Results of the third joint pesticide testing programme 107

Chrysopidae). Methodik und Ergebnisse. Schweiz.

du dkveloppement du champignon Cephalos orium lecanii Zimm. uin vitro. causes par des produits antiparasitaires. VIIIth International P P ant Protection Congress, Section V. Biological and Genetic Control, pp. 201-208. Moscow.

VIGGIANI, G.; TRANFAGLIA, A,, 1978: A method for laboratory test of side-effects of pesticides on Leptomastix dactylopii (How.) (Hym., Encyrtidae). Boll. Lab. Ent. Agr. Portici 35, 8-15.

Address for correspondence: Dr. S. A. HASSAN, Biologische Bundesanstalt fur Land- und Forst- wirtschaft, Institut fur biologische Schadlingsbekampfung, Hein- richstr. 243, D-6100 Darmstadt

Wissenschaftsbereich Agrochemie, Sektion Pfanzenproduktion der Martin-Luther- Universitat Halle- WittenberglDDR

Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen Haferlaus (Rhopalosiphum pa& [L.]) und Weizenpflanze unter

Beriicksichtigung der "N-Verteilung

Von B. JAHN, W. MERBACH, B. FREIER, V. KOLLNER und TH. WETZEL

Abstract Studies on interrelationship between Rhopalosiphum padi (L.) and wheat plants in consideration of

"N-distribution In sprin wheat heavy infestation by Rhopalosiphum padi (L.) caused a dis lacement of the I5N absorbei from the substrate to the places of sucking (stalkes, leaves) and ofrthe ears. Simultane- ously, yield and I5N-uptake ability of wheat plants were reduced.

1 Einleitung

In fruheren Untersuchungen hatte sich herausgestellt, da8 die hauptsachlich die Ahren befallende Getreidelaus (Macrosiphum avenae [Fabr.]) an Winter- und Sommerweizen den Stoffstrom (15N) zu den Saugorten (Ahren) hinlenkt und zunachst eine Stimulierung der 15N-Aufnahme und des Pflanzenwachs- tums bewirkt (JAHN und MERBACH 1984). Wie gleichzeitig durchgefiihrte "N- Bilanzierungen ergaben (MERBACH u. a. 1980; JAHN, MERBACH und FREIER 1982), blieb dieses hohere physiolo ische Leistungsvermogen auch bei ertrags-

Unterschied, da8 es nun nicht mehr der Weizen flanze selbst, son ern vorwie- gend den A hiden zugute kam. Es erschien in i e sem Zusammenhang interes-

ster, namlich die vornehmlich an vegetativen Organen des Getreides saugende Haferlaus (Rhopalosiphum padi [L.]), auf die Stoffverteilung in Getreidepflan- zen ausiibt.

f minderndem, langerem bzw. star i em Befall erhalten; allerdin s mit dem

sant zu prii P en, welche Wirkungen eine Blattlaus mit andersartigem Befallsmu-

U.S. Copyright Clearance Center Code Statement: 0044-2240/87/0301-0107 $ 02.50/0 J. Appl. Ent. 103 (1987), 107-111 0 1987 Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin ISSN 0044-2240

108 B. / a h , W. Meubach, B. Freier, V. Kollner und Th. Wetzel

2 Methode

Vorliegende Untersuchungen wurden im Phytotron mit Hilfe eines modellarti en Gefadversuches mit der Sommerweizensorte ,,Hat&' unter Verwendung von I5N (0,6 g/Gekd als '5NH+15N0, (10 at YO "N exc. zur Aussaat) durch efuhrt. Zum Ahrenschieben (DC 50)' erfolgte der Ansatz von 15 apteren AphidedGefad auf j ie Fahnenblatter des Weizens (Befallsvariante). Geerntet wurde zur Reife. Als Versuchsvarianten dienten: a) Kontrolle = schwacher Befall, der zur Blute des Weizens (DC 69)' bei 225 A hiden/Gefad ab ebrochen wurde; b) Befallsvariante = starker Befall bis zum natiirlichen Popuitionszusammeniruch zur Gelbreife, Abundanzmaximurn war zur Milchreife (DC 70)' mit > 500 Blattlausen/Pflanze gegeben.

Die Weizenpflanzen wurden in Mitscherlichgefaden mit 6 kg Quarzsand als Substrat gehalten. Dungergabe pro GefaB: 1 g P als Ca H PO, 2 H,O; 0,83 g K als K2S04, 0,3 g Mg als MgSO,. 7 H 2 0 , 2 ml FeCl,-Losung (5 %ig), 1 ml Hoagland's A-Z-Losung (a + b). Zur Aussaat gelangten 25 SamedGefad; spater wurde vereinzelt auf 15 Pflanzen. Die Trennung des Erntegutes erfolgte in Ahren, Halme (einschliedlich Blatter) und Wurzeln. Weitere Analysen betrafen die Ermittlung der Trockensubstanz (TS), des N-Gehaltes (nach KJELDAHL) und die I5N-Anreicherun (ernissions- spektrometrisch nach FAUST u. a. 1981) in den pflanzlichen Organfraktionen, i en Aphiden (einschliedlich aller irn Vegetationsverlauf anfallenden Ausscheidungen und abgestorbenen Indivi- duen) und im Quarzsandsubstrat nach der Ernte (weitere Einzelheiten vgl. JAHN 1984).

Kont rollpf lanzen l 5 N - A u f na hrn e

mglGefan

40.27

22.55

__ ..-. - -

12 .89

- .

relativ

100

befallene Pf lanzen N - Au f na h me

mg1Gefon

29.73

7, c3

___-

17.54x

- -- relativ I %z Kontrolle

I 100 I 78

I

I I

25 ; 3 3 x I

I I I I

5 9 * I 1 3 6 x I I I I I I I I ~

4.83 12 1 4.76 1 16 I 99 I I

~ I __

Abb. 1. EinfluB der Haferlaus auf die I5N-Verteilung in Sornmerweizen zur Gelbreife der Pflanzen. Kontrollpflanzen: 225 AphidedGefaB (Blute); befallene Pflanzen: > 500 Aphiden/ Pflanze bis Populationsende (Milchreife). Zeichenerklarung: x rnit P < 0,05 gegenuber der jeweili-

gen Vergleichsvariante signifikant

Dezimalcode fur die Entwicklung des Getreides entsprechend Eucarpia Bull. 7, 1984

Wechselwirkung zwischen Haferlaus und Weizenpflanze 109

...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ;;;Xi ~7~ .....- ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... .....

3 Ergebnisse und Diskussion

Abbildung 1 weist aus, dai3 bei starkem Haferlausbefall von >500 Aphiden/ Pflanze bis zum natiirlichen Populationsende im Vergleich zu schwachem, vorzeitig unterbrochenem Befall eine Umverteilung des in der Weizenpflanze befindlichen 15N zugunsten der Sau orte Halme und Blatter (59 % im Ver- gleich zu 32 % des aufgenommenen 'N) auftrat, die sich auch in hoherem N- Ertrag und einer Tendenz zur TS-Ertragsstimulierung dieser Pflanzenteile niederschlug (Abb. 2 ) . Dieser Befund befindet sich in Ubereinstimmung mit bei Mucrosi hum avenue (Fabr.) erhaltenen Resultaten ~ A H N und MERBACH 1984) und L r f t e vermutlich auf phytohormonahnliche Wirkun en zuriickge-

verursachte .starkere ,,sink" der Halme und Blatter ging hau tsachlich zu

Organen, aber auch bei den Wurzeln (Abb. 2 ) . Da im vorliegenden Versuch der Langzeiteffekt eines starken, bis zum naturlichen Populationszusammen-

hen (ENGELBRECHT 1976; HORI 1980). Der durch Rhopulosip tf um pudi (L.)

Lasten der Ahren (Abb. 1) und fuhrte zu starken Ertragseinbu K en bei diesen

I N- Mengen

Kon t roI le

Befall

TS - Er t rag I ..... .....

Ahren Halnie Wurzt~lii

Abb. 2. Einflui3 des Befalls der Haferlaus auf die TS-Ertrage und N-Mengen von Sommerweizen. Phytotronversuch, Ernte zur Gelbreife (weitere Daten vgl. Abb. 1). Zeichenerklarung: x mit

P <0,05 gegeniiber Kontrolle signifikant, xx mit P <0,01 gegeniiber Kontrolle signifikant

110 B. Jahn, W. Merbach, B. Freier, V. Kollner und Tb. Wetzel

bruch gegebenen Haferlausbefalls auf die reife Weizenpflanze im Vergleich zur Wirkun einer schwachen und vorzeitig beendeten Besiedlung betrachtet wurde, t a m es als Folge der aphidenbedingten erhohten Stoffattraktion der oberirdischen ve etativen Teile nicht zur Stimulierung2, sondern zur Depres-

Weizenpflanze auf starken Haferlausbefall ahnlich wie auf hohen Getreide- lausbefall (MERBACH u.a. 1980; JAHN, MERBACH und FREIER 1982).

In Anbetracht der beschriebenen Stoffattraktionszunahme der Halme und Blatter als Saugstellen der Haferlaus war es denkbar, dafl die durch die Aphiden verursachten Ertrags-, N- und "N-Mengenabsenkungen (Abb. 1 und 2) nicht das Resultat einer verminderten hysiolo ischen Leistungsfahigkeit

laus (JAHN, MERBACH und FREIER 1982) den Weizen zu intensiverer N- Aufnahme veranlai3t haben konnte, allerdings zur ausschliefllichen Deckung des eigenen Nahrungsbedarfes. Die in der Tabelle vorgenommene 15N-Bilan- zierung weist aus, dai3 diese Vermutung fur die Haferlaus nicht zutrifft. Die Summe der in Pflanzen und Aphiden befindlichen 15N-Mengen (Zeile 3) lag

sion der "N-Au 'I nahme der Gesamtpflanze (vgl. Abb. I). Damit reagiert die

der Wirtspflanze darstellen, sondern dafl B Y ie Hafer aus ahnlich der Getreide-

%belle. Bilanzierung der eingesetzten "N-Mengen in Weizenpflanzen, Aphiden und Substrat bei Befall durch Rhopalosipbum pudi (L.). Kontrollpflanzen: 225 AphidedGefaf3; befallene Pflanzen: > 500 Aphiden/Pflanze bis Populationsende. Ernte zur Reife. Angaben in mg "N/Gef&. Zei- chenerklarung: x = mit P < 0,05 gegen Kontrolle signifikant, xx = mit P < 0,Ol gegen Kontrolle

signifikant, o = gegen Zeile 3 nicht signifikant

Variante Kontrolle Befall Differenz Befall -

Kontrolle I

1 "N - Menge im Weizen 40,27 29,73" - 10,54 2 "N - Menge in den Aphiden 0,18 0,92" + 0,74 3 2 1 + 2 40,45 30,65" - 9,80 4 "N - Menge im Quarzsand nach der Ernte 4,60 18,ll" + 13,51"

namlich bei starkem Befall si nifikant unter demjenigen der schwach befalle-

Ernte bekraftigen dieses Resultat (s. Tab., Zeile 4). Daraus 1aBt sich schluBfo1- gern, dai3 ein starker Besatz an Haferlausen (Rhopalosiphum padi [L.]) trotz einer partiellen Stimulierung am Saugort (Halme, Blatter) das N-Aufnahme- vermogen der Weizenpflanze im Unterschied zu entsprechenden Untersu- chungen mit Macrosiphum avenue (Fabr.) (JAHN und MERBACH 1984) vermin- dert.

Zusammenfassung

nen ,,Kontrollvariante". Die #i N-Restmengen im Quarzsandsubstrat nach der

Starker Befall mit Aphiden der Art Rhopalosiphum p d z (L.) bewirkte bei Sommerweizen eine Umverteilung des aus dern Substrat aufgenornrnenen N zugunsten der Saugorte (Halme, Blatter) und zu Lasten der Ahren. Gleichzeitig waren Ertrag und '5N-Aneignungsvermogen der Pflanzen vermindert.

* Beobachtungen iiber Stimulierungen der 15N-Aufnahme durch Mao-osiphum avenue (Fabr.) UAHN und MERBACH 1984) beziehen sich auf die Auswirkung eines schwachen, vorzeitig abgebro- chenen Befalls bei milchreifen Weizenpflanzen im Vergleich zu befallsfreien Kontrollvarianten.

Wechselwirkung zwischen Haferlaus und Weizenpflanze 111

Literatur

ENGELBRECHT, L., 1976: Phytohormone excretion by insects. Nova Acta Leopoldina. Suppl. 7,

FAUST, H.; BORNHACK, H.; HIRSCHBERG, K.; JUNG, K.; JUNGHANS, P.; KRUMBIEGEL, P., 1981: I5N-Anwendung in der Biochemie, Landwirtschaft und Medizin - Eine Einfiihrung. Schriften- reihe Anwendung von Isoto en und Kernstrahlungen in Wiss. u. Techn., Nr. 5.

HORI, K., 1980: Physiological cIanges in host and insect. Appl. Ent. Zool. 25, 73-91. JAHN, B., 1984: Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen Getreidelaus (Macrosiphum

avenae [Fabr.]) und Weizenpflanze unter besonderer Berucksichtigung des N-Stoffwechsels. Diss., Landw. Fakultat, Martin-Luther-Univ. Halle-Wittenberg.

JAHN, B.; MERBACH, W., 1984: EinfluB der Getreidelaus (Macrosiphum avenue [Fabr.]) auf die Ertragsbildung von Winterweizen. Tag.-Ber. Akad. Landwirtsch.-Wiss. DDR, Berlin 224, 437441.

JAHN, B.; MERBACH, W.; FREIER, B., 1982: Zur Wechselwirkung zwischen Getreidelaus (Macrosi- phum avenue [Fabr.]) und Weizenpflanze unter besonderer Beriicksichtigung des N-Haushal- tes. Wiss. Beitr. Martin-Luther-Univ. Halle (Saale) 37, 199-208.

MERBACH, W.; FREIER, B.; WETZEL, TH.; STERNKOPF, G., 1980: Beziehungen zwischen dem Schadauftreten der Getreidelaus (Macrosiphum avenue [Fabr.]) und dem N-Stoffwechsel von Weizenpflanzen, untersucht mit Hilfe von spat verabreichtem l5NH4 I5NO,. Arch. Phytopa- thol. u. Pflanzenschutz 16, 357-360.

Anschriften der Verfasser: Dr. BARBARA JAHN, VEB Delicia, DDR-7270 Delitzsch; Dr. sc. W. MERBACH, Prof. Dr. habil. TH. WETZEL, Martin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg, Sektion Pflanzenproduktion, DDR-4020 Hallel Saale, Ludwig-Wucherer-Str. 2; Dr. sc. B. FREIER, Institut fur Pflan- zenschutzforschun der AdL, DDR-1532 Kleinmachnow, Stahnsdor- fer Damm 81 ; Dip&- Agaring. VERENA KOLLNER, DDR-2331 Witten- hagen, Krs. Grimmen

503-505.

Research Institute for Plant Protection, Wageningen, The Netherlands

The advance of the American lupin aphid (Macrosiphum albifrons Essig) (Homoptera: Aphididae) in Europe

By P. G. M. PIRON

Abstract Sevent five years a o Macrosiphum albifrons was first described by ESSIG. This year the species was olierved for t i e first time in the Federal Republic of Germany by the author. Some transmission experiments with potato virus YN were carried out.

The lupin a hid (Macrosiphum albifrons Essig) was first collected in 1911 from Lupinus a1 i ifrons Benth. in California. It was described by ESSIG who later found this aphid also on several other lupin varieties along the coast of the United States of America. In 1952 PALMER found the lupin aphid in Colorado and Utah, and described sexual forms which were not known until that time. At present this aphid species is widely distributed in the United States and Canada on various species of lupin.

U.S. Copyright Clearance Center Code Statement: 0044-2240/87/0301-0111 $ 02.50/0 J. Appl. Ent. 103 (1987), 111-112 0 1987 Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin ISSN 0044-2240

112 P. G. M. Piron

The apterae of M . albifvons are rather easy to distinguish from other aphid species as they are very large (ca. 4 mm) and have a robust blue-green body covered with white wax. Another diagnostic feature is the presence of pale brownish siphunculi darker at the apices on apterous adults, while immature forms have uniformly dark siphunculi.

In 1981 M . albifrons was first recorded in Europe by STROYAN. H e received the aphid from two staff members of the Royal Botanic Gardens, Kew, London, United Kingdom. In 1984 the aphid was observed in the Netherlands by PRINSEN. In 1986 the author found the lupin aphid on lupin near a parking- place, near Sophienberg, in the nei hbourhood of Bayreuth. This is the first record of the occurrence of the 7 upin aphid in the Federal Republic of Germany. It seems most likely that some individuals were trans orted with

to occur since 1981. The colony was not big, therefore only a small number of individuals was

used for transmission experiments, using an isolate of potato virus YN (IVYN). PVYN was chosen because it plays an important role in see!-potato production in the Netherlands and several other seed-potato producing countries. Only apterae were tested as winged individuals were not available. The aphids hardly probed on otato leaves. Eventually 22 a terae did robe on a potato leaf

to a healthy otato plant, cv. Bintje. Winged individuals of the lupin aphid (determined g y PRINSEN) caught in the Netherlands were tested in the same way as the apterae from German origin. Checking these potato plants for PVYN by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) showed them all to be negative.

It may be assumed that M. afbifrons is not harmful to potato, for it is not a resident and did not transmit PVYN under laboratory conditions.

western winds from the United Kingdom where M . albifrons has g een known

infected wit R PVYN for about 20 s, wherea P ter each inividual was transferred

Zusammenfassung Zum Vorkommen der amerikanischen Lupinen-Blattlaus, Macrosiphum albifrons Essig

(Hom., Aphididae) in Europa Vor 75 Jahren wurde Macrosiphum albifrons erstmals von ESSIG beschrieben. In diesem Jahr beobachtete der Autor diese Art zum erstenmal in der Bundesrepublik Deutschland. Es wurden einige Ubertragungsversuche mit dem Kartoffel-Virus YN durchgefiihrt.

References ESSIG, E. O., 191 1 : Aphididae of Southern California VII. Pomona College Journal of Entomol-

PALMER, M. A., 1952: Aphids of the Rocky Mountain region. Thomas Say Foundation Denver, I,

PRINSEN, J. D., 1984: Annual Report 1984, p. 52. Research Inst. Plant Protection, Wageningen. STROYAN, H. L. G., 1981: A North American lupin aphid found in Britain. P1. Path. 30, 253.

Author’s address: P. G. M . PIRON, Research Institute for Plant Protection (IPO), P.O. Box 9060,

ogy 3, 523-557.

29C-291.

NL-6700 GW Wageningen, The Netherlands