Spatiotemporal analysis of fusariosis in black pepper crops

O objetivo deste trabalho foi estudar o tempo temporal e espacial da murcha do Fusarium em plantas de pimenta-do-reino. Como plantas foram avaliadas a cada dois meses durante um ano em nove áreas plantadas com pimenta do reino localizado na região norte do estado do Espírito Santo, Brasil. Em cada área com 500 plantas em um campo de pimenta preta, faça uma localização de cada planta e avalie a incidência de fusões. A partir dessas práticas, foi usado um mapa acumulado de plantas afetadas na área selecionada. O progresso temporal das fusões foi estudado por meio da contagem acumulada de doenças de plantas em função do tempo e ajuste desses dados nos modelos de crescimento biológico.O progresso espacial da doença foi analisado pelo Índice de Dispersão e pelo ajuste da Lei de Taylor. Analisando o padrão de distribuição espacial da doença no campo, verificou-se um padrão predominantemente agregado. O maior período de evolução da doença em todas as áreas plantadas foi observado a partir de novembro, coincidindo com a época da colheita, a época da alta influência antrópica

Oomicetos e fungos associados ao declínio de árvores de Pinus no Brasil

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Figueredo dos SantosCoorientadores: Prof. Dr. Henrique da Silva Silveira Duarte, Prof. Dr. Dauri José Tessmann, Prof. Dr. Celso Garcia AuerTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 30/05/2023Inclui referênciasÁrea de concentração: Produção VegetalResumo: No Brasil, os plantios de pínus (Pinus taeda L. e Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) atingem cerca de dois milhões de hectares e a sua madeira é usada pelas indústrias de serrados e laminados, de chapas, de resina e de celulose e papel. Os estados do Paraná e Santa Catarina são os maiores produtores e exportadores. Desde 2014, em alguns municípios do estado de Santa Catarina, os plantios de P. taeda vêm apresentando, de forma sistemática, um quadro sintomatológico típico de um declínio que incluem: clorose e diminuição do tamanho das acículas, diminuição do volume de raízes finas e de ectomicorrizas, podendo terminar na morte de árvores. Estes sintomas têm ocorrido em plantios com idade superior a dez anos, causando danos e perdas à cultura. Até o momento, não se tem conhecimento da(s) causa(s) deste problema. Diante disso, objetivou-se investigar o envolvimento de oomicetos e fungos com este problema por ora denominado como declínio do pínus (DP) na região Sul do Brasil, por meio da caracterização patogênica, morfológica e filogenética dos isolados. Culturas puras de isolados desses microrganismos foram coletadas de raízes e solo da rizosfera de árvores sintomáticas em oito plantios de P. taeda nos municípios de: Água Doce, Caçador, Calmon, Correia Pinto, Lages, Major Vieira e São José do Cerrito, no estado de Santa Catarina, Brasil. Os isolados foram caracterizados filogeneticamente e com base em características morfológicas, fisiológicas e patogênicas. As análises e ensaios foram realizados no Laboratório de Patologia Florestal - Embrapa Florestas, Colombo, PR e nas estufas do Departamento de Fitotecnia e Fitossanidade da UFPR, Curitiba, PR. A caracterização morfológica de todos os isolados selecionados foi realizada a partir das estruturas reprodutivas presentes. A caracterização filogenética, visando a idenfificação das espécies foi realizada a partir da extração de DNA, PCR, sequenciamento de DNA das regiões gênicas mais informativas para cada espécie encontrada que incluiu ITSrDNA, seguida de análise filogenética. Os testes de patogenicidade foram realizados em mudas de pinus de 6 a 8 meses de idade, com inoculação no caule e nas raízes das mudas. Foram identificadas cinco espécies de oomicetos (Phytophthora cinnamomi, Phytophthora macrochlamydospora, Phytopythium vexans, Globisporangium irregulare e Globisporangium sp.) e seis espécies de fungos (Ilyonectria leucospermi, I. protearum, I. robusta, I. vredenhoekensis, Fusarium falciforme e complexo F. graminearum) associadas ao Declínio do pínus (DP) no Sul do Brasil. Todas essas espécies ainda não foram registradas causando doença à cultura do P. taeda, sendo assim os primeiros relatos. Todas as espécies de oomicetos e fungos causaram, em mudas de pinus, os sintomas de clorose em acículas, redução do volume de raízes finas das mudas, escurecimento interno de raízes e caule e, em alguns casos, sua morte. Os isolados de P. cinnamomi e P. macrochlamydospora causaram o maior número de plantas mortas quando comparado às demais espécies.Abstract: In Brazil, pine plantations (Pinus taeda L. and Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) cover about two million hectares and their wood is used by generators of sawn and laminated products, sheets, resin and cellulose and paper. The states of Paraná and Santa Catarina are the largest producers and exporters. Since 2014, in some municipalities in the state of Santa Catarina, P. taeda plantations have been systematically presenting a typical symptomatological picture of a decline that includes: chlorosis and decrease in the size of the needles, decrease in the volume of fine roots and of ectomycorrhizas, which can end in the death of trees. These symptoms occurred in plantations older than ten years, causing damage and losses to the crop. So far, the cause(s) of this problem is unknown. In view of this, the objective was to investigate the involvement of oomycetes and fungi with this problem for now called pine decline (PD) in southern Brazil, through the pathogenic, morphological and phylogenetic characterization of the isolates. Pure cultures of isolates of these microorganisms were collected from roots and rhizosphere soil of symptomatic trees in eight P. taeda plantations in the municipalities of: Água Doce, Caçador, Calmon, Correia Pinto, Lages, Major Vieira and São José do Cerrito, in the state from Santa Catarina, Brazil. The isolates were characterized phylogenetically and based on morphological, physiological and pathogenic characteristics. Analyzes and tests were carried out at the Laboratory of Forest Pathology - Embrapa Florestas, Colombo, PR and in the greenhouses of the Department of Phytotechnics and Phytosanitary of UFPR, Curitiba, PR. The morphological characterization of all selected isolates was performed based on the reproductive structures present. The phylogenetic characterization, aiming at species identification, was carried out from DNA inheritance, PCR, DNA sequencing of the most informative gene regions for each species found, which included ITS-rDNA, followed by phylogenetic analysis. The pathogenicity tests were carried out on 6- to 8-month-old pine seedlings, with inoculation on the stem and roots of the seedlings. Five species of oomycetes (Phytophthora cinnamomi, Phytophthora macrochlamydospora, Phytopythium vexans, Globisporangium irregulare and Globisporangium sp.) and six species of fungi (Ilyonectria leucospermi, I. protearum, I. robusta, I. vredenhoekensis, Fusarium falciforme and F. graminearum) associated with Pine Decline (PD) in southern Brazil. All these species have not yet been recorded causing disease in the P. taeda crop, thus being the first reports. All species of oomycetes and fungi caused, in pine seedlings, the symptoms of chlorosis in needles, reduction in the volume of fine roots of seedlings, internal darkening of roots and stems and, in some cases, their death. P. cinnamomi and P. macrochlamydospora isolates caused the highest number of dead plants when compared to the other species

COMPORTAMENTO ESPAÇO-TEMPORAL DA FUSARIOSE EM PIMENTA-DO-REINO

Objetivou-se com o trabalho estudar a dinâmica de distribuição espaço-temporal da fusariose em pimenta-do-reino. Foram monitoradas quatro áreas de plantio, no município de São Mateus-ES, no período de dez/2015 a dez/2016. Realizaram-se seis avaliações da doença. As plantas foram avaliadas visualmente em busca dos sintomas típicos da doença. A presença ou ausência de sintomas, e a posição de cada planta, foram anotadas em planilhas obtendo-se o mapeamento da evolução da doença dentro das áreas. Com base nos mapas criados fez-se o estudo da distribuição espaço-temporal. A partir dos dados de incidência calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) e realizou-se o ajuste de modelos epidemiológicos.  Para o estudo espacial utilizou-se a Lei de Taylor modificada, o Índice de Dispersão (ID) e a análise de dinâmica e estrutura de focos (ADEF). O modelo monomolecular foi o que melhor se ajustou à curva de progresso da fusariose.  Observou-se que os resultados de ID variaram em cada área. A Lei de Taylor modificada indicou distribuição agregada somente em uma área.  A ADEF demonstrou que com a evolução da doença ao longo do tempo os focos se tornavam maiores e em menor número.Palavras-chave: Piper nigrum; Fusarium solani f. sp. piperis; epidemiologia. SPATIO-TEMPORAL BEHAVIOR OF FUSARIOSIS IN BLACK PEPPER ABSTRACT: The objective of this study was to study the spatio-temporal dynamics of fusariosis in black pepper. Four planting areas were monitored in the municipality of São Mateus-ES, in the period from 10/2015 to 10 / 2016. Six classifieds of the disease were carried out. The plants were visually evaluated for the typical symptoms of the disease. The presence or absence of symptoms, and the position of each plant, were recorded on planets and the mapping of the evolution of the disease within the areas was obtained. Based on the sites visited, he studied the spatial-temporal distribution. From the calculation data, an area under the disease progress curve (AACPD) is calculated and adjusted for epidemiological models. For the spatial study we used a modified Taylor's Law, the Dispersion Index (ID) and a dynamics and foci structure analysis (ADEF). The monomolecular model was the one that best fit the progression curve of fusariosis. It was observed that the ID results varied in each area. The modified Taylor Law indicated the distribution of content in an area. ADEF demonstrated an evolution of the disease over time as the outbreaks became larger and smaller.Keywords: Piper nigrum; Fusarium solani f. sp. piperis; epidemiology

COMPORTAMENTO ESPAÇO-TEMPORAL DA FUSARIOSE EM PIMENTA-DO-REINO

Objetivou-se com o trabalho estudar a dinâmica de distribuição espaço-temporal da fusariose em pimenta-do-reino. Foram monitoradas quatro áreas de plantio, no município de São Mateus-ES, no período de dez/2015 a dez/2016. Realizaram-se seis avaliações da doença. As plantas foram avaliadas visualmente em busca dos sintomas típicos da doença. A presença ou ausência de sintomas, e a posição de cada planta, foram anotadas em planilhas obtendo-se o mapeamento da evolução da doença dentro das áreas. Com base nos mapas criados fez-se o estudo da distribuição espaço-temporal. A partir dos dados de incidência calculou-se a área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD) e realizou-se o ajuste de modelos epidemiológicos.  Para o estudo espacial utilizou-se a Lei de Taylor modificada, o Índice de Dispersão (ID) e a análise de dinâmica e estrutura de focos (ADEF). O modelo monomolecular foi o que melhor se ajustou à curva de progresso da fusariose.  Observou-se que os resultados de ID variaram em cada área. A Lei de Taylor modificada indicou distribuição agregada somente em uma área.  A ADEF demonstrou que com a evolução da doença ao longo do tempo os focos se tornavam maiores e em menor número.Palavras-chave: Piper nigrum; Fusarium solani f. sp. piperis; epidemiologia. SPATIO-TEMPORAL BEHAVIOR OF FUSARIOSIS IN BLACK PEPPER ABSTRACT: The objective of this study was to study the spatio-temporal dynamics of fusariosis in black pepper. Four planting areas were monitored in the municipality of São Mateus-ES, in the period from 10/2015 to 10 / 2016. Six classifieds of the disease were carried out. The plants were visually evaluated for the typical symptoms of the disease. The presence or absence of symptoms, and the position of each plant, were recorded on planets and the mapping of the evolution of the disease within the areas was obtained. Based on the sites visited, he studied the spatial-temporal distribution. From the calculation data, an area under the disease progress curve (AACPD) is calculated and adjusted for epidemiological models. For the spatial study we used a modified Taylor's Law, the Dispersion Index (ID) and a dynamics and foci structure analysis (ADEF). The monomolecular model was the one that best fit the progression curve of fusariosis. It was observed that the ID results varied in each area. The modified Taylor Law indicated the distribution of content in an area. ADEF demonstrated an evolution of the disease over time as the outbreaks became larger and smaller.Keywords: Piper nigrum; Fusarium solani f. sp. piperis; epidemiology

COMPORTAMENTO ESPACIAL DA FUSARIOSE E DOS ATRIBUTOS DO SOLO NO CULTIVO DA PIMENTA-DO-REINO

A pimenta-do-reino é a especiaria mais consumida no mundo e o Brasil destaca-se como um dos maiores produtores. Um dos grandes limitantes no seu cultivo é a fusariose (Fusarium solani f. sp. piperis). Objetivou-se com a realização deste estudo caracterizar a variabilidade espacial da fusariose em pimenta-do-reino, verificando a existência de relação com os atributos físicos e químicos do solo. O estudo foi desenvolvido em uma lavoura localizada no município de São Mateus-ES, na qual foi estabelecida uma malha amostral irregular com 79 pontos, abrangendo uma área de um hectare.  Para a amostragem da fusariose foi realizado um levantamento, onde uma planta por ponto da malha amostral foi classificada em sadia, doente ou morta.  Os atributos do solo amostrados foram: pH em H2O, matéria orgânica, cálcio, magnésio, potássio e textura do solo. Os dados foram analisados através da estatística descritiva e ferramentas da geoestatística. Os semivariogramas ajustados apresentaram uma forte dependência espacial para as variáveis intensidade da fusariose, altimetria, matéria orgânica, textura do solo, pH, cálcio, magnésio potássio (89, 94, 92, 94, 93, 91, 100 e 85 % respectivamente). Os mapas gerados indicam que não há relação da intensidade da fusariose com os atributos do solo estudados no experimento.Palavra-chave: epidemiologia, Fusarium solani f. sp. piperis, geoestatística, Piper nigrum L. SPATIAL ANALYSIS OF FUSARIOSE AND SOIL ATTRIBUTES IN THE BLACK PEPPER CULTIVATION  ABSTRACT:Black pepper is the most consumed spice in the world, Brazil stands out as one of the largest producers. One of the major constraints in cultivation is fusariosis (Fusarium solani f. Piperis). The objective of this study was characterize the spatial variability of fusariosis in black pepper and verify the relationship of chemical attributes of the soil. The study was developed in a tillage located in the municipality of São Mateus - ES, which exist an irregular sampling network was established with 79 points, covering an area of one hectare. For the sampling of fusariosis intensity, the survey was performed, where one plant per point of the sample mesh was classified as healthy, symptomatic or dead. The attributes of the soil sampled were: pH in H2O, organic matter, nutrient content (calcium, magnesium, potassium) and soil texture. Data were analyzed through descriptive statistics and geostatistics tools. The adjusted semivariograms indicated a strong spatial dependence for the variables intensity of fusariosis, altimetry, organic matter, soil texture, pH, calcium, potassium magnesium (89, 94, 92, 94, 93, 91, 100 and 85%, respectively). The generated maps indicate that there is no relation between the incidence of fusariosis and the soil attributes studied in the experiment.Keywords: epidemiology, Fusarium solani f. sp. piperis, geostatistics, Piper nigrum L

COMPORTAMENTO ESPACIAL DA FUSARIOSE E DOS ATRIBUTOS DO SOLO NO CULTIVO DA PIMENTA-DO-REINO

A pimenta-do-reino é a especiaria mais consumida no mundo e o Brasil destaca-se como um dos maiores produtores. Um dos grandes limitantes no seu cultivo é a fusariose (Fusarium solani f. sp. piperis). Objetivou-se com a realização deste estudo caracterizar a variabilidade espacial da fusariose em pimenta-do-reino, verificando a existência de relação com os atributos físicos e químicos do solo. O estudo foi desenvolvido em uma lavoura localizada no município de São Mateus-ES, na qual foi estabelecida uma malha amostral irregular com 79 pontos, abrangendo uma área de um hectare.  Para a amostragem da fusariose foi realizado um levantamento, onde uma planta por ponto da malha amostral foi classificada em sadia, doente ou morta.  Os atributos do solo amostrados foram: pH em H2O, matéria orgânica, cálcio, magnésio, potássio e textura do solo. Os dados foram analisados através da estatística descritiva e ferramentas da geoestatística. Os semivariogramas ajustados apresentaram uma forte dependência espacial para as variáveis intensidade da fusariose, altimetria, matéria orgânica, textura do solo, pH, cálcio, magnésio potássio (89, 94, 92, 94, 93, 91, 100 e 85 % respectivamente). Os mapas gerados indicam que não há relação da intensidade da fusariose com os atributos do solo estudados no experimento.Palavra-chave: epidemiologia, Fusarium solani f. sp. piperis, geoestatística, Piper nigrum L. SPATIAL ANALYSIS OF FUSARIOSE AND SOIL ATTRIBUTES IN THE BLACK PEPPER CULTIVATION  ABSTRACT:Black pepper is the most consumed spice in the world, Brazil stands out as one of the largest producers. One of the major constraints in cultivation is fusariosis (Fusarium solani f. Piperis). The objective of this study was characterize the spatial variability of fusariosis in black pepper and verify the relationship of chemical attributes of the soil. The study was developed in a tillage located in the municipality of São Mateus - ES, which exist an irregular sampling network was established with 79 points, covering an area of one hectare. For the sampling of fusariosis intensity, the survey was performed, where one plant per point of the sample mesh was classified as healthy, symptomatic or dead. The attributes of the soil sampled were: pH in H2O, organic matter, nutrient content (calcium, magnesium, potassium) and soil texture. Data were analyzed through descriptive statistics and geostatistics tools. The adjusted semivariograms indicated a strong spatial dependence for the variables intensity of fusariosis, altimetry, organic matter, soil texture, pH, calcium, potassium magnesium (89, 94, 92, 94, 93, 91, 100 and 85%, respectively). The generated maps indicate that there is no relation between the incidence of fusariosis and the soil attributes studied in the experiment.Keywords: epidemiology, Fusarium solani f. sp. piperis, geostatistics, Piper nigrum L