Modelagem de previsão de Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae) em cana-de-açúcar (Saccharum spp.)

Abstract

A espécie Diatraea saccharalis, conhecida popularmente como broca-da-cana, é considerada uma das principais pragas da cultura de cana-de-açúcar. Agentes de controle biológico para ovos e larvas são promissores, no entanto, estas fases são difíceis de serem amostradas e ferramentas precisas para liberação e aplicação desses agentes são necessárias. A temperatura é um dos principais fatores abióticos que influenciam o desenvolvimento dos insetos. Desta forma, este trabalho objetivou: a) determinar as exigências térmicas de D. saccharalis e o modelo matemático mais adequado para expressar a relação entre taxa de desenvolvimento e temperatura; b) aprimorar e avaliar os modelos matemáticos Graus-dia e Equações de diferenças na previsão de picos populacionais da praga e c) validar as previsões de campo por meio de modelo de equações diferenciais com retardo e dados obtidos em laboratório. A temperatura de 18 ºC causou 78,16% de mortalidade. A temperatura ótima para o desenvolvimento foi de 28 ºC e a temperatura de 36 ºC foi letal para todas as fases de D. saccharalis. O ciclo total de vida (ovo-adulto) variou, em média, de 39 a 137 dias. A constante térmica obtida pelo modelo linear Ikemoto e Takai foi o de melhor ajuste, com valores para ovo, larva e pupa, respectivamente de: 68,25, 354,24 e 125,20 graus dia (GD). O modelo Brière-1 foi considerado o mais adequado para todas as fases. Embora os modelos de Harcourt e Equação-16 tenham mostrado, respectivamente, bons ajustes para ovos e pupas, eles superestimaram Tmax. Assim, as temperaturas mínima, ótima e superior foram, respectivamente: 12,8, 31,1 e 36,8 ºC para ovos; 14,3, 30,8 e 36,3 ºC para larvas e 13,0, 30,8 e 36,4 ºC para pupas. A taxa intrínseca de crescimento mostrou que D. saccharalis pode persistir em temperaturas entre 15,5 ºC e 33,7 ºC. Assim, o aumento da temperatura pode resultar em aumento da infestação em importantes localidades produtoras de cana-de-açúcar. A partir dos dados obtidos em laboratório e campo foi proposto, respectivamente, o aprimoramento do modelo Graus-dia a fim de considerar um intervalo de controle e uma árvore preditiva da intensidade de infestação considerando as condições de temperatura do ar e umidade relativa. Os requerimentos térmicos obtidos em laboratório e os dados reais de campo serviram de base para o modelo de equações diferenciais com retardo. Este modelo previu quatro picos de adultos, o que foi compatível com as observações de campo. Em campo, verificou-se redução da infestação da praga após as medidas de controle baseadas nas previsões dos modelos.

The species Diatraea saccharalis, popularly known as sugarcane borer, is considered one of the main pests of sugarcane crop. Biological control agents to control eggs and larvae are promising, but eggs and small larvae are difficult to scout ant tools for precise release or application are necessary. Temperature is one of the major abiotic factors that influence insect development. Thus, this work aimed to: a) determine the thermal requirements of D. saccharalis and the most appropriate mathematical model to show the relationship between development rate and temperature; b) improve and evaluate Degree-day and Equations of differences mathematical models in the prediction of pest population and c) validate insect outbreak forecast through Delay differential equation model and laboratory data. The temperature of 18 ºC caused 78.16% of mortality. The optimum temperature for development was 28 ºC and the temperature of 36 ºC was lethal for all D. saccharalis stages. The total life cycle (egg-adult) varied, on average, from 39 to 137 days. The thermal constant used by the linear model Ikemoto and Takai presented the best fit, with values for egg, larva and pupa, respectively: 68.25, 354.24 and 125.20 degree days (DD). The Brière-1 model presented the best fit for all stages. Although the Harcourt and Equation-16 models showed, respectively, good adjustments for eggs and pupae, they overestimated Tmax. Thus, the minimum, optimal and higher temperatures were, respectively: 12.8, 31.1 and 36.8 ºC for eggs; 14.3, 30.8 and 36.3 ºC for larvae and 13.0, 30.8 and 36.4 ºC for pupae. The intrinsic growth rate showed that D. saccharalis can persist at temperatures between 15.5 ºC and 33.7 ºC. Thus, the temperature increase may result in increased infestation in important sugarcane producing locations. Based on laboratory and field data, it was proposed, respectively, to improve the Degree-day model in order to consider a control interval and a predictive tree of infestation intensity considering both air temperature and relative humidity conditions. The thermal requirements used in the laboratory and the actual field data served as the basis for the delayed differential equation model. In the field was verified that the pest infestation decreased after applying control measures based upon the forecast models.