Padrão de distrubuição das populações anuais e modelo fenologico para o manejo da cigarrinha-das-pastagens, Deois flavopicta (Homoptera: Cercopidae)

Orientador: Maria Alice GarciaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Este trabalho apresenta informações sobre o padrão de distribuição e respostas ecofisiológicas da cigarrinha-das-pastagens, Deois flavopicta (Homoptera: Cercopidae), necessárias para a modelagem matemática de sua dinâmica populacional. As simulações resultantes desse modelo poderão auxiliar nas tomadas de decisão sobre medidas de controle desta importante praga de gramíneas cultivadas no Brasil Central. A análise do padrão de distribuição espacial do inseto foi feita usando o índice de dispersão (variância/média), o valor de k da distribuição binomial, o índice de Morizita e o coeficiente de Morizita padronizado. Esses índices mostraram que D. flavopicta possui um padrão de distribuição fortemente agregado nos estágios de ovo e ninfa, que pode ser ajustado como uma distribuição de freqüência do tipo binomial negativa. Os adultos tendem a se distribuir ao acaso, embora algumas amostras tenham apresentado distribuição uniforme ou fracamente agregada. O padrão fortemente agregado de distribuição dos ovos é determinado pelo comportamento de oviposição das fêmeas e provavelmente pela distribuição dos sítios preferidos para as desovas. Esse padrão se mantém ao longo dos picos populacionais e não é alterado pelo acúmulo de ovos diapáusicos durante o segundo e terceiro picos populacionais (fevereiro a maio). Foi observada uma relação positiva entre a densidade de ovos e a cobertura do solo por gramínea e por palha. A compreensão dos fatores que determinam a escolha dos sítios de ovoposição pelas fêmeas será indispensável para a estratificação das amostragens de ovos e elevação do nível de confiabilidade dos estimadores. A secreção de espuma pelas ninfas para proteção contra dessecação e a baixa mobilidade de D flavopicta nesse estágio determinam um padrão geral de distribuição agregado na escala de amostragem estudada (0,0625 m2), principalmente para ninfas menores. A correlação positiva entre o número médio de ninfas por espuma e a proporção de ninfas pequenas na população sugere que as ninfas maiores dispersam-se para outras plantas. Esse comportamento pode estar relacionado tanto às condições ambientais como à qualidade do alimento. Devido a sua capacidade de vôo, os adultos apresentam maior mobilidade e sua distribuição espacial é, na maioria das vezes, aleatória. A coleta de ovos no solo mostrou que a densidade populacional antes do início do ciclo, durante a estação seca, foi 10 vezes maior que a observada após o primeiro pico populacional. A acumulação de ovos diapáusicos nos 3 picos populacionais, em proporções cada vez maiores, explicam essa variação observada na densidade de ovos. Devido a essa característica, o inseto apresenta grande potencial para explosões populacionais mesmo no primeiro pico populacional. A curva de sobrevivência de D. flavopicta mostrou uma mortalidade uniforme na fase ninfal, não havendo indicações de que algum inimigo natural possa ser fator de mortalidade relevante para a dinâmica populacional da cigarrinha. As baixas temperaturas noturnas do solo (< 18° C) durante a estação seca quebram a diapausa dos ovos e tomam possível a sua eclosão em condições favoráveis. O estudo da constante térmica para o desenvolvimento de ovos não-diapáusicos mostrou que a temperatura de choque térmico de 15 ºC está acima da temperatura limiar de desenvolvimento que é de 13,7°C para D. flavopicta. O tempo médio de desenvolvimento dos ovos pós-diapáusicos mostrou-se inversamente relacionado com o tempo de exposição a um regime de 23/15° C (Dia/Noite) e pode ser modelado por análise de regressão linear. Observações de campo mostraram que a data do início da estação chuvosa pode afetar o sincronismo das eclosões de ninfas devido ao término natural da diapausa durante a estação seca. O monitoramento das condições climáticas e a alimentação do modelo com estes dados permitiu a simulação do momento e do sincronismo das eclosões das ninfas do primeiro pico populacional. A comparação entre a curva populacional de ninfas observadas no campo e a curva teórica fornecida pelo simulador permitiu validar o modelo, quanto a sua capacidade de prever a época de ocorrência e a densidade potencial de ninfas de D. flavopicta no campo. Este modelo representa uma primeira aproximação a ser aperfeiçoada a partir do refinamento da metodologia para estimar os parâmetros ecofisiológicos e populacionais relacionados aos fatores demográficosAbstract: This paper presents information on aspects of Deois flavopictds (Homoptera: Cercopidae) distribution patterns and ecophysiological responses, which are relevant for the design of a mathematical model of the population dynamics of this pasture spittlebug. The resulting simulation helps decision making on control measures to be applied against this important pest of cultivated pastures in Central Brazil. Analysis of spatial distribution pattern was made using the Dispersion Index (Variation/Mean), the k value of the binomial distribution, the Morizita Index and the Morizita Standardized Coefficient. These indexes showed that eggs and nymphae of D. flavopicta have a strongly aggregated distribution pattern, which may fit the Negative Binomial frequency distribution. The adults tend to distribute by chance, although some samples showed uniform or weakly contagious spatial distribution pattem. The strongly aggregated pattern of egg distribution is determined by female oviposition behavior and, probably, by the distribution of the preferred oviposition sites. This pattem is maintained througout the three annual generations of D. flavopicta and it is not changed by accumulation of diapause eggs during the second and third peak (February through May). A weak positive correlation between egg density and ground covering by grass or straw was observed. The pattems that determine the choice of oviposition sites by females will be relevant information for the stratification of egg samples, and for the improvement of the confidence level of the estimators. Spittle secretion by the nymphae for protection against desiccation, and the low mobility of D. flavopicta in the nympha stage determine the general pattern of aggregated distribution in the sample scale studied, even more so for small nymphs. The positive correlation between the average number of nymphs per spittle and the proportion of small nymphae in the population suggests that larger nymphae disperse to other host plants. This behavior may be related to environmental conditions or to food quality. Due to their flight ability, adults of D. flavopicta present higher mobility and thus are randomly distributed in most cases. Soil egg sampling showed that population density during dry season, before the beginning of the active annual cycle, was ten times larger than that observed after the first population peak. The accumulation of diapausing eggs throughout the three population peaks, on ever increasing proportions, explains the variation on the observed egg density. Due to this, D. flavopicta presents a high potential for outbreaks, even in the first generation. The survivorship curve of this insect showed a uniform mortality during the nymphal stage, with no indication that natural enemies could be important mortality factors, relevant to population dynamics of D. flavopicta. The low soil temperatures at night (< 18°C) during the dry season brake diapause and promote hatching of the eggs if they are exposed to favorable conditions. Studies of the thermal constant for development of non-diapausing eggs showed that temperature of 15°C is above the threshold temperature for development, which is 13,7°C for D. flavopicta. The average developmental time of postdiapausing eggs is negatively correlated to the time of diapausing exposure to a temperature regime of 23/15°C (Day/Night), and may be modelled by linear regression analysis. Field observations showed that the delay of the rainy season may increase the synchronism of egg hatching due to the natural termination of diapause during dry season. Monitoring weather conditions and feeding the model with these it was possible to simulate the time and synchronism of hatching for the first generation eggs. Comparison between nymphae population curves observed in the field and the theoretical curve provided by simulation validated the model in regard to its capacity to predict the time of occurrence and the potential density of D. flavopictds nymphae population in the field. This model represents the first approximation to be improved when more adjusted methodologies to estimate cophysiological and population parameters related to demographic factors become availableMestradoEcologiaMestre em Ciências Biológica