Structure of arthropod communities in Bt maize and conventional maize – results of redundancy analyses of long-term field data from the Oderbruch region in Germany

Abstract

Im Oderbruch, ein wichtiges Befallsgebiet des Maiszünslers (Ostrinia nubilalis (Hübner)), wurde in den Jahren 2000 bis 2008 die Biodiversität der Arthropoden in halben Feldern jeweils mit Bt-Mais (BT) und nicht mit Insektiziden behandelten konventionellen Mais (CV) und teilweise in dreigeteilten Feldern mit BT und CV plus einer isogenen (IS) oder insektizid-behandelten Sorte (IN) untersucht. Drei unterschiedliche Arthropodengesellschaften – Pflanzenbewohner (PB), epigäische Spinnen (ES) und epigäische Laufkäfer (EL) – wurden mittels Bonituren der Pflanzen zu Beginn der Blüte (PB, 2000 bis 2007) und durch wöchentliche Bodenfallenfänge über vier Wochen nach Beginn der Blüte (ES und EL, 2000 bis 2008) erfasst. Die PB wurden je nach den Möglichkeiten auf unterschiedlichem taxonomischen Niveau und die ES und EL nach Arten bestimmt. Die Daten wurden syste­matisiert und für die Wahl der geeigneten statistischen Auswertungsmethode verifiziert. Die Redundanzanalyse erwies sich als geeignete Methode. Die Ergebnisse zeigten, dass 83,2% der Artenvariation der PB aus den Jahr-Ort-Termin-Kombinationen und Maisvarianten zu erklären waren. Bt-Mais steuerte nur 1,2% zur Artenkomposition bei, dennoch war dieser Anteil signifikant. Im Hinblick auf die ES und EL verursachten die Jahr-Ort-Kombinationen und die Maisvarianten 66,3% und 82,7% der Artenvariation. Der Beitrag von Bt-Mais war mit 1,5% und 1,2% in beiden Gesellschaften gering aber signifikant. Die Ergebnisse stimmen überein mit denen anderer Studien. Sie zeigen die enorme Dynamik der Arthropodengesellschaften in Maisbeständen und den geringen Effekt von Bt-Mais auf die Biodiversität.    The arthropod biodiversity was investigated in half-fields planted with Bt maize (BT) and non-insecticide treated conventional maize (CV) and in one-third fields planted with BT and CV plus either isogenic (IS) or insecticide-treated conventional maize (IN) in the Oderbruch region in the state of Brandenburg, Germany, an important outbreak area of the European corn borer, Ostrinia nubilalis (Hübner), from 2000 to 2008. Three different arthropod communities – plant dwelling arthropods (PDA), epigeic spiders (ES) and ground-dwelling carabids (GDC) – were enumerated by counting arthropods on maize plants during flowering (PDA, 2000 to 2007) or by pitfall trapping four weeks after the beginning of flowering (ES and GDC, 2000 to 2008). The counted arthropods (PDA) were determined to different taxonomic levels, and the spiders and carabids captured in pitfall traps were identified to species level. The data were systematized and verified for choice of appropriate statistical method. Redundancy analysis (RDA) proved to be a suitable method. The results showed that 83.2% of species variation in PDA was explained by year-site-date combinations and maize variant. Bt maize contributed only 1.2% to species composition, but this low rate was significant. Regarding the spiders and carabids communities, 66.3% and 82.7% of species variation was caused by year-site combinations and maize variant, respectively. The contribution of Bt maize was low but significant in both communities (1.5% and 1.2%, respectively). The results correspond with those of other studies. They show the enormous dynamics of arthropod communities on maize plants and on the ground and the relatively low effect of maize variant.   &nbsp