Clima x Doenças de Plantas
Efeito do binômio Temperatura-Umidade
na ocorrência de doenças
LCE 306 – Meteorologia Agrícola
Prof. Paulo Cesar Sentelhas
ESALQ/USP – 2018
Aula # 14
O ciclo das doenças de plantas e sua
relação com as condições ambientais
LEB 360 - Meteorologia Agrícola Prof. Sentelhas
A ocorrência de doenças nas plantas depende da interrelação
entre o patógeno, o hospedeiro e o ambiente
Homem
Ambiente
Hospedeiro Patógeno Doença
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Interações Patógeno-Hospedeiro-Ambiente
Inoculação Germinação
Penetração
Colonização
Lesões férteis
Esporulação Dispersão
Ambiente
Chuva/Irrigação Orvalho Umidade Vento Temperatura
Homem
Pedro Jr. (1989)
Ho
sp
ed
eir
o
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Fase: Variáveis meteorológicas:
Infecção
(Germinação e penetração)
DPM, Temperatura
Colonização
(Incubação, latência)
Temperatura da folha
Produção de inóculo
(esporulação)
Umidade, temperatura, radiação
solar
Dispersão Vento, temperatura, UR%, água
(orvalho, chuva, irrig.)
Sobrevivência do inóculo
(esporos e outros)
Temperatura, UR% e radiação solar
Variáveis do ambiente e seu efeito nas
diferentes fases das doenças
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Efeito do molhamento foliar em uma doença bacteriana
Câncro Cítrico
Infecção
Esporulação
Dispersão
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Germinação
Penetração
Efeito do molhamento foliar em uma doença fúngica
Antracnose do Milho
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Teliósporo (Puccinia sp.) com
apressórios e tubo germinativo
sobre uma folha
Apressórios
Estômato Tubo
germinativo
Esporo
Urediniósporo (Hemileia vastatrix)
produzindo estruturas de infecção,
tubo germinativo ramificado e
apressórios, 2 horas após inoculação.
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Apesar do ambiente exercer influência em todas as fases da doença,
as duas fases mais importantes são a germinação e a penetração, pois
requerem condições ótimas de temperatura e duração do período de
molhamento (DPM).
Alto
Médio
Baixo
Alto
Médio
Baixo
Alto
Médio
Baixo
Alto
Médio
Baixo
Inoculação Germinação
Penetração
Colonização Esporulação
Re
qu
eri
me
nto
de
um
ida
de
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Fatores (macro, topo e micro) climáticos que afetam
a ocorrência e proliferação das doenças de plantas
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O clima e sua variabilidade são condicionados por diversos
fatores, podendo ser esses classificados como
FIXOS e DINÂMICOS
Fatores FIXOS Fatores DINÂMICOS
Associados à localização
geográfica do local:
Latitude - Estações do ano,
Altitude, Continentalidade e
Sistemas Predominantes
(massas de ar, frentes, etc)
Associados à variabilidade da
circulação da atmosferas nas
diferentes escalas espaciais
(global, zonal e local), levando
as condições meteorológicas a
variar no tempo (var. interanual)
e no espaço (var. espacial)
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Macroclima e sua Variabilidade
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Fatores do Topoclima
Configuração
do terreno Baixada
Espigão
Meia-
encosta
Face
voltada
para o N
As baixadas são mais frias
e úmidas, favorecendo a
ocorrência de doenças de
plantas
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Exposição do terreno
Os terrenos voltados para o sul (face sul) são mais frios e úmidos,
favorecendo a ocorrência de doenças de plantas
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Efeito do Macro e Topoclima na Ocorrência de Doenças
0
5
10
15
20
25
Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun
Meses
Núm
ero
de n
oites
com
DP
M>=1
0h
Ubatuba
Campinas
Pinda Alto
Pinda Baixo
Só foi observada a doença (Mal das folhas em seringueira) quando
houve mais de 12 noites, no mês, com DPM ≥ 10 horas
(Camargo et al. (1967)
Pinda Baixo
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Fatores do Microclima
Estufas plásticas
Viveiro coberto com
tela Sistemas
Agroflorestais
Mata em regeneração Mata virgem
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As três escala espaciais dos fenômenos meteorológicos são extremamente
importantes para a ocorrência de doenças já que os microorganismos causadores
delas serão condicionados pelo ambiente. O ambiente para os patógenos é fruto da
interação das três escalas: macro, topo e micro, pois dentro de um mesmo
macroclima poderão existir diferentes topoclimas e nestres diferentes microclimas
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Práticas agrícolas e seus efeitos no microclima e na
ocorrência de doenças
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Época de Semeadura
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Fator Sulco Inundação Gotejo Aspersão
Porcentagem do
solo umedecido
20 90 30 100
Aumento da DPM
em folhas e
frutos
Não Não Não Sim
Diminuição da
temperatura das
plantas
Não Não Não Sim
Efeito sobre os
fungicidas
Não Não Não Lavagem
Irrigação – Sistema x microclima
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LE H H LE
LE H
LE H H LE
Convecção
Qg Qg
> DPM < DPM
Cultivo Protegido - Estufa
Estufas fechadas - aumento
da temperatura e da DPM
0
5
10
15
20
25
1 8
15
22
29
36
43
50
57
64
71
78
Dia de observacao
DP
M (h
ora
s)
Estufa Ar livre
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Cultivo Protegido – Túnel Alto
Ano Agrícola
Sem cobertura plástica
Antracnose
cacho
Míldio
cacho
Podridões Mancha
das folhas
2006/07 24 28 61 35
2007/08 2 2 52 51
Ano Agrícola Com cobertura plástica
Antracnose
cacho
Míldio
cacho
Podridões Mancha
das folhas
2006/07 3 3 3 37
2007/08 0 0 3 46
Túneis altos - efeito guarda-chuva, reduzindo a
DPM e a incidência de doenças
Hernandes et al., (2008)
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Medidas e estimativas das principais variáveis
ambientais que afetam a proliferação
das doenças de plantas
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Dentre as variáveis meteorológicas, as que mais afetam a
ocorrência e proliferação das doenças de plantas são:
Duração do Período de
Molhamento Foliar
DPM
Temperatura do ar
Tar
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Medida da temperatura do ar
Uso de termômetros, termopares e termistors
Medida relativamente
simples
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Medida da DPM
Sensores eletrônicos
Medida mais complexa, pois depende
não só das condições meteorológicas,
mas também das características da
cultura.
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Teste da Confiabilidade dos Sensores de DPM
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Observação Visual
da formação e
secamento do
orvalho
Formação do orvalho em milho
Folha de milho com molhamento por
orvalho nas primeiras horas da manhã Formação do orvalho em gramado
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X
Teste do Sensor de DPM
14.0 14.0 13.813.3
12.8
14.013.0 12.8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Day 1 Day 2 Day 3 Day 4
Visual Obs. Flate Plate
LW
D (
ho
urs
)
ME = MAE = 37 min
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a) Elora, ON, Canada
14.00ab 14.09a13.61b
12.99c12.39d
0
3
6
9
12
15
18
30 70 110 150 190
Sensor's height (cm)
LW
D (
h)
b) Piracicaba, SP, Brazil
9.56a 9.46a8.48c 9.09b 9.02bc
0
3
6
9
12
15
18
30 70 110 150 190
Sensor's height (cm)
LW
D (
h)
c) Ames, IA, U.S.A.
8.56b9.47a
0
3
6
9
12
15
18
30 70 110 150 190
Sensor's height (cm)
LW
D (
h)
Efeito da altura do
sensor na DPM
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c) Muskmelon, Ames
y = 0.7585x + 3.4445
R2 = 0.6496
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
LWD 150cm (h)
LW
D C
rop
(h
)
a) Corn, Elora
y = 0.7773x + 4.9602
R2 = 0.8313
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
LWD 190 cm (h)
LW
D C
rop
(h
)
b) Cotton, Piracicaba
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
LWD 170 cm (h)
LW
D c
rop
(h
)
y = 0.7988x + 4.5269
R2 = 0.9166
DPM Cultura
X
DPM gramado
(Altura do abrigo)
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b) Muskmelon, Ames
y = 1.0193x
R2 = 0.8374
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30
LWD turfgrass - 30cm (h)
LW
D C
rop
(h
)
a) Corn, Elora
y = 1.0318x
R2 = 0.9289
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
LWD turfgrass - 30cm (h)
LW
D c
orn
- T
op
(h
)
DPM cultura x DPM gramado (30 cm)
y = 1.0478x
R2 = 0.8042
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
LW
D_
coffe
e (
h)
LWD_grass (h)
y = 1.0071x
R2 = 0.8849
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
LW
D_
cott
on
(h)
LWD_grass
(h)
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Qual sensor é melhor?
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Figura 1 – Sensores cilíndricos instalados em diferentes ângulos em relação a horizontal e sensor de placa instalado a
45º. Todos os sensores de DPM foram instalados a uma altura de 30 cm acima da superfície gramada.
Piracicaba, SP, 2005
0º
15º
30º
45º
60º
Medida
Padrão
Piracicaba, SP - Brasil
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y = 1,0665x - 1,0182
R2 = 0,9632
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
y = 1,0571x - 1,6955
R2 = 0,9171
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
y = 1,0081x
R2 = 0,9444
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
0o 15o 30o
y = 1,07x - 1,4552
R2 = 0,9397
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
y = 1,0415x
R2 = 0,9269
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
45o 60o
DP
M –
Se
ns
or
Cil
índ
rico
(h
ora
s)
DPM – Sensor de placa
(horas)
Sensor Cilíndrico x Sensor de Placa
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Piracicaba, SP - Brasil
LEB 360 - Meteorologia Agrícola Prof. Sentelhas
Campbell x Decagon (15o)
y = 1,1514x - 2,9905
R2 = 0,9572
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
LWD (h) - Campbell
LW
D (
h)
- D
ec
ag
on
Campbell x Decagon (45o)
y = 1,0472x - 3,1845
R2 = 0,9441
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
LWD (h) - Campbell
LW
D (
h)
- D
ec
ag
on
Campbell x Decagon (60o)
y = 1,0432x - 3,1991
R2 = 0,9232
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
LWD (h) - Campbell
LW
D (
h)
- D
ec
ag
on
O ângulo de instalação teve efeito na DPM medida pelo sensor Decagon
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Como os sensores de medida da DPM são pouco
utilizados, a opção passa a ser estimar a DPM com
dados observados nas estações meteorológicas.
São aqueles baseados na relação
existente entre a DPM e a umidade
relativa do ar (UR):
Quanto > a UR, > a DPM
São aqueles baseados nos
princípios físicos da formação do
orvalho e da evaporação do orvalho
e/ou chuva. Requer diversas
variáveis meteorológicas, entre as
quais o saldo de radiação
Modelos Empíricos Modelos Físicos
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Modelos Empíricos de Estimativa da DPM
a) Número de Horas com UR≥90% (NHUR ≥ 90% )
Molhamento presente quando UR ≥ 90%
b) Depressão do Ponto do Orvalho (DPO)
DPO = Tar – To
Molhamento presente DPD < 1.8oC
Secamento do molhamento DPO > 2.2oC
c) Limiar Extendido (EXT_RH)
Molhamento presente UR > 87%
Molhamento ausente UR < 70%
UR entre 70 and 87%, molhamento está presente quando UR
aumenta + que 3% por 30 min e começa a evaporar quando UR
diminui - que 2% por 30 min
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Noite1 Noite 2 Noite 3 Noite 4 Noite 5
2 horas 4,5 horas 14 horas 11,5 horas 6 horas
UR% - NHUR>90%
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00
Hora
Um
ida
de
Re
lativa
(%
)
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Teste de Modelos Empíricos da DPM
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
j
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Esti
mate
d L
WD
(h
)
k
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
l
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
g
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25E
sti
mate
d L
WD
(h
)
h
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
i
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
d
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
e
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
f
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
a
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
b
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
c
Observed LWD (hours)
Es
tim
ate
d L
WD
(h
ou
rs)
Ames Elora Florence PiracicabaR
H
90
% D
PD
EX
T_
RH
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Modelo de Penman-Monteith
*
1200
s
rb
eaesRns
LE
Ta
Modelo Físico de Estimativa da DPM
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LE
+
LE
-
Dia 1 Dia 2
Formação
do orvalho
Secamento
do orvalho
DPM
Esse modelo considera que o molhamento se inicia quando LE > 0, e o
secamento do molhamento se dá quando o total de água condensado
durante a noite é consumido pela evaporação equivalente (∑LE < 0).
24h
∑ LE+
∑ LE- ∑ LE- = ∑ LE+
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DPM estimada PM x DPM medida sensor
y = 1.0338x
R2 = 0.925
n = 58 days
0
4
8
12
16
20
24
0 4 8 12 16 20 24
Measured LWD (h) - 190 cm
Es
tim
ate
d L
WD
(h
) -
19
0 c
m a
y = 1.0105x
R2 = 0.8415
n = 58 days
0
4
8
12
16
20
24
0 4 8 12 16 20 24
Measured LWD (h) - 110 cm
Es
tim
ate
d L
WD
(h
) -
11
0 c
m b
y = 1.0529x
R2 = 0.8699
n = 58 days
0
4
8
12
16
20
24
0 4 8 12 16 20 24
Measured LWD (h) - 30 cm
Es
tim
ate
d L
WD
(h
) -
30
cm c
ME = +0.47 h
MAE = 0.76 h
ME = +0.20 h
MAE = 0.89 h
ME = +0.78 h
MAE = 1.05 h
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Modelagem Agrometeorológica de Doenças de Plantas
Sistemas de Alerta e Análises de Riscos Climáticos
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Efeito Combinado Temperatura x DPM
→ DPM = Fator limitante
Ocorre ou não ocorre
→ Temperatura = Fator moderador / intensificador
Com que velocidade ocorre
Exemplo 1:
Mal das Folhas da Seringueira (Microcyclus ulei):
- T = 24ºC, DPM = 6h para ocorrer infecção
- T = 20ºC, DPM > 8h para ocorrer infecção
- T = 16ºC, DPM = ?? Não ocorre infecção
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Efeito Combinado Temperatura x DPM
Exemplo 2:
A máxima severidade de Ramulose do Algodoeiro (Colletotrichum
gossypii var. cephalosporioides):
- T = 15ºC, não ocorre
- T = 20ºC, ocorre com 50 horas de DPM
- T = 25ºC, ocorre com 30 horas de DPM
- T = 30ºC, ocorre com 20 horas de DPM
- T = 40ºC, não ocorre
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 10 20 30 40 50 60 70
LWD (hours)
RD
L
Temp 15 Temp 20
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 10 20 30 40 50 60 70
LWD (hours)
RD
L
Temp 25 Temp 30
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 10 20 30 40 50 60 70
LWD (hours)
RD
L
Temp 35 Temp 40
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acima
Efeito Combinado Temperatura x DPM
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Efeito da Chuva
Climas tropicais: Porquê da importância da chuva.
→ Fator 1: Tempo quente e úmido
Temperatura constante (varia pouco)
DPM = f ( chuva)
→ Fator 2: Dispersão de inóculo
Dissolução de matriz gelatinosa, liberação de esporos
Respingos – disseminação para plantas e tecidos adjacentes
→ Logo: INFECÇÃO = f ( chuva)
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Exemplo 1: Mancha de
Alternária, Girassol
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Cumulative FI-tw
Dis
ease d
evelo
pm
ent ra
te Inoculated 2005 Inoculated 2006 Model
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Cumulative rainfall (mm w eek-1)
Dis
ease d
evelo
pm
ent ra
te Inoculated 2005 Inoculated 2006
Model
Very Low Low High Medium
Exemplo 2: Ramulose, Algodoeiro
Efeito da Chuva
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Efeito da Chuva
Exemplo 3: Ferrugem Asiática - Soja
r = 0,95
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Sistema de previsão da ocorrência de doenças baseado no princípio de
que os sintomas da doença que a planta apresenta são resultado do
processo de INFECÇÃO que ocorreu em um período anterior.
Germinação & Penetração Lesões Colonização
Período de infecção condicionado pela
Tar e DPM
Sintoma Visível
Período Latente: varia de 5 a 30 dias f (Tipo de doença e Tar)
Sistemas de Alerta Fitossanitário
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Sistemas de Alerta Fitossanitário
→ Exemplo 1 – Sarna da Macieria
Sistema de Mills (Mills (1944)).
Temperatura média do período noturno
A DPM
Presença de ascósporos
Temperatura média Intensidade da infecção
no período LEVE MODERADA FORTE
da DPM (oC) DPM (horas/semana)
6 30 40 60
10 14 19 29
15 10 13 21
20 9 12 18
25 11 14 21
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→ Exemplo 2 - Podridão parda do Pessegueiro
Pulverizações preventivas baseadas na fenologia (início e no final
do florescimento)
Pulverizações curativas sempre que o produto T * DPM > 140
Nível de Infeccão Tmed noturna x DPM
Leve 140
Moderado 200
Forte 300
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T noturna Grau de Severidade
(oC) 0 1 2 3 4
DPM (horas)
7 a 12 15 16-18 19-21 22-24 25
12 a 15 12 13-15 16-18 19-21 22
15 a 27 9 10-12 13-15 16-18 19
→ Exemplo 3 - Podridão da batata (Phytophtora infestans)
1 passo = Grau de severidade baseado na DPM
2 passo = Severidade acumulada + chuva
Núm. de dias Severidade Acumulada em 7 dias
com chuva < 3 3 4 5 6 > 6
em 7 dias Código de mensagem
< 5 -1 -1 0 1 1 2
> 4 -1 0 1 2 2 2
-1 NÃO PULVERIZAR
0 FICAR ALERTA
1 PULV. Em até 7 DIAS
2 PULV. Em até 5 DIAS.
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→ Exemplo 4 – Requeima e Pinta Preta do Tomateiro
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Local Tradicional Monitorado Diferença
Guararapes - SP
Faz. Sta Lúcia 12 6 50%
Faz. Tangará 11 4 63%
Patos de Minas - MG
Pivot 1 20 10 50%
Pivot 2 18 9 50%
Gotejo 17 8 53%
Altinópolis -SP
Faz. São José e Tereza 15,5 11 20,7%
Guaíra - SP
Faz. Sta. Helena 18 7 61%
RESULTADOS NA CULTURA DO TOMATE
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Prof. Dr. Modesto Barreto – FCAV/UNESP
• Racionalizar o uso de agrotóxicos
– Usar só quando necessário
• Melhorar o controle de doenças
– Usar o produto certo na hora certa
• Reduzir custo de produção
– Elimina pulverizações desnecessárias
• Reduzir riscos de contaminação
– Aplicadores
– Consumidores
– Ambiente
• Reduzir riscos de resistência dos patógenos
• Valorização do produto final
Vantagens dos Sistemas de Alerta Fitossanitário
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Zoneamento da favorabilidade climática para a ocorrência da
ferrugem alaranjada da cana-de-açúcar nas principais regiões
produtoras do Brasil e da Austrália
Mestranda: Dayana Lardo dos Santos
Orientador: Prof. Dr. Paulo Cesar Sentelhas
PPG Engenharia de Sistemas Agrícolas
Exemplo 1
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Média = 3,9
Média = 6,7
Média = 7,3
Mapa de Favorabilidade Climática para a Ferrugem Alaranjada em SP
IFAC x SEV 2009/10
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Zoneamento Agroclimático do Risco de Ocorrência da
Podridão Floral dos Citros no Estado de São Paulo
Exemplo 2
Ana Raquel Soares Colletti
Paulo Cesar Sentelhas
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Zoneamento Agroclimático do Risco de Ocorrência da
Podridão Floral dos Citros no Estado de São Paulo
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Teste rápido #14
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1) Quais são os principais elementos meteorológicos associados à ocorrência de
doenças de plantas e como eles afetam o processo infeccioso?
2) O que é DPM e como ela pode ser determinada?
3) O que são os sistemas de alerta fitossanitário e para que eles servem?