Bovengrondse-ondergrondse biodiversiteit: het effect van bodemroofmijten op tabakstrips

Bovengrondse-ondergrondse biodiversiteit: het effect van bodemroofmijten op tabakstrips Verslag trips-roofmijt experiment 2008 E. den Belder & J. Elderson Plant Research International B.V., Wageningen April 2009 Nota 617

2009 Wageningen, Plant Research International B.V. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Plant Research International B.V. Plant Research International B.V. Adres : Droevendaalsesteeg 1, Wageningen : Postbus 16, 6700 AA Wageningen Tel. : 0317 48 60 01 Fax : 0317 41 80 94 E-mail : info.pri@wur.nl Internet : www.pri.wur.nl

Inhoudsopgave pagina Samenvatting 1 Inleiding 3 Materiaal en Methode 5 Tripsen 5 Roofmijten 5 Bonenplanten 5 Microcosmos 5 Proefomstandigheden 7 Methode 7 Berekeningen en statistiek 8 Resultaten 9 Popstadium: plant of bodem 9 Predatie 9 Discussie en conclusies 13 Nawoord 15 Referenties 17

1 Samenvatting Tabakstrips (Thrips tabaci Lindeman) vormt een ernstige plaag in groentegewassen waaronder prei, ui en kool en is lastig beheersbaar. Het doel van dit project was een methode te ontwikkelen waarin we het effect van bodemroofmijten op tabakstrips kunnen meten. Daarbij hebben we gebruik gemaakt van de nieuwe bodemroofmijt Macrocheles robustulus (Berlese). Deze is voor ons tijdelijk in productie is genomen door Koppert Biological Systems. In een gesloten microcosmos-opstelling (tabakstrips-bodemroofmijt-bonenplant-ongesteriliseerde grond) is gekeken in welke mate volwassen tripsen terug te vinden zijn nadat tabakstrips larven en volwassen bodemroofmijten op respectievelijk de plant en de bodem zijn losgelaten. We hebben aangetoond dat M. robustulus predeert op tabakstrips. Predatie varieerde tussen de 22 en 78%. De predatie lag beduidend lager in vergelijking met de predatie van Californische trips (Frankliniella occidentalis, Pergande). Bij een inventarisatie op vijf biologische preiteelt bedrijven zijn ook Macrocheles soorten gevonden.

3 Inleiding Het doel van dit onderdeel van het bovengrondse/ondergrondse biodiversiteitsproject is een methode te ontwikkelen om vast te stellen óf, en in welke mate er interactie plaatsvindt tussen ondergrondse roofmijtenpopulaties op de bovengrondse plaag trips in prei. Tabakstrips (Thrips tabaci, Lindeman) vormt een ernstige plaag in groentegewassen waaronder prei, ui en kool. Door zuigschade van de larven en de volwassen tripsen ontstaan in kool vervormingen en in prei verkleuringen waardoor deze in een lagere kwaliteitsklasse komen. Bij ernstige aantasting kan ook de productie teruglopen. Chemische bestrijding is door het niet meer toelaten van breedwerkende middelen zoals mesurol steeds moeilijker. Bovengrondse natuurlijke vijanden van trips, zoals wantsen (Orius-soorten) worden niet vaak in de gewassen aangetroffen. Ze lijken, zeker in de gangbare preiteelt, geen grote rol te spelen bij de bovengrondse beheersing van de tabakstrips. De levenscyclus van de tabakstrips speelt zich deels ondergronds af (pers. med. den Belder). Volwassen trips vrouwtjes zetten eieren af in het preiblad. De larven die hieruit komen (L1) voeden zich op het blad, en vervellen (L2). Als deze L2 s volgroeid zijn laten ze zich vallen, waarna twee relatief inactieve kwetsbare stadia (prepop en pop, respectievelijk P1 en P2) in de bodem worden doorgemaakt. De volwassen tripsen die uit de pop (P2) komen, kruipen uit de bodem omhoog, en migreren naar een waardplant om zich te voeden en om eieren af te zetten. Van de Californische trips (Frankliniella occidentalis, Pergande) een soort die grote problemen in kasteelten veroorzaakt en eveneens de popstadia ondergronds doormaakt, is bekend dat bodemroofmijten een belangrijke predator kunnen zijn (Berndt et al., 2004a,b). In dit onderzoek is gebruik gemaakt van de bodemroofmijt Macrocheles robustulus (Berlese). Recentelijk is aangetoond dat deze mijt succesvol predeert op Californische trips (Messelink & van Holstein-Say, 2008a,b). Het is een relatief grote mijt die o.a. verspreid wordt door mestkevers (Glida et al., 2003, Krantz, 1998). Opzet experiment Er is gekozen om in een gesloten opstelling (microcosmos-plant-bodem) tabakstrips ( L1 s) en bodemroofmijten op respectievelijk de plant en de bodem los te laten. De tripsen die aan predatie in de bodem ontsnappen worden als volwassen tripsen teruggevangen en geteld.

5 Materiaal en Methode Tripsen Tabakstrips (Thrips tabaci) is afkomstig van de kweek van de vakgroep Virologie (Peters et al., 1997) en wordt gekweekt op preiblad in 500-ml weckpotten met gazen deksel (klimaatkamer 25 ± 0,5 C, 16:8 L:D). Er zijn verschillende stammen gebruikt die zijn verzameld op diverse locaties in Nederland en Griekenland. Eieren van ongeveer dezelfde leeftijd worden verkregen door stukjes schoon preiblad 24 uur in de kweekpotten te leggen en deze vervolgens in containertjes te plaatsen. Drie dagen later start het uitkomen van de L1 s, na nog twee dagen is een cohort van 2 dagen oude L1 s beschikbaar. Roofmijten Macrocheles robustulus is voor ons gekweekt door de firma Koppert Biological Systems B.V. in dragermateriaal van potgrond en vermiculiet, waaraan Lepidoglyphus destructor (Schrank) als voermijt is toegevoegd. Deze roofmijten zijn verzameld in compost in 2005 in Naaldwijk (Messelink & van Holstein-Say, 2008). De kweek staat bij 20.5 C, 75% R.V., 16:8 L:D. De roofmijten zijn voor verzending bij Koppert geteld en, indien nodig, verdund met het kweekmedium tot een dichtheid van 10 (volwassen) roofmijten per gram. De roofmijten worden in het kweekmedium aan de bodem in de microcosmos toegevoegd. Als controle is kweekmedium zonder roofmijten en zonder voedermijten gebruikt. Bonenplanten Bonenplanten (Phaseolus vulgaris L.) worden gezaaid in zaaibakjes in de kas (20-22 C), en verspeend in de plantcontainers in Lentse potgrond nummer 4 met bark (Lentse Potgrond B.V., Cuyk). Bij de start van het experiment is het eerste bladpaar ontvouwd. In experiment 1 en 2 is cultivar Prelude gebruikt, in experiment 3, 4 en 5 cultivar Tonga (Pop Vriend Seeds B.V., Andijk). Microcosmos De microcosmos (Figuur 1a en b) is opgebouwd uit een 1.8-L emmer van polypropyleen (PP) (Ø 13.3 cm) en een 2.5-L pot (Ø 14 cm) van kleurloos helder polyethyleen (PET) met schroefdeksel (Ø 10 cm halsopening, van de firma Brabo Verpakkingen, Breda). In de bodem van het emmertje zorgt een 15 mm gat voor water toevoer en drainage. Dit gat is met 100 m metaalgaas afgedicht om het ontsnappen of binnendringen van tripsen of roofmijten te voorkomen. Van de PET-pot wordt de bodem verwijderd, ter hoogte van Ø 12.5 cm. Door middel van een laagje parafilm sluit de taps toelopende onderrand precies aan op het emmertje. Voor de luchttoevoer is het schroefdeksel voorzien van een gat (Ø 9 cm) en de zijwand van twee gaten (Ø 4 cm). Deze gaten worden met nylon gaas (100 m) (Nedfilter B.V., Almere) afgedicht.

6 Als extra veiligheid (om ontsnappen dan wel binnendringen van mijten te voorkomen) staat elke microcosmos op een waterslot (een kleine schotel (Ø 17 cm) geplaatst op een omgekeerde petrischaal in een grote schotel (Ø 20 cm). De tripslarven worden in een 1.5-ml eppendorfvaatje (epje) geïntroduceerd, op een extra stukje preiblad (Figuur 2). Figuur 1a. Schema microcosmos. Figuur 1b. Microcosmos. Figuur 2. Introductie van tripslarves met een epje en een stukje preiblad. Figuur 3. Volwassen tripsen worden met een lijmplaat tegen de deksel gevangen. Voor het terugvangen van de volwassen tripsen (Figuur 3) worden de schroefdeksels vervangen door de deksels van plastic petrischalen (9.4 cm) die precies in de halsopening van de PET-potten passen. Op de buitenkant van de deksel die naar beneden in de kooi steekt wordt met dubbelzijdig plakband een lijmplaat vastgeplakt (ongeveer 5.0 x 5.5cm, Pherobank, Wageningen).

7 Proefomstandigheden De opstellingen staan in een kas met klimaat-regeling: temperatuur 22.7 ± 0.8 C, R.V. 64 ± 9%, lichtregime 16:8 L:D (Tabel 1). Tabel 1. Temperatuur ( C) en relatieve vochtigheid (%) in de kas tijdens de experimenten (gem= gemiddelde, stdev=spreiding, min=minimum, max=maximum). Temperatuur C R.V. % gem stdev min max gem stdev min max exp 2 22.4 0.8 19.5 25.4 70.5 8.4 51.2 93.2 exp 4 23.0 0.7 19.2 24.4 64.1 7.7 35.6 80.7 exp 5 22.7 0.7 19.2 25.1 56.4 5.6 40.6 76.3 In experiment 1 is de temperatuur hoger geweest. Exacte gegevens zijn niet beschikbaar. Methode 25 L1 s van T. tabaci (2 dagen oud) worden op een bonenplant gezet en de microcosmos wordt afgesloten met een PET-pot. Na twee dagen worden voor behandeling 1 en 2 respectievelijk 30 en 60 Macrocheles adulten (in kweekmedium plus voedermijten) aan de grond toegevoegd. Voor behandeling 0 wordt uitsluitend het medium, zonder voedermijten toegediend. Per behandeling zijn er 10 herhalingen. De 30 potten per experiment zijn over 10 blokken verdeeld. Elk blok bevat de drie behandelingen. Elk blok is bepaald door 1: standplaats in de kas, 2: stam van T. tabaci, 3: tijdstip van inzetten. Zes dagen na de start (acht dagen na het uitkomen van de tripslarven) worden de bovengrondse plantendelen afgeknipt en gecontroleerd op achtergebleven tripsen. De deksel met gaas wordt vervangen door de deksel met de lijmplaat. Vervolgens worden dagelijks de tripsen op de deksel geteld en gemarkeerd. Als er drie dagen geen nieuwe adulten meer verschijnen (14 15 dagen na de start van het experiment), wordt onder de binoculair de definitieve telling gedaan. Het experiment is vijf keer herhaald. In experiment 3 traden diverse problemen op; de resultaten daarvan zijn niet betrouwbaar en worden hier achterwege gelaten. Omdat bleek dat de ongesteriliseerde grond ook varenrouwmuggen bevatte (mogelijk alternatief voedsel voor roofmijt) zijn deze in experiment 4 en 5 ook geteld.

8 Berekeningen en statistiek In de berekening van het percentage overleving is gecorrigeerd voor het aantal larven of poppen dat na het afknippen van de bonenplant nog op de plant werd aangetroffen (B). % overleving = 100 *A / (25 B) A = totaal aantal teruggevonden adulte tripsen. Per experiment is het % predatie berekend van behandeling 1 en 2, respectievelijk 30 en 60 Macrocheles adulten. Hier is een correctie voor de sterfte in de controlebehandeling toegepast. % predatie beh = 100 * (OV contr - OV beh ) / OV contr OV contr = gemiddeld % overleving van trips in de controle, OV beh = gemiddeld % overleving van trips in de behandeling. Significanties worden vastgesteld met behulp van een variantie-analyse gevolgd door een LSD-toets toets. (GenStat 11.1, 2008).

9 Resultaten Popstadium: plant of bodem Het aantal op de plant achtergebleven tripslarven of poppen was in alle experimenten erg laag, gemiddeld 0.17 van de 25 tripsen (< 1%). Het is duidelijk dat vrijwel alle tabakstripsen voor het popstadium de bonenplant verlieten en in de bodem kropen. Predatie Het percentage overleving in de controlebehandelingen varieerde tussen de 30 en 51%, en was gemiddeld 41%. (Tabel 2, Figuur 4). In alle experimenten was er een significant verschil tussen de controle en de behandelingen met roofmijten. In experiment 4 heeft een verdubbeling van het aantal roofmijten een significant effect, en ook in de overall analyse is er een significant verschil tussen het % overleving in kooien met 30 roofmijten of met 60 roofmijten (respectievelijk 26 en 20%). Tabel 2. Gemiddeld (± standaarddeviatie) overlevingspercentage van Thrips tabaci na het uitzetten van 25 L1 s en respectievelijk 0, 30 en 60 Macrocheles robustulus in de microcosmos. Significantie is binnen het experiment aangegeven. Aantal roofmijten experiment 0 30 60 exp 1 29.6 ± 7.6 a* 10.0 ± 13.2 b 6.4 ± 4.7 b exp 2 39.9 ± 13.3 a 23.7 ± 16.3 b 20.9 ± 14.9 b exp 4 50.8 ± 9.4 a 39.9 ± 7.9 b 28.1 ± 8.1 c exp 5 43.8 ± 18.0a 30.0 ± 14.0 b 25.7 ± 8.0 b overall 40.8 ± 14.1a 25.6 ± 16.9 b 19.8 ± 12.8 c * Gemiddelden in een experiment zijn significant verschillend (p<0.05) als zij niet worden gevolgd door dezelfde letter. In Figuur 5 is de predatie van tabakstrips door Macrocheles robustulus, gecorrigeerd voor sterfte in de controlebehandeling, weergegeven. De predatie lag tussen de 21 en 40% voor de behandeling met 30 roofmijten, en tussen de 41 en 48% voor de behandeling met 60 roofmijten in de experimenten 2,3 en 4. Alleen in het eerste experiment, toen de overleving ook in controle extreem laag was kwam de predatie hoger uit, respectievelijk 66 en 78%..

10 60 50 controle 30 roofmijten 60 roofmijten 40 Overleving (%) 30 20 10 a b b a b b a b c a b b 0 experiment 1 experiment 2 experiment 4 experiment 5 n = 10 n = 10 n = 10 n = 7 Figuur 4. Gemiddeld overlevingspercentage van Thrips tabaci na het uitzetten van 25 L1 s en 0, 30 of 60 roofmijten (Macrocheles robustulus) in de microcosmos-opstelling. Gemiddelden in een experiment zijn significant verschillend (p<0.05) als zij niet worden aangegeven met dezelfde letter. 90 80 70 30 roofmijten 60 roofmijten 60 Predatie (%) 50 40 30 20 10 0 exp 1 exp 2 exp 4 exp 5 n=10 n=10 n=10 n=7 Figuur 5. Gemiddeld percentage predatie van Thrips tabaci na het uitzetten van 25 L1 s en 30 of 60 roofmijten (Macrocheles robustulus) in de microcosmos-opstelling.

11 Hoewel Macrocheles een roofmijt is die zich in de bodem ophoudt, werd hij ook bovengronds teruggevonden (Figuur 6). Omdat er is een duidelijke relatie met de vochtigheid van de gehele opstelling tijdens dit eerste experiment is gevonden denken we dat dit de roofmijten heeft beïnvloed. In het eerste experiment, waarin we enorme condensvorming en een drijfnatte bodem hadden werden gemiddeld ongeveer 3 roofmijten bovengronds aangetroffen. In experiment 5, waarin de relatieve vochtigheid veel lager was (gemiddeld 56%, zie Tabel 1) en de gehele opstelling veel minder nat, bleven bijna alle roofmijten in de bodem. 3.5 3.0 controle 30 roofmijten 60 roofmijten Aantal Macrocheles bovengronds 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 experiment 1 experiment 2 experiment 4 experiment 5 n = 10 n = 10 n = 10 n = 7 Figuur 6. Gemiddeld aantal roofmijten (Macrocheles robustulus) bovengronds aangetroffen bij beëindiging van het experiment. De potgrond was niet gestoomd en bevatte larven van varenrouwmuggen (Sciaridae). Tellingen van volwassen muggen op de lijmplaten in experiment 4 en 5 laten zien dat er een duidelijk effect van het aantal Macrocheles op de aantallen muggen is (zie Figuur 7). Dit toont aan dat de varenrouwmuggen ook als voedsel hebben gediend.

12 7 6 controle 30 roofmijten 60 roofmijten Aantal varenrouwmuggen 5 4 3 2 1 0 niet geteld a b b a ab b experiment 1 experiment 2 experiment 4 experiment 5 n = 10 n = 10 n = 10 n = 7 Figuur 7. Gemiddeld aantal volwassen varenrouwmuggen bij beëindiging van de proef. Gemiddelden in een experiment zijn significant verschillend (p<0.05) als zij niet worden aangegeven met dezelfde letter.

13 Discussie en conclusies Onze resultaten illustreren dat er in de door ons ontwikkelde microcosmos-opstelling een verlaging van de aantallen tabakstrips adulten is opgetreden na introductie van de bodemroofmijt Macrocheles robustulus. De hoogste roofmijtdichtheid (60 roofmijten/pot) geeft slechts in één experiment een significante verlaging van tabakstripsadulten in vergelijking met de lagere dichtheid aan roofmijten (30 roofmijten/pot). Dit duidt erop dat de mortaliteit als gevolg van een onbekende factor groot is geweest ten opzichte van de mortaliteit als gevolg van predatie door Macrocheles. De dichtheid aan uitgezette Macrocheles is omgerekend naar vierkante meters tussen de 2400 en 4800 mijten per m 2 geweest. Dit komt overeen met de dichtheden van Macrocheles zoals die door Messelink et al. (2008) zijn gevonden in kassen ( 2000 3000 mijten per m 2 ) Ook op de verschillende bedrijven waar we de afgelopen jaren in preipercelen hebben bemonsterd vonden we gemiddeld 1300 en maximaal 4000 Mesostigmata per m 2. In alle experimenten was de overleving van de tabakstripsen in de controlebehandeling (0) laag: tussen de 30 en 51%. Berndt et al. (2004b) vonden in een vergelijkbaar experiment met de Californische trips (Frankliniella occidentalis) een gemiddelde overleving van ongeveer 88%. Deze lage overleving van de tabakstripsen in de opstelling waarin geen roofmijten zijn losgelaten hadden we niet verwacht en op dit moment zijn we aan het analyseren waar mogelijke oorzaken liggen. Redenen voor de slechte overleving kunnen zijn: 1. De introductie-methode. Mogelijk bleven er L1 s in de epjes in de condens plakken. Ook kunnen de kwetsbare L1 s het overzetten niet overleefd hebben. In geen van de experimenten was er echter een effect van de teller (de persoon die de larven uitzet) te zien. 2. Het medium van de roofmijten kwam in een laagje op de bodem te liggen. Mogelijk is de vermiculiet van invloed op de tripsen. Misschien worden de tripsen (in L2, prepop, pop, of adult-stadium) door de specifieke structuur gevangen, of is er een invloed op het vervellen. In de literatuur hebben we hier echter geen aanwijzigen voor. 3. Duidelijk is in ieder geval dat in experiment 1 het in de kooien te vochtig is geworden doordat er teveel water is gegeven Dit heeft duidelijk de overleving van volwassen trips beïnvloed. In de controle hebben we dode adulte tripsen gevonden. De veel te natte bodem veroorzaakte dat de roofmijten aan de wandel gingen. 4. Een slechte acceptatie van boon als voedselbron kan eigenlijk als reden worden uitgesloten omdat het extra stukje prei onder het epje ervoor zorgde dat de tripslarven goed op het bonenblad blijven zitten. De larven kropen naar de onderkant van het stukje prei, wat niet alleen als (extra) voedsel, maar ook als schuilgelegenheid dienst deed. 5. Als laatste willen we aangeven dat het mogelijk is dat er al roofmijten aanwezig zijn geweest in de grond die gebruikt is. Ook Messelink et al. (2008a) vonden in de potgrond die op het proefstation vaak gebruikt wordt, bij de aanvang van de experimenten enkele roofmijten (Hypoaspis aculeifer, Canestrini). Voorlopige conclusie is dat Macrocheles robustulus wel predeert op tabakstrips maar in welke mate dit onder meer complexe omstandigheden gebeurt is nog de vraag. In de literatuur worden roofmijten van de familie van de Macrochelidae vaak in verband gebracht met de Diptera (Halliday & Holm, 1987). Predatieproeven in het laboratorium laten zien dat M. robustulus ook eieren van de koolvlieg predeert (Messelink et al., 2008b). Bij een inventarisatie op vijf biologische preiteelt bedrijven zijn ook Macrocheles soorten gevonden (pers. meded. den Belder). Op dit moment wordt nagegaan waar we een slag kunnen maken zodat we over kunnen stappen naar veldproeven en daarin de rol van de interacties trips-roofmijten-bodembewerkingen kunnen ophelderen. Daarbij zullen we tot een zodanige opstelling moeten komen waarin we een aantal factoren goed in de hand hebben. Ook het bepalen van de aantallen roofmijten aan het eind van het experiment is belangrijk.

15 Nawoord We bedanken Dr. Ir. D. Peters (Vakgroep Virologie, Wageningen UR) voor het beschikbaar stellen van de kweek van tabakstrips, raad en daad. De firma Koppert Biological Systems B.V., en met name Marion Munnike, bedanken we voor het leveren van de roofmijten, en Gerben Messelink (Wageningen UR Glastuinbouw) voor zijn adviezen. Dit onderzoek wordt uitgevoerd binnen het project Ondergrondse-bovengrondse interactie: effecten van grondbewerking en omgeving in de onderdrukking van bovengrondse plagen door bodemroofmijten een onderdeel van het LNV-programma Functionele Agrobiodiversiteit (Agrobiodiversiteit; BO-07-010).

17 Referenties Berndt, O., H.M. Poehling, et al. (2004a). Predation capacity of two predatory laelapid mites on soil-dwelling thrips stages. Entomologia Experimentalis et Applicata 112(2): 107-115. Berndt, O., R. Meyhofer, et al. (2004b). The edaphic phase in the ontogenesis of Frankliniella occidentalis and comparison of Hypoaspis miles and Hypoaspis aculeifer as predators of soil-dwelling thrips stages. Biological Control 30(1): 17-24. Glida, H., M. Bertrand, et al. (2003). A limiting factor in the abundance of predatory phoretic mites (Acari : Macrochelidae): the seasonal abundance of their phorionts (dung beetles) in southern France. Canadian Journal of Zoology 81(12): 2066-2072. Halliday, R. and E. Holm (1987). Mites of the family Macrochelidae as predators of two species of dung-breeding pest flies. Entomophaga 32(4): 333-338. Krantz, G.W. (1998): Reflections on the biology, morphology and ecology of the Macrochelidae. Experimental & Applied Acarology 22: 125-137. Messelink, G.J. and W.J. De Kogel (2005): Impact of chrysanthemum cultivar, fertilization and soildwelling predatory mites on Frankliniella occidentalis. Proceedings of the Netherlands Entomological Society Meeting 16:101-107. Messelink, G.J. and R. van Holstein-Saj (2006). Potential for biological control of the bulb scale mite (Acari: Tarsonemidae) by predatory mites in amaryllis. Proceedings of the Netherlands Entomological Society Meeting 17:113-118. Messelink, G. and R. van Holstein-Saj (2008a). Improving thrips control by the soil-dwelling predatory mite Macrocheles robustulus (Berlese). Bulletin OILB/SROP. 32:135-138. Messelink, G., R. van Holstein-Saj, et al. (2008b). Praktijkproef geïntegreerde gewasbescherming in freesia. Bleiswijk, Wageningen UR Glastuinbouw. Peters, D., A. Loomans, et al. (1997). Methods to rear and maintain thrips in tospovirus transmission studies. Invertebrates in Captivity Conference Proceedings, Tucson, AR 152-159.