Environment stress, plant quality and abundance of cereal aphids (Hom., Aphididae) on winter wheat

Environment stress in the course of wheat development caused modified plant stature. Below ground stress (poor soil quality and nutrition, drought) increased relative root size (root to shoot ratio). Above ground stress (crop density) had the reverse effects, the plants were tall and the leaves great. Any type of stress decreased plant size. This variation affected plant qualities important for performance of Metopolophium dirhodum (Walker), Sitobion avenae (F.) and Rhopalosiphum padi (L.). The abundance and impact on host plant of M. dirhodum and R. padi decreased with worsening plant quality (increasing root to shoot ratio and decreasing size). The abundance of S. avenae was little influenced, or even increased on low quality plants on poor soils. Proportions of different species in total aphid population also varied with plant quality and were similar in 1987–1989, even when annual variation of aphid abundance was great. Proportion of aphids present on ears from the total aphid population on a plant increased, and the one present on leaves decreased with worsening plant quality. The differences in aphid performance on low and high quality plants were related to variation in energy (dry mass) which a plant allocated to different organs. Factors which determine these differences, overall intensity of environment stress on a host plant and its partitioning among below and above ground organs, were thus general determinants of aphid abundance. Zusammenfassung Zur Wirkung verschiedener Streßfaktoren auf die Wirtspflanze und Abundanz dreier Blattlausarten (Hom., Aphididae) in Winterweizenfeldern In einigen Winterweizenfeldern wurden in den Jahren 1987–1989 die durch verschiedene Streßfaktoren (geringe Bodenqualität, Nährstoffmangel, Trockenheit, intraspezifische Konkurrenz) verursachten Veränderungen der Wirtspflanze und des Blattlausbefalls untersucht. Die untersuchten Streßfaktoren beeinflußten die morphologischen Eigenschaften der Pflanzen, insbesondere die Trockenmasse der gesamten Pflanze und das Verhältnis zwischen unter‐ und oberirdischen Pflanzenorganen. Die Abundanz der Blattläuse wurde als “spezifischer Befallswert” angegeben (siehe Methode). Bei Metopolophium dirhodum (Walker) und Rhopalosiphum padi (L.) nahm der spezifische Befallswert mit Zunahme der Streßfaktoren ab, während Sitobion avenae (F.) nur wenig beeinträchtigt wurde oder ihre Dichte sogar zunahm. Diese artspezifischen Präferenzen bestimmten auch die Artenzusammensetzung der Läusepopulationen. Während an streßfrei aufgewachsenem Getreide die Läusepopulation zu 60–90 % aus M. dirhodum bestand, wiesen die unter Streßbedingungen gezogenen Pflanzen zu 80–90 % S. avenae auf. Diese artspezifischen Präferenzen konnten während der gesamten Beobachtungsperiode festgestellt werden, obwohl die Befallsintensität stark schwankte. An streßfrei aufgewachsenen Pflanzen besiedelten die Blattläuse vorwiegend die Blätter, während bei gestreßten Pflanzen bevorzugt die Ähren befallen wurden. Es wird angenommen, daß die Befallsunterschiede zwischen den mit und ohne Streßbedingungen aufgewachsenen Pflanzen auf unterschiedliche Energieverteilung zwischen den verschiedenen Pflanzenorganen beruhen.