Desenvolvimento e reprodução de Sipha flava (Forbes) (Hemiptera: Aphididae) em diferentes temperaturas

Development and reproduction of Sipha flava (Forbes) (Hemiptera: Aphididae) at different temperatures

ECOLOGY, BEHAVIOR AND BIONOMICS

Desenvolvimento e reprodução de Sipha flava (Forbes) (Hemiptera: Aphididae) em diferentes temperaturas

Development and reproduction of Sipha flava (Forbes) (Hemiptera: Aphididae) at different temperatures

Simone A de Oliveira^I; Brígida Souza^II; Alexander M Auad^III; Daniela M da Silva^IV; Lívia S Souza^IV; Caio A Carvalho^IV

^IUniv. Federal de Lavras/UFLA, MG; [e-mail]

^IIDepto. de Entomologia, Univ. Federal de Lavras/UFLA, MG; [e-mail]

^IIIEmbrapa Gado de Leite, Rua Eugênio do Nascimento 610, 36038-330, Juiz de Fora, MG; [e-mail]

^IVEstagiários da Embrapa Gado de Leite

RESUMO

O afídeo Sipha flava (Forbes) ocasiona injúrias em capim-elefante e sua biologia é pouco conhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura no desenvolvimento, sobrevivência e reprodução de S. flava alimentada com Pennisetum purpureum. Ninfas com até 12h de idade foram individualizadas sobre seções foliares de capim-elefante e mantidas em condições controladas (12, 16, 20, 24, 28 e 32ºC ± 1ºC, UR 70 ± 10% e fotofase de 12h). O total de 150 ninfas foi usado por tratamento, divididas em 30 repetições, em delineamento inteiramente casualizado. A temperatura base (Tb) foi de 0,83, 1,05, 3,01 e 4,98 para ninfas de primeiro, segundo, terceiro e quarto ínstares, respectivamente, indicando exigências térmicas distintas para os diferentes estádios de desenvolvimento. A Tb foi de 2,08 para a fase ninfal, verificando-se a tolerância a baixas temperaturas. Em temperaturas elevadas (28 e 32ºC), constatou-se redução significativa na sobrevivência. Embora tenha sido constatado maior período reprodutivo e longevidade a 12ºC, quando comparado às temperaturas mais altas, a fecundidade total foi substancialmente reduzida. A duração do ciclo de vida foi cerca de duas vezes maior a 12ºC em relação a 24ºC. A maior produção diária e total de ninfas foi a 24ºC. As temperaturas de 20ºC e 24ºC foram as mais favoráveis para o desenvolvimento e reprodução de S. flava.

Palavras-chave: Biologia, exigência térmica, pulgão amarelo, Insecta

ABSTRACT

The aphid Sipha flava (Forbes) is a pest on elephant grass, but little is known about its biology. The objective of this work was to evaluate the temperature effects on the development, survival and reproduction of S. flava fed on Pennisetum purpureum. Twelve-hour-old nymphs were individualized on sections of elephant grass blades and maintained at 12, 16, 20, 24, 28 and 32ºC ± 1ºC, UR 70 ± 10% and 12h photophase. A total of 150 nymphs were used per treatment divided in 30 replicates, using a totally random design. The lower threshold temperatures (LTT) for first, second, third and fourth instars were 0.83, 1.05, 3.01 and 4.98ºC, respectively, indicating a change in thermal requirements as the development progress. The LTT for the whole nymphal stage was 2.08ºC, pointing to the tolerance of this species to low temperatures. A significant reduction in survival was observed at high temperatures (28 and 32ºC). Although the reproductive periods were longer and insects lived longer at 12ºC as compared with those at higher temperatures, the total fecundity was substantially reduced. The overall life cycle duration was almost twice as long at 12ºC than at 24ºC. The greatest daily production of nymphs and greatest number of nymphs produced overall occurred at 24ºC. The temperatures of 20ºC and 24ºC were more suitable to S. flava development and reproduction.

Key words: Biology, thermal requirement, yellow aphid, Insecta

As pastagens são importantes para a alimentação animal pelo seu potencial de produção a baixo custo, e quando utilizadas de forma eficiente representam um dos fatores de maior relevância para a redução de custos na produção leiteira (Souza et al 2002). Entre as gramíneas tropicais, o capim-elefante destaca-se pela alta produtividade e qualidade da forragem (Xavier et al 2001), sendo amplamente utilizado na formação de capineiras (Costa & Gonçalves 1988).

Uma das prioridades da pecuária nacional é a intensificação de pesquisas referentes à produção de leite por vacas alimentadas exclusivamente em áreas de pastagens. Desta forma, torna-se necessária a utilização de gramíneas forrageiras com maior potencial de produção e qualidade nutritiva e, nesse sentido, o capim-elefante tem ganhado destaque (Abreu et al 2006).

Diversas espécies de insetos causam prejuízos econômicos em agrossistemas, sendo os afídeos responsáveis por danos em vários deles. Esses insetos desenvolvem-se de forma rápida e a velocidade de desenvolvimento de uma população é significativamente influenciada por fatores abióticos e bióticos, sendo a temperatura e o estado vegetativo da planta hospedeira as variáveis mais importantes (Barbagallo et al 1998).

Entre as espécies de afídeos que causam danos em gramíneas forrageiras, Sipha flava (Forbes) tem despertado a atenção de pesquisadores. O gênero Sipha inclui 12 espécies de afídeos que se alimentam de gramíneas (Nuessly 2005). Na dieta de S. flava estão incluídos o sorgo, cana-de-açúcar, trigo, cevada, centeio, entre outros cereais e gramíneas de importância econômica (Blackman & Eastop 2000), assim como as pertencentes aos gêneros Panicum, Paspalum e Pennisetum (Nuessly 2005).

Pesquisas direcionadas ao melhoramento genético do capim-elefante para obtenção de materiais resistentes a alumínio e a cigarrinhas-das-pastagens, em casa-de-vegetação, têm sido inviabilizadas devido a infestações por S. flava. Dessa forma, informações sobre a biologia desse afídeo podem subsidiar importantes ferramentas na elaboração de estratégias de manejo desse inseto-praga.

A literatura ainda é escassa em relação aos estudos referentes aos danos causados pelos afídeos em forrageiras utilizadas na alimentação de bovinos. Por se tratar de uma praga emergente, sobretudo em ambiente de casa-de-vegetação, são necessárias mais pesquisas, evitando que os prejuízos causados por esses insetos ganhem dimensões maiores e de difícil controle. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o desenvolvimento e sobrevivência da fase imatura, assim como, a longevidade e reprodução de adultos de S. flava alimentados com capim-elefante em diferentes temperaturas.

Material e Métodos

Adultos de S. flava foram coletados em capim elefante, P. purpureum, em condições de casas-de-vegetação na Embrapa Gado de Leite, em Juiz de Fora, MG.

Os insetos foram multiplicados em câmaras climatizadas à temperatura de 24 ± 1ºC, UR 70 ± 10% e fotofase de 12h, utilizando seções foliares de capim elefante acondicionadas em potes plásticos de 80 ml contendo água até a metade, como substrato alimentar. As folhas foram presas a discos de isopor ajustados sobre o pote, de forma semelhante a uma tampa, mantendo as mesmas lateralmente eretas e firmes, evitando-se a queda dos pulgões na água.

Ninfas de S. flava, com até 12h de idade, provenientes da criação de manutenção, foram coletadas com pincel de ponta fina e individualizadas em placas cilíndricas de plástico (2,5 cm x 2,5 cm). No interior das placas foi depositada uma camada de ágar:água, de aproximadamente 1 cm de espessura, sobre a qual foram dispostos discos foliares de capim elefante da cultivar Pioneiro, obtidas no Banco de Germoplasma da Embrapa Gado de Leite. As placas foram fechadas com tecido tipo voil fixado com elástico. Os afídeos foram submetidos às temperaturas de 12, 16, 20, 24, 28 e 32ºC ± 1ºC, UR 70 ± 10% e fotofase de 12h, sendo cada tratamento realizado com 150 ninfas, em delineamento inteiramente casualizado.

Em cada tratamento foi avaliado o número, duração e sobrevivência de cada ínstar, a duração do período reprodutivo, capacidade diária e total de produção de ninfas, longevidade e duração do ciclo ninfa-adulto.

Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Scott Knott a 5% de probabilidade. Na fase adulta, não foi possível realizar todas as análises a 28ºC e a 32ºC devido ao reduzido número de insetos emergidos.

Para avaliar a influência da temperatura no período de desenvolvimento de todos os estágios, os dados foram submetidos à análise de regressão e a temperatura base e constante térmica foram estimadas baseadas no método da hipérbole (Bean 1961).

Resultados e Discussão

As plantas de capim-efefante infestadas por S. flava apresentaram manchas avermelhadas nas folhas e o seu processo de senescência foi acelerado como possível resposta de defesa da planta ao ataque dos afídeos (Breen & Teetes 1986, Cronholm et al 1995, Gonzalez et al 2002, Nuessly 2005). As alterações fisiológicas na planta seriam induzidas por produção de antocianina, mediante o estresse sofrido pela planta diante da sucção de seiva pelos afídeos (Young & Teetes 1977, Costa-Arbulú et al 2001, González et al 2002).

Ninfas de S. flava apresentaram quatro ínstares nas seis temperaturas analisadas, assemelhando-se aos resultados obtidos quando alimentadas em folhas cana-de-açúcar e sorgo (Nuessly 2005), e seguindo o padrão geral apresentado por afídeos, independentemente da espécie, da planta hospedeira e da temperatura (Dixon 1987, Hentz & Nuessly 2004).

A duração média dos diferentes ínstares, assim como do período ninfal, decresceu em função da elevação da temperatura entre 12ºC e 24ºC (Tabela 1). Apenas o primeiro ínstar apresentou duração inversamente proporcional à temperatura na faixa térmica estudada (12 a 32ºC), sendo que os demais instares estabilizaram ou até mesmo reduziram a velocidade de desenvolvimento a 28ºC e 32ºC. O efeito dessas temperaturas na velocidade do desenvolvimento do inseto pode ser melhor visualizado quando se observa o período ninfal completo, com aumento significativo a 32ºC (Tabela 1, Fig 1). O aumento na duração dos ínstares de afídeos mantidos em temperaturas mais elevadas pode ser decorrente de uma resposta biológica do inseto a condições desfavoráveis à sua fisiologia.

A análise de regressão, precedida por ajustes nas equações de segundo grau para descrever o efeito da temperatura sobre a duração dos ínstares de S. flava, estimou o limite térmico inferior de desenvolvimento teórico (Tb) em 0,83; 1,05; 3,01 e 4,98 para ninfas de primeiro, segundo, terceiro e quarto ínstares, respectivamente, utilizando-se o desenvolvimento obtido nas temperaturas de 12ºC a 28ºC (porção linear), e de 2,08 para a fase ninfal (Tabela 2). Dessa forma, foi verificada a tolerância de S. flava a baixas temperaturas e diferenças nas exigências térmicas dos diferentes ínstares, dado o aumento da Tb à medida que o inseto aproxima-se do estágio adulto.

Adotando-se 2,08 como limite térmico inferior para o desenvolvimento ninfal, são necessários 192,3 graus-dia (GD) para S. flava atingir o estágio adulto. Assim, considerando uma região produtora de capim-elefante, com temperatura média mensal de 25ºC, pode-se estimar o número médio de quatro gerações/mês do afídeo nessa forrageira. Esses resultados são importantes no auxílio do planejamento de criações em laboratório, bem como na previsão do número de gerações anuais de S. flava que podem ocorrer no campo de acordo com as condições climáticas.

A temperatura influenciou a duração dos instares bem como do período ninfal de S. flava, verificando-se que a velocidade de desenvolvimento foi maior à medida que os afídeos foram mantidos em condições térmicas mais elevadas. A diminuição no período de desenvolvimento em resposta ao aumento da temperatura é característica comum aos insetos e, conseqüentemente, de outros afídeos (Campbell & Mackauer 1975, Fonseca et al 2003, Maia et al 2004).

A temperatura influenciou a sobrevivência dos diferentes ínstares e da fase ninfal de S. flava, sendo 28ºC e 32ºC nocivas aos imaturos, com exceção do terceiro estádio, o qual não teve sua sobrevivência afetada nas seis temperaturas estudadas (Tabela 3). Entre 12ºC e 24ºC, a sobrevivência foi mantida elevada para todos os ínstares, sugerindo ser esse intervalo de temperatura favorável ao desenvolvimento do pulgão (Tabela 3).

Os parâmetros reprodutivos e a longevidade de S. flava também foram influenciados pela temperatura, havendo alongamento da fase reprodutiva e longevidade dos adultos nas menores temperaturas (Tabela 1, Fig 2). A duração dos períodos pré-reprodutivo e reprodutivo e da longevidade do afídeo são influenciados pela planta hospedeira, sendo os valores aqui relatados semelhantes àqueles registrados em outros hospedeiros (Chonhlm et al 1995, Cherry et al 2001, Hentz & Nuessly 2004).

A produção diária de ninfas foi inferior nas duas temperaturas mais baixas (1,22 ninfas/dia a 12ºC e 1,35 ninfas/dia a 16ºC), e maior a 24ºC (3,45 ninfas/dia). Cherry et al (2001) e Nuessly (2005) constataram para S. flava criada em cana-de-açúcar, a produção de uma a cinco ninfas por dia. No entanto, quando folhas de sorgo foram oferecidas como alimento, a produção diária foi de duas a três ninfas (Cronholm et al 1995, Hentz e Nuessly 2004).

Nas temperaturas de 12ºC e 16ºC também foram verificados os menores valores para a fecundidade total, sendo que a maior produção de ninfas ao longo da vida dos afídeos foi constatada a 20ºC (22,25 ninfas) e a 24ºC (24,88 ninfas) (Tabela 1). Hentz e Nuessly (2004) registraram fecundidade total de 54,3 ninfas quando criado em sorgo. Nessa mesma planta hospedeira, Costa-Arbulú et al (2001) registraram fecundidade total média de 24 ninfas.

As diferenças encontradas em relação às variáveis biológicas estudadas para S. flava e os dados disponíveis na literatura referem-se, possivelmente, às diferentes plantas hospedeiras e condições de temperaturas utilizadas, evidenciando, mais uma vez, a interferência das condições climáticas e da planta hospedeira na determinação de importantes aspectos biológicos da espécie. O conhecimento do comportamento dessas variáveis é de extrema importância, pois permitem avanços no entendimento da dinâmica desses insetos no campo, colaborando para o estabelecimento de programas de controle mais eficientes.

As temperaturas de 20ºC e 24ºC foram as mais favoráveis ao desenvolvimento de S. flava, sendo essa faixa de temperatura oportuna para que o inseto atinja o status de praga em capim-elefante, implicando na necessidade de implementação de medidas de controle.

Agradecimentos

À EMBRAPA/ Gado de Leite por ceder o espaço para a realização dos experimentos. Ao Curso de Pós-graduação em Agronomia/ Entomologia da Universidade Federal de Lavras/UFLA. À FAPEMIG pela bolsa concedida para a doutoranda.

Received 14/XII/07. Accepted 01/V/09.

Edited by Edson R Sujii – EMBRAPA/Cenargen

• Abreu J C, Davide L C, Pereira A V, Barbosa S (2006) Mixoploidia em híbridos de capim-elefante x milheto tratados com agentes antimitóticos. Pesq Agrop Bras 41: 1629-1635.
• Barbagallo S, Cravedi P, Pasqualini E, Patti (1998) Pulgones de los principales cultivos frutales. Madri, Mundi-Prensa, 121p.
• Bean J L (1961) Predicting emergence of second-instar spruce budworm larvae from hibernation under field conditions in Minnesota. Ann Entomol Soc Am 54:175- 177.
• Blackman R L, Eastop V F (2000) Aphids on the worlds crops: an identification and information guide, 2nd ed, Wiley, Chicherster, UK. 482p.
• Breen J P, Teetes G L (1986) Relationships of the yellow sugarcane aphid (Homoptera: Aphididae) density to sorghum damage. J Econ Entomol 79: 1106-1110.
• Campbell A, Mackauer M (1975) Thermal constants for development of the pea aphid (Homoptera: Aphididae) and its parasites. Can Entomol 107: 4119-423.
• Costa N de L, Gonçalves C A (1988) Épocas de vedação e utilização de capineiras de capim-elefante em Porto Velho, Rondônia. Past Trop 10: 34-37.
• Costa-Arbulú C, Gianoli E, González W L, Niemeyer H M (2001) Feeding by the aphid Sipha flava produces a reddish spot on leaves of Sorghum halepense: an induced response? J Chem Ecol 27: 271-281.
• Cherry R H, Schueneman T J, Nuessly G S (2001) Insect management in sugarcane. Inst Food Agric Sci. Disponível em: <http://edis.ifas.ufl.edu/ig065>. Acessado em 15/4/2008.
• Dixon A F G (1987) Parthenogenetic reproduction and the rate of increase in aphids. In Minks A K, Harrewinjn P, World crop pests – aphids: their biology, natural enemies and control. Amsterdam, Elsevier, 2A: 97-287.
• Chonhlm G, Knutson A, Parker R, Teetes G, Pendleton B (1995) Managing insect and mite pests of Texas sorghum beaumont: Texas Agricultural Extension Service. Disponível em <http://www. http://sanangelo.tamu.edu/agronomy/sorghum/b1220.pdf>. Acessado em 15/04/2007.
• Fonseca R F, Carvalho C F, Souza B, Cruz I (2003) Desenvolvimento de Rhopalosiphum maidis (Fitch, 1856) (Hemiptera: Aphididae) em sorgo, cultivar BR304. Ciênc Agrotec, Edição Especial: 1470-1478.
• Gonzáles W L, Fuentes-Contreras E, Niemeyer H M (2002) Host plant and natural enemy impacto n cereal aphid competition in a seasonal environment. Oikos 96: 481- 491.
• Hentz M, Nuessly G (2004) Development, longevity, and fecundity of Sipha flava (Homoptera: Aphididae) feeding on Sorghum bicolor Environ Entomol 33: 546-553.
• Maia W J M e S, Carvalho C F, Cruz I, Souza B, Maia T J A (2004) Influencia da temperatura no desenvolvimento de Rhopalosiphum maidis (Fitch, 1856) (Hemiptera: Aphididae) em condições de laboratório. Ciênc Agrotec 28: 520-529.
• Nuessly G S (2005) Yellow sugarcane aphid, Sipha flava (Forbes) (Insecta: Heteroptera: Aphididae. Gainesville: Institute of Food and Agricultural Sciences. Florida. Disponível em: <http://creatures.ifas.ufl.edu>. Acessado em 21/6/2006.
  » link
• Souza B, Carvalho C F (2002) Population dynamics and seasonal occurrence of adults of Chrysoperla externa (Hagen, 1861) (Neuroptera: Chrysopidae) in a citrus orchard in Southern Brazil. Acta Zool Acad Scient Hung 48: 301-310.
• Xavier D F, Carvalho M M, Botrel M A, Freitas V P, Verneque R S (2001) Efeito do manejo pós-plantio no estabelecimento de pastagem de capim-elefante. Rev Bras Zootec 30: 1200-1203.
• Young W R, Teetes G L (1977) Sorghum entomology. Annu Rev Entomol 22: 193-218.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  13 Jul 2009
• Data do Fascículo
  Jun 2009

Histórico

• Aceito
  01 Maio 2009
• Recebido
  14 Dez 2007