The orange wheat blossom midge, Sitodiplosis mosellana (Géhin): improvement of pest control strategies and integrated management

La cécidomyie orange du blé, Sitodiplosis mosellana (Géhin) (Diptera : Cecidomyiidae), est un ravageur important du blé. Ses larves se nourrissent aux dépens des grains en formation pouvant causer d’importantes pertes de rendement et de qualité de la récolte. Présente dans tout l’hémisphère nord, cette espèce univoltine a occasionné d’importants dégâts aux cours des trente dernières années. En Belgique, elle est actuellement reconnue comme le ravageur principal du blé. Bien qu’il soit connu depuis près de deux siècles, le contrôle de ce ravageur reste difficile en raison de son comportement discret et de ses populations fortement variables en fonction du champ, de la localisation et de l’année. Une gestion intégrée de S. mosellana afin de limiter ses populations et ses dégâts est donc indispensable. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse qui a pour objectif d’améliorer les stratégies de lutte contre le ravageur. Après une revue bibliographique axée principalement sur les connaissances relatives à la biologie de l’insecte et sur les stratégies de lutte existantes contre ce ravageur, plusieurs études touchant différents aspects de la lutte intégrée ont été réalisées afin de répondre à notre objectif. Le risque de dégâts de S. mosellana est essentiellement conditionné par la coïncidence entre la présence d’adultes et la phase sensible des blés. Cette fenêtre de vulnérabilité des blés ne durant qu’une dizaine de jours, la prévision des émergences du ravageur constitue l’élément clé dans l’estimation des risques et dans l’élaboration de sa lutte. Sur base de l’analyse de la phénologie de leurs émergences et des conditions météorologiques, les facteurs induisant le déclenchement des émergences ont été déterminés et un modèle prévisionnel des émergences de S. mosellana a été établi pour la Belgique. Afin de détecter et de quantifier les adultes émergés, les pièges constituent un outil très utile. Plusieurs types de pièges disposés à différentes hauteurs par rapport au sol ont été testés afin d’améliorer l’efficacité de capture de S. mosellana et de son parasitoïde principal, Macroglenes penetrans. Les pièges les plus efficaces ont été le piège à phéromone positionné à 0,2 m pour S. mosellana, et pour M. penetrans le piège cuvette jaune et le piège collant positionné à 0,6 m. Par ailleurs, il a été constaté que l’ajout d’un leurre de phéromone d’Haplodiplosis mariginata, une autre cécidomyie des céréales, dans un piège équipé d’un leurre de phéromone de S. mosellana diminuait drastiquement l’efficacité de capture de S. mosellana. Lorsque des adultes sont détectés durant la phase sensible du blé, un contrôle chimique du ravageur peut être nécessaire. Différents traitements insecticides ont été évalués quant à leur efficacité de protection de variétés de froment sensibles et résistantes. Il a été démontré, qu’en cas d’attaque sévère de S. mosellana, un traitement insecticide bien positionné pouvait protéger le blé contre ce ravageur en conduisant à une augmentation significative des rendements, et que même les variétés résistantes pouvaient valoriser un tel traitement. Une relation non-linéaire entre la perte de rendement et le nombre de larves par épis a également été mise en évidence. L’effet toxique de plusieurs fongicides sur les adultes induisant des taux de mortalités significatifs a été révélé par un essai au champ et au laboratoire. Outre les traitements insecticides, la culture de variétés résistantes constitue l’autre stratégie de lutte contre S. mosellana. La détermination des variétés résistantes est donc essentielle. Dans cette optique, une méthode de phénotypage en conditions semi-contrôlées a été mise au point. Cette méthode permet d'évaluer très simplement un grand nombre de variétés de manière fiable. Par ailleurs, le rôle des parasitoïdes comme agents de régulation des populations de S. mosellana a été étudié. Le complexe parasitaire de S. mosellana présent en Belgique a été identifié et s’est révélé spécifique. Huit espèces appartenant à deux familles d’hyménoptères (Pteromalidae et Platygastridae) parasitent S. mosellana. Les taux de parasitisme ont fortement varié en fonction du site, allant de 3 à 100 %. La phénologie des trois principaux parasitoïdes a été comparée à celle de leur hôte. Il a été démontré que les émergences de M. penetrans étaient étroitement synchronisées avec celles de son hôte et induites par les mêmes pluies inductrices, contrairement à E. error et P. tuberosula. Perfectionnement du modèle prévisionnel des émergences, mise en évidence d’interférences entre les phéromones de deux cécidomyies proches, mesure de l’effet de traitements insecticides mais aussi fongicides, conception d’une méthode de phénotypage des variétés de blé quant à la résistance à S. mosellana, identification du complexe des parasitoïdes, mesure des taux de parasitisme : par différents apports aux connaissances et mise au point technique, la présente thèse permet aux scientifiques et aux acteurs de terrain de mieux appréhender le problème agronomique que pose la cécidomyie orange du blé, et de gérer les populations de ce ravageur dans le respect du concept de lutte intégrée

Contrôle chimique d'Haplodiplosis marginata (Diptera : Cecidomyiidae)

The saddle gall midge, Haplodiplosis marginata (von Roser), is a European pest of cereals. The larvae overwinter into the soil. Emergence of adult midges occurred during the spring and after mating, females lay their eggs on the leaves of cereals and several grasses. Eggs hatch a few days later; young larvae crawl to the stem and introduce themselves between the leaf sheath and the stem, were the larvae develop. As reaction of the presence of midge larvae, stem produce a longitudinal depression of 6-7 mm ended by two ridges looking as a horse saddle. When galls are numerous, they can cause break of stems and important yield losses. The saddle gall midge, which is a major pest in Central Europe, is not very well known in the Western part of the continent. It had already caused huge damage during outbreak periods. The last one reported in Belgium and in The Netherlands occurred between 1965 and 1970. Later, it was never reported again until 2010, where large populations and severe damage were observed, especially in the Flemish polders, a region with clay soils where wheat is cropped intensively. Faced with the resurgence of this pest, we sought to develop effective curative control. To date, crops chemical protection seems to be the only solution in case of heavy emergences. Experimentation was conducted in a highly infested field (Meetkerke, Belgian Polders), according to a randomized complete block arrangement with four replications. Foremost, a lambdacyhalothrin-based insecticide was used to evaluate efficiency of several protection schemes, ranging between one and four spray(s). The large spread of flights observed during the 2011 spring allowed to highlight the effect of treatment date on the attack intensity and also on the galls distribution along the stem, on the different internodes. Moreover, several insecticides already registrated in cereals against aphids were compared for their efficacy against saddle gall midge. Studied pyrethroids have shown a very good efficacy, ranging between 75 % and 87 %, when applied twice with a 2 weeks interval. To be efficient, chemical spray must be synchronized with the flights and egg laying periods. Monitoring the phenology of flights is thus essential as part of integrated pest management against saddle gall midge.The saddle gall midge, Haplodiplosis marginata (von Roser): understanding of risks and developing tools for integrated pest management

Pièges à cécidomyies : des outils pour la lutte intégrée

La cécidomyie orange du blé, Sitodiplosis mosellana (Géhin) et ses parasitoïdes : un modèle biologique pour la gestion intégrée d'autres cécidomyies nuisible

Etude de la sensibilité de trois variétés d'avoine à la cécidomyie équestre, Haplodiplosis marginata (von Roser) (Diptera: Cecidomyiidae)

Saddle gall midge, Haplodiplosis marginata (von Roser) is a univoltine pest of cereals which occurs in Europe. The larvae overwinter in the soil. During the spring, the new emerged females lay eggs on the leaves of cereals and grasses. After hatching, larvae migrate under the leaf sheath, where they develop at the expense of the plant. As a reaction, stems induce saddle-shaped galls of 5 to 10 mm long. Numerous galls can lead to stem breaks and important yield losses when they are numerous. After 40 years without any reporting, large populations of H. marginata and important damage have been observed since 2010 in wheat crops in Belgium, especially in the Flemish Polders where clay soils and intensive farming of cereals favour heavy infestations. According to some research conducted in the 60s during the last outbreak, oat (Avena sativa L.) is known to be one of the less attractive hosts to the saddle gall midge. Our study was thus performed in order to assess the host sensitivity of three oat varieties currently grown in Belgium (Evita, Effektiv and Freddy). Therefore, oat varieties were sown on infested ground in two separate enclosures in a glasshouse. In the first enclosure, only the three oat varieties were grown ; in the second one, these three oat varieties were grown together with two varieties of spring wheat (Granny and KWS Chamsin). Two parameters were measured: the percentage of leaves with laid eggs, and the number of galls per stem. The percentage of leaves with eggs showed that the infestation is significantly lower on oats when they are in presence of wheat. The infestation was also significantly higher on wheat than on oat, which means oat is a much less favoured host plant than spring wheat for laying. Oat varieties were significantly different regarding the number of galls per stem, but with very little damage compared to wheat. The Freddy variety even seemed to be completely resistant to saddle gall midge, as no galls were observed although there were a similar percentage of leaves with eggs for the three oat varieties. Cropping oat could thus contribute to reduce or even to eliminate infestations of H. marginata.The saddle gall midge, Haplodiplosis marginata (von Roser): understanding of risks and developing tools for integrated pest management

La cécidomyie équestre : un ravageur à tenir à l'oeil

The saddle gall midge, Haplodiplosis marginata (von Roser): understanding of risks and developing tools for integrated pest management

Rapport d'activité 2011 de la convention de recherche : "La cécidomyie orange du blé, Sitodiplosis mosellana (Géhin), et ses parasitoïdes : un modèle biologique pour la gestion intégrée d’autres cécidomyies nuisibles"

La cécidomyie orange du blé, Sitodiplosis mosellana (Géhin), et ses parasitoïdes : un modèle biologique pour la gestion intégrée d’autres cécidomyies nuisible

A study to assess the parasitism of insect pests in winter oilseed rape in Belgium: preliminary results

A survey of the parasitoids found in commercial winter oilseed rape was initiated in 2012 and 2013 in the South part of Belgium, using both aerial sampling techniques and soil analysis. Fourteen fields located in two distinct areas and with two different tillage regime (normal and reduced or no tillage) were selected for before and just after flowering. Adult parasitoid hymenoptera were weekly sampled over 8 weeks using sweep net. Pollen beetle larvae, Meligethes aeneus (F.) (Col.; Nitidulidae), were collected and their parasitism rate assessed. Samples of soil were taken from 4 fields in 2012 and 8 in 2013 to collect brassica pod midge cocoon, Dasineura brassicae (Winnertz) (Dip.; Cecidomyiidae), and to assess their parasitism. The soils were gently washed into sieves and cocoons were isolated in Petri dishes until midge or parasitoid emergence. The main parasitoid wasps found in the sweep net samples belong to the Tersilochinae family. However, though adults of this family were regularly collected in large numbers, and were synchronized with their host, the parasitism level of the pollen beetle larvae remained low, with many of the fields below 10-15% parasitism. Preliminary analysis shows that there were no apparent differences between the two distinct areas and between the two different tillage regimes. The main explanation of this low parasitism rate could be the high occurrence of the insecticide applications, as most of the farmers regularly applied one or two insecticides during the season: the first to control pollen beetle before flowering and the second to control other insects later (e.g. seed weevil, brassica pod midge). The highest level of parasitism of pollen beetle larvae (43%) was found in an untreated field. The identification of the species is in progress. The analysis of brassica pod midge cocoons showed that the parasitism rate was low in 2012 (0-5%). However, these results were probably underestimated due to a high mortality of the cocoons during the rearing process. If the parasitism rates were expressed on the basis of rearing success (brassica pod midge or adult parasitoid emerged), the parasitism rate reached up to 59.6% in one specific site, with 58.8% due to 4 Ceraphronidae species and 48.6% due to one species, Ceraphron serraticornis Kieffer. In 2013, the parasitism rate was low (0-3.0%), despite a high success in the cocoon rearing process. These results have shown that several species of parasitoid Hymenoptera are present in Belgium, causing in some cases high parasitism levels. A better use of these parasitoid wasps in the biological or integrated control of several oilseed rape pests is possible, but there is a need to focus on improving understanding of the factors that could explain the variability of the parasitism between sites and the actions that could promote the activity of these beneficial insects and protect their existing populations