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4 October 2023 Unraveling the effect of temperature and humidity on the life cycle of Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae) and the impact on pest outbreaks
Éllen R. Carbognin, Antone S. Benedito, Cláudia P. Ferreira, Odair A. Fernandes
Author Affiliations +
Abstract

Temperature and humidity are considered the main abiotic factors that affect both the development and survival of ectothermic organisms. In this study, we estimated the development time as well as the thermal requirements of the sugarcane borer, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794; Lepidoptera: Crambidae), a key insect pest of sugarcane and discussed the influence of temperature and relative humidity and its infestation intensity in a scenario of climate change.The models Brière-1 and Ikemoto-Takai provided the best fit to the data of development rate versus temperature.The average life cycle (from egg to adult) ranged from 39.21 ± 4.84 at 32 °C to 137.10 ± 7.47 at 18 °C days.The thermal constant and average base temperature were 547.69 degree-days and 13.64 °C, respectively.The number of larval instars varied from 4 to 7 depending on the temperature, being higher at lower temperatures.The thermal range comprised the interval from 16.7 °C to 33.9 °C and the optimum temperature was estimated as 27.4 °C. Locations with elevated temperature (≥25 °C) and high relative humidity (≥70%) presented larger populations of D. saccharalis. Our findings show that the infestation pressure of this species is highly influenced by both temperature and humidity, and the studied models allow to forecast pest outbreaks. In the context of climate change, information about the thermal range and the optimum temperature contributes to predicting the spatial-temporal distribution of D. saccharalis and, consequently, aids decision making in pest management.

Graphical Abstract

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Temperatura e umidade são consideradas os principais fatores abióticos que afetam o desenvolvimento e a sobrevivência de organismos ectotérmicos. Neste estudo, nós estimamos o tempo de desenvolvimento, bem como os requerimentos térmicos da broca da cana-de-açúcar, Diatraea saccharalis (Fabricius, 1794) (Lepidoptera: Crambidae), uma praga-chave da cana-de-açúcar e discutimos a influência da temperatura e umidade relativa e sua intensidade de infestação em um cenário de mudanças climáticas. Os modelos Brière-1 e Ikemoto-Takai forneceram o melhor ajuste aos dados de taxa de desenvolvimento versus temperatura. O ciclo de vida médio (do ovo ao adulto) variou de 39,21 ± 4,84 a 32 °C até 137,10 ± 7,47 dias a 18 °C. A constante térmica e a temperatura base média foram 547,69 graus-dia e 13,64 °C, respectivamente. O número de instares larvais variou de 4 a 7 dependendo da temperatura, sendo maior em temperaturas baixas. A faixa térmica compreendeu o intervalo de 16,7 °C a 33,9 °C e a temperatura ótima foi estimada em 27,4 °C. Locais com temperatura elevada (≥25 °C) e alta umidade relativa (≥70%) têm populações maiores de D. saccharalis. Nossos resultados mostram que a pressão de infestação desta espécie é altamente influenciada pela temperatura e umidade e os modelos estudados permitem prever surtos da praga. No contexto das mudanças climáticas, informação sobre a amplitude térmica e a temperatura ótima contribui para prever a distribuição espaçotemporal de D. saccharalis e, consequentemente, auxilia na tomada de decisão no manejo de pragas.

Éllen R. Carbognin, Antone S. Benedito, Cláudia P. Ferreira, and Odair A. Fernandes "Unraveling the effect of temperature and humidity on the life cycle of Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae) and the impact on pest outbreaks," Environmental Entomology 52(6), 1139-1151, (4 October 2023). https://doi.org/10.1093/ee/nvad095
Received: 6 January 2023; Accepted: 12 September 2023; Published: 4 October 2023
JOURNAL ARTICLE
13 PAGES

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KEYWORDS
broca da cana-de-açúcar
climate change
linear and nonlinear models
modelos lineares e não lineares
mudanças climáticas
requerimento térmico
sugarcane borer
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