science >> Wetenschap >  >> Biologie

De bodemtemperatuur kan de verspreiding van plagen in gewassen voorspellen

Bodemtemperatuur kan worden gebruikt om de verspreiding van de korenoorworm te voorspellen. Credit:Anders Huseth, NC State University

Een nieuwe studie van de North Carolina State University toont aan dat de bodemtemperatuur kan worden gebruikt om de verspreiding van de korenoorworm (Helicoverpa zea) effectief te volgen en te voorspellen, een plaag die maïs, katoen, sojabonen, paprika's, tomaten en andere groentegewassen verwoest. Het vermogen om de plaag beter te monitoren en voorspellingen te doen over waar het zal verschijnen, zou boeren kunnen helpen de plaag effectiever te beheersen, wat de financiële en milieueffecten van het gebruik van pesticiden zou verminderen.

De onderzoekers combineerden historische bodemtemperatuurgegevens met langetermijnmonitoringsgegevens van maïsoorwormen en informatie over hoe de plaag koude omstandigheden overleeft in een laboratoriumomgeving om beter te begrijpen "overwinteringssucces", of hoe goed de plaag ondergronds kan overleven tijdens de koudere wintermaanden.

Een groter overwinteringssucces kan de gebieden uitbreiden waar het ongedierte kan leven en gedijen, zeggen de onderzoekers, omdat het ongedierte over lange afstanden kan migreren. Over het algemeen verhoogt een groter overwinteringssucces op meer noordelijke breedtegraden het potentieel voor gewasschade door deze plaag verder naar het noorden. Klimaatverandering heeft ook invloed op het overwinteringssucces.

"Er is een vooropgezet idee dat ongedierte weinig overwinteringssucces heeft ten noorden van 40 graden noorderbreedte", zegt Douglas Lawton, een voormalig postdoctoraal onderzoeker van de staat NC en co-corresponderende auteur van een paper dat het onderzoek beschrijft, gepubliceerd in Proceedings of the the Nationale Academie van Wetenschappen . "Dat was misschien waar in de jaren dertig, maar nu hebben we meer gegevensgestuurd bewijs om de vraag te stellen en te beantwoorden:'Waar kan deze soort eigenlijk overwinteren?'"

Het onderzoek toont aan dat 40 graden noorderbreedte niet de beste indeling is voor succes bij overwinteren, zozeer zelfs dat de onderzoekers hun eigen kaarten bedachten - die de drie verschillende datasets overlapten - om drie relevante geografische zones te tonen:een "zuidelijk bereik" waar plagen overleven over de wintermaanden, een "noordelijke grens"-gebied waar plagen over het algemeen niet in staat zijn om te overleven tijdens de wintermaanden, en een "overgangszone" tussen de noordelijke en zuidelijke gebieden waar plagen wel of niet kunnen overleven in de winter.

"Deze gebieden zijn biologisch relevant en worden ondersteund door studies in het laboratorium en de academische literatuur," zei Lawton.

De onderzoekers gebruikten de drie zones om historische trends voor de korenoorworm te laten zien en gebruikten vervolgens een model om voorspellingen te doen over de verspreiding van plagen tot het einde van de eeuw. Opvallend is dat het zuidelijke bereik sinds 1981 met 3% is gegroeid. De modellen suggereren dat het zuidelijke bereik tegen het einde van de eeuw in omvang zal verdubbelen en goed naar het noorden zal verschuiven, terwijl de andere twee zones krimpen.

"Naarmate het klimaat verandert, zullen de overwinteringszones waarschijnlijk naar het noorden verschuiven", zegt Anders Huseth, assistent-professor entomologie bij NC State en de andere co-corresponderende auteur van het artikel.

Minnesota, met zijn strenge winters, zag geen overwinteringssucces van maïsoorwormen van 1950 tot 2021, blijkt uit de gegevens. Tegen het einde van de eeuw tonen de voorspellende modellen echter dat de hele staat stevig in de overgangszone zit.

"Dit is de kanarie in de kolenmijn voor landbouwongedierte," zei Huseth. "Begrijpen wat er met deze plaag gebeurt, is erg belangrijk voor landbouwproducenten. We hebben hier het element van onzekerheid aangetoond dat aantoonbare effecten kan hebben op boeren en mogelijk nieuwe mogelijkheden voor de selectie van pesticidenresistentie. Onze modellen visualiseren die verandering en bieden toetsstenen voor ongediertebestrijding.

"Nu willen we een betere voorspellingstool voor deze plaag bedenken, samen met een risicovoorspellingsmodel, om telers betere informatie te geven over de verspreiding van plagen. Succes hier zou zowel de kosten voor boeren als pesticiden in het milieu kunnen verminderen ." + Verder verkennen

Gewasetende motten zullen bloeien als het klimaat warmer wordt