Original article

GF-120 effects on fruit fly species (Diptera: Tephritidae) in Sahelian agroforestry-based horticultural cropping systems

Impacts du GF-120 sur des mouches des fruits (Diptera : Tephritidae) en systèmes agroforestiers sahéliens à base de cultures horticoles

Impactos del GF-120 en moscas de la fruta (Diptera: Tephritidae) en sistemas agroforestales sahelianos a base de cultivos hortícolas

¹ Abdou Moumouni Univ., Fac. Agron., BP 10960, Niamey, Niger
² CIRAD-Persyst, UPR HortSys, TA B-103 / PS4, Montpellier, F-34398 France
ratnadass@cirad.fr
³ ICRISAT, BP 12404, Niamey, Niger
⁴ IITA, Biol. Control Unit Afr., 08 BP 0932, Tri Post., Cotonou, Bénin
⁵ Present address: FAO, For. Dep., Viale delle Terme di Caracalla, 00153 Rome Italy
⁶ Present address: 16/12 Harav Goren St., Rishon Letzion Israel

^* Correspondence and reprints

Received: 16 January 2012
Accepted: 16 March 2012

Abstract

Introduction. In the water-saving and income-generating agroforestry cropping systems developed and promoted by the ICRISAT in the Sudano-Sahelian zone of West Africa, particularly in Niger, fruits of domesticated Ziziphus mauritiana (“apples of the Sahel”) are severely damaged by fruit flies (Carpomya incompleta), and chemical pesticide application poses economic, environmental and human health problems. In the Bio-reclamation of Degraded Lands (BDL) system, apple of the Sahel is the main high-value crop, while in the Dryland Eco-Farm (DEF), it is grown alongside watermelon. Sclerocarya birrea (marula plum) is presently being investigated as a dryland tree species for fruit and oil production, either in orchards or such systems as BDL. Materials and methods. To complete preliminary results of earlier studies published elsewhere, we collected and incubated in 2010 ripe fruits of marula plum and watermelon in Sadoré, Niger, where the above-mentioned agroforestry systems are developed, and we recorded emerging fruit flies. We also conducted a spot-spraying experiment (using GF-120) in an apple of the Sahel orchard in Niamey in 2010; we recorded undamaged and damaged fruits and incubated the latter. In the same orchard, we set up in 2011 a fruit fly trapping survey targeting the invasive species Bactrocera invadens (Chempac^® traps using methyl eugenol as the attractant). Results and discussion. The results showed that only Ceratitis cosyra emerged from marula plums, and only Dacus spp. from watermelon. The GF-120 spot-spraying experiment showed that C. incompleta was not attracted / intoxicated, contrary to Ceratitis spp. and Dacus spp.; the sprayed trees yielded significantly more marketable fruits than unsprayed ones; only C. incompleta emerged from damaged fruit. Detection trapping revealed for the first time the presence of B. invadens in the Sahelian zone of Niger, including at the time of apple of the Sahel fruit production. Conclusion. This, alongside results of earlier studies, suggests a repellent effect of GF-120 on the monophagous C. incompleta species (Trypetinae), while it is attractive to oligophagous/polyphagous Dacinae fruit flies; some of them (e.g., Dacus spp.) damage watermelon, which is part of the DEF system, and produce fruit at the same time as the jujube tree. The prospects for harnessing these two opposite regulation pathways are discussed.

Résumé

Introduction. Dans les systèmes de culture agroforestiers économes en eau et générateurs de revenus promus par l’ICRISAT dans la zone soudano-sahélienne d’Afrique de l’Ouest, en particulier au Niger, les fruits du jujubier domestiqué Ziziphus mauritiana (« pommes du Sahel ») sont sévèrement attaqués par des mouches des fruits (Carpomya incompleta) ; l’application de pesticides de synthèse pose des problèmes de rentabilité économique, d’ordre environnemental et de santé publique. Dans le système de Bio-récupération des terres dégradées (BDL), la pomme du Sahel est la principale culture à forte valeur, tandis que dans l’Eco-ferme sahélienne (DEF), elle est cultivée avec la pastèque. Par ailleurs, dans la zone semi-aride, le prunier africain Sclerocarya birrea est en cours d’évaluation en vergers ou dans des systèmes comme le BDL pour sa production en fruits et en huile. Matériel et méthodes. En complément d’études antérieures publiées par ailleurs, nous avons collecté et mis en incubation en 2010 des prunes africaines et des pastèques à Sadoré (Niger) où les systèmes agroforestiers sus-mentionnés sont développés ; les mouches des fruits qui en ont émergé ont été observées. En 2010, nous avons aussi conduit un essai de traitement insecticide par taches avec du GF-120 dans un verger de jujubiers à Niamey ; nous avons comptabilisé les fruits indemnes et ceux qui étaient attaqués ; les fruits attaqués ont été mis en incubation. Dans le même verger, nous avons mis en place en 2011 un essai de piégeage des mouches des fruits visant l’espèce invasive Bactrocera invadens (pièges Chempac^® contenant du méthyl-eugénol comme attractif). Résultats et discussion. Les résultats ont montré que seule l’espèce Ceratitis cosyra émergeait des prunes africaines, et que seules des espèces de Dacus spp. émergeaient des pastèques. L’essai de traitement en taches au GF-120 a montré que la mouche C. incompleta n’était pas attirée /intoxiquée, contrairement à Ceratitis spp. et Dacus spp. ; que les arbres traités avaient un rendement en fruits commercialisables significativement plus élevé que celui des arbres non traités ; que seule l’espèce C. incompleta émergeait des fruits attaqués. Le piégeage de détection a révélé pour la première fois la présence de B. invadens dans la zone sahélienne du Niger, y compris en période de production de pommes du Sahel. Conclusion. Nos résultats, ajoutés à ceux d’études antérieures, suggèrent que le GF-120 a un effet répulsif sur l’espèce monophage C. incompleta (Trypetinae), mais attractif sur les mouches oligophages/polyphages Dacinae ; certaines d’entre elles, dont Dacus spp., s’attaquent à la pastèque qui fait partie du système de culture DEF et fructifie à la même période que le jujubier. Les perspectives d’exploitation de ces deux voies de régulation opposées sont discutées.

Resumen

Introducción. En los sistemas de cultivo agroforestales ahorradores de agua y generadores de ingresos promovidos por el ICRISAT (Instituto Internacional de Investigación de Cultivos para las Zonas Tropicales Semiáridas) en la zona sudanosaheliana de África Occidental, en particular en Níger, los frutos del azufaifo cultivado Ziziphus mauritiana («manzana del Sáhel») están muy atacados por las moscas de la fruta (Carpomya incompleta). La aplicación de plaguicidas sintéticos plantea problemas de rentabilidad económica, de orden medioambiental y de salud pública. En el sistema de biorrecuperación de tierras degradadas (BDL, en sus siglas originales), la manzana del Sáhel es el cultivo principal con un valor fuerte, mientras que en la Eco-granja saheliana (DEF, en sus siglas originales), se cultiva junto a la sandía. Por otro lado, en zona semiárida, se encuentra el ciruelo africano Sclerocarya birrea en curso de evaluación, en vergeles o en sistemas como el BDL para su producción de frutos y de aceites. Material y métodos. Como complemento de anteriores estudios publicados aparte, cosechamos y pusimos en incubación ciruelas africanas y sandías, en 2010, en Sadoré (Níger), donde los sistemas agroforestales mencionados arriba están desarrollados. Las moscas de la fruta emergidas allí fueron observadas. En 2010, llevamos igualmente a cabo un ensayo de tratamiento insecticida por manchas de GF-120 en un vergel de azufaifos en Niamey; contabilizamos los frutos indemnes y aquéllos que habían sido atacados. Los frutos atacados se pusieron en incubación. En el mismo vergel, en 2011, ejecutamos un ensayo de trampeo de las moscas de la fruta, cuyo blanco era la especie invasora Bactrocera invadens (trampas Chempac^® conteniendo el atrayente metil eugenol). Resultados y discusión. Los resultados mostraron que únicamente la especie Ceratitis cosyra emergía de las ciruelas africanas, y que únicamente las especies de Dacus spp. emergían de las sandías. En el ensayo de tratamiento por manchas de GF-120 se demostró que la mosca C. incompleta no estaba atraída/intoxicada, contrariamente a Ceratitis spp. y a Dacus spp.; que los árboles tratados poseían un rendimiento de frutas comerciables mucho más alto que los árboles no tratados; que únicamente la especie C. incompleta emergía de los frutos atacados. Por primera vez, el trampeo de detección mostró la presencia de B. invadens en la zona saheliana de Níger, incluso en periodo de producción de manzanas de Sáhel. Conclusión. Nuestros resultados, añadidos a aquéllos recogidos en los estudios anteriores, sugieren que el GF-120 tiene un efecto repulsivo en la especie monófaga C. incompleta (Trypetinae), pero atrayente en las moscas oligófagas/polífagas Dacinae; algunas de ellas, entre las cuales Dacus spp., atacan la sandía, que forma parte del sistema de cultivo DEF y fructifica durante el mismo periodo que el azufaifo. Las perspectivas de explotación de ambas vías de regulación opuestas son debatidas.