Tritrophic interaction between the Mexican sunflower, the aphid Aphis gossypii and natural enemies in a greenhouse experiment

The establishment of invasive plants negatively affects natural environments. Invasive herbivores that attack weeds can be used as a form of biological control, but natural enemies of herbivores must be associated with this interaction to prevent the invasive phytophagous from become a local pest. We performed a greenhouse experiment to evaluate how the cotton aphid, Aphis gossypii, a ok and invasive herbivore, affects the performance of the weed Tithonia diversifolia, the Mexican sunflower. We also examined the relationship between the aphid and local natural enemies. Seedlings of T. diversifolia were divided in two groups: one infested by the aphid and another not infested. After 22 days, we assessed the relationship between aphid abundance and the presence of natural enemies (Coccinelidae and Aphidius platensis) on infested plants, and compared the vegetative performance of the two seedling groups. Both natural enemies were positively related to high aphid density on infested plants. Plants infested by the aphid presented foliar necrosis and senescence, and a reduction of around 50% in leaf number, foliar area, shoot length and shoot, root and total plant weight compared to non-infested plants. These results indicate potential biological control of Mexican sunflower seedlings by the cotton aphid, and control of this aphid by the studied natural enemies.

Tritrophic interaction between the Mexican sunflower, the aphid Aphis gossypii and natural enemies in a greenhouse experiment

The establishment of invasive plants negatively affects natural environments. Invasive herbivores that attack weeds can be used as a form of biological control, but natural enemies of herbivores must be associated with this interaction to prevent the invasive phytophagous from become a local pest. We performed a greenhouse experiment to evaluate how the cotton aphid, Aphis gossypii, a ok and invasive herbivore, affects the performance of the weed Tithonia diversifolia, the Mexican sunflower. We also examined the relationship between the aphid and local natural enemies. Seedlings of T. diversifolia were divided in two groups: one infested by the aphid and another not infested. After 22 days, we assessed the relationship between aphid abundance and the presence of natural enemies (Coccinelidae and Aphidius platensis) on infested plants, and compared the vegetative performance of the two seedling groups. Both natural enemies were positively related to high aphid density on infested plants. Plants infested by the aphid presented foliar necrosis and senescence, and a reduction of around 50% in leaf number, foliar area, shoot length and shoot, root and total plant weight compared to non-infested plants. These results indicate potential biological control of Mexican sunflower seedlings by the cotton aphid, and control of this aphid by the studied natural enemies.(AU)

Efficacy of Tithonia diversifolia (Hemsl) A. Gray on the inhibition of larval development of Haemonchus contortus / Eficácia de Tithonia diversifolia(Hemsl) A. Gray na inibição do desenvolvimento larval de Haemonchus contortus

Sheep farming is an important economic activity from a commercial and subsistence perspective. However, helminth infections present a large sanitary problem for the production, especially haemonchosis caused by strains resistant to traditional anthelmintics. Here, we evaluated the effects of the stem and leaf of Tithonia diversifolia on the inhibition of Haemonchus contortus larval development. We performed a quantitative fecal culture test with feces of sheep inoculated with larvae tolerant to albendazole. Fecal cultures were treated with leaf or stem powder and were compared to the controls containing distilled water or levamisole. The T. diversifolia leaf and stem powders significantly reduced the production of H. contortus larvae. However, leaf powder was more effective, with 64.95% efficacy in the reduction of larvae production, representing a promising alternative in the integrated control of this nematode.

A ovinocultura é uma importante atividade econômica em escala comercial e de subsistência. No entanto, um dos maiores desafios nessa atividade são as verminoses, destacando-se a haemoncose ocasionada por cepas resistentes a anti-helmínticos. Neste estudo objetivou-se avaliar o efeito do caule e folha de Tithonia diversifolia soba inibição do desenvolvimento de larvas de Haemonchus contortus. Foram realizadas coproculturas quantitativas com fezes de ovinos inoculados com larvas do nematódeo toleranteao albendazol. Foram avaliadas as produções de larvas infectantes em coproculturas tratadas: com pó da folha e do caule e com o extrato aquoso do caule da planta comparando-se com o tratamento controle contendo água destilada e levamisol. O pó da folha e do caule de T. diversifoliareduziram significativamente a produção de larvas infectantes de H. contortus. Entretanto, o pó das folhas foi mais efetivo, promovendo eficácia de 64,95% na redução de larvas em coproculturas, representando uma alternativa promissora no controle integrado do nematódeo.

Efficacy of Tithonia diversifolia (Hemsl) A. Gray on the inhibition of larval development of Haemonchus contortus / Eficácia de Tithonia diversifolia(Hemsl) A. Gray na inibição do desenvolvimento larval de Haemonchus contortus

Sheep farming is an important economic activity from a commercial and subsistence perspective. However, helminth infections present a large sanitary problem for the production, especially haemonchosis caused by strains resistant to traditional anthelmintics. Here, we evaluated the effects of the stem and leaf of Tithonia diversifolia on the inhibition of Haemonchus contortus larval development. We performed a quantitative fecal culture test with feces of sheep inoculated with larvae tolerant to albendazole. Fecal cultures were treated with leaf or stem powder and were compared to the controls containing distilled water or levamisole. The T. diversifolia leaf and stem powders significantly reduced the production of H. contortus larvae. However, leaf powder was more effective, with 64.95% efficacy in the reduction of larvae production, representing a promising alternative in the integrated control of this nematode.  

A ovinocultura é uma importante atividade econômica em escala comercial e de subsistência. No entanto, um dos maiores desafios nessa atividade são as verminoses, destacando-se a haemoncose ocasionada por cepas resistentes a anti-helmínticos. Neste estudo objetivou-se avaliar o efeito do caule e folha de Tithonia diversifolia soba inibição do desenvolvimento de larvas de Haemonchus contortus. Foram realizadas coproculturas quantitativas com fezes de ovinos inoculados com larvas do nematódeo toleranteao albendazol. Foram avaliadas as produções de larvas infectantes em coproculturas tratadas: com pó da folha e do caule e com o extrato aquoso do caule da planta comparando-se com o tratamento controle contendo água destilada e levamisol. O pó da folha e do caule de T. diversifoliareduziram significativamente a produção de larvas infectantes de H. contortus. Entretanto, o pó das folhas foi mais efetivo, promovendo eficácia de 64,95% na redução de larvas em coproculturas, representando uma alternativa promissora no controle integrado do nematódeo.(AU)

Survival and preference of cotton boll weevil adults for alternative food sources

Abstract Plants that have potential as alternative food source (floral nectar, pollen and plant tissues) to the boll weevil during the intercropping season were evaluated considering the prevalent conditions of Cerrado in the Central Brazil. Initially, we tested the nutritional adequacy for the survival of the insect of flower resource (pollen and nectar) provided by eight plant species (fennel, mexican sunflower, castor bean, okra, hibiscus, sorghum, pigeonpea and sunn hemp). Subsequently, we tested if the resources provided by the selected plants continued to be exploited by the boll weevil in the presence of cotton plant, its main food source average longevity of boll weevil adults was significantly longer when they were fed on hibiscus flowers (166.6 ± 74.4) and okra flowers (34.7 ± 28.9) than when they fed on flowers of other six species. Subsequently, the preference of the boll weevil in the use of resources was compared between okra or hibiscus and cotton plants, in dual choice experiments. Boll weevils preferred plants of the three species in the reproductive stages than those in vegetative stages. Although the cotton plant in the reproductive stage was the most preferred plant of all, boll weevils preferred flowering okra and hibiscus than cotton at the vegetative stage.

Resumo Plantas que podem ser uma fonte potencial de recursos alimentares (néctar floral, pólen e tecidos vegetais) para o bicudo do algodoeiro durante a entressafra foram avaliadas, considerando as condições ambientais prevalentes na região de Cerrado do Brasil Central. Primeiro, testamos a adequação nutricional dos recursos (pólen e néctar) fornecidos por oito espécies de plantas (erva-doce, margaridão, mamona, quiabo, hibisco, sorgo, feijão guandu e crotalária) como único recurso alimentar para a sobrevivência do inseto. Posteriormente, nós avaliamos se os recursos fornecidos pelas plantas selecionadas continuaram a serem explorados pelo bicudo na presença do algodoeiro, seu recurso alimentar principal. A longevidade média do bicudo do algodoeiro foi significativamente maior quando eles foram alimentados com flores de hibisco (166,6 ± 74,4) e quiabo (34,7 ± 28,9) do que quando alimentados com flores das outras seis espécies. Em seguida, a preferência do bicudo no uso de recursos foi comparada contrastando o quiabo e o hibisco com o algodão, em experimentos de dupla escolha. Os bicudos preferiram as plantas das três espécies na fase reprodutiva em relação àquelas em estádios vegetativos. Embora a preferência por plantas de algodão na fase reprodutiva tenha sido maior, os bicudos preferiram plantas em floração de quiabo e hibisco quando estas foram contrastadas com o algodão na fase vegetativa.

Survival and preference of cotton boll weevil adults for alternative food sources / Sobrevivência e preferência para exploração de recursos de adultos do bicudo do algodoeiro

Abstract Plants that have potential as alternative food source (floral nectar, pollen and plant tissues) to the boll weevil during the intercropping season were evaluated considering the prevalent conditions of Cerrado in the Central Brazil. Initially, we tested the nutritional adequacy for the survival of the insect of flower resource (pollen and nectar) provided by eight plant species (fennel, mexican sunflower, castor bean, okra, hibiscus, sorghum, pigeonpea and sunn hemp). Subsequently, we tested if the resources provided by the selected plants continued to be exploited by the boll weevil in the presence of cotton plant, its main food source average longevity of boll weevil adults was significantly longer when they were fed on hibiscus flowers (166.6 ± 74.4) and okra flowers (34.7 ± 28.9) than when they fed on flowers of other six species. Subsequently, the preference of the boll weevil in the use of resources was compared between okra or hibiscus and cotton plants, in dual choice experiments. Boll weevils preferred plants of the three species in the reproductive stages than those in vegetative stages. Although the cotton plant in the reproductive stage was the most preferred plant of all, boll weevils preferred flowering okra and hibiscus than cotton at the vegetative stage.(AU)

Resumo Plantas que podem ser uma fonte potencial de recursos alimentares (néctar floral, pólen e tecidos vegetais) para o bicudo do algodoeiro durante a entressafra foram avaliadas, considerando as condições ambientais prevalentes na região de Cerrado do Brasil Central. Primeiro, testamos a adequação nutricional dos recursos (pólen e néctar) fornecidos por oito espécies de plantas (erva-doce, margaridão, mamona, quiabo, hibisco, sorgo, feijão guandu e crotalária) como único recurso alimentar para a sobrevivência do inseto. Posteriormente, nós avaliamos se os recursos fornecidos pelas plantas selecionadas continuaram a serem explorados pelo bicudo na presença do algodoeiro, seu recurso alimentar principal. A longevidade média do bicudo do algodoeiro foi significativamente maior quando eles foram alimentados com flores de hibisco (166,6 ± 74,4) e quiabo (34,7 ± 28,9) do que quando alimentados com flores das outras seis espécies. Em seguida, a preferência do bicudo no uso de recursos foi comparada contrastando o quiabo e o hibisco com o algodão, em experimentos de dupla escolha. Os bicudos preferiram as plantas das três espécies na fase reprodutiva em relação àquelas em estádios vegetativos. Embora a preferência por plantas de algodão na fase reprodutiva tenha sido maior, os bicudos preferiram plantas em floração de quiabo e hibisco quando estas foram contrastadas com o algodão na fase vegetativa.(AU)

Eficiência da uréia com inibidor de urease no cultivo irrigado da forrageira Tithonia diversifolia

A Tithonia diversifolia destaca-se como planta forrageira pela elevada produção de biomassa, alto valor nutritivo, boa aceitação pelos animais, rusticidade e por apresentar ciclo de vida perene. Entretanto existem poucos estudos sobre a demanda nitrogenada dessa forrageira, bem como o uso da ureia com inibidores de urease em sistemas irrigados, com a finalidade de aumentar a eficiência de utilização do nitrogênio em cultivos agrícolas. O objetivo com este estudo foi avaliar a eficiência de utilização da ureia com o inibidor de urease N-(n-butil) tiofosfóricotriamida (NBPT®) no cultivo irrigado de T. diversifolia. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial 2 x 5, sendo o primeiro fator a ureia associada ou não com inibidor de urease NBPT® e o segundo as doses 0, 50, 100, 150 e 200 Kg ha-1 de N. A eficiência de utilização da ureia com ou sem inibidor foi caracterizada por meio da avaliação de perdas de N por volatilização e pela capacidade de produção da T. diversifolia. As perdas de N no solo foram mensuradas aos 3, 6, 9, 12, 15 e 18 dias após a aplicação dos tratamentos. Caracterizou-se nas plantas a massa seca, o teor de clorofila a, clorofila b, clorofila total e a taxa fotossintética. As maiores perdas de N-NH3 foram observadas no 6º dia após aplicação, nos tratamentos sem inibidor de urease e nas maiores doses de ureia. Para taxa fotossintética na dose de 135,43 kg ha-1 de N no tratamento com NBPT®, obteve-se a maior taxa fotossintética de 42,36 cmol CO2 m-² s-¹ aos 60 dias após adubação. Com o aumento da dose de N no solo obteve-se incremento nos teores de clorofila com o uso do NBPT®, sendo observada na dose 153,50 Kg ha-1 de N, aos 60 dias o máximo teor de clorofila a, e na dose de 176,16 e 147,00 Kg ha-1 de N o máximo teor de clorofila b e total. A utilização de NBPT® reduz a perda de N-NH3 a menos de 5% das doses aplicadas. A adubação com ureia na dose de 50 kg ha-1 de N com NBPT® apresenta maior eficiência agronômica e menor custo por kg ou biomassa produzido, em comparação com as demais doses de fertilizantes aplicado. O uso do inibidor promove resposta positiva nos teores de clorofila, taxa fotossintética e, consequentemente, maior crescimento e produtividade da T. diversifolia.

Tithonia diversifolia stands out as a fodder plant due to the high production of biomass, high nutritional value, good acceptance by the animals, rusticity and to present perennial life cycle. However, there are few studies on the nitrogen demand of this forage, as well as the use of urea with urease inhibitors in irrigated systems, in order to increase the efficiency of nitrogen utilization in agricultural crops. The objective of this study was to evaluate the efficiency of urea utilization with the N- (n-butyl) thiophosphoricotriamide (NBPT®) urease inhibitor in irrigated T. diversifolia. A randomized complete block design with four replications was used in a 2 x 5 factorial scheme, the first factor being urea associated or not with NBPT® urease inhibitor and the second one at doses 0, 50, 100, 150 and 200 kg ha-1 of N. The efficiency of using urea with or without inhibitor was characterized by the evaluation of losses of N by volatilization and by the production capacity of T. diversifolia. N soil losses were measured at 3, 6, 9, 12, 15 and 18 days after application of the treatments. The dry mass, chlorophyll a, chlorophyll a, total chlorophyll and photosynthetic rate were characterized in the plants. The highest losses of N-NH3 were observed on the 6th day after application, in the treatments without urease inhibitor and in the highest doses of urea. For the photosynthetic rate at the dose of 135.43 kg ha-1 of N in the treatment with NBPT®, the highest photosynthetic rate of 42.36 cmol CO2 m-² s -1 at 60 days after fertilization was obtained. With the increase of the dose of N in the soil, an increase in chlorophyll content was obtained with the use of NBPT®, at 153.50 kg ha-1 of N, at 60 days the maximum content of chlorophyll a, and at dose of 176.16 and 147.00 kg ha-1 of N the maximum chlorophyll content and total. The use of NBPT® reduces the loss of N-NH3 to less than 5% of the applied doses. Fertilization with urea at a dose of 50 kg ha-1 of N with NBPT® presents higher agronomic efficiency and lower cost per kg or biomass produced compared to the other doses of fertilizer applied. The use of the inhibitor promotes a positive response in the chlorophyll content, photosynthetic rate and, consequently, higher growth and productivity of T. diversifolia.

Análise de crescimento, fisiologia e valor nutritivo de Tithonia diversifolia

A Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray, também conhecida como girassol mexicano, é um arbusto da família Asteraceae, originaria da América Central e amplamente distribuída nas regiões tropicais. Devido ao alto valor nutritivo, elevada produção de biomassa, baixa demanda de insumos e tolerância a solos ácidos é passível de cultivo para a utilização na alimentação animal. Avaliou-se a influência da idade de rebrotação sobre as trocas gasosas, crescimento, e composição bromatológica em plantas de T. diversifolia. O experimento foi implantado a campo em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições e dez idades de rebrotação, aos 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77 e 84 dias. As plantas foram avaliadas e coletadas em intervalos regulares de sete dias, iniciando aos 21 dias após o corte de uniformização. A taxa fotossintética e condutância estomática apresentaram comportamento quadrático ao longo das idades de rebrotação, com valores relativamente baixos no início do crescimento, com valores máximos observados aos 39 e 51 dias de rebrotação, respectivamente. A eficiência no uso da água foi maior aos 45 dias após o corte de uniformização. A transpiração reduziu em função da idade da planta. Plantas de T. diversifolia apresentaram maior índice de área foliar e menor razão de área foliar, taxa de assimilação líquida e taxa de crescimento relativo com aumento da idade de rebrotação. A produtividade seguiu tendência logística, com valores superiores a 20 t ha-1 MS, enquanto a relação folha/caule decresceu até os 74,6 dias de rebrota. A idade de rebrotação favoreceu o aumento da FDN e FDA, e o declínio da PB, resultados decorrentes da redução da relação folha/caule e lignificação dos caules. A produção máxima de proteína bruta foi de 1,89 t ha-1. O aumento da idade de rebrotação promove alterações significativas das trocas gasosas e na capacidade fotossintética da T. diversifolia, bem como na taxa de crescimento. Sugere-se colheita da forragem entre 49 e 63 dias de rebrotação, período de elevada produção de massa seca e valor nutritivo que pode atender às necessidades básicas dos ruminantes.

Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray, also known as mexican sunflower, is a shrub of the Asteraceae family, originating in Central America and widely distributed in tropical regions. Due to the high nutritional value, high biomass production, low input demand and tolerance to acidic soils can be cultivated for use in animal feed. The influence of age of regrowth on the gas exchange, growth, and bromatological composition in T. diversifolia plants was evaluated. The experiment was deployed to the field in fully randomized design with four repetitions and ten rebudding ages, at 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77 and 84 days. The plants were evaluated and collected at regular intervals of seven days, starting at 21 days after the cutting of uniformity. The photosynthetic rate and stomatal conductance showed a quadratic behavior throughout the regrowth ages, with relatively low values at the beginning of growth, with maximum values observed at 39 and 51 days of regrowth, respectively. The water use efficiency was higher at 45 days after the standardization cut. Sweating reduced as a function of plant age. Plants of T. diversifolia showed higher leaf area index and lower leaf area ratio, net assimilation rate and relative growth rate with increasing regrowth age. The productivity followed a logistic tendency, with values higher than 20 t ha-1 MS, while the leaf/stem ratio decreased until the 74,6 days of regrowth. The age of regrowth favored the increase of NDF and ADF, and the decline of CP, results due to the reduction of the leaf/stem ratio and lignification of the stems. The maximum crude protein production was 1,89 t ha-1. The increase in the age of regrowth promotes significant changes in the gas exchange and the photosynthetic capacity of T. diversifolia, as well as in the growth rate. It is suggested a forage harvest between 49 and 63 days of regrowth, period of high dry mass production and nutritive value that can meet the basic needs of ruminants.

Evaluation of Mexican sunflower (Helianthus annus l) leaf meal as a feed ingredient in shaver brown pullets

Abstract The use of alternative nutritional sources is an important topic for animal production such as poultry. This study examined the effect of replacing soybean meal with sunflower leaf meal in the diet of laying shaver brown pullets. A total of 30 laying birds were assigned to three treatments of 0% (as control group), 10% and 15% MSFLM inclusion. Four eggs per replicate were randomly taken for three consecutive days at two weeks interval for five times, and 18 weeks individuals were selected after 40 days of experimental time. External parameters of the eggs (egg weight, egg length, egg breadth and egg shape index, shell thickness), and body parameters (Final body weight, weight gain), feed intake and hen day production were measured. For egg length, egg breadth and shell thickness showed significant difference (p 0.05) in from the control birds. Final body weight, weight gain, feed intake and hen day production showed comparable results with values from eggs of birds on control diet. The study revealed the ability of birds to easily utilize the nutrients in the protein sources. MSFLM utilization up to 15% in pullets diet revealed no detrimental effect on the performance of the laying birds and the external qualities of eggs produced.

Resumo O uso de fontes nutricionais alternativas é um tópico importante para a produção animal, como a avicultura. Este estudo examinou o efeito da substituição do farelo de soja por farelo de folha de girassol na dieta de frangas marrons barbeadoras poedeiras. Um total de 30 aves poedeiras foram designadas a três tratamentos de 0% (como grupo controle), 10% e 15% de inclusão MSFLM. Quatro ovos por repetição foram retirados aleatoriamente por três dias consecutivos em intervalos de duas semanas por cinco vezes, e indivíduos de 18 semanas foram selecionados após 40 dias do tempo experimental. Parâmetros externos dos ovos (peso do ovo, comprimento do ovo, largura do ovo e índice de forma do ovo, espessura da casca) e parâmetros corporais (peso corporal final, ganho de peso), consumo de ração e produção diária da galinha foram medidos. Para comprimento do ovo, largura do ovo e espessura da casca apresentaram diferença significativa (p 0,05) nas aves controle. Peso corporal final, ganho de peso, consumo de ração e produção de dia de galinha mostraram resultados comparáveis com valores de ovos de aves em dieta controle. O estudo revelou a capacidade das aves de utilizar facilmente os nutrientes das fontes de proteína. A utilização de MSFLM até 15% na dieta das frangas não revelou nenhum efeito prejudicial no desempenho das aves poedeiras e nas qualidades externas dos ovos produzidos.

Evaluation of Mexican sunflower (Helianthus annus l) leaf meal as a feed ingredient in shaver brown pullets / Avaliação do girassol mexicano (Helianthus annus l) farinha de folha como ingrediente de ração em frangas marrons shaver

The use of alternative nutritional sources is an important topic for animal production such as poultry. This study examined the effect of replacing soybean meal with sunflower leaf meal in the diet of laying shaver brown pullets. A total of 30 laying birds were assigned to three treatments of 0% (as control group), 10% and 15% MSFLM inclusion. Four eggs per replicate were randomly taken for three consecutive days at two weeks interval for five times, and 18 weeks individuals were selected after 40 days of experimental time. External parameters of the eggs (egg weight, egg length, egg breadth and egg shape index, shell thickness), and body parameters (Final body weight, weight gain), feed intake and hen day production were measured. For egg length, egg breadth and shell thickness showed significant difference (p< 0.05) in from the control birds. Final body weight, weight gain, feed intake and hen day production showed comparable results with values from eggs of birds on control diet. The study revealed the ability of birds to easily utilize the nutrients in the protein sources. MSFLM utilization up to 15% in pullets' diet revealed no detrimental effect on the performance of the laying birds and the external qualities of eggs produced.

O uso de fontes nutricionais alternativas é um tópico importante para a produção animal, como a avicultura. Este estudo examinou o efeito da substituição do farelo de soja por farelo de folha de girassol na dieta de frangas marrons barbeadoras poedeiras. Um total de 30 aves poedeiras foram designadas a três tratamentos de 0% (como grupo controle), 10% e 15% de inclusão MSFLM. Quatro ovos por repetição foram retirados aleatoriamente por três dias consecutivos em intervalos de duas semanas por cinco vezes, e indivíduos de 18 semanas foram selecionados após 40 dias do tempo experimental. Parâmetros externos dos ovos (peso do ovo, comprimento do ovo, largura do ovo e índice de forma do ovo, espessura da casca) e parâmetros corporais (peso corporal final, ganho de peso), consumo de ração e produção diária da galinha foram medidos. Para comprimento do ovo, largura do ovo e espessura da casca apresentaram diferença significativa (p <0,05) nas aves controle. Peso corporal final, ganho de peso, consumo de ração e produção de dia de galinha mostraram resultados comparáveis ​​com valores de ovos de aves em dieta controle. O estudo revelou a capacidade das aves de utilizar facilmente os nutrientes das fontes de proteína. A utilização de MSFLM até 15% na dieta das frangas não revelou nenhum efeito prejudicial no desempenho das aves poedeiras e nas qualidades externas dos ovos produzidos.