Plant diversity increases herbivore movement and vulnerability to predation

Understanding how changes in plant diversity affect agroecosystem functioning remains a key challenge. We examined how intercropping alfalfa, Medicago sativa, with orchardgrass, Dactylis glomerata, affects the potato leafhopper, Empoasca fabae, its host plant (alfalfa), and the efficiency of a leafhopper predator, Nabis americoferus. In a field experiment, intercropping reduced the reproductive efficiency of the leafhopper. Nabis was more effective at reducing leafhopper abundance, and protecting alfalfa from hopperburn, in the polyculture than in the monoculture of alfalfa. In a series of laboratory experiments, we investigated mechanisms by which intercropping could enhance the efficiency of Nabis. Intercropping resulted in changes in vegetation structure and the spatial distribution of leafhoppers, but there was little evidence that these factors influenced the efficiency of Nabis. Instead, orchardgrass, a nonhost for leafhoppers, increased leafhopper movement, and Nabis captured leafhoppers more efficiently when the herbivores were more mobile. These results indicate that intercropping with nonhost plants promotes leafhopper movement and vulnerability to predation, and reveal a novel mechanism by which plant diversity can reduce herbivory.

ZusammenfassungZu verstehen, wie Änderungen der Pflanzendiversität die Funktion von Agrarökosystemen beeinflusst, bleibt eine wichtige Aufgabe. Wir untersuchten wie die Mischkultur von Alfalfa (Medicago sativa) und Wiesen-Knäuelgras (Dactylis glomerata) die Amerikanische Kartoffelzikade (Empoasca fabae), ihre Wirtspflanze und die Effizienz eines Zikadenräubers (Nabis americoferus) beeinflusst. In einem Freilandexperiment, reduzierte die Mischkultur die Fortpflanzungseffizienz der Kartoffelzikade. In der Mischkultur reduzierte Nabis die Zikadenabundanz und den Zikadenbrand auf Alfalfa mit größerer Effizienz als in der Reinkultur. In einer Reihe von Laborexperimenten untersuchten wir die Mechanismen, durch die die Mischkultur die Effizienz von Nabis steigern könnte. Mischkultur resultierte in Veränderungen der Vegetationsstruktur und der räumlichen Verteilung der Zikade, aber es gab kaum Hinweise, dass diese Faktoren die Effizienz von Nabis beeinflussten. Vielmehr verstärkte das Knäuelgras, das von den Zikaden nicht genutzt werden kann, die Bewegungen der Zikaden, und Nabis fing Zikaden mit höherer Effizienz, wenn diese mobiler waren. Diese Ergebnisse zeigen, dass Mischkultur mit Nicht-Wirten die Bewegungsaktivität der Zikaden erhöht und damit ihre Anfälligkeit für Prädation, und sie enthüllen einen neue Mechanismus, durch den die Pflanzendiversität den Herbivorendruck verringern kann.