O documento discute a importância da biodiversidade no entorno dos cultivos agrícolas para a polinização. Apresenta dados sobre as interações entre plantas e polinizadores no cultivo de maracujá e defende a preservação de áreas ao redor dos cultivos para manter a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos prestados por polinizadores.
1. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Dra. Cláudia Inês da Silva
Universidade Federal do Ceará
II Workshop Agricultura e Polinizadores
2. Qual é a razão para eu estar aqui hoje?
Acredito fortemente que há um movimento coletivo na busca por alternativas mais sustentáveis para a agricultura no Brasil. Dentre as alternativas, a preservação do habitat das espécies de polinizadores.
Linhas de pesquisa nas quais eu atuo: Ecologia, Manejo e Conservação de Abelhas e Plantas; Palinoecologia. Minha contribuição para a transmissão e aplicação do conhecimento produzido nesses linhas de pesquisa.
Biodiversidade no entorno dos cultivos
3. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Agricultura
Pesticidas Herbicidas e inseticidas
Desmatamento
Para áreas agriculturáveis
Perda da biodiversidade
A Agricultura moderna é sem dúvida uma das atividades que mais afeta a biodiversidade no mundo, porém, é indiscutivelmente necessária! Mais de10 mil anos de agricultura, em 50 anos destruímos boa parte das áreas naturais e da biodiversidade e não sabemos quanto tempo Nós temos para ajustar a agricultura às novas condições do planeta - Sustentabilidade
Exclusivamente para a Manutenção da espécie humana
4. As redes de interações ecológicas mostram que espécies que interagem isoladamente em pares, estão mais susceptíveis à extinções. Perda de espécies e redução na biodiversidade causam impactos diretos na agricultura e consequentemente na espécie humana... ...mas, será que nós temos consciência disso?
Biodiversidade no entorno dos cultivos
5. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Conservação das áreas de entorno dos cultivos para a manutenção da biodiversidade, incluindo os polinizadores Para que? Se a espécie que cultivo não depende de polinizadores.
6. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Shutterstock/Tomasz Darul
Não podemos viver em um mundo assim...
7. É possível criar a biodiversidade? É possível cada família no planeta ter sua própria plantação no quintal e consumir apenas produtos orgânicos? Quem está disposto à polinizar as flores para a produção dos frutos e dos grãos que serão usados na sua alimentação? A agronomia foi um avanço extraordinário para a sobrevivência da espécie humana no planeta, mas para mantê-la é urgente compreender os serviços sistêmicos no ambiente!
Biodiversidade no entorno dos cultivos
8. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Quais são os benefícios da biodiversidade no entorno dos cultivos?
9. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Como contabilizar os custos-benefícios da biodiversidade no entorno dos cultivos agrícolas?
Não é necessária uma expressão ou modelos matemáticos para resolver o problema do custo-benefício da conservação da biodiversidade?
Basta aceitar que devemos preservá-la
Conhecer para preservar
+
Conhecer para manejar
+
Conhecer para ensinar uma forma nova de cultivar
______________________________
Aplicar o conhecimento
AGROECOLOGIA = prática ecologicamente sustentável
Menos impactos = Menos danos na cadeia trófica
10. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Manutenção da vegetação = Manutenção da fauna associada Interações ecológicas discretas mantém aquelas mais atraentes Planta nativa-parasita-cultivo Planta nativa-predador-cultivo Planta nativa-polinizador-cultivo
Ecossistemas naturais
Agroecossistemas
Manutenção da biodiversidade
Manutenção da espécie humana
Sustentabilidade
11. Biodiversidade no entorno dos cultivos
A interação planta-polinizador é bem compreendida?
Propostas e Publicidade
Resultados e Mudanças
12. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Olhar para o problema da diminuição da diversidade de polinizadores
de uma maneira sistêmica e não isolada não é algo novo
1996 2007 2012
...
18. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Ecologia de ilhas - fragmentação, isolamento de hábitat, tamanho dos fragmentos, corredores ecológicos... E a qualidade dos fragmentos? Os fragmentos próximos aos cultivos são adequados para atrair e manter os polinizadores? Como avaliar o entorno dos cultivos agrícolas e a flora associada às abelhas? Protocolos e Resultados Silva, 2009 Silva et al., 2010a, b Faria et al., 2012 Gonçalves et al., 2012 Aleixo et al., 2013; Aleixo et al. in press Giannini et al., 2013 Silva et al., 2012a, b, c Silva et al., 2014a, b, c, d, e
Ecologia de Paisagem: Paisagem heterogênea e diversa
Agricultura, Apicultura, Meliponicultura e manejo de Abelhas solitárias
20. Biodiversidade no entorno dos cultivos
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
22. Passiflora edulis f. flavicarpa
Cláudia Inês da Silva
Androginóforo
Estigma
Antera
Câmara nectarífera
pétala
sépala
Fímbrias - corona
Biologia Floral e polinização nas flores do maracujá
Biodiversidade no entorno dos cultivos
23. Cláudia Inês da Silva
Parte feminina da flor voltada para cima – impossibilita a deposição de pólen nos estigmas
Hercogamia
Protandria
25. Cláudia Inês da Silva
Durante a abertura da flor – a parte masculina já está madura e liberando os grãos de pólen
Mecanismos químicos que autoincompatibilidade – inibe a autopolinização
26. Tamanho dos visitantes florais e papel na polinização
Visitantes florais e polinizadores nas flores do maracujazeiro
Nem todos os visitantes florais são polinizadores
Biodiversidade no entorno dos cultivos
27. 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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
42. PROBIO 2004 “Manejo Sustentável de Xylocopa spp. (Apidae, Xylocopini), polinização e produção do Maracujá-amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa) no Triângulo Mineiro” Coordenador: Dr. Paulo Eugênio de Oliveira-UFU Avaliação da área do entorno dos cultivos de maracujazeiro no Triângulo Mineiro para a manutenção de Xylocopa spp Consultora: Dra. Cláudia Inês da Silva
Biodiversidade no entorno dos cultivos
43. Avaliação das áreas de entorno dos cultivos
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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
44. 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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
45. 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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
46. Sistema de polinização no entorno dos cultivos de maracujá
•83,15 %
Melitofilia - abelhas
•3,37
Esfingofilia - esfingídeos
•3,37
Ornitofilia - aves
•2,81
Quiropterofilia - morcegos
•2,25
Miofilia - moscas
•2,25
Psicofilia - borboleta
•1,68
Cantarofilia - besouros
•1,12
Falenofilia - mariposas
Outros sistemas
Plantas Melitófilas
Biodiversidade no entorno dos cultivos
47. 0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering spcies
Psychophily (r = 0.384; P = 0.143)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
Phalaenophily (r = 0.476; P = 0.021)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
Sphingophily (r = 0.476; P = 0.007)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
Myophily (r = 0.065; P = 0.001)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
Ornithophily (r = 0.489; P = 0.001)
0
2
4
6
8
10
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
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 flowering species
Cantharophily (r = 0.514; P = 0.009)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
J F M A M J J A S O N D
Mean of flowering species
Distribuição das plantas Mellitophily (r = 0.536; P = 0.052)
com diferentes sistemas
de polinização ao longo
do ano
Biodiversidade no entorno dos cultivos
48. Distribuição das espécies visitadas pelas abelhas na estratificação vertical
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Área1 Área2 Área3 Área4
Número de espécie/estrato
arbóreo arbustivo herbáceo liana
Biodiversidade no entorno dos cultivos
49. 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Porcentagem de espécies em floração
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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
50. 4000
3200
maio
julho junho
agosto
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
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Pólen
4000 4000
4000
3200 3200
3200
2400 2400
2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
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
julho junho
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Óleo
4000 4000
4000
3200 3200
3200
2400 2400
2400
1600 1600
1600
1600
800 800
800
800
janeiro
fevereiro
março
abril
setembro
outubro
novembro
dezembro
A B C
r = 0,29
P < 0,0001
r = 0,21
P < 0,0001
r = 0,52
P < 0,0001
Distribuição espaço-temporal de recursos florais
Biodiversidade no entorno dos cultivos
51. Distribuição dos recursos florais na estratificação vertical
Arbóreo
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
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
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
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
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Néctar
Pólen
Óleo
Biodiversidade no entorno dos cultivos
52. Cláudia Inês da Silva
Palinoteca: coleção biológica de pólen
Biodiversidade no entorno dos cultivos
53. Cláudia Inês da Silva
material polínico coletado no corpo
Água – álcool 70% - ácido acético glacial - acetólise
Biodiversidade no entorno dos cultivos
54. Coleta de pólen nos ninhos
Biodiversidade no entorno dos cultivos
55. 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
Número de espécies de plantas
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
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
Número de espécies de plantas
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
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
Número de espécies de plantas
Meses 2006/2007
Total de espécies em floração Espécies melitófilas em floração Espécies identificadas nas amostras
0
10
20
30
40
50
60
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez jan fev mar abr maio jun jul ago set out nov dez
Número de espécies de plantas
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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
56. Distribuição das espécies de plantas 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
Número de espécies de plantas utilizadas
Espécies de abelhas
Arbóreo Arbustivo Herbáceo Liana
Biodiversidade no entorno dos cultivos
57. Distribuição na estratificação vertical de indivíduos das espécies de plantas
usadas na dieta das Xylocopa spp
Arbóreo
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
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
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
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
420
janeiro
fevereiro
março
abril
maio
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
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
maio
julho junho
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
julho junho
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
julho junho
agosto
setembro
outubro
novembro
dezembro
Néctar
Pólen
Óleo
Biodiversidade no entorno dos cultivos
58. 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.
ESPÉCIES
CÉLULA DE CRIA
CORPO
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
59. Análise da dieta
Pólen de Passiflora edulis
Biodiversidade no entorno dos cultivos
62. Byrsonima basiloba, Campomanesia adamantium, Caryocar brasiliense, Crotalaria brachystachya, Eriotheca gracilipes, Ouratea hexasperma, Ouratea spectabilis, Passiflora edulis, Psidium guajava, Rhynchanthera grandiflora, Senna macranthera, 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
Espécies-chave: 30 espécies mais importantes na dita das mamangavas
Biodiversidade no entorno dos cultivos
64. 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
Biodiversidade no entorno dos cultivos
73. Biodiversidade no entorno dos cultivos
Profissionais qualificados
Integração entre pesquisadores
Tecnologia de ponta
Difusão do conhecimento
74. Biodiversidade no entorno dos cultivos
MORPHOLOGICAL DATA SISTEMA: XPERT2 CONSULT BY TAXONOMIC KEYS
DATA ON SPECIES SISTEM: FACT SHEET FUSION DATA GENERAL SPECIES
DATA OF COLLECTIONS (POLLEN COLLECTIONS/HERBARIUM/SPECIMES) SISTEMA: BIODIVERSITY DATA DIGITIZER (BDD) DATA SPECIMENS COLLECTED AND COLLECTIONS
75. Biodiversidade no entorno dos cultivos
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 e Letras de Ribeirão Preto-USP Universidade Federal do Ceará Agradecimentos 67 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
76. Agradecimentos: Claudia Quaglierini - Bayer Organização do II Workshop Agricultura e Polinizadores Mercedes di Pasquo
Biodiversidade no entorno dos cultivos