Summary
Vurdering av leddyr overflod i avlinger er avgjørende for å undersøke populasjonsdynamikk og arter interaksjoner. Her beskriver vi modifikasjon og anvendelse av en løvblåser-vac for suging prøvetaking av leddyr i ris.
Abstract
Rismarker vert for et stort mangfold av leddyr, men undersøker deres populasjonsdynamikk og interaksjoner er utfordrende. Her beskriver vi modifikasjon og anvendelse av en løvblåser-vac for suging prøvetaking av leddyr populasjoner i ris. Når den brukes i kombinasjon med en innhegning, anvendelsen av denne prøveinnretning gir absolutte estimater av bestandene av leddyr som tall per standardisert prøvetakingsområdet. Samplings effektivitet avhenger kritisk av samplings varighet. I en moden ris avling, en to-minutters sampling i en innhegning på 0,13 m 2 gir mer enn 90% av arthropod befolkningen. Enheten kan også sampling av leddyr bolig på vannflaten eller jord i rismarkene, men det er ikke egnet for prøvetaking rask flygende insekter, som rov Odonata eller større hymenopterous parasitoider. Den modifiserte blåser-vac er enkel å lage, og billigere og enklere å håndtere enn tradisjonelle suge sampling enheter, for eksempel D-vac. Den lave kostnader gjør den modifiserte blower-vac også tilgjengelig for forskere i utviklingsland.
Introduction
Gjentatt vurdering av overflod og mangfold av phytophagous og entomophagous leddyr i avlinger er nødvendig for økologiske studier av populasjonsdynamikk og arter interaksjoner, inkludert studiet av biologisk kontroll. Rice er en stor stift mat, med et stort potensial for biokontroll av entomophagous leddyr 1,2, men som kan bli forstyrret av insektmidler 3. Mangfoldet av leddyr i ris avlingene kan være høy, og leddyr arter okkupere ulike kornslag (f.eks bakken, stilk, kalesje, blomster), skiller seg i modus for bevegelse (f.eks, turgåing, hopping, fly) og beite strategi (f.eks, fastsittende insekter som suger, jakt rovdyr og blomster besøker pollinatorer) 4.
Det er et bredt spekter av leddyr sampling teknikker, hver med styrker og svakheter. For eksempel kan barberfelle brukes til å smake på bakkelevende leddyr, men gir aktivitetsavhengige relative bestandsestimater 5,6. Sweep garn kan brukes til å smake på fast-flygende insekter i trekronene 7-9, men gi relative estimater av leddyr overflod. Valdet ark metoden kan brukes til å prøve anlegget levende leddyr samfunnet og gir absolutt estimater av arthropod overflod, men det kan ikke brukes effektivt i oversvømte åkre som rismarker 10.
Suge prøvetaking, når den utføres i kombinasjon med et innelukke som dekker et standardisert område av feltet, gir absolutte estimater av tettheten av plante bolig leddyr. Denne metoden kan også bli brukt i oversvømmet ris. Prøvene kan lagres for senere behandling og identifikasjon. Den Dietrick vakuum (D-vac) 11 er den første kommersielt utviklet suge sampler. Selv om D-støvsugere er fremdeles utbredt 12-14, de er relativt dyre, har begrenset sugekraft 15 og er relativt tunge, noe som gjør dem vanskelig åhåndtere i oversvømte rismarker 16. Arida og Heong 16 utviklet en suge sampler ved hjelp av en bensindrevet løvblåser-vac, og denne prototypen ble videreutviklet av Domingo og Schoenly 17. Fordeler med viften-vac suge sampler i forhold til D-vac er at det er mye billigere og lettere å håndtere.
Selv om blower-vac suge sampling metoden har vært brukt i mange økologiske studier 18-23, instruks for sin modifisering og søknad er ikke klart beskrevet. Her presenterer vi en video-basert, detaljert beskrivelse av modifikasjon og anvendelse av en bensindrevet løvblåser-vac for suging prøvetaking av leddyr populasjoner i oversvømte rismarker. Modifikasjonen er inspirert av Arida og Heong 16 og Domingo og Schoenly 17, men designet har blitt ytterligere forenklet i forhold til disse originale publikasjoner, tilrettelegge konstruksjon og bruk.
Protocol
1. Endring av en løvblåser-vac for Suge Sampling
- Samle alle delene oppført i Materials List.
- Koble alle polyvinylklorid (PVC) rør med uplastifisert polyvinylklorid (U-PVC) lim (rør 1-2-3-4-5 og 6-7).
- Bore tre hull som er jevnt fordelt rundt suge munningen av maskinen.
- Koble maskinen til slutten ett av PVC-rør 1-5 ved å sette inn en skrue i hver av de tre hullene. Ikke bruke lim til å koble rørende en til maskinen fordi forbindelsen skal være reversibel å rengjøre viften.
Merk: I tilfelle diameteren av suge munningen av maskinen varierer fra modellen som er beskrevet her, bør diameteren av rørenden en justeres til å passe maskinen sømløst. - Legg 2 lag Gjengetape til rørendene fem og seks.
- Sett stykke metall gasbind mellom slange og munn del (PVC-rør 6 og 7) for å hindre at prøvetaking netto suges inn i machine. Bruk metall gasbind med en mesh diameter mellom 0,5 mm og 0,5 cm.
- Koble slangen til røret ble 5 og 6 med metallbøyle hoops.
2. Klargjør Sampling Enclosure
- Ta av bunnen fra en plastbøtte (50 L, 40 cm bunn diameter). Denne størrelsen av kabinettet dekker 2-4 ris åsene i en transplantert ris felt, avhengig av avlingen scenen 24.
- Fest en nylonduk hylse, med en lengde på 1 m, til toppen av skuffen ved hjelp av en gummistrikk. For dette ermet, kan du bruke en maskestørrelse som er liten nok til å forhindre utslipp av de minste målet leddyr. Bruk en diameter mindre enn 0,5 mm.
3. Feltet Bruk av Modified løvblåser-vac for Suge Sampling
- Bruk to personer til å betjene enheten i feltet. Én person driver viften-vac og den andre håndterer bøtte kabinett og prøvetakings garn.
- Start maskinen.
- Sett inn en sampling net inn i munnen del av blower-vac og fikse det med en gummistrikk. For nettet, bruke en maskestørrelse som er liten nok til å fange de minste målet leddyr, men skaper ikke opplagt luftstrøm motstand. Bruk lyset nylon materiale med en maskediameter mellom 0,2-0,5 mm.
- Plasser kabinettet raskt over plantene på et tilfeldig sted i feltet, og skyv bunnen av bøtta fast i jorda. Sørg for at hylsen er stengt for å hindre leddyr fra rømmer fra toppen av kabinettet.
- Fjern alle leddyr fra innsiden av kabinettet i en top-down spiral måte, for en standardisert prøvetaking varighet. For ris avlinger i de vegetative og forplantningsstadier, bruk samplings varighet på 1 og 2 min, henholdsvis.
- Etter å ha fullført prøven, fjerne strikken fra prøvetaking nettet, raskt lukke nettet og ta den ut av munnen del av blower-vac og lukke den med en knute, samtidig som maskinen er i gang.
- Gjentar segTeps 03.02 til 03.05 på tilfeldige steder på området for de neste prøvene. Antall replikasjoner avhenger av variasjonen i den romlige fordelingen av leddyr i felten, den nødvendige nøyaktighet av anslaget og formålet med undersøkelsen. Vanligvis vil seks replikater gi et godt inntrykk av arthropod samfunnet og arter hopetall.
Representative Results
Totalt 295 leddyr ble samlet i 8 tre-minutters blower-vac prøver fra et ris avling i modning scenen i Jiangxi-provinsen i Kina, i september 2015. For å bestemme forholdet mellom relativ avkastning (andel av leddyr samlet i prøven ) og prøvetaking varighet, ble hver prøve delt inn i seks under prøver av 30 sekunder hver. Det gjennomsnittlige antall personer for hver prøve var 36,9 ± 4.1 (gjennomsnitt ± SEM). I alt åtte leddyr ordrer ble funnet, med nebbmunner (28,8%), Araneae (27,5%) og tovinger (17,6%) er dominerende (Figur 1). Den relative utbytte, uttrykt som en prosentandel av antallet oppsamlede leddyr etter tre minutter, var 52,9% ± 5,1, 92,4 ± 1,9% og 97,3% ± 0,9 etter 30 sekunder, 2 og 2,5 minutter, henholdsvis (figur 2).
5 / 54655fig1.jpg "/>
Figur 1. Artssammensetning (i den rekkefølgen nivå) av leddyr prøver i en forstad til Nanchang by i Jiangxi-provinsen i Kina. Åtte prøver ble tatt med en blåse-vac av tre minutter hver. Feilfelt representerer standard feil av gjennomsnittet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Kumulativ relative utbytte som en funksjon av den totale sampling varighet basert på sub-prøver av 30 sekunder hver. Det totale antall av leddyr oppsamlet over en utvalg varighet på tre minutter er satt til 100%. Ingen leddyr ble funnet ved visuell inspeksjon etter siste blower-vac prøven. Feilstolpene representerer standardfeil av gjennomsnittet av åtte tre-minutters prøver.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54655/54655fig2large.jpg" target = "_ blank"> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Discussion
Suge sampling er en av mange mulige metoder for å prøve leddyr samfunnene avlinger. For vitenskapelig forskning i ris systemer, er suge prøvetaking et passende alternativ fordi metoden gir absolutte estimater av leddyr tettheter, er det ikke-destruktiv, og - i motsetning til visuelle tellinger - gjør innsamling og oppbevaring av prøver for senere behandling. Sammenlignet med kommersielt tilgjengelig D-vac, er viften-vac mindre, lettere og enklere å håndtere i (oversvømmet) rismarker og også lettere å kombinere med en innhegning. For eksempel veier en blåser-vac ca 6 kg, mens sekken D-vac modell, presentert som den internasjonale standarden for insekt prøvetaking, har en vekt 12 kg 11. Enda viktigere, prøvetaking effektiviteten av viften-vac er høyere enn D-vac 16,17, mens kostnaden av viften-vac er mindre. Modifikasjonen av en løvblåser-vac til en suge sampler ikke krever spesielle ferdigheter eller utstyrog tar mindre enn en time etter alle andre deler er samlet. Blåseren-vac beskrevet her er enklere å bygge og drive enn versjonene som tidligere beskrevet i litteraturen 16,17, og nødvendige deler (tabell 1) er standard byggematerialer som er allment tilgjengelig. Dette gjør blower-vac også tilgjengelig for forskere med små budsjetter i utviklingsland.
Den kraft og forskyvning i motoren bestemmer sugekraft fra blåseren-vac. Her anbefaler vi en maskin med en kraft mellom 0,7-1,2 kW og en forskyvning mellom 25-35 cc, som er tilstrekkelig for prøvetaking anlegget levende leddyr samfunnet i ris. Lengden av den fleksible plastslange og diameteren av sugemunndelen (røret 7) er avgjørende for en god sampling ytelse. En slange som er for lang vil redusere sugeeffekt, mens en slange som er for kort vil være upraktisk å bruke under prøvetaking. På samme måte,en munn del med for stor diameter vil redusere sugeeffekt, mens en diameter som er for liten vil redusere samplings effektivitet på grunn av den lille overflate. Samplings effektivitet avhenger kritisk av samplings varighet. Ved prøvetaking blir utført gjennom hele vekstsesongen, kan prøvetakings varighet må justeres til anlegget størrelse, struktur og planting tetthet for å opprettholde et tilsvarende nivå av effektivitet. Prøvetaking effektivitet skal kontrolleres ved forsiktig visuell inspeksjon av lukket område etter prøvetaking. Hvis det fremdeles er artropoder til stede, må samplings varighet økes. De anbefalte prøvetakingsvarigheter for ris avlinger i vegetative stadiet er 1 minutt og i reproduktive og modne stadier er det 2 minutter.
Suge prøvetaking med vifte-vac kan utføres i oversvømte områder, mens alternative metoder, som for eksempel fallgruve og slå ark prøvetaking er ikke gjennomførbart i stillestående vann. Blåseren-vac kan også værebrukes til å prøve leddyr samfunnet på vannoverflaten av oversvømte rismarker (f.eks rov vann bugs), som maskinen er i stand til å suge i litt vann. Det er imidlertid ikke anbefalt for prøvetaking vannlevende leddyr som kan motoren stoppe når munnen delen er satt dypt i vannet og luftstrømmen er blokkert. Bortsett fra ris, kan viften-vac også benyttes i andre avlinger og ikke-crop habitat, så lenge høyden og strukturen av vegetasjonen tillater riktig plassering av kabinettet 25.
Vår blower-vac sug prøvetakingsmetoden er ikke-destruktive. Nesten alle leddyr samlet i prøvetakings netto levde, inkludert de myke kropper som mygg og fluer. Anvendelsen av denne metode har imidlertid enkelte begrensninger og ulemper. Blåseren-vac må betjenes av to personer. Bære blower-vac i feltet vil resultere i noen forstyrrelser, og derfor er denne metoden kan undervurdereforstyrrelser følsomme arter som gresshopper. Hurtig og brå plassering av innkapslingen i et forholdsvis uforstyrret område i retning forover bevegelses kan begrense dette potensialet skjevhet. Høyt støy av viften-vac maskin kan også forårsake forstyrrelser, og prøvetaking om natten i boligområder er ikke anbefalt. Metoden er ikke egnet for prøvetaking svært mobile flygende insekter, som rov Odonata eller større hymenopterous parasitoider. Som med en hvilken som helst prøvetakingsmetoden, kombinasjonen av viften-vac med andre metoder, for eksempel sweep net prøvetaking eller ødeleggende høsting av plantene, kan gi en mer fullstendig og balansert vurdering av leddyr fellesskap 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).
