Presenteras här är ett protokoll för att bestämma antalet Thrips och Minute Pirate bug rovdjur i grödor över flera datum i fältexperiment. Också illustrerad är hur man bestämmer effekten av ledningen taktik mot Thrips och utvärdera fördelarna med predation av Minute Pirate buggar.
The Western Flower Thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), är en polyphagous Pest som har spridit sig över hela världen. Den omfattande användningen av insekticider i försök att kontrollera dess populationer eliminerar naturliga fiender och konkurrent blomma Thrips arter, vilket ökar dess populationer. En ohållbar situation utvecklas med samtidiga resistenta skadegörare populationer, sekundära skadegörare utbrott, och miljöförstöring. Integrerat växtskydd utnyttjar kunskap om skadedjurs-och natur fientliga relationer för att implementera taktik som är miljövänlig och hållbar. Minut pirat buggar är de viktigaste världsomspännande rovdjur av Thrips. De kan undertrycka och i slutändan kontrollera Frankliniella arter blomma Thrips. Flower prover tas minst varje vecka behövs för att förstå Predator-Prey dynamik. Visas här är provtagning av blommorna av frukt grönsaker och följeslagare växter för att uppskatta densiteterna av enskilda Thrips och Minute Pirate bug arter. Representativa data illustrerar hur protokollet används för att bestämma effekten av lednings taktik över tid och hur man utvärderar fördelarna med predation av minuten pirat buggar. Provtagningsprotokollet är på samma sätt anpassningsbar till provtagning Thrips och Minute Pirate buggar i andra växtarter värdar.
The Western Flower Thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), var en av de första stora skadegörarna som spreds över hela världen som ett resultat av globalismen och den internationella handeln med jordbruksprodukter. Ekonomisk skada resulterar direkt från utfodring och oviposition och indirekt genom överföring av växt patogena virus. Invasiva populationer var redan i stort sett resistenta mot de flesta klasser av insekticider, och försöken att kontrollera populationer med insekticider har bara ökat skadorna genom att eliminera viktiga naturliga fiender och konkurrentarter. Denna kontrollmetod har destabiliserat Management program och har resulterat i resistenta skadegörare populationer, sekundära skadegörare utbrott, och miljöförstörelse1.
Integrerade växt bekämpningsprogram har utvecklats från kunskap om skadedjurs-och natur fientliga relationer och effekterna av lednings taktik på dessa relationer. Befolknings egenskaperna för snabb kolonisering och tillväxt har länge trott att överträffa de naturliga fiendernas kapacitet att reglera opportunistiska västerländska blomtrips. Det är, tills det visades att predation från naturliga populationer av Orius insidiosus (säg) inte bara resulterade i dämpning av västerländska blomma TRIPs populationer men också en minskning av populationer mot utrotning2. Dessutom är den västerländska blomman TRIPs mestadels blomma-belever, där den konkurrerar om pollen och andra resurser blomma med inhemska polyphagous blomma TRIPs.
I de flesta av de östra USA, är den viktigaste infödda konkurrent frankliniella svartprickssjuka (Fitch), medan det i södra Florida den största konkurrenten arten är frankliniella Auktor (Morgan)3. Den västerländska blomman Thrips lider starkt biotiskt motstånd i Florida från inhemska arter av rovdjur och konkurrent blomma Thrips arter; Det är dock den dominerande arten i livsmiljöer störs av insekticider och andra taktik som utesluter konkurrenters Thrips och naturliga fiender. Därför är en kärnkomponent i framgångsrika integrerade växt bekämpningsprogram för frukt grönsaker ökad predation och konkurrens3,4. Dessa program har utvecklats från kunskap om Predator-Prey dynamik och effektiviteten i olika taktik för att hantera Thrips och öka biotiska resistens. Här, den metod som används för att uppskatta densiteterna av enskilda Thrips och Minute Pirate bug arter i blommorna av frukt grönsaker och följeslagare växter i Florida visas. Uppgifterna används för att bestämma effekten av lednings taktik och utvärdera fördelarna med predation av minuten pirat buggar.
Designa Flower Thrips provtagningsprotokoll: bakgrundsinformation
När den västerländska blomman TRIPs dök upp som en stor Pest på 1980-talet5, var det nödvändigt att utveckla förfaranden för att exakt, effektivt och exakt bestämma antalet enskilda Thrips arter i fältstudier. De förfaranden som beskrivs här har utvecklats från kunskap som erhållits i ett flertal studier som genomförts för att förstå biologi och förvaltning av Flower Thrips. Exempel på dessa studier är arbete av Funderburk et al.2, Hansen et al.6, Salguero Navas et al.7, Sutherland et al.8, och Tyler-Julian et al.9. Koncentrationerna av Frankliniella arter och minut pirat buggar i blommor är behaviorally baserat och inte en artefakt av insekticid ansökningar eller provtagning6. Uppskattningar av populationer i blommor över andra växtdelar är oftast tillräckligt för att förstå den lokala dynamiken i rovdjur och byten på en anläggning värd och utvärdera fördelarna med biologisk kontrollprogram baserat på rovdjur till bytes förhållanden. Den metod som utvecklats för blommor kan dock anpassas till provtagning av andra växtdelar. Den vanliga provenheten är en eller flera blommor. Antalet prover som behövs för att uppnå önskad precisionsnivå är en funktion av befolkningstätheten och antalet blommor i provenheten.
Arter av Frankliniella tenderar att vara en aggregerad fördelning i blommor, och populationer vanligtvis är koncentrerade i blommorna av den övre växten Canopy7. För de flesta studier, blommor väljs slumpmässigt från den övre halvan av växten. Relativa tekniker för att ta bort Thrips från blommor, inklusive flytande tvätt, mekanisk dislodgement, eller uttorkning, är felaktiga och oprecisa8. Av denna anledning används en direkt räkning, en absolut uppskattnings teknik. Thrips är små organismer ca 2 mm i Iength, och mikroskopi är vanligtvis nödvändigt att exakt bestämma arten. Blommorna som utgör en prov enhet placeras i en flaska med 70% alkohol. När proverna samlas, returneras flaskorna från varje observationsområde till laboratoriet för utvinning av Thrips och minut pirat buggar och noggrann bestämning av kön, arter, och skede av varje. Experiment består av replikerade fält tomter som används för att utvärdera effekten av behandlingar för att undertrycka Thrips och fördelarna med predation av minut pirat buggar. Blom prov tas minst en gång i veckan under blomningsperioden av växten värd. Randomiserade kompletta block experimentella konstruktioner är användbara för att ta bort från de experimentella fel skillnaderna i Thrips och Minute Pirate bug tätheter mellan block. Sub-plot behandling arrangemang är användbara för att minska Inter-Plot effekter av lednings taktik som påverkar Thrips Movement9.
Blomma provbearbetning och analys: bakgrundsinformation
Före 1990-talet, nycklar till arter av Thrips utvecklades för användning av taxonomiska specialister, som placerade Thrips för identifiering på Mikroskop diabilder med hjälp av en av flera monteringsmaterial. Forskare som studerar Thrips biologi och Management var inte taxonomiska specialister, och det fanns ingen inblandning av taxonomiska specialister i studierna. Typiskt, Thrips i prover från dessa studier var klumpas in i släktet, Familj, suborder, eller ordning nivåer av klassificering. Efter spridningen av den västerländska blomman Thrips, det var 1) snabb spridning av forskning om Thrips biologi och förvaltning och 2) erkännande av forskare för behovet av att identifiera Thrips arter och utveckla ett effektivt system för bearbetning av prover.
I studier i mitten av 1990-talet med Thrips Populationsbiologi, vuxna Thrips från proverna placerades på Mikroskop diabilder och identifierats för arter av taxonomisk specialist R. J. Beshear (t. ex., Salguero Navas et al.7). Larverna identifierades endast i släktet på grund av att det inte fanns några tillgängliga identifierings nycklar på den tiden. Glid monteringen var dyr och mödosam, och ett effektivare system utvecklades2. I efterföljande studier, den Thrips i proverna extraherades från blommorna i en petriskål som innehåller 70% alkohol, och hanar och honor i petriskål identifierades till arter under stereoskopi. Merparten av vår forskning omfattar arter av Frankliniella. De vuxna av dessa arter var separerade till arter under stereoskop med hjälp av skillnader i deras chaetotaxy på dorsala ytan av pronotum, huvud, och antenner10,11,12.
Ytterligare expertis inom Thrips taxonomy har förvärvats för att känna igen och identifiera andra Thrips släkten och arter i proverna. Det finns många Orius arter i världen som är viktiga rovdjur av Thrips. Två arter, o. insidiosus och o. pumilio (Champion), är sympatrisk hela mycket av Florida13. De vuxna av dessa arter skiljs åt av färgegenskaperna hos det basala på segmentet, lårben i bakbenet och cuneus på vingen. Thrips arter och genus skiljer sig i sin biologi och beteende; Därför analyseras data för varje vanligtvis separat. Eftersom Thrips populationer i blommor har ett aggregerat spridningsmönster, behöver data omvandlingen för att stabilisera varianserna mellan behandlingarna. Behandlingsmetoder jämförs med analys av variansen som lämpar sig för experimentell design, och data analyseras för varje enskilt datum och/eller för data poolade över datum2,9. Analysen av effekter på enskilda datum är viktigt när skillnader i behandling varierar över datum. Förhållandet mellan den totala Thrips (vuxna och larver) per minut pirat bugg (vuxna och nymfer) används för att utvärdera effektiviteten av biologisk kontroll med minuten pirat buggar i Florida fältstudier undertrycka Thrips populationer i ett förhållande av ungefär ett rovdjur för varje 180 Thrips2,9.
Provtagningsprotokoll med önskade precisionsnivåer för att uppskatta populations tätheter av blomtrips utvecklades för Florida grödor under mer än tre decennier av fältforskning. Studier genomfördes för att förstå viktiga aspekter av Flower Thrips biologi som påverkar populations uppskattningar. Till exempel genomfördes studier för att förstå effekterna på uppskattningar av tid på dagen när provtagning16, provplats inom fält16, provplats på enskilda växter6,16, mönster av aggregering i blommor7, och blomma färg17. Dessa faktorer konstaterades påverka populations uppskattningar; så, besluten om var, när och hur är kritiskt viktiga vid utformningen av provtagningsprotokollet i framtida forskningsstudier.
Minute Pirate bug vuxna och nymfer är mycket anthophilous, och Predator aggregat med sitt byte i en densitet-beroende sätt genom att föredra samma blommor också föredras av Thrips17. De utnyttjar också signaler från bytesdjur eller från växter som skadats av byten i att lokalisera Thrips. De vuxna rör sig snabbt mellan blommor, ett beteende som förstärker deras förmåga att spåra lokala populationer av Thrips Prey i rymden och tid18. Därför bör provtagningsprotokoll som utvecklats för att uppskatta populationer av Thrips användas i framtida studier vid uppskattning av populationer av minut pirat buggar. Minut pirat buggar är effektiva rovdjur av de vuxna och larver av olika Frankliniella arter blomma Thrips19. Antalet rovdjur i förhållande till antalet totala Thrips Prey ger den bästa uppskattningen av möjligheten för minuten pirat buggar att undertrycka och kontrollera blandade populationer av Thrips i blommorna. Detta bör övervägas vid analys av data i framtida studier.
Den frankliniella arter vuxna kolonisera snabbt värd grödor när blomningen börjar, och snabb befolkningstillväxt följer i avsaknad av dödlighet från naturliga fiender2,18,19. På en bra anläggning värd för både rovdjur och TRIPs byten som solrosor, är antalet Thrips störst snart efter blomma initiering, följt av nedgångar i populationer som minut pirat buggar öka (figur 9). Populationer av minut pirat buggar kvarstår även om Thrips är nästan utrotade. För att till fullo förstå detta rovdjur-byte dynamiskt förhållande, är det nödvändigt att ta prov ofta under blomningen perioden av grödan. Detsamma gäller när man undersöker effekten av andra typer av taktik, eftersom de kan vara effektiv på vissa datum och inte andra. En eller två gånger per vecka provtagning under hela perioden av blomningen var anställd för att utvärdera effekterna av flera taktik i push-pull-systemet under utredning i Tyler-Julian et al.9,14.
Frankliniella är det näst största släktet i familjen Thripidae, och det finns en stor mängd litteratur som beskriver vuxenlivets stadier20. Ett komplex av arter invanor blommor som är specifika för olika växter värdarter och geografiska platser. Därför är expert identifiering av bildpreparerade exemplar från en delmängd av de första provtagningar avgörande. Sedan, i varje given anläggning värd och geografisk plats, kan taxonomiska tecken unika för vuxna av varje art väljas så att arten kan bestämmas i framtida studier utan att gå till mödosamma och kostsamma förfarande för att placera varje på Mikroskop diabilder för visning under ett sammansatt Mikroskop. De kan helt enkelt ses och identifieras under ett stereoskop. (I vissa ovanliga situationer, de morfologiska tecken som skiljer två arter är så lika att de inte kan separeras under stereoskop.) Metoder som beskrivs här för blomman Thrips arter vanliga i de flesta grödor i Florida bör anpassas och användas på andra geografiska platser vid behandling av det stora antalet prover som behövs i fältstudier för att fastställa effekten av lednings taktik och att utvärdera fördelarna med predation av minuten pirat buggar.
The authors have nothing to disclose.
Stöd tillhandahölls av Special Crop block bidrag från Florida Department of Agriculture och Consumer Services nummer 01856 och 024049. Ytterligare stöd kom från samarbetsavtal mellan USDA-ARS och University of Florida nummer 58-6618-2-096 och 58-6618-4-035. Vi tackar de tidigare studenterna, postdocs, och medarbetare som har bidragit på så många sätt till vår forskning för att förstå de faktorer som påverkar populationsdynamiken i Flower Thrips.
Alcohol | Any source | 70% ethanol or isopropyl | |
Centrifuge tube | Fisher Scientific Co. | 06-443-18 | Flat cap and trayed |
Forceps | Fisher Scientific Co. | 08-885 | Medium point |
Kaolin clay | Novasource | Surround WP | 95% kaolin |
Pasteur pipet | Fisher Scientific Co. | 13-678-6A | 5 ¾ inch disposable |
Petri dish | Fisher Scientific Co. | FB0875711A | With grid |
Probes/seekers | Fisher Scientific Co. | 08-995 | 6 inch bent end |
Scalpel | Fisher Scientific Co. | 14-840-00 | Excel international |
Stereomicroscope | Leica Microsystems | M Series | 40X and greater |
UV-reflective mulch | Intergro | Metalized |