The Olive fruit fly Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae) is considered the most serious olive pest in many areas throughout the word, affecting the quality and quantity of oil and table olives during the infestation events occurring in late summer and autumn. The management of its infestations in commercial olive groves is vital, also accounting for the large registered fluctuations in the populations from one year to the other. Monitoring pest populations is currently one of the key elements in Integrated Pest Management (IPM) programs, including the monitoring of adult flies with the use of traps. The present thesis focused on the comparison of some commercial or modified traps, baited with various combination of food or sex attractants, to be selected for the development of a semiautomatic monitoring system, contributing to optimize and rationalize B. oleae pest control operations. The experimental sites were located in an inner hilly area of the Campania region, in Southern Italy. The area was divided into multiple fields of work chosen using a Latin square experimental design; in these fields the following devices, baited with various attractants, were compared: a bottle trap, a yellow panel, and a Jackson trap, with this latter modified using different colours of support/sticky surface and sizes. The traps were also evaluated for catch selectivity towards predators and parasitoids. Preliminary results showed that the catches in the tested traps depended on the extension of the sticky surface and on the yellow colour, and strongly increased in presence of an attractant (like ammonium carbonate). When different traps were compared, the yellow panel captured significantly more individuals, but applying the correction to make traps equivalent in relation to the size of the sticky surface, no differences for total and female catches were observed between the yellow panel and the standard Jackson trap with a sticky yellow panel inside. When looking at the capture of natural enemies, we found that the size of the trap and the presence of an attractant increased the trapped parasitoids and predators. The extent of the yellow colour directly influenced the catches for parasitoids, whereas for predators only a combined effect with size was significant. The effect of pheromone, alone or in combination with ammonium carbonate, on total catches was evaluated in two types of Jackson traps. In both cases, the best performance was observed for Jackson baited with pheromone and ammonium carbonate, followed by Jackson baited with only the ammonium carbonate or the pheromone. Results were different for the two sexes: for males, the Jackson trap with pheromone had the highest catches, although not statistically different from the Jackson trap baited with both attractants. For females, the Jackson trap with ammonium carbonate, alone or with pheromone, had higher catches. A different test was carried out to evaluate a possible decrease of captures in the Jackson trap due to the saturation of the sticky surface over time. Two all yellow Jackson traps and two green Jackson traps with a yellow panel were used for this test. For each type of trap, the panel was cleaned at each control in one of the two traps and never cleaned in the other one. Not cleaned Jacksons traps had highest B. oleae adult catches compared to the cleaned ones. The results also showed a decrease in total catches as the checking days progressed, whereas the relative proportion of catches in cleaned traps increased over time. Based on our results, we selected a complete yellow Jackson trap baited with ammonium carbonate to be incorporated in the manufacturing of the automatic device. After the assembly of the various components, the e-trap prototypes were installed in the field and the functioning of various components tested. The image quality was evaluated by comparing the remote counting of B. oleae adults in the digital images and the number of flies counted in the field in the same trap and day. Linear regressions indicated a very high correlation between the two types of counts. The catches of olive fruit flies in the e-traps were contrasted with numbers of flies captured in conventional Jackson traps, with same colour and size, run in parallel. Results showed higher catches in e-traps than in conventional Jackson traps, but differences were not statistically significant. Overall, the developed prototype proved to be reliable and innovative, revealing considerable potential for its use in IPM olive programs.

La mosca delle olive Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae) è una specie diffusa nella maggior parte dei paesi dove viene coltivato l’olivo, ed è causa di notevoli danni alle drupe nei periodi di tarda estate e autunno, determinando una significativa perdita di prodotto in termini qualitativi e quantitativi. Il contenimento delle sue infestazioni è di fondamentale importanza, considerate anche le ampie fluttuazioni delle popolazioni da un anno all’altro. L’uso di trappole per il monitoraggio degli adulti è una componente essenziale nei programmi di gestione integrata dei Ditteri Tefritidi. Nella presente Tesi si sono confrontate alcune tipologie di trappole, attivate con varie combinazioni di attrattivi alimentari e sessuali, da selezionare per lo sviluppo di un dispositivo semi-automatico (e-trap) per il monitoraggio degli adulti di B. oleae. Si è inoltre valutata la selettività delle trappole nei confronti di predatori e di parassitoidi. I siti sperimentali sono situati in un'area collinare interna della regione Campania (Italia). Nelle prove si è utilizzato il disegno sperimentale del quadrato latino, mettendo a confronto: bottiglia, pannello giallo e trappola Jackson modificata con differenti tipologie di colore, dimensione e formato o superficie collante. I risultati preliminari hanno mostrato che le catture degli adulti dipendono dall'estensione della superficie adesiva e dal colore giallo e aumentano in modo significativo in presenza di carbonato di ammonio. Il pannello giallo è risultato avere maggiori performance ma, applicando una correzione alle catture per equiparare le superfici collanti, non risultano esserci differenze significative con la trappola Jackson tutta gialla, mentre le altre tipologie hanno catturato un minor numero di individui. Nei riguardi dei nemici naturali, la dimensione della trappola e la presenza di un attrattivo aumentano le catture. In particolare, una maggiore estensione del colore giallo ha incrementato il numero di parassitoidi, mentre per i predatori solo un effetto combinato con le dimensioni ha determinato un aumento significativo degli individui intrappolati. Due prove hanno riguardato il confronto di trappole Jackson attivate con feromone sessuale, carbonato di ammonio oppure con entrambi. Nel caso dei maschi, le catture più elevate si sono avute nelle trappole con feromone, con o senza carbonato di ammonio. Nelle femmine il maggior numero di individui sono stati osservati nelle trappole attivate con carbonato di ammonio, con o senza feromone. Un ulteriore test è stato effettuato per valutare la possibile diminuzione delle catture di B. oleae nella trappola Jackson con il passare del tempo, dovuta alla saturazione del pannello collante. Si sono confrontate due trappole Jackson gialle e due trappole Jackson verdi con pannello adesivo giallo. Di ciascuna tipologia, una trappola veniva pulita ad ogni controllo e l’altra no. Le Jackson pulite hanno presentato minori catture rispetto a quelle non pulite. I risultati hanno inoltre mostrato un decremento delle catture totali con il progredire dei giorni. La proporzione relativa di catture nelle trappole pulite sono aumentate nel tempo rispetto a quelle non pulite, rilevando un effetto saturazione di circa 30% dopo 28 giorni. La trappola Jackson gialla attivata con carbonato di ammonio è stata utilizzata per lo sviluppo della e-trap. Dopo l'assemblaggio dei vari componenti, i prototipi sono stati installati e saggiati in campo, evidenziando un’ottima affidabilità del sistema nella trasmissione delle informazioni ad un server remoto. La qualità delle immagini è stata valutata comparando il conteggio di B. oleae effettuato da un computer remoto con quello realizzato direttamente in campo. I risultati avuti hanno mostrato una elevata correlazione tra le due tipologie di controllo. Le catture nelle e-trap sono state infine confrontate con quelle ottenute in trappole Jackson convenzionali aventi uguali caratteristiche e poste negli stessi oliveti. Le maggiori catture osservate nelle trappole automatiche non sono risultate statisticamente significative. Complessivamente, il prototipo di e-trap sviluppato si è dimostrato affidabile e innovativo, rivelando una notevole potenzialità per il suo utilizzo in programmi di gestione integrata dell’olivo.

Development of attractant devices and an automatic trap for the monitoring of the Olive fruit fly Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae)

CALABRESE, PASQUALE
2019-06-10

Abstract

La mosca delle olive Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae) è una specie diffusa nella maggior parte dei paesi dove viene coltivato l’olivo, ed è causa di notevoli danni alle drupe nei periodi di tarda estate e autunno, determinando una significativa perdita di prodotto in termini qualitativi e quantitativi. Il contenimento delle sue infestazioni è di fondamentale importanza, considerate anche le ampie fluttuazioni delle popolazioni da un anno all’altro. L’uso di trappole per il monitoraggio degli adulti è una componente essenziale nei programmi di gestione integrata dei Ditteri Tefritidi. Nella presente Tesi si sono confrontate alcune tipologie di trappole, attivate con varie combinazioni di attrattivi alimentari e sessuali, da selezionare per lo sviluppo di un dispositivo semi-automatico (e-trap) per il monitoraggio degli adulti di B. oleae. Si è inoltre valutata la selettività delle trappole nei confronti di predatori e di parassitoidi. I siti sperimentali sono situati in un'area collinare interna della regione Campania (Italia). Nelle prove si è utilizzato il disegno sperimentale del quadrato latino, mettendo a confronto: bottiglia, pannello giallo e trappola Jackson modificata con differenti tipologie di colore, dimensione e formato o superficie collante. I risultati preliminari hanno mostrato che le catture degli adulti dipendono dall'estensione della superficie adesiva e dal colore giallo e aumentano in modo significativo in presenza di carbonato di ammonio. Il pannello giallo è risultato avere maggiori performance ma, applicando una correzione alle catture per equiparare le superfici collanti, non risultano esserci differenze significative con la trappola Jackson tutta gialla, mentre le altre tipologie hanno catturato un minor numero di individui. Nei riguardi dei nemici naturali, la dimensione della trappola e la presenza di un attrattivo aumentano le catture. In particolare, una maggiore estensione del colore giallo ha incrementato il numero di parassitoidi, mentre per i predatori solo un effetto combinato con le dimensioni ha determinato un aumento significativo degli individui intrappolati. Due prove hanno riguardato il confronto di trappole Jackson attivate con feromone sessuale, carbonato di ammonio oppure con entrambi. Nel caso dei maschi, le catture più elevate si sono avute nelle trappole con feromone, con o senza carbonato di ammonio. Nelle femmine il maggior numero di individui sono stati osservati nelle trappole attivate con carbonato di ammonio, con o senza feromone. Un ulteriore test è stato effettuato per valutare la possibile diminuzione delle catture di B. oleae nella trappola Jackson con il passare del tempo, dovuta alla saturazione del pannello collante. Si sono confrontate due trappole Jackson gialle e due trappole Jackson verdi con pannello adesivo giallo. Di ciascuna tipologia, una trappola veniva pulita ad ogni controllo e l’altra no. Le Jackson pulite hanno presentato minori catture rispetto a quelle non pulite. I risultati hanno inoltre mostrato un decremento delle catture totali con il progredire dei giorni. La proporzione relativa di catture nelle trappole pulite sono aumentate nel tempo rispetto a quelle non pulite, rilevando un effetto saturazione di circa 30% dopo 28 giorni. La trappola Jackson gialla attivata con carbonato di ammonio è stata utilizzata per lo sviluppo della e-trap. Dopo l'assemblaggio dei vari componenti, i prototipi sono stati installati e saggiati in campo, evidenziando un’ottima affidabilità del sistema nella trasmissione delle informazioni ad un server remoto. La qualità delle immagini è stata valutata comparando il conteggio di B. oleae effettuato da un computer remoto con quello realizzato direttamente in campo. I risultati avuti hanno mostrato una elevata correlazione tra le due tipologie di controllo. Le catture nelle e-trap sono state infine confrontate con quelle ottenute in trappole Jackson convenzionali aventi uguali caratteristiche e poste negli stessi oliveti. Le maggiori catture osservate nelle trappole automatiche non sono risultate statisticamente significative. Complessivamente, il prototipo di e-trap sviluppato si è dimostrato affidabile e innovativo, rivelando una notevole potenzialità per il suo utilizzo in programmi di gestione integrata dell’olivo.
The Olive fruit fly Bactrocera oleae (Rossi) (Diptera: Tephritidae) is considered the most serious olive pest in many areas throughout the word, affecting the quality and quantity of oil and table olives during the infestation events occurring in late summer and autumn. The management of its infestations in commercial olive groves is vital, also accounting for the large registered fluctuations in the populations from one year to the other. Monitoring pest populations is currently one of the key elements in Integrated Pest Management (IPM) programs, including the monitoring of adult flies with the use of traps. The present thesis focused on the comparison of some commercial or modified traps, baited with various combination of food or sex attractants, to be selected for the development of a semiautomatic monitoring system, contributing to optimize and rationalize B. oleae pest control operations. The experimental sites were located in an inner hilly area of the Campania region, in Southern Italy. The area was divided into multiple fields of work chosen using a Latin square experimental design; in these fields the following devices, baited with various attractants, were compared: a bottle trap, a yellow panel, and a Jackson trap, with this latter modified using different colours of support/sticky surface and sizes. The traps were also evaluated for catch selectivity towards predators and parasitoids. Preliminary results showed that the catches in the tested traps depended on the extension of the sticky surface and on the yellow colour, and strongly increased in presence of an attractant (like ammonium carbonate). When different traps were compared, the yellow panel captured significantly more individuals, but applying the correction to make traps equivalent in relation to the size of the sticky surface, no differences for total and female catches were observed between the yellow panel and the standard Jackson trap with a sticky yellow panel inside. When looking at the capture of natural enemies, we found that the size of the trap and the presence of an attractant increased the trapped parasitoids and predators. The extent of the yellow colour directly influenced the catches for parasitoids, whereas for predators only a combined effect with size was significant. The effect of pheromone, alone or in combination with ammonium carbonate, on total catches was evaluated in two types of Jackson traps. In both cases, the best performance was observed for Jackson baited with pheromone and ammonium carbonate, followed by Jackson baited with only the ammonium carbonate or the pheromone. Results were different for the two sexes: for males, the Jackson trap with pheromone had the highest catches, although not statistically different from the Jackson trap baited with both attractants. For females, the Jackson trap with ammonium carbonate, alone or with pheromone, had higher catches. A different test was carried out to evaluate a possible decrease of captures in the Jackson trap due to the saturation of the sticky surface over time. Two all yellow Jackson traps and two green Jackson traps with a yellow panel were used for this test. For each type of trap, the panel was cleaned at each control in one of the two traps and never cleaned in the other one. Not cleaned Jacksons traps had highest B. oleae adult catches compared to the cleaned ones. The results also showed a decrease in total catches as the checking days progressed, whereas the relative proportion of catches in cleaned traps increased over time. Based on our results, we selected a complete yellow Jackson trap baited with ammonium carbonate to be incorporated in the manufacturing of the automatic device. After the assembly of the various components, the e-trap prototypes were installed in the field and the functioning of various components tested. The image quality was evaluated by comparing the remote counting of B. oleae adults in the digital images and the number of flies counted in the field in the same trap and day. Linear regressions indicated a very high correlation between the two types of counts. The catches of olive fruit flies in the e-traps were contrasted with numbers of flies captured in conventional Jackson traps, with same colour and size, run in parallel. Results showed higher catches in e-traps than in conventional Jackson traps, but differences were not statistically significant. Overall, the developed prototype proved to be reliable and innovative, revealing considerable potential for its use in IPM olive programs.
Bactrocera oleae; Monitoring; e-trap
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