Micotoxinas em trigo no Brasil: causas, panorama atual e perspectivas para o manejo

Casiane Salete Tibola1, José Maurício Cunha Fernandes2,Emerson M. Del Ponte3, Piérri Spolti4 e Willingthon Pavan51Engenheira-Agrônoma, Doutora, Pesquisadora da Embrapa Trigo Área: Controle de qualidade, certificação e rastreabilidade - casiane@cnpt.embrapa.br2Engenheiro-Agrônomo, PhD, Pesquisador da Embrapa Trigo Área: Fitopatologia, sistemas de modelagem3Engenheiro-Agrônomo, Doutor, Professor da UFRGS – Área: Fitopatologia4Engenheiro-Agrônomo, Mestre, aluno de doutorado do PPG em Fitotecnia/Fitopatologia da UFRGS5Cientista da Computação, Doutor, Professor da Universidade de Passo Fundo Área: Ciência da Computação

Introdução

A garantia da segurança dos alimentos, assegurando que os mesmos estão isentos de contaminantes biológicos, físicos e químicos no momento do consumo humano ou animal, é questão central em todas as cadeias produtivas. Para trigo, a presença de contaminantes químicos como resíduos de agrotóxicos e micotoxinas é imperceptível visualmente no produto final, tornando-se um grande desafio para produção de alimentos seguros. As micotoxinas são metabólitos secundários tóxicos produzidos por fungos toxigênicos que infectam e/ou colonizam os grãos e seus subprodutos, especialmente cereais, durante seu crescimento no campo e/ou na fase de armazenamento.

A ingestão de alimentos contaminados com micotoxinas pode provocar manifestações imunossupressoras, mutagênicas e carcinogênicas em humanos e em animais. As micotoxinas são quimicamente estáveis, tendendo a se manter intactas durante o armazenamento e o processamento, incluindo-se a panificação sob altas temperaturas. Por esses motivos as micotoxinas são uma preocupação crescente, considerando que, com base em dados de monitoramento, limites máximos de tolerância de micotoxinas vem sendo estabelecidos e regulados por legislação em normativas internacionais, em níveis cada vez mais restritivos, visando a garantir a segurança dos alimentos comercializados.

Giberela e as micotoxinas

A giberela do trigo é causada principalmente por Gibberella zeae, forma perfeita de espécies do complexo Fusarium graminearum. É uma doença importante nas principais regiões produtoras do mundo. Sendo uma doença que ocorre nas espigas, os danos diretos da giberela resultam da redução do peso de grãos e contaminação desses com micotoxinas produzidas pelo fungo durante a colonização dos grãos, que pode levar à rejeição ou desvalorização no mercado.

Estudos recentes ao redor do mundo e no Brasil tem mostrado a presença de diferentes linhagens de F. graminearum que se diferenciam quanto ao seu perfil toxigênico, o que tem implicação direta nas micotoxinas que podem ser encontradas nos grãos. No Brasil, há o predomínio de duas linhagens ou espécies filogenéticas: F. graminearum sensu stricto, que produz primariamente a micotoxina deoxinivalenol (DON) e a espécie F. meridionale, que produz primariamente nivalenol (NIV). No entanto, a maior freqüência em trigo é da espécie F. graminearum sensu stricto. Outra micotoxina produzida por essas espécies, e frequentemente encontrada em grãos, é a zearalenona. Ao redor do mundo, a micotoxina de maior relevância associada com a giberela é a DON, devido a ampla distribuição nas principais regiões produtoras e aos altos níveis encontrados no trigo.

Fatores predisponentes das epidemias de giberela

Dentre os fatores determinantes da ocorrência da giberela, destacam-se, principalmente: as condições climáticas, resistência das cultivares e práticas de manejo conservacionista do solo. Em uma análise de dados da ocorrência da micotoxina DON em grãos de trigo, em quatro safras de trigo na província de Ontário, Canadá, o fator ‘ano’ (que representa condições ambientais) explicou 48% da variabilidade dos níveis de DON. Já o fator ‘cultivar’ explicou 27% da variação (Schaafsma et al., 2001). Quanto à rotação de culturas, os mesmos autores observaram influência de 14-28% do cultivo precedente ao trigo quanto aos níveis de DON. Quando semeado sobre palhada de milho, a concentração de DON foi duas vezes superior quando comparada com a semeadura na palha de soja ou na palha de trigo. No Brasil, em uma avaliação da incidência e severidade da giberela em 50 lavouras comerciais de trigo no Rio Grande do Sul, na safra 2009, não foi evidenciado efeito da cultura de verão (restos culturais) na intensidade das epidemias, sugerindo que a abundância de inóculo na atmosfera pelo predomínio do plantio direto e padrão climático no sul do País, pode limitar a eficiência da rotação de cultura no manejo de giberela em trigo em ambientais subtropicais, como é o caso do Brasil (Spolti et al., 2010a).

Com relação ao clima, no sul do Brasil, maior freqüência de epidemias em níveis moderados e severos tem sido relacionada com condições de ambiente (principalmente chuvas frequentes), mais favoráveis no período da antese, a partir da década de 1990. Entre as causas para a maior expressão dos problemas causados pela giberela consideram-se as mudanças ocorridas nas práticas culturais, que aumentam a disponibilidade do inóculo, bem como na constituição genética das cultivares modernas de trigo e, em tese, mudanças no padrão do clima, conforme os estudos de modelagem (Del Ponte et al., 2009).

Estratégia para manejo da giberela e micotoxinas em trigo

Dentre as táticas disponíveis, recomenda-se:

1. seleção de cultivares que apresentam maior resistência à giberela;

2. escalonamento da semeadura de trigo;

3. aplicação de fungicidas orientadas por condições meteorológicas; e

4. monitoramento para determinação de ocorrência de micotoxinas, visando à identificação e segregação daqueles lotes com níveis elevados de contaminação.

Um grande esforço da pesquisa tem sido empregado no desenvolvimento e avaliação de cultivares de trigo resistentes e sistemas de manejo integrado para o controle da doença. No mundo, milhares de linhagens já foram avaliadas quanto à sua reação e, até o momento, fontes que conferem resistência em níveis satisfatórios à giberela ainda não foram identificadas no trigo. Como conseqüência. a utilização exclusiva da resistência varietal não permite a exclusão de outras práticas de manejo, como aplicação de fungicidas. Locos de caracteres quantitativos (inglês: QTL) composto por um ou mais genes, como o Fhb1 derivado da cultivar chinesa Sumai 3, foram identificados no trigo. Entretanto, esses genes conferem apenas resistência parcial à giberela.

No Brasil, Kuhnem et al. (2010), em análise exploratória da coerência da classificação das cultivares de trigo quanto à suscetibilidade à giberela, observaram que quando consideradas variáveis associadas a escape (data de antese e condições ambientais em tal momento), a classificação prévia de resistência das cultivares não era compatível com a intensidade da doença. Além disso, os autores observaram maior distinção entre as cultivares quanto ao índice de giberela, e não à incidência, indicando predomínio de resistência do Tipo II (disseminação da doença na espiga), o que tem implicações práticas quanto à importância de proteção dos sítios de infecção com o uso de fungicidas no manejo da doença, por exemplo.

Na situação do cultivo de trigo no Sul do Brasil, a prática da rotação de culturas e o enterrio dos restos culturais podem ser irrelevantes para o controle da doença, pois existe uma gama de outras espécies de plantas que também hospedam o patógeno. Além disso, ausência de períodos prolongados com temperaturas abaixo do ponto de congelamento ou sem a presença de chuvas permite que o patógeno sobreviva e se multiplique durante todos os meses do ano.

O controle químico, com fungicidas, pode promover controle parcial da giberela e da contaminação com micotoxinas, apresentando eficiência errática que varia entre 50-70%. No Brasil, Spolti et al. (2010b), avaliando a eficiência de triazóis e misturas em quatro locais (Cruz Alta, Passo Fundo, Lagoa Vermelha e Muitos Capões), com variação no número de aplicações e doses, observaram que a utilização de cultivares de trigo com níveis mais elevados de resistência (moderadamente resistente vs. suscetível) com duas aplicações de fungicidas (na antese e 10 dias após) mostrou-se a melhor medida no controle da doença. No entanto, a adoção de tal prática isoladamente não se mostrou consistente no aumento da produtividade em relação à testemunha não tratada, assim como não houve redução nos níveis de contaminação por tricotecenos (DON+NIV) nos grãos. Tal resultado sinaliza para a complexidade do manejo de giberela em trigo, sendo que, além de molécula química e momento de aplicação, outros fatores como tecnologia de aplicação e composição da população local de F. graminearum podem influenciar na eficiência de controle da doença visando à redução dos danos e níveis de micotoxinas.

Modelos climáticos para previsão da giberela

O desenvolvimento de modelos preditivos do risco de ocorrência de doenças, bem como de níveis de micotoxinas, através de dados climáticos estão se tornando uma ferramenta essencial para ampliar a eficiência no manejo da giberela (Prandini et al., 2009). Devido ao curto período de suscetibilidade, epidemias de giberela podem ser preditas por modelos em sistemas de alerta que incorporam variáveis como temperatura, umidade, chuva, produção de inóculo e desenvolvimento da planta.

Na plataforma SISALERT:TRIGO (www.sisalert.com.br), o risco relativo da giberela pode ser estimado para lavouras de trigo na Região Sul do Brasil. A simulação do risco pode servir de auxílio aos produtores na tomada de decisão quando do período do florescimento, quanto à aplicação de fungicidas em situações em que os modelos indicam o risco à doença, com base principalmente no prognóstico meteorológico. Para trigo, o SISALERT inclui modelos para a simulação de ocorrência de giberela e brusone.

Para utilizar esta aplicação no SISALERT, a cultura do trigo deve ser selecionada, posteriormente escolhe-se a estação meteorológica mais próxima da lavoura, seleciona-se a opção ‘simulações’ e informa-se a data de espigamento do trigo para obter a informação do risco de ocorrência de giberela ou brusone, que pode ser: sem risco, baixo, moderado ou alto risco. Esta simulação é realizada a partir dos dados climáticos correntes e o prognóstico para os róximos cinco dias. A tela do Sistema pode ser observada na Figura 1.

Figura 1. Exemplo de uma simulação de risco da giberela do trigo para a região de São Luiz Gonzaga/RS, considerando 19 de agosto de 2011 como a data de início do espigamento da lavoura de trigo.

Com o uso dos modelos que alertam situações de alto risco é possível prevenir/reduzir danos à produtividade e riscos para a saúde humana e animal, baseando-se na disponibilidade de informações para definir o momento adequado para controle químico ou antecipação da colheita, além de predizer o nível final de contaminação por micotoxinas, possibilitando a segregação de lotes contaminados (Prandini et al., 2009; Schaafsma & Hooker, 2007). De outra forma, pulverizações desnecessárias podem ser evitadas sob situações de nulo ou baixo risco, resultando em economia e menor impacto ambiental.

Panorama da giberela e micotoxinas em trigo no Brasil

Trabalhos conduzidos na Embrapa Trigo e na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) tem por objetivos o monitoramento da incidência de epidemias de giberela no campo, bem como dos níveis da micotoxina DON em lotes comerciais. Na Embrapa Trigo, está sendo realizado monitoramento da micotoxina DON, em amostras de trigo provenientes de áreas onde, historicamente, há maior incidência de giberela no campo. Da safra 2009, foram analisadas com métodos cromatográficos de referência, 100 amostras provenientes de sete regiões produtoras abrangendo o noroeste do Rio Grande do Sul (RS) e Sudeste do Paraná (PR). Da safra 2010, foram analisadas 37 amostras coletadas em diversas regiões produtoras abrangendo os três estados do Sul do Brasil. Como parte de um trabalho de doutorado na UFRGS, avaliações de severidade da giberela vem sendo feitas anualmente desde 2009 em 50 campos comerciais da região norte do Estado do RS (Spolti, dados não publicados). Mapas de risco têm sido gerados com os resultados das simulações feitas no SISALERT para todos os locais com disposição de dados meteorológicos (Figura 2). No mapa, as linhas de contorno representam, em cores, o grau de risco relativo de epidemias de giberela estimado pelo modelo e podem ser usados para entender as variações na intensidade das epidemias em função de condições favoráveis em cada região.

Figura 2. Severidade de giberela (%) estimada visualmente em 50 campos amostrados na safra 2009 e em 50 campos amostrados em 2010; concentração de DON (ppb) em 100 amostras de trigo no RS na safra 2009 e em 37 amostras de trigo na safra 2010. A linha tracejada indica os valores médios e o box representa 50% dos valores ao redor da mediana. Mapas de risco para epidemias de giberela para o Estado do Rio Grande do Sul nas respectivas safras.

Os resultados de níveis de DON e de severidade da doença indicam a safra 2009 como aquela com ocorrência mais expressiva de giberela no campo, quando comparada à safra 2010. Especificamente, no Rio Grande do Sul a média da concentração de DON foi de 2408 ppb considerando 94 amostras de trigo, na safra 2009. No ano de 2010, a média obtida para DON foi de 591 ppb, considerando a média de 70 amostras de trigo analisadas, ou seja 5 vezes inferior ao ano anterior (dados não apresentados). Mesmo considerando que, a severidade de giberela observada no campo e o acúmulo de micotoxinas nem sempre apresentam adequada correlação, pode-se confirmar que os dados obtidos nas duas safras apresentam a mesma tendência de incidência de giberela e teores de micotoxinas detectados nas amostras de trigo. Em algumas safras, grãos contaminados com micotoxinas podem apresentar-se sem sintomas aparentes de giberela, devido a fatores como o nível de resistência das cultivares, a diferença na agressividade dos isolados do fungo, e o clima durante a fase crítica, dentre outros. Os mapas de risco climático refletem adequadamente essa diferença, quando levam em conta apenas as condições meteorológicas no período entre o início da antese e enchimento de grãos, o que sugere a forte influência das condições meteorológicas em períodos críticos para infecção ao longo da safra.

O contínuo levantamento da incidência e severidade da giberela no campo, associado ao monitoramento da ocorrência de micotoxinas, são práticas fundamentais para balizar a adoção de estratégias de manejo adequadas para minimizar os impactos negativos na cadeia produtiva.

A nova legislação brasileira determina que o limite máximo tolerável (LMT) de DON para cereais destinados à alimentação infantil deve ser de 200 ppb. Adicionalmente, para 2012, determina o limite máximo de 2000 ppb para trigo integral e 1750 ppb para farinha de trigo; posteriormente, em 2016, estes limites máximos serão reduzidos para 1000 ppb e 750 ppb, respectivamente (Brasil, 2011).

Desta forma, para que seja possível atender às exigências da legislação e garantir a comercialização de alimentos seguros e com qualidade, há necessidade de ações integradas para o manejo e controle em todas as fases na cadeia produtiva. Essas irão demandar amplo e contínuo monitoramento para determinar os níveis de micotoxinas nos lotes de grãos, de forma que é fundamental que a pesquisa seja intensificada na busca por metodologias eficientes e rápidas, tais como métodos alternativos e de mais baixo custo, que permitam segregar lotes altamente contaminados.

Considerações finais

Para garantir a disponibilidade de alimentos seguros para os consumidores, é fundamental estabelecer um programa que envolva o monitoramento de contaminantes por meio de uma rede integrada de laboratórios, a disseminação de informações e a capacitação dos agentes em toda a cadeia produtiva, visando utilizar adequadamente os métodos de controle disponíveis e prevenir os riscos de contaminações, que atualmente constituem uma das principais barreiras na comercialização. À medida que os governos adotam regulamentações mais rígidas para os níveis de micotoxinas nos alimentos e rações, torna-se necessário o planejamento para a restrição no fornecimento e o incremento no preço dos mesmos, considerando a importância da segurança alimentar no mundo (Miller, 2008).

A grande diversidade e variabilidade climática, característica na agricultura brasileira, permite o cultivo de trigo livre de epidemias de giberela em algumas regiões, como exemplo a Região do Cerrado. Portanto, a produção destas regiões poderá ser segregada e destinada à produção de alimentos infantis e para gestantes, para os quais os níveis tolerados de micotoxinas são mais restritos. Da mesma forma, a adoção de estratégias de monitoramento e de manejo de giberela e de micotoxinas em trigo, segregando os lotes altamente contaminados, garantirá a comercialização de produtos de acordo com as especificações da legislação.

Referências bibliográficas

Brasil – Regulamento técnico sobre limites máximos tolerados (LMT) para micotoxinas em alimentos. Resolução RDC nº 7, de 18 de fevereiro de 2011. Brasília: ANVISA, 2011.

Del Ponte, E. M., Fernandes, J. M. C., Pavan, W., & Baethgen, W. E. (2009). A model-based assessment of the impacts of climate variability on Fusarium head blight seasonal risk in southern Brazil. Journal of Phytopathology, 157 (2009) 675–681.

Kuhnem Jr., P. R., Spolti, P., Casa, R. T., Castro, R. L., Oliveira, M. A. Análise multivariada e testes de aleatorização em estudos de resistência genética à giberela em trigo. In: III Workshop de Epidemiologia, 2010, Bento Gonçalves. III Workshop de Epidemiologia, 2010.

Miller, J. D. Mycotoxins in small grains and maize: old problems, new challenges. Food additives and Contaminants, 25 (2), (2008) 219-230.

Prandini, A., Sigolo, S., Filippi, L., Battilani, P., & Piva, G. Review of predictive models for Fusarium head blight and related mycotoxin contamination in wheat. Food and Chemical Toxicology, 47 (2009) 927–931.

Schaafsma, A. W., & Hooker, D. C. Climatic models to predict occurrence of Fusarium toxins in wheat and maize. International Journal of Food Microbiology, 119 (1-2), (2007) 116-125.

Schaafsma, A.W., Tamburic-Ilinic, L., Miller, J.D., & Hooker, D.C. Agronomic considerations for reducing deoxynivalenol in wheat grain. Canadian Journal of Plant Pathology, 23, (2001) 279–285.

Spolti, P., & Del Ponte, E. M. Padrões espaciais da giberela do trigo no estado do Rio Grande do Sul Safra 2009. In: III Workshop de Epidemiologia, 2010, Bento Gonçalves. III Workshop de Epidemiologia, 2010a.

Spolti, P., Simon, l. l., Santos, J., Barros, N., Del Ponte, E. M. Fungicide management strategies for the control of Fusarium head blight in southern Brazil. In: 2010 APS Annual Meeting, 2010, Charlotte. Phytopathology, 100, (2010b) 121-121.

Publicado na Revista Plantio Direto, edição 124, julho/agosto de 2011.