Ecología, daño económico y organismos locales de control biológico de las hormigas cortadoras de hojas del género Atta en plantaciones de Pinus taeda y Eucalyptus grandis de la provincia de Misiones

Abstract

Las hormigas cortadoras de hojas son insectos eusociales de la región Neotropical que forrajean tejidos vegetales para cultivar un hongo simbionte en el interior de sus nidos. Su forrajeo es intenso y selectivo, puede representar hasta el 25 % de la herbivoría total en los bosques Neotropicales. En las áreas de cultivo, las densidades de nidos de hormigas cortadoras de hojas pueden ser muy altas. Un tipo de cultivo atacado por estas hormigas es el forestal y cuando anidan allí pueden volverse importantes plagas. Uno de los pilares de la economía de la Provincia Argentina de Misiones es la actividad forestal. Existen 355.086 hectáreas de plantaciones forestales, la gran mayoría corresponde a los géneros Pinus L. y Eucalyptus L’Hér., en las cuales las hormigas cortadoras de hojas son las plagas más importantes. El control de las hormigas cortadoras de hojas es complejo, por eso, se sugiere que el enfoque apropiado es el manejo integrado de plagas. Para poder establecer este tipo de programas es necesario contar con información y herramientas que hasta ahora habían sido poco exploradas en la región. En este sentido, en este trabajo se plantearon los siguientes objetivos:  Identificar las especies de hormigas cortadoras de hojas presentes y determinar sus abundancias tanto en las plantaciones forestales como en el bosque nativo aledaño.  Determinar si los hormigueros de Atta sexdens L. situados en las interfases de los parches de bosques nativos y las plantaciones forestales componen su dieta en forma diferente a aquellos hormigueros que se encuentran en el interior de dichas plantaciones. Además, describir si estas diferencias o similitudes se mantienen a lo largo de las cuatro estaciones del año.  Determinar el nivel de daño económico de la especie de hormigas cortadoras de hojas más importante de Misiones, A. sexdens, utilizando criterios de valoración al costo de plantaciones forestales de Pinus taeda L. y Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden.  Determinar los efectos a largo plazo de A. sexdens en plantaciones de P. taeda en el NE de Argentina.  Aislar y seleccionar, en condiciones de laboratorio, un aislamiento local de hongos entomopatógenos del género Beauveria Vuill. con potencial para el control de nidos de campo de A. sexdens.  Evaluar la actividad de un aislamiento local de Beauveria sp. formulado como polvo seco en el laboratorio, y determinar su efectividad para el control de nidos de A. sexdens en el campo. Para cumplir con cada uno de estos objetivos propuestos, se llevaron adelante en el área de estudio una serie de muestreos y experimentos que condujeron a los siguientes resultados:  Las especies de hormigas cortadoras de hojas asociadas a las plantaciones forestales y al bosque nativo aledaño fueron A. sexdens y Acromyrmex subterraneus Forel. Una tercera especie, Acromyrmex heyeri Forel, fue considerada rara por haberse encontrado un solo nido en una plantación adulta de Eucalyptus grandis. A. sexdens, fue la especie dominante en todos los tipos de plantaciones forestales evaluados. Las comunidades de hormigas cortadoras de hojas de las forestaciones y las del bosque nativo aledaño fueron diferentes.  A. sexdens modificó su dieta cuando sus nidos se establecieron en lugares con mayor disponibilidad de especies palatables, en comparación con los nidos del interior de monocultivos forestales. La proporción de la dieta que proviene del ataque a las plantaciones se reduce a la mitad en la interfase de las plantaciones con el bosque nativo aledaño, con respecto a los nidos del interior de las plantaciones.  El nivel de daño económico de A. sexdens en plantaciones juveniles de Pinus taeda de Misiones se ubica entre un nido cada 0,97 ha y un nido cada 0,77 ha. En plantaciones juveniles de E. grandis se encuentra entre un nido cada 1,19 ha y un nido cada 0,62 ha.  El ataque continuo de A. sexdens a plantaciones de P. taeda más allá del periodo de establecimiento, puede reducir significativamente su volumen de madera comercial. Al sexto año, una densidad de 7,36 nidos por hectárea redujo el volumen de madera comercial en un 21 % respecto a una plantación sin hormigueros.  Se encontraron 11 aislamientos locales de Beauveria spp. que se mostraron activos contra A. sexdens. Tres de estos aislamientos (H6, H7 y H17) fueron los que mejor desempeño mostraron en las pruebas de laboratorio, sin embargo, H7 presentó mejores cualidades para la producción de conidios, por lo tanto, fue seleccionado para las pruebas de control de nidos en el campo.  El aislamiento H7 de Beauveria sp. combinado con tierra de diatomeas fue la formulación de polvo seco más efectiva para el control de A. sexdens en condiciones de laboratorio. Esta misma combinación fue la más efectiva para el control de hormigueros de campo en comparación con el bioformulado como cebo. El insuflado al interior de los hormigueros de la mezcla de Beauveria sp. y tierra de diatomeas produjo la mortalidad del 80 % de los nidos tratados y una notoria reducción de la actividad. En la última evaluación, los nidos tratados con el polvo, presentaron muerte o inactividad en el 96 % de sus bocas, en los tratados con cebo el porcentaje de bocas muertas e inactivas alcanzó el 76 %, en tanto que, en el control sin aplicación fue solamente del 4 %. Este trabajo aporta conocimientos y herramientas poco exploradas que son de importancia para los productores en el desarrollo de estrategias de manejo integrado, contra la principal especie de hormiga cortadoras de hojas en las plantaciones forestales de la provincia de Misiones.

Leaf-cutting ants are eusocial insects native to the Neotropical region, which forage plant material to cultivate a symbiotic fungus within their nests. Their intense and selective foraging can constitute up to 25% of the total herbivory in Neotropical forests. In cultivated areas, the density of leaf-cutting nests could be very high. One type of crop attacked by these ants are forestry plantations, and when they nest within plantations, they can become significant pests. One of the pillars of the economy in the Province of Misiones, Argentina is forestry. There are 355,086 hectares of forest plantations, the vast majority consisting of Pinus L. and Eucalyptus L’Hér. genera, where leaf-cutting ants are the most important pests. Due to the complexity of controlling leaf-cutting ants, it is suggested that the appropriate approach for their managing is the integrated pest management. In order to establish this type of programs, it is necessary to have information and tools that until now had been little explored in the region. Therefore, this study aimed to address the following objectives:  Identify the species of leaf-cutting ants present in several places in Misiones, and determine their abundances in both forest plantations and adjacent native forests.  Determine whether nests of Atta sexdens L. located at the interfaces between native forest patches and forest plantations have a different diet composition compared to nests within the plantations. Additionally, describe whether these differences or similarities persist throughout the four seasons of the year.  Assess the level of economic damage caused by the most important species of leaf-cutting ant in Misiones, A. sexdens, using valuation criteria based on the cost of Pinus taeda L. and Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden forest plantations.  Determine the long-term effects of A. sexdens on P. taeda plantations in northeastern Argentina.  Isolate and select a local strain of entomopathogenic fungi from the Beauveria Vuill. genus with potential for controlling nests of A. sexdens under laboratory conditions.  Evaluate the activity of a locally isolated Beauveria sp. strain formulated as dry powder in the laboratory and determine its effectiveness in controlling A. sexdens’ nest in the field. To achieve each of these proposed objectives, a series of samplings and experiments were carried out in the study area, leading to the following results:  The leaf-cutting ant species associated with forest plantations and the adjacent native forest are A. sexdens and Acromyrmex subterraneus Forel. A third species, Acromyrmex heyeri Forel, is considered rare, as only one nest was found in a mature E. grandis plantation. A. sexdens was the dominant species in all types of evaluated forest plantations. The leaf-cutting ant communities in the forest plantations and in the adjacent native forest differ.  A. sexdens modified its diet when its nests are established in areas with higher availability of palatable plant species, compared to nests within forest monocultures. The proportion of their diet that comes from foraging plantations is reduced by half at the interface of the plantations with the surrounding native forest, in comparison to the nests within the plantations.  The level of economic damage caused by A. sexdens in juvenile P. taeda plantations in Misiones is between one nest every 0,97 ha and one nest every 0,77 ha. In juvenile E. grandis plantations there is between one nest every 1,19 ha and one nest every 0,62 ha.  Prolonged attacks by A. sexdens on P. taeda plantations beyond the establishment period, can significantly reduce their volume of commercial wood. By the sixth year, a density of 7,36 nests per hectare resulted in a 21 % reduction in commercial wood volume compared to a plantation without leaf-cutting ant nests.  Eleven local strains of Beauveria spp. were found to be active against A. sexdens. Among these, three strains (H6, H7, and H17) performed best in laboratory tests. However, H7 exhibited better conidial production qualities and was selected for field nest control tests.  H7 strain of Beauveria sp. combined with diatomaceous earth was the most effective dry powder formulation for controlling A. sexdens under laboratory conditions. This same combination was the most effective for controlling field nests compared to the bait-based bioformulation. Insufflating the mixture of Beauveria sp. and diatomaceous earth into ant nests resulted in 80 % mortality and a notable reduction in the activity of treated nests. In the last evaluation, the nests treated with the powder showed death or inactivity in 96% of their mouths, in those treated with bait the percentage of dead and inactive mouths reached 76%, while in the control without application It was only 4% of the nests treated. This study provides little explored knowledge and tools that are important for foresters in the development of integrated management strategies, againts the main leaf-cutting ant species in forest plantations in Misiones, Argentina.