The bio-ecology of the grass leaf miner, Agromyza ocularis (Diptera: Agromyzidae), on wheat and barley in the Northern Cape Province, South Africa
Loading...
Date
2010-06
Authors
Adendorff, Joan
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
University of the Free State
Abstract
English: The grass leaf miner fly, Agromyza ocularis (Spencer) (Diptera: Agromyzidae) was first described from specimens collected at Ceres (1959), Giant's Castle (1961) and the Maseru (1963) district. These specimens were collected with a sweep net from grass and no information was recorded on the host range and biology of the species. During 2000, A. ocularis was recorded on irrigated wheat in the Prieska district, Northern Cape and since then the species has spread to many wheat and barley fields in the Prieska and Douglas area.
Two distinct types of injury are caused by A. ocularis, namely feeding punctures and leaf mining. The adult femail cause's circular punctures on the upper leaf surface of the host plant with her ovipositor, the ovipositor puncture can provide a feeding or egg-laying site. Mines are caused by the larvae feeding on tissue inside the leaf. The mine commences at the egg laying site where the larvae hatch. The mines are usually linear in the direction of the stem attachment or apex of the leaf. The area mined is dead, necrotic tissue and could not be revived through plant growth compensation. Photosynthesis rate by the leaves is therefore diminished.
A mature larva cuts a slit in the leaf epidermis, escapes from the mine, drops to the ground and burrows into the damp soil adjacent to the plant and pupates. The pupal stage can last 23 days at 25°C under laboratory conditions. A pupal diapause stage which lasts for ±10 months in the laboratory can occur. The function of this stage is not clear, but it could be a mechanism to survive through periods when food resources are not readily available and extreme high temperatures occur. The lifespan of the adult fly is 30 days at 25°C, also under laboratory conditions. This can lead to overlapping generations of flies in a field and increase of damage to the crop. The flies were found to be active in the field when mean daily temperatures ranged between 10°C and 30°C and high relative humidity prevailed due to irrigation. This could be the optimal conditions the flies need to survive and thrive.
A number of alternative host plants for A. ocularis were identified, i.e. Phalaris minor (small canary grass), Bromus catharticus (rescue grass), Lolium perenne (perennial rye grass) and Avena fatua (common wild oats). These grasses were recorded on the edges of the wheat fields during the wheat growing season, but not during the peak of the summer or in the natural vegetation surrounding the fields.
The appearance of the flies in the cultivated fields differed by 14 days between 2008 and 2009 growing seasons. In spite of this difference, the crops in both years were older than plant growth stage (GS) 5 (Joubert scale) and the plants had already entered the stem elongation phase when the leaf miner outbreak occurred. It thus seems as if the appearance of flies is not linked to the specific plant growth stage, but rather to climatic conditions.
At plant GS 5 the number of tillers per plant is already set and the plants' energy is utilized to initiate the number of heads per plant and the number of florets per head. If the plant is heavily damaged by this time, the number of heads and florets per plant will be influenced. The leaf miners commence oviposition on the lower older leaves of the plant, which are then obviously mined first. The rest of the leaves are attacked as they develop.
In 2008, 100% of both barley and wheat plants sampled in the Douglas area were damaged by leaf miners when evaluated at GS 5. This damage intensity continued in all subsequent investigations. The number of damaged tillers per wheat plant increased from 48% - 63% between GS 5 and GS 17, the latter being the stage immediately prior to flowering. The number of damaged wheat leaves per tiller increased from 33% - 58% between GS 5 and 17, whilst indices ranging from 10% to 100% of leaf area damage were recorded. This amply demonstrates the severity of damage that is caused by the leaf miner. The damage varies, however, between fields and between years and could be due to specific spatial and temporal parameters. Damage to the crop and its yield is thus expected. However, insecticide trials conducted under similar conditions during 2008, demonstrated no difference in yield, albeit that a number of larvae were still present per tiller. The plant therefore seems to be able to compensate for the damage inflicted by the leaf miner. If the optimal conditions under which the crop is produced, i.e. sufficient water and fertiliser, is considered, this could be possible.
The testing of different insecticides in field trials between 2007 and 2008 provided variable results, with a double dosage of Unimectin® resulting in 80% reduction in larval numbers on barley, which is the only reduction figure which is according to the pesticide registration application (Act 36 of 1947). In 2008 only Abamectin® double dosage met these standards and was the most successful in larval reduction, resulting in figures of 53% - 85% on barley. In spite of all these variables no significant decrease or increase in yield could be measured on any of the treatments in any of the years, suggesting that the plants could absorb the damage levels through compensatory growth.
Afrikaans: Die gras blaarmynervlieg, Agromyza ocularis (Spencer) (Diptera: Agromyzidae) se eerste beskrywing was gebaseer op eksemplare wat by Ceres (1959), Giant Castle (1961) en Maseru (1963) versamel is. Hierdie eksemplare was met veenette vanaf gras versamel en geen inligting oor gasheerplante of biologie is ingewin nie. Gedurende 2000, is A. ocularis op besproeiing aangeplante koring in die Prieska distrik van die Noord Kaap aangeteken en sedertdien het die spesie na verskeie koring- en garslande in die Prieska en Douglas gebied versprei. Twee kenmerkende tipes skade word deur A. ocularis veroorsaak, naamlik voedingswonde en blaarmyning. Die volwasse wyfie produseer sirkelvormige gate op die blaaroppervlak met haar oviposter, wat voedings- of eierleggingsplekke verskaf en wat 'n kenmerkende kollerige voorkoms op die blaar veroorsaak. Myne in die blaar word deur die larwes, wat die binneste blaarweefsel vreet, veroorsaak. Die myn ontstaan op die eierleggings plek waar die larwes uitbroei. Die myne is gewoonlik liniêr op die blaar in die rigting van die stam of die blaarpunt. Die gemynde area is dooie, nekrotiese weefsel en kan nie by wyse van kompensasie groei deur die plant herstel word nie. Fotosintese tempo van die blare word gevolglik op hierdie manier verminder. 'n Volgroeide larf maak 'n snit in die blaar, ontsnap uit die myn, val af grond toe en boor in die klam grond in naby die plant en pupeer. Teen 25°C onder laboratorium toestande kan die papiestadium tot 23 dae duur. 'n Papie diapause fase is teenwoordig wat vir ±10 maande in die laboratorium volgehou het. Die doel van hierdie fase is onduidelik, maar dit kan wel 'n meganisme van oorlewing wees gedurende periodes van voedselskaarste en uiterse hoë temperature. Die lewensduur van die volwasse vlieg is 30 dae teen 25°C onder laboratorium toestande. Hierdie kan aanleiding gee tot oorvleuelende generasies van die vlieg in 'n land en 'n gepaardgaande verergering van gewasskade gewasse vererger. Die vlieë was aktief in die veld by gemiddelde daaglikse temperature van tussen 10°C en 30°C, terwyl hoë relatiewe humiditeit as gevolg van besproeiing geheers het. Hierdie kan moontlik die optimale omstandighede wees wat die vlieg benodig vir oorlewing en voortplanting. 'n Aantal alternatiewe gasheerplante is vir A. ocularis geïdentifiseer, nl. Phalaris minor, Bromus catharticus, Lolium perenne en Avena fatua. Hierdie grasse was op die rande van die koringlande, gedurende die koring groeiseisoen aangeteken. Hierdie plante was egter afwesig gedurende die piek van die somer of in die omliggende natuurlike plantegroei. Die verskyning van die vlieë in die bewerkte lande het met 14 dae tussen groeiseisoene 2008 en 2009 verskil. Ten spyte hiervan was die gewasse in albei jare alreeds ouer as plant groeistadium (GS) 5 (Joubert skaal) en die plante was alreeds in die stam verlengingsfase toe die blaarmyner uitbraak plaasgevind het. Aan die hand hiervan wil dit voorkom of die verskyning van die vlieë nie met plant groeistadiums gekoppel kan word nie, maar eerder met klimaatsomstandighede. Tydens plant GS 5 is die getal helmstokke van die plant reeds gevorm en die energie van die plant word gebruik om die aantal koppe per plant en aantal blomme per kop te inisieer. Indien die plant op hierdie stadium alreeds baie swaar beskadig is sal die aantal koppe en blomme per plant beïnvloed word. Blaarmyner eierlegging neem op die ouer blare wat laer af aan die plant geleë is in aanvang, wat dan logiesgesproke ook eerste gemyn word. Die oorblywende blare word daarna aangeval soos hulle ontwikkel. In 2008 is bevind dat 100% van beide gars- en koringplante deur die blaarmyner teen GS 5 beskadig is. Hierdie skadeintensiteit het herhaaldelik in alle latere ondersoek voorgekom. Die aantal helmstokke per koringplant wat beskadig is het van 48% - 63% tussen GS 5 en GS 17, laasgenoemde synde die stadium net voor blom, toegeneem. Die skade aan die koringblare per helmstok het van 53% - 58% tussen GS 5 en GS 17 toegeneem, terwyl indekse, wat gewissel het tussen 10% tot 100% blaaroppervlakskade, aangeteken is. Die skade varieer egter tussen verskillende lande en verskillende oesjare en kan dus toegeskryf word aan spesifieke ruimtelike en tydsgebonde veranderlikes. Alhoewel insektisiede toetse onder soortgelyke omstandighede gedurende 2008 uitgevoer was, was daar geen verskil aan die opbrengs nie, ten spyte van die teenwoordigheid van 'n aantal larwes per helmstok. Dit blyk dus dat die plant kan kompenseer vir die skade wat deur die blaarmyner aangerig is. Indien die optimale bewerkingpraktyke van voldoende water en kunsmis waaronder hierdie gewasse geproduseer word, in ag geneem word, is so 'n verskynsel 'n moontlikheid. Die toetsing van verskillende insektisiedes tydens veldproewe van 2007 tot 2008 verskaf variërende resultate. 'n Dubbel dosis Unimectin® veroorsaak 80% vermindering in die getal larwes op gars en voldoen sodoende aan plaagdoder registrateur se regulasies (Wet van 1947). In 2008 het slegs Abamectin® dubbel dosis aan hierdie standaarde voldoen en het 'n vermindering van 53% - 85% in larfgetalle op gars tot gevolg gehad. Ten spyte van al hierdie variasies het geen noemenswaardige verlaging of verhoging in opbrengs in enige van die toetse of jaartalle voorgekom nie. Dit dui aan dat die plante die skade as te ware absorbeer by wyse van kompensasie groei.
Afrikaans: Die gras blaarmynervlieg, Agromyza ocularis (Spencer) (Diptera: Agromyzidae) se eerste beskrywing was gebaseer op eksemplare wat by Ceres (1959), Giant Castle (1961) en Maseru (1963) versamel is. Hierdie eksemplare was met veenette vanaf gras versamel en geen inligting oor gasheerplante of biologie is ingewin nie. Gedurende 2000, is A. ocularis op besproeiing aangeplante koring in die Prieska distrik van die Noord Kaap aangeteken en sedertdien het die spesie na verskeie koring- en garslande in die Prieska en Douglas gebied versprei. Twee kenmerkende tipes skade word deur A. ocularis veroorsaak, naamlik voedingswonde en blaarmyning. Die volwasse wyfie produseer sirkelvormige gate op die blaaroppervlak met haar oviposter, wat voedings- of eierleggingsplekke verskaf en wat 'n kenmerkende kollerige voorkoms op die blaar veroorsaak. Myne in die blaar word deur die larwes, wat die binneste blaarweefsel vreet, veroorsaak. Die myn ontstaan op die eierleggings plek waar die larwes uitbroei. Die myne is gewoonlik liniêr op die blaar in die rigting van die stam of die blaarpunt. Die gemynde area is dooie, nekrotiese weefsel en kan nie by wyse van kompensasie groei deur die plant herstel word nie. Fotosintese tempo van die blare word gevolglik op hierdie manier verminder. 'n Volgroeide larf maak 'n snit in die blaar, ontsnap uit die myn, val af grond toe en boor in die klam grond in naby die plant en pupeer. Teen 25°C onder laboratorium toestande kan die papiestadium tot 23 dae duur. 'n Papie diapause fase is teenwoordig wat vir ±10 maande in die laboratorium volgehou het. Die doel van hierdie fase is onduidelik, maar dit kan wel 'n meganisme van oorlewing wees gedurende periodes van voedselskaarste en uiterse hoë temperature. Die lewensduur van die volwasse vlieg is 30 dae teen 25°C onder laboratorium toestande. Hierdie kan aanleiding gee tot oorvleuelende generasies van die vlieg in 'n land en 'n gepaardgaande verergering van gewasskade gewasse vererger. Die vlieë was aktief in die veld by gemiddelde daaglikse temperature van tussen 10°C en 30°C, terwyl hoë relatiewe humiditeit as gevolg van besproeiing geheers het. Hierdie kan moontlik die optimale omstandighede wees wat die vlieg benodig vir oorlewing en voortplanting. 'n Aantal alternatiewe gasheerplante is vir A. ocularis geïdentifiseer, nl. Phalaris minor, Bromus catharticus, Lolium perenne en Avena fatua. Hierdie grasse was op die rande van die koringlande, gedurende die koring groeiseisoen aangeteken. Hierdie plante was egter afwesig gedurende die piek van die somer of in die omliggende natuurlike plantegroei. Die verskyning van die vlieë in die bewerkte lande het met 14 dae tussen groeiseisoene 2008 en 2009 verskil. Ten spyte hiervan was die gewasse in albei jare alreeds ouer as plant groeistadium (GS) 5 (Joubert skaal) en die plante was alreeds in die stam verlengingsfase toe die blaarmyner uitbraak plaasgevind het. Aan die hand hiervan wil dit voorkom of die verskyning van die vlieë nie met plant groeistadiums gekoppel kan word nie, maar eerder met klimaatsomstandighede. Tydens plant GS 5 is die getal helmstokke van die plant reeds gevorm en die energie van die plant word gebruik om die aantal koppe per plant en aantal blomme per kop te inisieer. Indien die plant op hierdie stadium alreeds baie swaar beskadig is sal die aantal koppe en blomme per plant beïnvloed word. Blaarmyner eierlegging neem op die ouer blare wat laer af aan die plant geleë is in aanvang, wat dan logiesgesproke ook eerste gemyn word. Die oorblywende blare word daarna aangeval soos hulle ontwikkel. In 2008 is bevind dat 100% van beide gars- en koringplante deur die blaarmyner teen GS 5 beskadig is. Hierdie skadeintensiteit het herhaaldelik in alle latere ondersoek voorgekom. Die aantal helmstokke per koringplant wat beskadig is het van 48% - 63% tussen GS 5 en GS 17, laasgenoemde synde die stadium net voor blom, toegeneem. Die skade aan die koringblare per helmstok het van 53% - 58% tussen GS 5 en GS 17 toegeneem, terwyl indekse, wat gewissel het tussen 10% tot 100% blaaroppervlakskade, aangeteken is. Die skade varieer egter tussen verskillende lande en verskillende oesjare en kan dus toegeskryf word aan spesifieke ruimtelike en tydsgebonde veranderlikes. Alhoewel insektisiede toetse onder soortgelyke omstandighede gedurende 2008 uitgevoer was, was daar geen verskil aan die opbrengs nie, ten spyte van die teenwoordigheid van 'n aantal larwes per helmstok. Dit blyk dus dat die plant kan kompenseer vir die skade wat deur die blaarmyner aangerig is. Indien die optimale bewerkingpraktyke van voldoende water en kunsmis waaronder hierdie gewasse geproduseer word, in ag geneem word, is so 'n verskynsel 'n moontlikheid. Die toetsing van verskillende insektisiedes tydens veldproewe van 2007 tot 2008 verskaf variërende resultate. 'n Dubbel dosis Unimectin® veroorsaak 80% vermindering in die getal larwes op gars en voldoen sodoende aan plaagdoder registrateur se regulasies (Wet van 1947). In 2008 het slegs Abamectin® dubbel dosis aan hierdie standaarde voldoen en het 'n vermindering van 53% - 85% in larfgetalle op gars tot gevolg gehad. Ten spyte van al hierdie variasies het geen noemenswaardige verlaging of verhoging in opbrengs in enige van die toetse of jaartalle voorgekom nie. Dit dui aan dat die plante die skade as te ware absorbeer by wyse van kompensasie groei.
Description
Keywords
Agromyza ocularis, Grass leaf miner, Biology, Alternative host range, Damage intensity, Insecticides, Unimectin®, Abamectin®, Growth compensation, Insect pests -- Control -- South Africa -- Northern Cape Province, Leafminers -- Ecology -- South Africa -- Northern Cape Province, Leafminers, Grain -- Diseases and pests -- South Africa -- Northern Cape Province, Dissertation (M.Sc. (Zoology and Entomology))--University of the Free State, 2010