Soybean aphid, Aphis glycines Matsumura (Hemiptera: Aphididae), is the most economically important insect pest of soybean in the north central United States. Scouting-based integrated pest management (IPM) programs could become more efficient and more widely adopted by using plant spectral reflectance to estimate soybean aphid injury. Our objective was to determine whether plant spectral reflectance is affected by soybean aphid feeding. Field trials were conducted in 2013 and 2014 using caged plots. Early-, late-, and noninfested treatments were established to create a gradient of soybean aphid pressure. Whole-plant soybean aphid densities were recorded weekly. Measurements of plant spectral reflectance occurred on two sample dates per year. Simple linear regression models were used to test the effect of cumulative aphid-days (CAD) on plant spectral reflectance at 680 nm (RED) and 800 nm (NIR), normalized difference vegetation index (NDVI), and relative chlorophyll content. Data indicated that CAD had no effect on canopy-level RED reflectance, but CAD decreased canopy-level NIR reflectance and NDVI. Canopy- and leaf-level measurements typically indicated similar plant spectral response to increasing CAD. CAD generally had no effect on relative chlorophyll content. The present study provides the first documentation that remote sensing holds potential for detecting changes in plant spectral reflectance induced by soybean aphid. The use of plant spectral reflectance in soybean aphid management may assist future IPM programs to reduce sampling costs and prevent prophylactic insecticide sprays.
O pulgão-da-soja, Aphis glycines Matsumura (Hemiptera: Aphididae), é o inseto-praga mais importante na cultura da soja no Centro Norte dos Estados Unidos. O uso da reflectância espectral de plantas para estimar populações do pulgão-da-soja pode tornar sua amostragem mais eficiente e amplamente adotada. Nosso objetivo foi determinar se o efeito cumulativo da injúria causada pelo pulgão-da-soja leva à alterações na reflectância espectral de plantas de soja. Experimentos de campo foram conduzidos em 2013 e 2014 utilizando parcelas isoladas por gaiolas de malha fina. Diferentes níveis de injúria foram estabelecidos por três tratamentos. O número de pulgões por planta foi determinado semanalmente. As medições de reflectância das plantas ocorreram em duas ocasiões em cada ano. Modelos de regressão linear simples foram usados para determinar o efeito cumulativo da injúria causada pelo pulgão-da-soja (CAD) sobre a reflectância de plantas em comprimentos de onda do vermelho (RED), infravermelho próximo (NIR), índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) e também sobre o conteúdo de clorofila. Ao nível de dossel, CAD não teve efeito na reflectância das plantas no comprimento de onda do RED, mas diminuiu a refletância no NIR e NDVI. Geralmente, medições ao nível de dossel e de folhas individuais indicaram semelhante resposta espectral das plantas de soja ao aumento de CAD. Nosso estudo é a primeira publicação indicando que o uso da reflectância de plantas de soja tem potencial para detectar a injúria do pulgão-da-soja.
Keywords: Aphis glycines; Glycine max; cumulative aphid-days; reflectance; remote sensing.
© The Authors 2015. Published by Oxford University Press on behalf of Entomological Society of America.