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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2021.tde-05082021-113304
Documento
Autor
Nombre completo
Inana Xavier Schutze
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2021
Director
Tribunal
Yamamoto, Pedro Takao (Presidente)
Baldin, Edson Luiz Lopes
Lopes, Joao Roberto Spotti
Lorenzon, André Luiz
Título en inglés
Damage assessment and monitoring of the whitefly Bemisia tabaci MEAM1 (Hemiptera: Aleyrodidae) in soybean
Palabras clave en inglés
Glycine max
Field conditions
Hyperspectral proximal sensing
Protein content
Sampling
Silverleaf whitefly
Sugar content
Resumen en inglés
In recent decades, Bemisia tabaci MEAM1 has become a serious pest for soybean in Brazil, causing direct and indirect damage, however, the population level that effectively causes productivity losses in soybean is not known. Bemisia tabaci reduced size and fast population growth make monitoring a challenge, and since whiteflies are sucking species, it is more difficult to measure the damage caused by this pest, so generally, the damage is indirectly inferred by yield losses. The goal here was to better understand how B. tabaci influences the soybean crop and to identify new approaches for improving the management of this pest. Temperature influences B. tabaci development affecting the lifecycle length, population size, and crop yield. An increase of 3° C in temperature affected the population density of B. tabaci. The higher temperature promoted a shorter lifecycle and, as consequence, more B. tabaci generations. Bemisia tabaci can cause yield losses of over a ton in a soybean field and, in temperatures around 25° C, it represented 30% of total production. A decrease of 33 g in the weight of thousand grains was also observed, and although no significant differences were observed among the grains' vigor quality, estimated losses were up to 440 kg ha-1 in protein content. Monitoring insect pest populations in the fields is essential, but laborious and sometimes ineffective. The use of hyperspectral proximal sensing (PS) is a tool that allows the identification of arthropod-infested areas without contact with the plants. This optimizes the time spent on crop monitoring, important for large cultivation areas. The hyper-spectral PS was used to find differences in the responses obtained from B. tabaci soybean non-infested and infested leaves, with good accuracy by the responses of the bands related to photosynthesis and water content, which allowed us to discriminate the different levels of infestation and to separate healthy from whitefly infested soybean leaves based on their reflectance. Imprecise decision-making in an integrated pest management program may lead to ineffective control. Also, high infestation levels may diminish the photosynthetic activity of soybean, reducing their development and yield. An alternative to directly measuring the damage caused by B. tabaci is following how the insect feeding alters leaf chemical composition and photosynthesis of infested plants. Leaf chemical composition affects the performance of whiteflies. Plants with a higher level of sugars present better conditions for the development of B. tabaci, also reduction of the photosynthetic rate caused by whitefly infestation has been reported for many crops causing yield losses, associated with decreases in chlorophyll content. Correlation networks were created from data on sugar content, starch, and photosynthetic parameters connecting these factors to the number of nymphs. Bemisia tabaci feeding affected the plant's physiology and its interaction were reflected in part by the relationships among photosynthetic parameters as well as the levels of sugars and starch. The results found here are helpful for better understanding some conditions in which soybean is more vulnerable to B. tabaci, providing tools for improving the monitoring and control of this key pest.
Título en portugués
Avaliação de danos e monitoramento da mosca-branca Bemisia tabaci MEAM1 (Hemiptera: Aleyrodidae) na cultura da soja
Palabras clave en portugués
Glycine max
Amostragem
Condições de campo
Mosca-branca
Sensoriamento proximal
Teor de açúcares
Teor de proteína
Resumen en portugués
Nas últimas décadas, Bemisia tabaci MEAM1 tornou-se importante praga para a soja brasileira, causando danos diretos e indiretos, entretanto, o nível populacional que efetivamente causa perdas de produtividade na cultura ainda é desconhecida. Seu tamanho reduzido e rápido crescimento populacional tornam o monitoramento um desafio e, como espécie sugadora, torna-se mais difícil medir os danos causados, sendo este inferido indiretamente por perdas de produção. O objetivo neste trabalho foi entender como B. tabaci influencia na cultura da soja e identificar novas abordagens para melhorar seu manejo. A temperatura influencia no desenvolvimento de B. tabaci afetando a duração do ciclo de vida, o tamanho da população e o rendimento da cultura. Um aumento de 3° C afetou a densidade populacional de B. tabaci, promovendo um ciclo de vida mais curto e, como consequência, mais gerações da mosca-branca. Bemisia tabaci pode causar perdas acima de uma tonelada em uma lavoura de soja o que, em temperaturas de aproximadamente 25° C, representou 30% da produção total. Foi observada ainda redução de 33 g no peso de mil grãos e, embora não tenham sido observadas diferenças significativas no vigor dos grãos, as perdas estimadas foram de até 440 kg ha-1 no teor de proteína. O monitoramento de insetos-praga nos campos é essencial, mas trabalhoso e às vezes ineficaz. O uso de sensoriamento proximal hiperespectral (PS) permite a identificação de áreas infestadas por artrópodes sem contato com as plantas, otimizando o tempo gasto no monitoramento da cultura, importante para grandes áreas de cultivo. O PS hiperespectral encontrou diferenças nas folhas de soja, não infestadas e infestadas por B. tabaci, com boa acurácia pelas respostas das bandas relacionadas à fotossíntese e teor de água, permitindo discriminar os diferentes níveis de infestação e separar as folhas de soja saudáveis das infestadas com base em sua refletância. A tomada de decisão imprecisa em um programa de manejo integrado de pragas pode levar a um controle ineficaz. Além disso, altos níveis de infestação podem diminuir a atividade fotossintética da soja, reduzindo seu desenvolvimento e produtividade. Uma alternativa para medir diretamente os danos causados por B. tabaci é acompanhar como a alimentação do inseto altera a composição química da folha e a fotossíntese de plantas infestadas. A composição química afeta o desempenho das moscas-brancas, plantas com maiores teores de açúcares apresentam melhores condições para o desenvolvimento de B. tabaci, também tem sido relatada redução da taxa fotossintética causada pela infestação da mosca-branca em muitas lavouras causando perdas de produtividade, associadas à diminuição do teor de clorofila. Redes de correlação foram criadas a partir de dados sobre teor de açúcares, amido e parâmetros fotossintéticos conectando esses fatores ao número de ninfas. A alimentação de B. tabaci afetou a fisiologia da planta e sua interação foi refletida pelas relações entre os parâmetros fotossintéticos, bem como os níveis de açúcares e amido. Os resultados encontrados aqui são úteis para melhor entender algumas condições em que a soja é mais vulnerável a B. tabaci, fornecendo ferramentas para melhorar o monitoramento e controle desta praga-chave.
 
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Fecha de Publicación
2021-08-05
 
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