Tussock grasses as shelters for overwintering arthropods in Pampean agroecosystems: effects of plant size, clustering and architecture

Authors

  • María Cánepa Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, Santa Fe, Argentina.
  • Guillermo Montero Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, Santa Fe, Argentina.
  • Ignacio Barberis Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario, Santa Fe, Argentina e Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario (IICAR). Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas.

DOI:

https://doi.org/10.25260/EA.16.25.2.0.156

Abstract

Perennial grasses are used as overwintering shelters by several arthropod species in the Pampa region. Plant size, structure, and clustering may condition habitat or shelter availability, and therefore their selection by overwintering arthropods. We analyzed the influence of clustering, size and architecture modification of Schizachyrium condensatum plants on the abundance and richness of these arthropods dwelling inside these plants. We set up plants of different sizes, from large (110 cm tall) to small (70 cm tall), along the edge of a field crop in the Rolling Pampas. They were planted isolated or in groups of five plants, with or without architecture modification (open or closed). After the winter season, overwintering arthropods were removed and the abundance and richness of morphospecies were calculated for each plant. Two predator species from the Coccinellidae family, Hippodamia convergens and Coccinella ancoralis, represented almost 90% of total abundance in large, grouped and closed plants. In large closed plants there was almost twice the abundance of arthropods than in large open plants. In small plants there was no effect due to architecture. In small plants there was similar arthropod richness between isolated and grouped plants, whereas in large plants there was almost twice the species in grouped than in isolated plants. Our results show that small plant size, as well as opening and isolation for large plants, negatively affected the choice of wintering sites for coccinelids. Therefore, we highlight the importance of conserving perennial grassesin the edges of agricultural areas as they allow the persistence of aphidofagous coccinelids in the surroundings of crop fields during wintering periods and thus contribute to the sustainability of the beneficial fauna.

References

Aizen, MA; LA Garibaldi & M Dondo. 2009. Expansión de la soja y diversidad de la agricultura argentina. Ecol. Austral, 19:45-54.

Altieri, MA & CI Nicholls. 1999. Biodiversity, ecosystem function, and insect pest management. Pp. 197-236 en: Collins, WW & CO Qualset (eds.). Biodiversity in Agroecosystems. CRC Press, Florida, EEUU.

Altieri, MA & WA Pengue. 2006. La soja transgénica en América Latina. Biodiversidad, 47:14-19.

Altieri, MA. 1992. Biodiversidad, agroecología y manejo de plagas. CETAL. Santiago, Chile. Pp. 162.

Benton, GB; JA Vickery & JD Wilson. 2003. Farmland biodiversity: is habitat heterogeinity the key? Trends Ecol. Evol., 18:182-188.

Bocanelli, SI; EF Pire; PS Torres & JP Lewis. 1999. Cambios en la vegetación de un campo abandonado después de un cultivo de trigo. Pesq. Agropecu. Bras., 34:151-157.

Bohn, VY; MC Piccolo & GME Perillo. 2011. Análisis de los períodos secos y húmedos en el sudoeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina). Rev. Climatol., 11:31-43.

Borror, DJ; CA Triplehorn & NF Johnson. 1992. An introduction to the study of insects. 6a Ed. Sunders College Publishing, Harcourt Brace Publishers, Orlando, EEUU. Pp. 875.

Bucher, EH. 1974. Observaciones ecológicas sobre los artrópodos del bosque chaqueño de Tucumán. Rev. Fac. Cs. Ex. Fís. Nat. Serie: Cs. Biol., 1:35-122.

Bulacio, V; GA Montero; L Vignaroli & D Prado. 2005. Diversidad de artrópodos otoño-invernales presentes bajo el ritidoma de Eucalyptus. Rev. Soc. Entomol. Argent., 64:181-182.

Carmona, DM & DA Landis. 1999. Influence of refuge habitats and cover crops on seasonal activity-density of ground beetles (Coleoptera: Carabidae) in field crops. Environ. Entomol., 28:1145-1153.

Cervantes, JF; NE Galindo; J Romero & A Pescador. 2003. Control biológico por conservación. Coccinélidos entomófagos en Zoquiapan, Estado de México. Sociedades Rurales, Producción y Medio Ambiente, 4:57-64.

Cicchino, AC; ME Marasas & MF Paleologos. 2003. Características e importancia de la carabidofauna edáfica de un cultivo experimental de trigo y sus bordes con vegetación espontánea en el partido de La Plata, Pcia. de Buenos Aires. Revista de Ciencia y Tecnología, FA - UNSdE, 8:41-55.

Cohen, ji. 1999. Agroecosystem quality: policy and management challenges for new technologies and diversity. Pp. 299-316 en: Collins, WW & CO Qualset (eds.). Biodiversity in Agroecosystems. CRC Press, Florida, EEUU.

Crawley, MJ. 2007. The R book. John Wiley & Sons, Chichester, Inglaterra.

Danks, HV.2005. Key themes in the study of seasonal adaptations in insects: patterns of cold hardiness. Appl. Entomol. Zool., 40:199-211.

Dughetti, AC. 1997. Manejo integrado de trips en el cultivo de ajo. Pp. 223-230 en: Burda, JL. 50 Temas sobre producción de ajo. Volumen 3. EEA INTA La Consulta.

Farías, AA; L Marone & F Jaksic. 2007. Gremios. Pp. 145-170 en: Jaksic, F & Marone, L. Ecología de comunidades. Ediciones Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile. Pp. 336.

Flannagan, RD; SP Tamariello; KH Joplin; RA Cikra-Ireland; GD Yocum; et al. 1998. Diapause-specific gene expression in pupae of the flesh fly Sarcophaga crassipalpis. Dev. Biol., 95:5616-5620.

Gyenge, J; J Edelstein & C Salto.1998. Efectos de la temperatura y la dieta en la biología de Eriopis connexa (Germar) (Coleoptera: Coccinelidae). An. Soc. Entomol. Brasil, 27:345-356.

Hagen, KS. 1962. Biology and ecology of predaceous Coccinellidae. Annu. Rev. Entomol., 7:289-326.

Hagler, JR; CG Jackson; R Isaacs & SA Machtley. 2004. Foraging behavior and prey interactions by a guild of predators on various lifestages of Bemisia tabaci. J. Insect Sci., 4:1-13.

Hawkins, CP & JA Mac Mahon. 1989. Guilds: the multiple meanings of a concept. Annu. Rev. Entomol., 34:423-451.

Hodek, I & A Honek. 1996. Ecology of Coccinellidae. Kluwer Academic Publishers, Dodrecht, Holanda. Pp. 464.

Holling, CS. 1973. Resilience and stability of ecological systems. Ann. Rev. Ecol. Syst., 4:1-23.

Honek, A. 1985. Habitat preferences of aphidophagous Coccinellids (Coleoptera). Entomophaga, 30:253-264.

Honek, A; Z Martinková & S Pekár. 2007. Aggregation characteristics of three species of Coccinellidae (Coleoptera) at hibernation sites. Eur. J. Entomol., 104:51-56.

Labrie, G; D Coderre & E Lucas. 2008. Overwintering strategy of Multicolored Asian Lady beetle (Coleoptera: Coccinellidae): cold-free space as a factor of invasive success. Ann. Entomol. Soc. Am., 101:860-866.

landis, DA; SD Wratten & GM Gurr. 2000. Habitat management to conserve natural enemies of arthropod pests in agriculture. Annu. Rev. Entomol., 45:175-201.

Langellotto, GA & RF Denno. 2004. Response of invertebrate natural enemies to complex-structured habitats: a meta-analytical synthesis. Oecologia, 139:1-10.

Lawton, JH. 1983. Plant architecture and the diversity of phytophagous insects. Annu. Rev. Entomol., 28:23-39.

Lee, JC; FD Menalled & DA Landis. 2001. Refuge habitats modify impact of insecticide disturbance on carabid beetle communities. J. Appl. Ecol., 38:472-483.

Massoni, FA & JE Frana. 2008. Fluctuación poblacional del complejo de chinches en alfalfa. Pp. 89-96 en: Trumper, EV & JD Edelstein (eds.). Chinches fitófagas en soja. Revisión y avances en el estudio de su ecología y manejo. Ediciones INTA, Manfredi, Argentina. Pp. 190.

McCune, B & MJ Mefford. 2011. Multivariate analysis of ecological data. Versión 6.0. MjM Software, Gleneden Beach, EEUU.

Molinari, AM. 1987. Conceptos y descripción de especies entomófagas asociadas a insectos plaga del cultivo de soja. Publicación Miscelánea EEA INTA Oliveros, 19:1-13.

Monetti, M; EV Trumper & DH Pons. 2008. Diapausa invernal de Nezara viridula en la Provincia de Córdoba. Pp. 71-88 en: Trumper, EV & JD Edelstein (eds.). Chinches fitófagas en soja. Revisión y avances en el estudio de su ecología y manejo. Ediciones INTA, Manfredi. Pp. 190.

Montero, GA & LA Vignaroli. 2008. Un Coccinélido exótico (Harmonia axyridis) invade los agroecosistemas del sudeste de Santa Fe. Agromensajes, 26:3-4. http://www.fcagr.unr.edu.ar/Extension/Agromensajes/26/1AM26.htm.

Montero, GA. 2008. Comunidades de artrópodos en vegetación de áreas no cultivadas del sudeste de Santa Fe. Tesis de Maestría en Manejo y Conservación de Recursos Naturales. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario. Pp. 206.

Montero, GA. 2014. Ecología de las interacciones entre malezas y artrópodos. Capítulo X. Pp. 267-305 en: Fernández, OA; HA Acciaresi & ES Leguizamón (eds.). Malezas e Invasoras de la Argentina: ecología y manejo. Tomo I. Editorial Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca. Pp. 964.

Morrone, JJ & S Coscarón. 1998. Biodiversidad de Artrópodos Argentinos. Ediciones Sur. La Plata, Argentina. Pp. 599.

Musolin, DL & H Numata. 2004. Late-season induction of diapause in Nezara viridula and its effect on adult coloration and post-diapause reproductive performance. Entomol. Exp. Appl., 111:1-6.

Nalepa, CA; GC Kennedy & C Brownie. 2003. Orientation of Multicolored Asian Lady beetles to buildings. Am. Entomol., 50:165-166.

Peichoto, MC. 2010. Revisión taxonómica de las especies del género Schizachyrium (Poaceae: Andropogoneae) de Sudamérica. Candollea, 65:301-346.

Peichoto, MC. 2003. Anatomía foliar de las especies de Schizachyrium (Poaceae: Andropogoneae) que viven en Argentina y países limítrofes. Bol. Soc. Arg. Bot., 38:277-293.

Rizzo, HF. 1976. Hemípteros de interés agrícola. Chinches perjudiciales y chinches benéficas para los cultivos. Hemisferio Sur. Buenos Aires. Pp. 69.

Romero, GQ & J Vasconcellos-Neto. 2005. The effects of plant structure on the spatial and microspatial distribution of a bromeliad-living jumping spider (Salticidae). J. Animal Ecol., 74:12-21.

Root, RB. 1973. Organization of plant-arthropod association in simple and diverse habitats: the fauna of collards (Brassica oleracea). Ecol. Monogr., 43:95-123.

Ryszkowski, L & J Jankowiak. 2002. Development of agriculture and its impact on landscape functions. Pp. 9-27 en: Ryszkowski, L (ed.). Landscape ecology in agroecosystems management. CRC Press, Washington, EEUU.

Sacchi, O; N Dalla Marta; M Constanzo & A Coronel. 2002. Caracterización de las precipitaciones en la localidad de Zavalla. Rev. Inv. FCA-UNR, 2:91-103.

Saini, ED. 1985. Sobre dos coccinélidos (Coleoptera) predadores de pulgones. Rev. Soc. Entomol. Arg., 44:37- 39.

Saini, ED. 2004. Presencia de Harmonia axyridis (Pallas) (Coleoptera: Coccinellidae) en la provincia de Buenos Aires. Aspectos biológicos y morfológicos. RIA, 33:151-160.

Salto, C; I Bertolaccini; J Imwinkelried & J Frana.1990. Parámetros biológicos e influencia de los distintos niveles alimenticios en el desarrollo de Eriopis connexa Guerin (Coleoptera: Coccinelidae). Publicación Técnica EEA Rafaela INTA Nº 50. Pp. 13.

Stephens, PA; WJ Sutherland & RP Freckleton. 1999. What is the Allee effect? Oikos, 87:185-190.

Stuntz, S; C Ziegler; U Simon & G Zotz. 2002. Structure and diversity of the arthropod fauna within three canopy epiphyte species in Central Panama. J. Trop. Ecol., 18:161-176.

Susset, EC; F Ramón-Portugal; JL Hemptinne; SY Dewhirst; MA Birkett & A Magro. 2013. The role of semiochemicals in short-range location of aggregation sites in Adalia bipunctata (Coleoptera, Coccinellidae). Chem. Ecol., 39:591-601.

Swift, mj; am izac & m van noordwijk. 2004. Biodiversity and ecosystem services in agricultural landscape: ¿are we asking the right questions? Agric. Ecosyst. Environ., 104:13-134.

The R foundation for Statistical Computing. 2014. R version 3.1.0

Thomas, CFG & EJP Marshall. 1999. Arthropod abundance and diversity in differently vegetated margins of arable fields. Agric. Ecosyst. Environ., 72:131-144.

Turienzo, P & O Di Iorio. 2007. Insects found in birds’ nests from Argentina. Part I: a bibliographical review, with taxonomical corrections, comments and a hypothetical mechanism of transmission of cimicid bugs. Zootaxa, 1561:1-52.

Turienzo, P & O Di Iorio. 2008. Insects found in birds’ nests from Argentina: Anumbius annumbi (Vieillot, 1817) (Aves: Furnariidae). Zootaxa, 1871:1-55.

Turnock, B. 1996. Lady beetles on the Lake Manitoba beach. UFS (Delta Marsh) Annu. Report, 31:40-42.

Wheeler, CA & RT Cardé. 2013. Defensive Allomones Function as Aggregation Pheromones in Diapausing Ladybird Beetles, Hippodamia convergens. Chem. Ecol., 39:723-732.

Yanes, J; BO Cartwright; RD Eikernbary & WD Warde. 1982. Preference for medium dense grass tussocks by Hippodamia convergens (Col.: Coccinellidae). Entomophaga, 27: 55-59.

Zaccagnini, ME; J Decarre; A Goijman; L Solari; R Suárez; et al. 2007. Efecto de la heterogeneidad ambiental de terrazas y bordes vegetados sobre la biodiversidad animal en campos de soja en Entre Ríos. Pp. 159-171 en: Caviglia, OP; OF Paparotti & MC Sasal (eds.). Agricultura Sustentable en Entre Ríos, Ediciones INTA, Buenos Aires. Pp. 232.

Published

2015-08-31

How to Cite

Cánepa, M., Montero, G., & Barberis, I. (2015). Tussock grasses as shelters for overwintering arthropods in Pampean agroecosystems: effects of plant size, clustering and architecture. Ecología Austral, 25(2), 119–127. https://doi.org/10.25260/EA.16.25.2.0.156