Tác động của sự cạnh tranh giữa các loài thực vật và mật độ côn trùng ăn cỏ đến sự phát triển của ruồi rễ cải (Delia floralis) trong hệ thống trồng xen đa dạng

Arthropod-Plant Interactions - Tập 3 - Trang 55-62 - 2009
Maria Björkman1, Richard J. Hopkins2, Peter A. Hambäck3, Birgitta Rämert4
1Department of Crop Production Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences (SLU), Uppsala, Sweden
2Department of Ecology, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden
3Department of Botany, Stockholm University, Stockholm, Sweden
4Department of Plant Protection Biology, Swedish University of Agricultural Sciences, Alnarp, Sweden

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, các tác động tương tác của sự cạnh tranh giữa các loài thực vật và hiện tượng ăn cỏ đối với chất lượng thực vật và sự phát triển của côn trùng ăn cỏ đã được kiểm tra trong một thí nghiệm trong nhà kính, nơi cây cải (Brassica oleracea L. var. capitata (Brassicaceae)) được trồng xen kẽ với cỏ đỏ (Trifolium pratense L. (Fabaceae)). Cải được trồng với hai mật độ cỏ đỏ và tỷ lệ tấn công của côn trùng ăn rễ, ruồi rễ cải, Delia floralis Fall. (Diptera: Anthomyiidae). Khối lượng sinh khối của cây cải ở trên mặt đất và dưới mặt đất bị giảm do việc trồng xen kẽ và tổn thương do ấu trùng gây ra. Việc trồng xen kẽ cũng dẫn đến mức độ nitơ thấp hơn và mức độ carbon cao hơn trong rễ so với mức độ trong rễ của cây cải được trồng đơn loại. Hơn nữa, cả mức độ nitơ và carbon trong rễ đều tăng với sự ăn cỏ. Nội dung chất xơ trung tính (NDF) và lignin trong rễ tăng lên phản ứng với cả sự cạnh tranh giữa các loại thực vật gia tăng và mật độ trứng cao hơn. Đối với lignin, một hiệu ứng tương tác đã được quan sát dưới dạng mức độ tăng lên ở các cây trồng xen kẽ bị tổn thương bởi ấu trùng, trong khi mức độ trong rễ của cây cải đơn loại không thay đổi. Sự thay đổi về chất lượng do sự cạnh tranh của cỏ ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của D. floralis, dẫn đến trọng lượng nhộng giảm. Ngoài ra, mật độ trứng cao cũng làm giảm sự phát triển của ấu trùng. Các tác động đến sự phát triển của D. floralis liên quan đến chất lượng của cây chủ được thảo luận.

Từ khóa

#cạnh tranh thực vật #côn trùng ăn cỏ #Delia floralis #trồng xen #chất lượng thực vật

Tài liệu tham khảo

Agele SO, Iremiren GO, Ojeniyi SO (1999) Effects of plant density and mulching on the performance of late-season tomato (Lycopersicon esculentum) in southern Nigeria. J Agric Sci 133:397–402. doi:10.1017/S0021859699006942 Awmack CS, Leather SR (2002) Host plant quality and fecundity in herbivorous insects. Annu Rev Entomol 47:817–844. doi:10.1146/annurev.ento.47.091201.145300 Bethke JA, Parrella MP, Trumble JT, Toscano NC (1987) Effect of tomato cultivar and fertilizer regime on the survival of Liriomyza trifolii (Diptera: Agromyzidae). J Econ Entomol 80:200–203 Björkman M, Hambäck PA, Rämert B (2007) Neighbouring monocultures enhance the effect on the turnip root fly (Delia floralis) in intercropping systems. Entomol Exp Appl 124:319–326. doi:10.1111/j.1570-7458.2007.00589.x Bonifas KD, Walters DT, Cassman KG, Lindquist JL (2005) Nitrogen supply affects root:shoot ratio in corn and velvetleaf (Abutilon theophrasti). Weed Sci 53:670–675. doi:10.1614/WS-05-002R.1 Booij CJH, Noorlander J, Theunissen J (1997) Intercropping cabbage with clover: effects on ground beetles. Biol Agric Hortic 15:261–268 Chai W, Udén P (1998) An alternative oven method combined with different detergent strengths in the analysis of neutral detergent fibre. Anim Feed Sci Technol 74:281–288. doi:10.1016/S0377-8401(98)00187-4 Crawley MJ (2002) Statistical computing. an introduction to data analysis using S-Plus. Wiley, UK De Bruyn L, Scheirs J, Verhagen R (2002) Nutrient stress, host plant quality and herbivore performance of a leaf-mining fly on grass. Oecologia 130:594–599. doi:10.1007/s00442-001-0840-1 Diawara MD, Hill NS, Wiseman BR, Isenhour DJ (1991) Panicle-stage resistance to Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in converted Sorghum accessions. J Econ Entomol 84:337–344 Finch S, Coaker TH (1969) A method for the continuous rearing of the cabbage root fly Erioischia brassicae (Bch.) and some observations on its biology. Bull Entomol Res 58:619–627 Finch S, Collier RH (2000) Host-plant selection by insects—a theory based on ‘appropriate/inappropriate landings’ by pest insects of cruciferous plants. Entomol Exp Appl 96:91–102. doi:10.1023/A:1004058518179 Herms DA, Mattson WJ (1992) The dilemma of plants—to grow or defend. Q Rev Biol 67:283–335. doi:10.1086/417659 Hochuli DF, Roberts FM (1996) Approximate digestibility of fibre for a graminivorous caterpillar. Entomol Exp Appl 81:15–20. doi:10.1007/BF00187833 Hochuli DF, Sanson GD, Roberts B (1993) Approximate digestibility of fibre for two locusts. Entomol Exp Appl 66:187–190. doi:10.1007/BF02382288 Hopkins RJ, Griffiths DW, Birch ANE, McKinlay RG, Hall JE (1993) Relationship between turnip root fly (Delia floralis) larval development and the sugar content of swede (Brassica napus ssp. rapifera) roots. Ann Appl Biol 122:405–415. doi:10.1111/j.1744-7348.1993.tb04043.x Hopkins RJ, Birch ANE, Griffiths DW, Morrison IM, McKinlay RG (1995) Changes in the dry matter, sugar, plant fibre and lignin contents of swede, rape and kale roots in response to turnip root fly (Delia floralis) larval damage. J Sci Food Agric 69:321–328. doi:10.1002/jsfa.2740690308 Hunt DWA, Drury CF, Maw HEL (1992) Influence of nitrogen on the performance of colorado potato beetle (Coleoptera: Chrysomelidae) on tomato. Environ Entomol 21:817–821 Langer V (1996) Insect-crop interactions in a diversified cropping system: parasitism by Aleochara bilineata and Trybliographa rapae of the cabbage root fly, Delia radicum, on cabbage in the presence of white clover. Entomol Exp Appl 80:365–374. doi:10.1007/BF00188029 Li H, Kuo J, Barbetti MJ, Sivasithamparam K (2007) Differences in the responses of stem tissues of spring-type Brassica napus cultivars with polygenic resistance and single dominant gene-based resistance to inoculation with Leptosphaeria maculans. Can J Bot 85:191–203. doi:10.1139/B06-159 Marazzi C, Städler E (2005) Influence of sulphur plant nutrition on oviposition and larval performance of the cabbage root fly. Agric For Entomol 7:277–282. doi:10.1111/j.1461-9555.2005.00272.x Marazzi C, Patrian B, Städler E (2004) Secondary metabolites of the leaf surface affected by sulphur fertilisation and percieved by the cabbage root fly. Chemoecology 14:87–94. doi:10.1007/s00049-003-0265-x Mert-Türk F (2002) Phytoalexins: defence or just a response to stress. J Cell Mol Biol 1:1–6 Moerschbacher BM, Noll U, Gorrichon L, Reisener H (1990) Specific inhibition of lignification breaks hypersensitive resistance of wheat to wheat stem rust. Plant Physiol 93:465–470. doi:10.1104/pp.93.2.465 Nicholson RL, Hammerschmidt R (1992) Phenolic compounds and their role in disease resistance. Annu Rev Phytopathol 30:369–389. doi:10.1146/annurev.py.30.090192.002101 Pedersen JF, Vogel KP, Funnell DL (2005) Impact of reduced lignin on plant fitness. Crop Sci 45:812–819. doi:10.2135/cropsci2004.0155 Price PW (1991) The plant vigour hypothesis and herbivore attack. Oikos 62:244–251. doi:10.2307/3545270 Rees M, Brown VK (1992) Interactions between invertebrate herbivores and plant competition. J Ecol 80:353–360. doi:10.2307/2261017 Rittinger PA, Biggs AR, Peirson DR (1987) Histochemistry of lignin and suberin deposition in boundary layers formed after wounding in various plant species and organs. Can J Bot 65:1886–1892 Sarfraz M, Dosdall LM, Keddie BA (2007) Resistance of some cultivated Brassicaceae to infestations by Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae). J Econ Entomol 100:215–224. doi:10.1603/0022-0493(2007)100[215:ROSCBT]2.0.CO;2 Simpson SJ, Raubenheimer D (1995) The geometric analysis of feeding and nutrition: a user’s guide. J Insect Physiol 7:545–553. doi:10.1016/0022-1910(95)00006-G Skovgård H, Päts P (1997) Reduction of stemborer damage by intercropping maize with cowpea. Agric Ecosyst Environ 62:13–19. doi:10.1016/S0167-8809(96)01114-0 Slansky F (1990) Insect nutritional ecology as a basis for studying host plant resistance. Fla Entomol 73:359–378. doi:10.2307/3495455 Stamp N, Bradfield M, Li S, Alexander B (2004) Effect on competition on plant allometry and defence. Am Midl Nat 151:50–64. doi:10.1674/0003-0031(2004)151[0050:EOCOPA]2.0.CO;2 Theunissen J, Booij CJH, Lotz LAP (1995) Effects of intercropping white cabbage with clovers on pest infestation and yield. Entomol Exp Appl 74:7–16. doi:10.1007/BF02383162 Tukahirwa EM, Coaker TH (1982) Effect of mixed cropping on some insect pests of Brassicas; Reduced Brevicoryne brassicae infestations and influences on epigeal predators and the disturbance of oviposition behaviour in Delia brassicae. Entomol Exp Appl 32:129–140 Van der Putten WH (2003) Plant defence belowground and spatiotemporal processes in natural vegetation. Ecology 84:2269–2280. doi:10.1890/02-0284 Van Soest PJ, Robertson JB, Lewis BA (1991) Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. J Dairy Sci 74:3583–3597 Vandermeer J (1989) The ecology of intercropping. Cambridge University Press, Cambridge Wainhouse D, Cross DJ, Howell RS (1990) The role of lignin as a defence against the spruce bark beetle Dendroctonus micans: effect on larvae and adults. Oecologia 85:257–265. doi:10.1007/BF00319411 White TCR (1984) The abundance of invertebrate herbivores in relation to the availability of nitrogen in stressed food plants. Oecologia 63:90–105. doi:10.1007/BF00379790 Widdicombe WD, Thelen KD (2002) Row width and plant density effect on corn forage hybrids. Agron J 94:326–330 Willey RW (1979) Intercropping—its importance and research needs. Part 1. Competition and yield advantages. Field Crop Abstr 32:1–10 Yildirim E, Guvenc I (2005) Intercropping based on cauliflower: more productive, profitable and highly sustainable. Eur J Agron 22:11–18. doi:10.1016/j.eja.2003.11.003 Zhang F, Li L (2003) Using competitive and facilitative interactions in intercropping systems enhances crop productivity and nutrient-use efficiency. Plant Soil 248:305–312. doi:10.1023/A:1022352229863