter-relaes tornam necessria a comunicao de profissionais das diversas reas.

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Emlia Hamada

Raquel Ghini

Jose Antonio Marengo

Marlia Campos Thomaz

Captulo 2

Projees de mudanas climticas para o Brasil no final do sculo XXI

43Projees de mudanas climticas para o Brasil no final do sculo XXI

Introduo

O Painel Intergovernamental de Mudanas Climticas em seu Quarto Relatrio de Avaliao (Fourth Assessment Report - AR4) (IPCC, 2007) concluiu que muito provvel (com probabilidade acima de 90 %) que a maior parte do incremento observado nas temperaturas mdias globais desde meados do sculo XX seja devido ao aumento observado nas concentraes antrpicas de gases de efeito estufa. No Terceiro Relatrio de Avaliao (Third Assessment Report - TAR), de 2001, era provvel afirmar (com probabilidade superior a 66 %) que a maior parte do aquecimento observado ao longo dos ltimos 50 anos deveu-se ao aumento das concentraes de gases de efeito estufa. Segundo o IPCC (2007), o aumento de confiabilidade das concluses entre os dois Relatrios em evidenciar a influncia humana sobre o clima deveu-se aos avanos que ocorreram desde a publicao do TAR na compreenso de como o clima est mudando em termos espaciais e de tempo. Isso foi possibilitado graas melhoria das anlises dos dados, ampliao de numerosos conjuntos de dados, anlise mais ampla da cobertura vegetal ao desenvolvimento de modelos climticos e ambientais mais complexos, melhor compreenso das incertezas e maior variedade de medies, apesar da cobertura dos dados em algumas regies do planeta ser ainda limitada (IPCC, 2007). A avaliao das projees das mudanas do clima apresentada no AR4 resultado de um grande nmero de simulaes realizadas por uma gama de modelos climticos globais, que juntamente com as informaes adicionais obtidas de dados observados, fornecem uma base quantitativa para estimar as probabilidades de muitos aspectos das mudanas do clima no futuro.

No livro Mudanas climticas: impactos sobre doenas de plantas no Brasil, editado por Ghini e Hamada (2008), os diversos captulos utilizaram em suas anlises os mapas baseados no banco de dados dos cenrios climticos futuros do Brasil projetados pelos modelos climticos globais disponibilizados no TAR, considerando o cenrio de baixas emisses dos gases de efeito estufa (B2) e o cenrio de altas emisses (A2). Nessa oportunidade de uma nova publicao objetivando avaliar doenas de outras culturas agrcolas, optou-se por constituir uma nova e atualizada base de mapas a partir dos dados disponibilizados no AR4. Nesse intento, novos desafios foram enfrentados, uma vez que no AR4 esto disponveis simulaes de mais de 20 modelos para cada cenrio de emisso de gases de efeito estufa, enquanto no TAR eram seis modelos. No TAR, cada cenrio de emisso de simulaes mensais do clima eram integradas em dcadas centradas em 2020, 2050 e 2080. No IPCC AR4, por sua vez, as


informaes das simulaes mensais para cada cenrio de emisso esto disponibilizadas ano a ano at 2100, resultando em um volume muito maior de dados a ser processado/tratado. Para este estudo foi mantida, na medida do possvel, a mesma metodologia de composio da base de dados adotada no livro anterior (GHINI; HAMADA, 2008). Assim, este captulo apresenta uma avaliao do clima futuro para o Brasil para o cenrio de emisso A2, utilizando-se a mdia aritmtica das projees de diferentes modelos climticos globais disponibilizados pelo IPCC AR4, para o perodo integrado de 2071 a 2100. O cenrio A2, chamado de pessimista, foi o escolhido por ser o cenrio extremo de altas emisses, considerando que avaliar os possveis impactos das mudanas climticas sobre a ocorrncia de doenas de plantas no pior cenrio possibilitaria elaborar com uma margem maior de segurana as estratgias de adaptao.

Cenrios de mudanas climticas e modelos climticos globais

Os cenrios SRES (Special Report on Emissions Scenarios) do IPCC compreendem quatro famlias ou conjuntos narrativos (storylines) (IPCC, 2000). Essas famlias de cenrios (A1, B1, A2 e B2) consideram diferentes projees de emisses de gases de efeito estufa, relacionando aspectos de desenvolvimento social, econmico e tecnolgico, crescimento populacional, preocupao com o meio ambiente e diferenas regionais, denominados de principais foras condutoras (Fig. 1). Assim, cada famlia de c

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