SIMULAÇÃO DO ZONEAMENTO ECOLÓGICO DA LAGARTA-DO-CARTUCHO NO RIO GRANDE DO SUL COM O AUMENTO DE TEMPERATURA

ECOLOGICAL ZONING OF THE FALL ARMYWORM IN THE STATE OF RIO GRANDE DO SUL, BRAZIL

RESUMO

A lagarta-militar é uma praga polífaga que causa grandes prejuízos às culturas do arroz e milho no Rio Grande do Sul. Vários estudos têm sido direcionados à minimização dos danos causados por ela. A constatação de biótipos de Spodoptera frugiperda no Rio Grande do Sul, associada a elevação da temperatura, criou novos cenários e implicações no manejo dessa praga. O objetivo desse trabalho foi definir o zoneamento ecológico de S. frugiperda para os biótipos “arroz” e “milho” no Estado, com base nas exigências térmicas do inseto para estimar o número de gerações, conforme o aumento das temperaturas mínimas, previsto pelo IPCC. Nas condições ecológicas atuais, o biótipo “arroz” pode atingir 5 a 9 gerações ao ano, porém, com aumentos de 1º, 3º e 5,8º C, atingir de 5 a 10, 6 a 12 e 9 a 14 gerações, respectivamente. O biótipo “milho” atualmente pode atingir de 2 a 8 gerações ao ano, com os referidos aumentos de temperatura atingiria três a 8, 6 a 10 e 8 a 13 gerações, respectivamente.

PALAVRAS-CHAVE
Spodoptera frugiperda ; temperatura; distribuição de pragas

ABSTRACT

The fall armyworm is a polyphagous pest that causes major damage to rice and maize crops in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Various studies have been conducted to minimize the damage caused by the larvae. The observation of biotypes of S. frugiperda in the state of Rio Grande do Sul, associated to higher temperature, has created new scenarios and implications in the management of this pest. The objective of the present study was to define the ecological zoning of S. frugiperda biotypes for “rice” and “corn” in the state, based on thermal requirements of the insect in order to estimate the number of generations, according to the increase in the minimum temperatures predicted by the IPCC. In the current ecological conditions, the biotype “rice” may reach 5 to 9 generations per year, however, with increases of 1, 3 and 5.8° C, it could reach up to 5 to 10, 6 to 12 and 9 to 14 generations, respectively. The biotype “maize,” which today may reach 2 to 8 generations per year, with these increases in temperature would reach 3 to 8, 6 to 10 and 8 to 13 generations, respectively.

KEY WORDS
Spodoptera frugiperda ; temperature; pest distribution

INTRODUÇÃO

As culturas do arroz e do milho são básicas à alimentação humana, constituindo-se em fontes de calorias para grande parte da população mundial, portanto, assumindo relevante papel sócio econômico (WEBSTER; GUNNELL, 1992). No Brasil, de acordo com a CONAB (COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO, 2008), em 2006/2007, foram cultivados aproximadamente 3 milhões de hectares com arroz e 15 milhões de hectares com milho.

Diversas espécies de insetos danificam as culturas do arroz e do milho desde a semeadura à fase de formação dos grãos (GRÜTZMACHER, 1994; MARTINS; BOTTON, 1996; GRÜTZMACHER et al., 2000a). Dentre as mais prejudiciais, destaca-se Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), conhecida por lagarta-da-folha e lagarta-do-cartucho, nas culturas do arroz e do milho, respectivamente (VIANA et al., 2004).

Na cultura do arroz, no Rio Grande do Sul, principalmente em áreas planas, o ataque das lagartas de S. frugiperda é mais crítico no período entre a emergência das plantas e a inundação da lavoura, quando corta os colmos de plantas novas rente ao solo. Em áreas inclinadas (lavouras de coxilha), o ataque se estende a plantas mais desenvolvidas, principalmente às localizadas sobre as taipas, englobando desfolhamentos e danos às flores e panículas (MARTINS, 2004).

Na cultura do milho, a capacidade de dano das lagartas de S. frugiperda é influenciada pelo vigor das plantas e pelo clima. As lagartas de primeiro e segundo instar consomem parte das folhas e mantém a epiderme intacta, aparentando sintoma de raspagem. Em instares mais avançados perfuram as folhas e estabelecem-se no cartucho do milho. Ainda, podem perfurar a base dos colmos e atacar as espigas. O ataque é mais crítico quando ocorre sobre plantas com 8 a 10 folhas, podendo causar redução de 19% no rendimento (GRÜTZMACHER et al., 2000b).

Recentemente foi constatada a presença de biótipos “arroz” e “milho” de S. frugiperda, no Rio Grande do Sul (BUSATO et al., 2004). Reações diferenciadas de biótipos, quanto à suscetibilidade a inseticidas, resistência de plantas e preferência para oviposição têm sido observadas (ADAMCZYK et al., 1997; EDWARDS et al., 1999). O biótipo “arroz” demostrou ser mais suscetível a inseticidas como o diazinom e carbaryl, e o biótipo “milho” ao carbofurano. Ademais, lagartas do biótipo “arroz” demonstraram ser mais suscetíveis a Bacillus thuringiensis.

Vários estudos têm sido realizados visando minimizar os danos causados pela lagarta, tanto em arroz quanto em milho. Um dos fatores que deve ser considerado refere-se às mudanças na temperatura. Há pouco conhecimento sobre os efeitos dessas mudanças nos diversos ecossistemas brasileiros. Apesar de alguns fenômenos evidenciarem uma relação entre as mudanças climáticas e alterações na biodiversidade animal e vegetal, as informações não são precisas. O aumento da temperatura média global poderá causar o declínio populacional de plantas e animais e já tem sido observado que algumas espécies de plantas têm florescido mais cedo e, além disso, já foi atribuída às mudanças climáticas a proliferação de certas espécies de insetos, bem como, alterações na duração do desenvolvimento, tamanho, longevidade, fecundidade, razão sexual, comportamento e distribuição geográfica (HENCE et al., 2007)

As pesquisas sobre o efeito de mudanças climáticas na agricultura brasileira ainda são restritas (SIQUEIRA, 2001), no entanto, os estudos nesse sentido tornam-se cada vez mais importantes. Revisão bibliográfica das pesquisas desenvolvidas no mundo sobre este tema (GHINI, 2005) indica que as mudanças no clima poderão modificar a importância relativa de insetos-praga e doenças das principais culturas, com consequente alteração no atual cenário fitossanitário da agricultura brasileira.

O objetivo desse trabalho foi realizar o zoneamento ecológico de S. frugiperda biótipos “arroz” e “milho” para o Rio Grande do Sul, baseando-se nas exigências térmicas, e simular o aumento do número de gerações conforme o aumento das temperaturas mínimas, previstas no relatório de mudanças climáticas globais pelo Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática (IPCC, 2007).

MATERIAL E MÉTODOS

Para calcular a soma térmica (graus-dia), foram usados dados climáticos de séries históricas da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Sul (Fepagro) e do 8º Distrito de Meteorologia do Instituto Nacional de Meteorologia (8º Disme/Inmet). Em relação às temperaturas máxima (Tmax) e mínima (Tmin) diárias, foi calculado o somatório de horas de calor (GD) superiores ao limiar térmico inferior de desenvolvimento ou temperatura base (Tbase) de 9, 6 e 10, 9º C, determinados por BUSATO et al. (2005), respectivamente, para os biótipos “arroz” e “milho” de S. frugiperda. A soma térmica foi calculada para todos os meses do ano, sendo utilizados como referencial os valores de 470, 5 e 463, 0 grausdias (GD) necessários para completar uma geração dos biótipos “arroz” e “milho”, respectivamente (BUSATO et al., 2005), segundo a seguinte fórmula:

$$GD = \left[\raisebox{1ex}{$\left(Tmáx + T \min \right)$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\right] = Tbase$$

Aos valores de Tmin foram adicionados 1º C, 3º C e 5, 8º C, simulando aquecimentos do ar com a elevação de temperaturas, previstos para ocorrerem até o final do século XXI, em consequência de mudanças climáticas globais decorrentes do aumento do CO2 na atmosfera (IPCC, 2007). Os novos valores de Tmin foram aplicados à equação GD, simulando cenários de aquecimento global de 1º C, nos próximos 10 anos, e de 5, 8º C, nos próximos 90 anos. Os dados foram interpolados por meio de sistemas de informações geográficas, utilizando o programa ArcGIS, versão 9, de acordo com a altitude, latitude e longitude. Usaram-se equações que relacionam o número de gerações da lagarta-do-cartucho com as coordenadas geográficas, obtidas a partir de séries históricas (Tabela 1).

Tabela 1
Equações utilizadas na previsão do número de gerações de Spodoptera frugiperda em função da altitude, latitude e longitude das estações meteorológicas do Rio Grande do Sul.

Temperatura mínima do ar (ºC)	Equação de regressão	R2
Atual	25, 31+0, 651*latitude-0, 030*longitude-0, 0032*altitude	0, 68
+1º C	27, 15+0, 534*latitude+0, 059*longitude-0, 0034*altitude	0, 55
+3º C	17, 97+0, 486*latitude-0, 100*longitude-0, 0033*altitude	0, 67
+5, 8º C	27, 51+0, 662*latitude-0, 038*longitude-0, 0029*altitude	0, 47

Utilizaram-se valores de altitude do modelo digital de elevação do SRTM (U.S. GEOLOGICAL SURVEY, 1999), adaptado para o sistema brasileiro de referência oficial por WEBER et al. (2004), nos quais os pontos são distribuídos espacialmente como uma grade, com um valor a cada 90 metros. A latitude e a longitude foram determinadas da mesma forma (Tabela 1)

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O biótipo “arroz” de S. frugiperda, detectado no Rio Grande do Sul (BUSATO et al., 2004), nas condições atuais de temperatura, pode atingir de 5 a 9 gerações ao ano (Fig. 1A). O menor número de gerações ocorre na região Nordeste e no extremo Sul, e o maior número na região Noroeste do Estado, nas quais tradicionalmente o arroz não é cultivado. Na região do extremo Sul, produtora de arroz, o inseto atinge 6 gerações.

Fig. 1
Previsão do número de gerações anuais do biótipo arroz de Spodoptera frugiperda em função das condições climáticas atuais do Rio Grande do Sul (A) e de aumentos de 1º C (B), 3º C (C) e 5, 8º C (D) na temperatura mínima do ar.

Considerando-se uma elevação de 1º C na temperatura mínima do ar (Fig. 1B), no geral, haveria o aumento de uma geração de S. frugiperda em quase todas as regiões. Nas regiões orizícolas como a Sul e a Fronteira Oeste esta elevação, possivelmente, incorreria em aumento do risco de danos à cultura. Para um aumento de 3º C na temperatura mínima do ar, o número de gerações ao ano oscilaria de 6 a 12 (Fig. 1C). Nessa circunstância, áreas tradicionais de produção de arroz seriam amplamente afetadas. Em caso de uma elevação de 5, 8º C na temperatura, no Rio Grande do Sul, o biótipo “arroz” de S. frugiperda atingiria de 9 a 14 gerações ao ano, independente da região orizícola, e os danos da lagarta-da-folha seriam consideráveis (Fig. 1D).

Fig. 2
Previsão do número de gerações anuais do biótipo milho de Spodoptera frugiperda em função das condições climáticas atuais do Rio Grande do Sul (A) e de aumentos de 1º C (B), 3º C (C) e 5, 8º C (D) na temperatura mínima do ar.

Em relação ao biótipo “milho” de S. frugiperda detectado no Rio Grande do Sul, nas condições atuais, seriam atingidas de 2 a 8 gerações ao ano (Fig. 2A). Menor número de gerações do biótipo (2 a 4), porém, ocorre na região Nordeste do Estado, provavelmente devido ao fato da região não se caracterizar como produtora de milho. Por outro lado, no Centro Nordeste, Fronteira Oeste e Sul, o biótipo desenvolve 5 a 6 gerações. Nas demais regiões ocorrem 7 gerações, até atingir 8 na região Noroeste, de maior concentração de municípios produtores de milho. Havendo uma elevação na temperatura mínima do ar de 1º C (Fig. 2B), o cenário seria completamente diferente. Em áreas onde ocorriam somente 2 gerações, seriam detectadas de 3 a 5, sendo que no restante do Estado ocorreriam de 6 a 8 gerações. Um aumento de 3º C na temperatura mínima do ar implicaria em mudanças ainda mais significativas. Apenas no extremo da região Nordeste, onde atualmente ocorrem 2 gerações, poderiam surgir 6 gerações, sendo essa a região menos favorável ao biótipo. Nas demais regiões, ocorreriam de 7 a 9 gerações e, no Noroeste, mais propício ao desenvolvimento do biótipo, até mesmo 10 gerações (Fig. 2C). No caso de um aumento da temperatura mínima do ar para 5, 8º C, a situação se tornaria altamente desfavorável à cultura do milho, mesmo no extremo Nordeste do Estado, onde ocorreriam de 8 a 9 gerações enquanto no restante do Estado, de 10 a 13 (Fig. 2D).

Os resultados obtidos neste trabalho, sobre simulação de aquecimento global, com elevação da temperatura, sem considerar efeitos da disponibilidade de alimento e de inimigos naturais, no desenvolvimento dos biótipos “arroz” e “milho” de S. frugiperda, indicaram que determinadas regiões do Rio Grande do Sul tornariam-se impróprias ao cultivo de ambos os cereais. A lagarta-da-folha ou lagarta-do-cartucho sendo polífaga encontra alimento ao longo do ano. Assim, se fatores climáticos ainda favorecerem seu desenvolvimento, a tendência é haver dificuldade crescente para o cultivo de arroz e milho em determinadas regiões. Outro fator agravante é que a existência de biótipos de S. frugiperda não condiciona o ataque a uma ou outra cultura, o que existe são insetos mais adaptados ao arroz ou ao milho (BUSATO et al., 2004), o que não impede que cada biótipo ataque a outra cultura. Estes fatos reforçam a necessidade de estudos de zoneamento ecológico, que poderão definir o grau de risco de ataque da lagarta nas diferentes regiões produtoras de arroz e milho. No entanto, maior importância deve ser direcionada à segunda safra (safrinha) de milho, visto as condições ecológicas da época (temperaturas elevadas e período mais propicio a estiagem) serem mais favoráveis ao desenvolvimento do inseto.

CONCLUSÕES

1. O biótipo “arroz” de S. frugiperda pode atingir de 5 a 9 gerações ao ano nas condições térmicas atuais do estado do Rio Grande do Sul, e 5 a 10, 6 a 12, e 9 a 14 gerações por ano, com aumentos de 1ºC, 3ºC e 5, 8ºC, respectivamente.

2. O biótipo “milho” de S. frugiperda pode atingir de 2 a 8 gerações ao ano nas condições térmicas atuais do estado do Rio Grande do Sul, e 3 a 8, 6 a 10 e 8 a 13 gerações ao ano, com aumentos de 1ºC, 3ºC e 5, 8ºC, respectivamente, para o Estado do Rio Grande do Sul.

REFERÊNCIAS

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  25 Jun 2021
• Data do Fascículo
  Oct-Nov 2009

Histórico

• Recebido
  23 Set 2008
• Aceito
  05 Out 2009