Ecología de artrópodos en setos mediterráneos, cubiertas vegetales y cítricos Resumen: INTRODUCCIÓN.

Transcripción

1 Ecología de artrópodos en setos mediterráneos, cubiertas vegetales y cítricos (Póster presentado en las Jornadas de SEAE, Mallorca septiembre 2009) Autores: Domínguez Gento, A. 1 ; Vercher, R. 2 ; González, S. 2 ; Berges E. 2 ; Ballester R. 3 1: Estació Experimental Agrària de Carcaixent (IVIA) 2: Institut Agroforestal de Mediterrani (UPV) 3: Grup de Treball d AE de la Unió de Llauradors i Ramaders Resumen: Se ha realizado un estudio sobre la función ecológica de los setos naturales mediterráneos y cubiertas vegetales, como hábitat de la entomofauna auxiliar asociada a los cítricos ecológicos y convencionales. Este estudio se ha prolongado durante dos años en parcelas de cítricos de la comarca de la Ribera (Valencia). Se ha catalogado la entomofauna asociada a especies de setos y cubiertas vegetales, y al propio cultivo. Para el seguimiento de los insectos han sido empleados dos tipos de muestreos, las trampas pegajosas amarillas y las aspiraciones. Se han analizado diversos factores que influyen en la abundancia y diversidad de los artrópodos, como son el tipo de sustrato vegetal (tipos de cubiertas, varias especies de setos y cítricos) y el tipo de manejo del cultivo (ecológico y convencional). Los resultados expuestos muestran que los setos estudiados tienen una gran diversidad de enemigos naturales. Las especies encontradas son muy similares a las encontradas en los cítricos, pero distintas a las habituales en las cubiertas vegetales. En setos y cítricos son los neurópteros, las hormigas y los coccinélidos los depredadores más comunes. En cubierta vegetal son los dípteros cecidómidos, las hormigas y los heterópteros. También se ha constatado en este estudio que la especie vegetal de seto y el tipo de cubierta vegetal influye en la diversidad y abundancia de depredadores encontrados, siendo entre los setos el lentisco la especie con mayores índices de diversidad. Este estudio también muestra como los cítricos ecológicos presentan mayor abundancia y diversidad de enemigos naturales que los cítricos de manejo convencional. INTRODUCCIÓN. Una de las características principales de la agricultura moderna es la homogeneización de los cultivos con la consecuente fragmentación de natural del paisaje. Esto puede afectar directamente a la abundancia y diversidad de la fauna auxiliar, adquiriendo más importancia cuanto mayor sea el área de monocultivo. Varios estudios han incidido en los efectos del manejo del paisaje en la población de artrópodos beneficiosos (Altieri y Letourneau, 1982; Russell, 1989; Van Emden, 1990; Delucchi, 1997; Altieri, 1999; Andow, 1991; Landis et al., 2000; Altieri et al., 2003). Además la estabilidad de la comunidad de insectos no sólo depende de su diversidad sino también de la dependencia de éstos a los diferentes niveles tróficos del agroecosistema (Southwood y Way, 1970). Una forma de aumentar la diversidad vegetal en amplias extensiones de monocultivos consiste en establecer márgenes e islas internas con especies herbáceas y leñosas silvestres que permitan el movimiento y distribución de artrópodos favorables para fomentar la biodiversidad (Landis, 1994; Fry, 1995). Entender las interacciones ecológicas entre setos e

2 invertebrados debería ser la clave elemental para llevar a cabo la evaluación y conservación de los mismos (Maudsley, 2000), pero pocos estudios se han concentrado en el seto en sí mismo (Maudsley et al., 1997, 2002), o en las cubiertas herbáceas, como infraestructuras naturales funcionales, a pesar de la aparente diversidad de invertebrados que poseen (Pollard et al., 1974; Hradetzky y Kromp, 1997; Paoletti et al., 1997). Por eso este trabajo pretende profundizar, entre otros aspectos, en el conocimiento de la ecología de insectos beneficiosos asociados a los setos mediterráneos, a los cítricos y a las cubiertas vegetales que ahora se describe. MATERIAL Y MÉTODOS. Los estudios se han realizado en parcelas citrícolas de la comarca de la Ribera Alta (Valencia), conducidas mediante técnicas ecológicas e inscritas en el CAE-CV, en las que ya tienen instalados diferentes tipos de setos. En concreto, una parcela de mandarinos de la variedad Clemenpons en L Alcúdia, con seto mixto de especies mediterráneas y seto monoespecífico de cipreses (Cupressus sempervirens L.), y otra de Clemenules y Orogrande en Alzira, con setos mixtos de especies mediterráneas y setos monoespecíficos de árbol del cielo o ailanto (Ailanthus altissima L.). y granados (Punica granatum L.), así como diferentes especies herbáceas utilizadas como cubiertas vegetales permanentes entre las líneas de cítricos. De entre los setos mixtos, estos primeros años se han analizado las siguientes especies: lentisco (Pistacia lentiscus L.), espino blanco (Crataegus monogyna Jacq.), aladierno (Rhamnus alaternus L.), cornicabra (Pistacia terebinthus L.), mirto (Myrtus communis L.) y madroño (Arbutus unedo L.); de entre las cubiertas vegetales se estudiaron las de hierbas silvestres (compuestas por diferentes especies evolucionando según el período de cultivo) y una cubierta sembrada de alfalfa (Medicago sativa L.). En las cubiertas herbáceas se hizo la distinción por un lado entre las que se encontraban bajo los árboles adultos más antiguos, con diámetros de copa muy amplio (de más de 4 m, los cuales se tocaban), bajo la que crecían especies adaptadas a la sombra, y por otro las que se encontraban expuestas a amplia insolación, entre las calles de árboles más jóvenes (con diámetros de copa entre los 2 y los 3 m, dejando un espacio libre de más de 2 m entre las copas de filas distintas). También se realizan los muestreos sobre los cítricos cercanos a las especies de setos monitorizadas (a 5 m de distancia aproximada), y en las filas de árboles donde se estaban aspirando las cubiertas herbáceas. Por último, se muestreaban los cítricos de parcelas lindantes de conducción convencional que contaban con similares variedades a la de las fincas ecológicas elegidas. En cada muestreo se realizaron 4 repeticiones por especie. Los muestreos se realizaron cada 15 días en la época cálida (de mayor actividad biológica), y cada 30 en invierno (con menor actividad), mediante trampas pegajosas amarillas y aspiración. La aspiración se realizó con un aspirador de motor gasolina marca Komatsu Zenoah Co., modelo HBZ2601, con una cilindrada de 25,4 cm 3, al que se le adaptó en la

3 boca de aspiración un cilindro de plástico de 30 cm de diámetro y 30 cm de altura. En cada golpe de aspiración se aplica el cilindro sobre un grupo de hojas y ramas que quedan en su interior. Las aspiraciones se realizan siempre sobre los mismos árboles, habiendo sido éstos elegidos inicialmente como muestras representativas de las parcelas. Cada aspiración tiene una duración de 2 minutos, y se lleva a cabo por la mayor superficie del árbol posible. Las capturas de insectos en trampas se expresan como número de insectos/trampa y 14 días. Los muestreos reflejados en el presente trabajo se han realizado durante 2 años, desde mayo de 2006 a mayo de Los métodos incluyen la colaboración activa de los agricultores implicados, en lo que se viene a denominar investigación participativa, para lo cual existe un feed-back entre las propuestas de la parte técnica, los resultados y el análisis conjunto con los agricultores, con un grado de implicación y aceptación muy alto. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Se ha estudiado la abundancia relativa de los depredadores encontrados, en función del tipo de sustrato vegetal considerado (cítrico cultivado, setos y cubiertas vegetales). Los resultados de cada uno de los dos años de estudio son similares, por lo que se han analizado conjuntamente (Figura 1). Se constata que en general, los enemigos naturales encontrados en setos y cultivo son muy análogos entre sí, tanto en abundancia relativa como en especies encontradas; sin embargo estas son distintas a las encontradas en cubiertas vegetales. Así, en cítricos y setos los neurópteros son los más abundantes (representan el 25% del total en cítricos y el 30 % en setos), seguidos de hormigas y arañas. Los coccinélidos son relativamente más abundantes en cítricos que en setos (18 % en cítricos frente al 9 % en setos), y los heterópteros más comunes en setos (donde representan el 11% del total) que en cítricos (5% del total). En las cubiertas vegetales no aparecen neurópteros, siendo los más abundantes los dípteros (43% del total) seguidos de hormigas (25%) y de heterópteros (19 %). Cubierta vegetal Setos Neurópteros Coccinélidos Dípteros Hormigas Heterópteros Arañas Cítrico 0% 20% 40% 60% 80% 100% Figura 1: Abundancia relativa de artrópodos depredadores capturados en los muestreos de cítricos ecológicos, setos y cubierta vegetal, de mayo de 2006 a mayo de 2008, en dos parcelas en la comarca de la Ribera (Comunidad Valenciana).

4 Existen a su vez diferencias entre los sustratos en cuanto a abundancia relativa de cada familia u orden estudiado; al mismo tiempo, aparecen diferencias si analizamos las especies más comunes dentro de cada familia. Por ejemplo, en el caso de los coccinélidos (Tabla I) en setos y cítricos abundan sobretodo Scymnus subvillosus y Sc. interruptus. Mientras que en cubiertas vegetales los coccinélidos son muy poco abundantes, siendo la especie más común Propylea quatordecimpunctata seguida de Sc. mediterraneus, especie que tiene una escasa presencia en cítricos y setos. Tabla I: Abundancia relativa de coccinélidos según el tipo de sustrato vegetal que habitan en dos parcelas de la comarca de la Ribera de la Comunidad Valenciana, de mayo de 2006 a mayo Cítrico Setos Cubiertas vegetales Propylea quatuordecimpunctata 14,3 4,3 33,3 Rodolia cardinalis 5,6 3,3 1,0 Scymnus mediterraneus 1,0 1,7 15,6 Sc. interruptus 20,9 22,0 12,5 Sc. subvillosus 37,1 35,6 14,6 Stethorus punctillum 17,5 23,3 0,0 Otros coccinélidos 3,7 9,8 22,9 nº total % Para analizar la diversidad de entomofauna auxiliar en los distintos sustratos se calcularon los índices de diversidad usando el Índice de Shannon (Shannon y Weaver, 1949), que enfatiza la riqueza de especies, y el Índice de Simpson (Simpson, 1949), que enfatiza en el componente de la equitatividad, en los tres tipos de estratos vegetales (Tabla II); observamos que los índices de Simpson y Shannon dan una mayor diversidad al seto, seguido de los cítricos y, en último lugar, aparecen las cubiertas herbáceas con menos especies depredadoras y unos índices de diversidad menores. Esta tendencia se ha mantenido los dos años de estudio. Tabla II: Índices de diversidad de Shannon y Simpson calculados para neurópteros, coleópteros, dípteros depredadores, coccinélidos y heterópteros depredadores en cultivos, setos y cubiertas vegetales en dos años de estudio. Año Año Cultivo Setos Cubierta Cultivo Setos Cubiertas s Simpson D 6,026 7,271 5,25 7,849 13,251 7,559 equitatividad E 0,155 0,202 0,328 0,191 0,331 0,222 Shannon H 3,398 3,472 2,992 3,878 4,183 3,550 equitatividad J 0,643 0,671 0,748 0,724 0,786 0,698 Si analizamos la diversidad en cuanto a las especies vegetales leñosas, comparando las especies de setos muestreadas y el cultivo (Tabla III), vemos que claramente la especie con mayor diversidad es el lentisco, seguido por el aladierno y el madroño, por el cítrico, y en última posición el ciprés, que es el que menos diversidad presenta. Este resultado también se mantiene los dos años de estudio.

5 En la Tabla IV se pueden observar los índices de diversidad en los tres tipos de cubiertas que muestreamos en la parcela de Alzira en el año 2008: cubierta silvestre (de cítrico adulto, con mayor proporción sombreada, y de cítrico joven, con mayor proporción soleada) y cubierta de alfalfa (también entre cítricos jóvenes). Los resultados obtenidos indican que las cubiertas de flora espontánea paseen mayor riqueza y diversidad de artrópodos que las cubiertas de alfalfa. En un estudio italiano llevado a cabo por Burgio et al. (2004) también se calcularon los índices de diversidad para todos los depredadores en diferentes árboles y arbustos, entre ellos Crataegus monogyna (espino albar), que apareció en segundo lugar en riqueza de diversidad de depredadores con D= 5,20 y H= 2,64. Los resultados de De Cauwer et al. (2006) revelaron el efecto positivo de la diversidad botánica en el número y diversidad de insectos, siendo la diversidad de insectos significativamente mayor en cubiertas silvestres. Tabla III: Índices de diversidad de Shannon y Simpson calculados para diversos depredadores (neurópteros, coleópteros coccinélidos y heterópteros) en las diferentes especies vegetales en el año 2007 (a) y en el año 2008 (b), en la parcela de L Alcúdia. a) 2007 Ciprés Lentisco Espino albar Aladierno Cornicabra Mirto Madroño Cítrico s Simpson D 2,577 7,136 5,465 5,881 5,599 6,323 6,605 5,774 equitatividad E 0,103 0,255 0,210 0,203 0,200 0,527 0,440 0,152 Shannon H 2,385 3,476 3,118 3,256 3,227 3,119 3,236 3,324 equitatividad J 0,514 0,723 0,663 0,670 0,671 0,870 0,828 0,633 b) 2008 Lentisco Espino albar Aladierno Cornicabra Mirto Madroño Cítrico s Simpson D 10,066 5,179 7,724 8,866 8,108 9,898 9,221 equitatividad E 0,479 0,324 0,336 0,591 0,450 0,582 0,263 Shannon H 3,700 3,095 3,639 3,406 3,477 3,602 3,843 equitatividad J 0,842 0,774 0,804 0,872 0,834 0,881 0,749 Tabla IV: Índices de diversidad de Shannon y Simpson calculados para neurópteros, coleópteros coccinélidos y heterópteros en las diferentes cubiertas vegetales de la parcela Alzira. Cubierta de alfalfa Cubierta silvestre Cubierta silvestre en adultos s Simpson D 5,842 7,295 8,533 equitatividad E 0,225 0,261 0,853 Shannon H 3,293 3,410 3,203 equitatividad J 0,701 0,709 0,964 Otro análisis realizado ha consistido en comparar la abundancia de artrópodos depredadores entre los cítricos de las parcelas de manejo ecológico y los de las parcelas vecinas de manejo convencional. En general, las parcelas ecológicas presentan mayor abundancia y diversidad de enemigos naturales, aunque hay variabilidad en función de los grupos estudiados, lo cual se correspondería con una menor incidencia de plagas, si atendemos al nº de fitosanitarios utilizados. En el caso de los neurópteros (Figura 2, 3 y 4),

6 en el año 2007 en la parcela de Alzira, estos aparecieron en mayor número en la parcela química (0,16 insectos/repetición frente a 0,50 insectos/repetición; t= -4,76; P-valor= 0,000), debido a que las especies C. carnea, C. psociformis y S. aleyrodiformis son más abundantes. En el año 2008, en Alzira, aparecen en ambas parcelas un número similar (0,39 insectos/repetición por 0,37 insectos/repetición; t= 0,24; P-valor= 0,810), siendo llamativo que C. septempunctata es más numerosa en el cítrico ecológico. Estos datos no permiten concretar un comportamiento claro entre las poblaciones de neurópteros. Parece que son tan abundantes en el manejo ecológico como en el químico, aunque también suponemos que algunos años pueden inclinarse por uno u otro en función de la abundancia de sus presas, tal vez, debido a que son muy móviles y dicho comportamiento las hace más resistentes a los tratamientos plaguicidas. Alzira 2007 Insectos/repetición 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Químico 0 C.carnea C. septempunctata Conwentzia psociformis Semidalis aleyrodiformis Coniopteryx spp. Figuras 2: Comparación de la abundancia de neurópteros en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en los años en la parcela de Alzira (Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001). Alzira ,60 Insectos/repeticón 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 C.carnea C. septempunctata C. psociformis S. aleyrodiformis Coniopteryx spp. Químico Figuras 3: Comparación de la abundancia de neurópteros en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en los años en la parcela de Alzira (Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001).

7 Alcudia 2008 Insectos/repetición 0,40 0,20 Químico 0,00 C.carnea C. septempunctata Conwent zia psociformis Semidalis aleyrodiformis Coniopteryx spp. Figuras 4: Comparación de la abundancia de neurópteros en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en en la parcela de L Alcúdia (Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001). Los coccinélidos (Figuras 5, 6 y 7) son más abundantes en los cítricos de las parcelas ecológicas que en las convencionales. Y es destacable que tanto en los dos años de estudio como en las dos parcelas analizadas, sea la especie Sc. subvillosus la que siempre es más abundante en la ecológica, no encontrándose diferencias significativas en las otras especies estudiadas. Este dato es importante puesto que esta especie ha sido la más común en los muestreos realizados sobre cítricos y setos (ver Tabla I). Alzira 2007 Insectos/repetición 0,4 0,3 0,2 0,1 Químico 0 R. cardinalis Sc. interruptus Sc. subvillosus St. punctillum Figura 5: Comparación de la abundancia de coccinélidos en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en los años en la parcela de Alzira (Columnas con difieren significativamente. Tesr t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001)

8 Alzira ,50 Insectos /repetición 2,00 1,50 1,00 Químico 0,50 0,00 P. quatrodecimpunctata Sc. interruptus Sc. subvillosus C. septempunctata Figuras 6: Comparación de la abundancia de coccinélidos en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en los años en la parcela de Alzira (Columnas con difieren significativamente. Tesr t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001) Alcudia 2008 Insectos/repetición 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 P ropyleaquatrodecimpunctata Sc. interruptus Sc. subvillosus St. punctillum Quím ico Figuras 7: Comparación de la abundancia de coccinélidos en cítricos en función del sistema de cultivo en muestreos realizados en en la parcela de L Alcúdia (Columnas con difieren significativamente. Tesr t-student, P 0,05; Columnas con difieren significativamente. Test t-student, P 0,001) Los resultados coinciden con estudios previos que también han establecido que los métodos de la agricultura ecológica pueden llevar a un aumento de las poblaciones y diversidad de especies de los artrópodos beneficiosos (Dritschilo y Wanner, 1980; Hokkanen y Holopainen, 1986; Kromp, 1989; Booij y Noorlander, 1992; Moreby et al., 1994). Hole et al. (2005) encontraron diez estudios que habían investigado taxones de artrópodos (a excepción de coleópteros) asociados con agricultura convencional y agricultura orgánica. Tres de ellos se centraban en estudiar artrópodos y, los otros siete, eran parte de estudios más generales. Los resultados de los diez estudios sugirieron que el manejo orgánico de los campos contiene una mayor abundancia y diversidad de artrópodos que los campos manejados convencionalmente (ej. Berry et al., 1996; Brooks et al., 1995; Reddersen,

9 1997). Sin embargo, se encontraron claras diferencias en respuesta a los grupos taxonómicos. Mientras los áfidos y sus depredadores naturales tendían a ser más abundantes en los campos convencionales, donde son más abundantes los recursos alimenticios suministrados con fuertes fertilizaciones y cultivos de crecimiento más rápido (Moreby et al., 1994; Reddersen, 1997), otros grupos como los Acari, Formicidae y Heteroptera, tendían a mostrar todo lo contrario (Moreby, 1996; Reddersen, 1997; Yeates et al., 1997). El presente trabajo es un avance sobre lo que se está llevando a cabo, dado que el objeto del mismo sería establecer la idoneidad de las especies silvestres en cuanto a la mejora del control biológico, así como la relación entre este aumento de la biodiversidad y las mejoras del manejo sanitario o ecosistémicas de otra índole, proceso que continúa aún en estudio. Al mismo tiempo, a partir de los análisis más profundos de ambos sistemas que se están efectuando en estos momentos, nos interesaría establecer indicadores ambientales o ecológicos que sirvan para generar conocimiento y dar pautas para conseguir una evolución positiva de las parcelas, siguiendo los criterios de aumento de la biodiversidad comentados. AGRADECIMIENTOS: Este trabajo se enmarca dentro del Pla I+D+i de la Unió de Llauradors i Ramaders, patrocinado por la CAPA de la GV. Agradecemos el esfuerzo y la dedicación de los trabajadores, estudiantes y agricultores implicados, en especial de la cooperativa La Vall de la Casella, Coop.V. y de Vicent Borrás. BIBLIOGRAFIA Altieri, M.A The ecological role of biodiversity in agroecosystems. Agriculture, Ecosystems and Environment, 74: Altieri, M.A., Letourneau, D.K Vegetation management and biological control in agroecosystems. Crop Protection 1, Altieri, M.A.; Nicholls, C.I. y Ponti, L Biodiversitá e controllo dei fitofagi negli agroecosistemi. Accademia Nazionale Italiana di Entomologia, Firenze. Andow, D.A Vegetational diversity and arthropod population response. Annual Review of Entomology, 36: Berry, N.A.; Wratten, S.D.; McErlich, A. y Frampton, C Abundance and diversity of beneficial arthropods in conventional and "organic" carrot crops in New Zealand. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science. Vol. 24: Booij, C.J.H. y Noorlande, J Farming systems and insect predators. Agriculture, ecosystems and environment, 40: Brooks, D.; Bater, J.; Jones, H. y Shah, P.A Invertebrate and Weed Seed Food-sources for Birds in Organic and Conventional Farming Systems. BTO Report No. 154, BTO, Thetford. Burgio, G.; Ferrari, R.; Pozzati, M. y Boriani, L The role of ecological compensation areas on predator populations: an analysis on biodiversity and phenology of Coccinellidae (Coleoptera) on noncrop plants within hedgerows in Northern Italy. Bulletin of Insectology, 57(1):1-10. De Cauwer, B.; Reheul, D.; De Laethauwer, S.; Nijs, I. y Milbau, A Effect of light and botanical species richness on insect diversity. Agron. Sustain. Dev. 26: Delucchi, V Una nuova frontiera: la gestione ambientale come prevenzione. Atti della Giornata sulle strategie bio-ecologiche di lotta contro gli organismi nocivi. CNR, Sassari, pp Dritschilo, W. y Wanner, D Ground Beetle abundance in organic and conventional corn fields. Environmental entomology, 9:

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