METODOLOGIA DEL MUESTREO DE DAÑO Y PERDIDAS OCASIONADAS POR RATA EN CAÑA DE AZUCAR

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1 METODOLOGIA DEL MUESTREO DE DAÑO Y PERDIDAS OCASIONADAS POR RATA EN CAÑA DE AZUCAR José Manuel Márquez/Área de Entomología, CENGICAÑA/mip@cengican.org Comité de Manejo Integrado de Plagas (CAÑAMIP) RESUMEN El estudio sobre el patrón de dispersión, tamaño de la unidad básica de muestreo y el tamaño de muestra relacionado al daño de la rata de campo (Sigmodon hispidus) y su estimación en la etapa de maduración del cultivo, se llevó a cabo en un habitat de 8.46 hectáreas en el estrato bajo de la zona cañera de Guatemala (15 msnm). El número de tallos dañados por macolla se agruparon en 40 puntos de muestreo de 20 macollas por punto y fueron analizados mediante la relación Varianza-Media, el índice de Llyoid, la máxima curvatura y el procedimiento sugerido por Ruesink (1980) para el tamaño de muestra, con el propósito de establecer una metodología práctica y económica del plan de muestreo. La alta ocurrencia de roedores y su alimentación mostró una distribución regular o uniforme del daño en el hábitat de estudio y para su estimación se recomienda utilizar un tamaño de muestra de 6 o 3 puntos (según la precisión), distribuidos al azar en el contorno del lote y analizar 4 macollas continuas como unidad básica de muestreo por cada punto. Con base en el análisis de regresión entre la perdida en peso de caña y el nivel de daño observado, se determinó que por cada 1 % de tallos dañados se espera una reducción de 0.50 TM/ha. Adicionalmente, se estimó una pérdida de 4.82 libras de azúcar por tonelada métrica por cada 1 % de intensidad de daño, en el proceso de recuperación de sacarosa en fábrica. Palabras claves: Roedores, unidad básica de muestreo, patrón de dispersión, tamaño de muestra, pérdidas. INTRODUCCIÓN Los estudios de CENGICAÑA-CAÑAMIP indican que Sigmodon hispidus es la especie plaga con mayor distribución e importancia en la zona cañera de Guatemala, con una abundancia relativa del 93 por ciento con respecto a otras de los géneros: Oryzomys, Peromyscus y Liomys. La fluctuación poblacional ocurre en respuesta a condiciones ambientales de precipitación y las etapas de desarrollo del cultivo, observando en caña de azúcar que los mayores incrementos de población se presentan en la época seca de octubre hacia abril que coinciden con la etapa de maduración y la cosecha (CENGICAÑA, 1999). El agroecosistema de la caña de azúcar con elementos de alta incidencia de malezas de gramíneas dentro y fuera de los lotes, las fuentes

2 de refugio en los canales de riego, basureros y troncos de árboles en las áreas no cultivadas, la deforestación que limita el hábitat para los depredadores, representa un hábitat favorable para que estos pequeños mamíferos expresen su alta capacidad reproductiva. Aunque algunos estudios como los de Brown et al., (mencionado por Ellis et al., 1998) indican que los factores como la depredación, el parasitismo y las enfermedades son importantes en la composición y abundancia de las especies de ratas como plaga, se considera que la disponibilidad de fuentes de alimento es uno de los más importantes reguladores naturales de poblaciones que se ha reconocido para el control de roedores. La cosecha limita la fuente de alimento y las poblaciones tienden a reducirse, sin embargo, los sobrevivientes emigran hacia las áreas de refugio para alimentarse y continuar el ciclo de vida. Este período es el más débil para la población y en el cual el Área de Entomología de CENGICAÑA ha recomendado la implementación del Plan de Manejo Preventivo, con el apoyo del CAÑAMIP, fundamentado en el control de malezas, eliminación de las fuentes de refugio y el fomento de los depredadores aéreos. Este Plan de Manejo Preventivo está dirigido a las áreas con mayor historial de infestación y daño al momento de la cosecha, para lo cual se ha requerido estandarizar una metodología de monitoreo de carácter confiable y económica de aplicar. Con base en lo anterior, este trabajo de investigación se llevó a cabo para establecer el tamaño óptimo de la unidad básica de muestreo y el tamaño de muestra para cuantificar el porcentaje de tallos dañados, así como determinar las pérdidas en tonelaje y azúcar asociado al daño de roedores para el estrato bajo de la zona cañera de Guatemala. MATERIALES Y MÉTODOS Ubicación El estudio se realizó en el lote de la finca San Fernando, ubicada en el municipio de Sipacate, Escuintla a 15 metros sobre el nivel del mar. El universo muestreado consistió en un cañaveral de 8.46 hectáreas de la variedad CP con edad de 11 meses, representativo de la zona baja y con historial de alta infestación y daño de rata. El muestreo sistemático exploratorio Debido a la dificultad de ingresar al centro de los campos de cultivo en esta etapa y a los estudios previos de CENGICAÑA sobre la igualdad de la distribución del daño, tanto adentro como en el contorno de los lotes, fue necesario distribuir en forma sistemática un total de 40

3 puntos en el contorno del lote. En cada punto, la dirección del muestreo se estableció de fuera hacia dentro sobre el surco, dejando un borde de 4 macollas continuas en la parte de la calle. La unidad básica para el muestreo de los tallos dañados fue la macolla, que representa una unidad fácil de identificar por los plagueros, es uniforme como grupo de tallos molederos y se acomoda a las variaciones del cultivo, cuando ya se ha realizado varios cortes. Los 40 puntos de muestreo se asignaron al azar en 10 grupos conformados por los integrantes del CAÑAMIP, quienes seleccionaron 20 macollas continuas en cada punto y registraron para cada macolla las variables del número de total de tallos, el número de tallos dañados y los tallos perdidos por efecto del daño de rata. En cada macolla se seleccionaron 3 tallos dañados y se describió su condición (postrada o erecta), la posición del daño tanto en la porción basal, media, superior o la combinación de éstas. Otra característica descrita fue la proporción de daño reciente y viejo así como la presencia de muermo rojo. Para el análisis de pérdida en tonelaje de caña se seleccionaron al azar 10 tallos dañados y 10 sanos, por punto de muestreo, registrando el peso correspondiente. Para la estimación de las pérdidas en azúcar se trasladaron estas muestras al laboratorio agronómico de CENGICAÑA, previa cuantificación de la intensidad de daño o infestación (i.i) de la muestra de tallos dañados, para el análisis de sacarosa. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN El tamaño de la unidad básica de muestreo Una de las metodologías más conocidas para este propósito es el de la máxima curvatura, que relaciona el tamaño de las unidades de muestreo con el coeficiente de variación asociado a la estimación promedio de tallos dañados. El procedimiento de análisis fue: a. Ordenar la información y conformar grupos de unidades básicas de muestreo, partiendo del tamaño original (una macolla), luego uniendo 2 macollas y así sucesivamente hasta unir las 20 macollas. En este caso, los 40 puntos se consideraron como repeticiones para incluir las variaciones propias del hábitat. b. Para cada grupo de unidades se calculó el promedio ponderado de tallos dañados (ajustado por el total de tallos de la macolla), la desviación estándar y el coeficiente de variación. c. Con base en la información anterior se procedió a utilizar la técnica de la máxima curvatura, que asocia el coeficiente de variación con las unidades de muestreo. El tamaño óptimo se encuentra en el punto donde, al incrementarse en una unidad el área de muestreo, se reduce en 1% el coeficiente de variación.

4 Patrón de dispersión El análisis de los patrones de distribución espacial es reconocido ahora como un procedimiento indispensable para el estudio de poblaciones de insectos y brindar información básica para la interpretación de la estructura espacial, el diseño eficiente de los programas de muestreo para estimación de poblaciones y manejo de plagas (Kuno, 1991), es decir, nos permite comprender la forma en que los individuos están ubicados en el espacio o hábitat. No obstante, el propósito en este estudio fue cuantificar el daño producido por la alimentación de la rata cañera en campo, previo a la cosecha, como una consecuencia directa de su presencia en el cultivo. Para su determinación se utilizó la relación varianza-media (I) y el índice de Lloyd (L) que caracterizan la distribución de frecuencia individual como una función simple de dos parámetros: la media (M) y varianza (S 2 ). Esto indica que si tenemos una serie adecuada de muestras de la población como los 40 puntos de muestreo, el análisis de la relación varianzamedia, basado sobre estas muestras puede brindarnos una comprensible información sobre el patrón de disposición espacial. I = S 2 /M L = m/m m = M + (S 2 /M 1) (1 + S 2 /nm) Tamaño de muestra (n) El procedimiento tradicional requiere conocer previamente la función de distribución de probabilidad que sigue la característica en evaluación, ya sea Poisson, Binomial negativa o uniforme discreta, lo que permite hacer variaciones del valor de la media y a partir de éste, calcular el n respectivo, cubriendo una amplia gama de densidades de daño de la rata. La desventaja de este procedimiento es que requiere ajustar los muestreos pilotos a las distintas distribuciones teóricas empleando una prueba de bondad de ajuste, proceso que en ocasiones no llega a resultados claros, como indica Duque (1996). Es por ello, que se utilizó el procedimiento sugerido por Ruesink (1980) quien ha planteado que el análisis de la Ley de Taylor ofrece un gran aporte ya que el tamaño de muestra (n) puede expresarse en términos de sus coeficientes, según la ecuación: n = ( am (b-2) t 2 )/ D 2 ; a y b deben obtenerse de la relación establecida entre la media y varianza en la Ley de Potencia de Taylor; M = promedio de tallos dañados por macolla; t = valor de tablas según el nivel de significancia (95%) y los grados de libertad asociados a la serie de datos (40 ); D = nivel de precisión deseado. Taylor encontró que para una gran cantidad de especies animales se presenta una relación entre la varianza (S 2 ) y la media (M) indicada por la ecuación: S 2 = am b

5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Patrón de dispersión Con base en los valores obtenidos de la relación varianza/media (I = 0.70) y el Índice de Lloyd (L=0.91) se comprende que siendo menores a la unidad, la varianza fue menor que la media y la variable del número de tallos por macolla se distribuyó en forma regular o uniforme en el lote bajo estudio. Este patrón está muy relacionado a altas densidades de población de ratas que ocurren en la etapa de maduración del cultivo, reflejado en un 28 por ciento de captura encontrado en este estudio, que provocaron fenómenos de competencia por espacio territorial y mayor daño por la necesidad de alimento y desgaste de los incisivos. El daño registrado incluye tanto el reciente como el que se produjo en períodos anteriores y por ello la ocurrencia es de tipo uniforme en los puntos de muestreo. Tamaño de la unidad básica de muestreo Mediante el análisis de la máxima curvatura se determinó que el promedio de tallos dañados estimado con el uso de 1, 2 e incluso 3 macollas continuas mostraron las mayores variaciones (Figura 1). Por el contrario, estimaciones con el uso de más de 4 macollas, produjeron reducciones mínimas e inferiores al 1 por ciento en el coeficiente de variación, que comparado con el esfuerzo de trabajo que se hace en campo, resulta impractico. Por ello, bajo condiciones de cañaverales en precosecha la unidad básica para el monitoreo de daño es de 4 macollas, ubicando sobre el surco y al azar la primera macolla y luego en forma continua y en dirección hacia dentro del lote, las macollas restantes.

6 macollas Y = / x R 2 = 0.93 C.V. (%) No. de macollas Figura 1. Tamaño de la unidad de muestreo por el método de la máxima curvatura Tamaño de muestra (n) Mediante el análisis de regresión se determinó que la relación entre la varianza y la media de los tallos dañados fue representada por: S 2 = M De esta forma, los valores utilizados para la estimación fueron: a = ; b = ; t = ( α =0.05 con 40 grados de libertad); M =3.30 tallos dañados por macolla; D = 10, 15 y 20 por ciento del valor de la media. Los tamaños de muestra (n) establecidos fueron de 13, 6 y 3 para niveles de precisión de 10, 15, y 20 por ciento del valor de la media, respectivamente. Mientras mayor precisión se requiera en las estimaciones del daño, mayor será el número de puntos de muestreo en el lote o pante, no obstante, Southwood (1966) indica que para especies con poblaciones muy cambiantes un error estándar de hasta 25% de la media es aún aceptable para valoraciones de daño y estudios de efectividad de las medidas de control. Por lo tanto, para el propósito de los monitoreos de daño en la zona baja y con antecedentes de altas densidades de población de

7 roedores será aceptable el uso de 6 o 3 puntos por lote, distribuidos al azar en el contorno de los mismos. Caracterización del daño El área de estudio, monitoreada a través de 40 puntos, mostró variaciones considerables en los tallos dañados con promedio de % (std = 17.87). A pesar de los 9 cortes, la población promedio de tallos molederos por 10 m fue de 75 con 9.06 tallos por macolla (std=1.78), sin embargo, el efecto de la alimentación de la rata provocó un promedio de % de tallos cortados y perdidos (std=20.26). Aún bajo estas condiciones se obtuvo una producción de 72 TM/ha. El efecto de la condición postrada del cultivo próximo a cosecha en la zona baja se refleja en el Cuadro 1, donde el 81 % del daño se observó en tallos postrados que brinda un ambiente de protección a la rata, facilita su anidamiento, alimentación y desgaste de los incisivos. El daño viejo, ocurrido entre la elongación y maduración fue predominante (91-96 %), incrementando las pérdidas físicas y el deterioro por el muermo rojo (Colletotrichum falcatum) que alcanzó el 68 % de los tallos dañados revisados. El Cuadro 2, muestra la distribución del daño en el tallo y confirma la preferencia de Sigmodon hispidus de roer y alimentarse de la parte basal y media de los mismos. La mordedura profunda fue la de mayor ocurrencia con 83 al 85 %, lo cual incrementó el estrés al tallo y con ello su desecación y descomposición. Cuadro 1. Condición de los tallos y tipo de daño Condición Tallos % Tipo de daño Tallos % Postrada 1, Viejo 1, Reciente Erecta Viejo Reciente 13 4 Cuadro 2. Distribución del daño en el tallo Distribución Tallos % Mordedura Tallos % Basal Profunda Superficial Intermedio Profunda Superficial Superior Profunda Superficial 34 16

8 Pérdida en tonelaje Los estudios para determinar la relación directa entre el daño y las pérdidas son muy difíciles debido al sesgo que provocan otros factores no relacionados que afectan la producción, tales como la variedad, precipitación, fertilidad del suelo, control de malezas y la incidencia de otras plagas y enfermedades. Debido a esta variación cada punto se consideró como una unidad experimental y se seleccionaron al azar 10 tallos sanos y 10 tallos dañados, dentro de las 20 macollas, para la estimación de pérdidas. La diferencia entre el peso promedio de los sanos y dañados con el ajuste por la proporción de tallos perdidos y el porcentaje de daño, sirvió para el análisis de regresión. La pérdida en TM/ha se estimó con base en una población promedio de 75 tallos por 10 m lineales. Los tallos dañados por punto variaron desde 13 a 82 % y su efecto sobre el tonelaje se expresó por la ecuación Y= x (R 2 =0.71). Esta relación indica que las pérdidas serán significativas a partir de un 13% de tallos dañados y que aumentará a razón de 0.50 TM/ha con cada 1 % de tallos dañados (Figura 2). Este coeficiente de regresión (0.50) no difiere con el de 0.57, reportado por Estrada et al., (1996) en la variedad CP y en condiciones similares del estrato bajo a 59 msnm. Dependiendo del manejo, la reducción en tonelaje puede no ser significativo, salvo casos extremos como el área estudiada donde la pérdida estimada con esta relación fue de TM/ha, equivalente al 20 % del potencial esperado. No obstante, daños de la misma magnitud están reportados en diversas zonas cañeras como Hawaii (Perberton, 1925), Guyana (Bates, 1960) y México (Collado y Ruano, 1963), mencionados por Bates (1969), quienes documentaron pérdidas por más del 21 % en peso de caña y de 9 a 15 % de reducción en el contenido de azúcar.

9 Figura 2. Pérdida en tonelaje (TM/ha)

10 Figura 3. Pérdida en azúcar (Lbs/TM) Pérdida en azúcar Con base en los resultados de la extracción de sacarosa en el laboratorio se estimó la pérdida como la diferencia entre el rendimiento de la muestra saña y la dañada, para luego asociarla a la intensidad del daño responsable de dicha diferencia. Debido a que no todo el azúcar del tejido dañado es removido por la rata en los entrenudos y a lo incompleto de algunos tallos dañados, fue más apropiado cuantificar el número de entrenudos dañados en la muestra. La intensidad de daño o infestación para el área de estudio mostró variaciones desde 5 a 15 %, lo cual permitió analizar su efecto mediante el análisis de regresión. La relación encontrada fue de tipo lineal y expresada por la ecuación: Y= x (R 2 = 0.77). La pérdida se estima en libras de azúcar por tonelada métrica de caña e indica que éstas serán significativas a partir de 2.16 % de intensidad de daño con incrementos de 4.82 libras por cada 1% de intensidad de daño adicional (Figura 3).

11 CONCLUSIONES El patrón de dispersión del daño acumulado a través del tiempo fue del tipo regular o uniforme, reflejando una alta actividad alimenticia de la rata, cuyo monitoreo debe realizarse distribuyendo al azar y en el contorno del lote de cultivo 6 o 3 puntos de muestreo. En cada punto se introducen de 5 a 10 m del borde o calle y se eligen al azar un grupo de 4 macollas representativas y continuas para anotar por macolla (unidad de muestreo) el número total de tallos observados en la base, el número de tallos dañados, el número de tallos perdidos por mordedura de rata y con ello estimar el porcentaje de tallos dañados. La pérdida en tonelaje se relacionó con el daño mediante la ecuación: Y = x (R 2 = 0.71), con incrementos de 0.50 TM/ha por cada 1% de tallos dañados. La pérdida en azúcar mostró una relación de: Y = x (R 2 = 0.77), con incrementos de 4.82 libras/tm por cada 1% de entrenudos dañados. LITERATURA CITADA BATES, J.F. 1,969. Rodents in Sugar Cane-Their biology, economic importante and control. In: Pests of Sugar Cane, ELSEVIER, Holanda. pp DUQUE, M.C. 1,996. Patrones de disposición espacial y su importancia en la definición de un plan de muestreo en MIP. CIAT, Colombia. 39 p. ELLIS B.A.; MILLS J.N.; GLASS G.E.; McKEE K.T.; ENRIA D.A., and CHILDS J. E Dietary habits of the common rodents in an agroecosystem in Argentina. Journal of Mammalogy. 79 (4): ESTRADA, J.; SALAZAR, R.; CARRILLO, E. 1,996. Estimación de pérdidas causadas por la rata cañera, en caña de azúcar variedad CP En: I Simposio Nacional de Plagas de la Caña de Azúcar. Ed. CAÑAMIP, Guatemala. pp KUNO, E Sampling and analysis of insect populations. Annu. Rev. Entomol. 36: p. RUENSIK, W.G. 1,980. Introduction to sampling in soybean entomology. Ed. Por M. Kogan y D.C. Herzog. Springer Verlag. pp SOUTHWOOD, T.R.E Ecological methods: with particular reference to the study of insect populations. Chapman and Hall. London. pp 6-55.

12 AGRADECIMIENTO Un sincero agradecimiento a las siguientes personas por su valioso apoyo en el diseño, obtención de datos y análisis: Héctor Hidalgo (Área de Entomología-Cengicaña) Abimael López (Pantaleón/Concepción) Efraín Chajil (Pantaleón/Concepción) Romeo Montepeque (Pantaleón/Concepción) Luis Ponce Spiegeler (Guadalupe) Edgar Solares (Magdalena) Arturo López (Magdalena) Roberto Núñez Franco (San Diego) Aristeo Ortiz Barrios (Palo Gordo) Felipe Sandoval (Tululá) Martín Haeckel (Madre Tierra) Juan José Asencio (Tierra Buena) Jorge Reyes (Santa Ana) Cesar Barrios (Cengicaña)