Resumen de Estudio de modelos logísticos: Aplicaciones en artrópodos plagas y su control
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Los modelos matemáticos permiten representar el comportamiento poblacional de los insectos en función de los cambios del entorno, lo cual es útil dentro de programas de manejo integrado de plagas para analizar, predecir y/o simular la dinámica poblacional de las plagas y/o sus organismos de control biológico en función del tiempo y de las estrategias de control o de las condiciones climáticas. Esta tesis se enfocó en desarrollar y estudiar la aplicación de los modelos logísticos en el control de plagas, tanto aplicados a la especie plaga como a los métodos de control químico y biológico.
En el capítulo II se estudió la fenología y control químico óptimo del picudo de las palmeras Rhynchophorus ferrugineus. El modelo fenológico se desarrolló a partir de datos experimentales obtenidos en Almuñecar, Granada, España. La fenología del picudo ajustó a una doble función sigmoide en la que cada ecuación representó una cohorte, debido a que la diapausa larvaria, inducida por bajas temperaturas, dividió la población del picudo. Este modelo puede aplicarse en otras zonas con presencia de R. ferrugineus y con temperaturas entre 10 °C y 15 °C por 80 días aproximadamente. El modelo de control óptimo reveló que la aplicación de insecticidas es efectiva durante el máximo poblacional larvario (≤ 50 días de inicio de la infestación), y según la curva solución, el coste de control de larvas es menor que el de pupas y/o adultos.
A su vez, el capítulo III se refiere a la determinación de la efectividad de los entomófagos Trichogramma cacaeciae y Blattisocius mali en el control de la polilla Phthorimaea operculella utilizando la fórmula de Abbot y un modelo logístico. Para ello, tanto el parasitoide como el depredador se liberaron en recipientes que contenían patatas recién infestadas, y se dejaron actuar durante 49 días. Al finalizar el estudio, B. mali (Abbot: 86,53%; Modelo logístico: 94,85%) ejerció un mayor control de la polilla que T. cacaeciae (Abbot: 43,88%; Modelo logístico: 73,77%). El modelo logístico fue más acurado en la determinación de la efectividad de control que la ecuación de Abbot, ya que considera los valores intermedios de la población de la plaga en el tiempo y bajo la regulación de los entomófagos, mientras que la fórmula de Abbott carece de la fiabilidad que aporta la varianza de los datos.
Finalmente, en el capítulo IV se estudió un sistema novedoso de control biológico en cultivos de invernaderos. El capítulo está dividido en dos subapartados, el primero se enfocó en la estandarización de la metodología de evaluación que incluyó la comparación del método de extracción de embudo de Berlese-Tullgren con un nuevo método por flotación en hexano, y se estudió la dinámica poblacional del depredador Amblyseius swirskii y su presa Carpoglyphus lactis en el interior de sobres de liberación lenta, y la tasa de liberación del depredador. El nuevo método extrajo 3,7 más ácaros que el embudo. La correlación positiva entre la población interna del depredador y la presa indicó que la dinámica poblacional fue óptima para mantener la cría de A. swirskii. La tasa máxima de liberación ocurrió entre los días 7 y 13, cuando la población de la presa disminuyó en el interior del sobre.
En el segundo subapartado se estudió el efecto del microclima sobre la dinámica poblacional de A. swirskii y C. lactis y la efectividad del sistema mediante modelos logísticos. El modelo reflejó que en humedad relativa (HR) baja la liberación acumulada del depredador fue inferior a 300 ácaros/sobre en un periodo de 2 a 3 días, mientras que en HR media y alta la liberación fue cercana a 500 ácaros/sobre en un periodo de 10 y 15 días, respectivamente. No se registró crecimiento poblacional de C. lactis en ningún régimen de HR, y esto influyo en la tasa de crecimiento del depredador, particularmente en HR baja.
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Mathematical models allow to represent the population behavior of insects depends on the changes of the environment, which is useful into the management integrated pest to analyze, to predict and/or to simulate the population dynamics of pest and/or its biological control organisms in accordance with the time and the control strategies or environmental conditions. This thesis focused on developing and study the application of logistic models in pest control, both applied to the pest species and to chemical and biological control methods.
In the chapter II the phenology and optimal chemical control of the palm weevil Rhynchophorusferrugineus was studied. The phenological model was developed based on experimental data gathered in Almuñecar, Granada, Spain. The phenology of RPW was fitted by a double sigmoid function, which each logistic function represents one cohort, due to larval diapause, induced by low temperatures, which divided the RPW population. This model could be applied elsewhere with RPW occurrence and with temperatures between 10 °C – 15 °C for approximately 80 days. The optimal chemical control model shown that insecticide application is effective during the maximum larvae population (≤ 50 days from infestation), and according to solution curve, the cost of larval control is lower than of pupae and/or adults.
In turn, Chapter III deals with the determination of the effectiveness of the entomophagous Trichogramma cacaeciae and Blattisocius mali in the control of the moth Phthorimaea operculella using the Abbott equation and a logistic model. For this, the parasitoid and predatory mite was released in containers with freshly infested potatoes and allowed themselves to act for 49 days. At the end of the study, B. mali (Abbot: 86,53%; logistic model: 94,85%) exerted greater control of the moth than T. cacaeciae (Abbot: 43,88%; logistic model: 73,77%).
The logistic model was more accurate in determining control effectiveness than the Abbott equation, as it considers the intermediated values of the pest population over time and under entomophagous control, while the Abbott’s formula lacks the reliability provided by the variance of the data.
Finally, in Chapter IV, a novel biological control system for greenhouse crops was studied. The chapter is divided into two sub-sections, the first one focused on the standardization of the evaluation methodology that included the comparison of the extraction method using Berlese-Tullgren with a new method based on the flotation in hexane, and we study the population dynamics of A. swirskii and C. lactis into the slow-release sachets, and the release rate of predator. The new method extracted 3.7 more mites than the funnel. The positive correlation between the internal population of the predator and the prey indicated that the population dynamics were optimal for maintaining A. swirskii. The maximum release rate occurred between days 7 and 13, when the population of the prey population decreased inside the sachet, showing a negative correlation between predator that left the sachet and internal prey population.
The second subpart studied the effect of microclimate on the population dynamics of A. swirskii and C.
lactis and the effectiveness of the systems were studied using logistic models. The model showed that at low relative humidity (RH) the cumulative predator release was less than 300 mites/sachet over a period of 2 to 3 days, while at medium and high RH the release was close to 500 mites/sachet over a period of 10 and 15 days, respectively. No population growth of C. lactis was recorded in any RH regime, and this influenced the predator growth rate, particularly at low RH.
