Pavouci v biologickém boji proti škůdcům v ovocných sadech

Mgr. Radek Michalko, Ph.D.

Doctoral thesis

Spiders as bioagens of pome orchard pests

Abstract:

Pavouci patří mezi dominantní skupinu přirozených nepřátel škůdců v nejrůznějších agroekosystémech. Nicméně jejich přínos v biologickém boji proti škůdcům je dosud nejasný. Pavouci, jakožto generalističtí predátoři, mohou nejen snižovat abundance škůdců, ale i narušovat funkci ostatních přirozených nepřátel. Tato disertační práce se zabývá možnostmi, jak zvýšit efektivitu pavouků v biologickém boji proti škůdcům v ovocných sadech. Zvláštní pozornost je věnována pavoukům, kteří jsou aktivní v zimním období, listovníkům (Philodromus spp.) a šplhalce keřové (Anyphaena accentuata). Byla zkoumána jejich schopnost potlačovat meru hrušňovou (Cacopsylla pyri), která patří k nejzávažnějším škůdcům v hrušňových sadech s vysokou resistencí vůči pesticidům. Disertační práce se skládá ze šesti publikací. První publikace zkoumá, jakou kořist pavouci loví v závislosti na jejich lovecké strategii. Celkově pavouci loví převážně hmyz ze skupin Hemiptera a Diptera, ale frekvence, s jakou pavouci s různými loveckými strategiemi loví různé typy škůdců, se liší. Ostatní studie se zabývají trofickou nikou listovníků a šplhalky, intragildovou predací a schopností pavouků potlačovat meru skvrnitou během zimy. Bylo zjištěno, že listovníci a šplhalka loví a zároveň preferují převážně typy hmyzu představující škůdce ovocných sadů. Zároveň tito pavouci výrazně redukují populaci mery v průběhu zimy a začátkem jara. Jejich efektivita je ale snižována vzájemnou intragildovou predaci. Tu lze ovšem zmírnit instalací kartonových pásů kolem větví a kmene hrušní, které poskytnou úkryt pro malé pavouky. Efektivita potlačování mery je závislá na kombinaci behaviorálního složení populace listovníků a poměru abundancí listovníka a pavouka cedivečky Dictyna sp. To je dáno tím, že agresivní listovníci sice zabijí více kořisti, ale nerozlišují mezi merou a cedivečkou. Naopak neagresivní listovníci zabijí méně kořisti, ale preferují meru před cedivečkou. Agresivní listovníci jsou efektivnější v případě, že poměr abundancí listovníků a cediveček je vysoký, zatímco neagresivní listovníci jsou efektivnější, pokud je tento poměr nízký. Výsledky disertační práce ukazují, že podpora výskytu pavouků aktivních v zimě, může výrazně přispět k potlačování škůdců ovocných sadů.

Abstract:

Spiders are among the most abundant natural enemies in many agroecosystems. However, their role in biological control is still questionable because, as generalist predators, they may not only reduce pest populations but may also disrupt the biocontrol exerted by other natural enemies. This thesis focuses of improvement of spiders’ biocontrol potential in pome fruit orchards. A special focus was devoted to the system occurring in the pear orchards during winter, involving the winter-active spiders Philodromus spp. (Philodromidae) and Anyphaena accentuata (Anyphaenidae) and a psyllid pest Cacopsylla pyri, which belongs to the most serious pest of pears in Europe. This dissertation thesis consists of six studies. The first study investigates the efficiency of various hunting strategies of spiders capturing different prey types. In general, spiders effectively capture prey like hemipterans and dipterans, but the different hunting strategies differ in their efficiency with respect to capturing specific prey type. The rest of the studies focus on trophic niches of philodromids and Anyphaena, intraguild predation (IGP) among the spiders, and the spiders’ ability to suppress psylla during winter and early spring. Winter-active spiders mostly prefer preying on pests in orchards and significantly reduce the population of C. pyri during winter and early spring. However, their efficiency is reduced by IGP. IGP can be reduced by installation of corrugated cardboard bands around pear trees that provide refuges for small spiders. The efficiency of psylla suppression highly depends on the behavioral composition of the philodromid populations and the ratio between abundances of philodromids and the Dictyna sp. spiders. Aggressive philodromids kill more pests, are non-choosy, and do not prefer either psylla or Dictyna. Timid philodromids kill fewer pests, are choosy, and prefer psylla to Dictyna. The aggressive/non-choosy philodromids are more effective in psylla suppression when the Philodromus to Dictyna abundance ratio is high, while the timid/choosy philodromids are more effective when the ratio is low. The results of this thesis show that communities of the winter-active spiders can serve as highly efficient biocontrol agents in orchards.

Keywords

Araneae, Biological control, Cacopsylla pyri, Generalist predator, Food-web, Intraguild predation, Predation, Trophic niche, Biologický boj, Generalistický predátor, Potravní síť, Intraguildová predace, Predace, Trofická nika

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 10. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 14. 12. 2017
• Supervisor: prof. Mgr. Stanislav Pekár, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Oldřich Nedvěd, CSc., Prof. Dr. rer. nat. Klaus Birkhofer

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Ecology