Persistence of biological control agents in waterhyacinth following herbicide application

  • Ashley B. C. Goode USDA-ARS Invasive Plant Research Laboratory
  • Phillip W Tipping USDA-ARS Invasive Plant Research Laboratory, 3225 College Avenue, Ft. Lauderdale, Florida 33314, USA
  • Lyn A Gettys University of Florida, Ft. Lauderdale Research and Education Center, 3205 College Avenue, Ft. Lauderdale, Florida 33314, USA
  • Brittany K Knowles USDA-ARS Invasive Plant Research Laboratory, 3225 College Avenue, Ft. Lauderdale, Florida 33314, USA
  • Ryann J Valmonte Department of Materials Science and Engineering, University of Central Florida, Orlando, Florida 32846, USA
  • Eileen Pokorny USDA-ARS Invasive Plant Research Laboratory, 3225 College Avenue, Ft. Lauderdale, Florida 33314, USA

Abstract

In Florida, waterhyacinth (Pontederia [Eichhornia] crassipes) (Martius) Solms Laubach (Pontederiaceae) is primarily controlled by herbicides, but overall control is enhanced by insect biological control agents that decrease growth and reproduction and slow regrowth. However, herbicide applications often disrupt the biological control agent populations when applied indiscriminately. Previous studies identified the utility of preserving populations of biological control agents in the vicinity of herbicide treated areas by establishing refuges for the insects. The objectives of this experiment were to quantify the impact of insect refuges, using groups of untreated P. crassipes within treated mats, on the regrowth of the new mat and the ability of biological control agents to persist following an herbicide treatment. Pontederia crassipes mats were grown with and without biological control agents, then treated with 2 concentrations of the herbicide penoxsulam. Plant growth metrics and biological control agent densities were monitored pre- and post-treatment and compared using ANCOVAs and non-parametric Kruskal-Wallis tests. Although the systemic activity of penoxsulam in the water column prevented the establishment of refuges in this study, biological control agent populations persisted following herbicide applications without additional releases and were able to remain at field densities after the decay and loss of P. crassipes. The treatment with no biological control agents and only half-label rate herbicide grew more densely, had greater dry weight biomass, higher relative growth rate, and produced more inflorescences than the plants in treatments with biological control agents. The half-label herbicide and biological control agent treatment performed as well as both treatments with label rate herbicide, and with and without biological control agents, respectively, in lowering P. crassipes density, final dry weight biomass, and relative growth rate. Although the concept of refuge systems at operational field scales requires further study, demonstrating the ability of biological control agents to persist even on sprayed mats is a necessary first step in determining the temporal and spatial factors that might influence the utility of such refuges.

Keywords: biological control; Megamelus scutellaris; Neochetina eichhorniae; Pontederia (Eichhornia) crassipes; integrated pest management

Sumario

En Florida, el jacinto de agua (Pontederia [Eichhornia] crassipes) (Martius) Solms Laubach (Pontederiaceae) está controlado principalmente por herbicidas, pero el control general se ve reforzado por los agentes de control biológico de insectos que disminuyen el crecimiento y la reproducción y retardan el crecimiento. Sin embargo, las aplicaciones de herbicidas a menudo interrumpen las poblaciones de agentes de control biológico de insectos cuando se aplican indiscriminadamente. Estudios previos identificaron la utilidad de preservar las poblaciones de agentes de control biológico de insectos en las cercanías de áreas tratadas con herbicidas mediante el establecimiento de refugios para los insectos. Los objetivos de este experimento fueron cuantificar el impacto de los refugios de insectos, utilizando grupos de P. crassipes no tratados dentro de las esterillas tratadas, sobre el nuevo crecimiento de la nueva esterilla y la capacidad de los agentes de control biológico de insectos de persistir después de un tratamiento con herbicida. Las esteras de Pontederia crassipes se cultivaron con y sin agentes de control biológico de insectos y luego se trataron con dos concentraciones del herbicida penoxsulam. Las métricas de crecimiento de las plantas y las densidades de agentes de control biológico de insectos se monitorearon antes y después del tratamiento y se com pararon usando ANCOVA y pruebas no paramétricas de Kruskal-Wallis. Aunque la actividad sistémica del penoxsulam en la columna de agua impidió el establecimiento de refugios en este estudio, las poblaciones de agentes de control biológico de insectos persistieron después de la aplicación de herbicidas sin emisiones adicionales y pudieron permanecer en densidades de campo después de la descomposición y pérdida de P. crassipes. El tratamiento sin agentes de control biológico de insectos y solo el herbicida de tasa de medio etiquetado creció más densamente, tuvo mayor biomasa tasa de crecimiento relativo, mayor tasa de crecimiento relativo y produjo más inflorescencias que las plantas en tratamientos con agentes de control biológico de insectos. El tratamiento con herbicida de media etiqueta y agentes de control biológico de insectos se realizó tan bien como los dos tratamientos con herbicida con índice de etiqueta y con y sin agentes de control biológico de insectos, respectivamente, para reducir la densidad de P. crassipes, la biomasa tasa de crecimiento relativo final y la tasa de crecimiento relativo. Aunque el concepto de sistemas de refugio a escalas de campo operacionales requiere más estudio, demostrar la capacidad de los agentes de control biológico de insectos de persistir incluso en esteras rociadas es un primer paso necesario para determinar los factores espaciales y temporales que pueden influir en la utilidad de dichos refugios.

Palabras Clave: control biológico; Megamelus scutellaris; Neochetina eichhorniae; Pontederia (Eichhornia) crassipes; manejo integrado de plagas

View this article in BioOne

Published
2020-04-15
Section
Scientific Notes