Campionamento per la stima delle specie di Frankliniella Dei corci e dei predatori delle specie di Orio negli esperimenti sul campo

Environment
 

Summary

Presentato qui è un protocollo per determinare il numero di tripidi e piccoli predatori di insetti pirata nelle colture in più date negli esperimenti sul campo. Anche illustrato è come determinare l'efficacia delle tattiche di gestione contro i tripidi e valutare i benefici della predazione da bug pirata minuto.

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Funderburk, J., Martini, X., Freeman, J., Strzyzewski, I., Traczyk, E., Skarlinsky, T., Adkins, S. Sampling for Estimating Frankliniella Species Flower Thrips and Orius Species Predators in Field Experiments. J. Vis. Exp. (149), e59869, doi:10.3791/59869 (2019).

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Abstract

Il tripido dei fiori occidentali, Frankliniella occidentalis (Pergande), è un parassita polifago che si è diffuso in tutto il mondo. L'ampio uso di insetticidi nei tentativi di controllare le sue popolazioni elimina i nemici naturali e le specie di tripidi dei fiori concorrenti, aumentando così le sue popolazioni. Una situazione insostenibile si sviluppa con popolazioni di parassiti resistenti concomitanti, focolai di parassiti secondari e degrado ambientale. La gestione integrata dei parassiti utilizza la conoscenza delle relazioni tra parassiti e nemici naturali per implementare tattiche rispettose dell'ambiente e sostenibili. Minute pirate bugs sono i predatori più importanti in tutto il mondo di tripidi. Possono sopprimere e infine controllare le specie di Frankliniella dei fiori di fiori. Sono necessari campioni di fiori prelevati almeno settimanalmente per comprendere le dinamiche predatori-preda. Qui è mostrato il campionamento dei fiori di ortaggi da pecusta e piante complementari per stimare la densità dei singoli tripidi e piccole specie di insetti pirata. I dati dei rappresentanti illustrano come il protocollo viene utilizzato per determinare l'efficacia delle tattiche di gestione nel tempo e come valutare i benefici della predazione per bug pirata minuti. Il protocollo di campionamento è altrettanto adattabile al campionamento di tripidi e piccoli insetti pirata in altre specie di piante ospitano.

Introduction

Il tripide dei fiori occidentali, Frankliniella occidentalis (Pergande), è stato uno dei primi grandi parassiti che è stato diffuso in tutto il mondo a causa del globalismo e il commercio internazionale di prodotti agricoli. I danni economici derivano direttamente dall'alimentazione e dall'oviposizione e indirettamente attraverso la trasmissione di virus patogeni vegetali. Le popolazioni invasive erano già in gran parte resistenti alla maggior parte delle classi di insetticidi, e i tentativi di controllare le popolazioni con insetticidi hanno solo aumentato i danni eliminando importanti nemici naturali e specie concorrenti. Questo approccio di controllo ha destabilizzato i programmi di gestione e ha portato a popolazioni di parassiti resistenti, focolai di parassiti secondari e degrado ambientale1.

Sono stati sviluppati programmi integrati di gestione dei parassiti a partire dalla conoscenza delle relazioni tra parassiti e nemici naturali e dagli effetti delle tattiche di gestione su queste relazioni. Le caratteristiche della popolazione della rapida colonizzazione e della crescita sono state a lungo credute per superare le capacità dei nemici naturali di regolare i tripidi i fiori occidentali opportunistici; cioè, fino a quando non è stato dimostrato che la predazione da popolazioni naturali di Orio insidioso (Say) non solo ha portato alla soppressione delle popolazioni di tripidi fiori occidentali, ma anche un declino delle popolazioni verso l'estinzione2. Inoltre, i tripidi dei fiori occidentali sono per lo più fiori-abitari, in cui compete per il polline e altre risorse di fiori con i tripidi dei fiori polifagi nativi.

Nella maggior parte degli Stati Uniti orientali, il principale concorrente nativo è Frankliniella tritici (Fitch), mentre nel sud della Florida la principale specie concorrente è Frankliniella bispinosa (Morgan)3. I tripidi dei fiori occidentali soffrono di forte resistenza biotica in Florida dalle specie autoctone di predatori e specie di tripidi dei fiori concorrenti; tuttavia, sono le specie dominanti negli habitat disturbati dagli insetticidi e da altre tattiche che escludono i tripidi e i nemici naturali. Pertanto, una componente fondamentale dei programmi integrati di gestione dei parassiti integrati di successo per la frutta torefruttigliante è una maggiore predazione e concorrenza3,4. Questi programmi sono stati sviluppati dalla conoscenza delle dinamiche predatori-preda e l'efficacia di varie tattiche per gestire i tripidi e aumentare la resistenza biotica. Qui, vengono mostrate la metodologia utilizzata per stimare le densità dei singoli tripidi e delle piccole specie di insetti pirata nei fiori delle verdure da frutto e delle piante compagna in Florida. I dati vengono utilizzati per determinare l'efficacia delle tattiche di gestione e valutare i benefici della predazione per bug pirata minuto.

Progettare il protocollo di campionamento dei tripidi dei fiori: informazioni di base

Quando il fiore occidentale tripide è emerso come un parassita importante nel 19805, è stato necessario sviluppare procedure per determinare con precisione, in modo efficiente, e con precisione il numero di singole specie di tripidi negli studi sul campo. Le procedure qui descritte sono state sviluppate a partire dalle conoscenze acquisite in numerosi studi condotti per comprendere la biologia e la gestione dei tripidi dei fiori. Esempi di questi studi includono il lavoro di Funderburk et al.2, Hansen et al.6, Salguero Navas et al.7, Sutherland et al.8, e Tyler-Julian et al.9. Le concentrazioni di specie Frankliniella e piccoli insetti pirata nei fiori è basato sul comportamento e non un artefatto di applicazioni insetticide o campionamento6. Le stime delle popolazioni nei fiori su altre parti vegetali di solito sono sufficienti per comprendere le dinamiche locali di predatori e prede su un ospite di piante e valutare i benefici dei programmi di controllo biologico basati sui rapporti predatore-preda. Tuttavia, la metodologia sviluppata per i fiori può essere adattata al campionamento di altre parti dell'impianto. L'unità campione usuale è uno o più fiori. Il numero di campioni necessari per raggiungere il livello di precisione desiderato è una funzione della densità di popolazione e del numero di fiori nell'unità campione.

Le specie di Frankliniella tendono ad essere una distribuzione aggregata nei fiori, e le popolazioni di solito sono concentrate nei fiori della pianta superiore calotta7. Per la maggior parte degli studi, i fiori sono selezionati casualmente dalla metà superiore della pianta. Tecniche relative per rimuovere i tripidi dai fiori, tra cui lavaggio liquido, slittamento meccanico, o disidratazione, sono imprecise e imprecise8. Per questo motivo, viene utilizzata una tecnica di stima assoluta di conteggio diretto. I tripidi sono piccoli organismi circa 2 mm in Iength, e la microscopia di solito è necessaria per determinare con precisione la specie. I fiori che ristituiscono un'unità campione sono collocati in una fiala del 70% di alcol. Una volta raccolti i campioni, le fiale di ogni trama vengono restituite al laboratorio per l'estrazione dei tripidi e dei piccoli insetti pirata e la determinazione accurata del sesso, delle specie e dello stadio di ciascuno. Gli esperimenti consistono in trame di campo replicate che vengono utilizzati per valutare l'efficacia dei trattamenti per sopprimere i tripidi e i benefici della predazione da piccoli insetti pirata. I campioni di fiori vengono prelevati almeno settimanalmente durante il periodo di fioritura dell'ospite della pianta. I progetti sperimentali di blocchi completi randomizzati sono utili per rimuovere le differenze di errore sperimentali nei tripidi e nei minuti densità di bug dei pirati tra i blocchi. Gli accordi di trattamento sotto-trama sono utili per ridurre gli effetti inter-plot delle tattiche di gestione che influenzano il movimento dei tripidi9.

Elaborazione e analisi dei campioni di fiori: informazioni di base

Prima degli anni '90, le chiavi di specie di tripidi sono state sviluppate per l'uso da parte di specialisti tassonomici, che hanno posizionato i tripidi per l'identificazione sui vetrini al microscopio utilizzando uno dei diversi supporti di montaggio. I ricercatori che studiavano la biologia e la gestione dei tripidi non erano specialisti tassonomici e non c'era alcun coinvolgimento da parte di specialisti tassonomici negli studi. Tipicamente, i tripidi in campioni di questi studi sono stati raggruppati nel genere, famiglia, suborder, o livelli di ordine di classificazione. Dopo la diffusione dei tripidi dei fiori occidentali, c'è stata una rapida proliferazione di ricerche riguardanti la biologia e la gestione dei tripiedi e 2) il riconoscimento da parte dei ricercatori per la necessità di identificare le specie di tripidi e sviluppare un sistema efficiente per la lavorazione dei campioni.

Negli studi della metà degli anni '90 che hanno coinvolto la biologia della popolazione dei tripidi, i tripidi degli adulti dei campioni sono stati messi in vetrine al microscopio e identificati in specie dallo specialista tassonomico R. J. Beshear (ad esempio, Salguero Navas et al.7). Le larve sono state identificate nel genere solo a causa della mancanza di chiavi di identificazione larvale disponibili in quel momento. Il montaggio dello scivolo era costoso e laborioso, ed è stato sviluppato un sistema più efficiente2. Negli studi successivi, i tripidi nei campioni sono stati estratti dai fiori in un piatto Petri contenente il 70% di alcol, e i maschi e le femmine nel piatto Petri sono stati identificati per specie sotto stereoscopia. La maggior parte delle nostre ricerche coinvolge specie di Frankliniella. Gli adulti di queste specie sono stati separati da specie sotto lo stereoscopio utilizzando differenze nella loro chaetotaxy sulla superficie dorsale del pronotum, testa e antenne10,11,12.

Ulteriori competenze nella tassonomia tripatro sono state acquisite per riconoscere e identificare altri generi e specie di tripidi nei campioni. Ci sono numerose specie di Orio in tutto il mondo che sono importanti predatori di tripidi. Due specie, O. insidiosus e O. pumilio (Champion), sono simpatrici in gran parte della Florida13. Gli adulti di queste specie sono separati dalle caratteristiche di colore del segmento delle antenne basali, del femora della gamba posteriore e della cuneus sull'ala. Le specie e i generi di tripidi differiscono nella loro biologia e nel loro comportamento; pertanto, i dati per ciascuno di essi vengono in genere analizzati separatamente. Poiché le popolazioni di tripidi nei fiori hanno un modello aggregato di distribuzione, i dati devono essere trasformati per stabilizzare le varianze tra i trattamenti. I mezzi di trattamento vengono confrontati utilizzando l'analisi della varianza a seconda della progettazione sperimentale e i dati vengono analizzati per ogni singola data e/o per i dati raggruppati sulla data2,9. L'analisi degli effetti sulle singole date è importante quando le differenze di trattamento variano rispetto alla data. Il rapporto tra gli studi tripidi (adulti e larve) al minuto pirata (adulti e ninfe) viene utilizzato per valutare l'efficacia del controllo biologico con piccoli insetti pirata nel campo della Florida che sopprimono le popolazioni di tripidi a un rapporto di circa un predatore per ogni 180 tripidi2,9.

Protocol

1. Esperimento sul campo per determinare gli effetti di pacciame UV-riflettente, caolino, e piante compagno su tripidi fiori e il loro predatore pirata bug minuto

  1. Stabilire un esperimento sul campo con una disposizione di trattamento split-split-plot in un blocco casuale completo progetto sperimentale con tipo pacciamatura come trattamenti di pacciamatura intero, caolino e nessun caolino come sottotrama, e piante compagna e nessuna pianta compagna come trattamenti sottotrama (Figura 1A, B)9,14.
    1. Layout blocchi di pomodori o pepe che sono ciascuno di almeno 6 m di larghezza e 72 m di lunghezza.
    2. A caso giaceva in ogni blocco interi appezzamenti di pacciamatura nero e UV-riflettente, con ogni intero terreno costituito da sei letti di pacciamatura sollevati di almeno 36 m di lunghezza.
    3. Piantare una fila lineare di pomodori ogni 45 cm o due file lineari di peperoni ogni 30 cm nei quattro letti interni di ogni intera trama.
  2. Trattamento di caolino
    1. Dividere casualmente ogni intera trama in sottotrame uguali di caolino o nessun trattamento di caolino.
    2. Applicare il caolino una o due volte alla settimana al ritmo di 7,0 kg/ha alle piante di pomodoro o pepe nelle sottotrame assegnate a ricevere il trattamento del caolino.
  3. Piante di accompagnamento
    1. Dividere casualmente ogni sottotrama in sottoappate uguali di piante companate o né trattamenti di piante complementari.
    2. Pianta due file lineari di Bidens alba (L.) ogni 30 cm o una fila lineare di Helianthus annuus L. ogni 30 cm nei due letti esterni di ogni trattamento sottotrama con piante complementari.

Figure 1
Figura 1: Esempio di studio sperimentale sul campo.
(A) Progettazione casuale del blocco completo per valutare gli effetti separati e interattivi di piante complementari, pacciame ed effetti di caolino su tripidi i fiori e piccoli insetti pirata. (B) Bidens alba (L.) valutata come specie vegetale complementare con pomodoro come raccolto9. Helianthus annuus L. valutato come specie vegetale compagno con pepe come raccolto14. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. Protocollo di campionamento dei tripidi dei fiori

  1. Preparare fiale campione da 50 mL prima di andare alle trame sperimentali.
    1. Posizionare un'etichetta con pacciame, caolino e trattamento della pianta complementare, il numero del blocco e la data del campione all'esterno e all'interno di ciascuna fiala.
    2. Mettere esattamente 30 mL di 70% alcol in ogni fiala 50 mL.
    3. Mettere le fiale in un vassoio.
    4. Portare i vassoi al sito sperimentale.
  2. Assaggia i fiori per i tripidi e i piccoli insetti pirata.
    1. Assegnare casualmente le piante di pomodoro o pepe da punire in ogni sottotrama.
    2. Campione tra metà mattina e metà pomeriggio.
    3. Prendete i campioni dalla metà superiore della pianta.
    4. Rimuovere il coperchio della fiala. Utilizzando un rasoio tagliente o forbici, rimuovere con attenzione il fiore dalla pianta. Posizionare rapidamente il fiore nell'appropriata fiala pre-etichettata. Spingere il fiore nell'alcool della fiala (Figura 2). Sostituire il coperchio.
    5. Raccogli 10 fiori per campione. Assicurarsi che ogni fiala sia ben sigillata, quindi agitare ogni fiala per assicurarsi che i fiori siano all'interno dell'alcol.
  3. Riporre i vassoi con i campioni in laboratorio per la conservazione. Per garantire che i campioni non si deteriorino prima della lavorazione, mantenere i campioni freschi e asciutti. Conservare in frigorifero, se possibile, soprattutto per i campioni che non vengono elaborati rapidamente.
  4. Ripetere il campionamento di ogni sottotrama almeno settimanalmente durante il periodo di fioritura del raccolto.

Figure 2
Figura 2: Tecnica di rimozione del campione.
Un campione di 10 fiori di pomodoro raccolti da un sub-sub plot nell'esperimento di spinta del pomodoro9. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

3. Elaborazione del campione in laboratorio

  1. Estrarre i tripidi e piccoli insetti pirata dai fiori in ogni campione.
    1. Rimuovere il campione dal frigorifero e dal vassoio senza disturbare il contenuto.
    2. Rimuovere il coperchio della fiala ed estrarre con attenzione con una pipetta l'alcool in eccesso sopra i fiori.
    3. Risuntare la fiala e agitare per spostare i tripidi e piccoli insetti pirata nei fiori.
    4. Aprire la fiala e versare il contenuto in un piatto Petri. Sciacquare l'interno della fiala con il 70% di alcol e versare il contenuto nella parabola Petri. Assicurarsi che tutti i tripidi e i minuti insetti pirata nella fiala siano scaricati nel piatto Petri.
    5. Dissezionare ogni fiore con pinze e risciacquare con 70% alcol per garantire che tutti i tripidi e piccoli insetti pirati sono stati sloggiati. Rimuovere e scartare le parti di fiori dal piatto Petri (Figura 3).
    6. Trasferire il piatto Petri alla piattaforma di uno stereoscopio con ingrandimento 40x-150x.

Figure 3
Figura 3: Estrazione di tripidi e piccoli insetti pirata dai fiori.
Un campione di 10 fiori di pomodoro versato in un piatto Petri per la lavorazione per determinare il numero di tripidi e piccoli insetti pirata. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

  1. Identificare e contare i tripidi dei fiori nei campioni.
    1. Identificare e contare in ogni griglia il numero di maschi adulti e femmine di ogni specie di fiore tripidi e il numero di larve di specie Frankliniella.
    2. Identificare la specie di tripidi di fiori adulti in Florida in base alle setae sul pronotum, testa e secondo segmento antennale10,11,12.
    3. Separare gli adulti di F. bispinosa dagli adulti di F. tritici e F. occidentalis dalla robustezza extra dei due setae sul margine dorsale anteriore del secondo segmento di antenna (Figura 4).
    4. Separare l'adulto F. occidentalis da quelli di F. bispinosa e F. tritici dalle lunghezze quasi uguali del setae maggiore marginale anteriore e anteriore sul pronotum e dal quarto setae postocolare più lungo sulla testa ( Figura 4).

Figure 4
Figura 4: Esempi di caratteri morfologici per identificare i tripidi.
(A,B,C) F occidentalis: testa (A), le frecce indicano la coppia setae postoculare IV; pronotum (B), le frecce indicano una coppia di lunghe setae anteromargiche; dorsale distale del segmento di antenna II (B). (D,E,F,G). F. bispinosa: testa (D); pronotum (E); setae dorsale distale del segmento di antenna II (F,G), freccia indica stout setae (F), vista laterale di robusto setae (G). (H, I,J). F. tritici: testa (H); pronotum (I); dorsale distale del segmento di antenna II (J). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

  1. Identificare e contare i piccoli bug pirata in Florida campioni.
    1. Identificare e contare in ogni griglia il numero di adulti O. insidiosus e O. pumilio e il numero di ninfano specie Orio 13,15.
    2. Identificare l'adulto O. insidiosus dai segmenti delle antenne basali marroni, dalla femora che hanno macchie scure e dal cuneo che è marrone scuro.
    3. Identificare l'adulto O. pumilio dai segmenti delle antenne basali gialle, la femora gialla o di colore paglierino, e dalla con paglia pallida o colore marrone chiaro.
  2. Sommare i numeri di ogni griglia per determinare il numero totale di maschi adulti e femmine di ogni specie di fiore tripide, il numero di larve specie Frankliniella, il numero di bug pirata minuto adulto di ogni specie, e il numero di piccole ninfe pirata bug nell'esempio.
  3. Seleziona buoni rappresentativi di fiori e piccoli adulti pirata bug dai campioni. Etichetta per data, host dell'impianto, posizione e raccoglitore. Curato per la conservazione a lungo termine.
  4. Trasferire i dati da ogni campione a un foglio di calcolo che include la data di esempio, il trattamento e la replica.
  5. Creare un file di dati contenente i dati di ogni esempio. Includere la posizione sperimentale, la progettazione sperimentale e gli importi e le date di ogni pratica culturale utilizzata per stabilire e mantenere l'esperimento.
  6. Mantenere e gestire il file di dati con il backup appropriato per l'accesso a lungo termine.

Representative Results

I dati raccolti nello studio da Tyler-Julian et al.9 possono essere utilizzati per dimostrare gli effetti separati e combinati dei fattori di spinta (ad esempio, pacciamatura ultravioletta-riflettente e applicazione di caolino) e fattore di attrazione (cioè, l'ago spagnolo della pianta compagna, . alba) sulle dinamiche della popolazione di F. occidentalis maschi adulti e femmine in fiori di pomodoro (Figura 1A). I trattamenti di pacciamatura in plastica agricola nell'esperimento sono stati utilizzati per formare il letto del sistema di pacciamatura in plastica a letto rialzato che è tipico del sistema di produzione utilizzato per coltivare verdure di alto valore in Florida. Il meccanismo del pacciame ultravioletto-riflettente nel controllo dei parassiti è una deterrenza visiva che interrompe la ricerca dell'ospite da parte dei tripidi adulti. L'applicazione di caolino sulle piante di pomodoro riflette anche abbastanza luce ultravioletta per scoraggiare gli adulti tripidi. Pertanto, un disegno di blocchi completi randomizzato split-split è stato impiegato nell'esperimento per ridurre l'interferenza tra grafici sul movimento dei tripidi risultante dalle proprietà di riflessione ultravioletta dei trattamenti di pacciamatura e caolino, con pacciamatura trattamento (pacciame nero ultravioletto-riflettente rispetto convenzionale) come l'intera trama, trattamento caolino (due volte applicazione di caolino settimanale contro nessun caolino) come sub-plot, e il trattamento delle piante compagno (piante compagna vs. no compagno) come sottotrama. La dimensione della sottotrama era di sei posti letto per 9 m, con i quattro letti interni di ogni sottotrama costituita da una fila lineare di pomodoro con una spaziatura di 45 cm tra le piante, per un totale di 80 piante per sottotrama. Due file di ago spagnolo sono state piantate in ciascuno dei due letti esterni nelle sottotrame con la pianta complementare con una spaziatura di 30 cm all'interno e tra le file per un totale di 128 piante complementari per sottotrama.

Due campioni di 10 fiori di pomodoro sono stati raccolti in ogni sottotrama in ciascuna delle 13 date nel 2011 durante il periodo di fioritura del raccolto di pomodoro, e il numero di maschi adulti e femmina F. occidentalis in ogni campione sono stati determinati (Figura 5). Gli effetti di pacciamatura, caolino e pianta complementare su ogni genere sono stati analizzati utilizzando l'analisi della varianza per un progetto di blocco completo randomizzato per una disposizione di trattamento della trama divisa per i dati attraverso la data del campione utilizzando un modello misto (vedi Tyler-Julian et al. 9 per una descrizione completa dell'analisi della varianza e dei risultati). I principali effetti di pacciamatura, caolino e pianta compagna sono stati significativi per i tripidi fiori occidentali maschi (p < 0,01, 0,001 e 0,001, rispettivamente), mentre gli effetti interattivi di pacciamatura X kaolin, fich X pianta compagno, kaolin X pianta complementare, e pacciamatura X kaolin X interazioni di piante compagno non erano significativi (p > 0.05). Questi risultati hanno mostrato che ognuno dei principali effetti ha ridotto il numero di maschi adulti F. occidentalise che gli effetti di ogni tattica sono stati additivi quando combinati tra loro.

L'effetto principale della pacciamatura è stato significativo per la femmina F. occidentalis (p < 0.01), mentre i principali effetti del caolino e delle piante compazze non erano significativi per la femmina F. occidentalis (p > 0,05). Pertanto, il pacciame ultravioletto-riflettente ridusse la femmina F. occidentalis nei fiori di pomodoro, ma il caolino e la pianta compagna non lo fece. Tuttavia, l'interazione di caolino pacciamatura X è stata significativa (p < 0,05) dimostrando che gli effetti combinati del pacciame ultravioletto-riflettente e del kaolin hanno ridotto la femmina F. occidentalis più di una sola tattica, mentre il kaolino applicato pomodoro su pacciame nero non ha ridotto i numeri femminili F. occidentalis. Gli effetti interattivi della pianta complementare pacciamatura X, della pianta complementare di kaolin X e delle interazioni tra piante complementari di pacciamatura X kaolin X per la femmina F. occidentalis non erano significativi (p > 0,05).

Figure 5
Figura 5: Esempio di analisi dei dati nella data del campione.
Il numero medio per 10 fiori di pomodoro (SEM) di Adulti maschio e femmina F. occidentalis in pacciame, caolino, e trattamenti vegetali compagno per i dati campione raggruppati in 13 date nel 2011 in un esperimento push-pull condotto nella contea di Gadsden, Florida. Questa cifra è stata modificata da Tyler-Julian et al.

L'interazione della data del campione di pacciamatura X è stata significativa nell'esperimento del 2011 per gli adulti di F. occidentalis maschili e femminili (rispettivamente p < 0,01 e 0,01)9. Questo ha rivelato che il pacciame ultravioletto-riflettente ha ridotto il numero di treripti dei fiori in alcune date campione, ma non in tutte. Pertanto, sono state condotte ulteriori analisi per valutare gli effetti della pacciamatura nelle singole date del campione. L'interazione ha mostrato che il pacciame ultravioletto-riflettente era efficace nel ridurre il numero di tripidi dei fiori all'inizio della stagione, ma non c'era alcun significato nelle singole date del campione durante la metà o la fine della stagione (Figura 6).

Figure 6
Figura 6: Esempio di dinamiche della popolazione per il trattamento dell'intera trama.
Il numero medio (-SEM) per 10 fiori di pomodoro (n - 18 campioni) di maschio adulto e femmina F. occidentali data su ogni 2011 data di esempio in tutto il trattamento della trama di pacciamatura nero e ultravioletto-riflettente per i dati raggruppati attraverso caolina e piante complementari trattamenti negli esperimenti push-pull condotti nella contea di Gadsden, in Florida (indica un significato superiore al 95% del livello di significatività in base all'analisi della varianza condotta per le singole date del campione; d.f. Questa cifra è stata modificata daTyler-Julian et al. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

L'interazione della data del campione di caolino X non è stata significativa nel 2011 per F. occidentalis maschile o femminile (p > 0,05)9. Come mostrato in precedenza, le analisi dei dati raggruppati sulla data del campione hanno rivelato che la caolino non ha influenzato in modo significativo i numeri delle donne F. occidentalis, mentre i numeri maschili di F. occidentalis sono stati significativamente ridotti. La mancanza di un'interazione significativa della data del campione di kaolin X nelle analisi in pool rispetto alla data del campione ha suggerito che i risultati per ogni genere erano coerenti tra la data del campione (Figura 7).

Figure 7
Figura 7: Esempio di dinamica della popolazione per il trattamento delle sottotrame.
Il numero medio (:SEM) per 10 fiori di pomodoro (n - 12 campioni) di maschio adulto e femmina F occidentalis su ogni data campione 2011 nel trattamento sottotrama di caolino e nessun kaolina per i dati raggruppati tra trattamenti vegetali compagno nel push-pull esperimenti condotti nella contea di Gadsden, in Florida (indica un significato superiore al 95% del livello di importanza in base all'analisi della varianza condotta per le singole date del campione; d.f. Questa cifra è stata modificata daTyler-Julian et al. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

L'interazione della data del campione X della pianta complementare è stata significativa nel 2011 per il maschio F. occidentalis (p < 0,05), ma non per la femmina F. occidentalis (p > 0.05)9. Le analisi condotte per valutare gli effetti delle piante complementari sulle singole date campione hanno rivelato che le piante complementari hanno ridotto i numeri di F. degli adulti nelle date del campione di fine stagione, ma mai nelle date dei campioni di inizio o di metà stagione (Figura8 ).

Figure 8
Figura 8: Esempio di dinamica della popolazione per il trattamento delle sottotrame.
Il numero medio (-SEM) per 10 fiori di pomodoro (n : 6 campioni) di maschio adulto e femmina F. occidentalis ogni data campione 2011 nel trattamento sotto-sottotrama della pianta complementare e nessuna pianta compagno negli esperimenti push-pull condotti a Gadsden Provincia, in Florida, indica un significato superiore al 95% in base all'analisi della varianza condotta per le singole date del campione; d.f. n. 1, 8). Questa cifra è stata modificata daTyler-Julian et al. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

I dati raccolti dai fiori della pianta compagna nello studio di Tyler-Julian et al.14 possono essere utilizzati per dimostrare la relazione dinamica tra insetti pirata minuti e la sua preda tripla nei fiori (Figura 1B). Come nello studio Tyler-Julian et al. 9, gli obiettivi erano di determinare gli effetti separati e combinati dei fattori di spinta (ad esempio, l'applicazione di pacciamatura e caolino ultravioletti) e un fattore di attrazione (cioè la pianta complementare), sulla popolazione dinamiche delle specie Frankliniella maschi adulti e femmine nei fiori di coltura. Nello studio Tyler-Julian et al.14, la specie di tripidi predominante era F. bispinosa nella pianta compagna H. annuus e nel raccolto di pepe (>99% del tripido totale nei fiori). I tripidi colonizzarono rapidamente i girasoli e i fiori di pepe, e il loro numero fu maggiore poco dopo la fioritura (Figura 9). Le popolazioni di tripidi sono diminuite nel tempo con l'aumento del numero di piccoli insetti pirati. Il rapporto predatore-preda ha illustrato la capacità del predatore di sopprimere le popolazioni di tripidi con quasi estinzione delle popolazioni di tripidi che si verificano a rapporti di >1 predatore per 40 tripidi.

Figure 9
Figura 9: Esempio di valutazione dei vantaggi della predazione.
Numero medio (:SEM) di tripidi totali (adulti e larve) e totale Orius spp. (adulti e ninfe) per testa di fiore Helianthus annuus in esperimenti condotti nel 2011 e 2012 nella contea di Palm Beach, in Florida (il numero di prede totali di tripidi (il numero di prede tripidi totali per predatore in ogni data indicata tra parentesi). Questa cifra è stata adattata dai dati riportati in Tyler-Julian et al.

Discussion

Sono stati sviluppati protocolli di campionamento con i livelli desiderati di precisione per stimare la densità di popolazione dei tripidi ai fiori per le colture della Florida nel corso di oltre tre decenni di ricerca sul campo. Sono stati condotti studi per comprendere aspetti importanti della biologia dei tripidi dei fiori che influenzano le stime della popolazione. Ad esempio, sono stati condotti studi per comprendere gli effetti sulle stime dell'ora del giorno durante il campionamento16, posizione del campione all'interno del campo16, posizione campione su singole piante6,16, modelli di aggregazione nei fiori7e colore fiore17. Questi fattori sono stati trovati per influenzare le stime della popolazione; quindi, le decisioni su dove, quando e come sono di fondamentale importanza nella progettazione del protocollo di campionamento nei futuri studi di ricerca.

Minute pirate bug adulti e ninfe sono altamente antofilo, e il predatore aggrega con la sua preda in modo dipendente dalla densità preferendo gli stessi fiori preferiti anche dai tripidi17. Sfruttano anche i segnali delle prede o delle piante danneggiate dalle prede nell'individuazione dei tripidi. Gli adulti si muovono rapidamente tra i fiori, un comportamento che migliora la loro capacità di tracciare le popolazioni locali di tripidi preda nello spazio e nel tempo18. Pertanto, i protocolli di campionamento sviluppati per stimare le popolazioni di tripidi dovrebbero essere utilizzati in studi futuri quando si stimano le popolazioni di bug pirata minuti. Minute pirate bugs sono predatori efficienti degli adulti e larve di diverse specie di Frankliniella fiori di fiori19. Il numero del predatore rispetto al numero di prede di tripidi totali fornisce la migliore stima della capacità degli insetti pirata minuti di sopprimere e controllare le popolazioni miste di tripidi nei fiori. Questo dovrebbe essere considerato quando si analizzano i dati in studi futuri.

La specie Frankliniella adulti colonizzano rapidamente le colture ospiti una volta che inizia la fioritura, e la rapida crescita della popolazione segue in assenza di mortalità da nemici naturali2,18,19. Su un buon ospite di piante sia per predatori che per pacidi come il girasole, il numero di tripidi è maggiore subito dopo l'avvio dei fiori, seguito da cali nelle popolazioni man mano che aumentano i piccoli insetti pirata (Figura 9). Popolazioni di piccoli insetti pirata rimangono anche se i tripidi sono quasi estinti. Per comprendere appieno questo rapporto dinamico predatore-preda, è necessario campionare frequentemente durante il periodo di fioritura del raccolto. Lo stesso vale quando si indaga l'efficacia di altri tipi di tattiche, in quanto possono essere efficaci in alcune date e non altri. Una o due volte il campionamento settimanale durante l'intero periodo di fioritura è stato impiegato per valutare gli effetti di più tattiche nel sistema push-pull sotto inchiesta in Tyler-Julian et al.9,14.

Frankliniella è il secondo genere più grande della famiglia Thripidae, e c'è una grande quantità di letteratura che descrive le fasi della vita adulta20. Un complesso di specie abita fiori che è specifico per diverse specie di piante ospiti e luoghi geografici. Pertanto, l'identificazione esperta di campioni preparati da diapositive da un sottoinsieme dei campionamenti iniziali è fondamentale. Poi, in qualsiasi pianta ospite e posizione geografica, caratteri tassonomici unici per gli adulti di ogni specie possono essere scelti in modo che la specie può essere determinata in studi futuri senza andare alla laboriosa e costosa procedura di mettere ogni al microscopio per la visualizzazione al microscopio composto. Essi possono semplicemente essere visualizzati e identificati sotto uno stereoscopio. (In alcune situazioni insolite, i caratteri morfologici che separano due specie sono così simili che non possono essere separati sotto lo stereoscopio.) I metodi descritti qui per le specie di tripiche dei fiori comuni nella maggior parte delle colture in Florida dovrebbero essere adattati e utilizzati in altre località geografiche durante la lavorazione del gran numero di campioni necessari negli studi sul campo per determinare l'efficacia delle tattiche di gestione e per valutare i benefici della predazione da bug pirata minuto.

Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Il supporto è stato fornito da Specialty Crop Block Grants del Florida Department of Agriculture and Consumer Services Numbers 01856 e 024049. Un ulteriore sostegno è venuto da accordi di cooperazione tra l'USDA-ARS e l'Università della Florida Numeri 58-6618-2-096 e 58-6618-4-035. Ringraziamo gli studenti precedenti, i post-doc e i collaboratori che hanno contribuito in tanti modi alla nostra ricerca per comprendere i fattori che influenzano le dinamiche della popolazione dei tripidi dei fiori.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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References

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