ONTWIKKELING VAN ACTUELE ECONOMISCHE SCHADEDREMPELS VOOR ZOMERBLADLUIZEN

Transcriptie

1 ONTWIKKELING VAN ACTUELE ECONOMISCHE SCHADEDREMPELS VOOR ZOMERBLADLUIZEN Aantal woorden: Elien Van de Voorde Stamnummer: Promotor: Prof. dr. ir. Geert Haesaert Tutor: Ing. Elias Van de Vijver Masterproef voorgelegd voor het behalen van de graad master in de richting Master of Science in de biowetenschappen: land- en tuinbouwkunde Academiejaar:

2

3 ONTWIKKELING VAN ACTUELE ECONOMISCHE SCHADEDREMPELS VOOR ZOMERBLADLUIZEN Aantal woorden: Elien Van de Voorde Stamnummer: Promotor: Prof. dr. ir. Geert Haesaert Tutor: Ing. Elias Van de Vijver Masterproef voorgelegd voor het behalen van de graad master in de richting Master of Science in de biowetenschappen: land- en tuinbouwkunde Academiejaar:

4

5 De auteur en de promotor geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. The author and the promoter give the permission to use this thesis for consultation and to copy parts of it for personal use. Every other use is subject to the copyright laws, more specifically the source must be extensively specified when using the results from this thesis. juni 2017 Elien Van de Voorde Prof. dr. ir. Geert Haesaert

6

7 Woord vooraf Langs deze weg wil ik iedereen bedanken die me geholpen heeft bij het verwezenlijken van mijn thesis. Allereerst wil ik mijn promotor Prof. dr. ir. Geert Haesaert bedanken voor het opvolgen van mijn thesis. Daarnaast wil ik hem ook bedanken voor het nalezen en de feedback. Ook verdient mijn tutor Ing. Elias Van de Vijver een woord van dank voor het grondige naleeswerk, de feedback en de vele informatie die ik gekregen heb. Daarnaast een oprechte dankjewel aan Ing. Veerle Derycke en Etienne van de proefhoeve van Bottelare voor de tips in verband met de potproef en de hulp bij het vergaren van al mijn materiaal. Stefan Vidts wil ik ook bedanken om mij wegwijs te maken in de serre van het ILVO. Ook een woord van dank aan Prof. dr. ir. Marie-Christine van Labeke, Ing. Jolien Venneman en Marijke Tembuyzer om ervoor te zorgen dat ik tijdens het weekend toegang had tot de serre. Ik wil ook Dr. ir. Jan Verwaeren bedanken voor de hulp bij het verwerken van de gegevens via statistische data-analyse. Tenslotte wil ik ook graag mijn ouders, mijn zus en vrienden en vriendinnen bedanken voor alle steun tijdens het schrijven van deze thesis. I

8 Abstract (Nederlands) In deze thesis werd nagegaan welke invloed de predatoren Adalia bipunctata en Orius majusculus uitoefenen op een populatie van Sitobion avenae. Daarnaast werd de impact van twee dichtheden S. avenae op de biomassa van de tarweplanten nader bekeken. Er wordt steeds meer belang gehecht aan de biologische bestrijding in de landbouw als onderdeel van IPM (Integrated Pest Management). De beslissingstool EPIPRE (Epidemie Predictie en Preventie), die gebruikt wordt in België om te voorspellen wanneer het raadzaam is om bladluizen te bestrijden in tarwe, maakt geen onderscheid tussen de verschillende soorten (S. avenae, Metopolophium dirhodum en Rhopalosiphum padi). Deze tool houdt ook geen rekening met de natuurlijke vijanden die de bladluispopulatie kunnen inperken. Aan de hand van potproeven met zomertarwe (Tybalt) werd de invloed van de bladluizen en predatoren onderzocht. Bij een constante beginpopulatie van S. avenae werden twee dichtheden van A. bipunctata of O. majusculus gezet. Hieruit is gebleken dat O. majusculus in staat was de bladluispopulatie met 37 % te reduceren ten opzichte van de controle. Over de invloed van A. bipunctata kon op basis van de resultaten geen uitspraak gedaan worden, aangezien alle A. bipunctata bij de start van de proef gestorven zijn. De populaties van de verschillende dichtheden van S. avenae verschilden significant (p < 0,05). De hoge dichtheid zorgde voor een opbrengstreductie van 11,9 % terwijl de lage dichtheid van S. avenae geen opbrengstreductie tot gevolg had. Kernwoorden: S. avenae predatie - A. bipunctata O. majusculus opbrengstverliezen II

9 Abstract (Engels) This paper focuses on the influence of two predators, Adalia bipunctata and Orius majusculus, on a population of Sitobion avenae. The impact of two densities of S. avenae on the yield of wheat was investigated. There is an increasing interest in biological control in the agricultural field as a part of IPM (Integrated Pest Management). The tool EPIPRE (EPIdemic PREdiction and PREvention system), that is used in Belgium to predict when it is recommended to control aphids in wheat does not take into account the differences between the influence of several common aphid species in Belgium (S. avenae, Metopolophium dirhodum and Rhopalosiphum padi). The EPIPRE tool does not take into account the impact of natural enemies on the aphid population either. Pot trials were used to examine the effect of predators on S. avenae. The host plant that has been used for the aphids was wheat (Tybalt). Two densities of A. bipunctata or O. majusculus were placed together with the aphids in cages. An equal amount of S. avenae was used as a starting point (T 0) for all densities. Following results were achieved: O. majusculus was capable to reduce the population of S. avenae by 37 %. The population density of S. avenae was not influenced by A. bipunctata, because they died in an early stage during the experiment. The high density of S. avenae reduced yield with 11,9 % while the low density had no impact on yield. Accordingly, there was a significant difference between the population densities of S. avenae (p < 0,05). Key words: S. avenae Predation A. bipunctata O. majusculus Crop losses III

10

11 Inhoudstafel Woord vooraf... I Abstract (Nederlands)... II Abstract (Engels)...III Inhoudstafel... 1 Lijst met afkortingen... 3 Lijst met figuren... 4 Lijst met tabellen... 6 Inleiding... 9 Literatuurstudie Nomenclatuur en morfologie De bladluis De belangrijkste bladluizen voor tarwe in Europa Grote graanluis (Sitobion avenae) Vogelkersluis (Rhopalosiphum padi (L.)) Roos-grasluis (Metopolophium dirhodum) Voorkomen/ epidomologie Levenscyclus Levenscyclus met twee waardplanten Levenscyclus met één waardplant Vleugeldimorfisme Voeding Omgevingsfactoren De temperatuur De waardplant Plaagstatus Beheersing Waardplantresistentie Teelttechniek Teeltomgeving Akkerranden en beetle banks

12 6.2.3 Bemesting Zaaimodaliteiten Zaaidichtheid Zaaitijdstip Biologische bestrijding Chemische bestrijding Integrated Pest Management (IPM) Principes Bestrijdingsdrempel en economische schadedrempel Voorspellingsmodellen EPIPRE De ontwikkeling van bladluizen op basis van graaddagen...49 Praktijkstudie: onderzoek naar de invloed S. avenae op zomertarwe en het effect van A. bipunctata en O. majusculus op deze bladluispopulatie Materiaal en methoden Doelstelling en situering Statistische verwerking van de resultaten Resultaten Vergelijking bladluispopulaties met 20 en 40 S. avenae als beginpopulatie Vergelijking van de bladluispopulaties blootgesteld aan 2 of 4 A. bipunctata Vergelijking van de bladluispopulaties blootgesteld aan 2 of 4 O. majusculus Vergelijking tussen geen predator, A. bipunctata en O. majusculus Vergelijking over 3 behandelingen heen met hoge dichtheden aan predatoren Vergelijking van het DS-gehalte van de tarweplanten van alle behandelingen Opbrengst Link tussen de opbrengstreductie en de populatiegrootte van S. avenae Discussie...72 Besluit...75 Referentielijst

13 Lijst met afkortingen a.i. active ingredient ANOVA Analysis of Variance AUDPC Area Under the Disease Progress Curve BBCH Biologische Bundesantalt, Bundessortenamt und CHemische Industrie BYDV Barley Yellow Dwarf Virus CDD Cooling Degree Days DIMBOA 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one DS Droge Stof EPIPRE EPIdemic PREdiction and PREvention system FAO Food and Agriculture Organisation of the United Nations HDD Heating Degree Days H 0 H 1 Nulhypothese Alternatieve hypothese IBM SPSS International Business Machines Corporation Statistical Package for the Social Sciences IPM Integrated Pest Management LCG Landbouwcentrum Granen LD 20 LD 50 LD 99 LT 50 MAV PAV RPV Tukey HSD Lethale Dosis die 20 procent van de proefdieren doodt Lethale Dosis die 50 procent van de proefdieren doodt Lethale Dosis die 99 procent van de proefdieren doodt Lethale Temperatuur die 50 procent van de proefdieren doodt Macrosiphum Avenae Virus Padi Avenae Virus Rhopalosiphum Padi Virus Tukey Honest Significant Difference 3

14 Lijst met figuren Figuur 1: Morfologie van de bladluis; A = zuigstekel, B = gesegmenteerde antennen, C = complexoog, D = twee tarsale segmenten, E = vleugels met één prominente ader en F = sifunculen (Heie, 1980 geciteerd door Dixon in Aphid ecology an optimization approach)...11 Figuur 2: De morfologie van S. avenae, R. padi en M. dirhodum (Blackman & Eastop, 2007)...12 Figuur 3: Plaagstatus van R. padi in Europa (Leather et al., 1989)...13 Figuur 4: Tweehuizige (links) en eenhuizige (rechts) levenscyclus (Williams & Dixon, 2007)...14 Figuur 5: De relatie tussen de groeisnelheid van de populatie en de temperatuur (Campbell et al., 1974)...15 Figuur 6: De nutritionele kwaliteit van blaadjes van houtachtige gewassen tijdens het groeiseizoen afgeleid uit Kennedy et al. (1950)...19 Figuur 7: Afhankelijk van de omstandigheden worden gevleugelde of ongevleugelde bladluizen gevormd. De grijze pijlen duiden op een impuls om vleugels te vormen. De invloeden met een witte pijl zouden een negatief effect hebben op de ontwikkeling van de vleugelmusculatuur. De zwarte pijlen duiden op meer gecompliceerde, variabele invloeden (Müller et al., 2001)...22 Figuur 8: S. avenae voedt zich met het floëemsap van zomertarwe...22 Figuur 9: De groeisnelheid per vrouwelijke bladluis per week voor M. dirhodum, R. padi en S. avenae (Dean, 1974)...23 Figuur 10: Bijdrage aan de opbrengst geleverd door de verschillende plantendelen (Fowler, 2014)...26 Figuur 11: Jaarlijkse variatie van het aantal bladluizen per scheut in tarwe met een hoge (DEN) en een lage standdichtheid (SOL)...35 Figuur 12: Schematische weergave van een bladluisplaag zonder (a) en met (b) vertraging door kevers en spinnen uit de akkerrand (in de lente). De bladluizen worden in de zomer verder onderdrukt door sluipwespen en zweefvliegen (in de zomer). Zo blijft de bladluispopulatie onder de schadedrempel (van Alebeek et al., 2007)...37 Figuur 13:Resistentiemechanismen van insecten tegen allelochemicaliën uitgescheiden door planten (Després et al., 2003)...43 Figuur 14: Beheersing van M. Persicae in 5 Europese landen (E = Engeland, F = Frankrijk, P = Polen, G = Griekenland en GER = Duitsland) met pyrethroïden, carbamaten of imidacloprid (Elbert et al., 2008)...43 Figuur 15: Reactie van verscheidene Europese stalen van A. gossypii op een lethale dosis (LD 99) van oxydemeton-methyl, cyfluthrin, methamidophos en pirimicarb. Gebaseerd op cijfers van Nauen en Elbert (2003)...44 Figuur 16: De invloed van enkele insecticiden op natuurlijke vijanden (Biobest, 2017)...45 Figuur 17: Illustratie van de bestrijdingsdrempel en de economische schadedrempel, met t 0 en t 1 waarop respectievelijk de bestrijdingsdrempel en de economische schadedrempel bereikt wordt (gebaseerd op Stern, 1973,1959)

15 Figuur 18: Geeft weer welke strategie (geen bespuiting, behandeling op kalenderbasis of behandelen op basis van een voorspellingsmodel) het voordeligst is, afhankelijk van de betrouwbaarheid van het voorspellingsmodel, de opbrengst per hectare en de kost voor de gewasbescherming. In situatie a wordt uitgegaan van 5,9 pond/ha en voor situatie b 18,20 pond/ha (Watt, 1983)...48 Figuur 19: De waardplanten (zomertarwe) van de bladluizen...53 Figuur 20: Kooien voor de potproef...54 Figuur 21: proefopstelling...55 Figuur 22: Het verzamelen van de bovengrondse biomassa per pot...55 Figuur 23: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie met 20 en 40 S. avenae als beginpopulatie...57 Figuur 24: Opbouw van de bladluispopulatie op zomertarwe...57 Figuur 25: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie beïnvloed door twee en vier A. bipunctata (respectievelijk 20sa2ab en 20sa4ab)...59 Figuur 26: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie beïnvloed door twee en vier roofwantsen (respectievelijk 20sa2om en 20sa4om)...60 Figuur 27: S. avenae gepredateerd door O. majusculus...60 Figuur 28: Vergelijking van de evolutie van de bladluispopulatie bij afwezigheid en aanwezigheid van twee A. bipunctata of 2 O. majusculus...62 Figuur 29: Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatie per pot voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om...62 Figuur 30: Vergelijking van de evolutie van de bladluispopulatie bij afwezigheid en aanwezigheid van vier A. bipunctata of vier O. majusculus...64 Figuur 31: Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatie per pot voor 20sa, 20sa4ab en 20sa4om...64 Figuur 32: Boxplot van de verschillende droge stof gehalten per regime...65 Figuur 33: Gemiddeld vers- en drooggewicht van de tarweplanten per pot per regime...67 Figuur 34: Chlorose ten gevolge van zuigschade van S. avenae op zomertarwe...67 Figuur 35: Schaaltje met water afgedekt met plastic om verdrinking van insecten te voorkomen

16 Lijst met tabellen Tabel 1: Overleving eitjes van R. padi bij blootstelling aan drie regimes (Leather,1981)...18 Tabel 2: De intrinsieke groeisnelheid van M. dirhodum, R. padi en S. avenae in functie van de temperatuur (Dean, 1974)...24 Tabel 3: Het overlevingspercentage van M. dirhodum afhankelijk van het ontwikkelingsstadium, de temperatuur en hoe lang M. dirhodum hieraan blootgesteld wordt (Ma et al., 2004)...24 Tabel 4: Schadedrempels van bladluizen bij verschillende ontwikkelingsstadia van tarwe (LCG, 2016)...30 Tabel 5: Gemiddelde voorspelde piekdensiteit van S. avenae (van 1976 tot 1981) voor verschillende tarwecultivars (Acreman & Dixon, 1985)...30 Tabel 6: De populatiedichtheid en sterfte van S. avenae afhankelijk van de stikstofgift bij stengelstrekking (Vereijken, 1979)...34 Tabel 7: Toegelaten insecticiden voor bladluisbestrijding in België met hun actieve stof (Fytoweb, 2017)...40 Tabel 8: Enkele insecticiden die toegepast worden ter bladluisbestrijding (Carter et al., 1989)...42 Tabel 9: Berekening van het aantal graaddagen in verschillende situaties voor een halve dag voorgesteld aan de hand van het sinusoïde model. (k1 en k2 zijn respectievelijk de minimum en maximum ontwikkelingstemperatuur van de species van interesse; T = de gemiddelde temperatuur van een halve dag; α = amplitude = (TMAX TMIN1)/2 (eerste helft van de dag) of (TMAX TMIN2)/2 (tweede helft van de dag); θ1,2 = moment waarop de temperatuurcurve het minimum of maximum snijdt (Allen, 1976)...50 Tabel 10: Ontwikkeling van S. avenae uitgedrukt in graaddagen (Kieckhefer et al., 1989)...51 Tabel 11: Bestudeerde behandelingen bij protproef...52 Tabel 12: Eigenschappen potgrond...53 Tabel 13: Hypothese en p-waarde van de Shapiro-Wilk test en Mann-Whitney U...58 Tabel 14: Toegepaste testen voor 20sa2ab en 20sa4ab met hypothese en p-waarde...59 Tabel 15: Toegepaste testen voor 20sa2om en 20sa4om met hypothese en p-waarde...61 Tabel 16:Toegepaste testen voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om met hypothese en p-waarde 63 Tabel 17: Toegepaste testen voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om met hypothese en p-waarde...65 Tabel 18: P-waarden van de Shapiro-Wilk test voor het DS-gehalte van elk regime...66 Tabel 19: Uitgevoerde testen met hypothese en p-waarde om de statistische verschillen in DSgehalte te achterhalen...66 Tabel 20: P-waarden van de Shapiro-Wilk test voor het vers gewicht van de tarweplanten per pot van elk regime...68 Tabel 21: Hypothese van de two-sample t-test met de p-waarden van de Levene's test en de two-sample t-test

17 Tabel 22: P-waarde van de Shapiro-Wilk test voor de drooggewichten van de tarweplanten per pot per regime...69 Tabel 23: Hypothese van de two-sample t-test en p-waarden van de Levene's test en twosample t-test voor het nulobject en 20sa...69 Tabel 24: Hypotheses Mann-Whitney U test gepaard met de p-waarde...70 Tabel 25: Per behandeling wordt het gemiddelde versgewicht van de tarweplanten en de gemiddelde begin- en eindpopulatie van S. avenae (respectievelijk op dag één en 15 van het experiment) per pot weergegeven. De versgewichten worden ook procentueel met het nulobject vergeleken

18 8

19 Inleiding Tarwe is wereldwijd één van de belangrijkste voedings- en voedergewassen (Food and Agriculture Organisation of the United Nations (FAO), 2013). Zo werd in de periode van 2001 tot en met 2003 wereldwijd gemiddeld 209,4 miljoen ha tarwe per jaar geteeld, met een opbrengst van 564 miljoen ton per jaar. De gemiddelde opbrengst per ha was 2,96 ton, maar varieerde van minder dan 500 kg/ha tot 8,5 ton/ha (Oerke, 2006). In België werd in 2014 ongeveer ha wintertarwe (Triticum aestivum) geteeld, met een gemiddelde opbrengst van 9,26 ton/ha. Hierdoor is wintertarwe het belangrijkste akkerbouwgewas in België, gevolgd door voedermaïs (Algemene directie statistiek Statistics Belgium van de FOD economie, 2016). De productie-efficiëntie van gewassen zoals tarwe kan negatief beïnvloed worden door biotische stressfactoren zoals de concurrentie met onkruiden en het voorkomen van ziekten en plagen. Wereldwijd kan het verlies bij tarwe oplopen tot 50 % van de opbrengst door de aanwezigheid van ziekten, plagen en onkruiden. Input van gewasbeschermingsmiddelen laat toe deze totale verliezen terug te dringen tot ongeveer 28 %, waarvan 8,7 % toegeschreven kan worden aan plagen, 7,7 % aan onkruidconcurrentie, 10,2 % aan ziekten en 2,4 % aan virussen. Deze cijfers geven aan dat plagen een belangrijke rol spelen in de opbrengstderving van landbouwgewassen (Oerke, 2006). Ook bladluizen zijn in heel veel landen gekend als plaagorganisme op de gewassen (Morita et al., 2007). Zo zijn er tot op heden meer dan 4800 bladluissoorten over de hele wereld beschreven (Hardy et al., 2015). Hiervan zijn 450 soorten erkend als plaagorganisme voor gewassen (Blackman & Eastop, 2007). De belangrijkste bladluizen die opbrengstderving veroorzaken bij tarwe in Europa (en België) zijn de grote graanluis (Sitobion avenae), de roos-grasluis (Metopolophium dirhodum) en de vogelkersluis (Rhopalosiphum padi) (Lang, 2003). Deze literatuurstudie is bijgevolg een focus op deze soorten. Er zal eerst wat dieper ingegaan worden op hun nomenclatuur, morfologie, voorkomen, levenscyclus en plaagstatus. Vervolgens wordt toegelicht op welke wijze deze plaaginsecten beheerst kunnen worden aan de hand van waardplantresistentie, teelttechniek, biologische en chemische bestrijding. Tenslotte wordt het principe van IPM en schadedrempels verklaard en de werking van enkele voorspellingsmodellen verduidelijkt. In de praktijkstudie komen volgende onderzoeksvragen aan bod: Wat is de invloed van de bladluisdichtheid op het DS-gehalte van de tarweplant? Welke invloed oefenen het tweestippelig lieveheersbeestje (Adalia bipunctata) en de roofwants (Orius majusculus) uit op de bladluispopulatie en welke weerslag heeft dit op de opbrengst van de tarwe? Door meer inzicht te verwerven over de invloed van natuurlijke vijanden op de bladluispopulatie, kan er voor de timing van het toepassen van insecticiden beter rekening gehouden worden met deze factor. Bij het inzetten van breedwerkende insecticiden, worden natuurlijke vijanden gedood. Wanneer deze middelen bijvoorbeeld te vroeg ingezet worden, 9

20 kunnen de bladluizen zich achteraf nog sneller vestigen door de afwezigheid van de natuurlijke vijanden (Van de Vijver et al., 2017). Er werd reeds bij enkele bladluissoorten resistentie vastgesteld voor bepaalde insecticiden (Elbert et al., 2008). Daarom is het van belang gebruik te maken van alternatieve technieken om plaaginsecten te onderdrukken en te voorkomen dat de resistentie zich verder manifesteert. Dit is één van de doelstellingen van een geïntegreerd plaagmanagementsysteem (IPM) (Kogan, 1998). 10

21 Literatuurstudie 1 Nomenclatuur en morfologie 1.1 De bladluis Bladluizen zijn kleine insecten met een week, peervormig lichaam die één tot tien millimeter groot zijn. Ze behoren tot de orde van de Hemiptera (snavelinsecten). Bij insecten uit deze orde vormen het labrum en labium samen een gelede zuigsnavel of rostrum (A) (Dixon, 2012). In dit rostrum zijn omgebouwde mandibels en maxillen terug te vinden, die dienst doen als steekborstels of stiletten. Met behulp van het rostrum zuigt de bladluis de inhoud van plantencellen op als voedingsbron. De stiletten zorgen ervoor dat een zuigbuis en speekselbuis gevormd worden. Met andere woorden, door de stiletten wordt de celinhoud aangezogen terwijl het rostrum voor bescherming zorgt. In sommige gevallen is het rostrum sterk gereduceerd. De antennen zijn lang, weinig gesegmenteerd en dragen rhinariën (B), sensorische structuren. De kop is smal en heeft twee complexogen (C). Bij de gevleugelde generaties kunnen naast deze complexogen ook ocellen voorkomen. Onder de Hemiptera kunnen de bladluizen ingedeeld worden tot de onderorde van de Homoptera. Deze onderscheidt zich door een uniform vliesachtig vleugeloppervlak (E). In rust liggen de vleugels dakpansgewijs op het lichaam. Bladluizen maken deel uit van de subonderorde Sternorrhyncha. Kenmerkend aan deze subonderorde is een rostrum dat tussen de voorpoten hangt en tarsen met één of twee segmenten. Verder worden de bladluizen onderverdeeld in de superfamilie van de Aphidoidae. Op het abdomen komen sifunculen (F) voor waarin de wasklieren uitmonden. Hiermee wordt honingdauw uitgescheiden, wat alarmferomonen kan bevatten. Vele bladluissoorten die landbouwgewassen beschadigen, waaronder de graanluizen, behoren tot de familie van de Aphididae (Haesaert, 2015) (Figuur 1). Figuur 1: Morfologie van de bladluis; A = zuigstekel, B = gesegmenteerde antennen, C = complexoog, D = twee tarsale segmenten, E = vleugels met één prominente ader en F = sifunculen (Heie, 1980 geciteerd door Dixon in Aphid ecology an optimization approach) 11

22 1.2 De belangrijkste bladluizen voor tarwe in Europa Grote graanluis (Sitobion avenae) S. avenae heeft een geelgroene tot een vuile roodbruine kleur al kan dit sterk variëren. De pigmentatie kan beïnvloed worden door het seizoen, de temperatuur, de fotoperiode en de voeding (Williams & Dixon, 2007). De antennen, de sifunculen en de poten zijn zwart terwijl de cauda eerder bleek is. In het vleugelloos stadium is S. avenae breed spilvormig (Figuur 2) (Blackman & Eastop, 2007) Vogelkersluis (Rhopalosiphum padi (L.)) De vogelkersluis behoort tot de familie van de Aphidinae (Wellings et al, 1980). De vleugelloze bladluizen van R. padi zijn ovaal, de kleur varieert geelgroen tot olijfgroen of zwartgroen. Vaak heeft R. padi roestkleurige vlekken rond de basis van de sifunculen (Blackman & Eastop, 2007) (Figuur 2) Roos-grasluis (Metopolophium dirhodum) Net zoals R. padi behoort M. dirhodum ook tot de familie van de Aphidinae (Wellings et al, 1980). Deze bladluis heeft een geelgroene kleur met een donkere longitudinale streep. Ze wordt ongeveer 2 mm groot (Haesaert, 2015) (Figuur 2). Figuur 2: De morfologie van S. avenae, R. padi en M. dirhodum (Blackman & Eastop, 2007) 2 Voorkomen/ epidomologie S. avenae, M. dirhodum en R. padi richten wereldwijd schade aan bij graangewassen (Vereijken, 1979). Zo is S. avenae een belangrijke oorzaak van schade in zowel winter- als zomertarwe in West-Europa (Carter, 1985) (zie 5 Plaagstatus). Ook in het zuiden van Zweden zorgt deze bladluis voor opbrengstverliezen bij wintertarwe (Larsson, 2005). Vermoedelijk is ze afkomstig uit Europa (Blackman & Eastop, 2007). In West-Europa komt ze over het algemeen het talrijkst voor (Vereijken, 1979). In de jaren 70 hebben er in deze streek sterke veranderingen plaatsgevonden op het vlak van de teelt van tarwe. De zaaidichtheid nam toe en het toedienen van verschillende fracties stikstof deden hun intrede. Hierdoor werd tarwe een geschikte waardplant voor bladluizen (Carter et al., 1982). Vooral na de bloei worden 12

23 pieken van bladluizen bereikt (Vereijken, 1979). De plaagstatus van S. avenae is deels te wijten aan het vermogen van de bladluis om zich snel te vermenigvuldigen op graangewassen tijdens de zomer (Acreman & Dixon, 1985). In de Scandinavische landen is R. padi een belangrijke plaag in verscheidene graangewassen (Figuur 3). Een mogelijke reden hiervoor is dat in deze landen de waardplanten vogelkers en grasachtingen in grote aantallen voorkomen. R. padi is er gevreesd voor zowel directe als indirecte schade die ze aanrichten. In de centraler gelegen landen zoals Groot-Brittannië worden ze vooral bestreden omdat ze luteovirussen zoals het dwergvergelingsvirus (Barley Yellow Dwarf Virus, BYDV) kunnen overdragen op graangewassen (Leather et al., 1989). Figuur 3: Plaagstatus van R. padi in Europa (Leather et al., 1989) 3 Levenscyclus Bladluizen kunnen op verschillende wijzen hun levenscyclussen vervolledigen (Dixon, 1994). Wanneer ze zich seksueel vermenigvuldigen, zijn ze holocyclisch. Indien ze gedurende hun levenscyclus enkel levendbarend (viviparie) zijn en zich niet seksueel vermenigvuldigen, is er sprake van een anholocyclische cyclus (Williams & Dixon, 2007; Hille Ris Lambers, 1966). Daarnaast voltooien sommige species hun levenscyclus op één waardplant zoals S. avenae, terwijl anderen er twee hebben (Figuur 4). Hiervan zijn M. dirhodum en R. padi een voorbeeld (Ankersmit & Carter, 1981; Dixon, 1971). Met andere woorden bladluizen kunnen zowel een eenhuizige (mono-oecisch) als tweehuizige (di-oecisch) levenscyclus hebben. De waardplant kan een houtachtige, maar ook een kruidachtige plantensoort zijn. Slechts 10 % van alle bladluizen heeft twee waardplanten nodig om zijn levenscyclus te voltooien. Meestal is de eerste waardplant een houtachtige en de tweede waardplant een kruidachtig gewas (Aroun et al., 2015). 13

24 Figuur 4: Tweehuizige (links) en eenhuizige (rechts) levenscyclus (Williams & Dixon, 2007) Afhankelijk van de morfologie, het klimaat, het stadium van de levenscyclus en de functie van de bladluis zien ze er telkens een beetje anders uit. Stammoeders (fundatrix) bijvoorbeeld zorgen voor nakomelingen. Hun morfologie is bijgevolg hierop afgestemd: hun poten, cauda en sifonen zijn meestal korter wat hun mogelijkheden om zich te verspreiden doet afnemen. Ze zijn sensorisch minder gevoelig en zijn meestal ronder (Williams & Dixon, 2007; Hille Ris Lambers, 1966). De meeste bladluizen species zijn holocyclisch. Tijdens de levenscyclus zijn er verschillende levendbarende (parthenogenetische) generaties en één generatie ten gevolge van seksuele vermenigvuldiging (Aroun et al., 2015). Na deze seksuele vermenigvuldiging worden eitjes afgelegd waarmee de bladluizen de winter overbruggen. Uit deze eitjes komen dan de stammoeders voor de volgende generatie (Williams & Dixon, 2007). Bladluizen zijn poïkilotherme organismen, dit wil zeggen dat de ontwikkeling van deze insecten vooral gestuurd wordt door de temperatuur (Gutierrez et al., 2008). De ontwikkeling van de bladluispopulatie tijdens het jaar kan in drie fases ingedeeld worden, namelijk een snelle groeifase (Range B), een divergente fase en een afname van de populatiegrootte (Range C) (Chambers et al., 1983) (Figuur 5). Campbell et al. (1974) hebben de ontwikkeling net iets anders onderverdeeld. Bij de eerste fase (Range A) is het moeilijk om de ontwikkelingssnelheid in te schatten omdat er bij dergelijk lage temperaturen veel sterfte optreedt. In deze periode vindt er een selectie plaats naar de individuen die beter bestand zijn tegen dergelijk lage temperaturen (hogere fitness). De tweede fase (Range B) geeft een lineair verband tussen de ontwikkelingssnelheid en de temperatuur. Tijdens de laatste fase (Range C) wordt de populatie ingeperkt door een te hoge temperatuur en treedt er uiteindelijk sterfte op (Campbell et al., 1974). 14

25 Figuur 5: De relatie tussen de groeisnelheid van de populatie en de temperatuur (Campbell et al., 1974) 3.1 Levenscyclus met twee waardplanten De stammoeders van R. padi verschijnen in het voorjaar en voeden zich met de knoppen van de vogelkers (Prinus spp.) (Dixon, 1971). Hierbij worden er gallen geïnduceerd. Gemiddeld starten bladluizen met hun ontwikkeling vanaf 4 tot 5 C (Bale, 1996). De stammoeders moeten op hun waardplant gallen kunnen vormen, dit is cruciaal voor de vestiging van de stammoeders (Leather & Dixon, 1981). Niettegenstaande een groot aantal luizen deze fase niet overleven door zware regenval en vogelvraat, blijven de insecten op de knoppen. Wanneer de knoppen ontluiken, verplaatsen ze zich naar de onderkant van de bladeren. Bij een temperatuur van 18 C duurt het gemiddeld 14 dagen voordat de stammoeders van R. padi volgroeid zijn (Dixon, 1971). Bij overbezetting van de bladeren, zullen enkele bladluizen uitwijken naar de bladsteel en zich voeden met aangrenzende volwassen bladeren (Dixon, 1971). Vleugelloze bladluizen zijn vruchtbaarder dan de gevleugelde. Dit zou verklaard kunnen worden door een competitie voor voedingsstoffen tussen de embryogenese en de ontwikkeling van de vleugelmusculatuur (Wratten, 1977). Generaties met veel eibuisjes (ovariolen) zijn vruchtbaarder en zorgen voor meer nakomelingen. In de ovariolen vindt de rijping van de eicellen plaats (Wellings et al, 1980). Afhankelijk van de omstandigheden zijn er eerst enkele generaties vleugelloze bladluizen (Dixon & Glen, 1971). Deze worden fundatrigenia genoemd (Williams & Dixon, 2007). Zolang er voldoende voedsel aanwezig is voor de populatie dankzij de waardplant, is er geen stress en zullen er geen gevleugelde generaties ontstaan. Wanneer de kolonie te groot wordt en er stress optreedt, worden er gevleugelde bladluizen gevormd. Hoe groter de populatie op een waardplant wordt, hoe hoger het sterftepercentage (Dixon & Glen, 1971) (zie 4.3 vleugeldimorfisme). Eens de gevleugelde wijfjes (virginipares alata migrans) volwassen zijn, migreren ze naar de tweede waardplant voordat het oplosbare stikstofgehalte van het floëemsap lager wordt dan 0,4 % bij de eerste waardplant. De reden hiervoor is dat er waarschijnlijk onvoldoende 15

26 aminozuren kunnen gemobiliseerd worden uit de waardplant voor de ontwikkeling van de bladluizen (Dixon, 1971). Meestal zijn het gevleugelde bladluizen die de tweede waardplant gaan koloniseren (Aroun et al., 2015). Deze tweede waardplant is niet verwant met de eerste waardplant (Williams & Dixon, 2007). Bladluizen hebben weinig controle over de richting van hun vlucht naar de tweede waardplant (Kindlmann & Dixon, 1994). Het is echter reeds geweten dat kleur een belangrijke invloed kan hebben op hun oriëntatie naar hun volgende waardplant. Zo gaan de meeste bladluizen af op gele of groene kleuren (Archetti & Dixon, 2005) en zijn ze het gevoeligst voor golflengtes van 500 tot 600 nm (Hardie, 1989). S. avenae wordt het meeste aangetrokken door gele kleuren terwijl dit bij R. padi voornamelijk groen is (Kieckhefer et al., 1976). Bij de migratie van de bladluis worden enkele planten willekeurig aangeprikt met hun zuigstekel om na te gaan of ze voldoen als waardplant. De bladluis beslist dan of ze op een plant blijft of ze haar vlucht verderzet (Kindlmann & Dixon, 1994). Bij het aanprikken van het floëem moet de bladluis het responsmechanisme van de plant op de verwonding van het floëem kunnen onderdrukken, anders is de waardplant ongeschikt. Zowel de nutritionele kwaliteit en de smaak van het floëemsap (Pettersson et al., 2007) als huisvesting zijn van belang bij de keuze van een geschikte waardplant (Leather & Dixon, 1981). Bladluizen zijn in staat om secundaire metabolieten in de plant te detecteren. Deze metabolieten kunnen toxisch zijn, dus vermijden bladluizen planten met secundaire metabolieten zoals bijvoorbeeld hydroxamzuur (DIMBOA) (Pettersson et al., 2007), fenolen en indolalkaloïden (Leszcsynski et al., 1989). Door hun korte levensduur en beperkte voedselreserves is het aantal planten dat geëvalueerd wordt vaak beperkt (Kindlmann & Dixon, 1994). De tweede waardplant staat in functie van de hoge kwaliteit van de voeding en de daaruit resulterende hoge reproductie van de bladluizen (Moran, 1988). Voor R. padi duurt het zo n tien dagen bij een temperatuur van 18 C voor de ontwikkeling van een generatie bladluizen tot het volwassen stadium, wanneer ze op de tweede waardplant verblijven (Dixon, 1971). De eerste generatie bladluizen op de tweede waardplant is meestal opnieuw vleugelloos (aptera). Morfologisch zien ze er ook anders uit dan de andere generaties. Soms bestaan de antennes uit minder segmenten en zijn de aanhangsels korter. Deze generatie lijkt het beste op de stammoeders, want bij beiden is er sterk geïnvesteerd in de voortplanting en in mindere mate in de verspreiding en sensorische activiteit (Williams & Dixon, 2007). De populatie neemt ongeslachtelijk verder toe met enkele generaties vleugelloze vrouwelijke bladluizen tot het melkrijpe stadium van het graangewas. Daarna worden gevleugelde wijfjes (sexupares) gebaard, deze migreren naar andere grassen (Ankersmit & Carter, 1981). M. dirhodum zal zich bij graangewassen op de bladeren vestigen (Ankersmit & Carter, 1981). De onderste bladeren van de plant worden eerst door deze bladluis gekoloniseerd. Wanneer er senescentie van deze bladeren optreedt, migreert M. dirhodum naar de hoger gelegen bladeren. Dit gaat door tot het vlagblad bereikt wordt. Daar zal M. dirhodum rechtstreeks voedingsstoffen van het vlagblad onderscheppen (Wratten, 1975). Uit een onderzoek van Dixon & Glen (1971) is gebleken dat wanneer het gewicht van vleugelloze bladluizen onder 16

27 een bepaalde drempel daalt (voor R. padi onder 1,6 mg), deze bladluizen een gevleugelde generatie zal baren. Onvoldoende voedingsstoffen van de waardplant kan bijgevolg migratie in de hand werken (zie 3.3 Vleugeldimorfisme). Wanneer de daglengte korter wordt, verschijnen de gynoparae of de sexuparae. Als deze gevleugelde generatie enkel oviparae baart, wordt deze generatie de gynoparae genoemd. Indien zowel oviparae als mannelijke bladluizen gebaard worden, is er sprake van sexuparae. Deze keren terug naar de eerste (meestal houtachtige) waardplant waar de eitjes afgelegd kunnen worden. Daar worden de oviparae en de mannelijke bladluizen gebaard (Williams & Dixon, 2007; Dixon & Glen, 1971; Dixon, 1971). Deze periode is erg belastend en mogelijks de zwaarste van heel hun levenscyclus. Er moet namelijk gemigreerd worden naar een andere waardplant waarbij vele gynoparae die zelfs niet bereiken. Hierna volgt een vrij lage reproductiecyclus. Gemiddeld wordt er één eitje afgelegd per gynopara die de vlucht overleefd heeft (Moran, 1988). Ward et al. (1998) schatten dat slechts 0,6 % van de gevleugelde bladluizen van R. padi de vlucht van de tweede naar de eerste waardplant in het najaar overleefd. De meeste bladluizen die economische schade kunnen berokkenen aan landbouwgewassen overwinteren al dan niet als ei op houtachtige waardplanten (zoals vogelkers voor R. padi en rozen voor M. dirhodum) (Dixon, 1971; Ankersmit & Carter, 1981). Zij behoren dus tot die 10 % van alle bladluizen die twee waardplanten nodig hebben om hun levenscyclus te vervolledigen (Aroun et al., 2015). De primaire waardplant dient ook als goede voedingsbron voor de stammoeders in het voorjaar (Moran, 1988). In deze periode is de hoeveelheid oplosbare stikstof van de eerste waardplant terug op peil (Dixon, 1971). De ei-afleg gebeurt in het najaar, na de paring van de sexuales (oviparae en mannelijke bladluizen). De oviparae van R. padi zullen hierna de eitjes afleggen, dit gebeurt meestal aan de basis van de knoppen van vogelkers (Dixon, 1971). M. dirhodum legt dan weer zijn eieren af op rozen (Ankersmit & Carter, 1981). Volledig ontwikkelde eitjes van R. padi zijn blinkend en zwart. De onvruchtbare blijven groen (Leather, 1980). De eitjes zullen dan de winter overbruggen, deze blijven ondanks lage vriestemperaturen intact (Dixon, 1971). Hoewel ze temperaturen tot -39 C kunnen overleven (Strathdee et al., 1995), kan koud weer het verschijnen van de fundatrix uitstellen en de ontwikkeling ervan vertragen (Walters & Dewar, 1986). Oviparae voeden zich met bladeren die bladsenescentie vertonen. Wanneer dit echter ontluikende bladeren zouden zijn, vertonen de oviparae en de gerijpte eitjes een trager ontwikkelingspatroon (Leather & Dixon, 1981). Hoewel de eitjes goed tegen de koude kunnen, noteerde Leather (1981) een sterfte van 70 tot 80 % van de eitjes tijdens de winter bij een veldstudie in Groot-Brittannië. Hierbij onderwierp hij R. padi aan drie regimes om na te gaan welke variabele de grootste invloed heeft op sterfte van de eitjes tijdens de winter. Als controle werden de eitjes blootgesteld aan regenval, vogels en geleedpotigen (Arthropoda spp.). Daarnaast waren er ook eitjes die enkel werden blootgesteld aan geleedpotigen of aan regenval (Tabel 1). Deze bevindingen suggereren dat geleedpotigen een belangrijke rol spelen in de reductie van de bladluispopulatie (Leather, 1981). 17

28 Tabel 1: Overleving eitjes van R. padi bij blootstelling aan drie regimes (Leather,1981) Regime Sterftepercentage Controle: blootstelling aan regen, vogels 81 % en geleedpotigen Geleedpotigen 66 % Regenval 35 % In regio s met een mild klimaat zal R. padi eerder vivipaar de winter overbruggen op de tweede waardplant, het overlevingspercentage ervan is afhankelijk van de vorst tijdens de winter (Wellings et al., 1980). 3.2 Levenscyclus met één waardplant S. avenae is één van de bladluizen die mono-oecisch zijn levenscyclus voltooid. Ze overwinteren vivipaar of als ei op planten die behoren tot de grassenfamilie (Poaceae) (Williams & Dixon, 2007; Ankersmit & Carter, 1981) of andere monocotylen (Blackman & Eastop, 2007). Onderzoek toonde aan dat een temperatuur van -7 C dodelijk is voor 50 % van een populatie (LT 50) adulte S. avenae individuen (Legrand et al., 2004). De stammoeders verschijnen bij temperaturen vanaf 4,8 C (Campbell et al., 1974). In tegenstelling tot de di-oecische bladluizen (twee waardplanten) zijn de verschillen tussen de stammoeder en de andere generaties beperkt. S. avenae verblijft tijdens het groeiseizoen op dezelfde waardplant of op een andere grasachtige of monocotyle plant (Williams & Dixon, 2007), maar migreert naar de aar vanaf het moment dat deze verschijnt. Daar voedt S. avenae zich aan de basis van het kelkkafje met stikstof en koolhydraten (Wratten, 1975). De populatie van S. avenae neemt toe tot de tarwe start met afrijpen. Dan worden alatae gevormd, deze migreren naar andere grasachtigen (Ankersmit & Carter, 1981). Zo migreren ze in het najaar onder andere naar maïs om zich daar in de bovenste bladeren te vestigen (Haesaert, 2015). De migratie vindt pas plaats in het najaar omdat jonge maïsplanten hogere gehaltes van het secundaire metaboliet hydroxamzuur (DIMBOA) bevatten dan oude planten. Dit heeft een repellent effect op bladluizen (Morse et al., 1991) (zie 7.1 Waardplantresistentie). De gevleugelde bladluizen die op de maïs gevormd worden, kunnen dan terug migreren naar de gezaaide wintertarwe of andere grasachtigen (Dedryver & Tanguy, 1984). S. avenae overwintert in het eistadium of vivipaar op Poaceae (Ankersmit & Carter, 1981). De ontwikkeling en reproductie van de vivipare generatie verloopt langzaam tijdens de winter (Carter, 1985). Milde winters kunnen ervoor zorgen dat in de lente ook mannelijke bladluizen geproduceerd worden, hoewel dit niet normaal is. Deze worden waarschijnlijk gebaard door de stammoeders, van bladluizen met een anholocyclische cyclus, die de winter overleefd hebben (Williams & Dixon, 2007). 18

29 3.3 Vleugeldimorfisme De vorming van gevleugelde generaties is voor zowel de eenhuizige als tweehuizige bladluizen van evolutionair belang. Het maakt de migratie naar de tweede waardplant en de verspreiding over een groter oppervlak mogelijk. Aangezien de plant tijdens het groeiseizoen kwalitatieve en kwantitatieve wijzigingen doorloopt, is het ook een voordeel om van waardplant te kunnen veranderen. De ontwikkeling van een gevleugelde bladluis kan gecontroleerd worden door de moeder (pre-nataal) of door de nimf (onvolwassen individu) zelf tijdens haar groei (post-nataal). De stimulans om vleugels te vormen kan ook een combinatie van beiden zijn. Bij R. padi kunnen de vleugels op deze drie manieren geïnduceerd worden. Voor S. avenae zijn enkel de pre-natale inductie en de combinatie van pre- en post-nataal van toepassing (Müller et al., 2001). Alle bladluizen bezitten in het embryonale stadium beginselen voor de vorming van vleugels. Voor de eerste embryonale vervelling zien deze beginselen eruit als hypodermale verdikkingen. Deze vervelling gebeurt ongeveer een dag voor de geboorte. Indien de omgevingsfactoren vleugelontwikkeling stimuleren zullen de bladluizen investeren in de vorming van vleugels. Als dit niet het geval is degenereren de beginselen van de vleugels (Braendle et al., 2006). Er zijn twee hypotheses die kunnen verklaren waarom bladluizen in een levenscyclus meerdere waardplanten hebben. De eerste steunt op het optimale gebruik van de beschikbare waardplanten. Om de beschikbaarheid van nutriënten te maximaliseren, wordt tijdens lente en de herfst gebruik gemaakt van een houtachtige waardplant (dan worden er veel nutriënten in de waardplant getransporteerd om nieuwe blaadjes te vormen of om reserves aan te leggen afkomstig van oudere bladeren (Figuur 6)) om dan tijdens de zomer te profiteren van de groei van kruidachtige planten (deze groeien sterk in de zomer en zijn dus rijk aan voedingstoffen) (Moran, 1988). Figuur 6: De nutritionele kwaliteit van blaadjes van houtachtige gewassen tijdens het groeiseizoen afgeleid uit Kennedy et al. (1950) De andere hypothese stelt dat het wisselen van waardplant ontstaan is uit historische beperkingen. Hierbij moet wel vermeld worden dat overspecialisatie in de voorouderlijke 19

30 waardplanten ervoor gezorgd heeft dat er niet naar een volledig andere waardplant overgeschakeld kan worden op lange termijn. De oorspronkelijke waardplant blijft een rol spelen in de levenscyclus. Daardoor is een optimale aanpassing aan de beschikbaarheid van de waardplant niet mogelijk. Waarschijnlijk is de belangrijkste variabele omgevingsfactor van een bladluis de nutritionele waarde van zijn waardplant. De wijzigingen van de waardplant gedurende het groeiseizoen en de korte periode tussen twee generaties bladluizen (dit is mogelijk door parthenogenese) maken evoluties van seizoensgebonden fenotypische afwijkingen mogelijk. De eerste waardplant van een bladluis is evolutionair bekeken vrij stabiel. De tweede daarentegen is variabeler of recenter verworven ten opzichte van de eerste (Moran, 1988). Figuur 7 geeft de verschillende factoren weer die de vorming van vleugels kunnen stimuleren. Voorbeelden van dergelijk stimulerende factoren zijn overbevolking van de waardplant, voeding, de omgevingstemperatuur, de aanwezigheid van predatoren, mieren, pathogenen, plantenvirussen en parasitoïden. Zo zou overbevolking van de waardplant een positieve invloed hebben op de ontwikkeling van de vleugelmusculatuur. Deze overbevolking kan zowel door soortgenoten als door contact met andere soorten bladluizen veroorzaakt worden. Hoewel temperatuur algemeen een belangrijke invloed heeft op de levenscyclus van de bladluis, is het effect op het dimorfisme vaak klein. Een combinatie met andere stimulansen of extreem lage temperaturen zouden dan weer wel een belangrijke invloed hebben. Hoge temperaturen verhogen de activiteit en dus wordt vermoed dat de contacten tussen bladluizen toenemen, wat zou leiden tot de vorming van vleugels (Müller et al., 2001). Al werd er door Johnson (1966), Lees (1967) en Schaefers en Judge (1971) vastgesteld dat hogere temperaturen eerder resulteren in vleugelloze bladluizen dan gevleugelde. Naast overbevolking kan ook de voeding in dit proces van belang zijn. Zo constateerden Dixon en Glen (1971) dat een te lage opname van voedingsstoffen (resulterend in een gewicht lager dan 1,6 mg voor R. padi) leidde tot het baren van een gevleugelde generatie. Kunert en Weisser (2003) stelden dat door een toename van predatoren het aandeel gevleugelde bladluizen van de populatie zal stijgen. Dit kan verklaard worden doordat de populatie onrustiger wordt door de aanwezigheid van natuurlijke vijanden. De activiteit van de bladluizen neemt toe, dus is de kans groter dat de ene bladluis de andere kruist en er zogezegd een te grote populatie is waardoor de ontwikkeling van vleugels gestimuleerd wordt (Müller et al., 2001). Maar aangezien de predatoren de populatie inperken, kan het aantal gevleugelde bladluizen terug gereduceerd worden. Wanneer de predatoren bijvoorbeeld een voorkeur hebben voor aptera larven, zal de hoeveelheid sexupares sterk afnemen (Kunert & Weisser, 2003). Dit laatste werd ook door Müller et al. (2001) geconcludeerd. Door de preferentie voor de vroege ontwikkelingsstadia van een bladluis kunnen parasitoïden de hoeveelheid gevleugelde bladluizen gedeeltelijk of volledig terugdringen. Daarnaast kunnen predatoren en parasitoïden aanleiding geven tot de uitscheiding van alarmferomonen door de bladluizen. Wanneer bladluizen aangevallen worden door predatoren zoals lieveheersbeestjes 20

31 (Coccinelllidae spp.) of larven van gaasvliegen (Chrysopidae spp.), wordt door de gepredateerde bladluis het alarmferomoon (E)-β-farnese uitgescheiden via de sifunculen. Deze bladluis overleeft de aanval meestal niet, maar door dit signaal hebben de andere bladluizen van de populatie de kans om te ontsnappen aan de predatoren (Kunert et al, 2005). De andere bladluizen ontvangen het alarmferomoon via hun antennen (Kunert & Weisser, 2005). Het is niet de concentratie van het alarmferomoon dat van belang is, maar de frequentie waarmee de bladluis eraan blootgesteld wordt. Bladluizen die dit alarmferomoon waarnemen produceren meer alatae wanneer ze als kolonie voorkomen. Het alarmferomoon heeft een invloed op de populatie die lijkt op het effect van overbezetting. Beiden hebben de vorming van gevleugelde nakomelingen tot gevolg. Als reactie op (E)-β-farnese kunnen de bladluizen hun stilet terugtrekken uit de plant, loopgedrag vertonen en zich laten vallen van de waardplant (Kunert et al, 2005). Er bestaat een mutualisme tussen mieren en bladluizen. Bladluizen scheiden honingdauw uit, welke kan fungeren als voedselbron voor mieren. Mieren hebben namelijk een voorkeur voor suikerrijk voedsel. Aangezien de kwaliteit van het floëemsap bepalend is voor het sucrosegehalte in de honingdauw, speelt deze ook een rol in het mutualisme tussen beide species. Een hoog sucrosegehalte in het floëemsap leidt tot een hoog sucrosegehalte in de honingdauw (Kleinjan & Mittler, 1975). De mier beschermt de bladluis op zijn beurt tegen enkele hyperparasitoïden en predatoren zoals lieveheerbeestjes en gaasvliegen (Stadler & Dixon, 2005; Völkl, 1992). Maar wanneer bladluizen door bepaalde parasitoïden (zoals een vliesvleugelige (Lysiphlebus cardui)) belaagd worden, produceren ze net meer honingdauw, waardoor de mieren geen voordeel halen uit de bescherming van de bladluizen (Völkl, 1992). Omdat bladluizen verschillende vijanden hebben, varieert het effect van de mieren op de belagers. Mieren zouden het aantal alatae van de populatie terugdringen, dus de populatie zou een groter percentage van apterae bevatten (Tegelaar et al., 2012). Dit effect wordt veroorzaakt door stoffen die aangemaakt worden door de klieren van de onderkaak van de mier (bijvoorbeeld dendrolasine). Er wordt vermoed dat deze stoffen gerelateerd zijn aan de juveniele hormonen. De transfer van deze stoffen zou plaatsvinden via de voelsprieten van de mier naar de bladluis. Ze zouden via de monddelen naar de voelsprieten overgebracht worden om met de voelsprieten de bladluizen aan te raken en de stoffen te verspreiden (Kleinjan & Mittler, 1975). Een waardplant die besmet is met een virus, bijvoorbeeld BYDV, heeft ook zijn invloed op de ontwikkeling van de bladluispopulatie. Gildow (1980) heeft het aantal alatae van S. avenae en R. padi die zich ontwikkelden op een gezonde waardplant vergeleken met het aantal gevleugelde bladluizen die zich ontwikkelden op een waardplant die besmet was met BYDV (isolaten PAV (Padi avenae virus), MAV (Macrosiphum avenae virus) en RPV (Rhopalosiphum padi virus)). 73 % van de gebaarde bladluizen op de geïnfecteerde waardplant (met isolaat MAV) vormden vleugels, terwijl dit bij de controle slechts 31 % bedroeg. Vaak echter is het een combinatie van verschillende factoren die ervoor zorgen dat vleugels geïnduceerd worden, wat het moeilijk maakt het belang van elke factor te achterhalen (Müller et al., 2001). 21

32 Figuur 7: Afhankelijk van de omstandigheden worden gevleugelde of ongevleugelde bladluizen gevormd. De grijze pijlen duiden op een impuls om vleugels te vormen. De invloeden met een witte pijl zouden een negatief effect hebben op de ontwikkeling van de vleugelmusculatuur. De zwarte pijlen duiden op meer gecompliceerde, variabele invloeden (Müller et al., 2001) 3.4 Voeding Bladluizen voeden zich met floëemsap van de waardplant (Figuur 8). Floëemsap voorziet bladluizen van suikers en aminozuren die een minimale vertering vereisen. De assimilatie door bladluizen gebeurt zeer efficiënt (Douglas & van Emden, 2007). Figuur 8: S. avenae voedt zich met het floëemsap van zomertarwe Daarnaast leven ze in symbiose met bacteriën (zoals Buchnera aphidicola van de ɣ3- proteobacteria) die uit minder essentiële aminozuren essentiële aminozuren vormen voor de bladluis. De bladluis maakt op zijn beurt essentiële aminozuren aan voor de bacterie (The International Aphid Genomics Consortium, 2010). Zonder de aanwezigheid van B. aphidicola kan de larvale ontwikkeling tot twee dagen verlengd worden. De nodige stikstof voor de ontwikkeling van de bladluis is meestal afkomstig van vrije aminozuren opgenomen uit het floëemsap of van de symbionte bacteriën. De suikers die het floëemsap bevat, zijn een 22

33 essentiële bron van koolstof die nodig is voor de ademhaling en de groei. Hoewel het floëemsap rijk is aan suikers, is het arm aan vetten. Daarom wordt verondersteld dat de vetten die de bladluis nodig heeft endogeen worden aangemaakt. Deze vetten dienen hoofdzakelijk als energiebron wanneer bladluizen zich niet voeden, zoals bij de vlucht naar een andere waardplant (Douglas & van Emden, 2007). 4 Omgevingsfactoren 4.1 De temperatuur Figuur 9 (Dean,1974) geeft de groeisnelheden van R. padi, M. dirhodum en S. avenae weer bij temperaturen van 10 tot 30 C. Deze figuur geeft aan dat R. padi zich het snelst ontwikkelt bij hogere temperaturen in vergelijking met M. dirhodum en S. avenae, wat suggereert dat R. padi beter is aangepast aan hogere temperaturen in tegenstelling tot de andere bladluissoorten (Asin & Pons, 2001). De ontwikkelingssnelheid van deze drie species neemt geleidelijk toe om erna weer af te nemen in functie van de temperatuur. M. dirhodum is het beste afgestemd op lagere temperaturen. De groeisnelheid varieert van 1,0 tot 2,0 nimfen per vrouwelijke bladluis per week bij temperaturen van 10 tot 20 C. R. padi en S. avenae hebben hogere groeisnelheden bij temperaturen tussen 15 en 25 C. De groeisnelheid van R. padi schommelt tussen 1,9 en 3,5 nimfen per vrouwelijke bladluis per week, voor S. avenae is dit tussen 1,9 en 2,2 nimfen per vrouwelijke bladluis per week. R. padi ontwikkelt zich het snelst bij 25 C, M. dirhodum en S. avenae bij 20 C (Tabel 2) (Dean, 1974). Figuur 9: De groeisnelheid per vrouwelijke bladluis per week voor M. dirhodum, R. padi en S. avenae (Dean, 1974) 23

34 Tabel 2: De intrinsieke groeisnelheid van M. dirhodum, R. padi en S. avenae in functie van de temperatuur (Dean, 1974) Temperatuur Intrinsieke groeisnelheid M. dirhodum R. padi S. avenae 10 1,0 0,8 0,8 15 1,9 1,9 1,9 20 2,0 2,8 2,2 25 0,4 3,5 2, Het voorkomen en de ontwikkeling van bladluizen is sterk afhankelijk van de temperatuur en hoe lang deze aangehouden wordt. Dit werd geïllustreerd door een studie van Ma et al. (2004) waarbij M. dirhodum in verschillende ontwikkelingsstadia werd blootgesteld aan verscheidene temperaturen voor een variabel aantal dagen (Tabel 3). De overleving van de adulten daalde hierbij van 80 % naar 30 % wanneer deze respectievelijk één en acht dagen onderworpen werden aan 29 C. Volwassen bladluizen bleken ook gevoeliger dan nimfen voor hoge temperaturen. 90 % van M. dirhodum van het derde nymfale stadium overleeft een temperatuur van 33 C, dit in tegenstelling tot de adulten waarvan er slecht 10 % overblijft (Ma et al., 2004). Tabel 3: Het overlevingspercentage van M. dirhodum afhankelijk van het ontwikkelingsstadium, de temperatuur en hoe lang M. dirhodum hieraan blootgesteld wordt (Ma et al., 2004) Temperatuur Blootstelling % overleving dagen x Adult 4 e nymfale 3 e nymfale uur/dag stadium stadium 33 1x x x x x Temperatuur speelt ook een rol in de dimensies van de bladluis. Bladluizen die zich ontwikkelen bij 26,5 C, zijn kleiner dan deze die opgroeien bij 10 C. Dit verschil in dimensie van de bladluizen kan te wijten zijn aan de invloed van de temperatuur, maar ook aan de voeding. Door de hoge temperatuur zal bladsenescentie vlugger optreden, wat de kwaliteit van het floëemsap benadeelt (Blackman & Spence, 1994). Eitjes van bladluizen kunnen overleven bij zeer lage temperaturen (- 39 C) (Strathdee et al., 1995). De bladluizen zelf zijn daarentegen wel gevoelig voor koude. De nimfen in het eerste larvaal stadium van S. avenae vertoonden een sterfte van 20 % wanneer ze voor een uur aan 24

35 10 C werden onderworpen. Geen van de adulten overleefde een temperatuur van 10 C voor een uur. Hieruit kan geconcludeerd worden dat de adulten van S. avenae minder bestand zijn tegen koude dan de nimfen (Parish & Bale, 1992). Blootstelling van nimfen en adulten van R. padi aan 7,5 C voor zes uur resulteerde respectievelijk in een sterfte van 40 % en 55 % (Hutchinson & Bale, 1994). 4.2 De waardplant Het ontwikkelingsstadium van de waardplant is ook van belang bij de ontwikkeling en de levensduur van de bladluis. De ontwikkelingstijd van elk nymfaal stadium, wordt niet beïnvloed door de ontwikkeling van de plant. Daarentegen is de levensduur van de adulten wel afhankelijk van het ontwikkelingsstadium van de waardplant. Bij het afrijpen van de waardplant, wordt bijvoorbeeld de levensduur van de adulten korter (Carter, 1985). Daarnaast kunnen de stammoeders van R. padi niet overleven op volwassen bladeren of deze met senescentie, terwijl de oviparae geen last hebben van bladsenescentie. Een mogelijke verklaring hiervoor is dat stammoeders jonge bladeren nodig hebben om gallen te induceren en zich te voeden (Leather & Dixon, 1981). Bladluizen vertonen ook een voorkeur qua waardplanten. Zo vermenigvuldigen M. dirhodum en S. avenae zich sneller op gerst (Hordeum vulgare) dan op haver (Avena sativa) en tarwe. R. padi heeft de hoogste reproductiesnelheid met gerst als waardplant en de traagste bij haver. Wanneer R. padi tarwe als waardplant heeft, zijn de overlevingskansen groter in vergelijking met de overleving op gerst of haver. Als deze bladluizen de keuze hebben tussen tarwe, gerst en haver, zal M. dirhodum gerst verkiezen, R. padi geeft de voorkeur aan tarwe en S. avenae zal haver verkiezen. Als de bladluizen de keuze hadden tussen verschillende grassen, uitgezonderd graangewassen, werden hoofdzakelijk beemdlangbloem (Festuca pratensis), Engels raaigras (Lolium perenne) en timotee (Phleum pratense) gekoloniseerd (Dean, 1973a). Deze voorkeur kan beïnvloed worden door het ontwikkelingsstadium van de plant. Zo werden jonge planten verkozen ten opzichte van verder ontwikkelde planten. Zaailingen zullen eerder gekoloniseerd worden dan melkrijpe gewassen, uitstoelende eerder dan planten in het vlagbladstadium of de aarzwelling en deze worden op hun beurt weer verkozen boven bloeiende grassen (Leather et al., 1989). De mate waarin de mogelijke waardplant resistentiemechanismen heeft die de groeisnelheid van bladluizen beperken (antibiose), zal de voorkeur van bladluizen afnemen (Leszczynski et al., 1989) (zie 6.1 Waardplantresistentie). Afhankelijk van de levensfase waarin de bladluis zich bevindt, zijn er ook verschillen qua voorkeur voor een voedingsbron. Zo zullen parthenogenische R. padi haver verkiezen. Enkel wanneer de gynoparae vogelkers als waardplant hebben, zullen er nakomelingen zijn (Dixon, 1971). 25

36 5 Plaagstatus In Europa zijn S. avenae, M. dirhodum en R. padi bladluissoorten die het meest van economisch belang zijn bij de kolonisatie van graangewassen. S. avenae komt in de grootste aantallen voor, gevolgd door M. dirhodum en R. padi (Lang, 2003). Ze richten elk op een andere plaats van het gewas schade aan. S. avenae heeft de voorkeur zich tijdens het groeiseizoen eerst te vestigen op het blad, samen met M. dirhodum. De vorming van de aar gaat gepaard met een shift in de verdeling van de assimilaten in de plant (Dean, 1973b). Hierdoor zal S. avenae migreren naar de aar om zich te voeden aan de basis van de kelkkafjes. De nutritionele kwaliteit van het floëemsap is in de aar namelijk hoger dan in de rest van de plant. Dit kan een verklaring zijn voor de migratie naar de aar. S. avenae zou het beste aangepast zijn aan tarwe, aangezien zij zich op de beste plaats van de tarweplant voedt en ze sneller reageert op overbezetting dan de andere twee species. Met andere woorden S. avenae kan beter omgaan met de snelle senescentie van het gewas tijdens het melkrijpe stadium (Vereijken, 1979). M. dirhodum bevindt zich meestal op de abaxiale zijde van het blad, uitzonderlijk op de aar. R. padi zit het liefst dicht bij de grond op de schijnstengel tijdens de vegetatieve fase. Wanneer deze bladeren senescentie vertonen, migreert ze naar de rest van de plant (Vereijken, 1979). Het korrelgewicht is sterk afhankelijk van de fotosyntheseactiviteit in het vlagblad (Dean, 1973b). Daarnaast spelen de aar en het tweede blad ook een belangrijke rol (Figuur 10). Figuur 10: Bijdrage aan de opbrengst geleverd door de verschillende plantendelen (Fowler, 2014) Aangezien S. avenae rechtstreeks voedingsstoffen aan de aar onttrekt, zou zij verantwoordelijk zijn voor de grootste opbrengstreductie (Dean, 1973b). Ze zorgt niet enkel voor een afname van de opbrengst, maar reduceert ook de kwaliteit van de graankorrel. De korrels van wintertarwe die aangetast waren met S. avenae en M. dirhodum hadden een eiwitgehalte van 9,91 % en 10,06 % respectievelijk, terwijl de controle een eiwitgehalte van 11,03 % had (Wratten, 1975). Voss et al. (1997) gingen de invloed van R. padi en S. avenae 26

37 na op de opbrengst van zomertarwe. Zowel R. padi als S. avenae leidden tot de grootste verliezen bij kolonisatie van het vlagbladstadium tot de aarzwelling. Het vlagblad is dan ook verantwoordelijk voor bijna de helft van de korrelopbrengst gevolgd door de aar en het tweede blad die elk voor zo n 20 % van de opbrengst zorgen (Fowler, 2014). De opbrengstreductie veroorzaakt door R. padi liep op tot 31 %, terwijl dit 20 % was wanneer de plant gekoloniseerd werd tijdens de bloei. S. avenae veroorzaakte verliezen tot 21 % bij kolonisatie van het vlagbladstadium tot de aarzwelling. Wanneer S. avenae zich op tarwe vestigt bij latere ontwikkelingsstadia is de opbrengstreductie gering. Op basis van deze gegevens kan gesuggereerd worden dat R. padi schadelijker is dan S. avenae. S. avenae is echter meestal groter dan R. padi en neemt ze waarschijnlijk meer floëemsap op. Na de bloei zijn de bladluizen minder schadelijk voor het gewas omdat het aantal aarpakjes en korrels reeds vastligt. Ze kunnen wel nog een invloed uitoefenen op het korrelgewicht (Voss et al., 1997). Vereijken (1979) heeft een reductie van het gemiddelde korrelgewicht per aar van 5,3 % waargenomen veroorzaakt door de zuigschade van S. avenae aan de kelkkafjes. Bladluizen kunnen zowel direct als indirect schade aan planten berokkenen. De directe schade omvat de zuigschade. Onder indirecte schade wordt de schade die afkomstig is van bijvoorbeeld honingdauw, virusoverdracht, fusarium en roetdauwschimmels verstaan. De zuigschade is verantwoordelijk voor 45 % tot 50 % van de opbrengstverliezen (Vereijken, 1979). Dit wordt veroorzaakt doordat er nutriënten en water via het floëem door de bladluis onttrokken worden aan de waardplant (Harpaz, 1984). De hoeveelheid floëemsap die de bladluis opneemt, is afhankelijk van het stikstofgehalte van het sap. Een hoog stikstofgehalte resulteert in een gereduceerde opname en een verlaagde uitscheiding van honingdauw (Rabbinge et al., 1981). Patil et al. (2016) veronderstellen dan weer dat de directe schade kan oplopen van 35 % tot 40 % van de opbrengst en dat de indirecte verliezen variëren van 20 % tot 80 %. Rabbinge et al. (1984b) heeft vastgesteld dat bij een opbrengst van 5500 kg tarwe/ha, 59 % van de opbrengstverliezen toe te schrijven zijn aan de zuigschade van de bladluizen. Wanneer er opbrengsten genoteerd werden van 7500 kg tarwe/ha, kon slechts 16 % van de verliezen verklaard worden door directe schade. Indirecte schade veroorzaakt door bladluizen wordt bijgevolg steeds belangrijker bij toenemende opbrengsten, vooral bladsenescentie zou hierbij van betekenis zijn (Rabbinge et al., 1983). Bij het onttrekken van voedingstoffen aan de plant wordt door de bladluis speeksel in de plant geïnjecteerd, dit speeksel kan virussen bevatten (indirecte schade) (Williams & Dixon, 2007). R. padi is een belangrijke vector van het dwergvergelingsvirus (Hutchinson & Bale, 1994). Er moet wel opgemerkt worden dat R. padi enkel als vector kan fungeren wanneer deze bijvoorbeeld van grassen naar tarwe migreert (Ward et al., 1998). Raaigrassen (Lolium perenne en Lolium multiflorum) zijn frequent in weilanden aanwezig, net deze grassen zijn vaak drager van het RPV serotype (Leclercq-Le Quillec et al, 1995). De verspreiding van het dwergvergelingsvirus in de winter vindt dus meestal plaats bij milde temperaturen, wanneer R. padi kan overwinteren op grassen (Ward et al., 1998). Hoewel de overdracht van BYDV vooral toegeschreven wordt aan R. padi, kunnen ook S. avenae en M. dirhodum als vector fungeren. BYDV wordt persistent verspreid door bladluizen, er bestaat een selectiviteit voor de vector 27

38 afhankelijk van de stam van BYDV. Het serotype RPV wordt door R. padi overgedragen en MAV door S. avenae en M. dirhodum. PAV is niet vectorspecifiek en wordt door de drie species verspreid. Al is deze voorkeur niet sluitend. De bladluisspecies kunnen ook verschillende virussen tegelijk overdragen (Leclercq-Le Quillec et al, 1995). In het voorjaar is op de eerste plaats R. padi verantwoordelijk voor de overdracht van het luteovirus en in mindere mate S. avenae en M. dirhodum. In het najaar is het meestal R. padi die voor de verspreiding van de virussen zorgt. Tot meer dan 95 % van alle infecties door BYDV in het najaar zijn het gevolg van een overdracht door R. padi (Leclercq-Le Quillec et al, 1995). Jensen et al. (1971) constateerden dat de opbrengstverliezen van zomertarwe ten gevolge van het dwergvergelingsvirus kunnen variëren tussen 47 % en 76 %. Het dwergvergelingsvirus veroorzaakt een daling van het chlorofylgehalte (chlorose), waardoor de fotosyntheseactiviteit afneemt. Er werd ook dwerggroei waargenomen en een verkorting van de aren. Planten besmet met het dwergvergelingsvirus waren daarnaast later volgroeid (Jensen et al., 1971). Vaak nemen bladluizen een overmaat aan sucrose op via het floëemsap (Douglas & van Emden, 2007), omdat plantensap meer suikers dan eiwitten en aminozuren bevat (Haesaert, 2015). Deze wordt omgezet naar oligosachariden en uitgescheiden als honingdauw (Douglas & van Emden, 2007). De plant wordt met honingdauw besmeurd, wat ervoor zorgt dat allerlei sporen van schimmels makkelijker blijven kleven aan de plant en er zich erop ontwikkelen (Haesaert, 2015). De kolonisatie van S. avenae en M. dirhodum zorgt ervoor dat er vervroegd bladsenescentie optreedt (Wratten, 1975) en de fotosyntheseactiviteit gedrukt wordt (Rabbinge et al., 1981). Honingdauw zou de vergeling en dus de bladveroudering versnellen, aangezien het chlorofyl van de met honingdauw bedekte bladeren sneller afgebroken wordt. Tijdens de graanvulling heeft tarwe een netto groeisnelheid van zo n 200 kg DS/ha/dag. Indien deze periode verkort wordt door vervroegde bladsenescentie kan dit leiden tot aanzienlijke opbrengstverliezen. In vergelijking met de directe zuigschade kan dit dus zorgen voor grotere verliezen (Rabbinge et al., 1981). De glucose in de honingdauw is ook een voedingsbron voor schimmels (Rabbinge et al., 1981). Vereijken (1979) ondervond dat vooral roetdauwschimmels (Cladosporium spp. en Aureobasidium pullulans) goed gedijen op honingdauw. Bij kristallisatie en beperkte verspreiding van de honingdauw over het blad ontwikkelden de roetdauwschimmels zich niet. Wanneer honingdauw een dunne film op het blad vormt, kunnen de sporen aan het blad blijven kleven. Honingdauw kan dan de kieming van de sporen en de groei van het mycelium stimuleren (Vereijken, 1979). Ook andere saprofyten zoals gisten (witte gisten (Cryptococcus spp.) en rode gisten (Sporobolomyces roseus)) (Rabbinge et al., 1981) en necrotrofen (Septaria nodorum en Cochliobolus spp.) kunnen zich voeden zich met honingdauw (Rabbinge et al., 1984a). Een reductie van de opbrengst door bladluizen is dus grotendeels te wijten aan enerzijds directe schade (zuigschade) en anderzijds de indirecte invloed van honingdauw. In een onderzoek van Rabbinge et al. (1981) was 72 % van de opbrengstverliezen aan zuigschade en invloeden van honingdauw van S. avenae en M. dirhodum te wijten. De overige 28 % van de verliezen werden toegeschreven aan saprofytische schimmels (roetdauwschimmels, witte 28

39 gisten en rode gisten) (Rabbinge et al., 1981). Vereijken (1979) daarentegen schreef 50 % van de opbrengstverliezen toe aan saprofytische schimmels. De schade die aangericht wordt door bladluizen varieert van jaar tot jaar, hoewel ze nagenoeg elk jaar waargenomen wordt (Harpaz, 1984). In Vlaanderen wordt de evolutie van de bladluispopulatie in granen gemonitord door het Landbouwcentrum Granen Vlaanderen (LCG). Zo werden gedurende het voorjaar van 2017 amper bladluizen waargenomen dankzij de vorst. Maar tijdens vorig najaar was het percentage virusdragende bladluizen hoog. Daardoor kan het dwergvergelingsvirus zich in de lente snel verspreiden als er virusdragende bladluizen aanwezig zijn. Daarom moet er vanaf het moment dat er bladluizen waargenomen worden een behandeling uitgevoerd worden, ongeacht het aantal aanwezige bladluizen (Wittouck, 2017). Normaal wordt in Vlaanderen geadviseerd om in het voorjaar bij 1 % besmetting van wintertarwe met bladluizen het perceel te behandelen om virusoverdracht te reduceren (Haesaert, 2016b). Dit voorbeeld geeft aan dat de variabiliteit ook regio gebonden is. De mate waarmee ze gewassen beschadigen is ook afhankelijk van de grootte van de populatie en het gemak waarmee ze zich verplaatsen van de ene plant naar de andere (Williams & Dixon, 2007). 6 Beheersing Er zijn verscheidene technieken om de bladluispopulatie onder de economische schadedrempel te houden en zo economische schade te vermijden. De schade door bladluizen is afhankelijk van het gewasstadium. Hierdoor zijn economische schadedrempels, naast verscheidene andere factoren ook afhankelijk van het ontwikkelingsstadium van het gewas (Voss et al., 1997). Eens de bestrijdingsdrempel bereikt wordt, is het aangeraden om een chemische bladluisbestrijding uit te voeren. De drempels die in Vlaanderen gehanteerd worden, zijn uitgedrukt in het percentage halmen dat bezet is met bladluizen. Er wordt geen onderscheid gemaakt tussen de verschillende species (Tabel 4) (LCG, 2016). In andere regio s zijn voor bladluizen andere schadedrempels geformuleerd o.a. door per species schadedrempels op te stellen. Voor R. padi bedraagt de drempel tien bladluizen per scheut (Hansen, 1999). In Zweden worden voor S. avenae volgende richtlijnen meegegeven: de algemene economische schadedrempel voor het volledige groeiseizoen is zeven bladluizen per halm. Wanneer er verschillende drempels worden opgesteld afhankelijk van het groeistadium, bedraagt de schadedrempel één bladluis per halm bij BBCH 59, vier bij BBCH 69 en zeven bij BBCH 75 (Larsson 2005). In Groot-Brittannië wordt uitgegaan van maximaal vijf S. avenae per aar. Voor M. dirhodum wordt in Groot-Brittannië een economische schadedrempel van 30 bladluizen per vlagblad aangenomen (Carter et al., 1989). In de Verenigde Staten hebben Johnston en Bishop (1987) gezamenlijke economische schadedrempels geformuleerd voor S. avenae en M. dirhodum. Als algemeen maximum wordt bladluizen per halm aangenomen. Bij opsplitsing op basis van het groeistadium van de zomertarwe is de schadedrempel bij bloei (BBCH 61-69) 2-4 bladluizen en 6-10 bladluizen bij het melkrijpe stadium (BBCH 75). In Frankrijk en België is de schadedrempel bij bloei 29

40 (BBCH 61-69) 15 tot 20 bladluizen per halm, zonder een onderscheid te maken tussen R. padi, S. avenae en M. dirhodum (Rabbinge & Mantel, 1981). Tabel 4: Schadedrempels van bladluizen bij verschillende ontwikkelingsstadia van tarwe (LCG, 2016) Ontwikkelingsstadium tarwe Schadedrempels (% van de halmen bezet met bladluizen) Begin aar 30 % Aren 100 % uit 20 tot 25 % Begin waterrijp 30 tot 35 % Deegrijp >35 % 6.1 Waardplantresistentie Het ene graancultivar is gevoeliger voor bladluizen dan het andere. Het ontwikkelingspatroon van tarwe speelt een belangrijke rol in de vruchtbaarheid van de bladluizen en toename van de bladluispopulatie (Acreman & Dixon, 1985). De vruchtbaarheid en de groeisnelheid van R. padi is afhankelijk van het ontwikkelingsstadium van de waardplant (Leather & Dixon, 1981). Daarom hebben Acreman en Dixon (1985) met behulp van een voorspellingsmodel nagegaan wat de verschillen zijn in populatiegrootte bij vroegrijpe en laatrijpe tarwecultivars. Uit deze simulatie is gebleken dat er voor de vroegrijpe wintertarwe tot 66 % minder bladluizen dan voor de laatrijpe wintertarwe (de aar verschijnt twee weken later) werden voorspeld. Als de populatiedichtheid bij vroegrijpe wintertarwe en laatrijpe zomertarwe (de aar verschijnt vier weken later in vergelijking met de vroegrijpe wintertarwe) vergeleken worden, kan dit oplopen tot 97 % minder bladluizen bij de vroegrijpe wintertarwe (Tabel 5). Tabel 5: Gemiddelde voorspelde piekdensiteit van S. avenae (van 1976 tot 1981) voor verschillende tarwecultivars (Acreman & Dixon, 1985) Wintertarwe Zomertarwe Cultivar Vroeg Laat (2 weken later) Vroeg (3 weken later) Laat (4 weken later) Voorspelde piek (aantal bladluizen per scheut) 9,1 30,9 56,9 71,1 Het verschil in populatiegrootte op het gewas moet volgens Acreman en Dixon (1985) verklaard worden door een variabele grootte van de bladluispopulatie bij de start van het verschijnen van de aar. Dit zou de grootte van de piek op het gewas bepalen (Acreman & Dixon, 1985). De migratie van S. avenae is afhankelijk van de weersomstandigheden. Ze wijkt uit naar tarwe bij temperaturen van 10 tot 12 C (Heremans et al., 2009). Doordat vroegrijpe tarwe al verder ontwikkeld zal zijn dan zomertarwe bij het bereiken van deze temperaturen, zal de populatiegrootte bij de start van de aarvorming op vroegrijpe tarwe kleiner zijn (Acreman 30

41 & Dixon, 1985). Met andere woorden, bij wintertarwe zullen minder bladluizen voorkomen dan op zomertarwe door de vroegere verschijning van de aar (Honek & Martinkova, 2004; Carter, 1985). Indien er zich op de bladeren van de waardplant een waslaag bevindt, kan dit een afwerend effect hebben op de bladluizen. Door Tsumuki et al. (1989) werd vastgesteld dat er een positief verband is tussen de graad van resistentie, de dikte van de waslaag op de bladeren van de waardplant en de samenstelling van de waslaag. Bladluizen tonen namelijk een preferentie voor bladeren met hoge gehaltes aan suikers en vrije aminozuren. Rassen met een dikke waslaag en een laag gehalte aan vrije aminozuren bezitten bijgevolg een vorm van resistentie, zelfs wanneer het suikergehalte hoog is (Tsumuki et al., 1989). Dit verschijnsel is een vorm van antixenosis, dit wil zeggen dat de planten minder aantrekkelijk zijn voor bladluizen. De vestiging en kolonisatie van de bladluizen wordt hierdoor teruggedrongen (Leszczynski et al., 1989; Lamb & MacKay, 1995). Een ander voorbeeld van antixenosis zijn trichomen op de bladeren, deze kunnen ook het aantal belagers reduceren. Zo maken deze haartjes het voor de bladluizen vaak moeilijker om zich te voeden (Levin, 1973). Daarnaast kan antibiose ook een invloed hebben op de bladluispopulatie. Dit zijn namelijk resistentiemechanismen die de groeisnelheid van bladluizen beperken, zoals secundaire metabolieten (Leszczynski et al., 1989). Tarweplanten met hydroxamzuur (DIMBOA) zijn minder interessant voor S. avenae, R. padi en M. dirhodum (Givovich & Niemeyer, 1995). Hydroxamzuur wordt in de plant opgeslagen in een inactieve vorm als glucosiden (DIMBOAglucoside). Deze glucosiden worden enzymatisch gehydrolyseerd wanneer het plantenweefsel beschadigd wordt (Hofman & Hofmanova, 1969). Ze zijn het sterkst geconcentreerd in de mesofyl protoplasten en de vaatbundels van de plant. Bladluizen trachten het hydroxamzuur te vermijden en spenderen meer tijd om geschikt floëem te vinden (Argandona et al., 1987). Hydroxamzuur schrikt bladluizen af en het DIMBOA-glucoside in het floëemsap werkt als antibiose. Dit zorgt voor een verlaagde opname van het floëemsap (Givovich & Niemeyer, 1995). Sommige planten zoals maïs, katoen en pepermunt bevatten (E)-β-farnese, dit alarmferomoon veroorzaakt een migratie van de bladluizen naar andere waardplanten en de vorming van gevleugelde individuen. Hierdoor kan het aantal bladluizen die het gewas belagen gereduceerd worden (Kunert et al., 2005; Crock et al., 1997; Schnee et al., 2002; Röse et al., 1996). 6.2 Teelttechniek Teeltomgeving Roschewitz et al. (2005) en Vollhardt et al. (2008) zijn nagegaan of er essentiële verschillen zijn in de populatiedichtheid van bladluizen en het voorkomen van parasitoïden afhankelijk van de teeltomgeving. Wanneer de omgeving uit 80 % of meer akkerland bestaat, is er sprake van een eenvoudig (homogeen) landschap. Bij 50 % of minder akkerland gaat het over complexe landschappen (met randen, hagen, braakland en dergelijke). De hypothese stelde dat de structurele complexe (heterogene) landschappen tot een grotere diversiteit van parasitoïden 31

42 van bladluizen zou leiden in vergelijking met de eenvoudige, intensief gebruikte landschappen. Dit werd gestaafd door volgende veronderstellingen: Dankzij een grotere plantendiversiteit werd eveneens een grotere diversiteit in parasitoïden verwacht. Er zijn meerdere potentiële voedselbronnen voor adulte parasitoïden door een hogere nectarbeschikbaarheid. Een grotere hoeveelheid schuilplaatsen zijn aanwezig om de parasitoïden te beschermen bij verstoringen zoals landbouwwerkzaamheden. Deze schuilplaatsen bieden ook mogelijke overwinteringsplaatsen (Vollhardt et al., 2008). Maar het tegengestelde van de hypothese werd door beiden aangetoond. Er was geen verschil in de diversiteit tussen de twee types percelen. Het aantal parasitoïden lag wel hoger bij de complexe percelen, maar de hoeveelheid bladluizen ook (Roschewitz et al., 2005). Ook Schmidt et al. (2003) vergeleken de invloed van een landschap met een grote diversiteit en een eenvoudig landschap op de predatoren en parasitoïden. Zij zagen meer parasitoïden bij het complexe landschap ten opzichte van het eenvoudige. Elliott et al. (1999) stelden vast dat de standdichtheid van het gewas, omliggende bebossing en grasland dat niet begraasd of gemaaid wordt (complex landschap), de grootste invloed hadden op het aantal predatoren. Zij ondervonden dat de omliggende weilanden en de fragmentering van het landschap op kleine schaal ook mee de diversiteit aan predatoren bepaalden Akkerranden en beetle banks Met akkerranden en beetle banks kunnen extra overwinteringsplaatsen voor predatoren voorzien worden in en rondom akkerland (Thomas et al., 1991). Beetle banks zijn stroken met kruidachtige planten. Akkerranden, bloemenranden of beetle banks kunnen als alternatieve voedselbron dienen voor natuurlijke vijanden (Thomas et al., 1991). Adulte Aphidiidae (Hymenoptera) bijvoorbeeld voeden zich met suikerrijke voedselbronnen zoals nectar en honingdauw. Hun overleving en reproductie wordt hierdoor ook beïnvloed (Vollhardt et al., 2010). Door de beetle banks wordt de grootte van het graanveld ingeperkt en kan er sneller ingegrepen worden door de predatoren aan gezien de af te leggen afstand tot de prooi (de bladluizen) kleiner wordt (Thomas et al., 1991). De percelen mogen dus niet te groot zijn, want hoe verder verwijderd van de beetle bank, hoe minder impact de predatoren uit de beelte bank hebben (Collins et al., 2002). Stroken met een grote variëteit aan kruidachtigen trekken meer zweefvliegen (Syrphidae spp.) aan dan een tarweveld of de randen van het perceel. Hoe verder van de stroken verwijderd, hoe minder zweefvliegen werden teruggevonden op het perceel. Species zoals zweefvliegen, de citroenpendelvlieg (Helophilus trivittatus), de doodskopzweefvlieg (Myathropa. florea) en de menuetzweefvlieg (Syritta pipiens) kwamen amper voor op de percelen in Zwitserland. Ze hadden de voorkeur om in de stroken te blijven waar bloemen aanwezig waren (Frank, 1999). Akkerranden en beetle banks moeten niet alleen het aantal gewenste predatoren laten toenemen, ze moeten ook goedkoop en gemakkelijk te onderhouden zijn (Collins et al., 2003). Volgens Elliott et al. (1998) is de diversiteit aan predatoren afhankelijk van het aantal breedbladige onkruiden op het veld. De 32

43 flora van de stroken en randen kan bestaan uit grassen zoals timotee, Frans raaigras (Arrhenatherum elatius) en kropaar (Dactylis glomerata) (Collins et al., 2003). Deze grassen zorgen voor de toename van de loopkevers (Carabidae spp.), spinachtigen (Linyphiidae spp. en Lycosidae spp.) en kortschildkevers (Staphylinidae spp.) (Collins et al., 2003). Collins et al. (2002) konden aantonen dat de predatoren afkomstig uit de perceelsranden en de bufferstroken in staat waren de bladluispopulatie in de lente te reduceren, vooral dicht bij de randen was het effect zichtbaar (op 8 en 33 meter afstand). Dus het zou zinvol kunnen zijn om in het midden van een tarweveld een bufferstrook aan te leggen om de bladluispopulatie te reduceren (Collins et al., 2002). Bij vergelijking van brede (12-25 m breed) en smalle bloemenstroken (3 6 m breed) en natuurlijk ontstane vegetatie (3 m breed) is gebleken dat de bloemenstroken een grotere diversiteit aan species aantrekken bij eenvoudige landschappen. De bloemen die gezaaid werden bestond uit een mengsel van 28 soorten bloemen, hoofdzakelijk vlinderbloemigen (Fabaceae), kruisbloemigen (Brassicaceae), composieten (Asteraceae), lipbloemigen (Lamiaceae) en bloemen uit de ranonkelfamilie (Ranunculaceae). De diversiteit aan zweefvliegen in de stroken was steeds groter dan in het aangelegen tarweperceel. De invloed van bloemenranden of akkerranden op de parasieten is afhankelijk van de species. De pyjamazweefvlieg (Episyrphus balteatus) kwam in grotere aantallen voor dankzij de bloemenranden terwijl Melanostoma zweefvliegen hierop niet reageerden (Haenke et al., 2009). De aanleg van deze stroken brengt naast de voordelen ook enkele nadelen met zich mee. Allereerst verkleint de oppervlakte waarop gewassen geteeld kunnen worden (Landis et al., 2000). Bij de keuze van de planten voor de beetle banks en akkerranden moet er rekening mee gehouden worden dat deze planten enkel een voedingsbron mogen zijn voor de parasitoïden en predatoren en niet voor het plaagorganisme (Baggen et al., 1998). Wanneer bijvoorbeeld grassen in deze stroken wordt ingezaaid, kunnen de bladluizen hier ook van profiteren (Dean, 1973a). Facelia (Phacelia tanacetifolia) daarentegen is enkel voordelig voor de parasitoïden (Baggen et al., 1998). Daarnaast wordt er best gekozen voor niet invasieve planten, zodat er na enkele jaren geen overwoekering plaats vindt. Het is ook raadzaam om informatie in te winnen over de herbiciden waarmee de stroken indien nodig mee bespoten kunnen worden. Eens de percelen zijn aangelegd, kan er weinig gedaan worden om het aantal bewoners en de soorten species die zich vestigen op de stroken bij te sturen. Hierdoor kan het verwachte effect eventueel tegenvallen als er iets misgelopen is bij de aanleg van het perceel (Landis et al., 2000) Bemesting Duffield et al. (1997) ondervonden dat het gebruik van stikstof (ammonium nitraat granulaat (34,5 % N)) bij wintertarwe zorgde voor een verhoging van de populatie van M. dirhodum. Welke invloed dit had op de schade aan de tarwe dankzij M. dirhodum werd niet nagegaan in deze studie. Al is waarschijnlijk de schade per bladluis lager, omdat de hoeveelheid floëemsap die een bladluis opneemt lager is bij hogere stikstofgiften (Rabbinge et al., 1981). Bij gunstige omstandigheden nam ook het aantal S. avenae toe bij het bemesten van wintertarwe. De 33

44 toediening van stikstof bij suboptimale omstandigheden en hevige buien (> 10 mm in 24u) leidde dan weer tot een kleinere populatie van S. avenae ten opzichte van de controle. Bij deze percelen hadden de bladluizen te kampen met een hogere infectiegraad van entomopathogene schimmels. Dit is waarschijnlijk de reden voor de lagere dichtheid van S. avenae. In een studie van Vereijken (1979) werd 135 kg N/ha, 157,5 kg N/ha of 170 kg N/ha toegediend bij de stengelstrekking. Een hogere stikstofgift leidde tot een betere nutritionele kwaliteit van het floëemsap en een groter aantal bladluizen per aar. 28 dagen na de bemesting nam het aantal adulten duidelijk af dankzij de verschillen in populatiedichtheid. Hoe groter de stikstofgift en de populatie was, hoe sterker de afname (Tabel 6) (Vereijken, 1979). Tabel 6: De populatiedichtheid en sterfte van S. avenae afhankelijk van de stikstofgift bij stengelstrekking (Vereijken, 1979) Aantal bladluizen per aar (21 dagen na bemesting) Sterfte (%) (28 dagen na bemesting) Stikstofgift (kg N/ha) , Honek (1991) constateerde dat een verhoogde stikstofgift aan wintertarwe zorgt voor een toename van de populatie van M. dirhodum terwijl de populatiedichtheid van S. avenae praktisch constant blijft. Een stikstofgift van 120 kg N/ha leidde tot een toename van M. dirhodum variërend van 2,4 tot 17 bladluizen per halm in vergelijking met de controle. Hoge stikstofgiften verhogen het droge stof gehalte van de bovengrondse plantendelen en laten het bladoppervlak toenemen. M. dirhodum koloniseren net als R. padi de bladeren (Honek, 1985), dus hebben zij voordeel bij een betere bladkwaliteit. De grootte van de kafjes was niet gecorreleerd met de stikstofgift, waardoor S. avenae waarschijnlijk weinig invloed ondervindt van de verschillende stikstofgiften. S. avenae overleefde langer in de aren bij wintertarwe met een lage stikstofbemesting en uitgestelde afrijping (4,2 bladluizen per aar bij de controle en 0,2 bladluizen per aar bij een stikstofgift van 120 kg/ha) (Honek, 1991) Zaaimodaliteiten Zaaidichtheid Verschillen in standdichtheid van het gewas leiden tot variatie in de waardplantkwaliteit en het voorkomen van S. avenae. Honek en Martinkova (1999) vergeleken een dichte standdichtheid (400 tot 500 halmen per m²) met alleenstaande planten (2 tot 6 planten per m² of 16 tot 48 halmen per m²). De solitaire planten hadden meer halmen per plant, een grotere bladmassa, bladoppervlak en een hoger chlorofylgehalte. De verschillen tussen deze twee standdichtheden worden veroorzaakt door een grotere competitie tussen de tarweplanten bij de dichte standdichtheid. Deze competitie verkort de uitstoelingsperiode, leidt tot een grotere 34

45 investering in stengelstrekking en het sneller afsterven van de onderste bladeren. De langere uitstoeling van de solitaire planten zorgt ervoor dat de scheuten gemiddeld minder ontwikkeld zijn bij het verschijnen van S. avenae in vergelijking met de planten die dichter bij elkaar staan. De planten met een grote standdichtheid bestonden meestal uit 2 tot 3 fertiele scheuten. Bij de solitaire planten was er meer uitstoeling. Hierdoor wordt de uitstoelingsperiode verlengd, wat de gemiddelde scheutleeftijd verkort en de beschikbare tijd in de aar voor de bladluizen verhoogd. De bladluizen kunnen dus langer op de plant verblijven voor de start van de senescentie van de aar en maken gebruik van de hogere nutritionele kwaliteit van de solitaire planten (Honek & Martinkova, 1999). Figuur 11 geeft de jaarlijkse variatie van de bladluispopulatie weer voor zowel planten met een dichte standdichtheid als solitaire planten. De variaties voor de twee standdichtheden zijn significant verschillend (P < 0,01). Op twee jaar na (1992 en 1993) is de populatie van S. avenae steeds groter bij de solitaire planten in vergelijking met de tarwe met een hoge plantdichtheid (Honek & Martinkova, 1999). Figuur 11: Jaarlijkse variatie van het aantal bladluizen per scheut in tarwe met een hoge (DEN) en een lage Zaaitijdstip standdichtheid (SOL) Vroeg gezaaide wintertarwe heeft een grotere kans om belaagd te worden met bladluizen en besmet te worden met virussen, voornamelijk BYDV. De reden hiervoor is dat R. padi nog actief is op het tijdstip dat de tarwe zich ontwikkeld, aangezien de temperatuur nog voldoende hoog is. Dit concludeerden Royer et al. (2005) uit hun studie waar de aanwezigheid van bladluizen werd vergeleken op vroeg, middelvroeg (gemiddeld 14 dagen later dan de vroege) of laat (ongeveer één maand later dan de vroege) gezaaide wintertarwe. Op de late wintertarwe werden het minste bladluizen aangetroffen en deze had ook de hoogste opbrengst (3,8 ton/ha ten opzichte van 3,2 ton/ha voor de vroege variant). Dedryver en Tanguy (1984) toonden aan dat vroeg gezaaide wintertarwe (begin tot half oktober) in de lente te kampen had met hogere aantallen bladluizen in vergelijking met de laat gezaaide wintertarwe (begin tot half november) doordat de vroege variant er voor de winter al in contact mee kwam en de populatie zich na de winter sneller kon opbouwen. De laat gezaaide tarwe werd tot voor de lente nog niet door bladluizen belaagd. Er werden in vier op de vijf gevallen geen bladluizen waargenomen bij het uitkomen van de late wintertarwe. Wanneer het zaaitijdstip van zomertarwe opgeschoven wordt, verkort de teeltduur en is er minder tijd voor de toename van 35

46 de bladluizenpopulatie. Een gevolg hiervan is dat de piek van de populatie lager zal zijn en eventueel onder de schadedrempel blijft. Al is de grootte van de bladluispopulatie en de daaruit volgende opbrengstderving sterk afhankelijk van het klimaat en de bladluizen die de winter overleefd hebben (Dedryver & Tanguy, 1984). Echter dient opgemerkt te worden dat het uitstellen van het zaaitijdstip het aantal groeidagen vermindert en bijgevolg ook de opbrengst kan reduceren. De reductie van de populatie bladluizen op het gewas is te beperkt en weegt niet op tegen de andere gevolgen van het verlaten van het zaaitijdstip (Honek & Martinkova, 2004; Carter, 1985). 6.3 Biologische bestrijding Bladluizen hebben een grote verscheidenheid aan natuurlijke vijanden. Er zijn parasitoïden, predatoren en fungi die de populatie kunnen reduceren (Le Ralec et al, 2010). Zowel primaire als secundaire parasitoïden gebruiken bladluizen om hun eieren in af te leggen. De primaire parasitoïden zijn vliesvleugeligen (Hymenoptera spp.) die behoren tot de Aphidiinae of de Aphelinidae. Aphidius spp. en Praon spp. bijvoorbeeld behoren tot de Aphidiinae en Aphelinus spp. tot de Aphelinidae. Zij leggen hun eitjes af in de levende bladluizen (Müller et al., 1999). Ze kunnen één of meerdere eieren per bladluis afleggen, al overleeft er slechts één larve per bladluis (Chau & Mackauer, 1999). De larven voeden zich met de bladluis, wat ervoor zorgt dat de bladluis in een later nymfaal of adult stadium sterft. De larven maken de bladluis vast aan het plantoppervlak en verpoppen erin, ze wordt dus door de larve gemummificeerd. Deze primaire parasitoïden kunnen vervolgens belaagd worden door secundaire parasitoïden. De secundaire parasitoïden kunnen onderverdeeld worden in twee groepen. De eerste groep omvat de parasitoïden die de bladluis aanvallen vooraleer de mummificatie start, namelijk de hyperparasitoïden. Ze leggen hun eieren af in het lichaam van de primaire parasitoïd die zich in een larvaal stadium bevindt. Deze hyperparasitoïen behoren meestal tot de galwespen (Cynipoidea of Charipidea). De tweede groep secundaire parasitoïden legt zijn eieren af in een mummie, ongeacht of zich hierin nog een larve ontwikkelt of niet. Indien de mummie toch bewoners mocht hebben, worden deze door de parasitoïde verlamd. Tot deze groep behoren parasitoïde wespen (Pteromalidae en Dendrocerus). De Syrphophagus spp. blijken zowel levende als gemummificeerde bladluizen aan te vallen (Müller et al., 1999). Predatoren van bladluizen kunnen ook in twee groepen onderverdeeld worden. Enerzijds zijn er zijn polyfage (generalistische) predatoren die verscheidene insecten met een week lichaam als voedingsbron hebben (Hagen & Van den Bosch, 1968). Anderzijds zijn er ook meer gespecialiseerde predatoren die zich uitsluitend voeden met bladluizen. Beiden zijn van belang bij natuurlijke bestrijding. Generalistische predatoren zoals spinachtigen en loopkevers kunnen zich in stand houden zonder bladluizen. Dit betekent dat deze predatoren reeds op de percelen aanwezig kunnen zijn voordat de bladluis zich er vestigt. Eens de bladluizen op de percelen terug te vinden zijn, kunnen de generalistische predatoren druk uitoefenen op de populatie en een uitbraak verhinderen (Toft, 2005). De gespecialiseerde predatoren zoals lieveheersbeestjes, gaasvliegen, en zweefvliegen (Carter, 1985) hebben daarentegen 36

47 bladluizen nodig om zich te kunnen reproduceren. Deze komen dan ook enkel voor wanneer er voldoende bladluizen aanwezig zijn om ei-afleg te induceren. Ze zijn in staat om zich bij een hoge densiteit van bladluizen snel te vermenigvuldigen en de populatie te beheersen. De generalistische predatoren kunnen dus een uitbraak vermijden in het begin van het seizoen terwijl de gespecialiseerde de populatie kan onderdrukken (Figuur 12) (Toft, 2005). Figuur 12: Schematische weergave van een bladluisplaag zonder (a) en met (b) vertraging door kevers en spinnen uit de akkerrand (in de lente). De bladluizen worden in de zomer verder onderdrukt door sluipwespen en zweefvliegen (in de zomer). Zo blijft de bladluispopulatie onder de schadedrempel (van Alebeek et al., 2007) Predatoren hebben niet enkel een invloed op de bladluispopulatie, maar kunnen ook elkaar beïnvloeden, net zoals het hyperparasitisme bij parasitoïden. De verwijdering van de loopkevers leidde tot een verdubbeling van de spinnenpopulatie. Maar loopkevers zoeken actiever naar bladluizen dan spinnen, ze zullen dus ook de bladluispopulatie sterker inperken. In het voorjaar zijn het vooral loopkevers die de bladluispopulatie onderdrukken. Halverwege het groeiseizoen, wanneer de grootte van de bladluispopulatie matig is, zijn vooral loopkevers en spinnen verantwoordelijk voor de reductie van de populatie (Lang, 2003). Er werd ook een synergisme waargenomen tussen spinnen en parasitoïde wespen. Bladluizen trachten zich te verstoppen voor deze wespen door zich van de waardplant te laten vallen. Hierdoor kunnen ze terecht komen in een spinnenweb. Mummies zijn dan weer immobiel, dit behoedt hen voor predatie door spinnen (Schmidt et al., 2003). Bij een tienjarig onderzoek van Freier et al (2007) in Duitsland werd geconstateerd dat er in percelen met een hoge korrelopbrengst meer bladluis-specifieke predatoren aanwezig waren en in percelen met een lage opbrengst eerder een groter aantal generalistische predatoren voorkwamen. Dit kan verklaard worden doordat er op de percelen met hoge opbrengsten tot 2,7 keer meer bladluizen geteld werden. De reden voor dit verschil in bladluisdensiteit is volgens Holland et al. (1998) dat er op de minder intensief bewerkte percelen meer gewenste geleedpotigen zich kunnen ontwikkelen. Deze kunnen vervolgens bijdragen tot lagere bladluisdichtheden in de tarwe. Maar in deze proef waren er geen verschillen in het aantal predatoren die op beide percelen voorkwamen. Dit resultaat is waarschijnlijk te wijten aan 37

48 onregelmatigheden in de proef, zoals variaties in de kwaliteit van tarwe als voedselbron op de twee types percelen. Vooral adulten en larven van het zevenstippelig lieveheersbeestje (Coccinella septempunctata), het veertienstippelig lieveheersbeestje (Propylea quatuordecimpunctata) en de larven van de pyjamazweefvlieg en groene gaasvlieg (Chrysoperla carnea) kwamen voor als bladluis-specifieke predatoren. Het aantal larven van zweefvliegen en gaasvliegen nam het sterkst toe als reactie op de toename van de populatiedichtheid van de bladluizen (Freier et al., 2007). Natuurlijk neemt de populatie van de predatoren enkel toe naargelang er voedsel voor handen is. Dit zou betekenen dat eerst de bladluispopulatie moet toenemen indien er geen andere voedselbron aanwezig is. Ondertussen kunnen de bladluizen reeds schade aanrichten. Dit kan opgelost worden door de aanwezigheid van alternatieve prooien of nectar voor de predatoren. Dan is de populatiegrootte van de predatoren op peil voor de komst van de bladluizen. De kans bestaat wel dat de predatoren afgeleid zullen zijn door de alternatieve prooi of deze verkiezen boven bladluizen, wat ook niet de bedoeling is (von Berg et al., 2009). Wanneer de bladluizen overgaan naar een gevleugelde generatie en de waardplant verlaten is het mogelijk dat de predatoren onvoldoende voedsel hebben en kunnen ze overgaan tot kannibalisme. Dit zorgt ervoor dat de hoeveelheid predatoren op het einde van het seizoen sterk ingeperkt wordt (Dixon, 1971). Een sterke selectiedruk zorgde voor de ontwikkeling van beschermingsmechanismen bij bladluizen (Le Ralec et al., 2010). Wanneer de insecten zich bedreigd voelen, kunnen ze bijvoorbeeld via de sifunculen druppels honingdauw uitscheiden. Deze uitscheiding wordt een kleverige vaste massa die de belagers op afstand houdt (Douglas & van Emden, 2007). Dit wordt vooral toegepast wanneer deze belagers ongeveer dezelfde grootte hebben als de bladluis (Hagen & Van den Bosch, 1968). Deze kleverige massa bevat ook alarmferomonen die de andere bladluizen waarschuwt (Kunert et al., 2005). Daarnaast kunnen bladluizen weglopen, zich van de plant laten vallen om hun belager te ontwijken (Losey & Denno, 1998; Villagra et al., 2002). Bladluizen schoppen ook met hun achterste poten richting de predator om zich te verdedigen (Villagra et al., 2002). Bladluizen kunnen ook belaagd worden door fungi, namelijk door Entomophthora spp.. Vooral Entomophthora planchoniana, Entomophthora aphidis en Entomophthora thaxteriana infecteren M. dirhodum en S. avenae, al werd E. planchoniana het meest waargenomen op de bladluizen (Dean & Wilding, 1973). Voor de kieming van de duursporen is er minstens een relatieve vochtigheid van 90 % nodig (Wilding, 1969). Ze infecteren bladluizen door conidia te vormen op de cuticula. Hieruit zullen hyfen groeien in de bladluis (Carter, 1985). De Entomophthora spp. kunnen aanzienlijke percentages van de bladluispopulatie aantasten (tot 76 % van de adulte M. dirhodum en tot 80 % van de adulte S. avenae waren besmet), maar ze verspreiden zich waarschijnlijk te laat tijdens het groeiseizoen om uitbraken van bladluizen te voorkomen (Dean & Wilding, 1971). Hierdoor kunnen ze de verspreiding van BYDV niet verhinderen. Waarschijnlijk kunnen ze wel beletten dat de populatie bladluizen zeer groot wordt, zodat er de directe opbrengstverliezen beperkt worden (Dean & Wilding, 1973). Dean 38

49 en Wilding (1971, 1973) stelden vast dat E. planchoniana eerst verschijnt tijdens het groeiseizoen en dat het voorkomen ervan sterk afneemt terwijl de andere twee species toenemen later in het groeiseizoen. Bladluizen die in vochtige omstandigheden gedood worden met E. thaxteriana blijven met hun zuigstekel aan de onderkant van het blad of aan de stengel hangen. Deze bladluizen verkleuren van groen naar lichtbruin binnen een uur na afdoding. Als E. aphidis bladluizen doodt, blijven de bladluizen met behulp van de rhizoïden van de schimmel op het plantoppervlak vastgehecht. Na de dood van de bladluizen kleuren deze eerst lichtgroen, geelachtig om uiteindelijk een geelbruine kleur te krijgen (Wilding, 1969). De Entomophthora spp. vormen duursporen bij ongunstige omstandigheden en overwinteren ook onder deze vorm (Dean & Wilding, 1973). 6.4 Chemische bestrijding De voornaamste reden om insecticiden in te zetten, is meestal om op korte termijn resultaat te bewerkstelligen. Insecticiden worden dus vooral curatief ingezet (Trumper & Holt, 1998). In Tabel 7 worden alle gewasbeschermingsmiddelen weergegeven die toegelaten zijn in België voor de bestrijding van bladluizen in tarwe. Al deze middelen zijn toepasbaar in winter- en zomertarwe. Behalve Flonicabel en Teppeki, deze worden enkel in wintertarwe gebruikt (Fytoweb, 2017). 39

50 Tabel 7: Toegelaten insecticiden voor bladluisbestrijding in België met hun actieve stof (Fytoweb, 2017) Handelsmiddel Actieve stof Hoeveelheid Formulering Bulldock 25 EC Beta-Cyfluthrin 25 g/l EC Cyperb Cypermethrin 500 g/l (Emulgeerbaar Cyperstar 200 g/l concentraat) Cytrhin max 500 g/l Cytox 100 g/l Sherpa 200 EC 200 g/l Decis EC 2,5 Deltamethrin 25 g/l Deltaphar 25 g/l Mezene 25 g/l Patriot 25 g/l Poleci 25 g/l Splendid 25 g/l Splendour 25 g/l Fastac Alpha- Cypermethrin 50 g/l Flonicabel Flonicamid 500 g/kg WG (Water dispergeerbaar granulaat) Fury 100 EW Zetacypermthrine 100 g/l EW (Emulsie, olie in water) Minuet 100 g/l EW Karate Zeon Lambda-Cyhalothrin 100 g/l CS (Capsule suspensie) Karis 100 CS 100 g/l CS Korado 100 CS 100 g/l CS Lambda 50 EC 50 g/l EC Life Scientific 100 g/l CS Lambda-Cyhalothrin Ninja 100 g/l CS Ravane g/l EC Sparviero 100 g/l CS Mavrik 2F Tau-Fluvalinaat 240 g/l EW Nexide Gamma-Cyhalothrin 60 g/l CS Okapi Lambda-Cyhalothrin & 5 g/l EC Pirimicarb Pirimor Pirimicarb 500 g/kg WG Sumi Alpha Esfenvaleraat 25 g/l EC Teppeki Flonicamid 500 g/kg WG 40

51 Pyrethroïden zijn zenuwgiffen. Ze zorgen ervoor dat de natriumkanalen langer openblijven en natrium dus langer dan normaal langs de membranen van de zenuwcellen kan passeren. De actiepotentiaal wordt hierdoor in stand gehouden. De behandelde insecten raken m.a.w. verlamd (knock-down effect) (Desneux et al., 2004). Pyrethroïden hebben een fysische werking, de binding aan de natriumkanalen is reversibel. Doordat de binding slechts tijdelijk is, sterven niet alle insecten (Vijverberg & van den Bercken, 1990). De werking van alfacypermethrin of beta-cyfluthrin aan een dosis van 12,5 g actieve stof (a.i.)/ha bij een behandeling voor het verschijnen van het vlagblad, is volgens McKirdy et al (1996) effectiever dan het gebruik van pirimicarb (150 g a.i./ha). In tegenstelling tot de twee andere actieve stoffen, behoort pirimicarb tot de carbamaten. Carbamaten binden zich op de neurotransmitter acetylcholine-esterase, deze wordt geïnhibeerd. Hierdoor blijft acetylcholine aan de receptor gebonden (Fukuto, 1990). De behandeling met een van deze pyrethroïden leidde tot 75 % minder geïnfecteerde planten met BYDV en een meeropbrengst van 41 % ten opzichte van de controle. Het gemiddelde aantal R. padi per eerste halm werd door de behandeling gereduceerd van gemiddeld 7,2 naar 0,2 bladluizen per eerste halm. Pirimicarb leverde een reductie van 45 % van de verspreiding van BYDV en toename van de opbrengst met 14 %. Door deze behandeling nam het aantal R. padi per eerste halm af van gemiddeld 7,2 naar 0,9 per eerste halm. De efficiëntere werking van pyrethroïden kan verklaard worden doordat ze persistenter zijn dan carbamaten (hier pirimicarb). Pirimicarb is daarnaast selectiever voor bladluizen dan pyrethroïden, ze brengen dus ook minder schade toe aan de natuurlijke vijanden dan pyrethroïden (McKirdy et al., 1996). Dit komt doordat de N,Ndimethylverbindingen veel minder actief zijn tegen de meeste insecten, behalve bij bladluizen (Haesaert, 2016). Neonicotinoïden mogen in België nog toegepast worden om o.a. zaaizaadbehandelingen van granen uit te voeren (Fytoweb, 2017). Zij werken in op het zenuwstelsel van insecten, het zijn namelijk antagonisten van de nicotinerge acteylcholinereceptoren. Door de systemische werking wordt de volledige plant langdurig beschermd tegen zuigende insecten (Elbert et al., 2008). De halfwaardetijd voor imidacloprid varieert tussen 28 en 1250 dagen (Goulson, 2013). In een studie van Carter et al. (1989) werd de efficiëntie van verschillende insecticiden op bladluizen vergeleken. De onderzochte insecticiden worden weergegeven in Tabel 8. Het onderzoek geeft aan dat voor alle toegepaste gewasbeschermingsmiddelen de bladluizenpopulatie beter onderdrukt werd bij de bloei dan bij het verschijnen van de aar, behalve bij deltamethrin. Dit is mogelijks te verklaren door een repellent werking van deltamethrin op de migrerende alatae. Deltamethrin was het efficiëntste insecticide. De behandelingen zorgden voor een tijdelijke sterke daling van de bladluizenpopulatie, maar daarna herstelde deze zich. Het effect op lange termijn was dus nihil (Carter et al., 1989). Dit komt doordat de pyrethroïden een fysische werking hebben, vandaar dat het hier om een reversibel proces gaat (Desneux et al., 2004). 41

52 Tabel 8: Enkele insecticiden die toegepast worden ter bladluisbestrijding (Carter et al., 1989) Insecticide Demeton-S-methyl Deltamethrin Primicarb (standaard) Primicarb (slow release) Primicarb (microcapsules) Dosering 122 g a.i./ha 12,5 g a.i./ha 140 g a.i./ha 140 g a.i./ha 140 g a.i./ha Desneux et al. (2004) onderzochten de impact van lambda-cyhalothrin op Aphidius ervi (Aphidiinae spp.). Hiervoor werd een lethale dosis LD 20 toegediend. Bij deze dosis is er een sterfte van 20 % van de bladluizen. Blootstelling van A. ervi aan de lethale dosis leidde direct tot verminderde ovipositie. Ze vertoonden ook een verminderde activiteit. Er werd met hun antennen minder intensief naar een gastheer gezocht en het aantal pogingen om de gastheer te steken met hun angel werd ook gereduceerd. 24 uur later werden er geen verschillen meer opgemerkt qua gedrag ten opzichte van de controle. De invloed van lambda-cyhalothrin op lieveheersbeestjes was variabel in een onderzoek van Rodrigues et al. (2013). De LD 50 van de 28 soorten lag tussen 0,02 en 1,46 g/l. Sommige soorten hadden door regelmatig contact met het insecticide reeds resistentie verworven terwijl dit voor andere nog niet het geval was. Bij chemische bestrijding kan de populatie natuurlijke predatoren zich op een aantal manieren herstellen. De individuen die de bespuiting met insecticide overleefd hebben, kunnen dienen als basis voor de nieuwe populatie of het perceel kan gekoloniseerd worden door predatoren van naburige, onbehandelde percelen (Trumper & Holt, 1998). Voor verscheidene insecticiden werd er bij sommige bladluizen al resistentie vastgesteld (Elbert et al., 2008). De chemische structuur van synthetische insecticiden zoals pyrethroïden en nicotinoïden zijn vergelijkbaar met de door planten geproduceerde allelochemicaliën (Després et al., 2007). De resistentiemechanismen die insecten ontwikkelen tegen insecticiden zijn waarschijnlijk deels gebaseerd op de resistentiemechanismen die ze vroeger ontwikkeld hebben tegen deze allelochemicaliën (Brattsten et al., 1986). Er zijn verschillende reacties mogelijk op de plantentoxines (groene bolletjes, Figuur 13). In het beste geval wordt de molecule opgenomen en bereikt het de targetcellen (blauwe pijl, Figuur 13). Maar insecten kunnen deze stoffen vermijden, dit kan genetisch bepaald zijn of door vroeger contact met deze toxines (a). Na opname kan de molecule eerst afgezonderd (c) of gemetaboliseerd (d) worden om vervolgens uitgescheiden te worden. Het planttoxine kan ook direct gesecreteerd worden (b). Het detoxificatieproces houdt twee stappen in, namelijk oxidatie, hydrolyse en/of reductie, de tweede stap is conjugatie. Tenslotte kan er een mutatie optreden ter hoogte van de targetcellen, waardoor het mechanisme niet geactiveerd wordt (e) (Després et al., 2007) (Figuur 13). 42

53 Figuur 13:Resistentiemechanismen van insecten tegen allelochemicaliën uitgescheiden door planten (Després et al., 2003) Figuur 14 geeft de sterfte van de groene perzikluis (Myzus persicae) weer wanneer percelen werden behandeld met pyrethroïden, carbamaten of imidacloprid. Dit werd geobserveerd in Engeland, Frankrijk, Polen, Griekenland en in Duitsland. Er werden duidelijke variaties waargenomen in de effectiviteit van pyrethroïden en carbamaten over de verschillende waarnemingen heen. Imidacloprid daarentegen scoort beter, hiermee werd een uniforme controle van de bladluis voor alle percelen bereikt (Elbert et al., 2008). Figuur 14: Beheersing van M. Persicae in 5 Europese landen (E = Engeland, F = Frankrijk, P = Polen, G = Griekenland en GER = Duitsland) met pyrethroïden, carbamaten of imidacloprid (Elbert et al., 2008) Nauen en Elbert (2003) onderzochten ook de resistentie van M. persicae en van de katoenluis (Aphis gossypii) tegenover volgende insecticiden: imidacloprid (neonicotinoïden), cyfluthrin (pyrethroïden), primicarb (carbamaten), methamidophos en oxydemeton-methyl (organofosfaten). Hier werd ook geen resistentie waargenomen tegen imidacloprid voor beide species. M. persicae vertoonde wel resistentie tegen oxydemeton-methyl en cyfluthrin en in mindere mate voor primicarb en methamidophos. De stalen van A. gossypii uit Nederland en Spanje bleken resistent voor alle geteste middelen behalve imidacloprid. Cyfluthrin scoorde over alle stalen bekeken het slechtst. Methamidophos had zeer variabele resultaten. In Italië, Portugal en Frankrijk was er weinig resistentie, terwijl de stalen uit de andere landen vrij resistent waren. Enkel de stalen van Italië en Portugal toonden geen resistentie voor oxydemeton-methyl en pirimicarb (Figuur 15). 43

54 % sterfte oxydemeton-methyl (3 mg/l) cyfluthrin (40 mg/l) methamidophos (50 mg/l) pirimicarb (90 mg/l) Figuur 15: Reactie van verscheidene Europese stalen van A. gossypii op een lethale dosis (LD99) van oxydemeton-methyl, cyfluthrin, methamidophos en pirimicarb. Gebaseerd op cijfers van Nauen en Elbert (2003) De impact van enkele actieve stoffen op bepaalde natuurlijke vijanden werd nagegaan aan de hand van de neveneffectenlijst van Biobest. Alfa-cypermethrin, cypermethrin, deltamethrin, esfenvaleraat, lambda-cyhalothrin en tau-fluvalinaat behoren allemaal tot de pyrethroïden (IRAC, 2017). Flonicamid (nicotinoïden) daarentegen is een selectief bladinsecticide dat de voedselopname van insecten met stekende-zuigende monddelen inhibeert met uithongering en de dood tot gevolg (Haesaert, 2016a; Morita et al., 2007). De precieze werking van flonicamid is momenteel nog onbekend. Er is wel bekend dat dit insecticide niet inwerkt op acetylcholine-esterase of nicotinerge acetylcholine receptoren (Morita et al., 2007). De natuurlijke vijanden die geselecteerd werden zijn roofwantsen (Anthocoris nemoralis en Orius spp.), sluipwespen (Aphidius spp), groene gaasvliegen en kevers (Coleoptera spp.). Figuur 16 toont aan dat alle voorgestelde pyrethroïden schadelijk zijn voor de predatoren (klasse 4 betekent een sterfte > 75 %). De persistentie van deze gewasbeschermingsmiddelen is over het algemeen hoog, namelijk meer dan acht weken. Aangezien flocanimid enkel een invloed uitoefent op insecten met stekende-zuigende monddelen is de impact op de natuurlijke vijanden beperkt (klasse 1 betekent onschadelijk met een sterfte < 25 % en klasse 2 staat voor een lichte toxiciteit gepaard met een sterfte tussen 25 % en 50 %). 44

55 Figuur 16: De invloed van enkele insecticiden op natuurlijke vijanden (Biobest, 2017) 45

56 7 Integrated Pest Management (IPM) 7.1 Principes IPM of een geïntegreerd plaagmanagementsysteem, is gebaseerd op acht pijlers. Deze pijlers omvatten preventie, monitoring en schadedrempels als beslissingstool. Hierbij tracht men eerst de plaag te onderdrukken door het gebruik van niet-chemische technieken. Indien toch chemische middelen ingezet worden, dan genieten doelspecifieke middelen met minimale nevenwerkingen aan de aanbevolen dosis de voorkeur. Anderzijds is het de bedoeling antiresistentie strategieën toe te passen en de resultaten te registreren en te evalueren. De basis van het IPM-systeem is preventie. Met behulp van cultuurtechnieken zoals vruchtwisseling, zaaidatum, zaaidichtheid en bemesting kan bijvoorbeeld een plaag voorkomen worden. Als dit nog niet afdoende is om de plaag te onderdrukken kan voor resistente gewassen gekozen worden. Indien preventie onvoldoende is, wordt de plaag bestreden om te voorkomen dat deze voor economische verliezen zal zorgen. Via monitoring wordt de grootte van de populatie in het oog gehouden en beoordeeld of de bestrijdingsdrempel overschreden zal worden (zie 8.2 Bestrijdingsdrempel en economische schadedrempel). In deze fase kan gekozen worden voor het uitzetten van natuurlijke vijanden, mechanische, fysische of chemische methoden. In het IPM-systeem wordt eerst geopteerd voor biologische middelen, vervolgens voor selectieve pesticiden en als laatste mogelijkheid voor breedwerkende gewasbeschermingsmiddelen aan de laagste effectieve dosis (Kogan, 1998; Haesaert, 2016a). 7.2 Bestrijdingsdrempel en economische schadedrempel Wanneer de economische schadedrempel bereikt wordt, zijn de verliezen van het gewas groter dan de kost die nodig is om het gewas te behandelen. Op dit moment is er een prijsreductie dankzij de aanwezige populatie plaaginsecten. De bestrijdingsdrempel geeft aan op welk moment ingegrepen moet worden om de populatie belagers te onderdrukken, dus wanneer een bestrijding rendabel is. Eens de bestrijdingsdrempel bereikt wordt, is het dan ook raadzaam om maatregelen te treffen om het plaaginsect te bestrijden. Wanneer pas na het bereiken van deze drempel het plaagorganisme bestreden wordt, bestaat de kans dat ook de economische schadedrempel bereikt zal worden (Stern, 1973) (Figuur 17). 46

57 Figuur 17: Illustratie van de bestrijdingsdrempel en de economische schadedrempel, met t0 en t1 waarop respectievelijk de bestrijdingsdrempel en de economische schadedrempel bereikt wordt (gebaseerd op Stern, 1973,1959) Economische schadedrempels worden opgesteld op basis van observaties op het veld en studies. Op deze manier wordt nagegaan welke infectiegraad getolereerd kan worden en welke populatiedichtheden verliezen opleveren. Wanneer er nieuwe landbouwpraktijken worden toegepast, of nieuwe rassen op de markt komen, moeten de drempels herzien worden en aangepast aan de omstandigheden (Stern, 1973). 7.3 Voorspellingsmodellen Met voorspellingsmodellen wordt getracht het verloop van de bladluispopulatie te voorspellen. Met behulp van correcte schadedrempels kan vervolgens een juist behandelingstijdstip ingeschat worden. Afhankelijk van het model wordt er met verschillende factoren rekening gehouden, zoals de weersomstandigheden, het gewas, natuurlijke vijanden De moeilijkheid is om in te schatten wat de belangrijkheid van elke factor is (Leslie et al, 2009). Het is van belang om de betrouwbaarheid van voorspellingsmodellen in te schatten om een idee te hebben van de accuraatheid van het model. Er zijn verschillende strategieën om een uitbraak van bladluizen te voorspellen en de impact ervan te beperken (Watt, 1983). Er werden in een studie van Watt (1983) drie strategieën vergeleken om de schade van S. avenae bij tarwe te reduceren, namelijk: geen controle, behandeling op kalenderbasis en bestrijding aan de hand van een voorspellingsmodel. Daaruit is gebleken dat het perceel onbehandeld laten enkel efficiënt kan zijn wanneer de opbrengsten laag zijn, omdat de bestrijdingskosten te hoog zijn. Bij percelen met een opbrengst van 6 ton/ha en meer zijn voorspellingsmodellen wel zinvol, zelfs wanneer de betrouwbaarheid laag is (Figuur 18). In geval a werd uitgegaan van een bestrijdingskost van 5,9 pond/ha ( 7 euro/ha) en voor b een kost van 18,20 pond/ha ( 22 euro/ha). 47

58 Figuur 18: Geeft weer welke strategie (geen bespuiting, behandeling op kalenderbasis of behandelen op basis van een voorspellingsmodel) het voordeligst is, afhankelijk van de betrouwbaarheid van het voorspellingsmodel, de opbrengst per hectare en de kost voor de gewasbescherming. In situatie a wordt uitgegaan van 5,9 pond/ha en voor situatie b 18,20 pond/ha (Watt, 1983) EPIPRE In België wordt het model EPIPRE (Epidemie Predictie en Preventie) toegepast voor de landbouwers die dit wensen (LCG, 2012). De doelstelling is om de hoeveelheid benodigde gewasbeschermingsmiddelen en de daaraan gekoppelde kosten voor de tarweteelt te reduceren. Het systeem is gebaseerd op de monitoring van de ziekten en plagen in wintertarwe. Er zijn verschillende informatiebronnen waaruit het model is afgeleid. Per regio, cultivar en perceel werd vroeger de ontwikkeling van de bladluizen nagegaan. Zo kan de verspreiding ervan per streek achterhaald worden en de gevoeligheid van de cultivars. Per perceel wordt de locatie, zaaidatum, cultivars en bodemkarakteristieken geregistreerd. Daarnaast worden ook toepassingen van herbiciden, groeiregulatoren en stikstofbemesting bijgehouden (Rabbinge & Rijsdijk, 1983). Wat de bladluizenpopulatie betreft, wordt aan de hand van het aantal bladluizen per scheut voorspeld (X 0) hoe groot de populatie zal zijn in het melkrijpe groeistadium BBCH 77 (X t). Hiervoor wordt een exponentiële formule gebruikt op basis van de relatieve groeisnelheid (r). Deze groeisnelheid is afhankelijk van het ontwikkelingsstadium van het gewas, de tijd tussen het actuele ontwikkelingsstadium en BBCH 77 (t), de weersomstandigheden en alle andere factoren die hiervoor opgesomd werden (Rabbinge & Rijsdijk, 1984). X t = X 0. e r.t Om een advies te kunnen formuleren, moet er kennis verworven zijn over de levenscyclus van de bladluizen. In dit model wordt er geen onderscheid gemaakt tussen de bladluisspecies S. avenae, M. dirhodum en R. padi (Rabbinge & Rijsdijk, 1983). Afhankelijk van de omstandigheden kunnen drie verschillende adviezen gegeven worden. Er kan geadviseerd worden om binnen een bepaald aantal dagen de status van het perceel nog eens te observeren, binnen een tijdspanne te spuiten of net niet te spuiten (Rabbinge & Rijsdijk, 1983). 48

59 7.3.2 De ontwikkeling van bladluizen op basis van graaddagen Er kunnen ook voorspellingsmodellen opgesteld worden gebaseerd op het aantal graaddagen die bladluizen nodig hebben om zich te ontwikkelen. De ontwikkeling van bladluizen is sterk afhankelijk van de temperatuur, aangezien het poikilotherme organismen zijn (Gutierrez et al., 2006). Door de ontwikkeling van deze species uit te drukken in graaddagen, wordt er enkel rekening gehouden met de invloed van de temperatuur waaraan ze blootgesteld worden (McMaster & Wilhelm., 1997). Er zijn enkele methoden om de waarde van een graaddag te berekenen. Bij het meest eenvoudige model wordt een graaddag gedefinieerd als de gemiddelde temperatuur per dag, rekening houdend met de minimum en maximum temperatuur waarbij de ontwikkeling van de onderzochte species quasi nul is (Pruess, 1983). Kieckhefer et al. (1989) hebben gebruik gemaakt van het sinusoïde model om de ontwikkeling van S. avenae in graaddagen voor te stellen. Bij deze methode wordt verondersteld dat de temperatuurcurve van een dag een sinusoïde benadert. Er wordt daarnaast aangenomen dat de species zich kan ontwikkelen wanneer slechts een deel van de dag de drempels (minimum of maximumtemperatuur) niet overschreden worden (Pruess, 1983). Dankzij dit model is het ook mogelijk om het aantal graaddagen te bepalen in de veronderstelling dat de minimumtemperatuur op het einde van de dag niet dezelfde temperatuur hoeft te zijn als de minimumtemperatuur van s morgens. De graaddagen worden onderverdeeld heating degree days (HDD) en cooling degree days (CDD) voor respectievelijk de periode dat de species zich ontwikkelt en de periode dat de temperatuur te laag is voor ontwikkeling. In dit model wordt verondersteld dat er zes verbanden mogelijk zijn tussen de temperatuurcurve en de minimum en maximum ontwikkelingstemperatuur van de species. De verschillende situaties worden telkens voor een halve dag weergegeven in Tabel 9 (Allen, 1976). 49

60 Tabel 9: Berekening van het aantal graaddagen in verschillende situaties voor een halve dag voorgesteld aan de hand van het sinusoïde model. (k1 en k2 zijn respectievelijk de minimum en maximum ontwikkelingstemperatuur van de species van interesse; T = de gemiddelde temperatuur van een halve dag; α = amplitude = (TMAX TMIN1)/2 (eerste helft van de dag) of (TMAX TMIN2)/2 (tweede helft van de dag); θ1,2 = moment waarop de temperatuurcurve het minimum of maximum snijdt (Allen, 1976) Diagram Formule HDD = 1 2 (k 2 k 1 ) CDD = 0 HDD = 0 CDD = 1 2 (k 1 T) HDD = 1 2 (T k 1) CDD = 0 HDD = 1 2π {(T k 1) ( π θ) + α cos θ} 2 CDD = 1 2π {(k 1 T) (θ + π ) + α cos θ} 2 θ = sin 1 [(k 2 T)/α] HDD = 1 2π {(T k 1) (θ + π 2 ) + (k 2 k 1 ) ( π θ) α cos θ} 2 CDD = 0 θ = sin 1 [(k 2 T)/α] HDD = 1 2π {(T k 1)(θ 2 θ 1 ) + α (cos θ 1 cos θ 2 ) + ((k 2 k 1 ) ( π 2 θ)} CDD = 1 2π {(k 1 T) (θ 1 + π 2 ) + α cos θ 1} θ 1 = sin 1 [(k 1 T)/α] θ 2 = sin 1 [(k 2 T)/α] Voor S. avenae werd 4,0 C als minimum en 24,6 C als maximum beschouwd. Wanneer de temperatuur niet tussen dit interval gelegen is, zal de bladluis niet verder ontwikkelen (Kieckhefer et al., 1989). In Tabel 10 wordt de ontwikkeling van S. avenae in graaddagen voorgesteld op basis van het model van Allen (1976). 50

61 Tabel 10: Ontwikkeling van S. avenae uitgedrukt in graaddagen (Kieckhefer et al., 1989) Ontwikkelingsstadium Aantal graaddagen 1 e nymfale stadium 35,4 2 e nymfale stadium 30,6 3 e nymfale stadium 33,0 Volwassen stadium (apterae) 36,9 Volwassen stadium (alatae) 51,0 Totale ontwikkelingsduur tot 136,8 apterae Totale ontwikkelingsduur tot 150,8 alatae Start reproductie aptera 110 Start reproductie alatae

62 Praktijkstudie: onderzoek naar de invloed S. avenae op zomertarwe en het effect van A. bipunctata en O. majusculus op deze bladluispopulatie 1. Materiaal en methoden 1.1 Doelstelling en situering Om de invloed van verschillende dichtheden van S. avenae op zomertarwe na te gaan en het effect van predatoren te illustreren werden potproeven aangelegd. De eerste potproef bestond uit drie verschillende dichtheden van S. avenae. Voor elke dichtheid werd een andere pot tarwe gebruikt. Bij de tweede proef werden drie dichtheden van het tweestippelig lieveheersbeestje (A. bipunctata) bij een constant aantal S. avenae gezet. Deze tweede potproef werd herhaald met een andere predator, namelijk een roofwants (O. majusculus). Alle potten waren van elkaar geïsoleerd. Er werd met drie herhalingen gewerkt. In Tabel 11 wordt naast de opbouw van de potproef de omschrijving van de verschillende regimes weergegeven, die in de verdere bespreking gebruikt zullen worden. Tabel 11: Bestudeerde behandelingen bij protproef Dichtheid 1 Benaming Dichtheid 2 Benaming Dichtheid 3 Benaming Nulobject - 20 S. avenae 20sa 40 S. avenae 40sa 20 S. 20sa 20 S. avenae sa2ab 20 S. avenae sa4ab avenae A. bipunctata A. bipunctata 20 S. avenae 20sa 20 S. avenae + 2 O. majusculus 20sa2om 20 S. avenae + 4 O. majusculus 20sa4om 52

63 Voor deze proeven werd in potten met een diameter van 14 cm zomertarwe van het ras Tybalt gezaaid in potgrond (Tabel 12 en Figuur 19). De potgrond bestond uit tuinturf en turfstrooisel. Het volume van deze potten bedraagt 1,54 l. Tabel 12: Eigenschappen potgrond Eigenschappen potgrond Droge stof 25 % Organische stof 20 % ph (H2O) 5,0-6,5 Electrische geleidbaarheid 550 µs/cm (EC) NPK-meststoffen (14/16/18) 1 kg/m³ met sporenelementen Samengestelde organische 1 kg/m³ meststof (6/6/7) De proef werd uitgevoerd op de serrecampus van ILVO. Het serreklimaat werd als volgt ingesteld: de dagtemperatuur schommelde tussen 20 C en 24 C. De nachttemperatuur varieerde tussen 16 C en 20 C. Vanaf het moment dat er 24 C of 20 C bereikt werd, respectievelijk voor de dag- en nachttemperatuur, werd de serre verlucht. De planten en later de insecten werden blootgesteld aan een fotoperiode van 16 uur licht (van 5 h tot 21 h) en acht uur donker. Als de straling van het zonlicht 150 W/m² overschreed tijdens de fotoperiode, dan werd de extra belichting uitgeschakeld. De relatieve vochtigheid in de serre was variabel en werd niet bijgestuurd. De watergifte was optimaal zodat geen droogtestress optrad. Figuur 19: De waardplanten (zomertarwe) van de bladluizen Twaalf dagen na zaai werden de bladluizen en predatoren op de planten geplaatst. De insecten werden door Biobest nv bezorgd. Er werd geen onderscheid gemaakt tussen nimfen of adulten van S. avenae. Beiden werden door elkaar over de potten verdeeld. A. bipunctata (L1-larvaal 53

64 groeistadium) en adulte O. majusculus werden ook op de planten gezet wanneer de tarwe zich in het tweede bladstadium (BBCH 12) bevond. Omdat de potten met tarwe uniform zouden zijn, werden alle potten uitgedund tot zeven plantjes per pot. Op dit moment werd de tarwe ook bemest. Er werd 21 gram kalkammonsalpeter (KAS, met 27 %N) afgewogen en opgelost in 1500 ml water. Hieraan werd ook 18,8 gram kali chloorpotas toegevoegd. Per pot werd een gift van 50 ml voorzien. Dit komt overeen met een gift van 60 eenheden N/ha en 120 eenheden K 2O/ha. Om te voorkomen dat de insecten zich van de ene pot naar de andere verspreidden, werden de potten in kooitjes geplaatst met volgende afmetingen: 30 cm x 30 cm x 30 cm. De kweekkooi heeft één opening met rits en een doorkijkraam van plastic. De maaswijdte van het gaas is 0,25 mm (Figuur 20). Figuur 20: Kooien voor de potproef Gedurende 15 dagen werden dagelijks tellingen uitgevoerd. Hierbij werden de aantallen waarin S. avenae, A. bipunctata en O. Majusculus voorkwamen per pot genoteerd. Er werd ook bijgehouden in welk ontwikkelingsstadium de insecten zich bevonden. Voor S. avenae werd hiervoor een onderscheid gemaakt tussen nimf en adult. De aantallen larven, poppen en adulten werden voor A. bipunctata bijgehouden. Bij O. majusculus werd een onderverdeling gemaakt tussen eitjes, nimfen en adulten. Wanneer er insecten verdronken waren in de schaaltjes met water, werden deze verwijderd. De aantallen die verdronken waren, werden ook per pot bijgehouden. 54

65 Figuur 21: proefopstelling Op het einde van de proef werd voor alle potten de bovengrondse biomassa verzameld en het vers gewicht bepaald (Figuur 22). Daarna werd de massa zeven dagen gedroogd in de droogstoof op 65 C. Hierna werd het drooggewicht nagegaan en het droge stof gehalte berekend. De bepaling van het vers- en drooggewicht gebeurde met een balans met een nauwkeurigheid van 0,2 g. Figuur 22: Het verzamelen van de bovengrondse biomassa per pot 1.2 Statistische verwerking van de resultaten Voor de dataverwerking werd gebruik gemaakt van IBM SPSS Statistics 24. Om de evolutie van de bladluispopulatie onder de verschillende regimes na te gaan werd Microsoft Excel 2013 gebruikt. Voor elk regime werd het gemiddelde genomen van de drie herhalingen en voorgesteld in een spreidingsdiagram, waarbij de y-as het aantal bladluizen per kooi (of per pot) voorstelt en de x-as het aantal dagen na de start van het experiment. Per gemiddelde werd per dag ook de standaardafwijking weergegeven om een idee te krijgen hoe groot de variatie tussen de herhalingen is. Daarnaast werd de trendlijn van de data geconstrueerd, hierbij werd weergegeven hoe sterk de correlatie tussen de data en de trendlijn is. Met behulp van een twosample t-test kon nagegaan worden of de twee dichtheden van bladluizen (20sa en 40sa) significant van elkaar verschillen. Op analoge wijze werd nagegaan of de invloed van de lage 55

66 densiteit predatoren (20sa2ab en 20sa2om) statistisch verschillend is van de invloed van de hoge densiteit predatoren (respectievelijk 20sa4ab en 20sa4om). Voor elke herhaling werd per regime de oppervlakte onder de curve van de evolutie van de bladluispopulatie berekend, zoals dat bij AUDPC (Area Under Disease Progress Curve) gebeurt. De oppervlakte onder de curve illustreert de plaagdruk in de tijd. Per regime werd vervolgens de gemiddelde oppervlakte onder de curve bepaald. De nulhypothese (H 0) veronderstelt dat de twee gemiddelden niet significant verschillen. Als alternatieve hypothese (H 1) wordt aangenomen dat er wel een statistisch verschil is. Zo werd onderzocht of de populatie met 20 en 40 S. avenae als beginpopulatie statistisch gezien verschillend zijn. Dit werd op analoge wijze toegepast voor de populaties gepredateerd door A. bipunctata en O. majusculus. Vooraleer een two-sample t-test kan uitgevoerd worden, moet er aan de homoscedasticiteit en normaliteit voldaan worden. De normaliteit kan aangetoond worden door een Shapiro-Wilk test uit te voeren of door QQ-plots te maken. Bij H 0 wordt aangenomen dat de data normaal verdeeld is. De H 1 gaat ervan uit dat er geen sprake is van normale verdeling. Er wordt steeds met een betrouwbaarheidspercentage van 95 % gewerkt. Als p > 0,05, wordt de H 0 aanvaard en is de voorwaarde van normaliteit voldaan. De homoscedasticiteit kan nagegaan worden met behulp van een Levene s test. Deze test geeft weer of alle populaties dezelfde variantie hebben (H 0). Indien de varianties niet gelijk zijn kan als alternatief een Welch test toegepast worden. Om na te gaan of er een beduidend verschil was in het droge stof gehalte (DS-gehalte), afhankelijk van aan hoeveel bladluizen de tarwe was blootgesteld, werd een One way ANOVA uitgevoerd. Vooraleer deze analyse correct kan uitgevoerd worden, moet de data normaal verdeeld zijn en voldoen aan de homoscedasticiteitsvoorwaarde zoals bij de two-sample t-test. Met een One way ANOVA kan onderzocht worden of de gemiddelden van de verschillende potproeven significant verschillen. De H 0 stelt dat de gemiddelden niet significant van elkaar verschillen. Bij de H 1 wordt verondersteld dat er minstens één gemiddelde significant van de andere afwijkt. Indien de H 0 verworpen en H 1 aanvaard wordt (als p < 0,05), kan er onderzocht worden welk gemiddelde er afwijkt door een Dunnett T3 uit te voeren. Het verschil tussen het verse stof gewicht van het nulobject en de andere verse stof gewichten werd onderzocht met een two-sample t-test. Indien aan de normaliteit en homoscedasticiteit niet voldaan werd, werd de niet-parametrische Mann-Whitney U test toegepast. 56

67 Gemiddeld aantal bladluizen per pot 2. Resultaten 2.1 Vergelijking bladluispopulaties met 20 en 40 S. avenae als beginpopulatie Wanneer de evolutie van de twee populaties bladluizen (van 20sa en 40sa) met elkaar vergeleken worden, blijkt dat deze beiden een exponentiële functie benaderen. Dit werd bevestigd door de correlaties van de data met de exponentiële functies (Figuur 23). De bladluispopulatie van 20sa telt op dag één gemiddeld 12 bladluizen. Deze van 40sa bevat er dan gemiddeld 24. Zoals verwacht, bouwt de populatie die startte met 40 bladluizen (20sa) het snelste op. Na zes dagen is de populatie van 40sa drie keer groter dan deze van 20sa. De standaardafwijking is voor deze populatie ook groter dan die van 20sa (Figuur 23). De bladluizen die geteld werden op dag één voor de drie herhalingen varieerde tussen 13 en 38. Dit zorgt onmiddellijk voor heel wat diversiteit over de herhalingen heen. Maar zelfs met deze variatie zijn de verschillen in populatiegrootte tussen de twee dichtheden bladluizen duidelijk y = 15,28e 0,1946x R² = 0,9791 y = 6,618e 0,1834x R² = 0, Aantal dagen 20sa 40sa Exponentieel (20sa) Exponentieel (40sa) Figuur 23: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie met 20 en 40 S. avenae als beginpopulatie Figuur 24: Opbouw van de bladluispopulatie op zomertarwe 57

68 Om te kunnen onderzoeken of de bladluispopulaties van 20sa en 40sa statistisch verschillend zijn, moet eerst de normaliteit nagegaan worden met de Shapiro-Wilk test. Deze test wees uit dat de bladluispopulatie van 20sa wel normaal verdeeld is, maar deze van 40sa niet (Tabel 13). Omdat niet voldaan werd aan de voorwaarden voor een two-sample t-test, werd een nietparametrische test gebruikt, namelijk een Mann-Whitney U test. De p-waarde is onder de grens van 0,05 gelegen, dus H 0 wordt verworpen. Uit deze test kan geconcludeerd worden dat de geteste populaties significant verschillen van elkaar (Tabel 13). Tabel 13: Hypothese en p-waarde van de Shapiro-Wilk test en Mann-Whitney U Test Hypothese p-waarde Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa is normaal verdeeld 0,772 Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 40sa is normaal verdeeld 0,032 Mann-Whitney U H 0: µ 20sa = µ 40sa H 1: µ 20sa < µ 40sa 0, Vergelijking van de bladluispopulaties blootgesteld aan 2 of 4 A. bipunctata Bij vergelijking van de invloed van twee en vier A. bipunctata op een beginpopulatie van 20 S. avenae (respectievelijk 20sa2ab en 20sa4ab), zou aanvankelijk geconcludeerd kunnen worden dat de invloed van de vier A. bipunctata op de bladluispopulatie het grootste is. De bladluispopulatie van 20sa4ab was steeds kleiner en dus minder schadelijk dan deze van 20sa2ab. Vijf dagen na de start van het experiment werden gemiddeld 35 bladluizen geteld voor 20sa2ab en 16 voor 20sa4ab. Op het einde werd het dubbel aantal bladluizen waargenomen bij 20sa2ab in vergelijking met 20sa4ab. Ook hier benaderen beide evoluties sterk een exponentiële functie gepaard gaand met een hoge correlatie (Figuur 25). Over het algemeen is de standaardafwijking groter bij de bladluispopulatie van 20sa2ab dan deze van 20sa4ab. De standaardafwijking voor de bladluispopulatie belaagd door twee A. bipunctata (20sa2ab) varieerde voor de volledige proefperiode tussen 3 en 106 bladluizen. Voor de andere populatie schommelde de standaardafwijking tussen 2 en 23 bladluizen. 58

69 Gemiddeld aantal bladluizen per pot y = 11,344e 0,2095x R² = 0,9812 y = 8,9179e 0,182x R² = 0, Aantal dagen 20sa2ab 20sa4ab Exponentieel (20sa2ab) Exponentieel (20sa4ab) Figuur 25: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie beïnvloed door twee en vier A. bipunctata (respectievelijk 20sa2ab en 20sa4ab) Om te toetsen of de bladluispopulaties van 20sa2ab en 20sa4ab significant verschillend zijn, werd ook hier een two-sample t-test toegepast. Voordat deze test uitgevoerd werd, werden de voorwaarden gecontroleerd. De Shapiro-Wilk test toonde aan dat beide populaties normaal verdeeld zijn. Daarnaast werd ook aan de homoscedasticiteit voldaan. De p-waarde van de twosample t-test bedraagt 0,049, H 1 wordt bijgevolg aanvaard. Er kan met 95 % zekerheid aangenomen worden dat beide populaties significant verschillend zijn (Tabel 14). Tabel 14: Toegepaste testen voor 20sa2ab en 20sa4ab met hypothese en p-waarde Test Hypothese p-waarde Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa2ab is normaal verdeeld 0,647 Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa4ab is normaal verdeeld 0,069 Levene s test H 0: de varianties van de vergeleken datasets zijn gelijk 0,091 Two-sample t- test H 0: µ 20sa2ab = µ 20sa4ab H 1: µ 20sa2ab < µ 20sa4ab 0, Vergelijking van de bladluispopulaties blootgesteld aan 2 of 4 O. majusculus Zoals verwacht hebben vier roofwantsen een sterkere invloed op de bladluispopulatie, dan wanneer er slechts twee individuen aanwezig zijn voor eenzelfde dichtheid bladluizen. Op het einde van de proef telde de bladluispopulatie, belaagd door twee roofwantsen (20sa2om), gemiddeld 86 bladluizen. Voor de populatie die blootgesteld werd aan vier roofwantsen (20sa4om) waren dit gemiddeld 49 bladluizen. De vier roofwantsen slaagden er in bijna de volledige bladluispopulatie te onderdrukken. Na zes dagen overleefden gemiddeld slechts zes bladluizen de roofwantsen (Figuur 26 & Figuur 27). Hierna werd opnieuw een toename van de 59

70 Gemiddeld aantal bladluizen per pot bladluispopulatie waargenomen. De functie die de evolutie illustreert van de bladluispopulatie blootgesteld aan vier O. majusculus (20sa4om) neemt langzamer toe dan de functie van de bladluispopulatie belaagt door twee roofwantsen (20sa2om). De toenamesnelheid van de bladluispopulatie per bladluis per dag is dan ook 0,03 lager. Dankzij de invloed van de vier roofwantsen, werd de toename van de bladluispopulatie vrij sterk afgeremd. Dit heeft als gevolg dat de evolutie van de bladluispopulatie de exponentiële curve veel slechter benadert (Figuur 26). De standaardafwijking is bij de potten met twee roofwantsen (varieert tussen 3 en 62 bladluizen) groter dan bij de potten met vier roofwantsen (schommelt tussen 1 en 37) y = 6,5136e 0,1573x R² = 0,964 y = 4,8463e 0,1272x R² = 0, Aantal dagen 20sa2om 20sa4om Exponentieel (20sa2om) Exponentieel (20sa4om) Figuur 26: Gemiddelde evolutie van de bladluispopulatie beïnvloed door twee en vier roofwantsen (respectievelijk 20sa2om en 20sa4om) Figuur 27: S. avenae gepredateerd door O. majusculus Met een two-sample t-test werd onderzocht of de bladluispopulatie van 20sa2om en 20sa4om significant verschillen van elkaar. Opnieuw werden de voorwaarden van normaliteit en 60

71 homoscedasticiteit eerst gecontroleerd. Uit de Shapiro-Wilk test kon geconcludeerd worden dat voor de twee populaties de nulhypothese aanvaard wordt, wat betekent dat de normaliteit voor deze steekproef aangenomen kan worden. De p-waarde voor de Levene s test bedraagt 0,071, met andere woorden de voorwaarde naar homoscedasticiteit werd ook voldaan. Nu de voorwaarden nagegaan zijn, kan de two-sample t-test uitgevoerd worden. Hieruit blijkt dat de populaties niet significant verschillend zijn (Tabel 15). Tabel 15: Toegepaste testen voor 20sa2om en 20sa4om met hypothese en p-waarde Test Hypothese p-waarde Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa2om is normaal verdeeld 0,171 Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa4om is normaal verdeeld 0,703 Levene s test H 0: de varianties van de vergeleken datasets zijn gelijk 0,071 Two-sample t-test H 0: µ 20sa2om = µ 20sa4om H 1: µ 20sa2om < µ 20sa4om 0, Vergelijking tussen geen predator, A. bipunctata en O. majusculus Hier wordt de vergelijking gemaakt over de drie behandelingen heen met de laagste dichtheid aan predatoren (20sa, 20sa2ab en 20sa2om). De populatie van 20sa2ab overstijgt al snel de controle met enkel 20 S. avenae (20sa). Na vijf dagen is de populatie al 2,5 keer groter. Daarnaast toont Figuur 28 dat O. majusculus de bladluispopulatie wel goed wist te onderdrukken met een eindpopulatie van 86 bladluizen (20sa2om). Voor 20sa bedroeg dit 137 bladluizen en voor de populatie van 20sa2ab 326 bladluizen. De roofwantsen hebben dus een positieve invloed op de reductie van de bladluispopulatie. 61

72 Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatie per pot Gemiddeld aantal bladluizen per pot sa 20sa2ab 20sa2om Exponentieel (20sa) Exponentieel (20sa2ab) Exponentieel (20sa2om) Aantal dagen Figuur 28: Vergelijking van de evolutie van de bladluispopulatie bij afwezigheid en aanwezigheid van twee A. bipunctata of 2 O. majusculus Figuur 29 geeft m.b.v. boxplots de AUDPC weer van de evolutie van de bladluispopulatie per regime. Hierbij valt op de merken dat de AUDPC van 20sa2om beduidend lager is dan deze van 20sa2ab, terwijl deze van 20sa en 20sa2om bij benadering in elkaars verlengde liggen. Dit is al een eerste indicatie dat de AUDPC van de bladluispopulatie van 20sa en 20sa2om waarschijnlijk niet significant van elkaar zullen verschillen sa 20sa2ab 20sa2om Figuur 29: Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatie per pot voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om Nu werd nagegaan of de invloed van de predatoren op de bladluispopulatie significant is. Hier werd de impact van de predatoren met een lage densiteit bekeken. Dit kan aangetoond worden door de AUDPC-waarden van de bladluispopulaties te vergelijken met behulp van een One way 62

73 ANOVA. Hier worden de bladluispopulaties van 20sa, 20sa2ab en 20sa2om met elkaar vergeleken. Als H 0 wordt aangenomen dat elk gemiddelde niet significant van elkaar verschilt. Om de One way ANOVA te mogen uitvoeren moet aan de normaliteit en homoscedasticiteit worden voldaan. De Shapiro-Wilk test toonde aan dat de te onderzoeken populaties normaal verdeeld zijn: elke p-waarde is groter dan 0,05. Bij het controleren van de homoscedasticiteit aan de hand van de Levene s test blijkt ook hier dat de H 0 aanvaard wordt en de varianties van de verschillende populaties gelijk zijn. Hoewel op Figuur 29 toch enkele verschillen tussen de populaties waargenomen konden worden, is geen enkele van de verschillen significant. De p- waarde ligt net op de grens om met een 95 % betrouwbaarheid te garanderen dat er statisch gezien geen verschil is (Tabel 16). Tabel 16:Toegepaste testen voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om met hypothese en p-waarde Test Hypothese p-waarde Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa is normaal verdeeld 0,772 H 0: de bladluispopulatie van 20sa2ab is normaal verdeeld 0,647 H 0: de bladluispopulatie van 20sa2om is normaal verdeeld 0,171 Levene s test H 0: de varianties van de vergeleken datasets zijn gelijk 0,672 One way ANOVA H 0: µ 20sa = µ 20sa2ab = µ 20sa2om 0, Vergelijking over 3 behandelingen heen met hoge dichtheden aan predatoren. Bij de vergelijking van de bladluispopulaties van 20sa, 20sa4ab en 20sa4om over de volledige proefperiode, blijkt dat de vier roofwantsen een duidelijke invloed hebben uitgeoefend op de bladluispopulatie. De controle (20sa) telde op het einde van de proef 137 bladluizen, terwijl dit voor 20sa4om 49 bladluizen was. De populatie van 20sa verschilt weinig van de bladluispopulatie van 20sa4ab. Vanaf dag één is de populatie van 20sa4ab groter dan deze van 20sa, namelijk twee bladluizen meer. Na 15 dagen is het verschil tussen de populaties opgelopen tot 27 bladluizen (Figuur 30). 63

74 Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatieper pot Gemiddeld aantal bladluizen per pot Aantal dagen 20sa 20sa4ab 20sa4om Exponentieel (20sa) Exponentieel (20sa4ab) Exponentieel (20sa4om) Figuur 30: Vergelijking van de evolutie van de bladluispopulatie bij afwezigheid en aanwezigheid van vier A. bipunctata of vier O. majusculus Met behulp van Figuur 31 kunnen de boxplots van de AUDPC-waarden van 20sa, 20sa4ab en 20sa4om met elkaar vergeleken worden. Hieruit kan afgeleid worden dat de AUDPC van 20sa een veel grotere spreiding heeft (van 258 tot 745) dan de twee andere regimes (van 608 tot 727 voor 20sa4ab en van 162 tot 330 voor 20sa4om). Daarnaast ligt de AUDPC van 20sa4ab veel hoger dan deze van 20sa4om sa 20sa4ab 20sa4om Figuur 31: Gemiddelde AUDPC van de bladluispopulatie per pot voor 20sa, 20sa4ab en 20sa4om Opnieuw werden de gemiddelde AUDPC-waarden van de bladluispopulaties vergeleken met behulp van een One Way ANOVA. Hier worden de bladluispopulaties van 20sa, 20sa4ab en 20sa4om met elkaar vergeleken. De Shapiro-Wilk test gaf aan dat de normaliteit van de te onderzoeken populaties voldaan is (Tabel 17). Uit de Levene s test is gebleken dat ook de 64

75 Gemiddeld DS-gehalte (%) voorwaarde van de homoscedasticiteit in orde was. Met behulp van de One way ANOVA kon aangetoond worden dat de bladluispopulaties significant verschillen (p-waarde = 0,033). Welke populaties nu precies afwijken van elkaar kan onderzocht worden met de post hoc test Tukey HSD. Uit de Tukey HSD test blijkt dat populatie van 20sa4ab significant verschilt van deze van 20sa4om (Tabel 17). Doordat de boxplot van de controle (20sa) een sterke spreiding heeft, kan deze niet significant afwijken van de andere data (Figuur 31). Tabel 17: Toegepaste testen voor 20sa, 20sa2ab en 20sa2om met hypothese en p-waarde Test Hypothese p-waarde Shapiro-Wilk H 0: de bladluispopulatie van 20sa is normaal verdeeld 0,772 H 0: de bladluispopulatie van 20sa4ab is normaal verdeeld 0,069 H 0: de bladluispopulatie van 20sa4om is normaal verdeeld 0,703 Levene s test H 0: de varianties van de vergeleken datasets zijn gelijk 0,170 One way ANOVA H 0: µ 20sa = µ 20sa2ab = µ 20sa2om 0, Vergelijking van het DS-gehalte van de tarweplanten van alle behandelingen Ook de verschillende DS-gehaltes van de tarweplanten per pot van alle behandelingen kunnen met elkaar vergeleken worden. Hierbij kan geconstateerd worden dat het DS-gehalte varieert tussen 9,3 en 12,2 % droge stof. Globaal bekeken zijn de verschillen tussen de DS-gehaltes niet zo groot. Bij 20sa4ab is er wel sprake van variabiliteit. Hier varieert het DS-gehalte tussen 9,3 en 11,8 % droge stof (Figuur 32). 12,5 12,0 11,5 11,0 10,5 10,0 9,5 9,0 nulobject 20sa 40sa 20sa2ab 20sa4ab 20sa2om 20sa4om Figuur 32: Boxplot van de verschillende droge stof gehalten per regime Nu is het de bedoeling om na te gaan of de gemiddelde DS-gehaltes statistisch gezien verschillend zijn. Hiervoor werd geopteerd voor een One Way ANOVA. Om deze analyse te kunnen uitvoeren moeten de voorwaarden van normaliteit en homoscedasticiteit voldaan zijn. 65

76 Uit Tabel 18 blijkt dat de p-waarde van het nulobject niet voldoet aan de eis van de normaliteit. De andere data worden wel als normaal verdeeld beschouwd. Dus normaal gezien kan de One way ANOVA niet uitgevoerd worden. Maar deze eis voor een ANOVA wordt vaak als te streng beschouwd. Er werd dan ook verder gewerkt met een soepelere eis. Aangezien er meer dan 75 % van alle geteste p-waarden de grens van 0,05 overschrijden en de overige p-waarde groter is dan 0,01 werd de normaliteit wel aanvaard. Tabel 18: P-waarden van de Shapiro-Wilk test voor het DS-gehalte van elk regime Regime p-waarde Nulobject 0,045 20sa 0,811 40sa 0,964 20sa2ab 0,979 20sa4ab 0,723 20sa2om 0,978 20sa4om 0,417 Na het testen van de normaliteit werd ook de homoscedasticiteit gecontroleerd. Uit de Levene s test blijkt dat de varianties van de te vergelijken datasets te sterk van elkaar verschillen om een correcte analyse met een One Way ANOVA te kunnen uitvoeren (p-waarde = 0,016 < 0,05). Daarom werd gebruik gemaakt van de Welch-correctie. Deze houdt rekening met de afwijkende varianties. Uit deze test kan afgeleid worden dat er significante verschillen zijn tussen de data, dus de H 0 wordt verworpen (p-waarde = 0,008) (Tabel 19). Als post hoc test werd een Dunnett T3 gekozen, omdat deze ook rekening houdt met de heteroscedasticiteit. Deze test toonde aan dat enkel het DS-gehalte van de tarweplanten van 20sa2ab significant verschilt van het DSgehalte van de tarweplanten van 20sa2om (p-waarde = 0,021). Tabel 19: Uitgevoerde testen met hypothese en p-waarde om de statistische verschillen in DS-gehalte te achterhalen Test Hypothese p-waarde Levene s H 0: de varianties van de vergeleken datasets 0,016 test zijn gelijk Welch H 0: de gemiddelde DS-gehaltes zijn voor alle gegevens gelijk 0,008 66

77 g organische stof per pot 2.7 Opbrengst Naast het DS-gehalte kunnen ook de opbrengsten (in gram) onder de loep worden genomen. Op Figuur 33 is duidelijk te zien dat de drogestof opbrengsten van alle behandelingen amper van elkaar verschillen. Het drooggewicht schommelt tussen 4,4 en 4,9 g. De tarweplanten met het laagste drooggewicht zijn deze die blootgesteld werden aan een bladluispopulatie met 40 bladluizen als beginpopulatie (40sa). Daarnaast heeft de bladluispopulatie van 20sa4ab ervoor gezorgd dat het drooggewicht van deze tarweplanten werd beperkt tot 4,5 g. Als de opbrengst aan verse massa nader bekeken worden, bengelen hier opnieuw de massa s van 40sa en 20sa4ab onderaan. Ook het gewicht van de tarweplanten van 20sa2ab ligt 6,6 % lager dan de massa van het nulobject. De invloed van de bladluispopulatie op het versgewicht is bij 20sa2om en 20sa4om echter beperkt gebleven. De verse stof opbrengst ligt zelfs respectievelijk 3,8 % en 10,5 % hoger dan deze van het nulobject (Figuur 33 & Figuur 34). 25,0 20,0 15,0 vers 10,0 droog 5,0 0,0 nulobject 20sa 40sa 20sa2ab 20sa4ab 20sa2om 20sa4om Figuur 33: Gemiddeld vers- en drooggewicht van de tarweplanten per pot per regime Figuur 34: Chlorose ten gevolge van zuigschade van S. avenae op zomertarwe 67

78 Nu kan nagegaan worden of deze verschillen in verse stof opbrengst significant zijn. Met behulp van een two-sample t-test kunnen de verse massa s van alle behandelingen met het nulobject vergeleken worden. Opnieuw moet aan de voorwaarden van normaliteit en homoscedasticiteit voldaan worden. Uit de Shapiro-Wilk test is gebleken dat enkel voor de verse massa van 20sa4om de normaliteit niet voldaan is (p < 0,001). Voor alle andere waarden van verse stof opbrengst werd H 0 aanvaard (p > 0,05) (Tabel 20). Tabel 20: P-waarden van de Shapiro-Wilk test voor het vers gewicht van de tarweplanten per pot van elk regime Regime p-waarde Nulobject 0,762 20sa 0,657 40sa 0,157 20sa2ab 0,274 20sa4ab 0,637 20sa2om 1,000 20sa4om < 0,001 Uit de Levene s test is gebleken dat de homoscedasticiteit ook voldaan is. De two-sample t-test toonde aan dat enkel de verse massa s van het nulobject en 20sa4ab significant verschillend zijn (p = 0,041). Voor alle andere regimes wordt H 0 aanvaard en aangenomen dat de verse massa s niet significant verschillen van het nulobject (Tabel 21). Tabel 21: Hypothese van de two-sample t-test met de p-waarden van de Levene's test en de two-sample t-test Hypothese two-sample t-test p-waarde Levene s test p-waarde two-sample t-test H 0 µ nulobject = µ 20sa 0,464 0,192 (1-zijdig) H 1 µ nulobject > µ 20sa H 0 µ nulobject = µ 40sa 0,303 0,208 (1-zijdig) H 1 µ nulobject > µ 40sa H 0 µ nulobject = µ 20sa2ab H 1 µ nulobject > µ 20sa2ab 0,469 0,232 (1-zijdig) H 0 µ nulobject = µ 20sa4ab 0,153 0,041 (1-zijdig) H 1 µ nulobject > µ 20sa4ab H 0 µ nulobject = µ 20sa2om H 1 µ nulobject µ 20sa2om 0,111 0,618 (2-zijdig) Aangezien de normaliteit voor 20sa4om niet voldaan was, werd een Mann-Whitney U test toegepast. Hiermee kon nagegaan worden of de verse massa van de tarweplanten per pot van het nulobject en deze van 20sa4om statistisch verschillen van elkaar. De p-waarde van de Mann-Whitney U test bedraagt 0,61. Dit betekent dat de H 0 aanvaard wordt en dat het vers gewicht van de behandelingen niet significant verschillend zijn. 68

79 Ook voor de drooggewichten kan onderzocht worden of er significante verschillen zijn tussen alle regimes en het nulobject. Voor alle drooggewichten van de regimes, behalve voor het nulobject en 20sa werd H 1 aanvaard en geconcludeerd dat de normaliteit niet werd gerespecteerd (Tabel 22). Tabel 22: P-waarde van de Shapiro-Wilk test voor de drooggewichten van de tarweplanten per pot per regime Regime p-waarde Nulobject 1,000 20sa 0,463 40sa < 0,001 20sa2ab < 0,001 20sa4ab < 0,001 20sa2om < 0,001 20sa4om < 0,001 De two-sample t-test kon enkel toegepast worden voor de vergelijking van het nulobject en 20sa omdat ook bij de Levene s test H 0 aanvaard werd. Hieruit is gebleken dat de drooggewichten van het nulobject en 20sa statistisch gezien niet van elkaar verschillen (Tabel 23). Om de drooggewichten van de andere regimes te vergelijken met het nulobject werd de nietparametrische Mann-Whitney U test uitgevoerd. Enkel het drooggewicht van 20sa4ab verschilde significant van het nulobject (p-waarde = 0,036). Alle andere drooggewichten weken niet sterk genoeg af van het nulobject om statistisch verschillend te zijn, zoals aangetoond wordt in Tabel 24. Tabel 23: Hypothese van de two-sample t-test en p-waarden van de Levene's test en two-sample t-test voor het nulobject en 20sa Hypothese two sample t-test H 0 µ nulobject = µ 20sa p-waarde Levene s p-waarde two test sample t-test 0,205 0,408 H 1 µ nulobject > µ 20sa 69

80 Tabel 24: Hypotheses Mann-Whitney U test gepaard met de p-waarde Hypothese H 0 µ nulobject = µ 40sa H 1 µ nulobject > µ 40sa H 0 µ nulobject = µ 20sa2ab H 1 µ nulobject > µ 20sa2ab H 0 µ nulobject = µ 20sa4ab H 1 µ nulobject > µ 20sa4ab H 0 µ nulobject = µ 20sa2om H 1 µ nulobject µ 20sa2om H 0 µ nulobject = µ 20sa4om p-waarde 0,053 (1-zijdig) 0,173 (1-zijdig) 0,036 (1-zijdig) 0,121 (2-zijdig) 0,637 (2-zijdig) H 1 µ nulobject µ 20sa4om 70

81 2.8 Link tussen de opbrengstreductie en de populatiegrootte van S. avenae In Tabel 25 wordt het gemiddelde vers gewicht van de tarweplanten en de gemiddelde beginen eindpopulatie van de bladluizen per pot weergegeven. Daarnaast werd berekend wat de opbrengst was ten opzichte van het nulobject. Bij 20sa startte de bladluispopulatie met 12 bladluizen per pot, dit resulteerde op 15 dagen tijd niet in een opbrengstreductie. Wanneer de beginpopulatie iets hoger lag, namelijk 14 bladluizen zoals bij 20sa4ab het geval was, werd na 15 dagen wel een reductie waargenomen die significant verschilde van het nulobject. Er werd een opbrengstreductie van 16,8 % vastgesteld. Op basis van deze gegevens wordt dus aangegeven dat de schadedrempel zich situeert rond 13 bladluizen per pot, wat overeenkomt met ongeveer twee S. avenae per plant. Wanneer de begin- en eindpopulatie van S.avenae nog hoger was, werd daarom geen grotere opbrengstreductie waargenomen. Bij 20sa2ab werd een begin- en eindpopulatie van respectievelijk 16 en 326 bladluizen geteld met een opbrengstreductie van 6,6 % tot gevolg. Zoals reeds vastgesteld veroorzaakten de bladluispopulaties die gepredateerd werden door O. majusculus geen opbrengstreducties. Tabel 25: Per behandeling wordt het gemiddelde versgewicht van de tarweplanten en de gemiddelde begin- en eindpopulatie van S. avenae (respectievelijk op dag één en 15 van het experiment) per pot weergegeven. De versgewichten worden ook procentueel met het nulobject vergeleken Versgewicht (g) Beginpopulatie bladluizen Eindpopulatie bladluizen Opbrengst t.o.v. nulobject (%) (op dag één) (op dag 15) Nulobject 19, sa 21, ,6 40sa 16, ,9 20sa2ab 17, ,6 20sa4ab 15, ,8 20sa2om 19, ,8 20sa4om 21, ,5 71

82 3. Discussie Het verband tussen waarnemingen en bladluisdichtheid werd verstoord doordat bij de start van de proef verscheidene bladluizen waren verdronken in het water voor de tarweplanten. Dit is de reden voor de grote standaardafwijking van 40sa in vergelijking met deze van 20sa (Figuur 23). Ook het aantal A. bipunctata werd hierdoor sterk gereduceerd. Slechts drie A. bipunctata werden nog waargenomen na de eerste observatie (twee op twee potten met de lage dichtheid A. bipunctata en één op een pot met de hoge dichtheid A. bipunctata). Helaas zijn ook deze lieveheersbeestjes twee dagen later in het water terechtgekomen. Dus de geleidelijke toename van de bladluispopulatie van 20sa4ab ten opzichte van 20sa2ab kan niet toegeschreven worden aan de aanwezigheid van het aantal predatoren (Figuur 25). Aangezien er geen predatie was door A. bipunctata konden de populaties zich ongestoord verder ontwikkelen. Hierdoor kon er geen uitspraak gedaan worden over de invloed van A. bipunctata op de bladluispopulatie. Dit had misschien kunnen voorkomen worden door het water af te dekken met bijvoorbeeld een stukje plastic zoals op Figuur 35 weergegeven. Figuur 35: Schaaltje met water afgedekt met plastic om verdrinking van insecten te voorkomen Uit de data is gebleken dat de bladluispopulatie van 40sa significant groter was dan de bladluispopulatie van 20sa. Maar dit ging niet gepaard met een significant verschil in DS-gehalte of een significant verschil van vers- en drooggewicht van de tarweplanten voor 20sa en 40sa ten opzichte van het nulobject. Dit komt waarschijnlijk doordat de tarweplanten zich in een nog vrij jong ontwikkelingsstadium bevonden tijdens de proef (BBCH 12 bij de start van de proef en BBCH 25 bij het einde ervan). Bladluizen die zich op het vlagblad en het tweede blad van de plant bevinden, richten de meeste schade aan (Fowler, 2014). Het verloop van beide populaties benaderde in sterke mate een exponentiële functie. Dit verloop is overeenkomstig met de vaststellingen door Plantegenest et al. (2001). In de natuur neemt de ongestoorde bladluispopulatie exponentieel toe tot de piekdichtheid bereikt wordt (Plantegenest et al., 2001). Wat A. bipunctata betreft, kon enkel opgemerkt worden dat de roofwantsen (O. majusculus) veel actiever predateren dan de enkele lieveheersbeestjes. A. bipunctata had bij een onderzoek van Blackman (1966) in het eerste larvale stadium moeite om bladluizen te vangen. De afweermechanismen van de prooi spelen hier vermoedelijk een belangrijke rol in. In het vierde larvale stadium verliep dit al veel vlotter. Daarnaast werd waargenomen dat jonge larven van A. 72