Potential population growth of Melanaphis sacchari (Zehntner) (Hemiptera: Aphididae) under six constant temperatures on grain sorghum (Sorghum bicolor L.)

Abstract

Sugarcane aphid, Melanaphis sacchari Zehntner (Hemiptera: Aphididae), is now widely established in sorghum, Sorghum bicolor (L.) Moench (Poaceae), production areas of the USA, and is an important economic pest. To calculate economic thresholds, population growth parameters under varied temperature conditions are needed. However, detailed laboratory studies of temperature effects on the biology and population parameters of M. sacchari since the sorghum outbreak in the US have not been performed previously. Therefore, this study evaluated the response of M. sacchari to 6 different constant temperatures (15, 20, 25, 30, 32, and 35 °C) on sorghum tissue. Aphid development, age-specific survivorship, fecundity, and longevity were compared at the mentioned temperatures. At 20 °C, the reproductive period was longest and total fecundity was greatest. Development time of M. sacchari was shortest at 25 and 30 °C. Intrinsic rate of increase was highest at 25 °C (rm = 0.405 ± 0.030). Net reproductive rate (R0) was highest at 20 °C, and age-specific survivorship decreased with increasing temperature. At 25 °C, aphid populations doubled in 1.7 d, the shortest among all temperatures tested. Using a modification of the nonlinear Logan model, the lower and upper developmental thresholds of M. sacchari were calculated at 8.6 and 37.8 °C, respectively, with the optimum temperature for development occurring at 28.3 °C. Population parameters, together with high minimum and maximum thermal thresholds, indicate that M. sacchari is an aphid species adapted to higher temperatures.

Key Words: aphid; population physiology; population dynamics; thermal threshold

Resumo

Melanaphis sacchari Zehntner (Hemiptera: Aphididae) é uma praga agrícola de importância econômica, que se encontra amplamente distribuída nas áreas produtoras de sorgo, Sorghum bicolor (L.) Moench (Poaceae), dos Estados Unidos. A fim de calcular os níveis de danos econômicos, é necessário o conhecimento do crescimento populacional da praga sob diferentes regimes de temperatura. Entretanto, desde a explosão populacional de M. sacchari em sorgo nos Estados Unidos, ainda nao surgiram estudos para avaliar os efeitos da temperatura nos parâmetros biológicos e de crescimento populacional do pulgão. Assim sendo, esse estudo avaliou as variações no período de desenvolvimento, sobrevivência, fecundidade e longevidade de M. sacchari em sorgo sob seis temperaturas constantes (15, 20, 25, 30, 32, and 35 °C). A 20 °C M. sacchari apresentou o maior período reprodutivo e a maior fecundidade total. O menor período de desenvolvimento de M. sacchari foi observado a 25 e 30 °C, e a taxa intrínseca de crescimento populacional foi maior a 25 °C (rm = 0,405 ± 0,030). A taxa líquida de reprodução (R0) foi maior a 20 °C e a taxa de sobrevivência por idade foi reduzida com o aumento da temperatura. A 25 °C, a populações de M. sacchari em sorgo dobrou em 1,7 d, a menor entre todas as temperaturas testadas. Usando uma modificação do modelo não linear de Logan, os limiares térmicos inferior e superior de desenvolvimento de M. sacchari foram calculados em 8,6 e 37,8 °C, respectivamente, com a temperatura ótima para o desenvolvimento ocorrendo em 28,3 °C. Os parâmetros populacionais, juntamente com altos limiares térmicos mínimos e máximos, indicam que M. sacchari é uma espécie de afídeo adaptada a altas temperaturas.

Palavras Chave: pulgão; fisiologia de população; dinâmica de população; limiares térmicos

View this article in BioOne