polinizadores de culturas economicamente e socialmente ... · descrição dos grão de pólen...
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Dra. Cláudia Inês da Silva
Laboratório de Abelhas do Departamento de Zootecnia
Centro de Ciências Agrárias
Universidade Federal do Ceará
Polinizadores de culturas economicamente e socialmente importantes da agricultura
brasileira
Dra. Cláudia Inês da Silva
Laboratório de Abelhas do Departamento de Zootecnia
Centro de Ciências Agrárias
Universidade Federal do Ceará
Manejo e conservação dos polinizadores em cultivos do maracujá:
os benefícios da ciência no desenvolvimento sustentável
Ausência de polinizadores X baixa produtividade nos agrossistemas
Tema central no âmbito mundial
“Conferência das Partes da
Conservação Sobre a Diversidade
Biológica” (CDB)
“Iniciativa Internacional para a
Conservação e o Uso sustentável dos
Polinizadores (IPI - 1996).
Iniciativa Brasileira de Polinizadores (IBP - 2000)
“Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da
Diversidade Biológica Brasileira” (PROBIO – 2003 e
2004)
“Uso sustentável e restauração da diversidade de
polinizadores autóctones na agricultura e nos
ecossistemas relacionados”.
No edital de 2004 Subprojeto: “Manejo Sustentável de
Xylocopa spp. (Apidae, Xylocopini), polinização e
produção do Maracujá-amarelo (Passiflora edulis f.
flavicarpa) no Triângulo Mineiro”
Flutuação na produção do maracujá
Cultura com muita rotatividade
Altos custos de produção
Principalmente se adotada a polinização manual
Flutuação na produção do maracujá
Cultura com muita rotatividade
Altos custos de produção
Principalmente se adotada a polinização manual
Produtores reclamam a baixa produtividade
Falta de informação sobre:
A biologia reprodutiva do maracujá
Visitantes florais e Polinizadores efetivos
Tamanho populacional dos polinizadores efetivos
Disponibilidade de recursos ecológico utilizados pelos
polinizadores nas áreas cultivadas
Conservação da área do entrono
Proposta para manejo dos polinizadores do maracujá: uma
cultura economicamente e socialmente importante
Passiflora edulis f. flavicarpa
Clá
udia
Inês
da
Silv
a
Androginóforo
Estigma
Antera
Câmara nectarífera
pétala
sépala
Fímbrias - corona
Biologia Floral e polinização nas flores do maracujazeiro
Clá
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Inês
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Silv
a
Parte feminina da flor voltada para cima –
impossibilita a deposição de pólen nos estigmas
HercogamiaProtandria
Clá
udia
Inês
da
Silv
a
Durante a abertura da flor – a parte masculina já está madura e liberando os grãos de pólen Mecanismos químicos
promovem a auto-incompatibilidade
Tamanho dos visitantes florais e papel na polinização
Visitantes florais e polinizadores nas flores do maracujazeiro
Nem todos os visitantes florais são polinizadores
Abelhas que roubam o recurso floral sem promover a polinização
Pilhadores com efeitos negativo: PÓLEN
Apis mellifera (Africanizadas), Tetragonisca (Jataí), Frieseomelitta (marmelada)
Pilhadores com efeitos positivos: NÉCTAR
Trigona, Scaptotrigona (Arapuás)
Pilhadores, polinizadores ocasionais e efetivos
Clá
udia
Inês
da
Silv
a
Pilhagem de néctar
o tamanho do visitante
determina o sucesso na
polinização
Andrenidae
Oxaea sp.
Sobre o tamanho populacional
Tem polinizadores suficientes para uma boa produção?
Clá
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ês
da
Silv
a
Método para avaliar o tamanho populacionalCaptura - marcação - recaptura
Clá
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Silv
a
Recaptura
Quanto maior o número de recapturas de abelhas marcadas, menor será a população
inventário da flora do entornoEstudo de caso: Manejo e conservação de Xylocopa spp (mamangavas) em cultivos de maracujá-amarelo
Áreas estudadas com produção de maracujá na região dotriângulo mineiro
Avaliação as áreas de produção e o seu entorno:
Composição florística
Distribuição espaço-temporal dos recursos florais
Dieta das abelhas mamangavas
Proposta para enriquecimento e restauração da flora - atração e
manutenção das abelhas no entorno dos cultivos
Avaliação do cenário atual e futuro para plantio de maracujá no
Brasil
A: Fazenda Água limpa – UDI, B: Fazenda campo
Alegre – Araguari, C: Fazenda Agropecuária Campo
Alegre e CCPIU – UDI, D: Reserva Ecológica do Panga
– UDI
Transectos
2 ha/área
Avaliação da flora do entorno
Forma de vida e estratificação vertical
• Não lenhosas, de porte prostrado ou erecto, com caule < 1 m de altura (Herbáceo)
• Lenhosas com caule entre 1 e 2 metros de altura e CAP < 15cm (Arbustivo)
• Lenhosas com caule de CAP > 15cm (Arbóreo)
Lianas indivíduos terrícolas, lenhosos que se desenvolvem sobre outros vegetais(Lianas)
178 spp
114 gêneros
44 famílias
148 spp potencialmente visitadas
pelas abelhas
representando 83,15% do total
(Bernacci & Leitão Filho 1996, Rizzini & Rizzini 1983)
Sistema de polinização no entorno dos cultivos de maracujá
• 83,15 %Melitofilia - abelhas
• 3,37Esfingofilia - esfingídeos
• 3,37Ornitofilia - aves
• 2,81Quiropterofilia - morcegos
• 2,25Miofilia - moscas
• 2,25Psicofilia - borboleta
• 1,68Cantarofilia - besouros
• 1,12Falenofilia - mariposas
Outros
sistemas
Plantas
Melitófilas
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean o
f fl
ow
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s
Psychophily (r = 0.384; P = 0.143)
0
2
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J F M A M J J A S O N D
Mean
of
flo
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s
Phalaenophily (r = 0.476; P = 0.021)
0
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J F M A M J J A S O N D
Mean o
f fl
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s
Sphingophily (r = 0.476; P = 0.007)
0
2
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J F M A M J J A S O N D
Mean o
f fl
ow
eri
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pecie
s
Myophily (r = 0.065; P = 0.001)
0
2
4
6
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10
J F M A M J J A S O N D
Mean o
f fl
ow
eri
ng s
pecie
s
Ornithophily (r = 0.489; P = 0.001)
0
2
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6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean o
f fl
ow
eri
ng s
pecie
s
Chiropterophily (r = 0.389; P = 0.034)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean
of
flo
weri
ng
sp
ecie
s
Cantharophily (r = 0.514; P = 0.009)
0
10
20
30
40
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70
80
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100
J F M A M J J A S O N D
Mea
n o
f fl
ow
erin
g s
pec
ies
Mellitophily (r = 0.536; P = 0.052)
Distribuição das plantas com diferentes sistemas de polinização ao longo
do ano
Distribuição das espécies visitadas pelas abelhas na estratificação vertical
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Área1 Área2 Área3 Área4
Núm
ero
de
espé
cie/
estr
ato
arbóreo arbustivo herbáceo liana
148 spp potencialmente
visitadas pelas abelhas
representando 83,15% do total
(178 spp)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Po
rcen
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em d
e es
péc
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em f
lora
ção
Meses 2006/2007
Arbóreo Arbustivo
arbustivo
r = 0,07
P = 0,37
arbóreo
r = 0,25
P < 0,0001
Assincronia na floração espécies melitófilas nos estratos Arbóreo e Arbustivo
Néctar
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
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2400
2400
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1600
1600
800 800
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agosto
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Pólen
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4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
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1600
1600
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800
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janeiro
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outubro
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dezembro
Óleo
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
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março
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outubro
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dezembro
Néctar
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Pólen
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Óleo
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Néctar
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Pólen
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
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agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Óleo
4000 4000
4000
4000
3200 3200
3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
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maio
junhojulho
agosto
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outubro
novembro
dezembro
CBA
r = 0,29
P < 0,0001
r = 0,21
P < 0,0001
r = 0,52
P < 0,0001
Distribuição espaço-temporal de recursos florais
Distribuição dos recursos florais na estratificação vertical
Distribuição temporal dos recursos florais utilizados por abelhas
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
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840
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420
420
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fevereiro
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Arbustivo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
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1260
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março
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Herbáceo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
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840
840
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janeiro
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março
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Liana
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
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1260
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840
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março
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agosto
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outubro
novembro
dezembro
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
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janeiro
fevereiro
março
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maio
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setembro
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Arbustivo
2100 2100
2100
2100
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1680
1680
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Herbáceo
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2100
2100
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2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
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1260
1260
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420 420
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420
janeiro
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dezembro
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
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420 420
420
420
janeiro
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dezembro
Arbustivo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
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junhojulho
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outubro
novembro
dezembro
Herbáceo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Liana
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Néctar
Pólen
Óleo
Análise da dieta das mamangavas: palinologia
Acetólise Captura de imagens
Descrição dos grão de pólenAbelhaCorpo
AnterasColeção de referência
NinhoCélula de cria
Catálogo polínico
Identificação dos tipos polínicos
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Acessório, entre 15 e 45%
Dominante >45%
Preparação da coleção de polen
NinhoFezes
Espécies “chave”Dominantes
Monofloral > 95%
Redes de interaçõesIsolado ocasional <3%
Processamento do material polínico
Acetólise Captura de imagens
Descrição dos grão de pólenAbelhaCorpo
AnterasColeção de referência
NinhoCélula de cria
Catálogo polínico
Identificação dos tipos polínicos
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Acessório, entre 15 e 45%
Dominante >45%
Preparação da coleção de polen
NinhoFezes
Espécies “chave”Dominantes
Monofloral > 95%
Redes de interaçõesIsolado ocasional <3%
Clá
udia
Inês
da
Silv
a
material polínico coletado no corpoÁgua – álcool 70% -
ácido acético glacial -acetólise
Processamento do material polínico
Acetólise Captura de imagens
Descrição dos grão de pólenAbelhaCorpo
AnterasColeção de referência
NinhoCélula de cria
Catálogo polínico
Identificação dos tipos polínicos
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Acessório, entre 15 e 45%
Dominante >45%
Preparação da coleção de polen
NinhoFezes
Espécies “chave”Dominantes
Monofloral > 95%
Redes de interaçõesIsolado ocasional <3%
Processamento do material polínico
Acetólise Captura de imagens
Descrição dos grão de pólenAbelhaCorpo
AnterasColeção de referência
NinhoCélula de cria
Catálogo polínico
Identificação dos tipos polínicos
Análise quantitativa
Isolado importante entre 3 e 14%
Acessório, entre 15 e 45%
Dominante >45%
Preparação da coleção de polen
NinhoFezes
Espécies “chave”Dominantes
Monofloral > 95%
Redes de interaçõesIsolado ocasional <3%
459 amostras: 112 espécies de plantas usadas na dieta das
mamangavas
• 72,32% ocorreram nos transectos
Sete espécies ocorrem no bioma Cerrado – fora dos transectos,
Sete são espécies cultivadas (6,25%),
Quatro são encontradas exclusivamente em veredas,
Duas são ornamentais e
As demais (9,82%) foram indeterminadas.
45,51% do total de espécies presentes nas áreas
estudadas (n=178)
60,13% do total das espécies potencialmente
melitófilas (n= 148)
0
10
20
30
40
50
60
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Núm
ero
de e
spéc
ies
de p
lant
as
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
0
10
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jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Núm
ero
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spéc
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as
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
0
10
20
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40
50
60
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Núm
ero
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spéc
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as
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
0
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jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez
Núm
ero
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lant
as
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
A
B
C
D
A: X. frontalis, B: X. grisescens, C: X. hirsutissima, D: X. suspecta.
Disponibilidade de recursos florais e uso pelas mamangavas
Senna velutina Ouratea spectabilis
Kielmeyera coriaceae Eriotheca gracilipes
Distribuição das espécies usadas na dieta das abelhas na estratificação vertical
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
X. frontalis X. grisescens X. hirsutissima X. Suspecta Total
Núm
ero d
e es
péc
ies
de
pla
nta
s u
tili
zad
as
Espécies de abelhas
Arbóreo Arbustivo Herbáceo Liana
Distribuição na estratificação vertical de indivíduos das espécies de plantas usadas nadieta das Xylocopa spp
Distribuição temporal dos recursos florais utilizados por abelhas
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
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840 840
840
840
420 420
420
420
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outubro
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dezembro
Arbustivo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
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840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Herbáceo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Liana
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
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janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Arbustivo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
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840 840
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420 420
420
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janeiro
fevereiro
março
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junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Herbáceo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Liana
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
840
840
420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Arbóreo
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
1260
840 840
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420 420
420
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janeiro
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maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Arbustivo
2100 2100
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março
abril
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agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Herbáceo
2100 2100
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1260
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840 840
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420 420
420
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janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Liana
2100 2100
2100
2100
1680 1680
1680
1680
1260 1260
1260
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840 840
840
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420 420
420
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
junhojulho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Néctar
Pólen
Óleo
Foi calculado também o índice d', que é a base do índice H2’ (Blüthgen et al. 2006)
para avaliarmos o grau de especialização de cada espécie de abelha.
ESPÉCIESCÉLULA DE
CRIACORPO FEZES
X. frontalis 0.280 0.203 0.162
X. grisescens 0.383 0.261 0.311
X. hirsutissima 0.504 0.147 0.176
X. suspecta 0.241 0.237 0.206
* Quanto menor o valor de d’mais ampla é a dieta da abelha
imaturos adultos
Análise da dieta
H2’ = 0,33; P < 0,001 H2
’ = 0,22; P < 0,001 H2’ = 0,21; P < 0,001
Xylocopa grisescens
Xylocopa grisescensXylocopa hirsutissima
Análise da dieta
Byrsonima basiloba, Campomanesia adamantium, Caryocar brasiliense, Crotalaria brachystachya, Eriotheca gracilipes,Ouratea hexasperma, Ouratea spectabilis, Passiflora edulis, Psidium guajava, Rhynchanthera grandiflora, Sennamacranthera, Senna obtusifolia, Senna occidentalis, Senna rugosa, Senna silvestris, Senna velutina, Solanum lycocarpum.
66% de ocorrência nas amostras
50% são consideradas como plantas invasoras e agressivas em agroecossistemas
Alto teor de proteína Importante para o
desenvolvimento larval
Dieta de adultos e imaturos
Espécies-chave: 30 espécies mais importantes na dita das mamangavas
Distribution of the Xylocopa spp in the
present
Distribution of the Xylocopa spp in the
future
Distribution of the plant species in the
present
Distribution of the plant species in the
future
Distribution of the both in the present
Distribution of the both in the future
62
MORPHOLOGICAL DATA
SISTEMA: XPERT2CONSULT BY TAXONOMIC KEYS
DATA ON SPECIES
SISTEM: FACT SHEET FUSIONDATA GENERAL SPECIES
DATA OF COLLECTIONS(POLLEN COLLECTIONS/HERBARIUM/SPECIMES)
SISTEMA: BIODIVERSITY DATA DIGITIZER (BDD) DATA SPECIMENS COLLECTED AND COLLECTIONS
68
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Laboratório de Palinologia da Universidade Luterana do Brasil
Departamento de Biología Vegetal y Ecología, Universidad de Sevilla, ES
Faculdade de Filosofia Ciências eLetras de Ribeirão Preto-USP
Universidade Federal do Ceará
Agradecimentos
69
PROBIO – Programa de Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira
Universidade Federal de Uberlândia
Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais