Summary
הערכת שפע פרוקי רגליים בגידולים היא קריטית על חקירת דינמיקה באוכלוסייה ואינטראקציות מינים. כאן אנו מתארים את השינוי ויישום של VAC-מפוח עלים לדגימת יניקה של פרוקי רגליים אורזים.
Abstract
שדות אורזים לארח מגוון גדול של פרוקי רגליים, אבל חקירת הדינמיקה באוכלוסייה ואת האינטראקציות ביניהם הוא מאתגר. כאן אנו מתארים את השינוי ויישום של VAC-מפוח עלים לדגימת יניקה של אוכלוסיות פרוקי רגליים אורזות. כאשר משתמש בשילוב עם מארז, היישום של מכשיר מדגם זה מספק ערכות מוחלטות של האוכלוסיות של פרוקי רגליים כמספרים ליחידת שטח דגימה סטנדרטי. יעילות הדגימה תלויה באופן קריטי על משך הדגימה. בשנת יבול אורז בוגר, דגימה של שתי דקות בחלל סגור של 0.13 מ '2 מניב יותר מ -90% מאוכלוסיית פרוקי הרגליים. המכשיר גם מאפשר דגימה של פרוקי רגליים שוכני על פני המים או הקרקע בשדות אורז, אבל זה לא מתאים דיגום מהיר חרקים מעופפים, כגון שפיראים טורפים או וטפילים hymenopterous גדול. VAC-המפוח השונה הוא פשוט לבנות, וזול יותר וקל יותר לטפל מאשר sampli יניקה המסורתיהתקני ng, כגון D-VAC. העלות הנמוכה הופכת את VAC-המפוח השונה גם נגיש לחוקרים במדינות מתפתחות.
Introduction
הערכה חוזרת של השפע והמגוון של פרוקי רגליים phytophagous ו entomophagous בגידולים דרוש מחקרים אקולוגיים הדינמיקה באוכלוסייה ואינטראקציות מינים, כולל מצוות תלמוד הדברה ביולוגית. האורז הוא מזון בסיסי גדול, עם פוטנציאל גבוה ביוקונטרול ידי פרוקי רגלי entomophagous 1,2, אבל מה שיכול להיות מופר על ידי חומרי הדברה 3. המגוון של פרוקי רגליים בגידולים אורזים יכול להיות גבוה, ומיני פרוקי רגליים לכבוש שכבות יבול שונות (למשל, קרקע, גזע, חופה, פרחים), שונים במצב של תנועה (למשל, הליכה, קפיצה, עף) ומחפשים מזון אסטרטגיה (למשל, נייח מוצץ חרקים, טורפי ציד ופרח לביקור מאביקים) 4.
יש מגוון רחב של טכניקות דגימת פרוקי רגליים, כל אחד עם עוצמות וחולשות. למשל, מלכודות מכשול שניתן להשתמש בם כדי לדגום פרוקי רגלי שוכני קרקע, אלא לספק רלה פעילות תלויהאוכלוסייה מופרזת מעריכת 5,6. ניתן להשתמש ברשתות טאטאו לדגום חרקים-עפו מהר בחופה 7-9, אבל לתת ערכות יחסיות של שפע פרוקי רגליים. שיטת גיליון הפעימה ניתן להשתמש כדי לטעום קהילת פרוקי רגלי שוכני המפעל מספקת ערכות מוחלטות של שפע פרוקי רגליים, אבל זה לא ניתן להשתמש ביעילות בתחומי יבול מוצף כגון שדות אורזים 10.
דגימת יניקה, המבוצע בשילוב עם מארז המשתרע על שטח סטנדרטי של השדה, מספקת ערכות מוחלטות של הצפיפויות של פרוקי רגלי שוכני צמח. שיטה זו יכולה לשמש גם אורז מוצף. דוגמאות ניתן לאחסן לעיבוד והזדהות מאוחר יותר. ואקום Dietrick (D-VAC) 11 הוא סמפלר היניקה הראשון שפותח באופן מסחרי. למרות D-vacs עדיין נמצא בשימוש נרחב 12-14, הם יקרים יחסית, יש כוח יניקה מוגבל 15 ו כבדות יחסית, מה שהופך אותם קשהלהתמודד בשדות אורז מוצפים 16. ערידה היאונג 16 פיתח סמפלר יניקה באמצעות-VAC מפוח עלים מונחה בנזין, אבטיפוס זה היה מעודן עוד יותר על ידי דומינגו Schoenly 17. יתרונותיו של סמפלר היניקה-VAC המפוח לעומת D-VAC הם כי זה הרבה יותר זול וקל יותר להתמודד.
למרות שיטת דגימת יניקה-VAC המפוח נעשתה שימוש במחקרים רבים אקולוגיים 18-23, הוראות השינוי ויישומה לא תוארו בבירור. כאן אנו מציגים תיאור מבוסס וידאו, מפורט של השינוי והיישום של VAC-מפוח עלים מופעל בנזין לדגימת יניקה של אוכלוסיות פרוקי רגליים בשדות אורז מוצפים. השינוי הוא בהשראת ערידה היאונג 16 ו דומינגו Schoenly 17, אבל העיצוב כבר יותר פשוט לעומת פרסומים מקוריים אלו, הקלת בנייה ושימוש.
Protocol
שינוי 1. של VAC מפוח עלים עבור דגימת יניקה
- לאסוף את כל החלקים רשומים חומרי הרשימה.
- חברו את כל פוליוויניל כלוריד (PVC) צינורות עם דבק פוליוויניל כלוריד unplasticized (U-PVC) (צינורות 1-2-3-4-5 ו 6-7).
- מקדחת שלושה חורים המופצות באופן שווה סביב פי היניקה של המכונה.
- לחבר את המכשיר עד הסוף 1 של צינור PVC 1-5 על ידי החדרת בורג אחד לתוך כל אחד משלושת החורים. אין להשתמש בדבק להתחבר צינור סוף 1 למכונה כי החיבור צריך להיות הפיך לנקות את המאוורר.
הערה: במידה בקוטר של פי היניקה של המכונית שונה מהמודל המתואר כאן, הקוטר של צינור סוף 1 צריך להיות מותאם כדי להתאים את המכונה בצורה חלקה. - מוסיף 2 שכבות של סרט איטום חוט כדי צינור מסתיים 5 ו -6.
- שימו את פיסת גזת מתכת בין הצינור לבין חלק הפה (צינורות PVC 6 ו -7) כדי למנוע את רשת הדגימה מתוך נשאב לתוך maChine. השתמש גזה מתכת בקוטר רשת בין 0.5 מ"מ ו 0.5 ס"מ.
- חברו את צינור אל צינור מסתיים 5 ו -6 עם חישוקים מהדק מתכת.
2. מכינים את מארז דגימה
- הסר את תחתית מתוך דלי פלסטיק (50 L, 40 ס"מ קוטר התחתון). גודל זה של המתחם משתרע 2-4 גבעות אורזות בשדה אורז מושתל, תלוי יבול בשלב 24.
- צרף שרוול רשת ניילון, עם אורך של 1 מ ', אל החלק העליון של הדלי באמצעות גומייה. עבור שרוול זה, להשתמש בגודל רשת כי הוא קטן מספיק כדי למנוע בריחה של פרוקי רגליים היעד הקטן. השתמש בקוטר פחות מ -0.5 מ"מ.
3. יישום שדה של VAC המפוח-Modified ליף עבור דגימת יניקה
- השתמש שני אנשים כדי להפעיל את המכשיר בתחום. אדם אחד מפעיל את-VAC המפוח והשני טפל המתחם הדלי ואת רשתות הדגימה.
- הפעל את המכונה.
- הכנס ne דגימהt לתוך חלק הפה של VAC-המפוח ולתקן אותה עם גומייה. לעומת זאת, בחישוב, להשתמש בגודל רשת כי הוא קטן מספיק כדי לתפוס את פרוקי רגלי היעד הקטנים, אך אינו יוצר התנגדות זרימת אוויר ברורה. השתמש חומר ניילון האור בקוטר רשת בין 0.2-0.5 מ"מ.
- מניחים את המתחם במהירות מעל הצמחים במיקום אקראי בתחום ולדחוף את בתחתית הדלי בחוזקה לתוך האדמה. ודא כי השרוול סגור כדי למנוע פרוקי רגליים לברוח מן העליון של המתחם.
- הסר את כל פרוקי הרגליים מתוך המתחם בצורה מתפתלת מלמעלה למטה, למשך תקופת דגימה סטנדרטית. לגידולים אורזים בשלבים וגטטיבי והפוריות, השתמשו משכי דגימה של 1 ו -2 דקות, בהתאמה.
- לאחר שסיים את המדגם, להסיר את הגומייה מן רשת הדגימה, סוגר מייד את נטו ולקחת אותו מתוך חלק הפה של VAC-המפוח ולסגור אותו עם קשר, תוך שמירה על ריצה המכונה.
- s חזור3.2 teps ל -3.5 במקומות אקראיים בתחום עבור הדגימות הבאות. מספר חזרות תלוי וריאציה הפריסה המרחבית של פרוקי רגליים בתחום, את הדיוק הנדרש של האומדן ואת מטרת המחקר. בדרך כלל, שישה משכפל ייתן רושם טוב של קהילת פרוקי הרגליים ואת שכיחותם מינים.
Representative Results
סך של 295 פרוקי רגליים נאספו 8 דגימות שלוש דקות מפוח-VAC מתוך יבול האורז בשלב הבשלת בפרובינצית ג'יאנג-שי, סין, בשנת 2015. בספטמבר כדי לקבוע את הקשר בין התשואה היחסית (שיעור של פרוקי רגליים שנאספו במדגם משך) ולדגום, כל דגימה הייתה מחולקת לשש-דגימות משנה של 30 שניות כל אחד. המספר הממוצע של אנשים לדגימה היה 36.9 ± 4.1 (ממוצע ± SEM). בסך הכל שמונה הזמנות פרוקי רגליים נמצאו, עם פשפשאים (28.8%), Araneae (27.5%) ו Diptera (17.6%) להיות דומיננטי (איור 1). התשואה היחסית, מבוטא באחוזים של מספר פרוקי רגליים שנאספו לאחר שלוש דקות, הייתה 52.9% ± 5.1, 92.4% ± 1.9 ו 97.3% ± 0.9 לאחר 30 שניות, 2 ו -2.5 דקות, בהתאמה (איור 2).
5 / 54655fig1.jpg "/>
המינים בהרכב באיור 1. (ברמת סדר) של דגימות פרוקי הרגליים בפרברי העיר נאנצ'אנג בפרובינצית ג'יאנג-שי, סין. שמונה נלקחו דגימות עם VAC-מפוח של שלוש דקות כל אחד. ברים שגיאה מייצגים את שגיאת התקן של הממוצע. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 2. תשואה יחסית המצטברת כפונקציה של משך דגימה כולל המבוססת על דגימות משנה של 30 שניות כל אחד. המספר הכולל של פרוקי רגליים שנאספה במשך זמן דגימה של שלוש דקות מוגדרות ב 100%. אין פרוקי רגליים נמצאו על בדיקה ויזואלית אחרי מדגם המפוח-VAC האחרון. ברי שגיאה מייצגים סטיות התקן של הממוצע של שמונה דגימות שלוש דקות.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54655/54655fig2large.jpg" target = "_ blank"> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
Discussion
דגימת יניקה היא אחת שיטות אפשריות רבות לדגום קהילות פרוקי רגליים בגידולים. למחקר מדעי במערכות אורזות, דגימת יניקה היא אופציה מתאימה כי השיטה מספקת ערכות מוחלטות של צפיפויות פרוקי רגליים, זה שאינו הרסני, ו - בניגוד ספירת ויזואלית - מאפשר איסוף ואחסון של דגימות לעיבוד מאוחר יותר. לעומת הזמין D-VAC המסחרית, המפוח-VAC הוא קטן יותר, קלים יותר קל לטפל ב (הצף) שדות אורזים וגם קל יותר לשלב עם מתחם. לדוגמא, VAC-מפוח שוקל כ 6 קילו, ואילו מודל D-VAC התרמיל, הציג כתקן הבינלאומי לדגימת חרקים, יש קילו משקל 12 11. יתרה מכך, יעילות הדגימה של-VAC המפוח גבוהה D-VAC 16,17, בעוד העלות של-VAC המפוח היא פחות. השינוי של VAC-מפוח עלים לתוך סמפלר יניקה אינו דורש כישורים מיוחדים או ציודולוקח פחות משעה אחרי הכל החלקים הנוספים כבר נאספו. מפוח-VAC המתואר כאן קל יותר להקים ולהפעיל מאשר בגירסאות תיאר בעבר בספרות 16,17, ואת החלקים הדרושים (טבלה 1) הם חומרי בנייה סטנדרטית זמינים באופן נרחב. זה הופך את VAC-המפוח גם נגיש לחוקרים עם תקציבים קטנים במדינות מתפתחות.
כוחה ועקירה של המנוע קובע את כוח היניקה של VAC-מפוח. כאן אנו ממליצים מכונים עם כוחות בין 0.7-1.2 חלקיקים כ"ס ו תזוזה בין 25-35 סמ"ק, אשר מספק עבור דגימת קהילת פרוקי רגלי שוכני המפעל אורז. אורכו של צינור הפלסטיק הגמיש בקוטר של חלק הפה המוצץ (צינור 7) הם קריטיים עבור הופעת דגימה טובה. צינור זה ארוך מדי יפחית את עוצמת השאיבה, ואילו גרב כי הוא קצר מדי יהיה נוח לשימוש במהלך דגימה. באופן דומה,חלק בפה עם קוטר גדול מדי יפחית את עוצמת השאיבה, ואילו בקוטר קטן מדי יפחית את יעילות הדגימה בשל פני השטח הקטנים. יעילות הדגימה תלויה באופן קריטי על משך הדגימה. אם הדגימה מתנהלת לאורך כל עונת הגידול, משך הדגימה עשוי להיות מותאם צמח הגודל, המבנה, וצפיפות השתילה לשמור על רמה דומה של יעילות. יעילות דגימה צריכה להיבדק על ידי בדיקה ויזואלית זהירה המתחם לאחר דגימה. אם יש עדיין פרוקי רגליים נוכחיים, משך הדגימה חייב להיות מוגבר. משכי זמן הדגימה המומלצות לגידולים אורזים בשלב וגטטיבי הוא 1 דק בשלבי הרבייה ובשלים זה 2 דקות.
דגימת יניקה עם-VAC המפוח יכולה להתנהל בתחומים מוצפים, בעוד שיטות חלופיות, כגון מכשול והכה דגימה וכו 'הם לא ריאליים במים עומדים. המפוח-VAC יכול להיות גםנהג לטעום קהילת פרוקי הרגליים על פני המים של שדות אורזים מוצפים (למשל, חרקי מים טורפים), כמו המכונה מסוגלת למצוץ בקצת מים. עם זאת, זה אינו מומלץ לדגום פרוקי רגליים מימיות כמו המנוע עשוי להפסיק לפעול כאשר חלק הפה מוכנס עמוק לתוך המים ואת זרימת האוויר חסומה. מלבד אורז, VAC-המפוח יכול לשמש גם בגידולים אחרים ובתי גידול הלא חקלאי, כל עוד הגובה ומבנה הצמחייה מאפשר מיקום נכון של המתחם 25.
המפוח-VAC שיטת דגימת יניקה שלנו היא בלתי הרסנית. כמעט כל פרוקי רגליים הנאספים ברשת הדגימה שרד, לרבות גופים הרכים הללו כגון יתושים ושפיריות. היישום של שיטה זו, לעומת זאת, יש כמה מגבלות וחסרונות. המפוח-VAC צריך להיות מופעל על ידי שני אנשים. הנשיאה-VAC המפוח בתחום תגרום להפרעה כלשהי, ולכן שיטה זו עשויה לזלזלמיני הפרעה רגישה כגון חגבים. מיקום מהיר ופתאומי של המתחם באזור יחסית ללא הפרעה לכיוון התנועה קדימה עלול להגביל הטיה פוטנציאלית זו. הרעש החזק של המכונה-VAC המפוח עלול גם הוא לגרום הפרעה, ולדגום בלילה באזורי מגורים אינו מומלץ. השיטה אינה מתאימה דגימת חרקים מעופפים ניידים מאוד, כגון שפיראים טורף או וטפילים hymenopterous גדולים. כמו בכל שיטת דגימה, שילוב של VAC-המפוח עם שיטות אחרות, כגון דגימה נטתה לטאטא או קציר הרסני של צמחים, יכול לספק הערכה שלמה ומאוזנת יותר של קהילת פרוקי הרגליים 26.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Machine | |||
| Leaf blower-vac | We used Oleo-Mac BV300, Made in Italy | Power: 1.0 kW, Displacement: 30.5 cc, Max air volume: 720 m³/hr, Max air speed: 70 m/sec, Weight: 4.5 kg, Diameter of suction mouth: 113 mm | There are many different brands and models available. For comparable performance, the specifications concerning power and air speed should be similar to those presented here. |
| Additional parts for modification | |||
| PVC pipe 1 | Outer ø of end connected to the machine: 112 mm, Inner ø of end connected to PVC pipe 2: 110 mm | This is the cover of a ø 110 mm PVC pipe | |
| PVC pipe 2 | Outer ø: 110 mm, Length: 10 cm | Normal outer ø 110 mm PVC pipe; to connect PVC pipe 1 and 3 | |
| PVC pipe 3 | Inner ø of big end: 110 mm, Inner ø of small end: 50 mm | PVC ø 110 mm to ø 50 mm downpipe reducer | |
| PVC pipe 4 | Outer ø: 50 mm, Length: 5 cm | Normal ø 50 mm PVC pipe; to connect PVC pipe 3 and 5 | |
| PVC pipe 5 | Inner ø: 50 mm and 32 mm, Outer ø of small part: 38 mm | PVC ø 50 mm to ø 32 mm downpipe reducer | |
| Hose | Outer ø: 40 mm | Wire-fortified, flexible plastic hose | |
| Metal gauze | Mesh ø: 1 mm, ø: 60 mm | Prevent the sampling net from being sucked into the machine | |
| PVC pipe 6 | Outer ø of small end: 38 mm, Inner ø of big end: 63 mm | PVC ø 32 mm to ø 63 mm reducer | |
| PVC pipe 7 | Outer ø: 63 mm, Length: 25 cm | Normal outer ø 63 mm PVC pipe | |
| U-PVC glue | U-PVC glue; to connect PVC parts | ||
| Metal clamp hoops (2) | Flexible between ø 35 mm - 51 mm | To connect the hose with the PVC pipes | |
| Thread seal tape | Width: 18mm | Seal the hose-PVC connections | |
| Screws (3) | Length: 25 mm | To connect PVC pipe 1 with the suction mouth of the machine | |
| Sampling net and enclosure | |||
| Sampling net | Mesh size ø: 0.3 mm, Width of the mouth: 10 cm, Height: 30 cm | The sampling net has a conical shape. | |
| Bucket | Bottom ø: 40 cm, Volume: 50 L | Cut the bottom | |
| Nylon sleeve | Mesh size ø: 0.3 mm, Length: 1 m | To cover the bucket as enclosure | |
References
- Dale, D. Biology and management of rice insects. Heinrichs, E. A. , Wiley Estern Ltd & New Age International Ltd. London, UK. (1994).
- Settle, W. H., et al. Managing tropical rice pests through conservation of generalist natural enemies and alternative prey. Ecology. 77 (7), 1975-1988 (1996).
- Heong, K. L., Schoenly, K. G. Ecotoxicology. Haskell, P. T., McEwen, P. , Springer. US. 381-403 (1998).
- Schellhorn, N. A., Bianchi, F., Hsu, C. L. Movement of entomophagous arthropods in agricultural landscapes: links to pest suppression. Annu Rev Entomol. 59, 559-581 (2014).
- Zou, Y., Feng, J., Xue, D., Sang, W., Axmacher, J. C. A comparison of terrestrial arthropod sampling methods. J Resour Ecol. 3 (2), 174-182 (2012).
- Saska, P., et al. Temperature effects on pitfall catches of epigeal arthropods: a model and method for bias correction. J Appl Ecol. 50 (1), 181-189 (2013).
- Vander Werf, W., Evans, E. W., Powell, J. Measuring and modelling the dispersal of Coccinella septempunctata (Coleoptera : Coccinellidae) in alfalfa fields. Eur J Entomol. 97 (4), 487-493 (2000).
- Rashid, T., Johnson, D. T., Bernhardt, J. L. Sampling rice stink bug (Hemiptera : Pentatomidae) in and around rice fields. Environ Entomol. 35 (1), 102-111 (2006).
- Sarwshri, G. Aboveground arthropod pest and predator diversity in irrigated rice (Oryza sativa L.) production systems of the Philippines. J Trop Agr. 45 (1/2), 1-8 (2007).
- Wade, M. R., et al. Temporal variation in arthropod sampling effectiveness: the case for using the beat sheet method in cotton. Entomol Exp Appl. 120 (2), 139-153 (2006).
- Dietrick, E. J. An Improved Backpack Motor Fan for Suction Sampling of Insect Populations. J Econ Entomol. 54 (2), 394-395 (1961).
- Munyaneza, J. E., Crosslin, J. M., Upton, J. E., Buchman, J. L. Incidence of the beet leafhopper-transmitted virescence agent phytoplasma in local populations of the beet leaf hopper, Circulifer tenellus, in Washington State. J Insect Sci. 10 (1), 1-10 (2010).
- Finke, D. L., Denno, R. F. Intra-guild predation relaxes natural enemy impacts on herbivore populations. Ecol Entomol. 28 (1), 67-73 (2003).
- Koss, A. M., Snyder, W. E. Alternative prey disrupt biocontrol by a guild of generalist predators. Biol Control. 32 (2), 243-251 (2005).
- Elliott, N. C., et al. D-vac sampling for predatory arthropods in winter wheat. Biol Control. 38 (3), 325-330 (2006).
- Arida, G., Heong, K. Blower-Vac: a new suction apparatus for sampling rice arthropods. Int. Rice Res. New. 17, 30-31 (1992).
- Domingo, I., Schoenly, K. An improved suction apparatus for sampling invertebrate communities in flooded rice. Int. Rice Res. New. 23 (2), 38-39 (2012).
- Moorman, C. E., Plush, C. J., Orr, D. B., Reberg-Horton, C. Beneficial Insect Borders Provide Northern Bobwhite Brood Habitat. PLoS ONE. 8 (12), e83815 (2013).
- Bambaradeniya, C. N. B., et al. Biodiversity associated with an irrigated rice agro-ecosystem in Sri Lanka. Biodivers Conserv. 13 (9), 1715-1753 (2004).
- Whitehouse, M. E. A., Wilson, L. J., Fitt, G. P. A comparison of arthropod communities in transgenic Bt and conventional cotton in Australia. Environ Entomol. 34 (5), 1224-1241 (2005).
- Schoenly, K. G., et al. Fallowing did not disrupt invertebrate fauna in Philippine low-pesticide irrigated rice fields. J Appl Ecol. 47 (3), 593-602 (2010).
- de Kraker, J., van Huis, A., van Lenteren, J. C., Heong, K. L., Rabbinge, R. Identity and relative importance of egg predators of rice leaffolders (Lepidoptera : Pyralidae). Biol Control. 19 (3), 215-222 (2000).
- Hu, Y., et al. A comparative study on population development patterns of Sogatella furcifera between tropical and subtropical areas. J Asia-Pacif Entomol. 17 (4), 845-851 (2014).
- Schoenly, K. G., Domingo, I. T., Barrion, A. T. Determining optimal quadrat sizes for invertebrate communities in agrobiodiversity studies: A case study from tropical irrigated rice. Env Entomol. 32 (5), 929-938 (2003).
- Marcos, T., et al. Exploiting Biodiversity for Sustainable Pest Management. Mew, T. W., Borromeo, E., Hardy, B. , 23-24 (2001).
- Kraker, dJ., Huis, vA., Heong, K. L., Lenteren, vJ. C., Rabbinge, R. Population dynamics of rice leaffolders (Lepidoptera: Pyralidae) and their natural enemies in irrigated rice in the Philippines. Bull Entomol Res. 89 (5), 411-421 (1999).
