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Repellenza di quattro oli essenziali su adulti di Halyomorpha halys in diverse fasi fisiologico-comportamentali.
No full textHalyomorpha halys (Stål) (Heteroptera: Pentatomidae) è un fitofago altamente polifago, originario dell'Asia
orientale, introdotto accidentalmente in diversi paesi. Provoca gravi danni a numerose colture agricole
durante la fase di alimentazione estiva e diventa un fastidio abitativo in autunno, a causa dell'aggregazione
degli adulti svernanti all'interno degli edifici. I tentativi di contrastare i focolai di H. halys con il controllo
chimico hanno portato a un massiccio aumento dell'uso di insetticidi ad ampio spettro, interrompendo i
precedenti programmi di difesa integrata, aumentando i costi per i coltivatori e causando conseguenze
negative per l'ambiente e i consumatori. Nell'ottica di sviluppare strategie sostenibili per gestire questo
parassita, un approccio consiste nel considerare l'uso di sostanze naturali, come gli oli essenziali (EO), che
sono sicuri, biodegradabili e possono essere utilizzati anche in combinazione con altre tecniche. Il potenziale
repellente di quattro EO (zenzero, chiodi di garofano, vetiver e curcuma) è stato testato su adulti di H. halys
di tre diverse fasi fisiologico-comportamentali: uscita dallo svernamento (EXOV), attiva durante l'estate
(SUMM), entrata in svernamento (ENOV). In un apparato a due vie, il cibo fresco è stato utilizzato come
attrattivo in entrambi i lati, insieme a tre maschi durante il test degli individui ENOV. Una carta filtro con
diverse concentrazioni di EO (50%, 25%, 12%, 6%, 3% e 1%) era il lato del trattamento e una carta filtro con
etanolo fungeva da controllo. Gli esemplari venivano testati individualmente e la loro posizione all’interno
dell’apparato è stata registrata dopo 1, 6, 24 ore. Tutti gli OE testati sono risultati repellenti a concentrazioni
superiori al 3%, indipendentemente dal sesso o dal tempo di esposizione. Curcuma e chiodi di garofano sono
stati gli OE più repellenti, mentre lo zenzero e il vetiver hanno mostrato in generale una repellenza mediobassa.
Sono emerse differenze significative tra le fasi fisiologico-comportamentali, con gli individui SUMM
che mostrano una maggiore repellenza a molte delle concentrazioni testate e gli individui EXOV sono
complessivamente i meno sensibili a queste sostanze. La risposta all'olio di vetiver è stata ambigua, poiché
al 25% ha suscitato sia una forte repellenza in SUMM che una forte attrazione in EXOV. Gli OE di curcuma e
chiodi di garofano hanno mostrato di essere candidati promettenti in strategie di gestione integrata degli
insetti infestanti per ridurre gli attacchi di H. halys a colture sensibili, soprattutto durante l'estate, nonché
per prevenire l'ingresso di insetti svernanti negli edifici in autunno
Repellent activity of essential oils on adults of Halyomorpha halys (Heteroptera: Pentatomidae) in different physiological-behavioural phases
No full textThe brown marmorated stink bug Halyomorpha halys is an invasive agricultural pest in North America and Europe, and also a dwelling nuisance in autumn, due to the overwintering adults aggregating inside buildings. The repellent potential of ginger, clove, vetiver and turmeric essential oils (EOs) was tested on H. halys adults of three different physiological-behavioural phases: exiting overwintering (EXOV), active during summer (SUMM) and entering overwintering (ENOV). In a two-choice apparatus, fresh food was used as an attractant in both sides, together with three males when testing ENOV individuals. A filter paper with different concentrations of the EOs was the treatment side, and a filter paper with ethanol acted as control. The position of the individually tested bugs was recorded after 1, 6 and 24 hr. All tested EOs were repellent at concentrations higher than 3%, independent of sex or length of exposure. Turmeric and clove were the most repellent EOs, whereas ginger and vetiver showed on average a medium-to-low repellency. Significant differences emerged among the physiological-behavioural phases, with SUMM individuals showing a greater repellency to many of the tested concentrations, and EXOV individuals being overall the least susceptible to these substances. The response to vetiver oil was ambiguous, as at 25%, it elicited both a strong repellency in SUMM and a strong attraction in EXOV. Turmeric and clove EOs are promising candidates in integrated pest management strategies to reduce attacks by H. halys to susceptible crops especially during summer, as well as to prevent the entrance of overwintering bugs in buildings in autumn
Predatory ability of wild generalist predators against eggs and first instar nymphs of Halyomorpha halys.
Full text linkRisposta del ragno saltatore Phidippus audax al feromone di aggregazione di Halyomorpha halys.
No full textIl ragno saltatore Phiddipus audax (Araneae: Salticidae) è un predatore opportunista e generalista di molte
specie di invertebrati nel Nord America. In uno studio precedente sull'efficacia delle diverse esche a
feromone per la specie invasiva Halyomorpha halys (Heteroptera: Pentatomidae), P. audax è stato trovato in
trappole dotate di esca ma non in quelle di controllo. Tuttavia, mentre i ragni sono presenti nell'habitat tutto
l'anno, sono stati trovati nelle trappole solo a fine stagione. L'esca commerciale era costituita da due bustine
contenenti composti diversi, alcuni prodotti da pentatomidi nordamericani, quindi è possibile che la risposta
sia stata stimolata da questi segnali dato che H. halys è una specie introdotta di recente in Nord America. Gli
obiettivi del presente progetto erano: i) confermare, sia sul campo che nei test con olfattometro in
laboratorio, che la risposta di P. audax all'esca con feromone differiva nel corso della stagione e (ii)
determinare, nei test di laboratorio, se la risposta alle esche differiva in primavera e in autunno. File di
trappole (ciascuna con 4 trappole dotate di feromone e 4 trappole di controllo) sono state disposte in tre
diversi agroecosistemi nel sud dell'Ontario (CA), da giugno a novembre 2019. Le trappole sono state
controllate settimanalmente e la loro posizione ruotata. Come visto nello studio precedente, molti individui
di P. audax sono stati catturati verso l’autunno. Indipendentemente dalle trappole a feromone, i ragni sono
stati catturati a mano in diversi siti, portati in laboratorio e allevati in condizioni naturali fino a quando non
sono stati utilizzati nei test con olfattometro a Y, sia d'estate che d'autunno. Sono stati condotti cinque diversi
test di scelta: i) aria in entrambe le braccia, ii) aria in un braccio ed esca commerciale completa nell'altro, iii)
aria in un braccio e bustina 1 nell'altro, iv) aria in un braccio e bustina 2 nell'altro e v) bustina 1 in un braccio
e bustina 2 nell'altro. I ragni sono stati tenuti a digiuno per 48 ore, collocati all'interno dell'olfattometro e
osservati per 10 minuti. Non ci sono state evidenze di preferenza durante l'estate mentre in autunno i ragni
mostravano una maggiore preferenza per entrambi i componenti delle esche a feromone. I risultati indicano
che P. audax mostra una chiara risposta stagionale, rispondendo ai segnali chimici solo in autunno,
suggerendo cambiamenti fisiologici in risposta alle condizioni ambientali come la riduzione del fotoperiodo
e della temperatura. Phiddipus audax sverna come subadulto o adulto e si nutre di H. halys, quindi una
risposta stagionale ai segnali chimici, in particolare quelli d’aggregazione, di potenziali prede assicurerebbe
la disponibilità di fonti alimentari sia in autunno che in primavera
Predatory ability of generalist predators on eggs, young nymphs and adults of the invasive Halyomorpha halys in southern Europe
Full text linkHalyomorpha halys (Stål, 1855) is an invasive pest causing serious damage to agricultural crops in Europe and the USA. Very little is known about H. halys predators in Europe. This survey evaluated the potential of generalist predators/omnivorous species by means of predation bioassays in tri-dimensional arenas, where the predator had to locate H. halys prey items on the leaves of a bean plant. Eleven species of different taxa were tested and the prey items consisted in fresh eggmasses, 1st and 2nd instar nymphs. One species was also tested against adults. Some predators were species commercially available as biocontrol agents against plant pests, other predators were wild, captured in habitats shared with H. halys. All tested specimens were starved 24 h before starting the experiment. The survivorship of control prey items in predator-excluding cages was compared to that of predator treatment groups to determine the effect of predator presence. According to the results, the generalist species showed a quite low acceptance of H. halys prey items, since only two species caused 80% mortality on at least one item (Eupholidoptera chabrieri and Rhynocoris iracundus) and mortality due the other species never exceed 60%. Among commercially available species only Adalia bipunctata adults and Chrysoperla carnea larvae were effective, predating the eggs and 1st instar nymphs, respectively. Among the field collected specimens, the orthopteran E. chabrieri and the predatory hemipterans R. iracundus, Nagusta goedelii and Himacerus mirmicoides showed efficacy against 1st instar nymphs, E. chabrieri and R. iracundus showed efficacy against 2nd instar nymphs, whereas only E. chabrieri and N. goedelii predated the eggs. R. iracundus was also tested on the adults and successfully predated them. By identifying some of the species that can exploit H. halys as a suitable prey in southern Europe, the present investigation provides an important contribution for conservation biological control of this pest
Nanowire-based Quantum Photonics
No full textIn this thesis work, I studied individual quantum dots embedded in one-dimensional nanostructures called nanowires. Amongst the effects given by the nanometric dimensions, quantum dots enable the generation of single light particles: photons. Single photon emitters and detectors are central building blocks of future communication technologies. As the miniaturization in electronics is driving towards the quantum limit, we envision future telecommunication as based on single photons. Single photons enable the use of quantum properties of light to encode information and share it with unbreakable security provided by quantum cryptography. Based on the principle that a single photon cannot be cloned and that its quantum state cannot be observed without altering it the information that the photon is carrying, a single particle of light represents the ideal mean of transportation for future secure telecommunication. During my work, nanowires have been tailored into waveguides providing directional propagation along the nanostructure that out-couples to the macroscopic world with negligible losses. The optical properties of the quantum dots have been explored through photoluminescence spectroscopy and improved in order to obtain a pure flux of single photons. Simultaneously, the material composition and shape of the nanowire have been designed to achieve efficient collection of these photons. Nanowires are tailored into waveguides providing directional propagation along the nanostructure that out-couples to the macroscopic world with negligible losses. This system we developed can be seen as an analogue of an nano optical fiber where photons are propagating one at a time. Several optical properties of the emitted single photons have been analyzed and subsequently optimized such as the temporal emission statistics, the shape and dispersion of the energy spectrum and the spatial emission profile. In addition, we demonstrated the possibility of creating an excitation in the quantum dot and translate this excitation into an electrical signal transmitted along the nanowire, thereby detecting the generation of individual excitations in the nanostructure.Kavli Institute of Nanoscience DelftApplied Science
Searching for new predators of the invasive Halyomorpha halys: the role of the black garden ant Lasius niger
Full text linkIn recent years, Halyomorpha halys (Stål) (Hemiptera: Pentatomidae, Cappaeini) has become an invasive pest in North America and Europe, where it caused extensive damage to agriculture, resulting in great economic losses. Evaluating the potential of native predators in the invaded areas, ants might represent good candidates thanks to their biology, ecology, and behavior. In Italy, H. halys proved to be the top key pest in pear orchards, where the black garden ant, Lasius niger (L.) (Hymenoptera: Formicidae, Lasiini), is the most abundant ant species. The aim of this study was to evaluate the predatory ability of L. niger on the eggs and on all the juvenile instars of H. halys under laboratory conditions. The results indicate that L. niger significantly reduces the survival of the second and third nymphal instars by 56 and 58%, respectively, but it is unable to reduce the egg hatching and the survival of the first, fourth, and fifth instars. Our preliminary results obtained in laboratory conditions suggest a possible role of the ant L. niger in controlling H. halys invasion mainly acting on the smaller and more mobile nymphal stages. The effective role of this species as potential biocontrol agents of H. halys in fruit orchards in association with other ant species as well as with other predatory insects is discussed
Identification of predatory arthropods of the invasive Halyomorpha halys through molecular gut content analysis
Full text linkHalyomorpha halys (Stål, 1855) is an invasive agricultural pest in North America and Europe. Most of the information on H. halys predators in invaded areas comes from North America. This work focused on the molecular identification of arthropod predator species capable of feeding on H. halys in northern Italy. Predatory arthropods were collected in the field in four urban parks using the tree-beating technique. A real-time PCR workflow was applied to detect H. halys DNA from the gut content of predators. Of the 190 predator individuals analysed, 46 were positive for H. halys DNA and belonged to 10 insect taxa (1 Dermaptera, 3 Coleoptera, 2 Hemiptera and 4 Orthoptera) and six arachnid taxa (2 Opiliones and 6 Araneae). The integration of gut content analysis with laboratory bioassays and field observations allows the identification of a greater number of predators and therefore a better understanding of how the invaded ecosystem is responding to the introduction of a new species, given that samples are taken from the invaded environment itself. Therefore, the gut content analysis provides essential elements for conservation biocontrol in integrated pest management programmes
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