science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe push-pull begeleidende gewassen helpen bij het beheersen van de verwoestende herfstplaag van legerwormen

Schematische weergave van een Push-Pull-veld en de onderzoekshypothesen:(1) Vluchtige begeleidende planten [Desmodium spp. intercrop (greenleaf desmodium, D. intortum of silverleaf desmodium, D. uncinatum) en borderplanten (Brachiaria Mulato II)] beïnvloeden het gedrag van vrouwelijke Spodoptera frugiperda en verminderen de ovipositie op het hoofdmaïsgewas. (2) Vluchtige begeleidende planten trekken sluipwespen aan om het parasitisme van de herbivoor te verhogen. Credit:Grenzen in ecologie en evolutie (2022). DOI:10.3389/fevo.2022.883020

Het toepassen van een nieuwe planttechniek die bekend staat als "push-pull farming" kan helpen om oogstverliezen voor plagen enorm te verminderen en de voedselzekerheid in Afrika bezuiden de Sahara te verbeteren, zo blijkt uit nieuw onderzoek.

De herfstlegerworm - een invasieve plaag - is onlangs binnengevallen en verspreidde zich snel over grote delen van Afrika, waar het een grote bedreiging is geworden voor de landbouw, duurzame voedselproductie, voedselzekerheid en levensonderhoud. $ 3 miljard per jaar. De herfstlegerworm wordt vooral aangetrokken door maïs, het belangrijkste basis- en marktgewas voor 300 miljoen kleine boeren in Afrika. Dit betekent dat een besmetting niet alleen een aanzienlijke impact kan hebben op de voedselzekerheid, maar ook financiële schade kan veroorzaken.

Bij push-pull-landbouw worden gezelschapsplanten geplant rond voedselgewassen zoals maïs, als een manier om ze te beschermen tegen schadelijke plagen zoals de herfstlegerworm. Gewasverliezen zijn tien keer lager wanneer push-pull wordt gebruikt.

Dit onderzoek, gepubliceerd in Frontiers in Ecology and Evolution , heeft aangetoond dat push-pull-landbouw deze gewassen kan helpen beschermen door niet alleen ongedierte af te weren (push), maar ook door andere insecten aan te trekken, zoals sluipwespen die de legerwormplaag bestrijden (pull) als een natuurlijk verdedigingsmechanisme. De studie identificeert de bioactieve stoffen die deze effecten veroorzaken.

De onderzoekers, waaronder mede-hoofdauteur professor Toby Bruce van de Keele University, testten het mogelijke gebruik van push-pull-landbouw in verschillende omgevingen, waaronder veldomstandigheden en in het laboratorium.

Hun resultaten toonden aan dat de chemische geurverbindingen die door de planten worden afgegeven, bekend als 'vluchtige stoffen', een afstotend effect hadden op motten waarvan de eieren uitkomen in rupsen van herfstlegerwormen. Elektrische opnamen van insectenantennes onthulden voor welke chemicaliën insecten gevoelig waren, en gedragsreacties op de geïdentificeerde chemicaliën werden gekarakteriseerd in insectengedragstests.

Behalve dat de geur van de begeleidende planten minder aantrekkelijk was voor de herbivore motten in vergelijking met de maïs alleen, waren de geuren van de begeleidende planten ook aantrekkelijk voor sluipwespen, die natuurlijke vijanden zijn van de legerworm.

Dit betekent dat de begeleidende planten niet alleen de meeste plagen afweren, maar ook natuurlijke verdedigers riepen om degenen die de maïsplanten aanvielen het hoofd te bieden, waarbij de bevindingen de positieve impact van het toepassen van deze landbouwtechniek benadrukken.

Professor Bruce zei:"Onze studie toont de mechanismen aan waarmee 'push-pull' gezelschapsteelt effectief de fall-armyworm kan bestrijden. We hebben geurchemicaliën van de begeleidende gewassen geïdentificeerd en gekarakteriseerd die het leggen van eieren door vallende legerwormmotten afstoten en verminderen, terwijl ze ook gunstige natuurlijke vijandige insecten die de plaag aanvallen."

Dr. Amanuel Tamiru, van het International Centre of Insect Physiology and Ecology, zei:"Dit is de eerste uitgebreide studie met zowel laboratorium- als veldonderzoek, gericht op het ophelderen van de onderliggende chemische ecologische mechanismen die het 'Push-Pull' agro-ecologische landbouwsysteem mogelijk maakten om te vechten de verwoestende herfstlegerwormplaag.

"De herfstmotten van de legerworm gebruiken olfactorische signalen om hun favoriete gastheer te lokaliseren om eieren te leggen, waardoor de larven gemakkelijk een voedselbron kunnen vinden bij het uitkomen. Dit proces wordt verstoord wanneer de motten niet-geprefereerde geursignalen rond hun waardplant detecteren, wat leidt tot afschrikking van de Het is intrigerend dat dezelfde geursignalen aantrekkelijk zijn voor de sluipwespen, de natuurlijke vijanden van het ongedierte, waardoor het moeilijk wordt voor elk voedend ongedierte om te overleven."

De onderzoekers hebben ook een mobiele app ontwikkeld die boeren praktische informatie geeft over hoe ze aan de slag kunnen met push-pull farming.