Meteorological factors and Asian soybean rust epidemics: a systems approach and implications for risk assessment

Abstract

Favorable meteorological and environmental conditions are critical components that affect Asian soybean rust (ASR), caused by Phakopsora pachyrhizi, the most damaging fungal disease of soybean. In this review, we used available knowledge on the effect of meteorological factors affecting the disease to construct a systems-based approach to understand the risk of ASR epidemics. The systems approach is based on a hierarchical framework where relevant environmental factors that affect the key stages of the ASR disease cycle are identified and this included both aerobiological and epidemiological components. The formal framework we used examined the following epidemic characteristics: spore release, spore dispersal, spore deposition, infection efficiency, latent period and spore production. It provided the ability to identify the most important meteorologicalrelated factors along with relevant knowledge gaps from which the implications for disease forecasting were described. This is new information that can be used as a guide for further epidemiological research and especially to develop and improve upon both local and regional risk models. Key words: Phakopsora pachyrhizi, plant epidemiology, risk prediction, climatology, plant diseases FATORES METEOROLÓGICOS E AS EPIDEMIAS DE FERRUGEM ASIÁTICA -UMA ABORDAGEM SISTÊMICA E IMPLICAÇÕES NA AVALIAÇÃO DE RISCORESUMO: Condições meteorológicas e ambientais são componentes críticos nas epidemias de ferrugem asiática da soja (FAS), doença causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi e que causa o maior dano na cultura da soja. Nesta revisão, o conhecimento sobre o efeito de fatores meteorológicos que influenciam nas epidemias foi usado para construir uma abordagem sistêmica para compreender o risco de epidemias de FAS. Esta é baseada em uma estrutura hierárquica onde os fatores relevantes que afetam os estágios chave no ciclo da doença foram delineados, incluindo os componentes aerobiológicos e epidemiológicos. As seguintes características epidemiológicas foram avaliadas: liberação de esporos, dispersão de esporos, deposição de esporos, eficiência de infecção, período latente e produção de esporos. O conhecimento sobre os fatores meteorológicos que afetam cada um dos componentes foi revisado, sendo identificados os fatores mais importantes e as falhas de conhecimento, bem como as implicações para a previsão da doença. A informação é importante para orientar a pesquisa epidemiológica futura e especialmente desenvolver e melhorar modelos de risco da doença em níveis locais a regionais. Palavras-chave: Phakopsora pachyrhizi, epidemiologia de plantas, previsão de risco, climatologia, doenças de plantas

Árvore de decisão para classificação de ocorrências de ferrugem asiática em lavouras comerciais com base em variáveis meteorológicas

“…Foram criadas nove variáveis preditoras com base em número de eventos, sumário e limiares mínimos ou máximos de temperatura (T) e precipitação pluvial (P), descritas na Tabela 1, conforme informações sobre o efeito de fatores meteorológicos no ciclo da doença (DEL PONTE & ESKER, 2008). Cada uma das nove variáveis foi sumarizada em cinco janelas de tempo (período latente; 5; 10; 15 e 20 dias) anteriores à data de infecção (Figura 1), simulada pela eq.…”

“…É possível que tais eventos de precipitação tenham contribuído para a instalação da doença na lavoura, porém 5 dias antes da possível infecção, somado com o período latente, resulta em um período curto para observar os sintomas da doença no campo. Diferentemente de observações realizadas em ambiente controlado, considerando práticas de campo e situações ideais, são necessários, pelo menos, 20 dias após a infeção para que a doença atinja um nível detectável (DEL PONTE & ESKER, 2008). Outros aspectos da influência da precipitação sobre a ferrugem da soja serão vistos mais adiante nesta seção.…”

“…Além disso, foram utilizadas mais informações provenientes de ambientes controlados do que de situações de campo, porém as interações entre os fatores presentes em ambientes naturais podem ser mais complexas (DEL PONTE & ESKER, 2008). Assim, são necessários mais estudos com dados provenientes de situações de campo e também utilizar técnicas ainda não exploradas.…”

Aplicação de fungicidas na soja baseada na detecção de uredósporos de Phakopsora pachyrhizi

“…De forma geral, a aplicação desses fungicidas é feita no aparecimento dos primeiros sintomas da doença, ou preventivamente, no início do florescimento das plantas (Gardiano et al, 2010;Godoy et al, 2009). No entanto, a aplicação de fungicidas é desnecessária quando as condições ambientais são desfavoráveis ao desenvolvimento da doença e quando não há liberação e dispersão de uredósporos na região produtora Esker, 2008;Gardiano et al, 2010;Godoy et al, 2009).…”

“…Dessa forma, métodos para monitorar o início da liberação e a dispersão de esporos nas áreas produtoras são desejáveis para prever surtos epidêmicos conforme as condições ambientais, e definir o momento adequado para a aplicação de fungicidas Esker, 2008;Gardiano et al, 2010). Estudos semelhantes foram conduzidos para definir a época de aplicação de fungicidas com base na detecção de esporos de outros patógenos importantes, como Peronospora tabacina (Racca et al, 2007), Alternaria solani (Escuredo et al, 2011) e Venturia inaequalis (Bowen et al, 2011).…”