UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA

DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA E ZOOTECNIA

ÁREA DE ENTOMOLOGIA

 

Texto produzido por

 

Profa. Assist. Dra. Maria Aparecida Castellani Boaretto

Prof. Adjunto Esp. André Luiz Santos Brandão

   

 

Vitória da Conquista, BA

Maio/2000

 

 

AMOSTRAGEM DE INSETOS

 

 

 

 

1. INTRODUÇÃO

       A amostragem é uma das etapas fundamentais em estudos de ecologia quantitativa. A confiabilidade dos resultados depende do esquema de amostragem utilizado para obtê-los.

       Informações sobre populações de insetos servem para uma grande variedade de propósitos, mas o objetivo de um estudo pode determinar os métodos usados e, assim, estes devem ser claramente definidos no início.

       Os estudos de populações podem ser divididos em extensivos e intensivos.

       Estudos extensivos são conduzidos em grandes áreas e normalmente voltados para distribuição de espécies de insetos ou para predizer danos, bem como a aplicação de medidas de controle. Uma mesma área pode ser amostrada várias vezes durante um dado período, dando-se ênfase para um particular estágio de desenvolvimento do inseto. O tempo de amostragem obviamente é de importância crítica: deve ser apropriada em relação ao estágio de desenvolvimento escolhido. Os estudos,   normalmente fornecem informações

 

sobre o nível padrão da população na área ou em anos sucessivos, possibilitando relacionar o nível populacional a certos fatores edáficos ou climáticos.

       Estudos intensivos envolvem observações contínuas de uma população numa mesma área. Normalmente, tais informações permitem elaborar tabelas de vida (sobre estágios sucessivos de desenvolvimento) ou determinar os fatores que causam as maiores flutuações no tamanho da população e aqueles que a regulam. Estudos intensivos podem ter objetivos mais específicos, como a determinação do nível de parasitismo, taxa de dispersão e de mudanças na população, etc.

       O levantamento de populações e os estágios nos quais os fatores de mortalidade operam são os passos iniciais para estimar a produtividade dos ecossistemas.

        No contexto do MIP, a tomada de decisão é um aspecto chave e básico para se decidir sobre a necessidade ou não de alguma ação de controle com base nas populações das pragas e, de forma ideal, nas populações dos inimigos naturais também. Assim, estimativas precisas da abundância de uma praga são absolutamente primordiais no desenvolvimento de técnicas de MIP, dentro do qual inclui-se o momento apropriado de utilização de práticas de controle químico quando as populações alcançam o nível de limiar econômico.

       O monitoramento, que envolve um esquema de amostragens, deve ser realizado com o intuito de avaliar o nível populacional, tanto da praga como dos inimigos naturais, através de medidas da população absoluta (número de insetos por unidade de área), da população relativa (número de insetos por levantamento) e índices populacionais (média dos produtos ou efeitos causados pelos insetos) sendo as duas últimas mais usadas.

        Basicamente existem dois tipos de amostragem : a amostragem comum ou simples e a amostragem seqüencial. O primeiro tipo caracteriza-se, principalmente, por apresentar um número fixo de observações, determinado antes de se iniciar o procedimento de amostragem, e os resultados são avaliados após o seu término. A amostragem seqüencial, ou teste seqüencial da razão de probabilidades, é  um método estatístico caracterizado pelo fato do número de observações não ser  fixado antes de se conduzir o experimento. A decisão de terminar a amostragem e tomar uma decisão depende, em cada etapa, dos resultados obtidos até então. Assim, as informações parciais fornecidas pela amostragem são levadas em conta, o que não ocorre com os métodos não seqüenciais.

 

2. AMOSTRAGEM COMUM

    

     2.1. MÉTODOS ABSOLUTOS

 

          Tais métodos fornecem informações mais precisas para serem usadas em estudos ecológicos básicos para descrever modelos de população e tabelas de vida.

       Para determinação do número de insetos por unidade de área o método mais simples é o cálculo da densidade pela marcação e recaptura, mas poderiam ser utilizados os métodos de coleta por remoção ou coleta total por unidade de habitat, bastante trabalhosos.

       O cálculo da densidade pelo método da marcação e recaptura envolve um processo de captura de um certo número de insetos, sua marcação por um sistema qualquer (esmalte ou tinta, aplicados de forma que não afete o comportamento do inseto), soltura no campo e posteriormente a sua recaptura. Entretanto, este método que foi criado por Lincoln em 1930, baseia-se na hipótese de que os insetos marcados se distribuem uniformemente pela população não marcada com a mesma chance de ser recapturado, sem que ocorra a morte, nascimento ou migração durante a amostragem. O cálculo da densidade pelo índice de Lincoln é feito através da fórmula:

 D= N.M , onde        

         R

N é o número total de insetos capturados, M o número de insetos marcados e soltos e R o número de insetos marcados recuperados.

 

       2.2. MÉTODOS RELATIVOS

 

       São métodos que avaliam a população em função da armadilha utilizada, mas dependem de diversos fatores que podem afetar diretamente essa estimativa. Dentre os principais fatores pode-se citar:

 

a. Distribuição espacial do inseto

 

       Diz respeito à maneira pela qual o inseto está distribuído na área, para que se possa efetivar uma amostragem mais correta. Basicamente os insetos podem distribuir-se de forma agregada, ao acaso ou ainda de forma  regular.

        A distribuição agregada é a mais comum para os insetos e se caracteriza por formar no campo “focos” ou “reboleiras” onde os mesmos se acumulam. Esse tipo de distribuição segue a distribuição binomial negativa, que se caracteriza por apresentar a variância maior que a média. 

       A distribuição ao acaso, ocorre quando a variância é igual à média, seguindo a distribuição de Poisson quando a ocorrência dos insetos for pouco freqüente, onde a freqüência esperada é obtida pela multiplicação do número total de amostras pelas probabilidades. No caso do número de insetos ocorrer com maior freqüência, caracteriza a distribuição normal ou de Gauss.

       A distribuição regular é do tipo que segue a distribuição binomial. Esta distribuição é raramente encontrada em insetos a não ser em distribuição de ninhos de insetos sociais como formigas e cupins.

       O tipo de distribuição pode ser determinado pelo índice de Morisita, que é um método independente do tipo de distribuição, do número de amostras e do tamanho da média. Sua fórmula é:

 

 

                                                    Id = N åX2 - åX , onde:

                                                              (åX)2 - åX

                                                      N = total de amostras

                                                      X = número de indivíduos encontrados nas amostras

Quando Id  = 1, a distribuição é ao acaso

             Id  > 1, a distribuição é agregada

             Id < 1, a distribuição é regular

A significância deste índice é obtida pela comparação do valor F0 com o valor de F das tabelas de limites unilaterais, com n1 = N-1 e n2 = ¥ graus de liberdade.                                                            

b. Eficiência da armadilha

       A eficiência da armadilha pode ser calculada através dos seguintes métodos:

       a. Calibragem

       Consiste na comparação de insetos capturados na armadilha em questão com os dados de um outro aparelho que avalie a população absoluta ou a comparação com estimativas absolutas existentes.

       b. Coleta de remoção

       Consiste em se coletar através de uma armadilha, insetos de uma área onde  não ocorra qualquer mudança numérica da população durante as amostragens, através de nascimentos, mortes ou migrações. Nesse caso, as coletas sucessivas vão diminuindo em virtude da remoção desses insetos. Para o cálculo da população pode-se seguir uma das técnicas recomendadas por SOUTHWOOD (1971). Mas, o método mais simples baseia-se na reta de regressão calculada através de valores obtidos nas coletas sucessivas e seus valores acumulados.

 

c. Número de indivíduos em diferentes estágios

 

       O número de indivíduos de uma população nos diferentes estágios de desenvolvimento influi muito nas amostragens, pois o levantamento deve ser dirigido para a fase mais importante do ciclo. Para esta determinação pode-se seguir o método de VARLEY  et al. (1973); a curva de população total representa a soma de indivíduos de cada fase durante o período de observação. Para determinação do fator chave da população, pelo método de Varley e Grandwell, são calculadas as diferenças entre o logarítmo do número de indivíduos de cada fase de desenvolvimento  e a seguir confecciona-se um gráfico dos valores de K obtidos e comparam-se os mesmos com o valor de K total.. Uma outra alternativa seria calcular os coeficientes de correlação linear entre os valores de  K, de cada estágio, com os valores de K total. 

 

d. Comportamento e atividade do inseto  nos diferentes estágios

 

       Pode interferir na estimativa populacional, pois, de acordo com a idade, o inseto pode apresentar comportamento diferente em relação ao tipo de armadilha que esteja sendo usado. Por exemplo, algumas fêmeas de lepidópteros, na fase pré-reprodutiva, são atraídas por armadilhas luminosas e, durante a fase reprodutiva são mais atraídas por atraentes de alimentação ou sexuais.

       Por outro lado, é também importante a influência dos fatores físicos do tempo sobre a atividade dos insetos e, consequentemente, a sua estimativa populacional.

 

e. Tipos de armadilhas

 

       As armadilhas utilizadas em levantamento de insetos podem ser divididas em dois grandes grupos : armadilhas que exigem a presença do operador para capturar os insetos (rede entomológica, armadilha de sucção costal, choque de inseticidas, etc.); e armadilhas que capturam os insetos mesmo na ausência do operador (armadilha luminosa, frasco caça-mosca, bandeja, armadilhas de Malaise, tipo janela, tipo alçapão, etc..

       Todas essas armadilhas são freqüentemente utilizadas em entomologia e permitem estimar, dependendo do tipo de armadilha, população absoluta, relativa ou índices de população.

 

      

2.3. ÍNDICES DE POPULAÇÃO

 

       Consiste na avaliação do tamanho da população através dos produtos metabólicos ou dos efeitos causados pelos insetos.

 

       a. Produtos metabólicos

       Os principais produtos metabólicos compreendem as exúvias, as fezes e as secreções.

       As exúvias larvais ou pupais podem, às vezes, servir como meio de avaliação da população, nos casos em que essas exúvias permaneçam no local e permitam a sua coleta e avaliação. Para algumas lagartas de essências florestais, cujas pupas se enterram sob as árvores, isso é possível. Após a emergência dos adultos, pode-se avaliar a população separando-se as exúvias pupais coletadas junto com o terriço através de peneiras ou pelo processo da flotação. Isto poderia ser aplicado para o mandarová,  Erinnys ello, quando ataca a seringueira.

       A coleta de fezes sob as plantas atacadas, principalmente por lagartas, pode servir como meio para estimar uma população de insetos. Para tal, as fezes podem ser recolhidas com um lençol colocado sob a árvore para permitir que sejam depois identificadas e pesadas.  Posteriormente, pode-se converter a coleta de fezes em densidade populacional absoluta, ou através de fórmulas de digestibilidade avaliar a quantidade de alimento ingerido, sendo a fórmula de digestibilidade aparente  a seguinte:

      

 

      

DA = PI -PE   ,  onde: PI = peso do alimento ingerido durante o tempo T

            PI                   PE= peso das fezes produzidas durante o mesmo tempo

      

       Certos insetos produzem secreções variadas, principalmente os homópteros, como pulgões e cochonilhas (“honeydew”), cigarrinhas (espumas).

 

b. Efeitos

       Os efeitos dos insetos são medidos através dos danos causados às plantas, os quais podem ser diretos e indiretos.

       Medida de danos diretos: são técnicas em geral mais simples e se exprime o dano por unidade, como número de frutos danificados por planta, número de árvores destruídas.

       Medida de danos indiretos: podem ser consideradas a defoliação, em termos de área foliar destruída por insetos mastigadores como besouros, lagartas, gafanhotos, etc. A área foliar destruída pode ser medida por várias técnicas, como planímetro, grades ou pesagem de papel  correspondente à área foliar destruída, que são menos precisos, ou com aparelhos medidores de área foliar como o fotoplanímetro ou o medidor de superfície laminar. Ainda, para medida de danos indiretos, pode-se verificar o prejuízo no sistema radicular, como por exemplo número de larvas presentes no sistema radicular que podem ser separadas por peneiragem.

 

2.4. PLANO DE AMOSTRAGEM - ASPECTOS PRELIMINARES

 

       Como normalmente é impossível contar todos os insetos de um habitat, torna-se necessário estimar a população por amostragem. Não há um método universal de  amostragem: “a amostragem da população de um inseto em particular pode ser definida com base na distribuição e ciclo de vida do inseto envolvido”. Assumindo que o ciclo de vida é conhecido, inicialmente tornam-se necessárias informações da distribuição do inseto e sobre o custo de amostragem. Para tal, o pesquisador precisa ter  de forma bem clara o objetivo da pesquisa.

       Para se desenvolver uma amostragem, devem ser considerados os seguintes aspectos:

a. tamanho da amostra

       Representa o número de amostras a ser obtido por unidade de área. esse valor pode ser obtido a partir da seguinte expressão:

       n =         [s2]        , onde s = desvio padrão

                     [s (x)2]              s(x) = erro padrão da média

 

       Na determinação o erro padrão da média deverá ser fixado [s(x) = c], então o valor de n será calculado em função da distribuição espacial do inseto da seguinte forma:

Poisson: s-2 = x, logo n= x/c2

Binomial negativa : s2 = x + [x2/k], logo: n= (xk + x2)

                                                                   kc2

 

b. unidade de amostra

       Representa o número de observações a serem feitas por amostra. Ex; cigarrinha da cana: 50 canas/amostra.

       c. Tipo de caminhamento

        É a maneira como se deve deslocar no campo para realizar a amostragem; em ziguezague, em U, em cruz, em pontos.                                                          

 

 

       A amostragem é sempre desenvolvida para se obter uma idéia da população total dentro da precisão requerida, visando a tomada de decisão prática. Para isto, pode-se lançar mão de vários métodos:

       Precisão relativa: método simples de comparação de dois métodos de amostragem ou controle. É calculado pela fórmula

 PR= 100

      VR.Ca

 

onde,  Ca = custo da amostragem (homem-hora, custo do aparelho, etc.)

       VR = variação relativa, sendo VR < 25, desprezando-se os valores maiores por falta de precisão 

            Árvore de decisão: é um processo que também permite comparar várias amostragens.

 

3. AMOSTRAGEM SEQÜENCIAL

 

       Desenvolvida por WALD em 1943, durante a II Guerra Mundial, a análise seqüencial passou a ter uso extensivo em estudos entomológicos a partir da década de 50, intensificando-se a partir dos anos 70.

       O crescente interesse pela utilização da amostragem seqüencial está relacionado com o desenvolvimento de programas de Manejo Integrado de Pragas.

       Segundo alguns autores, a amostragem seqüencial é apropriada para aplicação em MIP, pois a ênfase está essencialmente em propor a classificação de populações, preferivelmente, do que estimar parâmetros da população. Por isso, evita-se uma amostragem excessiva, o que resulta em economia de tempo e esforço, o que constitui a principal vantagem da amostragem seqüencial. Segundo Wald, em certos casos, a amostragem seqüencial requer, em média, amostras de um terço do tamanho que seria usado com a amostragem de tamanho fixo.

       Como desvantagem da amostragem seqüencial, pode-se citar a necessidade de se conhecer a distribuição espacial dos insetos e o grande número de amostras necessárias quando a população se encontra em nível intermediário. O problema básico é a dificuldade de obtenção do valor K da distribuição binomial negativa que melhor descreve a contagem dos insetos.

       A complexidade matemática da amostragem seqüencial tem inibido o seu uso em entomologia. As explanações na literatura são matemáticas e bastante complicadas para o leitor que não é matemático. Há uma tendência de cada texto incluir variações de símbolos e de fórmulas comuns, omitindo ao mesmo tempo informações importantes que devem ser exploradas.

       Na literatura nacional encontram-se poucos trabalhos a respeito do assunto e em apenas alguns a metodologia é descrita de forma detalhada.

 

       Para elaborar um plano de amostragem seqüencial é necessário conhecer a distribuição espacial do inseto, formular hipóteses e estabelecer o risco de se tomar decisões erradas. Os requisitos básicos são os seguintes:

       - Tipo de função matemática que melhor descreva a distribuição das contagens de insetos ou lesões por eles causados ou qualquer outra variável relacionada;

       - Limiar econômico ou nível de dano na forma de duas densidades populacionais críticas;

       - Probabilidade aceitável de erro na tomada de decisão, isto é, probabilidade  alfa e beta de predizer uma densidade populacional não prejudicial como sendo prejudicial, e a de predizer uma densidade populacional prejudicial como sendo não prejudicial, respectivamente.

       Com relação ao primeiro requisito, a distribuição dos organismos na lavoura pode ser considerada segundo três tipos principais, a saber: agregado, uniforme e ao acaso. Tais distribuições ao nível da estatística são denominadas Binomial negativa, Binomial e Poisson, respectivamente. Comumente os insetos seguem os modelos de distribuição de Poisson ou Binomial negativa, sendo mais freqüente esta última. Para cada tipo de distribuição, há uma variação na metodologia para estabelecimento do plano, em função dos diferentes parâmetros envolvidos.

       A distribuição espacial dos insetos depende da unidade amostral, do comportamento da espécie e do tipo de avaliação que é feita. O padrão de distribuição de uma praga pode variar ao longo do tempo, sendo que no início da colonização n cultura a tendência é se ajustar à série de Poisson, evoluindo para uma distribuição agregada, raramente atingindo a distribuição binomial. A escolha da unidade amostral adequada e o número de unidades amostrais necessárias devem ser determinados com base em estudos criteriosos e nos conhecimentos biológicos e comportamentais do inseto.

       Acredita-se que o segundo requisito, ou seja, o nível de limiar econômico, na forma de duas ou mais densidades críticas tem sido um dos entraves para o desenvolvimento de planos seqüenciais no Brasil. O estabelecimento desses níveis populacionais normalmente requer estudos de longa duração, envolvendo observações do ciclo da cultura, fisiologia da planta, prejuízos da praga, custo de controle e valor da produção. No entanto, há autores que defendem o ponto de vista de que em vez de se esperar até que todos os dados definitivos sejam obtidos, pode-se empregar a melhor informação existente e os conhecimentos práticos adquiridos para se delinear um manejo experimental de pragas.

       Essas afirmações, contudo, podem assumir um caráter muito subjetivo e comprometer a confiabilidade de estudos para estabelecimento de planos seqüenciais. O que se verifica atualmente no Brasil é que os níveis de dano e de controle para o monitoramento de pragas chaves para diversas culturas são adotados com base em resultados experimentais de outros países.

       Com relação às probabilidades de erro tipo I (µ) e erro tipo II (b), ou seja as probabilidades de predizer uma densidade populacional não prejudicial como prejudicial, e a de  predizer uma densidade prejudicial como sendo não prejudicial, respectivamente, pode-se dizer que na maioria dos casos são escolhidas de forma arbitrária. As taxas de erro deveriam ser determinadas levando-se em consideração a relação densidade dano-produção, preço do produto no mercado, custo de aplicação de controle, ressurgência de pragas, pragas secundárias e desenvolvimento de resistência ao controle químico. Infelizmente como estudos profundos sobre a relação  densidade de dano-produção e a influência do controle químico no agroecossistema são desconhecidos, normalmente escolhe-se a =b = 0,10 ou 0,20.  A partir daí são construídas curvas de característica operacional e a curva do número médio de amostras.

       Na prática é mais difícil formular as hipóteses e estabelecer os riscos de tomar decisões erradas. Muitas vezes são necessários dados de pesquisa de campo de vários anos antes que se possa obter um plano de qualidade razoável.

 

      

3.1. Exemplo de plano de amostragem seqüencial

 

       Praga: bicho mineiro do cafeeiro

       Unidade amostral; 25 FOLHAS

       Limiares de dano econômico:  1 lesão/folha (não afeta a produção)

                                                          2 ou + lesões/folha (afeta a produção).

       Nível limiar de ação de controle: 1 lesão e meia/folha

       Hipóteses: Ho = existe, em média 1 lesão ou menos por folha

                        H1 = existe, em média, 1 e meia ou mais lesões por folha

       Distribuição do número de lesões: segue a família binomial negativa, e depende dos parâmetros m e k, onde m é a média populacional e k está relacionado com a dispersão da variável.

       Estima-se a média e o K comum, e a partir daí define-se três partes mutuamente exclusivas e exaustivas:

       1. Terminar o experimento com aceitação de Ho

       2. Terminar o experimento com aceitação de H1

       3. Continuar o experimento adicionando nova observação

 

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