Præsenteret her er en protokol til at bestemme antallet af Thrips og Minute pirat bug rovdyr i afgrøder over flere datoer i felt eksperimenter. Også illustreret er, hvordan man kan bestemme effektiviteten af ledelsen taktik mod Thrips og evaluere fordelene ved prædation af minut pirat bugs.
Den vestlige blomst Thrips, Frankliniella occidentalis (pergande), er en polyphagous skadedyr, der er blevet spredt over hele verden. Den omfattende brug af insekticider i forsøg på at kontrollere sine befolkninger eliminerer naturlige fjender og konkurrent blomst Thrips arter, og dermed øge dens befolkninger. En uholdbar situation udvikler sig med samtidig resistente skadedyrs populationer, sekundære skadedyr udbrud, og miljøforringelse. Integreret skadedyrsbekæmpelse udnytter viden om skadedyr og naturlige fjendtlige relationer til at gennemføre taktik, der er miljøvenlige og bæredygtige. Minute pirat bugs er de vigtigste verdensomspændende rovdyr af Thrips. De kan undertrykke og i sidste ende kontrollere Frankliniella arter blomst Thrips. Blomst prøver taget mindst ugentlig er nødvendige for at forstå rovdyr-bytte dynamik. Vist her er prøveudtagning af blomsterne af frugt ende grøntsager og ledsagende planter til at estimere tætheder af individuelle Thrips og Minute pirat bug arter. Repræsentative data illustrerer, hvordan protokollen bruges til at bestemme effektiviteten af ledelsen taktik over tid, og hvordan man kan evaluere fordelene ved prædation af minut pirat bugs. Prøvetagnings protokollen er ligeledes tilpasningsdygtig til prøvetagning af Thrips og Minute pirat bugs i andre plantearter værter.
Den vestlige blomst Thrips, Frankliniella occidentalis (pergande), var en af de første store skadedyr, der blev spredt over hele verden som følge af globalisme og den internationale handel med landbrugsprodukter. Økonomisk skade skyldes direkte fodring og oviposition og indirekte gennem transmission af plantepatogene vira. Invasive populationer var allerede i høj grad modstandsdygtige over for de fleste kategorier af insekticider, og forsøgene på at kontrollere befolkninger med insekticider har kun øget skade ved at eliminere vigtige naturlige fjender og konkurrerende arter. Denne kontroltilgang har destabiliseret Management programmer og har resulteret i resistente skadedyr populationer, sekundære skadedyr udbrud, og miljømæssig nedbrydning1.
Integreret skadedyrsbekæmpelse programmer er blevet udviklet fra viden om skadedyr og naturlige fjendtlige relationer og virkningerne af ledelsen taktik på disse relationer. Befolkningens karakteristika for hurtig kolonisering og vækst har længe troet at overgå kapaciteten af naturlige fjender til at regulere de opportunistiske vestlige blomst Thrips; det vil sige, indtil det blev påvist, at prædation fra naturlige populationer af Orius insidiosus (siger) ikke kun resulterede i undertrykkelse af vestlige blomst Thrips populationer, men også et fald i populationer mod udryddelse2. Endvidere, den vestlige blomst Thrips er for det meste blomst-lever, hvor det konkurrerer om pollen og andre blomst ressourcer med indfødte polyphagous blomst Thrips.
I de fleste af de østlige USA, den vigtigste indfødte konkurrent er frankliniella hvedegråplet (Fitch), mens i det sydlige Florida den vigtigste konkurrent arter er frankliniella bispinosa (Morgan)3. Den vestlige blomst Thrips lider stærk biotisk modstand i Florida fra de indfødte arter af rovdyr og konkurrent blomst Thrips arter; men det er den dominerende art i habitater forstyrret af insekticider og andre taktikker, som udelukker konkurrent Thrips og naturlige fjender. Derfor er et centralt element i vellykkede integrerede skadedyrs bekæmpelsesprogrammer for frugt ende grøntsager øget prædation og konkurrence3,4. Disse programmer er blevet udviklet fra viden om rovdyr-bytte dynamik og effektiviteten af forskellige taktikker til at styre Thrips og øge biotisk resistens. Her vises den metode, der anvendes til at estimere tætheden af individuelle Thrips og Minute pirat bug arter i blomsterne af frugt ende grøntsager og ledsagende planter i Florida. De data, der anvendes til at bestemme effektiviteten af ledelsen taktik og evaluere fordelene ved prædation af minut pirat bugs.
Design af Flower Thrips sampling Protocol: baggrundsinformation
Da den vestlige blomst Thrips dukkede op som en stor pest i 1980 ‘ erne5, var det nødvendigt at udvikle procedurer til præcist, effektivt og præcist bestemme antallet af individuelle Thrips arter i feltundersøgelser. De procedurer, der er beskrevet her, er blevet udviklet fra viden opnået i talrige undersøgelser udført for at forstå biologi og forvaltning af blomst Thrips. Eksempler på disse undersøgelser omfatter arbejde udført af Funderburk et al.2, Hansen et al.6, Salguero Navas et al.7, Sutherland et al.8og Tyler-Julian et al.9. Koncentrationerne af Frankliniella arter og minut pirat bugs i blomster er adfærdsbaseret og ikke en artefakt af insektelide applikationer eller prøveudtagning6. Estimater af populationer i blomster over andre plantedele normalt er tilstrækkelig til at forstå den lokale dynamik rovdyr og bytte på en plante vært og evaluere fordelene ved biologiske kontrolprogrammer baseret på rovdyr til bytte nøgletal. Den metode, der er udviklet til blomster, kan dog tilpasses til prøvetagning af andre plantedele. Den sædvanlige prøveenhed er en eller flere blomster. Antallet af prøver, der er nødvendige for at opnå det ønskede præcisionsniveau, er en funktion af befolkningstætheden og antallet af blomster i prøve enheden.
Arter af Frankliniella tendens til at være en aggregeret fordeling i blomster, og populationer normalt er koncentreret i blomsterne af den øvre plante baldakin7. For de fleste undersøgelser, er blomster tilfældigt udvalgt fra den øverste halvdel af planten. Relative teknikker til at fjerne Thrips fra blomster, herunder flydende vask, mekanisk afbrydelse, eller udtørring, er unøjagtige og upræcise8. Af denne grund anvendes en direkte optælling, absolut estimat teknik. Thrips er små organismer omkring 2 mm i Iength, og mikroskopi normalt er nødvendigt at præcist bestemme arten. Blomsterne, der udgør en prøveenhed, anbringes i et hætteglas med 70% alkohol. Når prøverne er indsamlet, returneres hætteglassene fra hvert plot til laboratoriet for udvinding af Thrips og Minute pirat bugs og nøjagtig bestemmelse af køn, arter og fase af hver. Eksperimenter består af replikerede felt plots, der bruges til at evaluere effekten af behandlinger til at undertrykke Thrips og fordelene ved prædation af minut pirat bugs. Blomst prøver tages mindst ugentlig i blomstringsperioden af planten vært. Randomiserede komplette blok eksperimentelle designs er nyttige i at fjerne fra den eksperimentelle fejl forskelle i Thrips og Minute pirat bug tætheder mellem blokke. Sub-plot behandling ordninger er nyttige for at reducere Inter-plot effekter af ledelsen taktik, der påvirker Thrips bevægelse9.
Blomst prøve behandling og analyse: baggrundsinformation
Før 1990 ‘ erne blev nøglerne til arter af Thrips udviklet til brug af taksonomiske specialister, der placerede Thrips til identifikation på mikroskop slides ved hjælp af et af flere monterings medier. Forskere studere Thrips biologi og ledelse var ikke taksonomiske specialister, og der var ingen involvering af taksonomiske specialister i undersøgelserne. Typisk, Thrips i prøver fra disse undersøgelser blev blandet ind i slægten, familie, under ordre, eller ordre niveauer af klassificering. Efter spredningen af den vestlige blomst Thrips, der var 1) hurtig spredning af forskning vedrørende Thrips biologi og ledelse og 2) anerkendelse af forskere for behovet for at identificere Thrips arter og udvikle et effektivt system til behandling af prøver.
I studier i midten af 1990 ‘ erne, der involverede Thrips Populationsbiologi, blev voksne Thrips fra prøverne placeret på mikroskop glider og identificeret til arter af taksonomiske specialist R. J. Beshear (fx Salguero Navas et al.7). Larverne blev kun identificeret til slægt på grund af manglende larve identifikationsnøgler til rådighed på det tidspunkt. Slide monteringen var bekostelig og besværlig, og der blev udviklet et mere effektivt system2. I efterfølgende undersøgelser blev Thrips i prøverne ekstraheret fra blomsterne i en Petri skål indeholdende 70% alkohol, og hannerne og hunnerne i Petri skålen blev identificeret til arter under stereoskopi. De fleste af vores forskning involverer arter af Frankliniella. De voksne af disse arter blev adskilt fra arter under Stereoskopet ved hjælp af forskelle i deres chaetotaxy på rygoverfladen på pronotum, hoved og antenner10,11,12.
Der er opnået yderligere ekspertise inden for Thrips-taksonomien for at genkende og identificere andre Thrips-slang og-arter i prøverne. Der er talrige orius arter på verdensplan, der er vigtige rovdyr af Thrips. To arter, o. insidiosus og o. pumilio (Champion), er sympatrisk i store af Florida13. De voksne af disse arter er adskilt af farveegenskaber af det basale antennal segment, femora af bagbenet, og cuneus på vingen. Thrips arter og køn adskiller sig i deres biologi og adfærd; derfor analyseres data for hver enkelt separat. Fordi Thrips populationer i blomster har et aggregeret mønster af distribution, databehov transformation at stabilisere afvigelser mellem behandlinger. Behandlingsmidler sammenlignes ved hjælp af analyse af variansen, som er relevant for det eksperimentelle design, og dataene analyseres for hver enkelt dato og/eller for data, der samles over dato2,9. Analysen af virkninger på individuelle datoer er vigtig, når behandlings forskellene varierer over dato. Forholdet mellem den samlede Thrips (voksne og larver) per minut pirat bug (voksne og nymfer) bruges til at evaluere effektiviteten af biologisk kontrol med minut pirat bugs i Florida feltundersøgelser undertrykke Thrips populationer i et forhold på omkring en rovdyr for hver 180 Thrips2,9.
Prøveudtagnings protokoller med ønskede præcisionsniveauer til at anslå befolkningstætheden af blomsterthrips blev udviklet til Florida-afgrøder over mere end tre årtiers felt forskning. Undersøgelser blev udført for at forstå vigtige aspekter af blomst Thrips biologi, der påvirker befolkningens skøn. For eksempel blev der udført undersøgelser for at forstå virkningerne på estimater af tidspunktet på dagen, når prøveudtagning16, prøve placering inden for felt16, prøve placering på individuelle planter6,16, mønstre af sammenlægning i blomster7, og blomst farve17. Det blev konstateret, at disse faktorer påvirkede befolkningsskøn; så beslutningerne om, hvor, hvornår og hvordan er afgørende vigtige, når de udformer prøveudtagningsprotokollen i fremtidige forskningsundersøgelser.
Minute pirat bug voksne og nymfer er meget anthophilous, og Predator aggregater med sit bytte i en tæthed-afhængige måde ved at foretrække de samme blomster også foretrukket af Thrips17. De udnytter også signaler fra bytte eller fra planter beskadiget af bytte i at finde Thrips. De voksne bevæger sig hurtigt mellem blomster, en adfærd, der øger deres evne til at spore lokale befolkninger af Thrips Prey i rummet og tid18. Derfor bør prøvetagningsprotokoller udviklet til vurdering af populationer af Thrips anvendes i fremtidige undersøgelser, når der estimerer populationer af minut pirat bugs. Minute pirat bugs er effektive rovdyr af voksne og larver af forskellige Frankliniella arter blomst Thrips19. Antallet af rovdyr i forhold til antallet af samlede Thrips Prey giver det bedste skøn over muligheden for minut pirat bugs til at undertrykke og kontrollere blandede populationer af Thrips i blomsterne. Dette bør overvejes ved analyse af data i fremtidige undersøgelser.
De frankliniella arter voksne hurtigt kolonisere værts afgrøder, når blomstringen begynder, og hurtig befolkningstilvækst følger i fravær af dødelighed fra naturlige fjender2,18,19. På en god plante vært for både rovdyr og Thrips bytte som solsikke, antallet af Thrips er størst snart efter Flower indledning, efterfulgt af fald i populationer som minut pirat bugs stigning (figur 9). Populationer af Minute pirat bugs forbliver, selvom Thrips er næsten uddøde. For fuldt ud at forstå dette rovdyr-bytte dynamisk forhold, er det nødvendigt at prøve ofte i hele blomstringsperioden af afgrøden. Det samme er tilfældet, når de undersøger effektiviteten af andre typer af taktik, da de kan være effektive på nogle datoer og ikke andre. En eller to gange ugentlig prøvetagning over hele perioden af blomstring blev ansat til at evaluere virkningerne af flere taktikker i push-pull-systemet under undersøgelse i Tyler-Julian et al.9,14.
Frankliniella er den næststørste slægt i familien Thripidae, og der er en stor mængde litteratur, som beskriver voksenlivs stadierne20. Et kompleks af arter vaner blomster, der er specifikke for forskellige plante vært arter og geografiske steder. Derfor er ekspert identifikation af slide forberedte prøver fra en delmængde af de indledende prøveudtagninger afgørende. Derefter, i en given plante vært og geografisk placering, kan taksonomiske tegn, der er unikke for voksne af hver art vælges, således at arten kan bestemmes i fremtidige undersøgelser uden at gå til den omstændelig og bekostelig procedure for at placere hver på mikroskop dias til visning under et sammensat mikroskop. De kan simpelthen ses og identificeres under et stereoskop. (I nogle usædvanlige situationer er de morfologiske tegn, der adskiller to arter, så ens, at de ikke kan adskilles under Stereoskopet). De metoder, der er beskrevet her for blomsterthrips arter, der er almindeligt forekommende i de fleste afgrøder i Florida, bør tilpasses og anvendes på andre geografiske steder, når de behandler det store antal prøver, der er nødvendige i feltundersøgelser for at fastslå effektiviteten af ledelses taktik og evaluere fordelene ved prædation af minut pirat bugs.
The authors have nothing to disclose.
Støtten blev ydet af Special afgrøde bloktilskud fra Florida Department of Agriculture og forbrugertjenester Numbers 01856 og 024049. Yderligere støtte kom fra samarbejdsaftaler mellem USDA-ARS og University of Florida numre 58-6618-2-096 og 58-6618-4-035. Vi takker de tidligere studerende, postdocs og samarbejdspartnere, som har bidraget på så mange måder til vores forskning for at forstå de faktorer, der påvirker populationsdynamikken i Flower Thrips.
Alcohol | Any source | 70% ethanol or isopropyl | |
Centrifuge tube | Fisher Scientific Co. | 06-443-18 | Flat cap and trayed |
Forceps | Fisher Scientific Co. | 08-885 | Medium point |
Kaolin clay | Novasource | Surround WP | 95% kaolin |
Pasteur pipet | Fisher Scientific Co. | 13-678-6A | 5 ¾ inch disposable |
Petri dish | Fisher Scientific Co. | FB0875711A | With grid |
Probes/seekers | Fisher Scientific Co. | 08-995 | 6 inch bent end |
Scalpel | Fisher Scientific Co. | 14-840-00 | Excel international |
Stereomicroscope | Leica Microsystems | M Series | 40X and greater |
UV-reflective mulch | Intergro | Metalized |