Establishment and persistence of the entomopathogenic nematodes, Steinernema feltiae and Heterorhabditis bacteriophora
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- Tez No: 400394
- Danışmanlar: HABIL RALF-UDO EHLERS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 112
Özet
Entomopathogene Nematode (EPN) der Gattungen Heterorhabditis und Steinernema werdenmit großem Erfolg zur Bekämpfung bodenbewohnender Insekten eingesetzt. Sollennachhaltige Effekte im Feld erzielt werden, muss es gelingen, die Nematoden erfolgreichanzusiedeln und ihre Persistenz zu sichern. Ziel der Untersuchung war es, die Ansiedlung undPersistenz der Nematoden S. feltiae und H. bacteriophora in verschiedenen Feldfrüchten undFruchtfolgen zu untersuchen. Die Nematoden wurden zu unterschiedlichen Jahreszeitenappliziert und mittels des hoch anfälligen Insekts Galleria mellonella aus Bodenprobengeködert. In den Jahren 2001 bis 2004 wurden insgesamt 10.980 Bodenproben untersucht. In1,8% der Proben von unbehandelten Flächen wurden indigene Populationen von S. feltiaenachgewiesen. Hinweise über eine Verdrängung der indigenen Art durch H. bacteriophoragab es nicht. Die Ausbringung mit konventioneller Applikationstechnik hatte keinennegativen Einfluss auf das Überleben oder die Qualität der Nematoden. Die Höhe derPflanzen war negativ korreliert mit der Anzahl Nematoden, die den Boden erreichten. Es gabjedoch keine Hinweise dafür, dass die Höhe der Pflanzen eine erfolgreiche Ansiedlungverhindert hätten. Die Ansiedlung war am erfolgreichsten im Monat Juni. Ein Vergleich mitden im Zeitraum zwischen April bis Juli erzielten Ergebnissen ergab eine deutlicheKorrelation des Erfolgs der Ansiedlung mit der Niederschlagsmenge in der Folgewoche. InKartoffeln und auf Weiden versagte die Ansiedlung von H. bacteriophora am häufigsten.Erfolgreich war sie dagegen in Ackerbohne, Raps, Weizen und Gerste. Der Anteil positiverBodenproben lag bei 50 Proben pro Feld und Probenahmezeitpunkt in der Regel bei 50 bis100 % im ersten Monat nach Ausbringung. Dieser Anteil fiel erheblich ab nachBodenbearbeitung (wahrscheinlicher Grund für die schlechte Ansiedlung in Kartoffeln) undwährend der Wintermonate. In Feldkulturen wurden die ausgebrachten Populationennormalerweise nicht länger als ein Jahr nachgewiesen. Am längsten wurde H. bacteriophoraüber einen Zeitraum von 23 Monaten in der Fruchtfolge Ackerbohne, Weizen mit Rotklee-Untersaat und Weide nachgewiesen. In diesem Feld wurden Larven des BlattrandkäfersSitona lineatus (Coleoptera: Curculionidae) in Proben nachgewiesen, die mit der appliziertenNematodenart infiziert waren. Die Persistenz von H. bacteriophora wurde mit und ohneWirtsinsekten im Labor bei unterschiedlichen Temperaturen getestet. Die Anwesenheit vonWirtsinsekten wirkte sich grundsätzlich förderlich auf die Persistenz aus und eine negativeKorrelation wurde festgestellt zwischen der Persistenz und der Bodentemperatur. OhneWirtinsekten war die Persistenz normalerweise nicht länger als 5 Wochen und nur in einemFall erreichte sie 10 Wochen. Eine Halbwertszeit von 24,8 Tagen wurde bei 8°C errechnet.Sofern sich Larven des Gefurchten Dickmaulrüßlers Otiorhynchus sulcatus (Coleoptera:Curculionidae) in Töpfen mit Erdbeeren befanden, war eine erheblich längere Persistenzfestzustellen und der Wirkungsgrad überstieg 90%, obwohl die Nematoden durch Tauchender Wurzeln vor der Pflanzung aufgebracht worden waren und einen Monat bevor den TöpfenInsekteneier zugegeben wurde. Eine nach einem Jahr aus dem Freiland re-isolierte H.bacteriophora Population war im Vergleich mit einer in vitro-produzierten virulenter, hatteein höheres in vivo Vermehrungspotential und überdauerte länger. S. feltiae überdauert länger,so dass im Laborversuch keine Halbwertszeit berechnet werden konnte, da die Nematoden inhoher Anzahl über den gesamten Versuchzeitraum von 12 Wochen überdauerten. ImNovember in einem Rapsfeld mit Befall der Kohlfliege Delia radicum (Diptera:Anthonomyiidae) ausgebracht, wurde im Februar in allen Bodenproben Nematodennachgewiesen und in 80% der Proben zum Ende des Untersuchungszeitraums nach 9Monaten. Im Labor wurde ein Wirkungsgrad gegen die Larven der Kohlfliege von über 80%erzielt. Der Vergleich der Persistenz in Abwesenheit von Wirtsinsekten, mit den Ergebnissender Feldversuche lassen den eindeutigen Schluss zu, dass die Persistenz der Nematodenwesentlich von dem Vorkommen geeigneter Wirtsinsekten abhängt und damit indirekt vonder Kulturpflanze. Insofern kann das antagonistische Potential einer Nematodenpopulationerhalten werden, sofern die Fruchtfolge geeignete Wirtsinsekten zur Verfügung hält.
Özet (Çeviri)
Entomopathogenic nematodes (EPNs) in the families Heterorhabditidae and Steinernematidaehave considerable potential as biological control agents of soil-inhabiting insect pests. One ofthe most important factors for sustainable biological control is their successful establishmentin the soil and persistence in the field. Objective of this study was to investigate establishmentand persistence of Steinernema feltiae and Heterorhabditis bacteriophora in different fieldcrops and rotation regimes. Nematodes were applied in the field at different times of the yearand re-isolated by baiting soil samples with highly susceptible larvae of Galleria mellonella.A total number of 10,980 soil samples was collected and investigated for the presence of EPNover the period 2001 until 2004. In 1.8% of the samples from untreated fields indigenouspopulations of S. feltiae were detected. The results on establishment and persistence gave noindication that the indigenous populations were replaced by the introduction of H.bacteriophora. Application of EPNs with conventional spraying technique had no negativeimpact on survival or performance of the nematodes. The height of the plants was negativelycorrelated with the amount of nematodes reaching the soil. However, plant height had noimpact on establishment. Most successful was establishment of H. bacteriophora in June.Compared to results recorded during April until July, the establishment correlated with theamount of precipitation in the week following EPN release. In potatoes and pastureestablishment of H. bacteriophora often failed, whereas this species established well in beans,oil seed rape, wheat and barley. The percentage of nematode-positive soil samples out of 50per field was usually between 50 and 100% in the first month after application. It droppedconsiderably after tillage (probably the reason for low establishment in potatoes) and duringthe winter. In field crops EPN usually persisted not much longer than one year. The longestpersistence of H. bacteriophora was detected 23 months after release in beans followed bywheat as cover crop over red clover and pasture. In this field larvae of the pea weevil Sitonalineatus (Coleoptera: Curculionidae) were detected in soil samples and found infected withthe released nematode population. In the laboratory the field soils were tested for persistenceof H. bacteriophora with and without host insects at different temperature. Host insectsalways supported persistence and a negative correlation was detected between the soiltemperature and persistence. In the absence of host insects, persistence of H. bacteriophorawas usually not longer than 5 weeks, but reached 10 weeks in one experiment. A half-life of24.8 days was calculated at 8°C. Persistence of H. bacteriophora was high in pots containinglarvae of the black vine weevil Otiorhynchus sulcatus (Coleoptera: Curculionidae) onstrawberries. Mortality of the insect surpassed 90% although nematodes had been applied bydipping strawberry roots a months before eggs were laid into the pots. When compared to anin vitro reproduced population, H. bacteriophora re-isolated from the field one year afterrelease, infectivity, in vivo reproduction potential and persistence were significantly higher.S. feltiae persisted at high numbers for longer than 12 weeks in laboratory assays withouthosts, why no half-life could be calculated. Released in November on a field infested withcabbage root fly larvae Delia radicum (Diptera: Anthonomyiidae), S. feltiae was recorded in100% of the soil samples in February and in 80 % of the soil samples after 9 months when themonitoring stopped. In tests in the laboratory > 80% control was achieved against last instarsof D. radicum. The comparison on persistence in the absence of host insects with the resultsobtained in the field strongly indicates that persistence is influenced by the presence ofsuitable host insects and indirectly by the crop. Thus the antagonistic potential of EPNpopulations can be preserved if host insects are provided by managing a suitable crop rotationregime.
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