Developmental consequences of water and temperature in the European corn borer – maize interaction

P. C. Ellsworth, R. P. Patterson, J. R. Bradley, G. G. Kennedy, R. E. Stinner

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Abstract

Maize plants were grown under four moisture regimes (wet to extreme deficit) and three constant temperatures (20°, 25 ° & 30 ° C) in a phytotron. Each plant was infested with one E‐race European corn borer [Ostrinia nubilalis (Hubn.)] (ECB) egg mass at pollen shed. ECB development, location, and establishment were recorded over the course of 12 destructive sample dates (4/temperature). ECB developmental rates were not significantly affected by soil moisture treatments, but were significantly affected by temperature. In spite of successful establishment of four distinctly different soil moisture regimes, the maize stalk tissue water levels were not significantly different among soil water treatments. Instead, the maize plants exhibited accelerated leaf senescence in response to the water deficit conditions. Among the soil water treatments, differences were found in larval establishment, vertical distribution and dispersion, and feeding site selection; however, those effects were slight and could not explain the similarity in ECB developmental rates observed in these treatments. In maize, the larval environment within the stalk was effectively insulated from changes in the external environment by the plant's ability to maintain a relatively high and stable stalk tissue water content. Thus, large changes to the soil environment had essentially no effect on ECB development, though drastic consequences for the plant. This study indicates that ECB rates of development are relatively insensitive to changes in the soil water environment as well as the associated changes in the maize plant that accompany severe drought stress. The significance of these findings to insect modelling, crop physiology, and insect‐crop interactions is discussed. Influences de l'eau et de la température sur le développement d'Ostrinia nubilalis dans le système pyrale‐maïs Des plants de maïs se développent dans un phytotron dans 4 conditions d'humidité du sol (de la saturation à la dessication) et à 3 températures constantes (20°, 25° & 30° C). Chaque pied est contaminé au moment de l'émission du pollen, par une ooplaque d'O. nubilalis Hübn. (ECB) de race européenne E. L'installation, la colonisation et le développement des chenilles sont notés lors de 12 périodes de prélèvements destructifs (4 par température). La vitesse de développement d'O. nubilalis est affectée par la température, main non par l'humidité du sol. Les 4 niveaux d'humidité du sol n'ont aucun effet sur la teneur en eau des tiges de maïs. En fait, les feuilles de maïs présentent une senescence précoce lorsqu'il y a déficit en eau dans le sol. La teneur en eau du sol agit sur l'installation, sur la distribution verticale, la dispersion et le lieu d'alimentation des chenilles; mais ces effets sont légers et ne modifient pas la vitesse de développement. L'environnement larvaire dans la tige de maïs est efficacement isolé des variations externes par l'aptitude de la plante à maintenir la teneur en eau des tiges relativement élevée et stable. Ainsi, des changements importants au niveau du sol n'ont pratiquement pas d'effets sur le développement d'O. nubilalis, malgré les conséquences brutales pour la plante. Cette étude montre que la vitesse de développement d'O. nubilalis est relativement insensible aux modifications de la teneur en eau du sol ainsi qu'aux effets de ce stress de sécheresse sévère sur le pied de maïs. La discussion porte sur l'importance de ces résultats pour la modélisation de la dynamique de l'insecte, la physiologie de la culture et les interactions entre insecte et plante. 1989 The Netherlands Entomological Society

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)287-296
Number of pages10
JournalEntomologia Experimentalis et Applicata
Volume53
Issue number3
DOIs
StatePublished - Dec 1989
Externally publishedYes

Keywords

  • European corn borer
  • Ostrinia nubilalis
  • development
  • drought
  • maize
  • models
  • phytotron
  • stress
  • temperature
  • water

ASJC Scopus subject areas

  • Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
  • Insect Science

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