Method Article

Модификация и применение листа Blower-Vac для отбора проб на местах членистоногих

DOI:

10.3791/54655

⸱

August 10th, 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Centre for Crop Systems Analysis, Wageningen University, 2Institute of Entomology, Jiangxi Agricultural University, 3Department of Science, Open University, 4Farming Systems Ecology, Wageningen University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Оценка членистоногих обилие в посевах имеет решающее значение для исследования динамики популяций и видов взаимодействия. Здесь мы опишем модификацию и применение листьев воздуходувки-Vac для всасывания проб членистоногих риса.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Рисовые поля у себя большое разнообразие членистоногих, но изучение их динамики популяций и взаимодействия является сложной задачей. Здесь мы опишем модификацию и применение листьев воздуходувки-Vac для всасывания проб членистоногими популяций риса. При использовании в сочетании с корпусом, применение этого устройства выборки обеспечивает абсолютные оценки популяций членистоногих как числа в стандартизированном области выборки. Эффективность выборки в решающей степени зависит от продолжительности выборки. В зрелом урожая риса, две минуты выборки в корпусе 0,13 м 2 дает более 90% населения членистоногих. Устройство также позволяет выборку членистоногих, обитающих на поверхности воды или почвы в рисовых полях, но он не подходит для отбора проб быстро летающих насекомых, таких как хищного стрекоз или крупных перепончатокрылых паразитоидами. Модифицированный воздуходувка-Vac прост построить, и дешевле, и проще в обращении, чем традиционные всасывания sampliнг устройства, такие как D-VAC. Низкая стоимость делает модифицированный воздуходувка-Vac также доступны для исследователей в развивающихся странах.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Повторная оценка обилия и разнообразия растительноядных и энтомофагов в посевах необходим для экологических исследований динамики популяций и взаимодействия видов, в том числе изучение биологического контроля. Райс является одним из основных основных продуктов питания, с высоким потенциалом для биоуправления по энтомофагов 1,2, но которые могут быть нарушены инсектицидов 3. Разнообразие членистоногих в посевах риса могут быть высокими, и виды членистоногих занимают различных культурных слоев (например, земля, стебель, навес, цветы), различаются в режиме движения (например, ходьба, прыжки, летающих) и нагула стратегии (например, сидячие сосущих насекомых, охота хищников и цветок , посещающие опылителей) 4.

Существует широкий спектр членистоногих методов отбора проб, каждый из которых имеет сильные и слабые стороны. Например, ловушкой ловушки могут быть использованы для пробы Наземные членистоногие, но обеспечивают активность зависящих от Релаактивного населения оценивает 5,6. Скользящий сети могут быть использованы для пробы быстро летающих насекомых в навесе 7-9, но дают относительные оценки членистоногих изобилия. Метод биений лист может быть использован для образца растительного жилища членистоногих сообщества и обеспечивает абсолютные оценки членистоногих изобилия, но он не может быть эффективно использована в затопленных полях сельскохозяйственных культур , таких как рисовых полей 10.

Всасывающий выборки, когда она проводится в сочетании с приложением охватывающего стандартной площади поля, обеспечивает абсолютные оценки плотности растений, обитающих членистоногих. Этот метод может быть также использован в затопленном риса. Образцы могут быть сохранены для последующей обработки и идентификации. Вакуумный Dietrick (D-VAC) 11 является первым коммерчески разработанная всасывающая сэмплер. Несмотря на то, D-VACS все еще ​​широко используются 12-14, они относительно дороги, имеют ограниченную всасывающую силу 15 и относительно тяжелые, что делает их труднообрабатывать в затопленных рисовых полях 16. Арида и Heong 16 разработали всасывающий пробоотборник с использованием бензинового листьев воздуходувки-Vac, и этот прототип был доработан Доминго и Schoenly 17. Преимущества воздуходувка-Vac всасывания пробоотборник по сравнению с D-VAC является то, что это намного дешевле и проще в обращении.

Хотя метод отбора проб вытяжной вентилятор-VAC был использован во многих экологических исследованиях 18-23, инструкции по его модификации и применения не были четко описаны. Здесь мы представляем видео на основе, подробное описание модификации и применения бензиновым двигателем листьев воздуходувки-Vac для всасывания выборки популяций членистоногих в затопленных рисовых полях. Модификация вдохновлен Arida и Heong 16 и Доминго и Schoenly 17, но дизайн был еще более упрощен по сравнению с этими оригинальными публикациями, содействие строительству и использованию.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Модификация листьев Blower-Vac для всасывания Отбор проб

  1. Соберите все детали, перечисленные в списке материалов.
  2. Соедините все поливинилхлорид (ПВХ) трубы с непластицированный поливинилхлорид (PVC-U) клей (трубы 1-2-3-4-5 и 6-7).
  3. Просверлить три отверстия, которые равномерно распределены вокруг всасывающего рта машины.
  4. Подключите машину к концу 1 ПВХ трубы 1-5, вставив один винт в каждый из трех отверстий. Не используйте клей для соединения конца трубы 1 к машине, так как соединение должно быть обратимым, чтобы очистить вентилятор.
    Примечание: В случае, если диаметр всасывающего устья машины отличается от модели, описанной здесь, диаметр конца трубы 1 должна быть скорректирована, чтобы соответствовать машины плавно.
  5. Добавьте 2 слоя нити уплотнения ленты концы труб 5 и 6.
  6. Положите кусок металлической сетки между шлангом и устьевой части (трубы ПВХ 6 и 7), чтобы предотвратить сетку отбора проб от попадания в маскула. Используйте металлическую сетку с диаметром ячеек от 0,5 мм до 0,5 см.
  7. Подсоедините шланг к концы труб 5 и 6 с металлическим зажимом обручи.

2. Подготовьте Sampling Корпус

  1. Снимите нижнюю панель из пластикового ведра (50 л, 40 см диаметр дна). Этот размер корпуса охватывает 2-4 рисовые холмы в пересаженным рисовом поле, в зависимости от урожая стадии 24.
  2. Приложить нейлоновой сеткой втулку, длиной 1 м, в верхней части ковша с использованием резиновой ленты. Для этого рукава, использовать размер сетки, который достаточно мал, чтобы предотвратить побег из самых маленьких целевых членистоногих. Используйте диаметр менее 0,5 мм.

3. Область применения Измененной Листа Blower-Vac для всасывания Отбор проб

  1. Используйте два человека для работы устройства в полевых условиях. Один человек работает с грушей-Vac, а другой обрабатывает корпус ведра и сетки отбора проб.
  2. Запустить машину.
  3. Вставьте пе дискретизациит в устьевой части нагнетателя-Vac и закрепите его резинкой. Для сети, используют размер ячейки, который достаточно мал, чтобы поймать мельчайшие целевые членистоногих, но не создает очевидное сопротивление воздушному потоку. Используйте легкий нейлоновый материал с диаметром ячеек между 0,2-0,5 мм.
  4. Поместите корпус быстро над растениями на случайном месте в поле и нажать на нижнюю часть ведра твердо в почву. Убедитесь, что втулка закрыта для предотвращения членистоногих утечки из верхней части шкафа.
  5. Удалите все членистоногих изнутри корпуса в сверху вниз по спирали образом, для стандартизированной продолжительности выборки. Для посевов риса в вегетативных и репродуктивных стадиях, использование продолжительности отбора проб 1 и 2 мин соответственно.
  6. После окончания пробы, удалите резиновую ленту из сети выборки, быстро закрыть сеть и вывести его из рта части нагнетателя-Vac и закрыть его с узлом, сохраняя при этом ход машины.
  7. Повторные sTEPS 3,2 до 3,5 в случайных местах в поле для следующих образцов. Число повторений зависит от изменения пространственного распределения членистоногих в области, требуемой точности оценки и цели исследования. Как правило, шесть параллельных образцов дает хорошее впечатление от членистоногих сообщества и видов содержаний.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В общей сложности 295 членистоногих были собраны в 8 трехминутными образцах воздуходувка-Vac из риса урожая в стадии созревания в провинции Цзянси, Китай, в сентябре 2015 г. Для того, чтобы определить взаимосвязь между относительной доходности (доля членистоногих собранных в образце ) и отбор проб продолжительность, каждая выборка была разделена на шесть подвыборках 30 секунд каждый. Среднее число особей на образце составляла 36,9 ± 4,1 (среднее ± SEM). В общей сложности восемь заказов членистоногих были найдены, с Hemiptera (28,8%), Пауки (27,5%) и двукрылых (17,6%) , будучи доминирующим (рисунок 1). Относительный выход, выраженный в процентах от числа собранных членистоногих через три минуты, составила 52,9% ± 5,1, 92,4 ± 1,9% и 97,3% ± 0,9 после 30 секунд, 2 и 2,5 минут соответственно (рисунок 2).

5 / 54655fig1.jpg "/>
Рисунок 1. Видовой состав (на уровне порядка) образцов членистоногих в пригороде города Наньчан в провинции Цзянси, Китай. Восемь образцов были взяты с нагнетателя-Vac в три минуты каждый. Столбики ошибок обозначают стандартное отклонение от среднего. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

figure-results-1
Рисунок 2. Накопительное относительный выход в зависимости от общей продолжительности выборки на основе подвыборок 30 секунд каждый. Общее количество членистоногих собирают в течение продолжительности выборки трех минут устанавливается на уровне 100%. Нет членистоногие не было обнаружено при визуальном осмотре после последнего образца воздуходувка-VAC. Столбики ошибок обозначают стандартные ошибки среднего значения из восьми образцов три минуты.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54655/54655fig2large.jpg" целевых = "_blank"> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

отбор проб всасывания является одним из многих возможных методов к образцу членистоногих сообществ в посевах. Для научных исследований в рисовых системах, отбор проб всасывания является подходящим вариантом, поскольку этот метод обеспечивает абсолютные оценки плотности членистоногих, это является неразрушающим, и - в отличие от визуальных отсчетов - позволяет сбор и хранение образцов для последующей обработки. По сравнению с коммерчески доступным D-VAC, воздуходувка-VAC меньше, легче и проще в обращении, в полях (затопленных) риса, а также легче совмещать с корпусом. Например, нагнетатель-Vac весит около 6 кг, тогда как модель D-VAC рюкзак, который был представлен в качестве международного стандарта для отбора образцов насекомых, имеет вес 12 кг 11. Что еще более важно, эффективность выборки нагнетателя-Vac выше , чем D-VAC 16,17, в то время как стоимость нагнетателя-Vac меньше. Модификация листьев воздуходувки-Vac в всасывающим пробоотборник не требует специальных навыков или оборудованияи занимает менее чем через час после того, как все дополнительные части были собраны. Воздуходувка-Vac , описанный здесь проще строить и эксплуатировать , чем варианты , описанные ранее в литературе 16,17, и необходимые части (таблица 1) представляют собой стандартные строительные материалы, которые широко доступны. Это делает воздуходувка-Vac также доступны для исследователей с небольшим бюджетом в развивающихся странах.

Сила и смещение двигателя определяет всасывающая сила воздуходувки-Vac. Здесь мы рекомендуем машину с мощностью между 0,7-1,2 кВт и смещением между 25-35 см, что является достаточным для отбора проб растений, обитающих в членистоногих сообщества риса. Длина гибкого пластикового шланга и диаметр сосание устьевой части (труба 7) имеют решающее значение для хорошей производительности выборки. Шланг, который слишком долго будет уменьшить мощность всасывания, в то время как шланг, который является слишком коротким, будет неудобно использовать при отборе проб. По аналогии,рот часть с слишком большим диаметром будет уменьшить мощность всасывания, в то время как диаметр, который слишком мал снижает эффективность отбора проб из-за малой поверхности. Эффективность выборки в решающей степени зависит от продолжительности выборки. Если отбор проб проводится в течение всего периода вегетации, продолжительность отбора проб, возможно, придется быть отрегулированы по размеру растения, структуре и плотности посадки для поддержания такого же уровня эффективности. Эффективность отбора проб должны быть проверены путем тщательного визуального осмотра закрытой территории после отбора проб. Если есть еще членистоногих присутствуют, продолжительность отбора проб должна быть увеличена. Рекомендуемая продолжительность отбора проб для посевов риса в вегетативной стадии составляет 1 минуту и ​​в репродуктивных и созревающих этапах она составляет 2 минуты.

Всасывающий отбор проб с нагнетателя-Vac можно проводить в затопленных полях, в то время как альтернативные методы, такие как западню и бить выборки листов не представляется возможным в стоячей воде. Воздуходувка-Vac также может бытьиспользуется для образца членистоногих сообщества на поверхности воды затопленных рисовых полей (например, хищные клопы воды), так как машина способна сосать в небольшом количестве воды. Тем не менее, это не рекомендуется для отбора проб водных членистоногих в качестве двигателя может прекратить работать, когда во рту часть вставляется глубоко в воду, а поток воздуха блокируется. Помимо риса, воздуходувка-Vac также могут быть использованы в других культур и невозделываемых обитания, до тех пор , как высота и структура растительности позволяет правильное размещение корпуса 25.

Наша воздуходувка-Vac метод отбора проб всасывания является неразрушающим. Почти все членистоногие, собранные в сети выборки выжили, в том числе тех мягких тел, таких как комары и стрекозы. Применение этого метода, однако, имеет некоторые ограничения и недостатки. Воздуходувка-Vac должен эксплуатироваться двумя лицами. Проведение нагнетательный-Vac в поле приведет к некоторому нарушению, и, следовательно, этот метод может привести к недооценкевозмущающие чувствительные виды, такие как саранча. Быстрое и резкое размещение корпуса в относительно ненарушенном области в прямом направлении движения может ограничить это потенциальное смещение. Громкий шум вентилятора-VAC машины также может вызвать нарушение, и отбор проб в ночное время в жилых районах не рекомендуется. Метод не подходит для отбора проб высокоподвижные летающих насекомых, таких как хищного стрекоз или крупных перепончатокрылых паразитоидами. Как и любой метод отбора проб, сочетание нагнетателя-Vac с другими методами, такими как стреловидности чистого отбора проб или деструктивной уборки растений, может обеспечить более полную и сбалансированную оценку членистоногих сообщества 26.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Исследования были финансово поддержаны Отделом наук о Земле и жизни Нидерландской организации научных исследований (грант 833.13.004), Научно-техническим проектом высшего образования провинции Цзянси (KJLD14030) и Планом развития молодых ученых провинции Цзянси (Jinggang star 20153BCB23014). Мы благодарим Даомэн Фу, Чжиган Ли и Сяолуна Хуана за помощь в создании фильма.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Машина
Воздуходувка-пылесосМы использовали Oleo-Mac BV300, Сделано в ИталииМощность: 1.0 кВт, Объем: 30.5 куб.см, Максимальный объем воздуха: 720 м³/ч, Максимальная скорость воздуха: 70 м/сек, Вес: 4.5 кг, Диаметр всасывающего горла: 113  ммДоступно множество различных марок и моделей. Для сопоставимых характеристик характеристики мощности и скорости воздуха должны быть аналогичны представленным здесь.
<прочные>Дополнительные детали для модификации
ПВХ 1Наружная ø конца, подключенного к машине: 112 мм, Внутренняя ø конца, подключенного к трубе ПВХ 2: 110 ммЭто крышка ø 110 мм трубы
ПВХ 2Наружная ø: 110 мм, Длина: 10 смОбычная наружная ø 110 мм ПВХ труба; для соединения ПВХ трубы 1 и 3
ПВХ труба 3Внутренняя ø большого конца: 110 мм, внутренняя ø малого конца: 50 ммПВХ ø 110 мм до ø 50  мм переходник для водосточной трубы
труба ПВХ 4Наружный: 50 мм, Длина: 5  смНормальная ø 50 мм ПВХ труба; для соединения ПВХ трубы 3 и 5
ПВХ трубы 5Внутренние ø: 50 мм и 32  мм, Внешний ø малой части: 38 ммПВХ ø 50 мм до ø 32 мм переходник для водосточной трубы
Шлангнаружный ø: 40 ммАрмированный проволокой, гибкий пластиковый шланг 
Металлическая сеткаСетка ø: 1 мм, ø: 60 ммПредотвратить засасывание пробоотборной сетки в машину
ПВХ труба 6Наружная ø малого конца: 38  мм, Внутренний ø Большой конец: 63  ммПВХ ø 32 мм до ø 63 мм переходник
ПВХ труба 7Наружная ø: 63 мм, Длина: 25 смНормальная внешняя ø 63  мм труба ПВХ
Клей У-ПВХдля соединения деталей ПВХ
Металлические хомуты обручи (2)Гибкий между ø 35 мм - 51 ммДля соединения шланга с трубами
Резьба уплотнительной лентыШирина: 18 ммГерметизация шланга - соединения
Винты (3)Длина: 25  ммДля соединения трубы ПВХ 1 с всасывающим отверстием машины
Пробоотборная сетка и корпус
Пробоотборная сеткаРазмер ячеи ø: 0,3 мм, Ширина устья: 10  см, Высота: 30 смСетка для отбора проб имеет коническую форму.
Дно ведраø: 40 см, Объем: 50 лРазрежьте дно
Нейлоновый рукавРазмер ячеек ø: 0,3 мм, Длина: 1 мНакрыть ведро как ограждение
труба клей; ПВХПВХ

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dale, D. Biology and management of rice insects. Heinrichs, E. A. , Wiley Estern Ltd & New Age International Ltd. London, UK. (1994).
  2. Settle, W. H., et al. Managing tropical rice pests through conservation of generalist natural enemies and alternative prey. Ecology. 77 (7), 1975-1988 (1996).
  3. Heong, K. L., Schoenly, K. G. Ecotoxicology. Haskell, P. T., McEwen, P. , Springer. US. 381-403 (1998).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Dietrick, E. J. An Improved Backpack Motor Fan for Suction Sampling of Insect Populations. J Econ Entomol. 54 (2), 394-395 (1961).
  12. 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).
  13. Finke, D. L., Denno, R. F. Intra-guild predation relaxes natural enemy impacts on herbivore populations. Ecol Entomol. 28 (1), 67-73 (2003).
  14. Koss, A. M., Snyder, W. E. Alternative prey disrupt biocontrol by a guild of generalist predators. Biol Control. 32 (2), 243-251 (2005).
  15. Elliott, N. C., et al. D-vac sampling for predatory arthropods in winter wheat. Biol Control. 38 (3), 325-330 (2006).
  16. Arida, G., Heong, K. Blower-Vac: a new suction apparatus for sampling rice arthropods. Int. Rice Res. New. 17, 30-31 (1992).
  17. Domingo, I., Schoenly, K. An improved suction apparatus for sampling invertebrate communities in flooded rice. Int. Rice Res. New. 23 (2), 38-39 (2012).
  18. 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).
  19. Bambaradeniya, C. N. B., et al. Biodiversity associated with an irrigated rice agro-ecosystem in Sri Lanka. Biodivers Conserv. 13 (9), 1715-1753 (2004).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. Marcos, T., et al. Exploiting Biodiversity for Sustainable Pest Management. Mew, T. W., Borromeo, E., Hardy, B. , 23-24 (2001).
  26. 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Leaf Blower vacArthropod SamplingSuction SamplingSampling EnclosurePVC Pipe AssemblySampling DurationSampling EfficiencyRice Field ArthropodsSampling NetMetal Hose Clamp

Related Articles