UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI - UFVJM ESTELA ROSANA DURÃES VIEIRA DEFICIÊNCIAS NUTRICIONAIS DE MACRONUTRIENTES EM MUDAS DE EUCALIPTO AFETAM O CONSUMO ALIMENTAR, DESENVOLVIMENTO E FITOFAGIA DE Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE)? DIAMANTINA - MG 2015 ESTELA ROSANA DURÃES VIEIRA DEFICIÊNCIAS NUTRICIONAIS DE MACRONUTRIENTES EM MUDAS DE EUCALIPTO AFETAM O CONSUMO ALIMENTAR, DESENVOLVIMENTO E FITOFAGIA DE Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE)? Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, para a obtenção do título de “Mestre”. Orientador Prof. Dr. Enilson de Barros Silva DIAMANTINA – MG 2015 iii ESTELA ROSANA DURÃES VIEIRA DEFICIÊNCIAS NUTRICIONAIS DE MACRONUTRIENTES EM MUDAS DE EUCALIPTO AFETAM O CONSUMO ALIMENTAR, DESENVOLVIMENTO E FITOFAGIA DE Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE)? Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, para a obtenção do título de “Mestre”. APROVADA EM 26 / 02 / 2015 Prof. Marcus Alvarenga Soares - UFVJM Prof. Sebastião Lourenço de Assis Júnior - UFVJM Dr. Veríssimo Gibran Mendes de Sá - Dow AgroSciences Prof. Enilson de Barros Silva - UFVJM Presidente DIAMANTINA 2015 v Ofereço Aos meus irmãos, Edson e Ellen por me servirem de exemplo. A minha avó Maria de Lourdes pelas orações, que certamente, me proporcionaram força nos momentos difíceis. Aos amigos, especialmente de Diamantina, pela torcida e momentos de alegria compartilhados. vi Aos meus queridos pais, Alaíde e Pedro, pelo amor incondicional, apoio e confiança depositada em mim, Dedico AGRADECIMENTOS À Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) pela oportunidade de realização do curso e pela contribuição pela minha formação acadêmica. À Coordenadoria de Aperfeiçoamento do Pessoal de Nível Superior (Capes), pela concessão de bolsa de estudo. À Aperam Bioenergia pelas mudas cedidas. Aos professores da UFVJM, especialmente, Professor Enilson de Barros Silva e Marcus Alvarenga Soares, que tanto contribuíram com meu crescimento. Ao Abraão e ao Lindomar, pelo apoio e boa vontade nas análises de Laboratório. Aos amigos que fiz aqui em Diamantina, em especial à minha irmã de coração, Luciana, por toda compreensão e amizade e ao Uidemar, que se tornou um grande amigo. Ao Tuchê, pelo carinho e momentos de alegria. À minha família que, mesmo distante, com amor e compreensão me motivaram a transpor todos os desafios encontrados nesta etapa da minha vida. RESUMO VIEIRA, Estela Rosana Durães. Deficiências nutricionais de macronutrientes em mudas de eucalipto afetam o consumo alimentar, desenvolvimento e fitofagia de Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE)?, 2015. 36p. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal). Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2015. A busca por esclarecimentos direcionados à fitofagia de percevejos predadores pode fornecer subsídios que beneficiam os programas de controle biológico, tornando-os mais eficazes. Sabendo-se que os macronutrientes estão envolvidos em diversos processos fisiológicos dos insetos, o objetivo deste trabalho foi identificar o efeito da omissão de macronutrientes em mudas de eucalipto no desenvolvimento e consumo alimentar do Podisus nigrispinus. Além disso, procurou-se certificar se a fitofagia, provoca perdas nas mudas. Este estudo foi conduzido em casa de vegetação e os tratamentos consistiram na omissão individual de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre na solução nutritiva, onde as mudas de eucalipto estavam sendo conduzidas. Pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae), foram oferecidas ad libitum aos percevejos predadores. Comprovou-se a importância da complementação nutricional em plantas para o desenvolvimento e predação do P. nigrispinus. A alimentação em plantas deficientes em nitrogênio e magnésio diminuiu a eficiência de predação deste zoofitófago. E a omissão de cálcio, magnésio e enxofre afetou, negativamente, o desenvolvimento deste percevejo predador, prolongando seu estágio imaturo. Em relação ao efeito da fitofagia nas plantas, verificou-se que P. nigrispinus não causa quaisquer danos às mudas de eucalipto, embora a extração de macronutrientes das plantas seja fundamental para estes insetos. O balanço nutricional adequado das plantas é essencial para obter sucesso em programas de controle biológico em que se utilizam predadores zoofitófagos. Palavras-chave: Asopinae, Controle Biológico, Nutrição de Plantas, Zoofitófagos. ABSTRACT VIEIRA, Estela Rosana Durães. Nutritional deficiencies of macronutrients in eucalyptus seedlings affect food consumption, development, and phytophagy of Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE), 2015. 36p. Dissertation (Graduate Studies Program in Crops). Universidade Federal dos Vales Jequitinhonha and Mucuri, Diamantina, 2015. The search for explanations aimed at phytophagy stink bugs predators can provide subsidies enjoyed by biological control programs, making them more effective. Knowing that the macronutrients are involved in many physiological processes of insects, the aim of this study was to identify the effect of the absence of macronutrients in seedlings of eucalyptus in the development and food consumption Podisus nigrispinus as well, make sure to phytophagy, causes losses in plants. This study was conducted in a greenhouse and the treatments consisted of individual nitrogen omission, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulfur in the nutrient solution, where the eucalyptus seedlings were being conducted. Pupae of Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Teneobridae) were offered ad libitum to bedbugs’ predators. The results of this experiment confirmed the importance of nutritional supplementation in plants for development and predation of the predator of Podisus nigrispinus. Feeding on plants deficient in nitrogen and magnesium reduced the predation efficiency of this zoophytophagous. And the calcium omission, magnesium and sulfur affected negatively on the development of this insect predators, extending their immature stage. Regarding on the effect of phytophagous in plants, the results confirmed that the predators do not cause any damage to seedlings of eucalyptus, although the extraction of plants are essential macronutrient for these insects. This work shows that the proper nutritional balance of the plants are essential for success in biological control programs that use zoophytophagous predators. Keywords: Asopinae, Biological Control, Plant Nutrition, Zoophytophagous. LISTA DE TABELAS ARTIGO CIENTÍFICO I. Pág. Tabela 1 Consumo alimentar do Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) em pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae) em mudas de Eucalyptus urophylla cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes................................. 13 Tabela 2 Tempo de desenvolvimento (dias) dos estádios do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) em folhas de mudas de Eucalyptus urophylla, cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes................................................................... 16 ARTIGO CIENTÍFICO II. Tabela 1 Produção de massa seca de folha (MSF), de caule (MSC), de parte aérea (MSPA), de raízes (MSR) e total (MSTO) de mudas de eucalipto cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutriente na presença e ausência do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae)........................................................................ 30 Tabela 2 Teor de macronutrientes nas folhas de mudas de eucalipto cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes na presença e ausência do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae)............................................................................................ 31 LISTA DE FIGURAS ARTIGO CIENTÍFICO I. Pág. Figura 1 Média do tempo (dias) de desenvolvimento nos estádios III, IV e V do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) nas folhas de mudas de eucalipto submetidas a diferentes tratamentos de adubação, como segue: CON (controle); -N (omissão de N); -P (omissão de P); -K (omissão de K); -Ca (omissão de Ca); -Mg (omissão de Mg) e - S (omissão de S). *p<0,05 em relação ao tratamento controle pelo teste de Dunnett .................................................................................................. 15 Figura 2 Composição nutricional de pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae). Macronutrientes: N-nitrogênio; P –fósforo;K- potássio; Ca – cálcio; Mg - magnésio e S- enxofre.................................................... 18 SUMÁRIO Pág. RESUMO.……………………………………………………………………………. i ABSTRACT….………………………………………………………………….…… ii LISTA DE TABELAS..…………………………………………………………...…. iii LISTA DE FIGURAS..…………………………………………………………...…. iv INTRODUÇÃO GERAL……………………………………………………….……. 01 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.………………………………………………. 03 ARTIGO CIENTIFICO I..……...............................................……............................. 06 1 Resumo....................................................................................................................... 06 2 Abstract...................................................................................................................... 07 3 Introdução.................................................................................................................. 08 4 Material e métodos..................................................................................................... 09 5 Resultados e discussão............................................................................................... 12 6 Conclusões................................................................................................................. 18 7 Agradecimentos.......................................................................................................... 18 8 Referências bibliográficas.......................................................................................... 18 ARTIGO CIENTIFICO II............................................................................................. 23 1 Resumo....................................................................................................................... 23 2 Abstract...................................................................................................................... 24 3 Introdução.................................................................................................................. 25 4 Material e métodos..................................................................................................... 27 5 Resultados e discussão............................................................................................... 29 6 Conclusões................................................................................................................. 32 7 Agradecimentos.......................................................................................................... 32 8 Referências bibliográficas.......................................................................................... 32 CONCLUSÃO GERAL................................................................................................ 36 INTRODUÇÃO GERAL O sucesso da eucaliptocultura em terras brasileiras se deve, principalmente, às características de rápido crescimento das espécies, alta produtividade, capacidade de adaptação e às diversas aplicações em diferentes segmentos. Isso permite a geração de produtos de base florestal, madeireiros e não madeireiros como, papel e celulose, matéria- prima para serrarias, óleos essenciais, além de servir de energia na forma de lenha e carvão vegetal (BARROS et al., 2000). O bom resultado desta adaptação no país revela-se na área plantada com este gênero, sendo aproximadamente 5.102.030 ha (ABRAF, 2014). É notável a evolução na produtividade dos plantios de Eucalyptus spp. nas últimas décadas, passando de 15 m³/ha/ano em 1970, para cerca de 45m³/ha/ano em 2005. Este êxito se deu, principalmente, devido à utilização de técnicas de melhoramento genético, como a clonagem (GOMIDE et al., 2005, 2010). Devido aos danos que são capazes de causar nas plantas, insetos daninhos representam um dos entraves da eucaliptocultura, podendo comprometer a cadeia produtiva. Dentre os insetos, considerados pragas desta cultura, merecem destaque os lepidópteros-desfolhadores. Estes são frequentemente constatados, ocorrendo em surtos, no campo e em viveiros de eucalipto. A grande disponibilidade de recursos alimentares em monoculturas justifica a migração de tais lagartas-desfolhadoras, antes consideradas pragas, apenas, de mirtáceas nativas, como Psidium guajava L. (ANJOS et al., 1981; TEIXEIRA et al., 1999). O controle biológico é um dos pilares do manejo integrado de pragas, que busca dificultar que os insetos daninhos alcancem a condição de praga. Além disso, esta técnica é uma alternativa à utilização de agrotóxicos, podendo reduzir assim, o impacto no ecossistema. Embora os plantios de eucalipto disponham de grandes quantidades de recursos, sabe- se que poucas espécies são favorecidas, sendo que a dinâmica populacional dos inimigos naturais pode ser afetada (ASSIS JUNIOR et al., 1998). Sendo assim, utilizar técnicas de controle biológico aplicado, envolvendo criações de inimigos naturais em laboratório, são fundamentais para resolver os problemas ligados à ocorrência de pragas (PARRA, 1992). Diversas empresas do setor florestal, como por exemplo, Vallourec & Mannesmann Florestal, têm utilizado o predador Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) em programas de controle biológico. Este percevejo, pertence à subfamília Asopinae, a qual possui 32 espécies potencialmente predadoras de pragas agrícolas e florestais (BUCKUP, 1961) e é criado de forma massal em laboratório para posterior liberação em plantios de eucalipto, visando o controle de lepidópteros desfolhadores (TORRES, et al., 2006; SOARES 2 2 et al., 2011; ZANUNCIO et al., 2014). P. nigrispinus pode ser encontrado em ecossistemas agrícolas e florestais, predando lagartas-desfolhadoras, além de larvas e pupas de coleópteros e ninfas e adultos de percevejos fitófagos (TORRES et al., 2006; OLIVEIRA et al., 2008; MOURA e GRAZIA, 2011; SOUZA et al., 2012). Estes percevejos predadores, conhecidamente zoofitófagos, apresentam necessidade de proteína animal para sobreviverem, além de possuírem o hábito de se alimentarem nas plantas hospedeiras de suas presas, adquirindo assim, nutrientes do material vegetal, que beneficiam seu ciclo biológico (LEMOS et al., 2001; EVANGELISTA et al., 2003). Pouco se sabe sobre a fitofagia dos artrópodes predadores, porém, observa-se que o efeito da alimentação do material vegetal no desempenho destes insetos é largamente determinado pelas espécies de plantas hospedeiras (COHEN, 1996). Os aspectos morfológicos e bioquímicos das plantas podem influenciar direta e indiretamente o terceiro nível trófico, que no caso, são os predadores zoofitófagos (PRICE, 1986). Acredita-se que o material vegetal tenha a função de complementar a alimentação dos zoofitófagos (DENNO e FAGAN, 2003), apresentando benefícios deste hábito no ciclo de vida destes insetos, que se revelam em maior sobrevivência e menor período de desenvolvimento, além de aumentar seu desempenho no controle de insetos-praga de eucalipto (RUBERSON et al.,1986; MOLINA- RUGANA et al., 1997; ZANUNCIO et al., 2000; EVANGELISTA et al., 2003; MOLINA- OLIVEIRA et al., 2005). Estudos demonstram que água e nutrientes são adquiridos das plantas pelos zoofitófagos (NARANJO e STIMAC, 1985; GILLESPIE e MCGREGOR, 2000; OLIVEIRA et al., 2002). Assim, a obtenção destes nutrientes pode acarretar em consequências negativas, como redução do crescimento e da produção das plantas, caso a quantidade de material vegetal extraído seja significativa (TORRES et al., 2010; CASTAÑÉ et al., 2011), além da possível ocorrência de injúrias mecânicas, ao exercerem a fitofagia. Diante do exposto, verifica-se a necessidade de se estudar as consequências desta alimentação para as plantas hospedeiras das presas dos zoofitófagos. Os objetivos foram verificar os efeitos da omissão de macronutrientes na solução nutritiva, em mudas de eucalipto no consumo alimentar, desenvolvimento e fitofagia do percevejo predador P. nigrispinus. 3 3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABRAF. Florestas plantadas no Brasil. Florestas plantadas com eucalipto e pinus. Disponível em Acesso em 24 de dezembro de 2014. ANJOS, N.; LUDWIG, A.; SANTOS, G.P.; MOREIRA, J.F. 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Sabe-se que a fitofagia realizada pelos predadores zoofitófagos, beneficia os programas de controle biológico, tornando-os mais eficazes, e que as plantas oferecem recursos que poderão aumentar o potencial de predação, garantindo o sucesso no controle de pragas. Deste modo, este trabalho investigou o consumo alimentar e desenvolvimento do percevejo Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae), sob mudas de eucalipto, conduzidas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes. O experimento foi realizado em casa de vegetação e os tratamentos consistiram na omissão individual de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre da solução nutritiva, onde as mudas de eucalipto foram conduzidas. Pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Teneobridae), foram oferecidas ad libitum (três pupas / cinco ninfas de Podisus nigrispinus). Os resultados deste experimento comprovaram a importância da complementação nutricional em plantas para o consumo alimentar e desenvolvimento do P. nigrispinus. A alimentação nas plantas em que o nitrogênio e magnésio foram omitidos diminuiu o consumo de biomassa animal das presas deste zoofitófago. E a omissão de cálcio, magnésio e enxofre afetou, negativamente, o desenvolvimento deste percevejo predador, prolongando seu estádio imaturo. O balanço nutricional adequado das plantas é fundamental para obter sucesso em programas de controle biológico em que se utilizam predadores zoofitófagos. Palavras-chave: Controle Biológico, Nutrição de plantas, Zoofitófagos. 7 7 ABSTRACT DEFICIENCY OF MACRONUTRIENTS IN EUCALYPTUS SEEDLINGS AFFECT THE FOOD CONSUMPTION AND DEVELOPMENT BY Podisus nigrispinus (HEMIPTERA: PENTATOMIDAE)? Several studies have reported the importance of phytophagy in the history of life from predator bedbugs. However, knowledge of the nutrients acquired by these insects, from plant materials, is scarce. The phytophagy studies of zoophytophagous predators benefit biological control programs, making them more effective, since the best resources may be offered to these insects, increasing the potential for predation and, thus obtaining, success in pest control. Thus, this study investigated the development and zoophytophagous of predation behavior Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) in seedlings of eucalyptus, deficient in macronutrients. The experiment was conducted in a greenhouse and the treatments consisted of individual nitrogen omission, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sulfur nutrient solution, where the eucalyptus seedlings were being conducted. The pupae of Tenebrio molitor L (Coleoptera: Teneobridae) were offered ad libitum (three pupae / five nymphs of Podisus nigrispinus). The results of this experiment demonstrated the importance of nutrition in plants for the development and predation of the predators. The plants deficient in nitrogen and magnesium reduce the predation efficiency of this zoophytophagous. And the omission of calcium, magnesium and sulfur adversely affected the development of this insect predator, extending its larval stage. Note that the proper nutritional balance of the plants is essential for the success in biological control programs that use zoophytophagous predators. Keywords: Biological Control, Plant Nutrition, Zoophytophagous. 8 8 INTRODUÇÃO Para o sucesso de programas de controle biológico é fundamental compreender as interações tróficas que ocorrem entre plantas, herbívoros e inimigos naturais (PRICE, 1997). Predadores zoofitófagos são insetos carnívoros, pois necessitam de proteína de origem animal para sobreviverem, no entanto, utilizam as plantas hospedeiras de suas presas como suplemento alimentar (JERVIS e KIDD, 1996; DENNO e FAGAN, 2003). O material vegetal fornece nutrientes essenciais aos predadores zoofitófagos, porém, isso acontece quando os tecidos de origem animal não estão disponíveis (FREITAS, 2006). O acesso às plantas hospedeiras reduz a duração do período ninfal, aumenta o peso dos adultos, a longevidade e fecundidade de Podisus spp. (RUBERSON et al., 1986; MOLINA-RUGANA et al., 1997; EVANGELISTA et al., 2003). O crescente interesse pelo uso de predadores Heteroptera no controle biológico de pragas está relacionado ao fato destes percevejos estarem presentes em ecossistemas naturais e cultivados. Assim, suas principais presas são espécies-pragas de importância agrícola e florestal. A busca pela informação nutricional e ecológica desses predadores é imprescindível para o aprimoramento da utilização destes insetos como agentes de controle biológico (PANIZZI e PARRA, 2009). Embora a fitofagia dos percevejos predadores tenha sido alvo de diversos estudos, que mostraram a importância das plantas no ciclo de vida destes insetos, o conhecimento dos nutrientes adquiridos nas plantas e presas é escasso (ARMER et al., 1998; ASSIS JÚNIOR et al., 1998; ZANUNCIO et al., 2000; TILLMAN e MULLINIX, 2003; EVANGELISTA et al., 2004; COELHO et al., 2009; HOLTZ et al., 2011). Estudos direcionados à fitofagia em percevejos predadores podem fornecer subsídios que beneficiam os programas de controle biológico, tornando-os mais eficazes (COELHO et al., 2009). Os macronutrientes estão envolvidos em diversos processos fisiológicos dos insetos. Sua falta compromete processos vitais como, transmissão nervosa, contração muscular e a síntese de componentes estruturais (KLOWDEN, 2007). Aminoácidos, vitaminas e sais minerais, são considerados componentes essenciais na nutrição dos insetos e devem ser incluídos na alimentação, por não serem sintetizados. Já os carboidratos, lipídeos e esteróis são nutrientes benéficos, que também devem ser consumidos, pois produzem energia para a realização de processos metabólicos (PANIZZI e PARRA, 1991). Ao se alimentarem de materiais vegetais, além da obtenção de nutrientes, os zoofitófagos adquirem principalmente água, favorecendo processos fisiológicos que 9 9 envolvem, sobretudo a predação (COHEN e WHEELER, 1998). Isso por que a umidade é importante na produção de enzimas salivares, que participam da digestão extra-oral, realizada por estes predadores. O eucalipto é hospedeiro de diversas lagartas desfolhadoras, alvo de percevejos predadores, que utilizam esta cultura como complemento de sua dieta. Programas de controle biológico de lagartas desfolhadoras de eucalipto vêm sendo realizados por meio de produção massal e liberações inoculativas do percevejo predador Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) no campo (ZANUNCIO et al., 1994). Este predador possui potencial como agente de controle biológico de pragas, sendo registrado atacando mais de 30 espécies de lepidópteros-praga, além de ocorrer, naturalmente, em diversos ecossistemas (RODRIGUES et al., 2008). Entre as lagartas desfolhadoras de eucalipto, que P. nigrispinus tem controlado, destacam-se: Thyrinteina arnobia (Stoll, 1782) (Lepidoptera: Geometridae), Psorocampa denticulata (Schaus, 1905) (Lepidoptera: Notodontidae), Eupseudosoma aberrans (Schaus, 1905) (Lepidoptera: Arctiidae), Sarsina violascens (Herrich-Schaeffer, 1856) (Lepidoptera: Lymantriidae) (ZANUNCIO et al., 1991). Considerando a importância do percevejo predador P. nigrispinus, como agente de controle biológico e a falta de informações a respeito de sua necessidade nutricional, o objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos da omissão de macronutrientes na solução nutritiva, em mudas de eucalipto, no consumo alimentar e desenvolvimento do percevejo predador P. nigrispinus. MATERIAL E MÉTODOS Plantas utilizadas. Foram utilizadas mudas de Eucalyptus urophylla, com aproximadamente 45 dias de idade, cedidas pela empresa Aperam BioEnergia, localizada no município de Itamarandiba, estado de Minas Gerais. As mudas foram conduzidas em casa de vegetação do Departamento de Agronomia da Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), no município de Diamantina/MG (18º15’ de latitude sul e 43º36’ de longitude Oeste e altitude de 1.400 m). A temperatura e umidade relativa média, durante o experimento na casa de vegetação foram de 26,6°C e 46%, respectivamente. As plantas escolhidas para compor o experimento possuíam parte aérea e sistema radicular, visualmente, semelhantes, com altura e diâmetro médios de 34,4 e 0,19 cm, respectivamente. As raízes foram lavadas em água corrente e mantidas, em apenas, água deionizada, sendo devidamente aeradas durante 15 dias. Este procedimento teve 10 10 finalidade de reduzir o excesso da adubação proveniente do viveiro clonal. Posteriormente, foram fixadas em placas de isopor de 2,0 cm de espessura e colocadas em vasos de plástico com capacidade para 4,5 litros de solução nutritiva. O experimento foi conduzido em sistema hidropônico com aeração por ar comprimido e solução nutritiva (CLARK, 1975), preparada com reagentes pura para análise, a qual era trocada semanalmente. As mudas foram aclimatadas na condição hidropônica, com as concentrações utilizadas na solução nutritiva sendo aumentadas gradualmente (25, 50 e 75%) a cada semana, até atingir à concentração final dos nutrientes (CARVALHO NETO et al., 2011) O pH foi ajustado a cada intervalo de troca para 5,5. A determinação dos teores dos macronutrientes foi realizada conforme metodologia descrita por Malavolta et al. (1997). Criação dos insetos. Posturas com ovos, oriundas de casais diversos, do percevejo predador Podisus nigrispinus foram obtidas de gaiolas de criação mantidas no Laboratório de Controle Biológico da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri em Diamantina, Minas Gerais, Brasil (25 ± 2 ºC, 70 ± 10% de umidade relativa e fotoperíodo de 12 horas) (ZANUNCIO et al., 1991). Duzentos ovos foram coletados das gaiolas de criação e acondicionados em placas de Petri, com um chumaço de algodão umedecido com água destilada fixado na tampa. As placas foram mantidas em sala climatizada, nas mesmas condições da criação. Um dia após a eclosão, 70 ninfas, escolhidas aleatoriamente, foram transferidas para sete placas de Petri, em grupos de 10 indivíduos, onde foi oferecida apenas água destilada, até atingirem o segundo estádio. A partir desta fase, quando estes insetos apresentam hábito predatório, duas pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae) foram colocadas em cada recipiente contendo as ninfas. As pupas de T. molitor foram obtidas da criação mantida em bandejas com farelo de trigo em sala climatizada (PIRES, 2009). Ao atingirem o terceiro estádio, cinco das dez ninfas de P. nigrispinus, foram escolhidas aleatoriamente e transferidas para as mudas de eucalipto que estavam sendo conduzidas na casa de vegetação. As ninfas foram confinadas em sacos de tecido organza (30 x 15 cm), que estavam envoltos nas mudas. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com sete tratamentos e cinco repetições (N=35). Sendo cada repetição composta por uma muda de eucalipto contendo cinco ninfas do P. nigrispinus. Os tratamentos foram constituídos por T1 = omissão de nitrogênio (-N); T2 = omissão de fósforo (-P), T3 = omissão de potássio (-K); T4 = omissão de cálcio (-Ca); T5 = omissão de magnésio (-Mg); T6 = omissão de enxofre (-S); T7 = controle (CON) com macro e micronutrientes da solução nutritiva de Clark (1975). 11 11 Efeito da omissão de macronutrientes em mudas de eucalipto sob o desenvolvimento e predação de Podisus nigrispinus em pupas de Tenebrio molitor. Nesta etapa do experimento avaliou-se a influência da omissão de cada macronutriente no tempo de desenvolvimento e na taxa de predação de P. nigrispinus em pupas de T. molitor. Os primeiros sintomas de deficiência nutricional nas mudas de eucalipto foram notados aos 60 dias, após a data de instalação do experimento. Neste momento, as ninfas de P. nigrispinus, de terceiro estádio, foram transferidas do laboratório para as mudas. A avaliação do desenvolvimento das ninfas foi realizada, diariamente, acompanhando-se as demais ecdises, até os insetos atingirem a fase adulta. Para determinar o consumo alimentar de P. nigrispinus, três pupas de T. molitor, com um dia de idade, eram oferecidas a cada grupo de cinco ninfas do P. nigrispinus que estavam nas mudas de eucalipto. Era realizada a pesagem das pupas, com auxílio de uma balança analítica, e em seguida, estas eram acondicionadas nos sacos de tecido organza, onde estavam os percevejos predadores. Passadas 72 horas, a pesagem era novamente realizada, a fim de se obter a quantidade (g) de alimento ingerida pelos percevejos. Uma média de três avaliações realizadas do consumo das pupas de T. molitor foi realizada para cada estádio do P. nigrispinus. A quantidade de água perdida pelas presas, também foi determinada. Para isto, cinco amostras contendo três pupas foram previamente pesadas e acondicionadas nas mesmas condições das pupas que foram oferecidas para a alimentação do P. nigrispinus, por 72 horas. Passado este tempo, as pupas foram novamente pesadas e a média da quantidade de água perdida foi realizada e posteriormente subtraída dos dados do consumo alimentar dos percevejos. Os dados do desenvolvimento foram submetidos à análise de variância e em seguida ao teste Dunnett, a 5% de probabilidade, em relação ao tratamento controle. Os dados referentes à predação foram submetidos à análise de variância e em seguida ao teste de Scott & Knott a 5%. Análise nutricional da presa alternativa T. molitor utilizada na alimentação do P. nigrispinus. Foi realizada análise nutricional das pupas destinadas à alimentação de P. nigrispinus, a fim de se identificar os nutrientes que compõem esta presa. Estas análises e identificação da concentração dos nutrientes foram realizadas no Laboratório Integrado de Pesquisas Multiusuário dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri LIPEMVALE, UFVJM. Foram utilizadas cinco amostras de T. molitor, contendo três pupas, com peso médio de 0,43g ± 0,06 cada, as quais foram secas, em estufa a 65 °C, até atingirem massa constante (em torno de 48 horas) e realizada a moagem. 12 12 A determinação do nitrogênio das amostras foi realizada por digestão sulfúrica, pelo procedimento analítico de Kjeldahl (MALAVOLTA et al., 1997). Para os demais macronutrientes, utilizou-se um Espectrômetro de Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva para as análises. RESULTADOS E DISCUSSÃO Deficiências de macronutrientes em mudas de eucalipto afetam o consumo alimentar de Podisus nigrispinus em pupas de Tenebrio molitor. A alimentação de P. nigrispinus em pupas de T. molitor foi afetada, negativamente, pela omissão dos macronutrientes: nitrogênio e magnésio na solução nutritiva (Tabela 1). O consumo total médio das pupas, por cada grupo de cinco percevejos predadores, foi 0,038g e 0,072g, para omissões de N e Mg, respectivamente. As omissões dos outros macronutrientes não afetaram a alimentação das ninfas do P. nigrispinus, sendo que as médias de consumo total das pupas variaram de 0,096g a 0,106g nos demais tratamentos. Nestes tratamentos, foi verificado um aumento progressivo da taxa de predação, ou seja, a cada ecdise, o consumo das presas aumentava, comprovando que as maiores necessidades nutricionais de P. nigrispinus ocorrem nos dois últimos estádios ninfais (ZANUNCIO et al., 2008). Nos tratamentos em que o Mg e o N foram omitidos, esta relação positiva entre o avanço das fases de desenvolvimento pós-embrionário e a maior taxa de predação não foi constatada, visto que houve diminuição na predação do segundo para o terceiro estádio. O teor médio de Mg foliar nas mudas utilizadas neste tratamento foi de 0,21dag kg -1 , esta propositalmente, abaixo do nível considerado adequado em eucalipto, que está entre 0,26 - 0,32 dag kg -1 de Mg (BELLOTE e FERREIRA, 1993). Embora não se tenha na literatura a exigência quantitativa de Mg para heterópteros, a maioria dos insetos possui exigências nutricionais qualitativas similares, ou seja, P. nigrispinus é exigente em Mg, como outros insetos, a exemplo dos lepidópteros que exigem o mínimo de 1000 ppm de Mg (BERNAYS e BARBEHENN, 1987; PANIZZI e PARRA, 1991). 13 13 Tabela 1. Consumo alimentar do Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) em pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae) em mudas de Eucalyptus urophylla cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes. Tratamento Consumo médio (g) das pupas de Tenebrio molitor para cada estádio imaturo de Podisus nigrispinus Estádio III Estádio IV Estádio V Média Controle 0,031 a 0,104 a 0,165 a 0,100 a Omissão N 0,035 a 0,034 b 0,044 b 0,038 b Omissão P 0,038 a 0,108 a 0,159 a 0,102 a Omissão K 0,061 a 0,129 a 0,129 a 0,106 a Omissão Ca 0,037 a 0,101 a 0,149 a 0,096 a Omissão Mg 0,041 a 0,096 a 0,077 b 0,072 b Omissão S 0,036 a 0,097 a 0,174 a 0,102 a CV (%) 48,04 28,75 26,94 30,01 Médias seguidas por mesma letra na coluna não diferem entre cada variável avaliada pelo teste de Scott & Knott a 5%. O Mg atua, principalmente, como ativador de enzimas (PANIZZI e PARRA, 1991). Dentre as enzimas que o Mg atua como substrato, estão as ATPases (DIAS e COELHO, 2007), que são responsáveis pela quebra do ATP, fornecendo energia para diversas atividades fisiológicas dos insetos. Além destas, o Mg é, semelhantemente, responsável pela ativação das enzimas ligadas à contração muscular dos insetos (KIELLEY e MEYERHOF, 1948). O Mg foi, ainda, constatado em lipases de triacilglicerois encontradas nas secreções salivares do percevejo predador Andrallus spinidens Fabricius (Hemiptera: Pentatomidae). Tal estudo demonstrou que houve aumento das atividades enzimáticas, na presença de ions Mg 2+ (ZIBAEE et al., 2011), favorecendo, consequentemente, a alimentação destes predadores. Esta evidência pode esclarecer a redução no consumo alimentar do P. nigrispinus em pupa de T. molitor, nos tratamentos deficientes em Mg. Nas plantas, o transporte do Mg, das raízes para a parte aérea, ocorre via xilema (via corrente transpiratória), basicamente na forma como foi absorvido (Mg 2+ ), sendo também móvel no floema (MALAVOLTA, 2006). Ao buscar pelos nutrientes das plantas, o predador P. nigrispinus direciona o estilete a tecidos como floema, células de parênquima e, principalmente, xilema (COELHO et al., 2009). Locais onde, possivelmente, o Mg estaria disponível, caso a omissão não fosse realizada. A falta de magnésio prejudicou a taxa alimentar do P. nigrispinus, porém, estes predadores atingiram a fase adulta, isto indica que o Mg é necessário em baixas concentrações e atua melhorando aspectos biológicos deste predador. 14 14 O nitrogênio é responsável por limitações no crescimento e fecundidade dos insetos, visto que é o elemento exigido em maior quantidade, devido à importância nos processos metabólicos e na codificação genética (HAGEN, 1987; PANIZZI e PARRA, 1991). A deficiência induzida de N nas mudas de eucalipto manteve a concentração deste nutriente na matéria seca em 9,94 dag kg -1 , em média. Nota-se que este valor está abaixo da concentração normal de N nas plantas, que é em média de 15 dag kg -1 do total da matéria seca (GLIESSMAN, 2001; EPSTEIN e BLOOM, 2006). Na planta, o transporte do nitrogênio livre ocorre via xilema e a redistribuição a partir das folhas para outros órgãos ocorre, predominantemente, na forma de aminoácidos, via floema (SOUZA e FERNANDES, 2006). Portanto, espera-se que parte da necessidade de N de P. nigrispinus é obtida das plantas, visto que, ao se alimentarem delas este percevejo predador direciona seu estilete bucal ao xilema (TORRES et al., 2010). A exposição das mudas de eucalipto a baixas concentrações de nitrogênio reduziu a capacidade predatória de P. nigrispinus. Isto foi, também, constatado em estudo envolvendo o beneficiamento das características da história de vida de predadores que se alimentam de plantas (MARSCHNER, 1995). Devido à aquisição de aminoacidos, presentes no xilema das plantas. Além das diversas funções, já citadas, do nitrogênio, a síntese de enzimas digestivas de P. nigrispinus deve ser relatada. Estes predadores realizam digestão extra-oral, uma vez que, a injeção de enzimas digestivas nas presas liquefazem os tecidos animais, facilitando a absorção dos nutrientes (COHEN e WHEELER, 1998). A tripsina–like, amilase e lipase estão presentes nas glândulas salivares de Heteroptera (OLIVEIRA et al., 2006; AZEVEDO et al., 2007) e especificamente no P. nigrispinus, foi constatada a ação de catepsina L (ligada a digestão de proteínas), aminopeptidase e α-glicosidase (digestão de carboidratos) (FIALHO et al., 2009). Vale ressaltar que o nitrogênio é constituinte de todas estas enzimas, provando assim, a necessidade deste nutriente na predação de P. nigrispinus, o que explica a redução da taxa predatória nos tratamentos em que este nutriente estava ausente. Deficiências de macronutrientes em mudas de eucalipto afetam o desenvolvimento de Podisus nigrispinus. No 3º estádio, ninfas de P. nigrispinus, em plantas deficientes em Cálcio, apresentaram maior tempo para efetuar a ecdise; 2,6 dias a mais, comparando-se com o tratamento controle, em que o Ca estava presente (Figura 1 e Tabela 2). No quarto estádio, foi constatado que os tratamentos deficientes em N, P e S influenciaram o desenvolvimento das 15 15 ninfas, aumentando o período ninfal em 2,93; 3,73 e 3,02 dias, respectivamente quando comparado com o tratamento controle. No quinto estádio, os tratamentos em que foram omitidos P, Mg e S, o período ninfal de P. nigrispinus aumentou em 0,49; 4,25 e 3,62 dias, respectivamente, comparando-se ao tratamento controle. O prolongamento da duração das fases ninfais não é positivo para programas de controle biológico, pois quanto mais se alonga o período imaturo, menor será o número de novas gerações de predadores (MENEZES et al., 2014). Os tratamentos em que Ca, Mg e S estavam omissos foram os mais prejudiciais ao desenvolvimento deste predador. O Ca e Mg são importantes na nutrição dos insetos, pois regulam o balanço iônico, sendo indispensáveis no controle da permeabilidade das membranas dos tecidos. O S atua, principalmente, na composição de aminoácidos (BATISTA, 1974). Logo, pode-se afirmar que o aumento do período ninfal, do predador P. nigrispinus, observado neste experimento, está relacionado à falta de cada nutriente, acima citado, nos processos das ecdises. Estes processos envolvem permutas frequentes de uma velha cutícula por outra recém-sintetizada, até que o inseto atinja a fase adulta, estando ligado ao crescimento e à nutrição dos insetos (TORRES et al., 2009). T em p o d e d es en v o lv im en to ( d ia s) 0 2 4 6 8 10 12 Tratamentos COM -N -P -K -Ca -Mg -S 7,07 8,34 8,21 7,71 8,81* 9,62* 9,45* Figura 1. Média do tempo (dias) de desenvolvimento nos estádios III, IV e V do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) nas folhas de mudas de eucalipto submetidas a diferentes tratamentos de adubação, como segue: CON (controle); -N (omissão de N); -P (omissão de P); -K (omissão de K); -Ca (omissão de Ca); -Mg (omissão de Mg) e -S (omissão de S). *p<0,05 em relação ao tratamento controle pelo teste de Dunnett. 16 16 Tabela 2. Tempo de desenvolvimento (dias) dos estádios do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae) em folhas de mudas de Eucalyptus urophylla, cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes. Estádio Controle -N -P -K -Ca -Mg -S III 7,76 9,20 6,80 8,40 10,36* 9,44 8,92 IV 5,94 8,87* 9,67* 5,49 8,59 8,36 8,96* V 7,51 4,99 8,00* 9,26 6,60 11,76* 11,13* *p<0,05 em relação ao tratamento controle pelo teste de Dunnett. O processo da ecdise inicia-se com a alimentação e crescimento logo após a muda do estágio anterior (TORRES et al., 2009). O hormônio protoracicotrópico (HPTT), sintetizado por células neurossecretoras e armazenado no par de glândulas, conhecido como “corpora cardíaca”, é liberado na hemolinfa, de onde estimula a secreção de ecdisona, pelas glândulas protorácicas. Este processo promove a apólise (separação da epiderme e cutícula) e posterior formação do novo exoesqueleto, que ocorre com a degradação da velha cutícula, caracterizando de fato, a ecdise (RUPPERT et al., 2005; BRUSCA, 2007). A ecdisona e o hormônio juvenil regulam a expressão gênica do desenvolvimento do novo fenótipo (AGUI et al., 1980; GARCIA et al., 1987). A síntese do hormônio juvenil ocorre num par de glândulas localizadas no complexo retrocerebral conhecido como “corpora alata” (HARTFELDER, 2000). É notável a função primordial do Ca na ecdise, uma vez que a ação do hormônio HPTT se dá, quando ocorre um influxo de íons Ca 2+ para as células da glândula protorácica. Assim, ocorre a elevação do AMPc (Monofosfato Cíclico de Adenosina), que ativa a proteína quinase dependente de AMPc. Como consequência expressará a síntese dos ecdisteroides, ocorrendo, neste caso, produção e liberação de ecdisona, a partir de colesterol (MATTSON e SPAZIANI, 1986; RUPPERT et al., 2005). Ecdisteroides correspondem ao conjunto de substâncias, com atividade hormonal, responsáveis pelo processo de ecdise em insetos (GOODWIN et al., 1978). A estrutura do HPTT consiste de um homodímero de duas cadeias peptídicas idênticas, cada uma com 109 resíduos, unidas por ligações dissulfídicas (BRUSCA, 2007). Nota-se que o S é parte estrutural do HPTT. Pode-se afirmar que os efeitos negativos do desenvolvimento do P. nigrispinus, pela deficiência do enxofre, estão associados à síntese do hormônio juvenil, pois este nutriente é componente estrutural do acetil-CoA, que dá origem ao Acetoacetil CoA, precursor de enzimas chaves da síntese deste hormônio (KLOWNDEN, 2007). 17 17 Nos tratamentos em que o magnésio estava ausente, foi constada menor taxa de predação do P. nigrispinus, conforme exposto na seção anterior. A alimentação e crescimento constituem a primeira fase da ecdise (TORRES et al., 2009). Logo, a deficiência de Mg nas plantas, provocou menor taxa de predação, promovendo, consequentemente, menor crescimento dos insetos. E isso provocou atraso na realização da muda. Além disso, o Mg é conhecido como constituinte essencial de muitas enzimas que catalisam processos metabólicos (WIGGLESWORTH e FREEMAN, 1970). Estudos devem ser realizados, a fim de se conhecer as funções diretas de tal nutriente na ecdise deste predador. Além disso, os resultados evidenciam a necessidade do Mg no crescimento e consequentemente, na ecdise destes insetos, uma vez que, a omissão deste nutriente, foi responsável pelo prolongamento do período ninfal. Análise nutricional da presa alternativa T. molitor utilizada na alimentação do P. nigrispinus. Tenebrio molitor é muito utilizado como presa alternativa em criações do percevejo predador Podisus nigrispinus. Dentre as vantagens da utilização dos tenébrios em laboratório está o baixo custo de produção e a facilidade de manuseio (VIVAN et al., 2002). A dieta do T. molitor é basicamente farelo de trigo, já que este coleóptero é uma praga típica de farináceos. Sabendo-se que as presas são fundamentais como fonte de nutrientes para os zoofitófagos, pupas de T. molitor foram oferecidas neste trabalho. A presença de todos os outros macronutrientes foi constatada nas pupas, exceto do magnésio (Figura 2). Embora o nitrogênio tenha sido constatado nas pupas de T. molitor, sua omissão nas plantas diminuiu a aquisição de tecido animal das presas pelo P. nigrispinus. 18 18 T eo r d e n u tr ie n te s (g k g -1 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Macronutrientes N P K Ca Mg S 0 1,52 6,67 0,15 0 0,94 Figura 2. Composição nutricional de pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae). Macronutrientes: N-nitrogênio; P –fósforo;K- potássio; Ca – cálcio; Mg - magnésio e S- enxofre. CONCLUSÕES As omissões dos macronutrientes Mg, Ca e S nas plantas prejudicaram o desenvolvimento de P. nigrispinus, pois a deficiência destes nutrientes nas plantas resultou no aumento do período ninfal, revelando que o balanço nutricional adequado nas plantas é vantajoso para os programas de controle biológico. A taxa de predação deste zoofitófago foi reduzida nos tratamentos em que o Mg e o N foram omitidos na solução nutritiva em que as mudas de eucalipto foram conduzidas. A ausência de Mg nas pupas de T. molitor sugere que o material vegetal é uma importante fonte deste nutriente aos percevejos predadores. AGRADECIMENTOS À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior pela concessão da bolsa de mestrado. A Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri pela infraestrutura necessária para execução desse trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGUI, N.; BOLLENBACHER, W., E.; GRANGER, N., A.; GILBERT, L.,I. Corpus allatum is release site for insect prothoracicotropic hormone. Nature, London, v. 285, p. 669-670, 1980. ARMER, C. A.; WIEDENMANN, R. N.; BUSH, D. R. Plant feeding site selection on soybean by the facultatively phytophagous predator Orius insidiosus. Entomologia Experimentalis Et Applicata, Netherlands, v. 86, p.109-118, 1998. 19 19 ASSIS JUNIOR, S. L.; ZANUNCIO, T. V.; SANTOS, G. P. & ZANUNCIO, J. C. 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Alguns autores afirmam que os vegetais são capazes de compensar a baixa qualidade nutricional de algumas presas, para isto, a extração de grande quantidade de nutrientes das plantas seria necessária, o que leva a prognosticar algum efeito negativo nas plantas, decorrente desta alimentação. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis perdas de material vegetal, neste caso, de mudas de Eucalyptus urophylla, em consequência da alimentação do P. nigrispinus, além de detectar quais nutrientes são retirados do tecido vegetal por este percevejo predador. Podisus nigrispinus não causa danos às mudas de E. urophylla pela fitofagia. Palavras-chave: Alimentação, Asopinae, Eucalipto, Nutrição de Plantas. 24 24 ABSTRACT PHYTOPHAGY OF Podisus nigrispinus IN DEFICIENCY MACRONUTRIENTS IN EUCALYPTUS SEEDLINGS The agricultural and forestry enterprises have noted the increased interest in the use of heteroptera predators in biological control of pests. These insects have high efficiency in killing harmful insects, especially when the available plant material is of fine quality. Studies have shown that the predator tends to reach the water present in the xylem of the plant, with minimal nutrient uptake of the plant material. Because of the information on the feeding of zoophytophagous plants are scarce, one cannot say with affirmation that the feeding habits of these insects are completely safe for plants. Some authors state that the plants are able to compensate for the low nutritional quality of some prey, then, for this, the extraction of large amounts of plant nutrients would be needed. So the aim of this study was to identify possible losses of plant material, in this case seedlings of Eucalyptus urophylla, the feeding of Podisus nigrispinus, and detected which nutrients are removed from the plant tissue by this stinkbug predator. Podisus nigrispinus do not cause damage to seedlings of Eucalyptus urophylla in the act of phytophagy. Keywords: Asopinae, Eucalyptus, Feeding, Plant Nutrition. 25 25 INTRODUÇÃO É crescente o interesse pelo uso de controle biológico de pragas em empresas agrícolas e florestais. Dentre os agentes de controle, destacam-se os predadores da família Asopinae (Hemiptera: Heteroptera), encontrados em ecossistemas naturais e manejados. A eficiência já constatada na predação tem influenciado na busca por informações nutricionais e ecológicas de alguns desses predadores, visando sua utilização, como inimigos naturais (PANIZZE e PARRA, 2009). Os heterópteros predadores são criados em laboratório e liberados nos plantios de eucalipto para o controle de lepidópteros desfolhadores (ZANUNCIO et al., 2002; TORRES, et al., 2006). Estes predadores possuem hábito alimentar zoofitófago, pois requerem nutrientes de plantas para aumentar a sobrevivência e diminuir o período de desenvolvimento, além de melhorar o desempenho no controle de insetos-praga da eucaliptocultura (MOREIRA et al., 1995; ZANUNCIO et al., 2000; ZANUNCIO et al., 2008). Dentre os predadores utilizados em programas de controle biológico de empresas florestais, destaca-se o Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae). Este percevejo possui habito alimentar zoofitófago, pois se alimenta, facultativamente, da planta hospedeira de suas presas, dependendo da disponibilidade destas (COHEN, 1996; AGRAWAL et al., 2000). Porém, a alimentação em plantas por percevejos predadores ainda é pouco compreendida. Dentre as explicações funcionais da zoofitofagia está à equivalência dos nutrientes fornecidos pelas plantas e presas aos insetos onívoros. Neste caso a planta fornece nutrientes para substituir o tecido animal, quando este é escasso (GILLESPIE e McGREGOR, 2000). Embora a alimentação de percevejos predadores seja pouco compreendida, sabe-se que o efeito das plantas no desempenho dos predadores é determinado pelas espécies de plantas hospedeiras (COHEN, 1996; NARANJO e GIBSON, 1996; COLL, 2002; EUBANKS e STYRSKY, 2005; LUNDGREN et al., 2009). Além disso, caracteristicas nutricionais das plantas também influenciam a biologia dos zoofitófagos, pois diversos autores, ao estudarem estes percevejos afirmaram que, além da água, ocorre também obtenção de nutrientes das plantas utilizadas (NARANJO e STIMAC, 1985; GILLESPIE e MCGREGOR, 2000; OLIVEIRA et al., 2002). A adição de plantas de eucalipto na alimentação de P. nigrispinus diminuiu a mortalidade e aumentou a expectativa de vida e o desempenho reprodutivo destes insetos, sugerindo que esta cultura contém nutrientes necessários para auxiliar o desenvolvimento deste predador (ASSIS JÚNIOR et al., 1998). 26 26 Dentre as vantagens da utilização de zoofitófagos no controle biológico, está a possibilidade de permanência destes insetos na cultura, mesmo na ausência, ou escassez de presas, devido à capacidade destes insetos em se alimentarem dos tecidos das plantas (CASTAÑÉ et al., 2011). Estudos realizados com alguns percevejos zoofitófagos esclareceram que os predadores retiram das plantas nutrientes como: amido e lipídeos, localizados nas células de parênquima; açúcares, proteínas e aminoácidos do floema, e no xilema, retiram, sobretudo, água e uma reduzida quantidade de aminoácidos (ARMER et al., 1998; COELHO et al., 2009; PANIZZE e PARRA, 2009). Diversos são os benefícios da utilização dos percevejos predadores no controle biológico, porém, a fitofagia pode apresentar consequências negativas às plantas. Alguns percevejos zoofitófagos, ao se alimentar em material vegetal, podem causar doenças ao transmitirem agentes fitopatogênicos ou mesmo causar danos às plantas (HARRIS e MARAMOSCH, 1990). Isto já foi relatado, especialmente, em percevejos pertencentes à família Miridae. O percevejo predador Dyciphus hesperus (Knight) (Hemiptera: Miridae) causa injúrias mecânicas ao exercerem a fitofagia em plantas de tomate, e nesta mesma cultura a infestação do percevejo predador Nesidiocoris tenuis Reuter (Heteroptera: Miridae) reduziu tanto o crescimento da planta quanto a quantidade e qualidade da produção (SANCHEZ et al., 2004; CASTAÑÉ et al., 2011). Contraditoriamente, estudos realizados com Brontocoris tabidus Signoret (Hemiptera: Pentatomidae), demonstraram que, apesar de alimentar-se de plantas, estes percevejos predadores não causam danos, pelo menos diretos, às mesmas (AZEVEDO, 2007; COELHO et al., 2009). Danos como a diminuição da produção podem ocorrer, uma vez que nutrientes estão sendo extraídos das plantas no ato da fitofagia praticada pelos predadores (TORRES et al., 2010). Uma revisão completa sobre a maioria dos grupos predadores mostrou que a alimentação suplementar nas plantas por Heteropteros, raramente apresentou danos às culturas (HAGEN et al., 1987). O presente trabalho teve como objetivos identificar se Podisus nigrispinus provoca redução de biomassa da matéria seca e perda expressiva de macronutrientes, ao realizar a fitofagia em mudas de Eucalyptus urophylla. E identificar se plantas com desbalanço nutricional (omissão de macronutrientes) são mais afetadas pela fitofagia. 27 27 MATERIAL E MÉTODOS Plantas utilizadas. Foram utilizadas mudas de Eucalyptus urophylla, com aproximadamente 45 dias de idade, cedidas pela empresa Aperam BioEnergia, localizada no município de Itamarandiba, estado de Minas Gerais. As mudas foram conduzidas em casa de vegetação do Departamento de Agronomia da Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), no município de Diamantina/MG (18º15’ de latitude sul e 43º36’ de longitude Oeste e altitude de 1.400 m). A temperatura e umidade relativa média, durante o experimento na casa de vegetação foram de 26,6°C e 46%, respectivamente. As plantas escolhidas para compor o experimento possuíam parte aérea e sistema radicular, visualmente, semelhantes, com altura e diâmetro médios de 34,4 e 0,19 cm, respectivamente. As raízes foram lavadas em água corrente e mantidas, em apenas, água deionizada, sendo devidamente aeradas durante 15 dias. Este procedimento teve finalidade de reduzir o excesso da adubação proveniente do viveiro clonal. Posteriormente, foram fixadas em placas de isopor de 2,0 cm de espessura e colocadas em vasos de plástico com capacidade para 4,5 litros de solução nutritiva. O experimento foi conduzido em sistema hidropônico com aeração por ar comprimido e solução nutritiva (CLARK, 1975). preparada com reagentes p. a., a qual era trocada semanalmente. As mudas foram aclimatadas na condição hidropônica, com as concentrações utilizadas na solução nutritiva sendo aumentadas gradualmente (25, 50 e 75 %) a cada semana, até atingir à concentração final dos nutrientes (CARVALHO NETO et al., 2011). O pH foi ajustado a cada intervalo de troca para 5,5. A determinação dos teores dos macronutrientes foi realizada conforme metodologia descrita por Malavolta et al. (1997). Criação dos insetos. Posturas com ovos, oriundas de casais diversos, do percevejo predador Podisus nigrispinus foram obtidas de gaiolas de criação mantidas no Laboratório de Controle Biológico da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri em Diamantina, Minas Gerais, Brasil (25 ± 2 ºC, 70 ± 10% de umidade relativa e fotoperíodo de 12 horas) (ZANUNCIO et al., 1991). Duzentos ovos foram coletados das gaiolas de criação e acondicionados em placas de Petri, com um chumaço de algodão umedecido com água destilada fixado na tampa. As placas foram mantidas em sala climatizada, nas mesmas condições da criação. Um dia após a eclosão, 70 ninfas, escolhidas aleatoriamente, foram transferidas para sete placas de Petri, em grupos de 10 indivíduos, onde foi oferecida apenas água destilada, até atingirem o segundo estádio. A partir desta fase, quando estes insetos apresentam hábito predatório, duas pupas de Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae) 28 28 foram colocadas em cada recipiente contendo as ninfas. As pupas de T. molitor foram obtidas da criação mantida em bandejas com farelo de trigo em sala climatizada (PIRES, 2009). Ao atingirem o terceiro estádio, as ninfas do percevejo predador foram transferidas para as mudas de eucalipto que estavam sendo conduzidas na casa de vegetação. Das dez mudas de E. urophylla, de cada tratamento, ao acaso, foram escolhidas cinco, para receber os percevejos predadores. Cinco ninfas eram depositadas em sacos de tecido organza (30 x 15 cm), que estavam envoltos às mudas de eucalipto. Três pupas de T, molitor, com um dia de idade, foram oferecidas a cada grupo de cinco ninfas de P. nigrispinus. Estas pupas eram trocadas periodicamente mantendo diariamente o grupo vivo. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com 14 tratamentos e cinco repetições (N=70), sendo cada repetição composta por uma muda de E. urophylla e nos tratamentos com a presença do inseto, cinco ninfas de P. nigrispinus foram colocadas em cada muda. Os tratamentos foram constituídos por T1 = omissão de N (-N) com inseto; T2 = omissão de N (-N) sem inseto; T3 = omissão de fósforo (-P) com inseto, T4 = omissão de fósforo (-P) sem inseto; T5 = omissão de potássio (-K) com inseto; T6 = omissão de potássio (-K) sem inseto; T7 = omissão de cálcio (-Ca) com inseto; T8 = omissão de cálcio (-Ca) sem inseto; T10 = omissão de magnésio (-Mg) com inseto; T10 = omissão de magnésio (-Mg) sem inseto; T11 = omissão de enxofre (-S) com inseto; T12 = omissão de enxofre (-S) sem inseto; T13 = solução completa (controle) com inseto; T14 = solução completa (controle) sem inseto. Assim, dos 14 tratamentos, em sete estavam presentes os percevejos predadores e nos outros sete, estes insetos estavam ausentes. Foi realizado o acompanhamento do desenvolvimento do P. nigrispinus, até que os insetos atingissem a fase adulta. Análises nutricionais. Ao final do experimento as plantas foram então, coletadas e foi realizada a separação da parte aérea e raízes. O material vegetal foi lavado com água destilada, acondicionado em sacos de papel e colocado para secagem em estufa, com circulação forçada de ar a 65°C, por 72h. Após a secagem, o material foi pesado e foram realizadas análises foliares em todas as mudas, no Laboratório Integrado de Pesquisas Multiusuário dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri LIPEMVALE, UFVJM, onde foi obtida a produção de massa seca de folha (MSF), de caule (MSC), de parte aérea (MSPA), de raízes (MSR) e total (MSTO) das mudas. Além da matéria seca, os teores de macronutrientes nas folhas das mudas de eucalipto foram determinados segundo metodologia descrita por Malavolta et al. (1997). 29 29 As médias de distribuição de nutrientes, além das médias da produção de matéria seca das mudas foram submetidas à análise de variância e ao teste de Scott & Knott a 5% de probabilidade. RESULTADOS E DISCUSSÃO A presença do Podisus nigrispinus não afetou as produções de biomassa das folhas, caule e raízes das mudas de eucalipto, pois diferenças significativas não foram constatadas entre os tratamentos (Tabela 1). Quantidades significativas dos macronutrientes também não foram extraídas das mudas por P. nigrispinus (Tabela 2). Existem, pelo menos, duas explicações para o fato da alimentação de P. nigrispinus em mudas de Eucalyptus urophylla não ter afetado a produção destas. A fitofagia correlaciona-se à disponibilidade de presas para os percevejos predadores. Diversos trabalhos demonstram que, o aumento da alimentação em plantas, pelos zoofitófagos, ocorre em casos de escassez de presas ou quando as presas oferecidas são de baixa qualidade nutricional (ZANUNCIO et al., 1993; OLIVEIRA et al., 2002; VIVAN et al., 2002; MOURÃO et al., 2003; EVANGELISTA et al., 2004). Neste experimento, pupas de T. molitor foram oferecidas ad libitum aos insetos predadores (três pupas para cada grupo de cinco ninfas do P. nigrispinus). A fitofagia de insetos predadores deve ser entendida como um complemento da alimentação, podendo possuir menor valor para estes insetos, quando estes são alimentados em presas de alta qualidade, que proporcionam os nutrientes necessários a eles (PANIZZI e PARRA, 2009). Portanto, neste trabalho, a quantidade de presas pode ter influenciado negativamente a fitofagia, reduzindo-a. P. nigrispinus não atinge o citoplasma das células das plantas, adquirindo no xilema, aminoácidos e minerais, pois este tecido é pobre em carboidratos (TORRES et al., 2010). A fitofagia realizada por este predador não causa diminuição na produção de biomassa das plantas, visto que a quantidade de nutrientes retirada da planta é mínima, porém suficiente para melhorar sua biologia (MARSCHNER, 1995). Os insetos necessitam, para o crescimento e desenvolvimento, de quantidades consideráveis de K, P e Mg (PANIZZI e PARRA 2009), que certamente são adquiridos em suas presas, confirmando a função de suplementação nutricional que ocorre nas plantas (DENNO e FAGAN, 2003). Estes insetos podem ainda, sugar material do apoplásto, espaço existente entre as células do mesofilo foliar, podendo ingerir algum monossacarídeo, sem prejudicar a planta (TORRES et al., 2006; ASSIS JÚNIOR et al., 2008). 30 30 Tabela 1. Produção de massa seca de folha (MSF), de caule (MSC), de parte aérea (MSPA), de raízes (MSR) e total (MSTO) de mudas de eucalipto cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutriente na presença e ausência do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae). Tratamentos Predador Podisus nigrispinus Presença Ausência ........................ MSF (g) - CV = 24,85% ......................... Completo 12,05 aA 8,90 aA Omissão N 2,08 bA 2,17 bA Omissão P 3,43 bA 2,27 bA Omissão K 5,08 bA 3,03 bA Omissão Ca 6,58 bA 3,93 bA Omissão Mg 3,64 bA 3,33 bA Omissão S 2,43 bA 3,55 bA ........................ MSC (g) - CV = 26,93% ........................ Completo 8,48 aA 9,00 aA Omissão N 3,06 bA 3,13 bA Omissão P 3,18 bA 1,80 bA Omissão K 3,36 bA 4,37 bA Omissão Ca 4,86 bA 2,93 bA Omissão Mg 4,08 bA 5,10 bA Omissão S 3,63 bA 2,50 bA ...................... MSPA (g) - CV = 26,22% ........................ Completo 20,53 aA 17,90 aA Omissão N 5,14 bA 5,30 bA Omissão P 6,60 bA 4,07 bA Omissão K 8,44 bA 7,40 bA Omissão Ca 11,44 bA 6,87 bA Omissão Mg 7,72 bA 8,43 bA Omissão S 6,07 bA 6,05 bA ....................... MSR (g) - CV = 30,32% ......................... Completo 19,60 aA 14,30 aA Omissão N 4,80 bA 5,87 bA Omissão P 4,28 bA 3,80 bA Omissão K 5,86 bA 5,87 bA Omissão Ca 8,68 bA 2,70 bA Omissão Mg 5,15 bA 4,93 bA Omissão S 5,00 bA 2,60 bA ...................... MSTO (g) - CV = 27,28% ....................... Completo 40,13 aA 32,20 aA Omissão N 9,94 bA 11,17 bA Omissão P 10,88 bA 6,90 bA Omissão K 14,30 bA 13,27 bA Omissão Ca 20,12 bA 9,57 bA Omissão Mg 12,87 bA 13,37 bA Omissão S 11,07 bA 8,65 bA Médias seguidas por letras minúsculas na coluna e maiúsculas na linha não diferem entre cada variável avaliada pelo teste de Scott & Knott a 5%. 31 31 Tabela 2. Teor de macronutrientes nas folhas de mudas de eucalipto cultivadas em solução nutritiva com omissão de macronutrientes na presença e ausência do predador Podisus nigrispinus (Dallas, 1851) (Hemiptera: Pentatomidae). Tratamentos Predador Podisus nigrispinus Presença Ausência ........................ N (dag kg -1 ) - CV = 14,60% ........................... Completo 1,97 aA 1,68 aA Omissão N 0,60 cA 0,58 cA Omissão P 1,60 bA 1,31 bA Omissão K 2,25 aA 1,95 aA Omissão Ca 1,23 bA 1,03 bA Omissão Mg 2,17 aA 1,88 aA Omissão S 1,77 bA 2,00 aA .......................... P (dag kg -1 ) - CV = 19,89% .......................... Completo 0,13 aA 0,12 aA Omissão N 0,15 aA 0,16 aA Omissão P 0,05 bA 0,06 bA Omissão K 0,15 aA 0,16 aA Omissão Ca 0,12 aA 0,12 aA Omissão Mg 0,14 aA 0,13 aA Omissão S 0,12 aA 0,15 aA ......................... K (dag kg -1 ) - CV = 18,58% .......................... Completo 0,98 aA 0,93 aA Omissão N 0,63 bA 0,68 bA Omissão P 0,49 bA 0,59 bA Omissão K 0,23 cA 0,33 cA Omissão Ca 0,51 bA 0,51 bA Omissão Mg 0,56 bA 0,54 bA Omissão S 0,50 bA 0,54 bA ....................... Ca (dag kg -1 ) - CV = 14,04% .......................... Completo 1,09 aA 1,10 aA Omissão N 1,19 aA 1,23 aA Omissão P 1,09 aA 1,11 aA Omissão K 1,11 aA 1,11 aA Omissão Ca 0,50 bA 0,49 bA Omissão Mg 1,10 aA 1,10 aA Omissão S 1,12 aA 1,13 aA ........................ Mg (dag kg -1 ) - CV = 10,58% ........................ Completo 0,54 aA 0,50 aA Omissão N 0,63 aA 0,66 aA Omissão P 0,59 aA 0,65 aA Omissão K 0,60 aA 0,56 aA Omissão Ca 0,52 aA 0,46 aA Omissão Mg 0,19 bA 0,21 bA Omissão S 0,61 aA 0,59 aA .......................... S (dag kg -1 ) - CV = 24,34% .......................... Completo 0,24 aA 0,25 aA Omissão N 0,15 aA 0,15 aA Omissão P 0,14 aA 0,16 aA Omissão K 0,21 aA 0,22 aA Omissão Ca 0,17 aA 0,21 aA Omissão Mg 0,18 aA 0,23 aA Omissão S 0,08 bA 0,04 bA Médias seguidas por letras minúsculas na coluna e maiúsculas na linha não diferem entre cada variável avaliada pelo teste de Scott & Knott a 5%. 32 32 Apoiando tal ideia, Coelho et al. (2009) ao estudarem a alimentação em plantas do percevejo predador Brontocoris tabidus (SIGNORET, 1863) (Hemiptera: Pentatomidae), pertencente a mesma subfamília do P. nigrispinus, observaram também, que os insetos adultos retiram água presente no xilema da planta, sendo mínima, a extração de nutrientes. Portanto, a aquisição de água parece ser a função principal da alimentação de predadores em plantas, não prejudicando a produção de biomassa destas. A ingestão de quantidade substancial de água é necessária para a alimentação destes predadores em suas presas, pois eles realizam digestão extra-oral, injetando quantidades consideráveis de enzimas digestivas nas presas, pela ação de suas glândulas salivares, onde a água dilui tais enzimas, que maceram os tecidos animais, produzindo um líquido que é ingerido e digerido no intestino (COHEN, 1996). CONCLUSÕES A fitofagia do percevejo predador, Podisus nigrispinus não causou redução da biomassa das mudas de E. urophylla, com tratamento completo ou com omissão dos macronutrientes. Os resultados obtidos validam os benefícios da utilização de P. nigrispinus como agente de controle biológico, em programas de Manejo Integrado de Pragas da eucaliptocultura. AGRADECIMENTOS À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior pela concessão da bolsa de mestrado. A Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri pela infraestrutura necessária para execução desse trabalho. A empresa Aperan pelo fornecimento das mudas de eucalipto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGRAWAL, A. A. Specificity of induced resistance in wild radish: causes and consequences for two specialist and two generalist caterpillars. Oikos, v. 89, p. 493-500, 2000. ARMER, C. A.; WIEDENMANN, R. N.; BUSH, D. R. Plant feeding site selection on soybean by the facultatively phytophagous predator Orius insidiosus. Entomologia Experimentalis Et Applicata, Netherlands, v. 86, p.109-118, 1998. ASSIS JÚNIOR S.L.; ZANUNCIO, T.V.; SANTOS, G.P.; ZANUNCIO, J.C. Efeito da suplementação de folhas de Eucalyptus urophylla no desenvolvimento e reprodução do predador Supputius cincticeps (Stal) (Heteroptera: Pentatomidae). Anais da Sociedade Entomológica do Brasil, Londrina, v.27, p.245-253, 1998. 33 33 AZEVEDO, D. O.; ZANUNCIO, J. C.; ZANUNCIO J. R, J. S.; MARTINS, G.F.; MARQUES-SILVA, S.; SOSSAI, M.F.; SERRÃO, J. E. 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Em relação ao efeito da fitofagia nas plantas, P. nigrispinus não causou redução da biomassa das mudas, nem retirou quantidade significativa de nutrientes de E. urophylla, que apresentem deficiências de macronutrientes ou que estejam nutricionalmente adequadas.