UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA E ZOOTECNIA
ÁREA DE ENTOMOLOGIA
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
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
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