Βιολογική και οικολογική μελέτη του ρόδινου σκουληκιού Pectinophora gossypiella (Saunders) στη Βόρεια Ελλάδα

Abstract

The pink bollworm Pectinophora gossypiella (Saunders) (Lepidoptera: Gelechiidae) is a cosmopolitan insect, and a major pest in many cotton producing countries including Greece. In the present thesis, certain aspects of the biology and ecology of pink bollworm were studied. Biological parameters of wild pink bollworm population, emergence of the overwintering generation, oviposition preference studies, oviposition and infestation in field and the effect of pink bollworm.s infestation on yield and qualitative characteristics of ginned cotton were studied. Wild population, obtained from the area of Epanomi N. Greece, was used in all the experiments conducted from 2001 to 2004. The experiments were conducted in the Laboratory of Applied Zoology and Parasitology, of the Aristotle University of Thessaloniki, the university farm of the Aristotle University of Thessaloniki and in cotton fields in the area of Epanomi N. Greece. Biological parameters of three successive generations were determined in the laboratory. The three studied generations were the overwintering generation, the generation developed in squares and the generation developed in bolls. Developmental times of immature stages, adult longevity and fecundity were determined. Our results showed that, developmental times of egg, larval and pupal stages differed significantly among the studied generations. The average life span of adults ranged for females from 14.3 d in square generation to 16.4 d in boll generation and for males from 13.1 d in square generation to 17.5 d in boll generation. Significant differences were also observed in fecundity, which ranged from 89.5 to 235.5 eggs per female of the square and boll generation respectively. No differences were observed concerning the pupal stage and adult longevity of the two sexes. In the wider area of Thessaloniki N. Greece, where the study was conducted, pink bollworm overwinters as fully grown larvae in seeds, either in late season immature bolls in the field or in the seed cotton. Larval exit from seeds, pupation and adult emergence of the overwintering generation in storehouse and in outdoor conditions was studied in the area of Thessaloniki from 2001 to 2004. Mean period of adult emergence lasted more than a month and fluctuated from 35 to 75 days. The majority of adults emerged in June in storehouse conditions and in July in outdoor conditions. Adult emergence was significantly correlated with daily mean air temperature. The quadratic model arisen from the correlations explained 64 to 66% of the adult emergence. Suicidal emergence was calculated considering the insect.s biological parameters (oviposition period, adult age, development time of the egg stage) in relation to the age of the most suitable square for larval survival. In the area of Thessaloniki suicidal emergence ranged from 7 to 73% according to the year of study. Oviposition preference studies were conducted under laboratory, semifield and field conditions, to elucidate the parameters that may affect the oviposition preference. Young plants and bolls from four commercial upland cotton cultivars (Lachata, Macnair-220, Midas and Sandra), cultivated in the area of Thessaloniki, were used in the tests. No choice, two, three and four choice experiments with young plants or bolls were conducted in all possible cultivar combinations. The four cultivars had palmate leaves and nectaries on both leaves and bolls. Differences were observed in the trichome density and the length of leaf petiole among the cultivars. Typical shape of bolls was either round or ovate and differences were observed in boll size and bract.s length. Differences were also observed in the time that fruiting parts are being formed. Depending on the year, the fruiting parts were formed in Sandra 3 to 5 days earlier than Lachata and Macnair-220 and 6 to 8 days earlier than Midas. Although the four cotton cultivars were characterized by a variation in morphologic and agronomic characteristics, the mean number of eggs oviposited on young plants and bolls did not differ among the cultivars in the two-, threeand four- choice experiments. Considering all the experiments, eggs were oviposited mainly on newly developed unfolded leaves of the young plants and under the calyx of the bolls. In semifield experiments a preference for oviposition on bolls than on plant terminals was observed in all the varieties tested. Under field conditions oviposition and infestation followed the same pattern during the cultivating period for the four cultivars (Lachata, Macnair-220, Midas and Sandra), but differed according to the year of study. During 2003 and 2004 oviposition and infestation was low till the end of August and increased rapidly thereafter. Pheromonic traps were placed in the experimental field. Neither oviposition nor infestation was correlated with the number of catches in the traps in the three-year study. On the contrary a significant, positive correlation was observed between the mean number of eggs oviposited per boll and the percentage of infested bolls. The linear model arisen from the correlation explained 87% of the percentage of infested bolls. Boll infestation by pink bollworm caused a significant reduction in seed cotton weight, fibre yield and also decreased all the qualitative characteristics of the ginned cotton in the four cultivars (Lachata, Macnair-220, Midas and Sandra) studied. Seed cotton weight decreased from 7 to 36% and fiber yield decreased from 1 to 24% as the number of larvae per boll increased. Qualitative characteristics of the ginned cotton (micronaire, fiber length, length uniformity, strength, elongation and cotton grade) were classified to a lower grade as the number of larvae per boll increased.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή µελετήθηκαν στοιχεία της βιολογίας και οικολογίας του ρόδινου σκουληκιού Pectinophora gossypiella (Saunders) (Lepidoptera: Gelechiidae). Τα πειράµατα πραγµατοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Εφαρµοσµένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.), στο Αγρόκτηµα του Α.Π.Θ. και σε αγρό στην περιοχή της Επανοµής Θεσσαλονίκης. Όλα τα πειράµατα, κατά τα έτη 2001 έως 2004, πραγµατοποιήθηκαν µε άγριους πληθυσµούς, οι οποίοι συλλέγονταν από την περιοχή της Επανοµής Θεσσαλονίκης. Στο εργαστήριο, µελετήθηκαν βιολογικές και δηµογραφικές παράµετροι τριών γενεών ρόδινου σκουληκιού, της διαχειµάζουσας γενεάς και των γενεών που αναπτύσσονται στα χτένια και τα καρύδια του βαµβακιού. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι τα ενήλικα θηλυκά των δύο γενεών που αναπτύχθηκαν στο σπόρο του βαµβακιού είχαν µικρότερη περίοδο προωοτοκίας, µεγαλύτερη περίοδο ωοτοκίας, µεγαλύτερη ωοπαραγωγή και διάρκεια ζωής συγκριτικά µε τη γενεά που αναπτύχθηκε στα χτένια. Η έξοδος των ατόµων της διαχειµάζουσας γενεάς από το βαµβακόσπορο µελετήθηκε κατά τη διάρκεια τεσσάρων ετών (2001 έως 2004). Ο βαµβακόσπορος διατηρείτο σε συνθήκες υπαίθρου και αποθήκης και κατά τακτά χρονικά διαστήµατα καταγραφόταν η έξοδος των προνυµφών από τους σπόρους, η νύµφωση και η έξοδος των ενηλίκων. Η έξοδος των ενηλίκων διήρκησε περισσότερο από 1 µήνα και κυµάνθηκε από 35 ως 75 µέρες ανάλογα µε το έτος και το χώρο διατήρησης του βαµβακόσπορου. Το µεγαλύτερο ποσοστό των ενηλίκων εξήλθε τον Ιούλιο σε συνθήκες υπαίθρου και τον Ιούνιο σε συνθήκες αποθήκης. Η µέση ηµερήσια θερµοκρασία αέρα που επικρατούσε κατά την έξοδο των ενηλίκων επηρέασε το ποσοστό εξόδου των ενηλίκων. Η συµµεταβολή δευτέρου βαθµού που προέκυψε συνδυάζοντας τα στοιχεία και των τεσσάρων ετών, ήταν στατιστικώς σηµαντική και εξηγεί το 64 ως 66% της παραλλακτικότητας. Η έξοδος των ενηλίκων της διαχειµάζουσας γενεάς µελετήθηκε και σε σχέση µε το βλαστικό στάδιο της φυτείας. Το θεωρητικό ποσοστό των ενηλίκων που εξέρχονται πριν την εµφάνιση καρποφόρων οργάνων στο βαµβάκι, κυµάνθηκε από 7 ως 73% ενώ το ποσοστό των ενηλίκων που εµφανίστηκε όταν στη φυτεία υπήρχαν καρύδια κυµάνθηκε από 5,6 έως 22,7% ανάλογα το έτος. Στο εργαστήριο, στο ύπαιθρο (αγρός στην Επανοµή Θεσσαλονίκης) και σε συνθήκες ηµιυπαίθρου (Αγρόκτηµα Α.Π.Θ.) µελετήθηκε η επίδραση των µορφολογικών και αγροκοµικών χαρακτηριστικών τεσσάρων ποικιλιών βαµβακιού (Lachata, Macnair-220, Midas, Sandra) στην προτίµηση για ωοτοκία των ενήλικων θηλυκών του ρόδινου σκουληκιού. Παρά τις διαφορές στα µορφολογικά και αγροκοµικά χαρακτηριστικά των τεσσάρων ποικιλιών (πυκνότητα τριχώµατος, σχήµα και µέγεθος καρυδιού, µέγεθος και σχήµα βρακτίου, µορφολογία κάλυκα και πρωιµότητα), δεν παρατηρήθηκε προτίµηση για ωοτοκία σε κάποια από τις τέσσερις ποικιλίες. Πιθανόν τα ενήλικα θηλυκά δεν έχουν αναπτύξει κάποιο µηχανισµό διάκρισης των χαρακτηριστικών και συνεπώς αποδοχής των ποικιλιών, για τα µορφολογικά και αγρονοµικά χαρακτηριστικά που µελετήθηκαν. Όµως τα θηλυκά εντοπίζουν τα καρύδια όταν έχουν σχηµατιστεί στη φυτεία και ωοτοκούν σε προφυλαγµένα σηµεία του καρυδιού, όπως το εσωτερικό του κάλυκα και το εσωτερικό των βρακτίων. Επιπλέον, τα θηλυκά φαίνεται ότι έχουν αναπτύξει κάποιο µηχανισµό µε τη βοήθεια του οποίου διακρίνουν την καταλληλότητα των καρυδιών για ωοτοκία και ανάπτυξη των προνυµφών. Η υπόθεση αυτή ενισχύεται από την κατανοµή των αυγών στη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Η χρονική εξέλιξη της ωοτοκίας και της προσβολής µελετήθηκε στον αγρό σε τέσσερις ποικιλίες κατά τη διάρκεια τριών ετών (2002 έως 2004). Η χρονική εξέλιξη τόσο της ωοτοκίας όσο και της προσβολής ήταν παρόµοια και για τις τέσσερις ποικιλίες κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, όµως διέφερε µεταξύ των ετών. Το 2002 η σπορά πραγµατοποιήθηκε όψιµα µε αποτέλεσµα ο πληθυσµός να διατηρηθεί σε χαµηλά και σταθερά επίπεδα µέχρι το τέλος της καλλιεργητικής περιόδου. Το 2003 και 2004 η χρονική εξέλιξη της ωοτοκίας και της προσβολής ήταν παρόµοια. Χαµηλά ποσοστά ωοτοκίας και προσβολής παρατηρήθηκαν µέχρι το τέλος Αυγούστου, ενώ στη συνέχεια τα ποσοστά ωοτοκίας και προσβολής αυξάνονταν ραγδαία. Στον πειραµατικό αγρό της Επανοµής και τα τρία έτη, τοποθετήθηκαν φεροµονικές παγίδες. Όµως δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση µεταξύ του αριθµού των συλλήψεων στις παγίδες και της ωοτοκίας (αριθµός αυγών, ποσοστό ωοτοκηµένων καρυδιών) ή της προσβολής (αριθµός προνυµφών, ποσοστό προσβεβληµένων καρυδιών). Αντίθετα διαπιστώθηκε θετική συσχέτιση µεταξύ του µέσου όρου αυγών ανά καρύδι και του ποσοστού προσβολής. Η ποσοτική και ποιοτική επίδραση της προσβολής από το ρόδινο σκουλήκι στο τελικό προϊόν, µελετήθηκε για τέσσερις ποικιλίες βαµβακιού (Lachata, Macnair-220, Midas, Sandra) κατά τη διάρκεια τριών ετών. Σηµαντική µείωση του βάρους του σύσπορου βαµβακιού και της απόδοσης σε ίνα αλλά και σηµαντική ποιοτική υποβάθµιση των ποιοτικών χαρακτηριστικών, παρατηρήθηκε όσο αυξανόταν η προσβολή. Το µέσο βάρος σύσπορου βαµβακιού των προσβεβληµένων καρυδιών µειώθηκε από 7 ως 36% και η απόδοση σε ίνα µειώθηκε από 1 ως 24% σε σχέση µε τα απρόσβλητα καρύδια, ανάλογα µε την ποικιλία, την προσβολή και το έτος. Οι τεχνολογικές ιδιότητες των ινών (δείκτης micronaire, µήκος ίνας, δείκτης οµοιοµορφίας, αντοχή ίνας, επιµήκυνση ίνας) υποβιβάζονταν κατά µια ή περισσότερες κλάσεις όσο αυξανόταν η προσβολή των ποικιλιών. Η προσβολή από τρεις και περισσότερες προνύµφες υποβάθµισε σηµαντικά το κυτίο του εκκοκκισµένου βαµβακιού και τα δείγµατα κατατάχτηκαν στα .ελαφρά κηλιδωµένα. ή .κηλιδωµένα.