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SERG International

2017 Workshop

Abstracts

Delta Fredericton

Fredericton, NB

February 7th

- 9th

, 2017

Host:

Natural Resources Canada

Canadian Forest Service

The data in these proceedings are unpublished and may be

cited only with the author’s permission

SSppoonnssoorrss

AEF Global

AG-NAV

Agrifor Biotechnical Services

Bedoukian Research Inc

BioForest Technologies Inc

Forest Protection Limited

Sylvar

Valent BioSciences Corp.

SERG-I Executive Committee

i

SERG International Workshop

Feb 7

th - Feb 9

th, 2017

Delta Fredericton, Fredericton, NB

PROGRAM

Tuesday, February 7, 2017

Welcome 8:30 AM

Keynote Speaker

40+ years of (mostly spruce budworm) research: lessons learned?

Dave MacLean

1 8:35 AM

Projecting the future tree species composition of the Acadian Forest under a changing

climate

Anthony Taylor

2

9:05 AM How ForestInfo Works - A collaborative approach to informing the public on forest

management

Mike Legere

3

Engaging the public in pest management research and women in forest science

Emily Owens 4

Coffee Break 9:55 AM

Advances and Implementation of New Technologies

The Synthesis of 3 Putative Beech Leaf-Mining Weevil (Orchestes fagi (L.))

Kairomones

Peter Mayo, Peter Silk, S. Deepa Abeysekera, David MaGee

5 10:30 AM

Effect of dosage and treatment frequency on efficacy of TreeAzin® Systemic

Insecticide for protecting foliage from the beech leaf-mining weevil and preventing

mortality of American beech in high value urban environments.

Jon Sweeney, Joe Meating, Taryn Goble, Ed Czerwinski, Cory Hughes, N. Kirk Hillier, and

Rob Johns

6 10:50 AM

Improving predictive models of Forest Tent Caterpillar outbreak dynamics

C J K MacQuarrie, B Cooke, E Despland, J Ethier, M Evenden, L Flaherty, B A Keddie 8 11:10 AM

Pesticide Spray Modeling Including the Effects of Spray Evaporation using CFD

Simulation

Gordon Holloway and Andrew Hewitt

10 11:30 AM

Lunch 11:50 AM

ii

SERG-I Graduate Student Award Presentations

Quantification of spruce budworm defoliation using hemispherical imagery and EO-1

Hyperion hyperspectral satellite data

Shawn Donovan and Dr. David A. MacLean

11 1:00 PM

Effects of natural factors and salvage logging on the defoliation of advance

regeneration during a spruce budworm outbreak

Anne Cotton-Gagnon, Martin Simard, Daniel Kneeshaw and Louis De Grandpré

12 1:20 PM

Emerald Ash Borer

Light triggers behavioral changes and sound production in the emerald ash borer,

Agrilus planipennis Fairmaire (Coleoptera: Buprestidae)

Silk, P.J, Price, J., Brophy, M., Roscoe, L and Ryall, K.

14 1:40 PM

Investigations into the Chemical Ecology of the Emerald Ash Borer (EAB) Agrilus

planipennis: development of tools for sampling and management of EAB.

Krista L. Ryall, Peter Silk

15 2:00 PM

Trapping experiments to develop lure/trap combination for Agrilus spp. detection

surveys

Krista Ryall, Jeff Fidgen , Jon Sweeney , Troy Kimoto , and Peter Silk

17 2:20 PM

EAB Trap Comparison Study

Brian Strom, Harold Thistle 18 2:40 PM

Coffee Break 3:00 PM

Ecological impacts of emerald ash borer infestation on forest ecological integrity

Isabelle Aubin, Craig Zimmerman, Laura Boisvert-Marsh, Krista Ryall 19 3:30 PM

Release of exotic parasitoids for biological control of the emerald ash borer in Canada

Krista Ryall 21 3:50 PM

A brief update on using branch sampling for emerald ash borer in Thunder Bay,

Ontario

K. Ryall, C JK MacQuarrie

22 4:10 PM

Corporate Sponsors 23

4:20 PM

4:30 PM

End Session

iii

Wednesday, February 8, 2017

Early Intervention Strategies To Suppress A Spruce Budworm Outbreak

Introduction 8:00 AM

Dynamics and management of rising spruce budworm outbreaks

Régnière J, Delisle J, Martel V, Seehausen ML, Boulanger Y, Béchard A,

Labrecque A, Trudeau S, St-Amant R.

24 8:05 AM

Landscape level impacts of EIS on SBW, other herbivores, & associated natural

enemies

V. Martel & R. Johns

26 8:30 AM

Monitoring host-parasitoid food webs in an outbreak species using DNA

barcoding approach

Stefaniya Kamenova, M. Alex Smith, Eldon Eveleigh, Rob Johns, Véronique

Martel

27 8:55 AM

Early Intervention Strategies to Suppress a Spruce Budworm Outbreak:

Aerial Application of Pesticides Including Pheromones

Peter Amirault and Luke Amos-Binks

29 9:20 AM

Coffee 9:45 AM

Epicentre formation and dispersal behavior of adult spruce budworm in eastern

Canada: Implications for the rise and spread of outbreaks and Early Intervention

Strategy

Deepa Pureswaran, Rob Johns

30 10:15 AM

Spruce Budworm Mating Disruption Trials with DISRUPT BIO-FLAKE®

Peter Silk, Wayne MacKinnon, Eldon Eveleigh 31 10:40 AM

Evaluating the inoculation of seedlings with endophytic fungi to improve tolerance of

conifers to spruce budworm

Dan Quiring, Greg Adams, Sara Fraser, David Miller, Andrew McCartney

33 11:05 AM

Early intervention strategies against spruce budworm: modeling & DSS analyses in

2016

David A. MacLean, Jeremy Gullison, Chris Hennigar, Bo Zhang,

and Shawn Donovan

35 11:30 AM

WrapUp 11:55 AM

Lunch 12:00 PM

Testing new approaches for detecting and locating early increasing populations of the

Spruce Budworm for implementing an Early Intervention Strategy

Christian Hébert, Yves Dubuc, Olivier Jeffrey, Jean-Michel Béland and Georges Pelletier

36 1:00 PM

Tracking spruce budworm immigrations to the western coast of Newfoundland:

refinement of monitoring tools to improve early detection

Marc Rhainds

37 1:20 PM

iv

Measuring the active space of a spruce budworm pheromone trap: Bridging the gap

between chemical ecology and estimates of absolute population density.

C J K MacQuarrie, J D Allison, M C Bouwer, R Johns, D Pureswaran

38 1:40 PM

Using landscape level forest management to reduce the intensity of spruce budworm

outbreaks

Dan Kneeshaw, Louis De Grandpré, Deepa Pureswaran, Dave MacLean, Brian

Sturtevant, Laura Kenefic, Patrick James

40 2:00 PM

Pheromones for Insect Pest Management: An improved Synthesis of the Spruce

Budworm Pheromone

Martin B. Maniafu and David I. MaGee

42 2:20 PM

Efficacy testing of controlled release pheromone formulations for the management of

increasing spruce budworm populations

C. M. Riley

43 2:40 PM

Coffee 3:00 PM

Comparisons of Btk aerial spraying strategies against the eastern spruce budworm

based on protection timing and intensity during a complete outbreak episode.

Alain Dupont, Éric Bauce, Alvaro Fuentealba Morales, Christian Hébert and Richard

Berthiaume

45 3:30 PM

Validation of a spruce budworm phenology model across environmental and genetic

gradients: applications for budworm control and climate change predictions

Jean-Noël Candau

47 3:50 PM

Assessing current and future vulnerability of boreal black spruce forests to

defoliation by eastern spruce budworm

Deepa Pureswaran, Louis De Grandpré, Véronique Martel, Dan Kneeshaw

49 4:10 PM

Testing the efficacy of Trichogramma minutum in the context of an ‘Early-

intervention Strategy’ against the spruce budworm

Véronique Martel, Simon Trudeau, Rob Johns, Sandy Smith, Guy Boivin, Emily Owens

50 4:30 PM

End Session

4:50 PM

BANQUET 7:00 PM

v

Thursday, February 9, 2017

Effects of early herbaceous and woody vegetation control on eastern white

pine – 15th

year update

Douglas G. Pitt, Michael K. Hoepting, William C. Parker, Andrée E. Morneault, James

C.G. Farrell, Len Lanteigne, and Al Stinson

The impact of silviculture practices on the development of a recalcitrant understory

layer: Are we creating a problem for future rotations?

Isabelle Aubin, Michael Hoepting, Kierann Santala

51

52

8:30 AM

Using the functional traits of soil fungi to improve post-disturbance pine

regeneration.

Nadir Erbilgin and Jonathan Cale

53 8:50 AM

Evaluating endophyte application strategies and endophytes to improve tolerance of

western pine species to white pine blister rust (Cronartium ribicola)

Greg Adams, David Miller, Pamela Taylor Andrew McCartney

55 9:10 AM

Mountain Pine Beetle

Development of monitoring tools to detect mountain pine beetle at low densities on

the eastern and northern edge of beetle expansion into Saskatchewan and Northwest

Territories

Nadir Erbilgin, Jennifer Klutsch

57 9:30 AM

Mountain Pine Beetle Cold Tolerance and Seasonality: Implications for Population

Dynamics and Range Expansion in Canada

K. Bleiker, G. Smith

59 9:50 AM

Coffee 10:10 AM

Simulating MPB invasive spread control in Saskatchewan using SpaDES

Alex M. Chubaty, Eliot J. B. McIntire, Barry J. Cooke 60 10:40 AM

Tools for monitoring and predicting the effect of novel interactions between brown

spruce longhorn beetle (Tetropium fuscum) spruce beetle (Dendroctonus rufipennis)

and spruce budworm (Choristoneura fumiferanae)

Rob Johns, Mallory MacDonnell

62 11:00 AM

Developing a Mycoinsecticide for Spruce Beetle Population Suppression

Clifford Bradley, Danielle Malesky, Seth Davis 63 1 1:20 AM

Effect of trap height trap color and trap lure on efficacy of detecting species of bark-

and wood boring beetles (Cerambycidae Buprestidae Scolytinae).

Jon Sweeney, Krista Ryall, Peter Silk, Peter Mayo, Cory Hughes, Kate van

Rooyen, Gaetan LeClair, Jerzy M. Gutowski, Tomasz Mokrzycki, Dan Miller, Meng

Qingfan, Li Yan, & Joe Francese

65 11:40 AM

End Workshop 12:00 PM

Keynote Speaker

40+ years of (mostly spruce budworm) research: lessons learned?

Dave MacLean

SERG International 2017 Workshop 1

Projecting the future tree species composition of the Acadian Forest under a changing

climate

Anthony Taylor


How ForestInfo Works

A collaborative approach to informing the public on forest management

Mike Legere


Engaging the public in pest management research and women in forest science

Emily Owens


The Synthesis of 3 Putative Beech Leaf-Mining Weevil (Orchestes fagi (L.)) Kairomones

Peter Mayo, Peter Silk, S. Deepa Abeysekera, David MaGee

Abstract

We have discovered partially novel methods to synthesize 3 compounds emitted by and /

or found in American beech trees (Fagus grandifolia Ehrh.), using conventional synthetic

organic chemistry techniques. We have also found that one of these compounds, the diterpene 9-

geranyl-p-cymene was attractive to male Orchestes fagi (L.) when placed on yellow sticky cards

in Halifax and Bedford, NS, in June-August 2016. This compound was also preferred over a

hexane control in Y-tube olfactometer studies by male O. fagi. This leads us to suspect that this

compound has kairomonal properties towards this insect.

Résumé

Nous avons partiellement découvert une nouvelle voie synthétique vers trois composés

émis par et/ou trouvés dans l’hêtre américain. (Fagus grandifolia Ehrh.), en utilisant des

syntheses conventionnelles. Nous avons aussi trouvés que l’un de ces composes, le diterpène-9-

géranyl-p-cymene est attirant chez les charançons mâles Orchestes fagi (L.) quand placé sur une

carte jaune gluante dans les régions d’Halifax et Bedford en Nouvelle Écosse en juin-août 2016.

Ce composé était aussi préféré contre un contrôle d’hexane dans des essais olfactométriques à

deux choix par les charançons mâles O. fagi. Ces résultats nous poussent à croire que ce

composé possède des propriétés kairomonales envers cet insecte.


Effect of dosage and treatment frequency on efficacy of TreeAzin® Systemic Insecticide for

protecting foliage from the beech leaf-mining weevil and preventing mortality of American

beech in high value urban environments.

Jon Sweeney1, Joe Meating

2, Taryn Goble

2, Ed Czerwinski

3, Cory Hughes

1, N. Kirk Hillier

4, and

Rob Johns1

1Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, 1350 Regent Street, Fredericton, NB. E3B

5P7, Tel./Fax. 506 452 3499/506 452 3525, [email protected] ; [email protected];

[email protected] 2BioForest, 59 Industrial Park Crescent, Unit 1, Sault Ste. Marie, ON P6B 5P3, Tel. 705-942-

5824 [email protected]; [email protected] 3Forestreecare Company, Fredericton, NB, Tel. 506.262-8755; [email protected]

4Acadia University, 33 Westwood Ave., Wolfville, NS, B4P 2R6, Tel. 902-585-1314;

[email protected]

Abstract

The beech leaf-mining weevil, Orchestes fagi, is an invasive pest from Europe that has

caused severe defoliation of American beech in its new range in Halifax, and Sydney, Nova

Scotia, since at least 2008. Cumulative mortality of American beech increased from 20% in 2014

to 97% in 2016 in heavily infested plots near Halifax compared to <5% increase in mortality

over the same period in plots with low weevil populations located 40 km from Halifax. Our goal

is to develop a method of protecting high value street trees of American beech from beech weevil

defoliation and reduce tree mortality. Field trials with TreeAzin® Systemic Insecticide (PCP No.

30559) in 2013–2015 showed that stem injections in fall or early spring killed most weevil larvae

and reduced damage to foliage by larvae but not adults. On 26 October 2016 we started a 2 x 2

factorial experiment testing two dosages of TreeAzin (3 ml vs. 5 ml per cm dbh) and two

treatment frequencies (annual vs. biennial injections), replicated on 60 mature American beech

trees (15 replicates per treatment). Thirty of the trees will be re-injected in fall of 2017 and 2018

and thirty will not be re-injected until the fall of 2018; fifteen untreated trees are serving as

controls. The following data were collected from each sample tree prior to injection, and will be

re-assessed again at 2 weeks post-budflush in spring and again after 2nd

flush in August in each

of 2017, 2018, and 2019: 1) crown condition visually assessed using the CFS forest health

method, and also by taking color photographs of tree crowns; 2) severity of beech bark disease

(absent, low, moderate, or heavy); and 3) tree mortality. Data on the effect of the 5 ml dose

(previously untested) on beech weevil egg lay and larval survival will be collected in 2017 from

30 trees (15 treated, 15 untreated). Efficacy data will be submitted to PMRA with the intention of

adding the beech weevil to TreeAzin’s registration label so that residents and urban foresters of

greater Halifax, Cape Breton, and other centers to which the weevil may eventually spread, have

a means of protecting their trees from the beech weevil.

Résumé

Le charançon du hêtre, Orchestes fagi, est un ravageur invasif d’Europe qui cause une

défoliation grave du hêtre à grandes feuilles dans son nouveau territoire à Halifax et à Sydney


mailto:[email protected]






(Nouvelle-Écosse) depuis au moins 2008. La mortalité cumulative du hêtre à grandes feuilles est

passée de 20 % en 2014 à 97 % en 2016 dans les parcelles lourdement infestées près d’Halifax,

comparativement à une hausse de <5 % du taux de mortalité pour la même période dans des

parcelles à faibles populations de charançons situées à 40 km d’Halifax. Notre objectif est de

mettre au point une méthode pour protéger les hêtres à grandes feuilles de grande valeur en

milieu urbain contre la défoliation causée par le charançon du hêtre et de réduire la mortalité des

arbres. Des essais sur le terrain effectués avec l’insecticide systémique TreeAzin® (PCP No.

30559) en 2013-2015 ont montré qu’une injection dans le tronc à l’automne ou au début du

printemps tuait la majorité des larves de charançon et réduisait les dommages causés au feuillage

par les larves, mais non par les adultes. Le 26 octobre 2016, nous avons entrepris un plan

d’expérience factoriel 2 x 2 pour mettre à l’essai deux doses de TreeAzin (3 ml vs 5 ml par cm

DHP) et deux fréquences de traitement (injections annuelles vs biennales), que nous avons

reproduit sur 60 hêtres à grandes feuilles matures (15 réplicats par traitement). Trente des arbres

seront réinjectés à l’automne 2017 et 2018, et 30 seront réinjectés seulement à l’automne 2018;

15 arbres non traités forment le groupe témoin. Les données suivantes ont été recueillies sur

chaque arbre avant l’injection et seront de nouveau évaluées deux semaines après l’éclosion des

bourgeons au printemps ainsi qu’après la deuxième éclosion en août en 2017, en 2018 et en

2019 : 1) état des couronnes déterminé par une évaluation visuelle suivant la méthode du SCF

pour la santé des forêts et par la prise de photographies en couleurs des couronnes; 2) présence

de la maladie corticale du hêtre (absente, faible, modérée ou massive); 3) mortalité des arbres.

Les données sur l’effet de la dose de 5 ml (qui n’avait pas encore testée) sur la ponte des œufs de

charançon du hêtre et la survie des larves seront recueillies en 2017 sur 30 arbres (15 traités, 15

non traités). Les données sur l’efficacité seront présentées à l’ARLA en vue de l’ajout du

charançon du hêtre sur l’étiquette d’homologation du TreeAzin afin que les résidents et les

forestiers urbains de la région métropolitaine d’Halifax, du Cap-Breton et d’autres centres où le

charançon du hêtre pourrait se propager aient un moyen de protéger leurs arbres contre cet

insecte.


Improving predictive models of forest tent caterpillar outbreak dynamics

C J K MacQuarrie1, B Cooke

2,3, E Despland

3, J Ethier

3, M Evenden

4, L Flaherty

5, B A Keddie

4*

1 NRCan Canadian Forest Service, Great Lakes Forestry Centre, Sault Ste. Marie, Ontario

2 NRCan Canadian Forest Service, Northern Forestry Centre, Edmonton, Alberta

3 OMNRF – Sault Ste. Marie, Ontario.

4 Concordia University, Montréal, Québec

5 University of Alberta, Edmonton, Alberta

6 MacEwan University, Edmonton, Alberta

* retired

Abstract

This report presents results from the final year of a three year study examining the role of

early instar mortality on forest tent caterpillar (FTC) population dynamics and the effect of

disease incidence on the ability of FTC moths to disperse by flight. In 2016 we performed the

last replicate of the experiment where we assessed the effect of mortality on early instar

populations by creating experimental colonies of FTC originating from egg masses collected in

Ontario and Alberta. This experiment was repeated at four sites across Canada (two in Quebec,

one in Ontario and one in Alberta). At each site half the colonies were exposed to natural

enemies and half the colonies were protected using sleeve cages. For each colony we recorded

egg hatch, larval colony size and overall larval survivorship. In previous years we found that

exposed colonies had lower survivorship then caged colonies, but that the pattern was influenced

by both the location of the experiment and where the egg masses originated from. When we

quantified the causes of mortality we found that colonies in Alberta were equally affected by

extrinsic (e.g., natural enemies) and intrinsic factors (e.g., host effects), while colonies in Ontario

were mostly affected by extrinsic factors. Experiments completed in 2016 were intended to test if

these effects were consistent among years. All surviving larvae were subsequently screened for

the presence of disease within the colony to relate to effects on survivorship in the field

experiments. These data were combined with results from 2015 testing the effect of diseases on

flight dispersal. Together, the data from these experiments can now be used to help develop

models for FTC dynamics that incorporate the effect of early instar mortality and diseases on

both population growth rates and flight dispersal.

Résumé

Ce rapport présente les résultats de la dernière année d’une étude sur trois ans qui vise à

déterminer d’une part le rôle de la mortalité lors des premiers stades larvaires sur la dynamique

des populations de la livrée des forêts et d’autre part les effets des pathogènes sur la capacité de

vol des papillons. Le dernier réplicat expérimental de ce projet a eu lieu en 2016 : lors de

chacune des années d’étude, nous avons évalué la mortalité lors des premiers stades larvaires en

faisant le suivi de colonies expérimentales issues de bagues d’œufs provenant de l’Ontario et de

l’Alberta. En 2016, le protocole fut répété à quatre sites à travers le Canada (deux au Québec, un

en Ontario et un en Alberta). A chaque site, la moitié des colonies étaient exposées aux ennemis

naturels et l’autre moitié étaient protégées dans des cages en tulle. Pour chaque colonie, nous


avons noté le taux d’éclosion des œufs, la taille des colonies et le taux de survie larvaire. En

2014 et 2015, les colonies exposées avaient des taux de survie plus bas que les colonies en cage,

mais ce résultat était aussi influencé par le site d’étude et la provenance des œufs. En général, le

taux de mortalité des colonies originaires de l’Alberta dépendait à la fois de l’exposition aux

ennemis naturels (facteur extrinsèque) et du site d’étude (facteur intrinsèque, probablement lié à

la qualité de la plante hôte), tandis que la survie des colonies Ontariennes ne dépendait que des

ennemis naturels. Les travaux de 2016 visent à confirmer si ces résultats sont consistants sur

plusieurs années. A la fin de l’élevage de terrain, les larves survivantes furent examinées pour la

présence de pathogènes pour déterminer leur rôle dans la survie des colonies sur le terrain. Ces

données sont combinées avec celles produites en 2015 démontrant les effets des pathogènes

sublétaux sur la capacité de vol des adultes. Ensemble, ces données recueillies sur trois ans

seront utilisées pour développer des modèles de la dynamique des populations de livrée qui

incorporent les effets de la mortalité lors des premiers stades larvaire et des pathogènes sur

l’accroissement des populations et sur la dispersion.


Pesticide Spray Modeling Including the Effects of Spray Evaporation using CFD

Simulation

Gordon Holloway1 and Andrew Hewitt

2

1Department of Mechanical Engineering,University of New Brunswick,Fredericton, NB, E3B

5A3 [email protected] 2Centre for Pesticide Application and Safety,Gatton Campus,University of Queensland

[email protected]

Abstract

The objective of the present research is to study the effects of local humidity and

temperature on the evaporation rate and transport of agricultural spray droplets. This will be

done by integrating the transport of water vapour and energy into the Eulerian description of

droplet transport that has been developed within a Computational Fluid Dynamics frame work by

research partner Envenio Inc. The CFD solver, EXN/Aero, makes use of manycore parallel

computing on GPU architectures. It has been successfully applied to aerial spraying applications

over forest canopy and agricultural crops. EXN/Aero currently simulates mono-disperse droplet

transport through an isothermal unsteady atmosphere and canopy deposition. The

implementation of e a multicomponent fluid flow model that allows the effects of droplet

evaporation in polydisperse droplet transport is planned for the future. The present interim report

describes the Eulerian field equations that govern the transport and evaporation of mono-disperse

droplets in turbulent flows. Existing models of droplet evaporation for water soluble agricultural

sprays and data basis are reviewed. Two simple physical problems of droplet transport with

evaporation are identified to form the basis of model testing and evaluation.

Résumé

L’objectif de la présente recherche est d’étudier les effets de l’humidité et de la

température locales sur le taux d’évaporation et le transport des gouttelettes de pulvérisation

agricole. Pour ce faire, le transport de la vapeur d’eau et de l’énergie sera intégré à la description

eulérienne élaborée dans un cadre de dynamique des fluides numérique (CFD) par le partenaire

de recherche Envenio Inc. Le solutionneur CFD EXN/Aero utilise de nombreux calculs

parallèles de base sur des architectures GPU. Cette méthode a été appliquée avec succès lors

d’applications aériennes sur le couvert forestier et des cultures agricoles. À l’heure actuelle,

EXN/Aero simule le transport des gouttelettes monodispersées à travers une atmosphère

isotherme instable et le dépôt sur le couvert forestier. On prévoit pour l’avenir la mise en œuvre

d’un modèle d’écoulement des fluides à composants multiples qui simule les effets de

l’évaporation des gouttelettes lors du transport de gouttelettes polydispersées. Le présent rapport

intérimaire décrit les équations de champ eulériennes qui régissent le transport et l’évaporation

des gouttelettes monodispersées dans les courants turbulents. Les modèles actuels d’évaporation

des gouttelettes pour les bouillies agricoles solubles dans l’eau et la base de données sont

examinés. Deux problèmes physiques simples relatifs au transport des gouttelettes avec

évaporation sont déterminés pour former la base des essais et de l’évaluation du modèle.



Quantification of spruce budworm defoliation using hemispherical imagery and EO-1

Hyperion hyperspectral satellite data

Shawn Donovan1 and Dr. David A. MacLean

2

1 MScF student;

2 Professor; Faculty of Forestry and Environmental Management, University of

New Brunswick, P.O. Box 4400, Fredericton, NB, E3B 5A3, Canada

Abstract

We are testing the use of repeated ground-based hemispherical canopy photographs and

EO-1 Hyperion hyperspectral satellite imagery to detect spruce budworm defoliation. Seventy-

five plots were established near Amqui and Causapscal, Quebec, and current and cumulative

defoliation were estimated for over 8000 trees and 1500 branches, each year from 2014 to 2016.

Hemispherical canopy images collected during 2015 and 2016 are being used to estimate gap

fraction and canopy Leaf Area Index (LAI) changes from before to after budworm defoliation

each year. Cloud-free Hyperion hyperspectral satellite data were collected covering the area in

early June, August, and September of 2016. Using similar methods to those of Huang (2015,

MScE thesis, UNB), changes in vegetation indices are being calculated from the Hyperion data

and being related to defoliation. Huang’s study showed promising results in predicting

defoliation with hyperspectral data, 15% more accurate than estimates using multispectral

satellite data. However, Huang’s study only used coarse-scale aerial defoliation survey data for

validation, so we are testing the method using accurate plot-level defoliation data.

Résumé

Nous testons la détection de la défoliation causée par la tordeuse des bourgeons de

l’épinette à l’aide de photographies hémisphéricales répétées du couvert forestier à partir du sol

et d’images hyperspectrales du satellites EO-1 par le capteur Hyperion. Un total de 75 parcelles

ont été désignées près d’Amqui et de Causapscal au Québec, et la défoliation actuelle et

cumulative a été estimée pour plus de 8 000 arbres et 1 500 branches chaque année de 2014 à

2016. Des images hémisphéricales du couvert forestier recueillies en 2015 et en 2016 sont

utilisées pour évaluer les changements dans la fraction de trous et l’indice de surface foliaire du

couvert forestier entre avant et après la défoliation par la tordeuse chaque année. Des données

satellitaires hyperspectrales sans nuages provenant d’Hyperion ont été recueillies sur la région au

début de juin, en août et en septembre 2016. À l’aide de méthodes similaires à celles de Huang

(2015, thèse de maîtrise en sciences de l’environnement, UNB), on calcule actuellement les

changements dans les indices de végétation à partir des données d’Hyperion et on relie ces

changements à la défoliation. L’étude de Huang a donné lieu à des résultats prometteurs pour ce

qui est de prédire la défoliation à partir de données hyperspectrales, soit une exactitude de 15 %

supérieure aux estimations établies à partir des données satellitaires multispectrales. Cependant,

la validation dans l’étude de Huang est uniquement fondée sur des données de relevés de

défoliation approximatifs, de sorte que nous vérifions la méthode à l’aide de données de

défoliation au niveau des parcelles.


Effects of natural factors and salvage logging on the defoliation of advance

regeneration during a spruce budworm outbreak

Anne Cotton-Gagnon1,2

, Martin Simard1,2

, Daniel Kneeshaw2,3

and Louis De Grandpré2,4

1 Département de géographie, Université Laval, Québec (Québec) Canada G1V 0A6,

2 Centre d’étude de la forêt,

3 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal, Montréal

(Québec) Canada H2X 1YA, 4 Service canadien des forêts, Centre de foresterie des Laurentides, Québec (Québec)

Canada G1V 4C7

Abstract

Since 2006, the area defoliated by the spruce budworm (SBW) in Quebec has

doubled almost every year, and it has now affected more than 7 million hectares.

Although advance regeneration abundance and vigor are critical factors determining

future forest composition and productivity of our forests, very few studies have focused

on how they are affected by a SBW outbreak. In the years to come, post-SBW salvage

logging will become a major economic issue in boreal forests and reducing its impact

involves an understanding of the ecological processes affected by the outbreak in

progress. This study aims to determine the impact of SBW outbreaks and of post-

outbreak salvage logging on the defoliation sustained by advance regeneration in mixed

stands of balsam fir and black spruce. The specific objectives were, first, to assess the

effect of defoliation on advance regeneration of balsam fir and black spruce by height.

Second, to evaluate whether the defoliation sustained by advance regeneration is greater

in salvage logged sites or in natural stands of different compositions. Results showed that

height and species of regeneration, canopy composition and salvage logging all

significantly affected defoliation. Taller advance regeneration, balsam fir advance

regeneration, and all regenerating stems in fir-dominated stands sustained more

defoliation. Defoliation sustained by black spruce regeneration was much greater in post-

outbreak harvested stands than in the understory of natural sites. Harvesting stands with

an important component of black spruce regeneration could potentially reduce the future

abundance of black spruce, the preferred species for harvesting. Long-term studies are

needed to better understand the dynamics in the regeneration layer during a SBW

outbreak, particularly in spruce-dominated stands, to conduct better ecosystem-based

management and to help reduce the overall susceptibility of our forests.

Résumé

L’épidémie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) ayant débuté en

2006 au Québec a désormais affecté plus de 7 million d’hectares. Bien que l’abondance

et la vigueur de la régénération préétablie soient des facteurs de haute importance

concernant la composition et la productivité futures des forêts, très peu d’études ont ciblé

la façon dont celles-ci sont affectées par la TBE. La coupe de récupération post-TBE

deviendra un enjeu économique majeur en zone boréale et la réduction de son impact


passe par une compréhension des processus écologiques affectés par l’épidémie en cours.

La présente étude vise à approfondir les connaissances de l’impact d’une épidémie de la

TBE et de la coupe de récupération post-TBE sur la défoliation subie par la régénération

préétablie de peuplements mixtes de sapin baumier et d’épinette noire. Les objectifs

spécifiques sont d’abord d’évaluer l’effet de la hauteur et de l’espèce des tiges de

régénération, ainsi que de la composition du peuplement, sur la défoliation subie par la

régénération préétablie. Ensuite, d’évaluer l’effet de la coupe de récupération sur cette

défoliation. Les résultats démontrent que la hauteur, l’espèce, la composition du

peuplement et la coupe de récupération affectent toutes significativement la défoliation

subie par la régénération. Les individus plus grands, les tiges de sapin baumier, ainsi que

toutes les tiges se trouvant dans des sapinières subissent davantage de défoliation. La

défoliation des tiges d’épinette noire était radicalement plus élevée dans les sites

récupérés comparativement aux sites naturels, ce qui pourrait influencer potentiellement

la composition future de ces peuplements. Davantage d’études long-terme sont

nécessaires afin de mieux comprendre la dynamique sous la canopée durant une épidémie

de la TBE, en particulier dans des peuplements dominés par l’épinette noire, ce qui

permettrait une meilleure gestion écosystémique de nos forêts et une diminution leur

susceptibilité à la TBE.


Light triggers behavioral changes and sound production in the emerald ash borer, Agrilus

planipennis Fairmaire (Coleoptera: Buprestidae)

Silk, P.J, Price, J., Brophy, M., Roscoe, L and Ryall, K.,

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service - Atlantic Forestry Centre, 1350 Regent

Street, Fredericton, NB E3B 5P7 Canada

Abstract

The genus, Agrilus, is one of the largest with over 2000 species worldwide, including an

increasing number of serious forestry pests. Despite their ecological and economic importance,

there is a paucity of information regarding the mating behaviour and ecology in this species. Of

the limited studies conducted, evidence suggests that visual cues are important in mate finding in

a number of species. Moreover, recent research has shown that the emerald ash borer, Agrilus

planipennis (Coleoptera: Buprestidae), uses both visual and a combination of volatile and contact

chemical cues when locating potential mates. Here, we provide evidence of a previously

unknown acoustic signalling system in A. planipennis that is triggered by exposure to light. In

laboratory bioassays, we have observed behaviors exhibited by both male and female adult

emerald ash borer including visual displays, sound production, and potential vibratory events; we

provide here evidence that these behaviours are triggered by exposure to specific light sources.

Beetles produced signals by means of wing-opening click mechanisms, stridulation, head

pumping, and oscillations of the abdomen, with the mean and duration of these signals being

influenced by the type of light detected by the insect. The findings of this study in the context of

other examples of acoustic communication in beetles and other insects are discussed.

Résumé

Le genre agrilus, est l’un des plus importants avec plus de 2000 espèces dans le monde, y

compris un nombre croissant de ravageurs forestiers sérieux. Malgré leurs importances

écologiques et économiques, il existe un manque d’informations en ce qui concerne le

comportement d’accouplement et l’écologie chez cette espèce. Des études limitées menées, les

preuves suggèrent que les indices visuels sont importants dans la recherche d’un partenaire chez

un certain nombre d'espèces. De plus, des recherches récentes ont démontrées que l’agrile du

frêne, Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae), utilise à la fois des repères visuels et une

combinaison de volatiles et produits chimiques de contacts afin de repérer des partenaires

potentiels. Ici, nous fournissons la preuve d'un système de signalisation acoustique jusqu'alors

inconnu chez A. planipennis qui est déclenchée par l'exposition à la lumière. Dans les essais

biologiques de laboratoire, nous avons observé les comportements exposés par les mâles et les

femelles de l’agrile du frêne, y compris des affichages visuels, de la production sonore, et des

événements vibratoires potentiels. Nous fournissons ici des preuves que ces comportements sont

déclenchés par l'exposition à des sources lumineuses spécifiques. Les coléoptères produisent des

signaux au moyen de mécanismes de cliquetis d'ouverture des ailes, de stridulation, de pompage

de la tête et d'oscillations de l'abdomen, la moyenne et la durée de ces signaux étant influencées

par le type de lumière détectée par l'insecte. Les résultats de cette étude dans le contexte d'autres

exemples de communication acoustique chez les coléoptères et d'autres insectes sont discutés.


Investigations into the Chemical Ecology of the Emerald Ash Borer (EAB), Agrilus

planipennis: development of tools for sampling and management of EAB.

Krista L. Ryall, Peter Silk

1Canadian Forest Service, Great Lakes Forestry Centre, 1219 Queen Street East, Sault Ste.

Marie, ON, P6A 2E5 2Canadian Forest Service, Atlantic Forestry Centre, Fredericton, NB

Abstract

Our research has demonstrated the attraction of male emerald ash borer (Agrilus

planipennis, EAB) to a female-produced lactone pheromone, the first pheromone to be

demonstrated for any Buprestidae. Our objectives this year were to continue to develop a “push-

pull” strategy for EAB using traps baited with the lactone pheromone, to increase attraction of

males (the “pull”), as compared to traps baited with one of various non-host volatiles (spruce

terpene blend, citronella, and cedarwood) to “push” EAB away. We evaluated mean trap

captures on traps baited with our attractant lure ((3Z-hexenol + (3Z)-lactone), placed on trees

with one of four treatments: high dose non-host spruce volatiles; citronella lure; cedarwood lure,

and a control tree. Our results demonstrated that traps placed on trees with high-dose spruce

volatiles had significantly lower mean trap captures as compared to control traps. Traps co-baited

with citronella also had marginally significant reductions in captures as compared to control

traps. Captures on traps co-baited with cedarwood were slightly, but not significantly reduced.

We speculate that the release rate of the citronella and cedarwood was not sufficiently high

enough to decrease captures of EAB. In other field trials, we conducted a preliminary test of two

fluorinated analogs to evaluate their impact on mean trap captures; while not statistically

significant due to low sample sizes, at least one of the two new analogs shows promise for

increasing captures of male EAB. Ongoing work is continuing to explore responses of EAB to

pheromones, semiochemicals, and non-host volatiles.

Résumé

Notre recherche a montré que l’agrile du frêne mâle (Agrilus planipennis) est attiré par la

phéromone lactone produite par la femelle, la première phéromone mise en évidence pour tout

buprestidé. Notre objectif cette année était de poursuivre l’élaboration d’une stratégie

« repousser-attirer » visant l’agrile du frêne au moyen d’arbres pièges appâtés avec la phéromone

lactone, comparativement à des pièges appâtés avec des volatiles non hôtes (mélange de terpène

d’épinette, citronnelle et bois de cèdre) pour « repousser » l’agrile. Nous avons évalué les

captures moyennes dans les pièges contenant notre appât attractif ((3Z-hexenol + (3Z)-lactone)

que nous avions placés sur des arbres selon l’un de quatre traitements : dose élevée de volatiles

de l’épinette; appât à la citronnelle; appel au bois de cèdre; arbre témoin. Nos résultats ont

montré que les pièges placés sur des arbres ayant reçu une dose élevée de volatiles de l’épinette

présentaient un nombre de captures moyen sensiblement inférieur aux pièges témoins. Les pièges

coappâtés avec de la citronnelle présentaient aussi des diminutions légèrement significatives de

captures comparativement aux pièges témoins. Les captures dans les pièges coappâtés avec du

bois de cèdre ont présenté une légère diminution, quoique non significative. Nous pensons que le


taux de libération de la citronnelle et du bois de cèdre n’était pas suffisamment élevé pour

abaisser les captures d’agriles du frêne. Dans d’autres essais sur le terrain, nous avons fait des

essais préliminaires avec deux analogues fluorés pour évaluer leur incidence sur les captures

moyennes dans les pièges; bien que les résultats ne soient pas statistiquement significatifs en

raison de la petite taille des échantillons, au moins un des deux nouveaux analogues semble

prometteur pour augmenter les captures de l’insecte mâle. Les travaux se poursuivent pour

explorer les réactions de l’agrile du frêne aux phéromones, aux substances sémiochimiques et

aux volatiles non hôtes.


Trapping experiments to develop lure/trap combination for Agrilus spp. detection surveys

Krista Ryall, Jeff Fidgen , Jon Sweeney , Troy Kimoto , and Peter Silk

Abstract

The genus Agrilus contains nearly 3000 species worldwide. Agrilus beetles are

increasingly problematic in North America. As one example, the emerald ash borer, A.

planipennis, has caused unprecedented levels of mortality to ash trees. Little is known about

mating behaviour and chemical ecology of buprestids. Recent research determined that A.

planipennis uses volatile and contact pheromones to facilitate mating, along with host volatiles to

orient to suitable host trees. The objective of the current study was to test different lure

combinations (host volatiles) to identify a trap-lure combination which captures the highest

number of the native bronze birch borer, Agrilus anxius. Conophthorin, DHC, and both

compounds vs. a blank control were tested using baited green sticky prism traps in three

predominantly white birch stands in Sudbury, Ontario. A low number of A. anxius were captured

during the entire trapping study, with no apparent trend of increased or reduced trap captures

among treatments. Future research will test the enantiomers of conophthorin separately, as

compared to the racemic blend used in 2016.

Résumé

Le genre Agrilus englobe près de 3000 espèces dans le monde. Les coléoptères Agrilus

causent de plus en plus de problèmes en Amérique du Nord. Par exemple, l’agrile du frêne,

A. planipennis, a causé des niveaux de mortalité sans précédent parmi les frênes. On en sait peu

sur le comportement reproducteur et l’écologie chimique des buprestidés. Des travaux de

recherche récents ont permis de déterminer qu’A. planipennis utilise des phéromones volatiles et

des phéromones de contact pour faciliter la reproduction, ainsi que des hôtes volatiles pour

l’orienter vers les bons arbres hôtes. L’objectif de l’étude en cours était de mettre à l’essai

différentes combinaisons d’appâts (hôtes volatiles) pour déterminer la combinaison piège-appât

qui capture le plus grand nombre d’agriles du bouleau indigène, Agrilus anxius. La

conophthorine, le DHC et les deux composés vs un témoin neutre ont été mis à l’essai au moyen

de pièges collants verts en forme de prisme appâtés dans trois peuplements où domine le bouleau

blanc à Sudbury (Ontario). Un faible nombre d’A. anxius ont été capturés durant toute l’étude de

piégeage, et aucune tendance à l’augmentation ou à la diminution des prises dans les pièges ne se

dégage parmi les traitements. Les recherches futures vérifieront les énantiomères de la

conophthorine séparément, contrairement au mélange racémique utilisé en 2016.


EAB Trap Comparison Study

Brian Strom, Harold Thistle

USDA Forest Service


Ecological impacts of emerald ash borer infestation on forest ecological integrity

Isabelle Aubin, Craig Zimmerman, Laura Boisvert-Marsh, Krista Ryall

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Great Lakes Forestry Centre

Abstract

Since its detection in 2002, the exotic emerald ash borer (EAB, Agrilus planipennis) has

killed millions of ash trees (Fraxinus spp.) in the North American temperate forest. Their loss may

result in profound community changes across ash species’ extensive range, particularly in systems

subject to high levels of human disturbance and pressure from exotic plant species. A long-term

monitoring program was established in southern Ontario to (1) investigate the capacity of ash to

regenerate and retain its ecological role following initial infestation, and (2) study the role of the

surrounding landscape (forested, agricultural, urban) and patch configuration (woodlot, riparian)

in post-outbreak understory community assembly dynamics, such as the invasion potential of

exotic plant species. In previous years of this project, we reported on potential ash recovery in the

southern Ontario agricultural landscape (see Aubin et al. 2015).With ash now dead in most of these

plots, we resurveyed the plots to evaluate the short-term ecological impacts of ash tree mortality

using a before-after assessment. We can now report on pre-outbreak exotic invasion potential,

which was found to diverge according to anthropogenic pressure both among landscapes and

forest patch configurations, particularly in urban forests. Preliminary results on post-outbreak

understory response show that sensitive forest understory species increased in agricultural

woodlots after the outbreak. However, they declined in more heavily disturbed systems, where

exotic shrubs in urban habitats and grasses in riparian systems were favored. Early analyses

comparing the vegetation community before and after infestation suggest that riparian sites

underwent large changes in understory species composition, but that the nature of these changes

varied by site. Understanding facilitative interactions between EAB outbreak and exotic plant

responses in connection with understory community assembly is crucial in understanding

ecosystem-level effects of the outbreak. In particular, gauging the importance of landscape and

configuration can help inform mitigation strategies in the most sensitive zones.

Résumé

L’agrile du frêne (EAB), un coléoptère indigène de l’Asie, a tué des millions de frênes en

Amérique du Nord depuis sa détection en 2002. La perte du frêne est susceptible d’occasionner des

changements profonds dans les communautés végétales, particulièrement dans les forêts déjà

assujetties à des niveaux élevés de perturbation et à une pression d’envahissement par les espèces

exotiques. Nous avons établi un programme de suivi à long terme dans le sud de l’Ontario pour 1)

étudier la capacité du frêne à régénérer et maintenir son rôle écologique après la première phase

d’infestation, et 2) étudier le rôle de la matrice environnante (forestière, agricole et urbaine) et la

configuration (boisés, bandes riveraines) sur l’assemblage de la communauté végétale après

infestation ainsi que sur le potentiel d’envahissement des espèces exotiques. Dans les années

précédentes du projet, nous avons décrit le rétablissement potentiel du frêne dans le paysage

agricole du sud de l’Ontario (voir Aubin et al. 2015). Maintenant que le frêne est mort dans la

majorité de ces sites, nous les avons revisités pour évaluer les impacts écologiques à court-terme

de la mortalité du frêne en utilisant une évaluation avant/après infestation. Nous pouvons

maintenant rapporter le potentiel d’envahissement des espèces végétales exotiques, qui varie selon


le type de matrice environnante et sa configuration, est nettement plus marqué en forêt urbaine.

Les résultats préliminaires post-infestation suggèrent que les herbacées forestières sensibles dans

les boisés agricoles sont favorisées par l’ouverture de la canopé suite à l’infestation d’agrile. Par

contre, elles seraient défavorisées dans les milieux plus perturbés, comme les zones urbaines et

riveraines, au profit des arbustes et des graminées. Des analyses préliminaires comparant la

communauté végétale avant et après l’infestation de l’agrile suggèrent que les sites riverains ont

subi des changements importants dans la composition des espèces du sousbois, mais que ces

changements dépendent du site. Comprendre l’interaction entre l’infestation et les espèces

végétales exotiques en connexion avec la dynamique du sousbois est essentiel pour évaluer la

réponse des écosystèmes forestiers à la perte du frêne. Appréhender l’importance des espèces

exotiques selon le contexte et la configuration du boisée permettra entre autre la détermination des

zones sensibles ainsi qu’une mitigation efficace des impacts.


Release of exotic parasitoids for biological control of the emerald ash borer in Canada.

Krista Ryall

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service,1219 Queen Street East, Sault Ste. Marie,

Ontario P6A 2E5 [email protected]

Abstract

During 2016, we released Tetrastichus planipennisi Yang (Hymenoptera: Eulophidae) at

five of the locations at which we had released parasitoids in 2015 to provide a second year of

releases per site (and a third year at one site). The overall estimated number of females of T.

planipennisi released in 2016 at the five sites was 12, 500 wasps. Next, we released Oobius

agrili at nine sites across southern Ontario and Quebec, to provide a second year of releases at

eight sites and first year at one new site. An estimated minimum 15, 000 wasps were released

over the field season. In fall 2016, we sampled trees from three sites to evaluate recovery of T.

planipennisi; rearing of log bolts is ongoing as of January 2017 and will continue through April

2017 to attempt to recover the parasitoid at these sites. Sampling to recover O. agrili will begin

in summer/fall 2017 one year following the two sets of releases at the current sites. An initiative

to conduct rearing T. planipennisi at the Insect Production and Quarantine Laboratory, Great

Lakes Forestry Centre in underway as of December 2016, with the goal of producing made-in-

Canada wasps for 2017 to augment numbers provided by USDA-APHIS.

Résumé

En 2016, nous avons relâché Tetrastichus planipennisi Yang (Hymenoptera: Eulophidae)

à cinq des endroits où nous avions relâché des parasitoïdes en 2015 afin d’avoir une deuxième

année de relâchements par site (plus une troisième année pour un des sites). Le nombre estimatif

total de femelles de T. planipennisi relâchées en 2016 aux cinq sites se chiffre à 12 500 guêpes.

Ensuite, nous avons relâché Oobius agrili à neuf sites dans le sud de l’Ontario et du Québec pour

avoir une deuxième année de relâchements à huit sites et une première année à un nouveau site.

Un minimum d’environ 15 000 guêpes ont été relâchées au cours de la saison sur le terrain. À

l’automne 2016, nous avons prélevé des arbres dans trois sites pour évaluer la détection de T.

planipennisi; l’élevage dans des blocs de bois était en cours en janvier 2017 et se poursuivra

jusqu’en avril 2017 pour tenter de détecter le parasitoïde à ces sites. L’échantillonnage visant à

détecter O. agrili débutera à l’été/l’automne 2017 un an après les deux séries de relâchements

aux sites actuels. Un projet d’élevage de T. planipennisi au laboratoire de production d’insectes

et de quarantaine du Centre de foresterie des Grands Lacs était en cours en décembre 2016, et

l’objectif est de produire des guêpes élevées au Canada pour 2017 afin de suppléer aux

spécimens fournis par le USDA-APHIS.


A brief update on using branch sampling for emerald ash borer in Thunder Bay, Ontario

K. Ryall, C JK MacQuarrie

NRCan Canadian Forest Service Great Lakes Forestry Centre

Abstract

Emerald ash borer was discovered in Thunder Bay, Ontario in the summer of 2016. This

is the most northerly location EAB has been found in North America and estimates suggest it has

been present for 2-3 years. Anecdotal reports indicate two potentially unique phenomena of this

population 1) the insect may be infesting the trunk and bole of the trees sooner than in more

southern populations and 2) that a higher proportion of the population may be in a two year life

cycle compared to southern populations. If the population in Thunder Bay is behaving as

described it may impact the ability of the branch sampling method to detect and quantify the size

of populations, influence the growth rate of populations, and impact the mortality rate of infested

trees. We tested these reports by sampling EAB-infested trees in Thunder Bay removed as part of

the city's response to EAB and quantified the size of the population in branches and the bole, as

well as determining the age distribution of the larvae in the infested trees.

Résumé

L’agrile du frêne a été détecté à Thunder Bay, en Ontario, durant l’été 2016. C’est le

point le plus nordique auquel l’agrile du frêne a été observé en Amérique du Nord, et les

estimations laissent croire que le coléoptère y est présent depuis deux ou trois ans. Des rapports

anecdotiques montrent deux phénomènes potentiellement uniques de cette population : 1) il se

pourrait que l’insecte infeste le tronc et forme des galeries dans les arbres plus tôt que chez les

populations plus au sud, et 2) une proportion plus élevée de la population se trouve dans la

deuxième année du cycle de vie comparativement aux populations plus au sud. Si c’est vrai de la

population à Thunder Bay, ces caractéristiques pourraient diminuer l’efficacité de

l’échantillonnage de branches comme méthode de détection et de quantification de la taille des

populations, influencer les taux de croissances des populations et avoir une incidence sur le taux

de mortalité des arbres infestés. Nous avons vérifié ces rapports en prélevant des échantillons

dans des arbres infestés par l’agrile du frêne à Thunder Bay dans le cadre du plan d’action de la

ville pour lutter contre l’insecte, et nous avons quantifié la taille de la population dans les

branches et les galeries, ainsi que déterminé la répartition de l’âge des larves dans les arbres

infestés.

Co-operators

Natural Resources Canada; City of Thunder Bay; OMNRF


Corporate Sponsors


Dynamics and management of rising spruce budworm outbreaks

Régnière J, Delisle J, Martel V, Seehausen ML, Boulanger Y, Béchard A, Labrecque A, Trudeau

S, St-Amant R.

Laurentian Forestry Centre, Quebec City, QC.

Abstract

In 2016, work on the endemic populations of Armagh and Epaule continued. No

increases in populations were detected. If anything, populations in both plots decreased from

2015 to 2016. In the two plots, larval population levels, moth flight, mating behaviour and

parasitoid impacts were monitored. Parasitism remained unchanged, and no immigration was

detected. A paper relating endemic population rates of change over large spatial scale to host tree

cone production and weather has been submitted for publication (Bouchard et al., submitted).

Lukas Seehausen (PhD, University of Toronto) published 4 articles from his thesis (Seehausen et

al. 2016ab, 2017ab). In addition, a special protocol was used to monitor the activity of

parasitoids much longer than usual in the season in Armagh, to validate a model of the seasonal

biology of the parasitic wasp Tranosema rostrale, in the context of Lukas’s thesis (Seehausen et

al., in preparation). We include one figure from this unpublished chapter in the present report.

We also made considerable progress towards the operational use of Doppler radar for

monitoring mass exodus flights of spruce budworm in real time (Boulanger et al. 2017). We are

advancing very quickly towards a process-based model of spruce budworm moth flight

incorporated into the brand new BioSIM/11 (Régnière et al., in preparation). A figure from this

unpublished work is included in this report.

But 2016 was foremost a year of data consolidation, verification and documentation

(creation of metadata), and for beginning the publication of results of the Lower St.Lawrence

work (2012-2015), in particular the Mimic applications (van Frankenhuyzen and Régnière 2016)

and pheromone trials (Régnière et al., in preparation). We include one figure from this

unpublished work in the present report.

So this year, our group published 6 peer-reviewed papers from this project, with many

more to come. PDF’s of the published articles (see list below) are available upon request (send

email to the address quoted with each paper). Manuscripts in preparation will be treated more

discreetly, and will be shared upon request only with the agreement of authors.

Résumé.

En 2016, les travaux sur les populations endémiques d’Armagh et d’Épaule se sont

poursuivis. Aucune augmentation des populations n’a été décelée. En fait, les populations des

deux placettes ont diminué entre 2015 et 2016. Aux deux endroits, nous avons observé le niveau

de populations larvaires, le vol des papillons, le comportement d’accouplement et les impacts des

parasitoïdes. Le parasitisme est demeuré le même, et aucune immigration n’a été décelée. Un

article mettant en relation les taux de changement de populatoins endémiques de la tordeuse avec

la production de cones de ses plantes hôtes et des facteurs climatiques a été soumis pour

publication (Bouchard et al., soumis). Lukas Seehausen (doctorat ès sciences, Université de

Toronto) a publié 4 articles de sa thèse (Seehausen et al. 2016ab, 2017ab). En plus, un protocole


spécial a été utilisé pour mesurer l’activité des parasitoïdes beaucoup plus longtemps pendant la

saison à Armagh, afin de valider un modèle de la biologie saisonnière de la guêpe parasite

Tranosema rostrale, dans le contexte de la thèse de doctorat de Lukas (Seehausen et al., en

préparation). Nous incluons une des figures de ce chapitre inédit dans le présent rapport.

Nous avons aussi fait de grands progrès en vue de l’utilisation opérationnelle du radar

Doppler pour suivre les vols migratoires de la tordeuse des bourgeons de l’épinette en temps réel

(Boulanger et al. 2017). Nous avançons aussi rapidement vers un modèle basé sur les processus

du vol des papillons de la tordeuse incorporé dans la toute nouvelle version BioSIM/11

(Régnière et al., en préparation). Une figure de ce travail inédit est inclue dans le présent rapport.

Mais 2016 a surtout été une année de consolidation, de vérification et de documentation

des données (création des métadonnées) et de début de publication des résultats des travaux de

2012-2015 dans le Bas St. Laurent : en particulier les traitements au Mimic (van Frankenhuyzen

and Régnière 2016) et les essais avec les phéromones (Régnière et al., in préparation). Nous

avons inclus une figure de ces travaux inédits dans le présent rapport.

Donc, cette année, notre groupe a publié 6 articles en revues arbitrées de ce projet, avec

de nombreux autres prévus. Des PDF des articles parus (voir la liste plus loin) sont disponibles

sur demande (envoyer le courriel à l’adresse indiquée pour chaque article). Les manuscrits en

préparation seront traités plus discrètement, et ne seront partagés sur demande qu’avec l’accord

de leurs auteurs.


Landscape level impacts of EIS on SBW, other herbivores and associated natural enemies

V. Martel1 & R. Johns

2

1 (418) 640-2625, CFS-LFC, PO Box 10380, Stn Ste-Foy, Québec, QC, G1V 4C7

2 (506) 452-3785, CFS-AFC, 1350 Regent St., Fredericton, NB, E3B 5P7

Collaborators: E. Eveleigh (CFS-AFC), K. McCann (University of Guelph), D. Pureswaran (CFS-LFC), Z.

Sylvain (CFS-AFC), A. Morrison (FPL), B. Morin (CFS-AFC), E. Owens (FPL), C. Hébert

(CFS-LFC)

Abstract

This report presents results from the third year (2016) of our research project aimed at

addressing three major questions in developing an Early Intervention framework: (i) to assess the

efficacy of insecticide application over large areas of very low density populations of SBW; (ii)

to determine the impact of moth reinvasion back into these areas; and (iii) to validate the bar

coding tool and determine the non-target impact of EIS on both the parasitoid abundance and the

local herbivore community. In 2016, preliminary results show that in general, both tebufenozide

and Btk treatments were efficient at reducing SBW populations. However, mass moth dispersal

may have contributed to an overall increase in populations in the region, as well as in some of

our plots treated with insecticides during the past couple of years. There was a decrease in the

number of caterpillars (any lepidoptera species) collected in the treated site in the sampling

following the Btk treatment, but further DNA analysis are needed to establish if this is caused by

a SBW decrease, or by a general decrease in the abundance of the herbivore community. For the

other samplings, there is no non-target impacts observed.

Résumé

Ce rapport présente les résultats de la troisième année (2016) de notre projet de recherche

visant à répondre à trois grandes questions dans le développement du cadre de travail de la

Stratégie d’intervention hâtive : (i) évaluer l’efficacité de l’application d’insecticides sur de

vastes régions de très basses densités de populations de TBE; (ii) déterminer l’impact de la

réinvasion de papillons dans ces régions; (iii) valider la technique de codes-barres d’ADN et

déterminer les impacts non-ciblés de la SIH sur l’abondance des parasitoïdes et la communauté

locale d’herbivores. En 2016, les résultats préliminaires montre que de façon générale, les

traitements de tébufénozide et de Btk ont été efficaces pour réduire les populations de TBE.

Cependant, une migration massive de papillons a pu contribuer à une augmentation générale des

populations dans la région, ainsi que dans certains de nos sites traités avec des insecticides dans

les deux dernières années. Il y a eu une baisse du nombre de chenilles (de toute espèce de

lépidoptères) trouvées dans les sites traités pour la récolte suivant l’application de Btk, mais des

analyses d’ADN seront nécessaires pour évaluer si cette baisse est causée par une baisse du

nombre de TBE ou une baisse générale dans l’abondance de la communauté d’herbivores. Pour

les deux autres récoltes, il n’y a eu aucun impact non-ciblé observé.


Monitoring host-parasitoid food webs in an outbreak species using DNA barcoding

approach

Stefaniya Kamenova1, M. Alex Smith

1, Eldon Eveleigh

2, Rob Johns

2, Véronique Martel

3

1Department of Integrative Biology - University of Guelph, ON

2Canadian Forest Service – Atlantic Forestry Center, Fredericton, NB

3Canadian Forest Service - Laurentian Forestry Center, QC

Abstract

Efficient monitoring of damaging insect pest population and their natural enemies is

an essential prerequisite for the successful and sustainable management of forest stands.

However, building effective monitoring programs is directly dependent upon our capacity to

accurately identify species and their trophic interactions. Here, we present a DNA barcoding

approach aiming at detecting and identifying parasitoids associated with the eastern spruce

budworm (Choristoneura fumiferana, SBW) in their hosts, without prior knowledge on the

species potentially present. To implement this approach, we developed a method based on the

detection of the mitochondrial 16S and COI genes. First, we designed a combination of five

complementary group-specific primers amplifying all Hymenoptera and Diptera species

parasitizing the SBW with high taxonomical resolution (>76% of species identified). Second,

using a model system involving the lepidopteran pest species Ephestia kuehniella

(Lepidoptera: Pyralidae) and its main hymenopteran parasitoid Venturia canescens

(Hymenoptera: Ichneumonidae), we evaluated our capacity to detect the parasitoid in its host.

Parasitoids were detected with 100 % success at both one and seven days after parasitism.

Furthermore, we extended our DNA barcoding approach to the detection of Bacillus

thuringiensis (Bt) by using primers targeting a variety of genes encoding Lepidoptera-

specific toxins. The efficacy of this method for the detection of Bt within SBW specimens

was evaluated using five- and six-instar SBW larvae collected in the field one week after Bt

spray treatment. All collected larvae showed positive for Bt and detections were very robust

despite the high degradation of field-collected samples. Altogether, these results open

promising perspectives for the precise, reliable quantification of Bt-host-parasitoid

interactions within a broader context. Finally, the relatively low cost and the high-throughput

of our approach offer a valuable alternative to laborious traditional methods overcoming all

the technical requirements for rearing, thus opening up prospects for assessing the combined

impact of Bt treatments and natural enemies on the mortality rates of within SBW

populations.

Résumé

Les insectes parasitoïdes jouent un rôle essentiel dans le contrôle de la dynamique des

populations de tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) à l’est de l’Amérique du Nord.

Mais, l’identification des espèces de parasitoïdes s'attaquant à la TBE constitue un véritable

défi car elle nécessite des élevages en laboratoire complexes à mettre en œuvre et une grande

expertise taxinomique aujourd'hui rare. De plus si l'hôte meurt prématurément, il est presque

impossible de détecter et d'identifier les parasitoïdes. Dans ce projet, nous présentons un

nouvel outil de diagnostic standardisé permettant d’identifier les parasitoïdes de la TBE à

partir de leur ADN extrait directement des larves collectées sur le terrain. Cette méthode peu

coûteuse et rapide ne nécessite aucune connaissance taxonomique préalable et repose sur la


détection des gènes mitochondriaux 16S et COI. Pour mettre en œuvre notre outil, nous

avons tout d’abord développé une combinaison de cinq paires d’amorces ADN ciblant

pratiquement toutes les espèces d'hyménoptères et de diptères, parasitant les larves de la TBE

avec une grande résolution taxonomique (>76% des espèces identifiées). Ensuite, nous avons

évalué notre capacité de détecter le parasitoïde à partir de son hôte en analysant des individus

du lépidoptère Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae), parasités par Venturia canescens

(Hymenoptera: Ichneumonidae). L’ADN parasitoïde a été détécté dans 100% des individus

parasités, et ceci dès 24h après parasitisme. Additionellement, nous avons dévelopé un outil

de diagnostic complémentaire visant la détection de Bacillus thuringiensis (Bt). Pour cela

nous avons sélectionné des amorces ciblant des gènes codant pour des toxines spécifiques

aux Lépidoptères. Nous avons évalué l’efficacité de notre méthode sur des individus TBE des

derniers stades larvaires collectés sur le terrain une semaine après un traitement au Bt. Toutes

les larves se sont révélées positives pour le Bt et les détections étaient très robustes malgré la

forte dégradation des échantillons prélevés sur le terrain. Au total, ces résultats ouvrent des

perspectives prometteuses pour la quantification précise et fiable des interactions Bt-hôte-

parasitoïde dans un contexte plus large. Enfin, le coût relativement bas et le haut-débit de

notre approche offrent une alternative précieuse aux exigences laborieuses des méthodes

d’élevage, ouvrant ainsi des perspectives pour l’évaluation de l’impact combiné des

traitements insecticides et des ennemis naturels sur le taux de mortalité de la TBE.


Early Intervention Strategies to Suppress a Spruce Budworm Outbreak:

Aerial Application of Pesticides Including Pheromones

Peter Amirault and Luke Amos-Binks

Forest Protection Limited, Lincoln, NB, E3B 7E6, Canada

Abstract

Previous reports related to this project involved considerable detail regarding product

applications on a block-by-block basis. As the extent of the project has grown this has become

impractical. In the current report the authors have attempted to give the readers a vision of the

complexities involved in planning and executing a modern aerial insect control project

throughout a considerable area. In meeting this objective various aspects of the planning,

obtaining authorizations, abiding by permit requirements, and the extent of resources required

are outlined. Many organizations and individuals played a role in meeting the project timelines

documented and their contributions are noted in the report.

In 2016, larvicide applications targeted late-instar spruce budworm larvae from two bases

of operation (Charlo and Boston Brook). Some 61 600 hectares received one or two applications

of Btk or Tebufenozide products. These applications were conducted during a span of 10 days in

the latter half of June. On a more limited scale (2-500 hectare areas) granular spruce budworm

pheromone applications occurred in early July.

Résumé

Les rapports antérieurs au sujet de ce projet contenaient une foule de détails sur les

applications de projet parcelle par parcelle. Le projet ayant pris beaucoup d’ampleur, il est

devenu difficile de continuer ainsi. Dans ce rapport le plus récent, les auteurs tentent de donner

aux lecteurs une vision des complexités qu’impliquent la planification et l’exécution d’un projet

aérien de lutte antiparasitaire moderne sur une superficie étendue. Pour ce faire, les auteurs

décrivent divers aspects touchant la planification, l’obtention des autorisations, le respect des

exigences des permis et l’ampleur des ressources nécessaires. Un grand nombre d’organismes et

de personnes ont joué un rôle dans le respect de l’échéancier établi du projet, et leur apport est

souligné dans le rapport.

En 2016, des applications de larvicides ont ciblé des larves du dernier stade de tordeuse

des bourgeons de l'épinette à partir deux bases opérationnelles (Charlo et Boston

Brook). Quelque 61 600 hectares ont reçu une ou deux applications de produits à base de Btk ou

de tébufénozide. Ces applications ont eu lieu sur une période de 10 jours au cours de la deuxième

moitié de juin. Sur une échelle plus limitée (2 zones de 500 hectare), des applications de

phéromone granulaire de la tordeuse des bourgeons de l'épinette ont eu lieu au début de juillet.


Epicentre formation and dispersal behavior of adult spruce budworm in eastern Canada:

Implications for the rise and spread of outbreaks and Early Intervention Strategy

Deepa Pureswaran (LFC), Rob Johns (AFC)

Team members. Louis De Grandpré (LFC), Stéphane Bourassa (LFC), Drew Carleton (ERD),

Udaya Vepakomma (FP Innovations), Veronique Martel (LFC), Dan Kneeshaw (UQAM),

Patrick James (Université de Montréal), Yan Boulanger (LFC), Emily Owens (AFC)

Abstract

This project addresses the role of moth dispersal in the context of early intervention to

combat spruce budworm. Stands that are potential sources of moths are characterised by high

cumulative defoliation, position in the landscape and phenological match in moth flight with

sinks. Source sites emit moths with low body weight and large wing area. The citizen science

program, Budworm Tracker, which engages volunteers throughout eastern Canada and Maine,

USA to help collect moths with pheromone traps had nearly 456 participants this year and

collected more than 15,000 moths. Results from the third year of this four-year study provide

further evidence of long-distance dispersal of spruce budworm moths from Quebec to southern

New Brunswick and even into Nova Scotia. Processing remains underway to assess regional

differences in genetic markers, which together should help to identify the original sources of

captured moths. Analyses of radar imagery are also in progress to directly measure large-scale

spatial patterns of moth movement on clear nights.

Résumé

Ce projet évalue le rôle de la migration des papillons dans le contexte d’intervention hâtive

pour combattre la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Les peuplements qui sont des sources

potentielles de papillons sont caractérisés par une défoliation cumulative élevée, leur position

dans le paysage et une synchronisation phénologique du vol des papillons avec les peuplements

puits. Les sites sources émettent des papillons avec une faible masse corporelle et une superficie

alaire plus grande. Le programme de science citoyenne, Pisteurs de tordeuses, qui implique des

bénévoles de tout l’est du Canada et du Maine (É.-U.) afin d’aider à la collecte de papillons dans

des pièges à phéromone, a eu près de 456 participants cette année et capturé plus de 15 000

papillons. Les résultats de la troisième année de cette étude de quatre ans fournissent des

indications supplémentaires de la dispersion sur de longues distances des papillons du Québec

vers le sud du Nouveau-Brunswick et même en Nouvelle-Écosse. Le traitement des échantillons

est toujours en cours afin d’évaluer les différences régionales dans les marqueurs génétiques,

ainsi que d’autres traits, qui ensemble devraient aider à identifier la source des papillons

capturés.


Spruce Budworm Mating Disruption Trials with DISRUPT BIO-FLAKE®

Peter Silk, Wayne MacKinnon, Eldon Eveleigh

Natural Resources Canada, Atlantic Forestry Centre, 1350 Regent Street, Fredericton, NB E3B

5P7.

Collaborators (AFC): Glen Forbes, Rosanna Lamb, Peter Mayo, Gaetan LeClair, Lucas Roscoe

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service - Atlantic Forestry Centre, PO Box 4000,

Fredericton, NB, E3B 5P7, Canada

Abstract

Spruce budworm mating disruption trials were conducted in the Gaspé Region of Quebec

in 2015 and in northern New Brunswick in 2016 as part of the Early Intervention Strategy

program against spruce budworm in New Brunswick. In 2014, a technique was developed to

label spruce budworm adults with Rubidium as a tool to help distinguish locals from immigrants.

For mating disruption trials in both 2015 and 2016, balsam fir trees were injected with Rubidium

Chloride in treated and control blocks to label local populations. In both 2015 and 2016,

pheromone traps hung at normal height (1.5m above the ground) were shut down in the treated

blocks indicating that the applied pheromone concentrations were sufficient to confuse the

males, preventing them from finding the pheromone traps. An experiment in 2016 where

pheromone traps were placed in the tree canopy also showed trap shut-down in the treated blocks

indicating that the pheromone concentration was high enough in the tree canopy to confuse

males. For 2015, there was a significant 9% reduction in mating success of females caught in

light traps in treated plots compared to those caught in control plots; however, there was no

difference in mating success of females labelled with Rubidium. There was no difference in

mating success of females caught in malaise traps between treated and control blocks in 2015.

Cold weather following pheromone application in 2015, as well as unexpected high budworm

population densities in all plots, may have had a significant influence on the effectiveness of the

pheromone to disrupt mating. For 2016, a new “moth snatcher” sampling technique was

developed to sample adults from trees since light and malaise traps may be gender biased, and

also to eliminate the possibility that virgin females fly only after they are mated and therefore do

not get caught in light or malaise traps. All adults caught in 2016 from light and malaise traps, as

well as those captured using the new “moth snatcher” sampling technique, are currently being

sorted by gender (male vs. female), dissected for mating status (mated vs. virgin), and analyzed

for Rubidium.

Our examination of secondary components of the sex pheromone of C. fumiferana is now

complete and in review.

Résumé

Des essais d’empêchement d’accouplement de la tordeuse des bourgeons de l’épinette ont

été effectués dans la région de Gaspé au Québec en 2015 et au nord du Nouveau Brunswick en

2016 sous le programme d’intervention précoce contre la tordeuse au Nouveau Brunswick En


2014, une technique d’étiquetage a été développée afin de marquer les tordeuses adultes avec du

rubidium afin de pouvoir distinguer entre adultes locaux et les immigrants. Pour les essais anti-

accouplement effectués en 2015 et 2016, des sapins baumiers furent injectés avec du chlorure de

rubidium dans les zones traitées et contrôles afin d’étiqueter la population locale. Lors de ces

deux années, des pièges à phéromone attachés à hauteur normale (1.5m au-dessus du sol) furent

ineffectifs dans les zones de traitement indiquant que la concentration de phéromone appliquée

au site était suffisante afin d’inciter la confusion chez les mâles, les empêchant de trouver les

pièges. Une expérience en 2016 où des pièges à phéromones placés dans le canapé des arbres a

aussi vu le même résultat, indiquant que la concentration de phéromone à l’intérieur du canapé

était aussi suffisante pour inciter la confusion chez les mâles. En 2015, une réduction

significative de 9% du succès copulatoire des femelles capturées dans des pièges lumineux a été

observée comparé à ceux piégés dans les zones contrôles. Malgré ce taux, aucune différence

significative du succès copulatoire fut observée chez les femelles marquées au rubidium. Non

plus dans le cas des femelles piégées dans les piège malaises entre les zones traitées et contrôles

en 2015. Suivant l’application de phéromone en 2015, des températures plus froides ainsi qu’une

plus haute densité de population de tordeuse, auraient pu influencer significativement l’efficacité

de la phéromone à déranger l’accouplement. Pour 2016, une nouvelle technique d’échantionnage

surnommée ‘’moth snatcher’’ a été développée pour échantillonner des adultes parmis les arbres

vu que les pièges lumineux et malaises sont possiblement biaisés envers le genre de l’insecte et

aussi pour éliminer la possibilité que des femelles vierges volent seulement après accouplement,

et donc ne sont pas capturées dans ni l’un ni l’autre des types de pièges utilisés. Tous les adultes

capturés en 2016 par piège lumineux et malaise, ainsi que ceux piégés par la nouvelle technique

‘’moth snatcher’’ sont en cours d’être triés par genre (mâle contre femelle), disséqués afin

d’évaluer le statut d’accouplement (vierge vs accouplé) et analysés pour leur contenu en

rubidium.

Notre examen des composantes secondaires de la phéromone sexuelle de C. fumiferana

est maintenant complet et la publication est au stage de révision.


Evaluating the inoculation of seedlings with endophytic fungi to improve tolerance of

conifers to spruce budworm

Dan Quiring1,2

, Greg Adams3,6

, Sara Fraser2, David Miller

4, Andrew McCartney

5

1 Entomological Research Services Inc., 56 Cedar Ridge Drive, Douglas, NB, E3G 7X1

2 Population Ecology Group, Faculty of Forestry and Environmental Management, University of

New Brunswick, Fredericton, NB, E3B 6C2 3 J.D. Irving, Limited, 181 Aiton Road, Sussex East, NB, E4G 2V5

4 Ottawa-Carleton Institute of Chemistry, Carleton University, Ottawa, ON, K1S 5B6

5 Maritime Forest Research Limited, 1350 Regent Street, Fredericton, NB, E3C 2G6

6 Corresponding author: [email protected]; phone: 506-432-2844

Abstract

Plants commonly form mutual associations with microbiological organisms and these

associations are thought to benefit both parties: plants provide microbes with protection and

photoassimilate in exchange for increased tolerance of the host to biotic and abiotic stresses.

Certain mutualistic associations between plants and microbes are particularly well characterized

and, in some instances, are exploited for commercial benefit. Associations between endophytes

(fungi that live inside needles) and conifers, however, are a class of mutualisms less well

understood, but demonstrate potential for commercial application. Previous research efforts have

concentrated on isolating endophytes of spruces and pines and identifying metabolites that are

toxic to common conifer needle insect and disease pests, in particular spruce budworm

(Choristoneura fumiferana) and white pine blister rust (Cronartium ribicola). This work has led

to the development of novel technologies whereby nursery-grown seedlings are treated with

beneficial endophytes with the assumption they will form long-term associations with their host

and provide an increased level of tolerance toward needle pests. To understand the effect of

endophytes on budworm, manipulative field studies were carried out with spruce budworm

larvae placed on young white spruce trees, previously treated (as seedlings in the nursery) with

one of 3 unique toxin-producing endophyte strains and on control trees. Results of these studies,

carried out between 2010 and 2016, suggest that trees with endophytes are often subjected to

lower levels of defoliation, due to reduced budworm survival (endophytes 11|1 and 22E1) or

increased tree tolerance (endophyte 05-037A).

Résumé

Les plantes forment souvent des relations mutuelles avec des organismes

microbiologiques; celles-ci sont habituellement bénéfiques pour les deux espèces, puisque les

plantes offrent de la protection et des photoassimilats aux microbes en échange pour une

tolérance plus élevée envers les stresses biotiques et abiotiques. Certaines relations mutuelles

entre plantes et microbes sont particulièrement très bien caractérisées, et, dans certains cas, sont

exploitées pour un but commercial. Par contre, les associations entrent endophytes

(champignons qui habitent à l’intérieur des épines) et conifères sont beaucoup moins connues,

mais démontrent une possibilité de pouvoir être elles aussi exploitées de façon commerciale.



Des efforts de recherches antérieures se sont concentrés sur l’isolation des endophytes d’épicéas

et de pins, ainsi que sur l’identification des métabolites toxiques pour les épines des conifères et

les pestes, en particulier le ver des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana) et la

rouille du pin blanc (Cronartium ribicola). Ces études ont mené au développement de

technologies nouvelles où des semis en pépinière sont traitées avec des endophytes qui leurs

seront bénéfiques, si l’on assume qu’ils formeront une relation à long terme avec leur hôte et

pourront ensuite leur provenir un niveau de tolérance plus élevé envers des pestes d’épines. Afin

de comprendre l’effet des endophytes sur la tordeuse de bourgeons d’épinette, nous avons

effectué une recherche manipulée sur le terrain, où nous avons placé les larves de deuxième stade

sur des jeunes épinettes blanches. Les semis ont été traitées précédemment dans la pépinière)

avec l’un des trois producteurs de toxines des souches endophytes. Les résultats de ces études,

qui ont été effectué entre 2010 et 2016, suggèrent que souvent les arbres avec une endophyte

sont moins défoliés que les arbres sans endophyte. La diminution de la défoliation semble être

dûe à une réduction dans la survie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (endophyte 11|1 et

22E1) ou une augmentation dans la tolérance de l’arbre (endophyte 05-037A).


Early intervention strategies against spruce budworm: modeling & DSS analyses in 2016

David A. MacLean1, Jeremy Gullison

2, Chris Hennigar

1, Bo Zhang

1,

and Shawn Donovan1

1 Faculty of Forestry and Environmental Management, University of New Brunswick

2 Forest Pest Management Section, NB Dept. Energy & Resource Development, Fredericton, NB

Abstract

Study 2.2.8 of the Early Intervention Strategies (EIS) against spruce budworm (SBW)

project includes modelling and DSS/economic analyses, determining the mechanism of

hardwood effects in reducing defoliation, and developing methods to remotely sense defoliation.

PhD student Bo Zhang completed his third year of sampling to determine the mechanism of

hardwoods in reducing SBW defoliation in 27 plots representing a gradient of hardwoods in

balsam fir-hardwood stands near Amqui, Quebec. Measurements included defoliation, SBW in

five life stages, natural enemies, and small larval dispersal. Methods to optimize operational

blocking in insecticide spray programs, linked to the Spruce Budworm Decision Support System

(DSS), were refined and used to prioritize the planned 2017 SBW EIS spray program. Study of

remote sensing technology to assess SBW defoliation were continued by MScF student Shawn

Donovan, including testing Hyperion satellite imagery and ground-based hemi-spherical canopy

photographs to measure changes in leaf-area index and canopy gap fraction with defoliation.

Study of economic analyses of EIS against SBW was continued by PhD student Eric Liu

Résumé

L’étude 2.2.8 du projet de stratégies d’intervention précoce contre la tordeuse des

bourgeons de l’épinette (TBE) comprend la modélisation et des analyses de SSD/économiques

pour déterminer le mécanisme des effets des feuillus sur la réduction de la défoliation et la mise

au point de méthodes permettant de détecter la défoliation à distance. L’étudiant au doctorat Bo

Zhang a terminé la troisième année de son échantillonnage visant à déterminer le mécanisme des

effets des feuillus sur la réduction de la défoliation par la TBE dans 27 parcelles représentant un

gradient de feuillus dans des peuplements de sapins baumiers-feuillus près d’Amqui, au Québec.

On a mesuré la défoliation, la TBE dans cinq stades du cycle de vie, les ennemis naturels et la

dispersion des petites larves. Les méthodes pour optimiser les parcelles opérationnelles des

programmes de pulvérisation d’insecticides – ce qui est lié au système de soutien à la décision

(SSD) de la TBE - ont été raffinées puis ont servi à établir les priorités du programme de

pulvérisation pour la stratégie d’intervention précoce contre la TBE de 2017. Shawn Donovan,

étudiante à la maîtrise en sciences de l’environnement, poursuit l’étude des technologies de

détection à distance pour évaluer la défoliation par la TBE, y compris l’utilisation d’images

satellitaires d’Hyperion et de photographies hémisphéricales du couvert forestier à partir du sol

pour mesurer les changements dans l’indice de surface foliaire et la fraction de trous du couvert

forestier présentant une défoliation. Eric Liu, étudiant au doctorat, a poursuivi l’étude des

analyses économiques des stratégies d’intervention précoce contre la TBE.


Testing new approaches for detecting and locating early increasing populations of the

Spruce Budworm for implementing an Early Intervention Strategy

Christian Hébert, Yves Dubuc, Olivier Jeffrey, Jean-Michel Béland and Georges Pelletier

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, 1055 du P.E.P.S., P.O. Box 10380, Succ.

Sainte-Foy, Quebec, QC, Canada, G1V 4C7

Abstract

We show that a new version of a portable light trap, the Luminoc 2.0, is as efficient as the

original version of the trap, the Luminoc®. A lighter version of the trap, which uses only a single

LED with a small Lithium battery recharged by a solar panel, has also been tested. After a first

week of test, this new trap was as efficient as the two other models of the Luminoc. However, as

soon as the 2nd week of use, the trap has ceased functioning, the solar panel being apparently not

capable of recharging the battery. Tests done in balsam fir stands failed for the same reason.

Moth captures in the Luminoc 2.0 trap were correlated with those in pheromone traps. Moreover,

they were better correlated with L2 population density. Tests combining light and pheromone

attractants also failed because they were done using the new trap (Luminoc 3.0). Nevertheless, in

some moderate and high populations, traps had functioned and caught several females of the

SBW. The trap shows an interesting potential but we will need to do more tests in 2017 while

using non rechargeable batteries but of low weight, the initial objective being to produce a lighter

trap that could be installed in the upper canopy of balsam fir trees where SBW female moths are

more active. We think that installing traps in this environment would help optimising early

detection of SBW populations increases.

Résumé

Nous montrons qu’une nouvelle version d’un piège lumineux miniature, le Luminoc 2.0,

est aussi efficace que la version d’origine du piège, le Luminoc®. Une version plus légère du

piège, n’utilisant qu’un seul DEL avec une petite batterie au Lithium, rechargée par un panneau

solaire a aussi été testée. Après une première semaine de test, ce nouveau piège s’est avéré aussi

efficace que les deux autres modèles du piège Luminoc. Cependant, dès la deuxième semaine le

piège a cessé de fonctionner, le panneau solaire étant vraisemblablement incapable de recharger

la pile. Les tests effectués en sapinière ont aussi échoués pour la même raison. Les captures de

papillons dans le piège Luminoc 2.0 sont corrélées significativement avec celles des pièges à

phéromone. De plus, elles étaient mieux corrélées avec les densités de L2 sur les branches à

l’automne. Les tests combinant la phéromone à la lumière ont aussi échoué car ils ont été faits

avec le nouveau piège (Luminoc 3.0). Néanmoins, dans les populations modérées et élevées,

quelques pièges ont fonctionné et permis la capture de nombreuses femelles. Le piège montre un

potential intéressant et il faudra reprendre les tests en 2017 mais en utilisant des piles non

rechargeable mais de faible poids, l’objectif initial étant de produire un piège suffisamment léger

pour être installé dans la cime supérieure des arbres, où les femelles sont les plus actives. Nous

croyons que l’installation des pièges à cet endroit permettrait d’optimiser la détection hâtive des

augmentations de populations de la TBE.


Tracking spruce budworm immigration to the western coast of Newfoundland:

the importance of female behavior in population dynamics

Marc Rhainds

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Atlantic Forestry Centre, PO Box 4000,

Fredericton, New Brunswick, E3C 2G6, Canada

Abstract

Adult spruce budworms apparently immigrated on the west coast of NL (near Daniel’s

Harbor) in late July 2016, as indicated by (1) the lack of concordance between observed and

simulated flight season (estimated using BioSIM); and (2) seesaw temporal variation in indices

of body mass. The report emphasises the importance of studying the reproductive/dispersal

behavior of females to advance our understanding of population dynamics.

Résumé

Les adultes de tordeuses des bourgeons de l’épinette ont apparemment immigrées sur la

côte ouest de Terre-Neuve (près de Daniel’s Harbor) à la fin Juillet 2016, une conclusion basée

sur : (1) les différences marquées entre les courbes de vol observées et simulées (à l’aide de

BioSIM); et (2) les fluctuations temporelles au niveau des indices de masse corporelle. Le

rapport met l’emphase sur l’importance d’étudier le comportement reproducteur des femelles de

tordeuse afin d’améliorer nos connaissances sur les dynamiques de population.


Measuring the active space of a spruce budworm pheromone trap: bridging the gap

between chemical ecology and estimates of absolute population density

C J K MacQuarrie1, J D Allison

1, M C Bouwer

2, R Johns

3, D Pureswaran

4

1NRCan Canadian Forest Service, Great Lakes Forestry Centre, Sault Ste. Marie, Ontario.

2Department of Chemistry/Forestry and Agricultural Biotechnology Institute, University of

Pretoria, Pretoria, South Africa. 3NRCan Canadian Forest Service, Atlantic Forestry Centre, Fredericton, New Brunswick.

4NRCan Canadian Forest Service, Laurentian Forestry Centre, Ste Foy, Quebec.

Abstract

This report presents the results from a series of experiments to determine the relationship

between number of spruce budworm (SBW) moths caught in pheromone-baited traps, and the

absolute number of moths present in a stand. In 2016 we quantified the relationship between

adult moth number and the number of adult moths caught in traps by releasing lab-reared moths

into an array of pheromone baited traps. We obtained lab-reared male SBW pupae from the

insect production facility in Sault Ste. Marie, Ontario, marked the pupae with a fluorescent dye,

and placed them into release containers located in the centre of a nine by nine array of

pheromone-baited SBW traps. Male moths were then allowed to eclose at ambient temperatures

and escape the release container at will. This experiment was replicated eight times in the

summer of 2016 Results were similar to those of 2015, where most (98-99%) of the moths

escaped the array, those that were collected were trapped within 60 m of the release container. A

second set of experiments attempted to characterize the effect of trap design on the shape of the

pheromone plume to characterize the active space (i.e., the attractive radius) of four styles of

budworm trap. A CO2 emitter mounted in each trap was used to simulate a lure and a CO2

detector was used to measure the concentration of the gas in the cube of air downwind of the

trap. Plots of the CO2 concentrations showed that trap design may have an effect on the way the

pheromone plume disperses from the trap, which could subsequently affect the attractive radius

and active space of the trap.

Résumé

Le rapport présente les résultats d’une série d’expériences visant à déterminer le rapport

entre le nombre de papillons de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) capturés dans des

pièges appâtés aux phéromones et le nombre absolu de papillons présents dans un peuplement.

En 2016, nous avons quantifié le rapport entre le nombre de papillons adultes et le nombre de

papillons adultes piégés en relâchant des papillons élevés en laboratoire dans un réseau de pièges

appâtés aux phéromones. Nous avons obtenu des nymphes mâles de la TBE élevées en

laboratoire aux installations de production d’insectes à Sault Ste. Marie (Ontario) que nous avons

marquées au colorant fluorescent et placées dans des contenants de relâchement au centre d’un

réseau de neuf par neuf pièges à TBE appâtés aux phéromones. Les papillons mâles ont ensuite

pu éclore aux températures ambiantes et sortir du contenant à volonté. L’expérience a été

reproduite huit fois au cours de l’été 2016. Les résultats étaient semblables à ceux de 2015 : la

plupart (98-99 %) des papillons se sont échappés du réseau, tandis que ceux piégés ont été


capturés dans un rayon de 60 m du contenant de relâchement. Une deuxième série d’expériences

visait à comprendre l’effet de la conception du piège sur la forme du panache de la phéromone

afin de caractériser l’espace actif (c.-à-.d. le rayon attractif) de quatre types de pièges à tordeuse

des bourgeons. Un émetteur de CO2 monté dans chaque piège a été utilisé pour simuler un appât,

et un détecteur de CO2 a servi à mesurer la concentration de gaz dans le cube d’air sous le vent

de chaque piège. Des schémas des concentrations de CO2 ont montré que la conception du piège

pourrait avoir un effet sur la dispersion du panache de phéromone depuis le piège, ce qui pourrait

donc avoir un effet sur le rayon attractif et l’espace actif du piège.


Using landscape-level forest management to reduce the intensity of spruce budworm

outbreaks

Dan Kneeshaw1, Louis De Grandpré

2, Deepa Pureswaran

3, Dave MacLean

4, Brian Sturtevant

5,

Laura Kenefic6, Patrick James

7

1(principal investigator). Université du Québec à Montréal. 514-987-3000 ext. 4480.

[email protected] 2CFS-LFC.418-648-5846. [email protected].

3CFS-LFC. 418-648-7532. [email protected].

4UNB, [email protected]

5USDA Forest Service, [email protected]

6USDA Forest service, [email protected]

7Université de Montréal, [email protected]

Collaborators : Mathieu Bouchard, MFFP-QC; Kasey Legaard, U. Maine, Guillaume

Sainte-Marie, UQAM

Contributing SERG Members: NSDNR, SOPFIM

Abstract

Recent studies have suggested that large-scale effects of forest management on landscape

structure have influenced the severity and duration of insect outbreaks as well as future

composition. However, the risk of mortality i.e. the severity of an outbreak will also be

influenced by other global changes particularly climate warming. The objectives of this project

were to evaluate landscape-level effects of forest management on spruce budworm (SBW)

outbreak severity and duration by ecozone, to evaluate whether forest composition responds

similarly to SBW outbreaks and to logging and to how climate change may be impacting

mortality risk. Our results show that SBW and harvesting lead to different outcomes in terms of

composition. We further show that large blocks of spruce are little vulnerable to SBW and could

be a good strategy to reduce forest vulnerability but that although they are not vulnerable to

SBW they are to forest operations. Climate change, independently of forest composition, has

decreased the vulnerability of forests in areas like Nova Scotia while areas such as the Gaspé

Peninsular continue to be at high risk. These results suggest that forest management may have

unintended consequences on forest vulnerability to SBW outbreaks, that a concerted effort will

be required to reduce fir and increase spruce during forest management. Climate change over the

last 30-40 years is not a compounding factor across much of the SBW range although this should

be verified for future scenarios. Thus we may be our own worse enemy due to large landscape

level changes in forest contiguity and composition

Résumé

Des recherches récentes suggèrent que les effets à grande échelle de l’aménagement forestier

sur la structure du paysage ont influencé la sévérité et la durée des épidémies d’insectes ainsi que

la composition forestière. Cependant le risque de mortalité est aussi influencé par d’autres






changements globaux dont principalement le réchauffement climatique. Les objectifs de ce projet

étaient d’évaluer, à l’échelle du paysage, les effets de l’aménagement forestier sur la sévérité et

la durée des épidémies de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) par ecozone, d’évaluer

si la composition forestière répond similairement aux épidémies de la TBE et des coupes

forestières; et d’évaluer le risque de mortalité causé par la TBE selon le changement climatique

des derniers 30-40 ans. Nos résultats montrent que la composition forestière est différente après

épidémie et après coupe forestière. De plus, nous montrons que les massifs d’épinette sont peu

vulnérables à la TBE, et donc de maintenir ou d’augmenter leur proportion peut être une bonne

stratégie de lutte contre la TBE bien qu’ils soient prisés par les forestiers. Le changement

climatique des derniers 30 à 40 ans a diminué la vulnérabilité des forêts en Nouvelle Écosse

tandis que les forêts en Gaspésie continuent d’être à risque. Ces résultats suggèrent que

l’aménagement forestier pourrait avoir des conséquences indésirables sur la vulnérabilité des

forêts face aux épidémies de TBE et qu’un effort accru sera nécessaire pour réduire le sapin et

augmenter l’épinette durant les activités d’aménagement forestier. Les changements climatiques

des derniers 30-40 ans ne sont pas un facteur confondant avec l’aménagement sur la plupart de

son aire de distribution mais ceci devrait être évalué pour les scénarios futurs. Nous devrons faire

attention à nos interventions forestières à grande échelle car celles-ci semblent être une plus

grande source de risque que les changements climatiques.


Pheromones for Insect Pest Management: An improved Synthesis of the Spruce Budworm

Pheromone

Martin B. Maniafu and David I. MaGee

University of New Brunswick, Fredericton, NB, Canada, E3B 5A3

Abstract

Insect pheromones continue to be employed in integrated pest management (IPM) across

the globe to control insect population by either attract and kill, mass trapping or mating

disruption. Small amounts are required in application compared to insecticides; however, when

large quantities are required due to the area that must be covered, or sprayed, then the price for

synthesizing the active ingredient (AI) becomes critical if it is to be used as part of an IPM

strategy.

This study has focused on synthesis of the sex pheromone of the spruce budworm

(Choristoneura fumiferana Clem) an insect that destroys millions of hectares of spruce and fir

trees in Canada.

The synthesis of pure trans-11-tetradecenal and its stereoisomeric mixture of E/Z-11-

tetradecenal has been achieved in five steps utilizing Julia olefination and or Grignard copper

catalyzed mediated coupling to control the stereochemistry as the key step. Improved Appel

reaction conditions and alcohol protection and oxidation were employed to increase the yield of

the product.

Résumé

On continue à utiliser des phéromones d’insectes dans la lutte antiparasitaire intégrée

partout dans le monde dans le but de maîtriser les populations d’insectes, que ce soit en les

attirant et en les tuant, en les piégeant massivement ou en perturbant leur comportement

reproducteur. Il faut appliquer de petites quantités comparativement aux insecticides; cependant,

si de grandes quantités sont nécessaires en raison de la superficie à traiter, alors le prix de la

synthétisation de l’ingrédient actif devient critique si l’on veut employer cette méthode dans le

cadre d’une stratégie de lutte intégrée.

Cette étude porte sur la synthèse de la phéromone sexuelle de la tordeuse des bourgeons

de l’épinette (Choristoneura fumiferana Clem.), un insecte qui détruit des millions d’hectares

d’épinettes et de sapins au Canada.

La synthèse de trans-11-tétradécénal pur et de son mélange stéréoisomérique de E/Z-11-

tétradécénal a été réalisée en cinq étapes par oléfination de Julia et/ou réaction de Grignard pour

contrôler la stéréochimie comme étape clé. Des conditions améliorées pour la réaction d’Appel et

pour la protection et l’oxydation de l’alcool ont été utilisées pour accroître le rendement du

produit.


Efficacy testing of controlled release pheromone formulations for the management of

increasing spruce budworm populations.

C. M. Riley

Agrifor Biotechnical Services Ltd., 151 Queen Street, Fredericton, New Brunswick E3B 7J2,

Canada

Abstract

Two sprayable formulations of spruce budworm pheromone with DayGlo® fluorescent

pigment were applied to two forest stands of approximately 100 ha. The effect of the treatments

as potential tools for mating disruption was evaluated using assessments of L2 populations and a

total of 81 pheromone traps that were deployed in the treated areas and in six neighbouring

control areas. The treatments were applied on July 1st and July 4th before the onset of moth

emergence.

An average cumulative total of 57 moths per trap were found over the duration of the

flight period in the area treated with the 95E:5Z formulation. The corresponding values in the

control areas ranged from 782 to 1436. The average cumulative total of moths caught in all of the

control areas combined was 1025 per trap. The 83E:17Z formulation did not reduce trap catches

to zero for as long as the 95E:5Z formulation and the average cumulative total of moths found

was 592 per trap. Results of treatment effects based on pre- and post-treatment assessments of

second instar larvae are pending.

The total rainfall in the treated areas over the duration of the experiment was

approximately 97 mm. Visual assessment of foliage under ultra-violet light confirmed the

resilience of the spray deposit to the end of the experimental evaluation period.

Résumé

Deux formulations pulvérisables de la phéromone de la tordeuse du bourgeon de

l'épinette avec du colorant fluorescent DayGlo® ont été appliquées à deux zones forestières

d'environ 100 ha. L'effet des traitements comme outils potentiels pour la perturbation de

l'accouplement a été évalué à l'aide d'évaluations des populations de L2 et d'un total de 81 pièges

à phéromones qui ont été déployés dans les zones traitées et dans six zones de contrôle

avoisinantes. Les traitements ont été appliqués le 1er juillet et le 4 juillet avant le début de

l'émergence des papillons.

Un total cumulé moyen de 57 papillons par piège a été trouvé sur la durée de la période

de vol des papillons nocturnes dans la zone traitée avec la formulation 95E: 5Z. Les valeurs

correspondantes dans les zones de contrôle variaient de 782 à 1436. Le total cumulé moyen des

papillons capturées dans toutes les zones de contrôle combinées était de 1025 par piège. La

formulation 83E: 17Z n'a pas réduit les captures de pièges à zéro aussi longtemps que la

formulation 95E: 5Z et le total cumulé moyen de papillons trouvés était de 592 par piège. Les

résultats des effets du traitement basés sur les évaluations pré et post-traitement des larves du

second stade sont en attente.


La précipitation totale dans les zones traitées sur la durée de l'expérience était d'environ

97 mm. L'évaluation visuelle du feuillage sous lumière ultraviolette a confirmé la résilience du

dépôt de pulvérisation à la fin de la période d'évaluation expérimentale.


Comparisons of Btk aerial spraying strategies against the eastern spruce budworm, based

on protection timing and intensity during a complete outbreak episode.

Alain Dupont1, Éric Bauce

2, Alvaro Fuentealba Morales

2, Christian Hébert

3 and Richard

Berthiaume2

1 Société de protection des forêts contre les insectes et maladies, 1780 Semple, Quebec City

(QC) G1N 4B8 2 Consortium iFOR, Université Laval, Pavillon Abitibi-Price, 2405 de la Terrasse, Quebec City

(QC) G1V 0A6 3 Canadian Forest Service, Laurentian Forestry Centre, 1055 du P.E.P.S., Quebec City (QC) G1V

4C7

Abstract

In order to contribute to the optimization of forest protection spin-off effects against the

eastern spruce budworm, a comparative study of certain intervention strategies was undertaken

in North Central Quebec, which is based on six different aerial spraying of biological insecticide

(Btk) scenarios. Those foliage protection approaches are defined as complementary and more or

less intensive interventions, applied according to fixed or variable sequences during the outbreak.

This project is also designed to establish the protection levels that should be afforded to protect

different forest resources at the lowest cost.

The preliminary results achieved in 2016, regarding the efficiency of the studied

protection strategies suggest a link between intervention intensities and observed SBW impacts

on host tree species. In the last seven years, all the strategies have prevented or delayed

mortality of balsam fir. However, in the next year or later, the more intensive intervention

strategies will show lower mortality rates than the others if the trend continue. Based on our

observations and aerial spraying costs, it seems possible to apply the required protection levels

on greater forested areas at a fraction of the cost.

Résumé

Dans le but d’optimiser les retombées des programmes de pulvérisation aérienne

d’insecticide biologique (Btk) contre la tordeuse des bourgeons de l’épinette, une étude

comparative de certaines stratégies de protection des forêts a été entreprise sur la Côte-Nord du

Québec, laquelle repose sur l’application de six différents scénarios d’intervention. Ces stratégies

visant à protéger le feuillage des essences hôtes se définissent par des régimes d’interventions

complémentaires plus ou moins intensifs, appliqués selon des séquences fixes ou variables

pendant l’épidémie. Le projet a été également conçu pour déterminer quels niveaux de protection

devraient être appliqués, afin de maintenir la production des ressources forestières au plus bas

coût possible.

Les résultats préliminaires obtenus en 2016 quant à l’efficience de chacune des stratégies

de protection à l’étude, laissent entrevoir certaines tendances indiquant un lien entre l’intensité

des interventions et les impacts observés sur les essences hôtes de la tordeuse des bourgeons de

l’épinette. Lors des sept premières années de défoliation, on note que toutes les stratégies ont

permis de retarder avec succès la mortalité du sapin baumier. Toutefois, avec un an de plus des

différences commencent à se manifester en faveur des stratégies plus intensives. Lorsque l’on


tient compte des coûts et si la tendance se maintient, il semble possible de protéger des

superficies boisées plus importantes à une fraction des investissements actuels.


Validation of a spruce budworm phenology model across environmental and genetic

gradients: applications for budworm control and climate change predictions

Jean-Noël Candau Great Lakes Forestry Centre, Sault Ste Marie

Collaborators: Ashlyn Wardlaw, Kerry Perrault, Amanda Roe, John Dedes, and Chris

MacQuarrie

Abstract

The spruce budworm phenology model developed by Régnière et al. since 1982 is one of

the most sophisticated seasonal biology model currently available for a forest insect. The model

has been validated on several occasions but often on populations from a limited geographical

range and for only a few development stages. In this study we intend to investigate the variability

of spruce budworm development rates over a wider range of its distribution. In this interim

report, we present the results of the first phase of the study, which consisted in developing and

testing rearing protocols using budworm laboratory colonies. These protocols will then be used

on wild populations sampled across budworm distribution. This first phase provided also an

opportunity to assess the phenology of laboratory populations that have been kept in isolation for

many generations. For the development and testing phase, we reared colonies at 7 constant

temperatures (i.e. 5, 10, 15, 20, 25, 30 and 35ºC). The results for 15, 20 and 25ºC show a marked

delay in early instars emergence compared to model predictions. This delay seems to increase

and involve more instars as the temperature increases. At 15, 20 and 25ºC, late instars show

faster development rates than predicted allowing a good synchrony between observed and

predicted phenology towards the end of the life cycle. These results have no bearing on the use

of the budworm phenology model for operational purposes as they were obtained on a laboratory

population that has been reared in a constant environment for many generations. Sampling of

wild populations has started in 2016 with samples collected in Northern Quebec. More samples

will be collected in Northern Ontario, Southern Ontario and New Brunswick in early 2017 and in

Alberta in the spring.

Résumé

Le modèle phénologique de la tordeuse des bourgeons de l'épinette développé par

Régnière et al. depuis 1982 est l'un des modèles biologique saisonniers les plus sophistiqués chez

les insectes forestiers. Ce modèle a été validé a plusieurs occasions mais souvent sur des

populations provenant d'une aire géographique limitée et seulement sur quelques stades de

développement. Dans cette étude, nous envisageons d'évaluer la variabilité du développement

larvaire de la tordeuse des bourgeons sur une aire de distribution étendue. The ce rapport

intermédiaire, nous présentons les résultats de la première phase de l'étude qui a consisté a

développer et tester des protocoles d'élevage en utilisant des colonies de laboratoire. Ces

protocoles seront ensuite utilisés sur des populations sauvages échantillonnées à travers l'aire de

distribution de la tordeuse. Cette première phase était aussi l'ocasion de tester la phénologie de

populations de laboratoire isolées depuis plusieurs générations. Pour cette phase de

développement et de test, nous élevons des colonies a 7 temperatures constantes (i.e. 5, 10, 15,


20, 25, 30 and 35ºC). Les résultats obtenus pour 15, 20 and 25ºC montrent un net délai dans le

développement des stades larvaires précoces en comparaison des prédictions. Ce délai semble

augmenter et concerner plus de stades larvaires avec l'augmentation de la température. A 15, 20

and 25ºC, les stades larvaires tardifs se développent plus vite que prédit ce qui permet une bonne

synchronie des derniers stades avec les prédictions. Les résultats obtenus ne permettent pas de

tirer de conclusions sur l’utilisation do modèle phénologique a des fins opérationnelels car ils

sont obtenus sur une populations qui a été élevée dans des conditions constantes pendant

plusieurs générations. Les échantillonnages de populations sauvages ont débuté en 2016 avec des

echantillonnages dans le Nord du Québec. Ils se poursuivront dans le Nord et le Sud de l'Ontario

and au Nouveau Brunswick dans les premiers moirs de 2017 et en Alberta au printemps.


Assessing current and future vulnerability of boreal black spruce forests to defoliation by

eastern spruce budworm

Deepa Pureswaran1, Louis De Grandpré

2, Véronique Martel

3, Dan Kneeshaw

4

1(contact). CFS-LFC. 1055, rue du PEPS, Québec. QC G1V 4C7. 418-648-7532.

[email protected] 2CFS-LFC. 418-648-5846. [email protected].

3CFS-LFC. [email protected]

4Université du Québec à Montreal. 514-987-3000 ext. 4480. [email protected].

Collaborators

Stephane Bourassa. CFS-LFC. Senior Research Technician

David Paré. CFS-LFC. Nutrient cycling.

Christian Hebert, CFS-LFC. Xylophagous insects infesting defoliated trees

Jorge Monerris Liopis. PhD student. Université du Québec à Montréal. Factors

influencing spruce budworm defoliation and boreal forest structure

Abstract

Climate change is expected to alter forest insect disturbance regimes as a result of

changes in phenological synchrony that would occur between insects and their host trees.

Understanding the impact of these changes on forest response and ecosystem resilience will

allow us to predict forest vulnerability. We are evaluating the impact of a rising eastern spruce

budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens), outbreak in ten 4000 m2 permanent research

plots on Quebec’s North Shore. We are testing hypotheses regarding the potential susceptibility

of boreal black spruce forests to the spruce budworm under a warming climate. Data on

phenology, plant and parasitoid community and resource allocation in relation to defoliation are

also being collected and analysed to provide a holistic understanding of ecological processes that

occur early in the outbreak cycle of the spruce budworm.

Résumé

On s'attend à ce que les changements climatiques modifient les régimes de perturbations

par les insectes par des changements dans le synchronisme phénologique qui surviendraient entre

l'insecte et ses hôtes. Comprendre l'impact de ces changements sur la réponse de la forêt et la

résilience de l'écosystème nous permettrons de prédire la vulnérabilité de la forêt. Nous évaluons

l’impact d’une épidémie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana

(Clemens), en développement dans dix placettes permanentes de 4000m2 sur la Côte-Nord du

Québec. Ceci soulève des questions sur la susceptibilité potentielle de l’épinette noire à la

tordeuse face au réchauffement climatique. Les données sur la phenologie, les communautés des

plantes de sou bois et des parasitoïdes et la distribution des ressources après la défoliation sont

également récoltées afin d’avoir une compréhension holistique des processus écologiques qui

surviennent tôt dans le cycle des populations de la tordeuse et comment ils affecteront la

dynamique futur de l’écosystème.






Testing the efficacy of Trichogramma minutum in the context of an ‘Early-intervention

Strategy’ against the spruce budworm

Véronique Martel1, Simon Trudeau

1, Rob Johns

2, Sandy Smith

3, Guy Boivin

4, Emily Owens

2

1Laurentian Forestry Centre, Canadian Forest Service, Natural Resources Canada, Qc

2Atlantic Forestry Centre, Canadian Forest Service, Natural Resources Canada, NB

3Department of Forestry, University of Toronto, ON

4Horticultural Research and Development Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, Qc

Industry Partners: Anatis Bioprotection

Abstract

This report presents the first year’s (2016) results of the research project aiming to assess

the efficacy of Trichogramma releases against SBW in the context of early intervention strategy

(EIS). Four blocks were set up in two areas in Quebec; within each block, one plot was treated

with two releases of Trichogramma and one plot was used as a control. In each plot, branches

were collected in the spring and fall 2016 to evaluate population densities using L2, and in

summer for SBW egg parasitism. Moths were collected using pheromone traps from the

Budworm Tracker project (http://budwormtracker.ca) in each region to synchronize the release

with oviposition. Results show that egg parasitism is higher in treated plots compared to the

paired control plots in all of the blocks, and that egg parasitism was particularly high in the block

with lowest egg density. Further years’ data are needed to evaluate the factors affecting the

efficacy of this method and to be able to make recommendation for a use by either private lot

owners, parks managers, or any other person interested in using this small scale biological

control method.

Résumé

Ce rapport présente les données de la première année (2016) du projet visant à évaluer

l’efficacité des lâchers de trichogrammes contre la TBE dans le contexte de la stratégie

d’intervention hâtive. Quatre blocs dans deux régions du Québec ont été mis en place avec, dans

chaque bloc, un site traité (avec 2 lâchers de trichogrammes) et un site témoin. Des branches ont

été collectées au printemps et à l’automne afin d’évaluer les densités de populations à l’aide des

L2, et à l’été pour les taux de parasitisme des oeufs. Les papillons étaient piégés par des pièges à

phéromone du projet Pisteurs de tordeuses (http://pisteursdetordeuses.ca/) pour synchroniser les

lâchers. Les résultats montrent que le parasitisme est plus élevé dans le site traité que témoin

pour tous les blocs, et que ce taux était particulièrement élevé dans le site avec la plus faible

densité d’oeufs. Des données additionnelles seront requises afin d’évaluer les facteurs

influençant l’efficacité de cette méthode et de pouvoir faire des recommandations pour une

utilisation par des propriétaires privés, des gestionnaires de parcs, ou toute autre personne

intéressée à utiliser cette méthode de lutte biologique à petite échelle.


Effects of early herbaceous and woody vegetation control on eastern white pine –

15th

year update

Douglas G. Pitt, Michael K. Hoepting, William C. Parker, Andrée E. Morneault, James C.G.

Farrell, Len Lanteigne, and Al Stinson

Abstract

Following 15 growing seasons, white pine crop tree responses to early herbaceous and

woody competition control treatments are still evident and following the same general trends as

previously documented. In general, in both clearcut and uniform shelterwood systems, results

indicate that vegetation management efficiency was maximized through the earliest

interventions. In clearcut and more open shelterwood scenarios, good pine growth was achieved

through herbaceous weed control alone. On these sites, a partial deciduous overstory mitigated

weevil damage and maximized height growth. In the denser shelterwood, where light

penetration was 50% or less, both woody and herbaceous vegetation had to be controlled to

maintain adequate white pine growth. Aggregation of all site and strata cover (overstory, woody

competition, herbaceous and low shrub competition) data suggests that at least 60% of planted

white pine may reach an age-10 height of at least 2.5 m when overtopping cover is managed at

65% and total herbaceous cover is maintained below 50% in the first five years. Results from

this study provide forest managers with decision support tools that can be used to plan vegetation

management prescriptions to achieve their regeneration targets.

Resumé

Après 15 saisons de croissance, la réponse du pin blanc aux traitements sylvicoles visant

la végétation herbacée et ligneuse compétitive est encore évidente et suit les mêmes tendances

que celles documentées auparavant. En général, dans les cas de coupes à blanc et progressives

uniformes, les résultats indiquent que l’efficacité de la gestion de la végétation est maximisée

lorsque ces interventions sont hâtives. Dans les coupes à blancs et les coupes progressives plus

ouvertes, une bonne croissance du pin blanc est atteinte avec le traitement des herbacées

compétitive seulement. Dans ces sites, une couverture décidue a atténué les damages causés par

le charançon et a maximisé la croissance arborescente en hauteur. Dans les coupes progressives

plus fermées avec une pénétration de la lumière de moins de 50%, la végétation herbacée ainsi

que celle ligneuse doit être contrôlée afin d’atteindre une bonne croissance de pins blancs.

L’agrégation des données de tous les sites et de toutes les strates de couvert (la canopée, la

végétation ligneuse, les herbacées et les arbustes de petites tailles) suggère qu’au moins 60% des

pins blancs plantés peuvent atteindre une hauteur de 2,5m à 10 ans quand la végétation plus

haute a été coupée à 65% de couvert et le couvert total d’herbacées est maintenu sous 50% de

couvert dans les 5 premières années. Ces résultats fournissent des outils décisionnels aux

aménagistes forestiers qui peuvent les utilisés dans leur planification de la gestion de la

végétation compétitive afin d’atteindre leur objectifs de régénération.


The impact of silviculture practices on the development of a recalcitrant understory layer:

Are we creating a problem for future rotations?

Isabelle Aubin, Michael Hoepting, Kierann Santala

Natural Resources Canada, Canadian Forest Service, Great Lakes Forestry Centre

Abstract

Silviculture practices have well known direct positive effects on tree growth. However,

such practices may release other forest components that may indirectly limit future seedling

development through competition for light or nutrients. In this report, we will describe the

foundations, objectives, methodology and preliminary results of the first year of a project

examining the long-term impacts that competitive vegetation management has on other forest

components. This study consists of two components, the first explores long-term changes in

forest understory using a pre-existing dataset. The second component investigates impacts on

forest understory structure using field measurements. By identifying vegetation management

approaches that minimize the development of difficult to manage understory vegetation

communities and enhance crop tree productivity, this research will help optimize vegetation

management investment in both the short- and long-term.

Résumé

Les pratiques silvicoles ont des impacts directs positifs bien connus sur la croissance des

arbres. Cependant, certaines pratiques silvicoles pourraient favoriser d’autres composantes

forestières qui pourraient rentrer en compétition avec des semis pour la lumière et les nutriments,

et ainsi limiter indirectement leur croissance. Dans ce rapport, nous décrirons les prémisses, les

objectives, la méthodologie et les résultats préliminaires de cette première année d’un projet qui

évalue les impacts à long-terme de la gestion de la végétation compétitive sur les autres

composantes forestières. Cette étude comprend deux parties. La première explore les

changements à long terme du sous-bois avec un jeu de données existant. La deuxième examine

les impacts sur la structure du sous-bois avec des mesures prises sur le terrain. Avec

l’identification des techniques de gestion de la végétation qui minimisent le développement de

communautés végétales non-désirées du sous-bois et améliorent la productivité des arbres

commerciaux, cette étude aidera à l’optimisation de l’investissement dans la gestion de la

végétation à court- et à long-terme.


Using the functional traits of soil fungi to improve post-disturbance pine regeneration

Nadir Erbilgin1 and Jonathan Cale

1

1Department of Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton. Alberta, Canada

Abstract

Projections of increased intensity and frequency of natural biotic (mountain pine beetle)

and abiotic (wildfire) forest disturbances underscore a need for need for novel management

strategies accelerating healthy post-disturbance forest recovery in order to maintain dependable

commodity supply. We have begun to investigate how biotic and abiotic disturbances

individually or in combination affect the functional roles soil fungi play in forest regeneration.

Utilizing field and greenhouse surveys and experiments great progress toward achieving our goal

of developing novel forest management methods through understanding how soil fungal

communities mediate interactions between forest disturbances and forest regeneration through

the functional benefits these communities provide developing seedlings. While work to meet

study objectives continues, we made substantial progress in 2016 toward meeting these

objectives. We located and sampled soil, overstory and understory plant communities at 28 field

sites representing 14 disturbed-undisturbed (control) site pairs. At each of the disturbed sites,

lodgepole pine seeds were sown into four 1 m2 plots to be used in assessing the feasibility of

remediating post-disturbance fungal communities in the coming years. After a comparative

study, we identified an accurate and efficient method for extracting fungal DNA from soil

samples. Two greenhouse projects using 756 lodgepole pine seedlings growing in pots

inoculated with field soil were established. Seedlings in these projects presently maintain healthy

growth and development. With this progress and as work continues, we are well positioned to

meet project milestones in 2017.

Résumé

L’intensité et la fréquence accrues des perturbations en milieu forestier attribuables à des

facteurs naturels biotiques (dendroctone du pin ponderosa) ou abiotiques (incendies de forêt)

imposent la nécessité d’avoir des stratégies de gestion novatrices visant à accélérer le

rétablissement de la forêt après une perturbation pour maintenir un approvisionnement fiable en

bois. Nous avons commencé à examiner comment les perturbations biotiques et abiotiques

individuelles ou en combinaison affectent les rôles fonctionnels que jouent les champignons du

sol dans la régénération forestière. Grâce aux relevés et aux expériences faites sur le terrain et en

serre, d’importants progrès ont été réalisés vers l’atteinte de notre principal objectif, qui est de

mettre au point de nouvelles méthodes de gestion forestière en comprenant mieux le rôle de

médiation des communautés fongiques du sol dans les interactions entre les perturbations

forestières et la régénération forestière du fait des avantages fonctionnels que ces communautés

offrent aux jeunes semis en développement. Bien que les travaux pour réaliser les objectifs de

l’étude se poursuivent, nous avons fait des progrès considérables en 2016 vers leur atteinte. Nous

avons repéré des communautés végétales du sol, de l’étage dominant et du sous-étage et prélevé

des échantillons à 28 endroits, soit 14 paires de sites perturbés-non perturbés. Chaque site a été

ensemencé de pin tordu latifolié sur quatre parcelles de 1 m2 afin d’évaluer la faisabilité de


procéder à la remédiation des communautés fongiques après une perturbation dans les années à

venir. Une étude comparative nous a permis de déterminer une méthode précise et efficiente pour

extraire l’ADN fongique des échantillons de sol. Deux projets de serre ont été établis; en tout,

756 semis de pin tordu latifolié poussent dans des pots inoculés avec du sol provenant du terrain.

À l’heure actuelle, les plants de ces projets présentent une croissance et un développement sains.

Vu les progrès réalisés et que les travaux se poursuivent, nous sommes en bonne posture pour

atteindre les grands jalons de l’étude en 2017.


Evaluating endophyte application strategies and endophytes to improve tolerance of

western pine species to white pine blister rust (Cronartium ribicola)

Greg Adams1,4

, David Miller2, Pamela Taylor

3 Andrew McCartney

3

1 J.D. Irving, Limited, 181 Aiton Road, Sussex East, NB, E4G 2V5

2 Ottawa-Carleton Institute of Chemistry, Carleton University, Ottawa, ON, K1S 5B6

3 Maritime Innovation Limited, 181 Aiton Road, Sussex East, NB, E4G 2V5

4 Corresponding author: [email protected]; phone: 506-432-2844

Abstract

Our research over the past several years has focused on a class of fungi called endophytes

that reside inside the needles of conifer trees, forming mutualistic associations with their hosts.

We have identified strains of these endophytic fungi that produce secondary metabolites which

act antagonistically toward certain forest pests, namely spruce budworm (Choristoneura

fumiferana), white pine blister rust (Cronartium ribicola) and Dothistroma septosporum. We

have further developed applications whereby cultures of endophytic fungi are applied to nursery

seedling stock to improve tree tolerance to these insect and disease pests. Long term field studies

have demonstrated the persistence and spread of endophytes in inoculated trees and their

presence causes reduced budworm survival. Further, laboratory experiments using anti-fungal

extracts isolated from white pine have shown to be toxic to white pine blister rust and related rust

fungi in in vitro assays. Field experiments to test the efficacy of these selected white pine

endophytes are presently underway. Research during the past year of the SERG-I project has

focused on conducting initial experiments using white pine endophytes to improve the tolerance

of western pine species to white pine blister rust. Western white pine, whitebark pine and limber

pine are susceptible to white pine blister rust and, notably, whitebark pine and limber pine are

listed as endangered by COSEWIC, the Committee on the Status of Endangered Wildlife in

Canada. To test inoculation success, 1000 western white pine, whitebark pine and limber pine

seedlings were treated with pine endophytes. The seedling lots were subjected to 1 of 3

treatments. For treatment 1, one third of the seedlings received no treatment and served as the

control; for treatment 2, one third of the seedlings were treated with strain T6-4B-2; and for

treatment 3, the remaining one third of the seedlings were treated with strain SG-6. Samples will

be collected and analyzed in year two to determine the percent inoculation. In addition to our

white pine experiments over the past year, research on endophyte application strategies was also

conducted to evaluate the inoculation efficiency of seedlings after treatment with endophyte

mixtures. Currently endophyte cultures are applied to seedlings as individual strains but mixtures

of diverse species is preferred. Very little is known, however, about how individual strains

interact in the context of other, potentially antagonistic, fungal species. To better understand

these interactions, we treated 1000 red spruce, white spruce and white pine seedlings with

endophyte mixtures. Samples have been collected and are currently being prepared for qPCR

analysis to determine the percent inoculation of seedlings and the identity of the endophyte

strain(s). The results will be used to support decisions regarding the future deployment of

endophytes in large scale applications.



Résumé

Depuis quelques années, notre recherche porte sur une catégorie de champignons

endophytes qui habitent à l’intérieur des aiguilles de conifères, formant des associations

mutualistes avec leurs hôtes. Nous avons identifié des souches de ces champignons endophytes

qui produisent des métabolites secondaires se comportant de manière antagoniste avec certains

ravageurs forestiers, dont la tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana), la

rouille vésiculeuse du pin blanc (Cronartium ribicola) et Dothistroma septosporum. Nous avons

aussi mis au point des applications qui impliquent l’ajout de champignons endophytes à des

semis de pépinière afin de renforcer la tolérance des arbres à ces maladies et insectes nuisibles.

Des études de longue durée sur le terrain ont montré la persistance et la propagation des

endophytes dans les arbres inoculés, et aussi que leur présence réduit la survie de la tordeuse. De

plus, les expériences en laboratoire utilisant des extraits antifongiques prélevés sur le pin blanc

ont montré que ceux-ci étaient toxiques pour le champignon de la rouille vésiculeuse du pin

blanc et d’autres champignons qui causent la rouille dans des essais in vitro. Des expériences sur

le terrain sont en cours pour vérifier l’efficacité de ces endophytes du pin blanc. La recherche

menée au cours de la dernière année sur le projet de SERG-I a porté sur la réalisation

d’expériences initiales dans le cadre desquellrs des endophytes du pin blanc sont utilisés pour

renforcer la tolérance des essences de pins de l’Ouest à la rouille vésiculeuse du pin blanc. Le pin

argenté, le pin à écorce blanche et le pin flexible sont tous susceptibles à la rouille vésiculeuse du

pin blanc, et il faut souligner que le pin à écorce blanche et le pin flexible se trouvent sur la liste

des essences en péril du Comité sur la situation des espèces en péril au Canada (COSEPAC).

Pour vérifier la réussite de l’inoculation, 1000 semis de pin argenté, de pin à écorce blanche et de

pin flexible ont été traités avec des endophytes de pin. Les parcelles qui ont accueilli les semis

ont reçu 1 de 3 traitements. Pour le traitement 1, un tiers des semis n’ont reçu aucun traitement et

ont constitué le groupe témoin; pour le traitement 2, un tiers des semis ont reçu la souche T6-4B-

2; pour le traitement 3, le dernier tiers des semis a reçu la souche SG-6. Des échantillons seront

prélevés et analysés durant la deuxième année pour déterminer le pourcentage d’inoculation. En

plus de nos expériences sur les pins blancs au cours de la dernière année, nous avons aussi fait de

la recherche impliquant l’application d’endophytes pour évaluer l’efficience de l’inoculation des

semis après leur traitement avec des mélanges d’endophytes. À l’heure actuelle, des souches

individuelles de cultures endophytes sont appliquées sur des semis, mais des mélanges de

plusieurs espèces sont préférables. Toutefois, on en connaît très peu sur l’interaction des souches

individuelles dans le contexte d’autres espèces fongiques potentiellement antagoniques. Pour

mieux comprendre ces interactions, nous avons traité 1000 semis d’épinette rouge, d’épinette

blanche et de pin blanc avec des mélanges d’endophytes. Des échantillons ont été prélevés et

sont actuellement en préparation en vue d’une analyse PCR visant à déterminer le pourcentage

d’inoculation des semis et à identifier les souches d’endophytes. Les résultats de l’analyse

serviront à appuyer les décisions concernant le déploiement futur d’endophytes dans des

applications à grande échelle.


Development of monitoring tools to detect mountain pine beetle at low densities on the

eastern and northern edge of beetle expansion into Saskatchewan and Northwest

Territories in Canada

Nadir Erbilgin1, Jennifer Klutsch

1

1Department of Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton. Alberta, Canada

Abstract

Mountain pine beetle is an economically important bark beetle that is currently expanding

east into the boreal forest in Alberta. However, it is unknown what the most efficient monitoring

techniques are at the leading edge of range expansion where populations of mountain pine beetle

are low. Pheromones are important in bark beetle biology and in combination with tree volatiles

can be used to attract beetles into traps or baited trees. In 2014, we first developed and tested a

lure that was comprised of commercially available synthetic pheromones (trans-verbenol and

exo-brevicomin) and tree volatiles (terpinolene and myrcene). This lure caught the most number

of beetles while populations were low in novel habitats in Alberta. We then initiated a trapping

study utilizing baited trap-trees in 2015. We baited trees in three different formations (3 trees in a

triangle formation, 4 trees in a square formation, and 6 trees in a rectangle formation) and spaced

these formations in three different distances (1, 4, 8 km) in a factorial design. We did not find

any difference in the proportion of trees attacked or the attack density (number of attacks per m2

of stem) on each baited tree among formations or distances. Neither the number of neighboring

non-baited trees attacked nor the attack density varied by formation or distance. However, the

square formation seems to be the best trap-tree setup for the following two reasons: (1) the

number of mass attacked baited trees was relatively higher in the square formation, and (2) the

square formation in two of the distance treatments had the least spill-over attacks on neighboring

non-baited trees. These results suggested that this formation was more effective at concentrating

beetle attacks in a relatively small area. We therefore conducted a similar field experiment

utilizing the same protocol only with the square trap-tree formation with distances of 8 and 12

km. While the square formation of baited trees at 8 km distance had slightly greater proportion of

baited trees attacked, attack density, and adjacent non-baited trees attacked than the 12 km, the

differences were not statistically significant between distance treatments. Therefore, these results

in combination with the results from the 2015 baiting experiment, demonstrate that the square

formation of baited trap-trees spaced at even large distances, such as 12 km, are efficient at

monitoring low beetle populations and are capable of concentrating beetle attacks in a relatively

small area.

Résumé

Le dendroctone du pin ponderosa est un scolyte ayant une incidence économique

importante qui connaît actuellement une expansion vers l’est dans la forêt boréale de l’Alberta.

Cependant, on ne sait pas quelles sont les techniques de surveillance les plus efficaces à la lisière

de l’expansion de la distribution là où les populations de dendroctone du pin ponderosa sont

faibles. Les phéromones sont importantes dans la biologie des scolytes et elles peuvent être

utilisées, en combinaison avec des volatiles d’arbres, pour attirer les dendroctones dans des


pièges ou des arbres appâtés. En 2014, nous avons d’abord développé et à mis à l’essai un appât

composé de phéromones synthétiques disponibles sur le marché (trans-verbenol et exo-

brevicomine) et de volatiles d’arbres (terpinolène et myrcène). Cet appât a attrapé le plus grand

nombre de dendroctones pendant que les populations étaient faibles dans les nouveaux habitats

de l’Alberta. Nous avons ensuite entrepris en 2015 une étude de piégeage en utilisant des arbres

pièges. Nous avons appâté des arbres selon trois formations différentes (3 arbres en formation

triangulaire, 4 arbres en formation carrée et 6 arbres en formation rectangulaire) et nous avons

espacé ces formations à trois distances différentes (1 km, 4 km et 8 km) selon un plan factoriel.

Nous n’avons observé aucune différence dans la proportion d’arbres attaqués ou la densité des

attaques (nombre d’attaques par m2 de tronc) sur chaque arbre piège entre les différentes

formations et distances. Ni le nombre d’arbres voisins non appâtés attaqués ni la densité des

attaques n’ont varié en fonction de la formation ou de la distance. Cependant, la formation

d’arbres pièges en carré semble l’installation à privilégier pour les raisons suivantes : 1) le

nombre d’arbres pièges ayant subi des attaques massives était relativement plus élevé dans la

formation en carré, et 2) la formation en carré pour deux des distances est celle qui a présenté le

moins d’attaques indirectes sur les arbres voisins non appâtés. Ces résultats laissent croire que

cette formation est plus efficace pour concentrer les attaques du dendroctone dans un secteur

relativement petit. Par conséquent, nous avons mené une expérience similaire sur le terrain en

suivant le même protocole, mais uniquement avec la formation d’arbres pièges en carré à des

distances de 8 km et de 12 km. Alors que la formation en carré des arbres pièges à 8 km de

distance présentait une proportion légèrement supérieure d’arbres pièges attaqués, une plus

grande densité d’attaques et plus d’arbres non appâtés adjacents attaqués par rapport à la distance

de 12 km, les différences dans le résultat des traitements n’étaient pas statistiquement

significatives entre les distances. Par conséquent, ces résultats, combinés aux résultats de

l’expérience d’appâtage de 2015, montrent que la formation d’arbres pièges en carré à des

distances encore plus grandes, comme 12 km, est efficace pour surveiller les populations de

dendroctones qui sont faibles, et elle peut concentrer les attaques dans un secteur relativement

petit.


Mountain Pine Beetle Cold Tolerance and Seasonality:

Implications for Population Dynamics and Range Expansion in Canada

K. Bleiker, G. Smith

Canadian Forest Service, Natural Resources Canada

Abstract

Given the presence of a suitable food source, temperature likely has the largest overall

impact on mountain pine beetle’s (MPB) distribution and population dynamics. Winter is usually

the largest single source of mortality even in benign climates like southern British Columbia.

Weather during the growing season affects development and MPB needs to maintain an adaptive

seasonality – a synchronous one-year life cycle with the most hardy life stage entering winter –

to be successful. We report on progress made on MPB cold tolerance and seasonality in the last

year. Most notably we have: (1) elucidated conditions facilitating cold acclimation; (2)

quantified the loss of cold tolerance over time at difference temperatures; and (3) tested for pre-

freeze mortality due to extended time at sub-lethal temperatures (ie, effect of severity and

duration of exposure on insect mortality). In addition, we have examined the cold tolerance of

insects from north-central Alberta and southern British Columbia. A summary of the main results

over the last year are presented.

Résumé

Vu la présence d’une source de nourriture propice, c’est probablement la température qui

a la plus grande incidence sur la répartition et la dynamique des populations de dendroctone du

pin ponderosa (DPP). L’hiver est habituellement la principale cause de mortalité, même dans les

climats plus doux comme ceux observés dans le sud de la Colombie-Britannique. La météo

durant la période de croissance affecte le développement et, pour réussir, le DPP a besoin de

maintenir une saisonnalité adaptative – un cycle de vie synchrone d’un an, où l’étape du cycle de

vie la plus robuste se situe au début de l’hiver. Nous faisons rapport sur les progrès concernant la

tolérance au froid et la saisonnalité du DPP réalisés au cours de la dernière année. En particulier,

nous avons : 1) élucidé les conditions qui facilitent l’acclimatation au froid; 2) quantifié la perte

de tolérance au froid au fil du temps à différentes températures; 3) fait des tests sur la mortalité

avant le gel à la suite d’une période prolongée à des températures sous-létales (c.-à.-d. l’effet de

la gravité et de la durée de l’exposition sur la mortalité des insectes). De plus, nous avons

examiné la tolérance au froid d’insectes du centre-nord de l’Alberta et du sud de la Colombie-

Britannique. Un résumé des principaux résultats de la dernière année est présenté.


Simulating MPB invasive spread control in Saskatchewan using ‘SpaDES’

Alex M. Chubaty1, Eliot J. B. McIntire

1, Barry J. Cooke

2

1Canadian Forest Service, Natural Resources Canada

2Ontario Ministry of Natural Resources and Forestry

Abstract

Mountain pine beetle (Dendroctonus ponderosae Hopk.; MPB) has spread beyond its

native range in western Canada and its continued eastward spread threatens now threatens the

boreal forests of Saskatchewan and beyond. Various researchers have turned their attention to

predicting the outbreak and spread dynamics of this insect in jack pine, and to evaluating control

measures to mitigate/ward off the potentially devastating loss of forest habitat and timber supply

experienced in British Columbia, where the current outbreak began. Development of robust

prediction models relies on 1) integration of expert knowledge across disciplines; 2) timely and

reliable updates with new data; and 3) the ability to evaluate multiple models (as hypotheses) or

make use of ensemble (i.e., consensus) modelling approaches to better deal with prediction

uncertainty.

Here we present our progress on the development of a modular, spatially explicit discrete

event simulation platform, SpaDES, and the implementation of a predictive model of MPB

invasive spread in Saskatchewan. SpaDES (Chubaty & McIntire 2016) is freely available open-

source software built using the R programming language and environment for statistical

computing, and leverages R’s strength as a data analysis platform including is extensive

statistical and GIS tools, high quality visualizations, and high performance computing

capabilities. SpaDES provides a modular framework for implementing simulation models such

that model components can be developed and run independently while also being interoperable

with others. Additionally, SpaDES modules and data can easily be shared and improved by the

research community. This permits addition or removal of model components, allowing

reuseability and integration of models across domains. Thus, an insect ecologist modeling pest

outbreak can make direct use of forest vegetation dynamics, climate suitability, and fire spread

modules implemented by experts in those fields, rather than implementing simple “stub”

versions of those components themselves. Furthermore, this approach respects the diversity of

expert opinion by enabling multiple model comparisons (e.g., testing different dispersal kernels

or recruitment curves). Additionally, SpaDES facilitates and promotes model transparency and

accountability through reproducible workflow and enables continuous updates to models as data

(or the models themselves) are updated by their experts.

We are currently developing and implementing in SpaDES a model of MPB eastward

spread based on current and historic MPB attack in BC and AB, estimates of availability of jack

pine and lodgepole pine host trees across Canada (from Beaudoin et al. 2014), MPB climate

suitability projections (from Cooke & Carroll in prep), and various MPB population growth

models (see MacQuarrie et al. in prep). This model consists of several modules comprising data

import and processing (e.g., map cropping and reprojection) as well as the simulated population

and dispersal dynamics. Ongoing and future validation, updates, and extension of this model are

simplified by the modular reproducible workflow enabled by the SpaDES platform.


Résumé

Le dendroctone du pin ponderosa (Dendroctonus ponderosae Hopk.; MPB) s'est propagé

au-delà de son aire de répartition dans l'ouest du Canada et le risque d’attaque continue de se

répandre vers l'est, menaçant maintenant la forêt boréale de la Saskatchewan et encore plus à

l’Est. Plusieurs chercheurs travaillent sur la prédiction de l'éclosion et de la dynamique de cet

insecte dans le pin gris et sur l'évaluation des mesures de lutte pour atténuer la perte énorme de

l'habitat forestier et de l'approvisionnement en bois, comme l’expérience vécu en Colombie-

Britannique. Le développement de modèles de prédiction robustes repose sur: 1) l'intégration des

connaissances spécialisées dans toutes les disciplines; 2) actualisation rapide et fiable de

nouvelles données; et 3) la capacité d'évaluer des modèles multiples (comme hypothèses) ou

d'utiliser des approches de modélisation d'ensemble (c'est-à-dire consensus) pour mieux agir face

à l'incertitude.

Nous présentons ici nos progrès dans le développement d'une plateforme modulaire de

simulation d'événements discrets spatialement explicite, SpaDES, et la mise en œuvre d'un

modèle prédictif de la propagation invasive de MPB en Saskatchewan. SpaDES (Chubaty &

McIntire 2016) est un logiciel open source construit dans le langage de programmation R. Il

exploite les forces de R comme plateforme d'analyse de données incluant des outils statistiques

et du SIG, des visualisations de haute qualité et des performances élevées en informatiques.

SpaDES est une plateforme modulaire pour la mise en œuvre de modèles de simulation, de sorte

que les composants du modèle peuvent être développés et gérés indépendamment tout en étant

interopérables avec d'autres. En outre, les modules et données de SpaDES peuvent être

facilement partagés et améliorés par la communauté de la recherche. Cela permet d'ajouter ou de

supprimer des composants du modèle, ce qui permet la réutilisation et l'intégration de modèles

entre les domaines. Ainsi, un entomologiste peut modéliser l'éclosion de ravageurs en utilisant

directement des modules de dynamique de la végétation forestière, d'adaptation au climat et de

propagation du feu mis en œuvre par des experts dans ces domaines plutôt que de mettre en

œuvre des versions simples de ces composants. En outre, cette approche respecte la diversité de

l'opinion des experts en permettant des comparaisons de modèles multiples (par exemple, on

peut tester de différents modèles de dispersion ou courbes de recrutement). De plus, SpaDES

facilite et encourage la transparence et la responsabilité des modèles grâce à un workflow

reproductible et permet des mises à jour continuelles des modèles lorsque les données (ou les

modèles eux-mêmes) sont mises à jour par leurs experts

Nous élaborons et mettons actuellement en œuvre dans SpaDES un modèle de

propagation de la dendroctone du pins vers l'Est basé sur l'attaque actuelle et historique de

dendroctone en Colombie-Britannique et en Alberta, sur les estimations de la disponibilité

d'arbres de pins susceptibles partout au Canada (de Beaudoin et al. 2014), sur les projections

d'adaptation au climat (d'après Cooke et Carroll en préparation) et sur des modèles de croissance

démographique du dendroctone (voir MacQuarrie et al., en préparation). Ce modèle se compose

de plusieurs modules comprenant l'importation et le traitement des données (par exemple, les

opérations sur les cartes géographiques) ainsi que la dynamique simulée de la population et de la

dispersion. La validation, les mises à jour et l'extension futures de ce modèle sont simplifiées par

le workflow modulaire et reproductible mis-en-place par la plateforme logicielle SpaDES.


Tools for monitoring and predicting the effect of novel interactions between brown spruce

longhorn beetle (Tetropium fuscum), spruce beetle (Dendroctonus rufipennis), and spruce

budworm (Choristoneura fumiferanae)

Rob Johns (Contact person), Mallory MacDonnell (UNB)

Collaborators: Jon Sweeney (AFC), E. Moise (AFC), Deepa Pureswaran (LFC), Leah Flaherty

(MacEwan University), Chris MacQuarrie (GLFC), Steve Heard (UNB)

Telephone Number: (506) 452-3785

Address: CFS-AFC, 1350 Regent St., Fredericton, NB, E3B 5P7

Abstract

Our study aims to develop tools for predicting the impact of spruce budworm on stressed

(i.e., girdled or bark beetle attacked) vs. unstressed red spruce, and to examine potential

interactions between brown spruce longhorned beetle and spruce beetle. In general, stress

treatments had a significant impact on shoot production and growth, but had no impact on

relationships between budworm density and defoliation. Insect density – defoliation relationships

were significant with overall defoliation typically plateauing above one larva per current-year

shoot. Larval survival in sleeve cages to pupation was 23% in 2014 and 10% in 2015. Analyses

are still underway to determine the effects of stress treatment and insect density on budworm

performance (survival, size, sex ratio). From our analyses to date, we would not expect short-

term attack from brown spruce long-horned beetle to significantly impact defoliation by spruce

budworm, though whether beetle-stressed trees are better hosts for budworm remains to be

determined.

Résumé

Notre étude vise à développer des outils pour prédire l’impact de la tordeuse des

bourgeons de l’épinette sur les épinettes rouges stressées (c.-à-d. écorcées en anneau et/ou

attaquées par des scolytes) vs. non stressées, et d’examiner les interactions potentielles entre le

longicorne brun de l’épinette et le dendroctone de l’épinette. De façon générale, les traitements

de stress ont eu un impact significatif sur la production de pousses et la croissance, mais pas sur

la relation entre la densité de tordeuses et la défoliation. La relation entre la densité d’insectes et

la défoliation était significative avec une défoliation globale atteignant typiquement un plateau

au-delà d’une larve par pousse de l’année. La survie larvaire dans les manchons était de 23% en

2014 et 10% en 2015. Des analyses sont en cours afin de déterminer les effets du traitement de

stress et de la densité des insectes sur la performance de la tordeuse (survie, taille, rapport des

sexes). Selon nos analyses préliminaires, nous prévoyons qu’une à deux années d’attaque du

longicorne brun de l’épinette sur l’épinette rouge ne devraient pas avoir d’impact significatif sur

la défoliation attendue pour une densité donnée de tordeuse des bourgeons de l’épinette.


Developing a Mycoinsecticide for Spruce Beetle Population Suppression

Clifford Bradley1, Danielle Malesky

2, Seth Davis

3

1Montana BioAgriculture Inc., Missoula Montana, [email protected]

2US Forest Service Region 4 Forest Health Protection, Ogden, Utah

3Forest & Rangeland Stewardship, Colorado State University, Fort Collins, Colorado

Abstract

New technology for direct control of native tree-killing bark beetles is an ongoing forest

management need and concern. Few effective non-chemical treatments are currently available.

Here, a formulation containing an entomopathogenic fungus (Beauvaria bassiana) is described

and tested on spruce beetle (Dendroctonus rufipennis) in both laboratory setting and field sites in

northern Wyoming.

Our objectives were to develop a biorational control method for spruce beetle using

microbial pathogens. We addressed three specific goals: (1) field test mycoinsecticide

formulations for suppression of spruce beetle, Dendroctonus rufipennis in Engelmann spruce,

Picea engelmannii and (2) optimize mycoinsecticide application and handling protocols for

efficacy and cost-effectiveness and (3) evaluate potential seasonal effects on the efficacy of

applications.

Laboratory assays demonstrate that contact with selected B. bassiana isolates causes 90%

mortality of D. rufipennis within four days. A clay-based suspension of B. bassiana spores (12.8

× 106 spores per ml) was applied to the surface of felled Engelmann spruce (Picea engelmanii)

using a motorized backpack sprayer. To challenge the treatment, all treated and untreated felled

trees were baited with pheromone lures. Subcortical adult mortality, reproduction, and

emergence were quantified and compared between trees treated with spore suspension and

untreated trees. Application of spore suspension significantly increased overall mortality of

colonizing adults by 36% on average, but larval mortality was unaffected. Average D. rufipennis

reproduction was reduced by 19% in treated tree material, though this difference was not

statistically significant. There was considerable variability in adult mortality between treated

trees; 7 of 18 treated trees showing greater than 80% mortality where paired controls showed

mortality of 20% or less. Adult beetles from controls showed an apparent natural level of Bb

infection of 17% on average.

Viable spores were re-isolated from treated logs up to 90 days after application at average

concentrations of 1X106 spores/cm2, indicating long-term viability of the spore suspension.

These results suggest that the spore formulation tested here can be deployed prior to spruce

beetle flight (early June) and remain viable during the summer flight. In order to effectively

reduce spruce beetle survival and D. rufipennis population pressure with this spore formulation,

additional research is needed to describe the impacts of Bb on spruce beetle associates

(nematodes, mites, bacteria, and fungi). This research lends to defining the current gap of

knowledge on inter and intra-specific competition, yeast volatiles, synthetic lures, and bark

beetle associates. The mycological agent developed here warrants additional testing on bark

beetle associates, namely the bacterial communities of bark beetles. We suspect natural bacterial

associates of spruce beetle adults may play a role in (Cardoza et al. 2009) in insect (namely,

larval) survival.


Résumé

Développer de nouvelles technologies pour exercer un contrôle direct sur les scolytes

indigènes qui tuent les arbres est une nécessité et une préoccupation constantes en gestion

forestière. Il y a peu de traitements efficaces autres que les traitements chimiques sur le marché

actuellement. Dans cette étude, une formulation contenant un champignon entomopathogène

(Beauvaria bassiana) est décrite, et des essais contre le dendroctone de l’épinette (Dendroctonus

rufipennis) ont eu lieu en laboratoire et sur le terrain dans le nord du Wyoming. Nos objectifs

étaient de mettre au point une méthode de lutte biorationnelle contre le dendroctone de l’épinette

qui utilise des pathogènes microbiens. Nous avions trois points précis en vue : 1) faire des essais

sur le terrain de formulations mycoinsecticides pour éliminer le dendroctone de l’épinette,

Dendroctonus rufipennis, de l’épinette d’Engelmann, Picea engelmannii; 2) optimiser les

protocoles d’application et de manutention des mycoinsecticides sur les plans de l’efficacité et de

la rentabilité; 3) évaluer les éventuels effets saisonniers sur l’efficacité des applications.

Les essais en laboratoire montrent qu’un contact avec certains isolats B. bassiana donne

lieu à un taux de la mortalité de 90 % de D. rufipennis dans les quatre jours. Une suspension à

base d’argile constituée de spores B. bassiana (12,8 × 106 spores par ml) a été appliquée à l’aide

d’un pulvérisateur à réservoir dorsal motorisé sur la surface d’une épinette d’Engelmann (Picea

engelmanii) abattue. Pour vérifier le traitement, tous les arbres abattus traités et non traités ont

été appâtés avec des phéromones. La mortalité adulte et la reproduction ont été quantifiées dans

des « fenêtres » d’écorce, et l’émergence des adultes a été évaluée et comparée entre les arbres

traités avec une suspension de spores et les arbres non traités. L’application d’une suspension de

spores a considérablement réduit la mortalité chez les adultes colonisateurs, de 36 % en

moyenne, mais la mortalité larvaire n’a pas été touchée. Le taux de reproduction de D. rufipennis

a diminué en moyenne de 19 % dans les arbres traités, mais la différence n’est pas

statistiquement significative. La mortalité adulte a varié considérablement parmi les arbres traités

: sur 7 des 18 arbres traités, le taux de mortalité a dépassé 80 %, alors que le taux de mortalité

dans les arbres témoins jumelés a été de 20 % ou moins. Les arbres témoins présentaient un

niveau naturel apparent d’infection au B. bassiana de 17 % en moyenne.

Des spores viables ont été de nouveau isolées des billots traités jusqu’à 90 jours après

l’application à des concentrations moyennes de 1X106 spores/cm2, ce qui indique une viabilité

de longue durée de la suspension de spores. Ces résultats semblent montrer que la formulation de

spores mise à l’essai ici peut être déployée avant l’envol du dendroctone de l’épinette (au début

de juin) et rester viable tout au long des vols de l’insecte durant l’été. Pour réduire de façon

efficace la survie du dendroctone de l’épinette et la pression exercée par les populations de D.

rufipennis au moyen de cette formulation de spores, la recherche doit se poursuivre sur les

moyens de limiter la reproduction. Une des démarches est de décrire les conséquences des

associés du dendroctone de l’épinette (nématodes, mites, bactéries et champignons) sur B.

bassiana. Cette recherche permettra de définir les lacunes actuelles dans les connaissances sur la

compétition inter et intra-espèces, les volatiles des levures, les appâts synthétiques, les associés

des scolytes et les facteurs qui influent sur la sélection des souches de pathogènes. L’agent

mycologique mis au point dans la présente étude justifie la tenue d’autres d’essais sur les

associés des scolytes, à savoir les communautés bactériennes de scolytes. Nous soupçonnons que

les associés bactériens du dendroctone de l’épinette adulte jouent un rôle dans la survie de

l’insecte (soit la larve) (Cardoza et coll. 2009).


1

Effect of trap height, trap color, and trap lure on efficacy of detecting species of bark- and

wood boring beetles (Cerambycidae, Buprestidae, Scolytinae)

Jon Sweeney1, Krista Ryall

2, Peter Silk

1, Peter Mayo

1, Cory Hughes

1, Kate van Rooyen

1, Gaetan

LeClair1, Jerzy M. Gutowski

3, Tomasz Mokrzycki

4, Dan Miller

5, Meng Qingfan

6, Li Yan

6, & Joe

Francese7

1NRCan-Canadian Forest Service, Fredericton, NB

2NRCan-Canadian Forest Service, Sault Ste. Marie, ON

3Forest Research Institute (IBL), Białowieża, Poland

4University of Warsaw, Poland

5USDA Forest Service, Athens Georgia

6Beihua University, Jilin, China

7USDA APHIS PPQ, Buzzards Bay, MA

Abstract

Improved tools and methods for surveillance of potentially invasive bark- and wood

boring beetles are critical needs of regulatory agencies because the earlier an invasive species is

detected, the more feasible and less costly it is to eradicate, contain, or manage it. We ran several

experiments in 2016 designed to test the effects of trap color, trap placement, and trap lure on the

efficacy of detecting species of Cerambycidae, Buprestidae and Scolytinae in NB, NS, GA,

Poland, China, and Italy. We also completed species ID and data analysis for most of the

experiments and sites conducted in 2015. One of our main goals was to see if we could improve

detection of buprestid species which are rarely detected in standard black funnel traps in the

understory. As we predicted, trap color and placement significantly affected the total number of

buprestid species detected per trap: green funnel traps in the canopy detected the most species

and had the greatest mean catches of 10 different buprestid species (mainly Agrilus spp.). Purple

traps in the canopy had the greatest mean catches of four buprestid species and black traps were

not effective at either trap height. For cerambycids, the mean total number of species detected

per trap was not affected by trap color or height but mean catch per trap differed significantly

among trap colors and heights for many individual species, i.e., detection rates were significantly

greater in green traps for 16 species, black traps for 12 species and purple traps for 8 species.

Canopy traps outperformed understory traps for detecting 16 cerambycid species whereas the

reverse was true for 19 cerambycid species, e.g., mean catch of Tetropium fuscum was greatest in

purple traps in the understory. Trap color had no effect on Scolytinae detection but traps in the

understory detected significantly more species per trap than did canopy traps. Contrary to our

prediction, the addition of Z-3-hexenol lure to traps baited with a number of cerambycid

pheromones and ethanol had no effect on buprestid detection but significantly reduced the mean

number of cerambycid species detected per trap. Z-3-hexenol significantly reduced mean catch

of 16 species (15 Cerambycidae, 1 Scolytinae) and increased catch of only 4 species (3

Cerambycidae, 1 Scolytinae) Overall, our results indicate that detection of exotic bark- and wood

boring beetles at high risk sites would be improved by using more than one color of trap (e.g.,

green and black or green and purple) and by placing traps in both the canopy and understory.

Although Z-3-hexenol is efficacious for targeted surveys for emerald ash borer, our results


2

suggest it should not be used in general trapping surveys for exotic bark- and wood boring

insects.

Résumé

Il est essentiel pour les organismes de réglementation d’avoir des méthodes et des outils

améliorés pour la surveillance des coléoptères perceurs du bois potentiellement envahissants, car

plus une espèce envahissante est détectée tôt, plus il sera faisable et économique de l’éradiquer,

de la contenir ou de la gérer. Nous avons mené plusieurs expériences en 2016 afin de tester les

effets de la couleur du piège, de l’emplacement du piège et de l’appât utilisé dans le piège sur

l’efficacité de la détection d’espèces de Cerambycidae, de Buprestidae et de Scolytinae au

Nouveau-Brunswick, en Nouvelle-Écosse, dans l’État de la Géorgie, en Pologne, en Chine et en

Italie. Nous avons également achevé l’identification des espèces et l’analyse des données de la

plupart des expériences et des sites de 2015. L’un de nos principaux objectifs était de voir si nous

pouvions améliorer la détection d’espèces de buprestidés qui sont rarement détectés dans les

pièges à entonnoir noir habituels dans le sous-étage. Comme nous l’avions prédit, la couleur et

l’emplacement du piège ont considérablement influencé le nombre total d’espèces de buprestidés

détectées dans chaque piège : les pièges à entonnoir verts dans le couvert forestier ont détecté le

plus d’espèces et capturé le plus grand nombre moyen de 10 espèces de buprestidés différentes

(surtout Agrilus spp.). Les pièges mauves dans le couvert forestier ont capturé le plus grand

nombre moyen de quatre espèces de buprestidés, et les pièges noirs se sont avérés inefficaces peu

importe la hauteur. Pour les cérambycidés, la couleur ou la hauteur du piège n’ont pas eu

d’incidence sur le nombre total moyen d’espèces par piège, mais le nombre moyen de prises par

piège variait considérablement selon la couleur et la hauteur du piège pour de nombreuses

espèces individuelles, c.-à-d. que les taux de détection ont été beaucoup plus élevés dans les

pièges verts pour 16 espèces, dans les pièges noirs pour 12 espèces et dans les pièges mauves

pour 8 espèces. Les pièges dans le couvert forestier ont mieux fonctionné que les pièges dans le

sous-étage pour la détection de 16 espèces de cérambycidés, alors que l’inverse est vrai pour

19 espèces de cérambycidés; par exemple, le nombre moyen de Tetropium fuscum capturés a été

le plus élevé dans les pièges mauves placés dans le sous-étage. La couleur du piège n’a eu aucun

effet sur la détection des Scolytinae, mais les pièges dans le sous-étage ont détecté beaucoup plus

d’espèces par piège que les pièges dans le couvert forestier. Contrairement à notre prédiction,

l’ajout de l’appât Z-3-hexenol à des pièges appâtés avec plusieurs phéromones de cérambycidés

et de l’éthanol n’a eu aucun effet sur la détection des buprestidés, mais le nombre moyen

d’espères de cérambycidés détectés par piège a considérablement baissé. Le Z-3-hexenol a

considérablement abaissé les prises moyennes de 16 espèces (15 Cerambycidae, 1 Scolytinae) et

augmenté les captures de seulement 4 espèces (3 Cerambycidae, 1 Scolytinae). Dans l’ensemble,

nos résultats indiquent que l’utilisation de pièges de plus d’une couleur (p. ex., vert et noir ou

vert et mauve) et le placement de pièges dans le couvert forestier et dans le sous-étage dans les

sites à risque élevé améliorent la détection des coléoptères perceurs du bois exotiques. Bien que

le Z-3-hexenol soit efficace pour les relevés ciblés de l’agrile du frêne, nos résultats semblent

montrer que ce produit ne devrait pas être utilisé dans les relevés de piégeage généraux des

insectes perceurs du bois exotiques.


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