Faculté des sciences

Tritrophic Interactions in Maize Storage Systems

Savidan-Niederer, Anita ; Rahier, Martine (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel : 2002 ; 1636.

The interaction and compatibility of natural enemies with two currently used strategies of integrated pest management to lower post-harvest losses in maize were investigated, namely insect resistance, and storage practice. In a first study, insect resistance of a large number of maize genotypes was tested against five common storage pests in tropical maize stores. A large range of resistance was... More

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    Résumé
    Pour limiter les pertes post-récoltes du maïs deux stratégies sont couramment utilisées dans la lutte intégrée contre les ravageurs : la résistance variétale du grain contre les insectes ravageurs, et la méthode de stockage du grain. L'interaction et la compatibilité, de ces deux stratégies avec des ennemis naturels ont fait l'objet de cette recherche. Dans une première étude la résistance d'un grand nombre de génotypes de maïs a été testée contre cinq ravageurs fréquents des greniers de maïs des régions tropicales. Certaines de ces variétés sont très résistantes contre le charançon du maïs, Sitophilus zeamais, le grand capucin du maïs, Prostephanus truncatus, et la bruche des graines du café, Araecerus fasciculatus. Ces variétés montrent des degrés de résistance similaires contre chacun des trois ravageurs. Par contre elles sont susceptibles aux attaques de la mite Angoumois des graines, Sitotroga cerealella, indiquant que d'autres facteurs sont responsables de la résistance contre ce ravageur. La variété la plus résistante contre la mite est un hybride tropical. L'efficacité du parasitoide Anisopteromalus calandrae pour réduire S. zeamais est la même quelle que soit la variété de maïs sur laquelle son hôte se nourrit, indiquant qu'il y a une synergie de la résistance du maïs avec l'action des parasitoides. Il y a une différence dans l'efficacité du parasitoide Pteromalus cerealellae à éliminer son hôte, S. cerealella dans des graines de maïs susceptible ou résistant. Cette différence semble être due à une plus grand facilité pour trouver l'hôte dans la variété résistante. Il y a donc à nouveau une synergie entre la résistance contre les ravageurs et l'interaction des parasitoides. Utilisant un olphactomètre à six bras nous avons pu montré que parasitoides du charançon du maïs, A. calandrae sont attirés par les odeurs provenant de graines de maïs infestées ou non infestées, s'ils ont eu une expérience antérieure avec du maïs. Sans expérience, ils ne sont attirés que par les odeurs du maïs infesté. Les parasitoides femelles ne démontrent de préférence pour aucune de six variétés de maïs, infestée ou non. Les composés volatiles de ces variétés ont été collectés, mais des quantités significatives ont émanées uniquement des graines de maïs infestées. Il n'y a pas de différence dans la qualité ou quantité des composés volatiles qui semblent être associé a des infestations d'acariens. Par expérimentation en laboratoire il a été démontré que la manière de stocker le maïs, égrené ou sur l'épi, a un impact sur le taux de croissance des ravageurs. L'efficacité des parasitoïdes des ravageurs est réduite si le maïs est stocké sur l'épi. Le prédateur du grand capucin du maïs, Teretriosoma nigrescens, au contraire, n'est pas affecté par la méthode de stockage. Finalement, une quantité de maïs a été déposée dans un grenier expérimental et exposée à l'infestation naturelle dans une région tropicale humide. Le taux d'infestation par S. zeamais a été bien plus élevé pour le maïs égrené que pour les épis, mais les épis stocké avec les spathes ont montré un taux encore inférieur. Deux parasitoides, Anisopteromalus calandrae et Lariophagus distinguendus ont un impact significatif sur ces ravageurs seulement tant que le maïs était stocké égrené, où ils parasitent jusqu'à 67% des hôtes. Malgré cela 100 % des graines étaient endommagées après seulement onze semaines, alors que le maïs stocké avec spathes présent seulement 50% des graines endommagées au bout de quatre mois. En conclusion nous avons trouvé que la résistance variétale du grain contre les insectes ravageurs est compatible avec leurs parasitoides. Par contre aucune variété n'est résistante contre tous les insectes ravageurs. Il n'y a pas de différence dans l'attractivité des variétés pour le parasitoide Anisopteromalus calandrae. La meilleure méthode de stockage du grain peut être néfaste pour le parasitoide. L'évaluation de l'impact de chaque stratégie pour controller les ravageurs dans des conditions réalistes est fondamentale et doit intervenir avant la mise en application
    Summary
    The interaction and compatibility of natural enemies with two currently used strategies of integrated pest management to lower post-harvest losses in maize were investigated, namely insect resistance, and storage practice. In a first study, insect resistance of a large number of maize genotypes was tested against five common storage pests in tropical maize stores. A large range of resistance was found to the maize weevil, Sitophilus zeamais, the larger grain borer, Prostephanus truncatus and the coffee beetle, Araecerus fasciculatus. These genotypes were resistant to all storage beetle. However, they were susceptible to the Angoumois grain moth, Sitotroga cerealella, indicating that different mechanisms were responsible for resistance to this pest. The genotype most resistant to the moth larvae was a white tropical hybrid. These studies on the interactions of the pest insects with different maize varieties were conducted to use the results for the design of further studies that also included the natural enemies of the pests. There was no difference in effectiveness of the maize weevil parasitoid, Anisopteromalus calandrae, in eliminating its host in maize kernels of resistant or susceptible maize genotypes, indicating that maize resistance can work in synergy with this natural enemy. There was a small but consistent difference in the effectiveness of Pteromalus cerealellae to parasitize the Angoumois grain moth in kernels of a susceptible and a resistant genotype. This difference is thought to be due to a higher detectability of the host in the resistant maize genotype. Therefore, for the control of this insect pest, maize resistance is also synerchistic with the effectiveness of the natural enemy. Using a six-arm olfactometer, the maize weevil parasitoid, A. calandrae was shown to be attracted to odors from infested and uninfested maize when experienced, but showed no attraction to intact maize kernels when they lacked preemergence or oviposition experience with this seed. The female parasitoids showed no preference for the odors of any of six maize genotypes. The odors of the kernels of the six maize varieties were collected, but detectable volatile compounds only emanated from infested maize and there was no difference in volatile blends among the varieties. The detected compounds have been previously reported to be associated with granary weevil and mite infestation in wheat. Storing maize as shelled grain or on the cob was shown to have an impact on the storage pests as well as on their natural enemies in laboratory experiments. The Angoumois grain moth showed a slightly higher rate of increase on maize stored as shelled grain. Its parasitoid, P. cerealellae, was highly efficient on this storage method but had almost no impact on pest increase when maize was stored on the cob. In contrast, the larger grain borer had a higher rate of increase on maize stored on the cob, and the performance of its predator, Teretriosoma nigrescens, was not affected by the storage method. In a field experiment, maize was exposed to a natural insect infestation in the humid tropics. Fewer maize weevils emerged from maize stored on the cob than from shelled maize and even fewer emerged from cobs stored with the husk on. Two parasitoids, Anisopteromalus calandrae and Lariophagus distinguendus had an impact on maize weevil density only in maize stored as shelled grain, where they parasitized up to 67% of suitable hosts. Nevertheless, shelled grain suffered more damaged than maize stored with the husk on after four months in storage. Hence, in this case storage method was considerably more important than the impact of the parasitoids. In conclusion, it was found that grain resistance is compatible with parasitoids. However, no maize variety showed cross resistance to all storage pests. All maize varieties examined were equally attractive to the parasitoid Anisopteromalus calandrae. The best storage method to reduce insect infestation is not always beneficial to the pests' parasitoids and the evaluation of importance of the impact of each of these control measures under realistic conditions should be decisive for their application