מאמר מחקר

הערכת הדחייה של שילוב קוטל חרקים-פטריות לדבורים באמצעות ביואקוסטיקה

176 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/70440

⸱

3 ביולי 2026

 ,  ,  ,  , 
1Department of Entomology, The Ohio State University, 2Department of Horticulture and Crop Science, The Ohio State University

במאמר זה

סיכום

מחקר זה נועד לחקור את הקשר בין מועד השימוש בחומרי הדברה לבין פעילות הדבורים, שנמדדה באמצעות ביואקוסטיקה, בסויה. הניתוח הראה כי יישום חומרי הדברה, ללא קשר למועד, לא השפיע על פעילות הדבורים, התעלמות העלים או התפוקה. עם זאת, פעילות הדבורים הייתה גבוהה יותר מאוחר יותר ביום ובשיא פריחת הסויה.

תקציר

סויה (Glycine max (L.) Merr.) ודבורים מקיימים מערכת יחסים מועילה הדדית, שבה הצוף מוחלף בשירות האבקה, מה שעשוי להגדיל את תפוקת הזרעים. עם זאת, שימוש בחומרי הדברה על סויה במהלך הפריחה עלול להפריע לקשר זה על ידי פגיעה בדבורים ובכך להפחית את יתרונות התפוקה מהמאביקים. מחקר זה בדק כיצד יישום חומרי הדברה במהלך הפריחה משפיע על חיפוש דבורים ותפוקת הסויה, תוך התמקדות בזמני היישום (vs. mid בבוקר באמצע היום) ובשלב הפריחה (R3—פריחה מלאה לעומת R5—מאוחר/סוף הפריחה), בהשוואה לקבוצת ביקורת לא מטופלת. לשם כך, נערך ניסוי במרכז אוהיו בשנים 2023 ו-2024, שבו מגרשי סויה רוססו בתערובת רעילה לדבורים של קוטל חרקים פירתרואידי (0.9% אלפא-ציפרמתרין) וקוטל פטריות מעכב ביוסינתזה סטרול (41.8% פרופיקונזול) באמצעות מרסס תיק גב. פעילות הדבורים נמדדה באמצעות מקליטי שמע שהוצבו בכל גרף ונותחה באמצעות כלי למידת המכונה buzzDetect. ניתוח ביואקוסטי לא הראה השפעה של מריחת חומרי הדברה על פעילות הדבורים, ללא קשר לתזמון. פעילות הדבורים הייתה גבוהה משמעותית בשלב הצמיחה של R3, כאשר הסויה הייתה בשיא הפריחה, בהשוואה לשלב הצמיחה של R5, כאשר הפרחים היו פחות בשפע. פעילות הדבורים הייתה גבוהה משמעותית בצהריים מאשר באמצע הבוקר. לא נמצאו הבדלים משמעותיים בהתעללות או בתפוקת הסויה בין טיפולי חומרי הדברה. תוצאות אלו מספקות תובנות לגבי האופן שבו חיפוש דבורים משתנה לאורך עונת גידול הסויה ובמהלך היום, מה שיכול להנחות המלצות למריחת חומרי הדברה כדי לצמצם חשיפה לדבורים.

מבוא

יישומים של חומרי הדברה יכולים להשפיע על מאביקים המחפשים מזון במערכות חקלאיות 1,2,3. ניתן להפחית את השפעת חומרי ההדברה, לפחות בחלקם, על ידי תזמון היישומים כדי למזער חשיפה למאביקים. חומרי הדברה הידועים כרעילים למאביקים נושאים תוויות שאוסרות יישום כאשר דבורים פעילות או כאשר הפרחים פורחים. הנחיות אלו תואמות את הנחיות ה-EPA של ארצות הברית ואת דפי העובדות של האוניברסיטה 4,5. אם ייעקבו אחריהם, הנחיות אלו יכולות להפחית את הסיכון למריחת חומרי הדברה על דבורים, אך אינן מספקות המלצות ספציפיות לגבי אילו שלבי צמיחה של צמחים ואילו שעות ביום הפעילות הגבוהה ביותר של הדבורים. בנוסף, הבדיקות הרגולטוריות שמנחות את שפת התווית בוצעו עם חומרי הדברה בודדים ואינם מתחשבים באינטראקציות סינרגטיות בין חומרי הדברה6.

"תערובת אקווריום" היא שילוב של שני חומרי הדברה או יותר ביישום אחד7, והיא נפוצה להפחתת עלויות יישום חומרי הדברה ולהפחתת דחיסת הקרקע על ידי צמצום תנועת ציוד היישום הכבד ברחבי השדה8. עם זאת, זהו פרקטיקה פוטנציאלית מסוכנת לדבורים, שכן רוב שילובי חומרי ההדברה לא הוערכו לפי השפעותיהםהאפשריות על אורגניזמים שאינם מטרה. למרות זאת, ערבוב מיכלים נמצא בשימוש נרחב במערכות גידול רבות, כולל חומוס10, דלעות11, שקדים12 וסויה13,14.

סויה היא גידול שבו יישום חומרי הדברה מעורבים במיכל עשוי להיות חשוב במיוחד לבריאות הדבורים. דבורים לעיתים קרובות מחפשות צוף מפרחי סויה, וסויה יכולה להיות מקור צוף עיקרי לייצור דבש 15,16,17,18. למרות שסויה מאביקה את עצמה, האבקה של חרקים הוכחה שוב ושוב כמעלה את התפוקהב-19,20,21. סקר של מגדלי סויה מצא שכשליש מהיישומים של קוטלי הפטריות העלים היו מעורבבים במיכל עם חומרי הדברה עלים22. מומלץ להשתמש בקוטלי פטריות עלים בסביבות הזמן שבו הסויה פורחת במלואה כדי לשלוט במחלות נפוצות כמו אנתרקנוזה, מחלת עלי Cercospora, כתם עלי צפרדע וחלודה סויה 23,24,25. הוספת חומר הדברה ליישום פטריות נתפסת על ידי חקלאים רבים כדרך חסכונית להגן על הגידול שלהם על ידי הפחתת הסיכון לבעיות במזיקים של פרוקי רגליים מאוחר יותר בעונה26. עם זאת, מגוון דבורים ואורגניזמים לא-מטרה אחרים נמצאים בסיכון כאשר קוטל חרקים נכלל ביישומים של קוטלי פטריות במהלך פריחת הסויה 15,17,27.

תערובת אחת של קוטלי פטריות-חרקים שמדאיג במיוחד היא השילוב של קוטלי פטריות מעכבי ביוסינתזה סטרול (SBI) וקוטלי חרקים פירתרואידיים. קוטלי חרקים פירתרואידים הם מודולטורים של תעלת נתרן שמפריעים לדחפים עצביים בחרקים28. רבים מהפירתרואידים רעילים מאוד לדבורים29,30. קוטלי פטריות SBI מעכבים אנזימי מונואוקסיגנאז ציטוכרום P450 (P450s) החשובים להיווצרות ממברנות תאי פטרייה, אך יכולים גם לעכב P450s דטוקסטיביים שמחליפים פירתרואידים וזנוביוטיקה אחרתבדבורים. השילוב בין קוטלי פטריות SBI לקוטלי חרקים פירתרואידים הוכח כרעיל יותר לדבורי דבש ודבורי בומבוס מאשר לשני חומרי ההדברה לבדם32,33. מסיבה זו, יישומים הכוללים חומרי הדברה פירתרואידיים מעורבים במיכל וקוטלי פטריות SBI עלולים להוות סיכון לדבורים ומאביקים אחרים.

עבודות קודמות דיווחו כי דבורים יכולות להיות דוחות על ידי קוטלי חרקים מסוימים מסוג פירתרואידים34 , וחשיפה לפירתרואידים מסוימים יכולה להפחית את פעילות הדבורים35. עם זאת, תועד גם כי קוטלי פטריות, כאשר הם משולבים עם חומרי הדבלה, עשויים להסתיר את אפקט הדחייה36.

ביואקוסטיקה, חקר אורגניזמים דרך הצלילים שהם מפיקים, מציעה גישה מבטיחה להערכת שינויים בפעילות הדבורים במהלך יום או עונת גידול בתגובה ליישום חומרי הדברה. באמצעות הרעש הייחודי שהדבורים מפיקות בזמן הטיסה — זמזום — כמדד לפעילות הדבורים, ניתן לשלב ביואקוסטיקה ביעילות עם למידת מכונה כדי להעריך את פעילות הדבורים באזור מסוים לאורך תקופה רצויה. הנתונים האודיו שנאספים מציעים רזולוציה משופרת של פעילות הדבורים ומאפשרים בדיקת דפוסי חיפוש מזון יומיים של הדבורים. בנוסף, ניתן לבחון את נתוני האודיו הללו לאורך תקופות זמן ארוכות יותר כדי למצוא מגמות בפעילות לאורך עונת הגידול. ההחלטות מתי למרוח חומרי הדברה מתבצעות בשני הסקלות הללו. ביואקוסטיקה מציעה דרך עשירה במידע לנטר פעילות דבורים ולענות על שאלות על פעילות הדבורים בחלונות זמן צרים. בהשוואה לשיטות מסורתיות כמו סוויפ-נטינג ופאן-טרפינג, גישה ביואקוסטית דורשת פחות עבודה, מאפשרת דגימה רציפה לאורך תקופות ארוכות יותר, וניתנת להרחבה גבוהה לאתרי מחקר גדולים יותר. אחד היישומים הללו של ביואקוסטיקה הוא בחקר השפעות חומרי הדברה על פעילות הדבורים בשדות חקלאיים.

כאן מתבצעת עבודה כדי לקבוע את ההשפעות של יישום "במקרה הגרוע" של תערובת קוטלי פטריות-חרקים, המיוחל על סויה במהלך הפריחה, על פעילות הדבורים ותפוקת הסויה. חומרי ההדברה ששימשו היו נוסחאות המכילים פרופיקונזול, קוטל פטריות SBI, ואלפא-ציפרמתרין, קוטל חרקים פירתרואיד. שני חומרי ההדברה הללו עשויים להיות מיושמים על סויה במהלך הפריחה כדי לשלוט במחלות פטריות ובכנימות סויה (Aphis glycines)37,38. שיטת ביואקוסטיקה שימשה כדי לקבוע האם יישום שילוב חומרי הדברה זה בזמנים שונים ביום (אמצע הבוקר או אמצע היום) ובשלבי גדילה שונים של הסויה (פריחת שיא [R3] או פריחה מאוחרת [R5]) משפיע על פעילות הדבורים. ציפו שהדבורים יחפשו מזון במספרים גבוהים ויהיו רגישות ביותר להשפעות שליליות של יישום חומרי הדברה באמצע היום ובשלב הצמיחה של R3.

פרוטוקול

תכנון ניסוי והכנת העלילה

הניסוי נערך ביולי ותחילת אוגוסט 2023 ו-2024. בדרך כלל, עונת גידול הסויה באוהיו מתרחשת בערך מאפריל עד נובמבר. האתרים בהם השתמשו בעונת הגידול של 2023 היו במחוז קלינטון (39.488, -83.769) ובמחוז יוניון (40.296, -83.283), אוהיו. האתרים בהם השתמשו בעונת הגידול של 2024 היו במחוז קלינטון (39.489, -83.762), מחוז פרבל (39.893, -84.611), ובמחוז ליקינג (39.948, -82.501), אוהיו.

הניסוי השתמש בעיצוב בלוק אקראי שלם כדי לשלוט בהשפעות מרחביות בתוך שדה הסויה. בתוך כל בלוק הוקצו 5 חלקות לטיפול מסוים. הטיפולים כללו שני שלבי גדילה (R3 ו-R5) ושני זמני יישום (אמצע הבוקר והצהריים), וקבוצת ביקורת לא מטופלת. כתוצאה מכך בוצעו 4 יישומים של חומרי הדברה על חלקות בכל בלוק: R3 באמצע הבוקר, R3 באמצע היום, R5 באמצע הבוקר, R5 באמצע היום. היישומים באמצע הבוקר או באמצע היום התקיימו בתוך חלון של ~שעתיים, כאשר יישומים באמצע הבוקר התרכזו בערך סביב 10:00 בבוקר ויישומים בצהריים סביב 12:30. בנוסף לחמשת חלקות הטיפול בכל בלוק, 3 חלקות הוגדרו כחלקי חילוף שניתן להחליף למגרשים טיפוליים במקרה של יישוב או גידול סויה לקויה. שלבי צמח הסויה נקבעו בעזרת מדריכי שלב כמו זה שפורסם על ידי אוניברסיטת מינסוטה Extension39.

בלוקים של מגרשי סויה היו מרווחים של כ-1.016 מטר (40 אינץ') זה מזה, כדי לאפשר לחוקרים ללכת ביניהם בקלות. חלקות הסויה היו בגודל 1.9 מטר על 8.5 מטר (0.0016 הקטר; 6.25 רגל על 28 רגל), וזן הסויה ששימש לכל האתרים היה Pioneer P35T155E (קורטבה, אינדיאנפוליס, אינדיאנה). 6 שורות נשתלו בכל חלקה והיו מרווחים של 38 ס"מ (15 אינץ'). קצב זריעה של 370,658 זרעים לדונם (150,000 זרעים לאונם) שימש. הדבורים שהשתתפו בניסוי היו כולן מאוכלוסיות מקומיות. לא נוספו דבורים משלימות על ידי חוקרים. המחברים לא ידעו על כוורות נייחות או נודדות בקרבת אתרי הניסוי. כל החומרים ששימשו לניסוי מופיעים בטבלת החומרים.

הכנת חומרי הדברה

חומרי ההדברה ששימשו היו קוטל פטריות פיטנס (41.8% חומר פעיל פרופיקונאזול) וקוטל חרקים Fastac EC (10.9% חומר פעיל אלפא-סייפרמטרין). שיעורי השימוש בחומרי הדברה היו 6 אונקיות נוזל לאקרם (438.47 מ"ל לדונם) עבור קוטל הפטריות SBI ו-3.8 אונקיות פלורימטר לאקר (277.70 מ"ל לדונם) עבור קוטל החרקים פירתרואיד. להכנת חומרי ההדברה ליישום, ערבבו עם מים 9.375 מ"ל קוטל פטריות SBI ו-5.937 מ"ל חומר הדברה פירתרואידי כדי להגיע לנפח סופי של 3 ליטר בתערובת המיכל. כפפות עמידות לכימיקלים נלבשו בזמן הכנת התערובת. הריכוז הסופי של קוטל הפטריות SBI במיכל היה 3.125 מ"ל לליטר. הריכוז הסופי של קוטל חרקים פירתרואיד במיכל היה 1.979 מ"ל לליטר.

שימוש בחומרי הדברה

תערובת זו יושמה על מגרשי סויה בודדים בכל בלוק באמצעות מרסס תיק גב מותאם אישית. תערובת חומרי ההדברה הונחה בראש חופת הסויה, במהירות ~5 קמ"ש. לאחר תחילת תהליך מריחת חומרי ההדברה לטיפול מסוים, לקח ~10 דקות עד שכל המגרשים קיבלו את השימוש. לכל מיכל של 3 ליטר, ניתן לכסות שטח של ~0.027 הקטר בתערובת חומרי הדברה. נפח הריסוס הנצרך לדונם הוא כ-113 ליטר. משמעות הדבר היא ש~0.18 ליטר מתערובת המיכל הוחל לכל חלקה. כדי למנוע סחף חומרי הדברה לחלקות אחרות עקב רוח, נמנעו משימושים בימים סוערים. ציוד מגן אישי מלא (חולצה ארוכת שרוולים ומכנסיים ארוכים, כפפות עמידות לכימיקלים, נעליים וגרביים ומשקפי מגן) נלבשו בעת מריחת חומר ההדברה. אם הייתה עודפת תערובת חומרי הדברה לאחר סיום יישום חומרי הדברה, היא הוסרבה לפי המלצות סוכנות הפיקוח הסביבתי של המדינה.

הגדרה/שימוש במקליט

ההגדרה הכללית והשימוש במקליטי אודיו דומים לפרוטוקול שתואר על ידי מחברים אחרים40. מקליטי אודיו ניידים (Sony ICD-PX370) חוברו ליתדות פלסטיק של גדר חשמליות עם סרט וו ולולאה, וקצף פתוח הונח מעל המיקרופון כשמשה קדמית. כיסוי גשם מודפס בצורת חרוט תלת-ממדי הוצמד ליתד בגובה ~3 ס"מ מעל המקליט כדי להגן עליו מפני מזג האוויר.

מקליטי שמע הונחו במרכז כל חלקה ~24 שעות לפני מריחת ההדברה הראשונה והותירו פועלים לפחות 24 שעות לאחר כל מריחה. שנים עשר מקליטים הוצבו לכל יום יישום, ארבעה לכל קבוצת זמן ביום (אמצע הבוקר, אמצע היום, בקרה) הן ב-R3 והן ב-R5.

עיבוד נתוני אודיו

כל הקלטות האודיו עובדו דרך כלי למידת המכונה "buzzdetect"41 , שניתן למצוא בכתובת: https://github.com/OSU-Bee-Lab/buzzdetect. כלי זה אומן להבחין בין רעשי זמזום של חרקים לבין קולות אחרים שמופיעים לעיתים קרובות בסביבה ניסיונית, כמו מכוניות, קומביינים או מטוסים. התוכנית אינה מסוגלת להבחין בין Apis mellifera המזמזם לבין מיני דבורים אחרים. עם זאת, buzzDetect מסוגל להבחין בין רעשי זמזום לבין רעשי חרקים אחרים שאינם זמזמים, אם כי קולות מסוימים (כמו קריאות צרצרים, בעיקר בלילה) עדיין קשים להבחנה. הוראות מדויקות יותר להרצת buzzDetect ניתן למצוא בכתובת: https://buzzdetect.readthedocs.io/en/latest/gui/. לאחר ניתוח השמע, R42 שימש לחישוב קצב הגילוי במרווחי זמן של שעה ו-8 שעות.

נתוני דליפיקציה

הערכות ההתעללות בוצעו על ידי הערכה ויזואלית של עלים מכיסוי הסויה העליון על 10 צמחים בכל חלקה המעורבים בניסוי, כולל כל הטיפולים וחלקות הביקורת הלא מטופלות כפי שהומלץ על ידי אוניברסיטת נברסקה Extension43. הערכות אלו בוצעו 24 שעות לאחר יישום חומרי ההדברה, בשלב הצמיחה של R5.

נתוני תפוקה

סויה נקטפה, והתפוקה נמדדה בבושל לדונם באמצעות קומביין חלקה ומערכת שקילת דגנים. מדידות התפוקה הותאמו ל-13% לחות. המגרשים כללו 6 שורות כל אחת; רק ארבע השורות המרכזיות נקטפו למדידות יבול.

ניתוח סטטיסטי

כל הסטטיסטיקות בוצעוב-R42. הנתונים נותחו באמצעות מודלים ליניאריים מעורבים דרך חבילת lme444 או רגרסיית בטא באמצעות חבילת glmmTMB45. הנתונים הגולמיים מ-BuzzDetect זמינים בחומרים המשלימים האלה. שלושה סוגי נתונים עיקריים נותחו למחקר זה. נתוני פעילות הדבורים הממוצעים לאורך שעה ו-8 שעות לאחר יישום חומרי הדברה, התפוקה של כל חלקת סויה, וההתעלמות של הסויה שנצפתה בשלב הצמיחה של R5.

הפעילות הממוצעת של הדבורים הושגה על ידי חישוב שיעור הזמן החיובי לזמזום הדבורים בחלון של 8 שעות או שעה. חלון השעה מיועד להערכת ההשפעות החריפות של מריחת חומרי הדברה על פעילות הדבורים, בעוד שחלון ה-8 שעות נועד להעריך את ההשפעות החריפות והשאריות. נתוני רעילות שאריתית אינם זמינים עבור אלפא-ציפרמתרין, אך דווח כי רעילות שאריתית לפירתרואידים אחרים היא ~8 שעות לאחר היישום הראשוני46. מכיוון שחישוב פעילות הדבורים הוא פרופורציה, הבדלים בפעילות נותחו באמצעות רגרסיית בטא שנערכה עם חבילת R "glmmTMB". המודלים בחנו את שיעורי הגילוי הממוצעים לשעה או 8 שעות לאחר יישום חומרי הדברה וכיצד הם משתנים בהשוואה בין חלקות מטופלות לחלקות בקרה (מצב "מרוסס"), שלב צמיחת הסויה, שעת היום שבה הוטלה החומר הוטלה, או שלב גדילה ומונח אינטראקציה של שעת היום. ההשוואה בין גרפים מטופלים לגרפים מבוקרים מוזכרת על ידי המשתנה "מרוסס" הן בנוסחאות של שעה אחת והן במודל של 8 שעות.

במודל חלון של שעה, ההשפעות הקבועות היו מצב "ריסוס", שלב הצמיחה, שעת היום, ושלב גדילה ומונח אינטראקציה של שעת היום. המודל כלל גם מונח אינטראקציה שנה וגם שנה לפי אתר שהותאמו כאפקטים אקראיים. נוסחת המודל המלאה הייתה:

figure-protocol-1(1)

קצב הגילוי המשתנה משקף את ממוצע גילויי הדבורים שנצפו יחסית לחלון התצפית הכולל — במקרה זה, שעה. המשתנה שריסוס מתאים לשאלה האם חלקה קיבלה חומר הדברה או שמדובר בחלקת בקרה לא מטופלת. המשתנה time_of_day מתאים לשאלה האם הזיהוי נלקח לאחר יישום חומרי ההדברה באמצע הבוקר או לאחר שעות הבוקר הרצויות. השלב המשתנה מתאים לשלב הצמיחה שבו נלכדו הזיהויים.

במודל החלון של 8 שעות, ההשפעות הקבועות היו שלב הצמיחה ומצב ה"ריסוס". הדגם של 8 שעות כולל שעות לילה לזמן הריסוס באמצע היום, מה שיוצר השוואה לא הוגנת בין זמני הריסוס באמצע הבוקר לצהריים. הסיבה לכך היא שזמני היישום בצהריים אינם בודקים את כל 8 השעות של רעילות שאריתית, עקב חוסר פעילות של דבורים בערבים, שהם חלק גדול מהחלונות של 8 השעות הללו. לכן, בקשות בצהריים הוצאו מהמודל, כמו גם "שעת היום" ו "שעת היום:שלב". המונחים. הנוסחה המלאה למודל זה הייתה:

figure-protocol-2(2)

קצב גילוי המשתנים, הריסוס והשלב נושאים את אותן משמעויות בנוסחה זו כמו בנוסחה המשמשת לחלונות של שעה. ההבדל היחיד הוא שקצב הגילוי המשתנה מחושב עבור חלון זמן של 8 שעות. נתוני התפוקה נותחו באמצעות מודל ליניארי עם השפעות מעורבות. המודל בחן את הבושל לדונם בכל חלקה וכיצד התפוקה משתנה לפי טיפול. האפקט הקבוע במודל היה הטיפול, והאתר והשנה הותאמו כאפקטים אקראיים. נוסחת המודל המלאה נכתבת כך:

figure-protocol-3(3)

התעלמות עלי הסויה נמדדה כאחוז הממוצע של שטח הפנים החסר של עלים לכל חלקה. מודל ליניארי של השפעות מעורבות שימש להשוואת השפעת שעת היום של יישום חומרי ההדברה על אחוז ההתעלמות. האפקט הקבוע במודל היה השעה ביום שבה המגרשים רוססו. האתר והשנה הותאמו כאפקטים אקראיים. נוסחת המודל המלאה היא:

 figure-protocol-4 (4)

כל הפרוטוקולים בהם השתמשו במחקר זה נאספו בקובץ המשלים 1.

תוצאות

פעילות

מודל החלון בן 8 השעות (איורים 1A–B) חשף הבדלים משמעותיים בין פעילות הדבורים בהתאם לשלב הצמיחה של הסויה (ריבוע חי = 74.35, P < 0.001, df = 1), עם שיעורי גילוי ממוצעים גבוהים משמעותית בשלב R3 לעומת שלב R5 עבור 8 שעות לאחר יישום חומרי הדברה. לא נצפו הבדלים משמעותיים בפעילות הדבורים בין גרפים בביקורת לאלו שקיבלו את תערובת האקווריום (ריבוע חי = 0.053, P = 0.82, df = 1). בניתוח זה, השגיאה בריבוע הממוצע הייתה 0.00094. השינויים בפרמטרים המעורבים בניסוי היו: ריסוס = 0.021 ושלב = 0.041.

ניתוח נתוני שמע במשך שעה לאחר יישום חומרי הדברה (איורים 2A–B) חשף הבדלים משמעותיים בין פעילות הדבורים בהתאם לשלב הסויה (ריבוע קילימטרי = 12.72, P < 0.001, df = 1) לבין שעת היום (ריבוע קילימטריה = 9.97, P = 0.0016, df = 1). קצב הגילוי הממוצע היה גבוה יותר בשלב R3 מאשר בשלב הצמיחה של R5. שיעור הגילוי הממוצע היה גבוה יותר בשעה שלאחר זמן הריסוס באמצע היום מאשר בשעה שלאחר זמן הריסוס באמצע הבוקר. לא נצפו הבדלים משמעותיים בפעילות הדבורים כאשר הוחלה תערובת האקווריום (ריבוע חי = 0.62, P = 0.43, df = 1). לא נצפו הבדלים משמעותיים בשעת היום ובמונח האינטראקציה בשלב הגדילה (ריבוע חי = 2.52, P = 0.11, df = 1). בניתוח זה, השגיאה בריבוע הממוצע הייתה 0.00094. הערכות השונות לפרמטרים המעורבים בניתוח היו: ריסוס = 0.027, זמן היום = 0.040, שלב = 0.090, שעת יום: שלב = 0.14.

כאשר ממוצעים לאורך כל הימים בניסוי, גילויי האודיו מגלים מגמה יומית בקצב הזיהוי שיש לה הבדלים כאשר מופרדים לפי שלב צמיחת הסויה (איור 3). בשני השלבים, קצבי הגילוי מתחילים לעלות במהירות ב-~10:00 ויורדים במהירות ב-~17:00. עם זאת, מגמה זו בולטת הרבה יותר בשלב הצמיחה של R3. בנוסף, שיעורי הגילוי מגיעים לשיא גבוה בהרבה ~14:00 ב-R3 מאשר ב-R5.

נתוני תפוקה

ניתוח נתוני התפוקה (איור 4) לא הצביע על הבדלים בתפוקת הסויה בין טיפולים. לא נמצאו הבדלים משמעותיים בתפוקת הסויה בכל סוג טיפול (F = 0.16, df = 4, 90.86; P = 0.96).

דליפיקציה

ניתוח נתוני ההתעללות (איור 5) לא הראה הבדלים משמעותיים בהתעללות בהתבסס על שעת היום של יישום חומרי הדברה (F = 3.046, df = 2, 56; P = 0.055). העלייה הייתה בדרך כלל נמוכה (<5% ברוב המקרים).

זמינות נתונים:

כל הנתונים הגולמיים המשמשים ליצירת גרפים ולביצוע ניתוחים סטטיסטיים כלולים בסעיף חומרי השלמה.

figure-results-1
איור 1: התפלגות שיעורי הגילוי הממוצעים ל-8 שעות לאחר יישום חומרי הדברה. (א) התפלגות קצבי הגילוי הממוצעים (מפוזרים ב-10 דקות) עבור 8 השעות לאחר יישום החומר במהלך שלב הצמיחה של R3. (ב) התפלגות קצבי הגילוי הממוצעים (מגוררים ב-10 דקות) עבור 8 השעות לאחר יישום חומרי ההדברה בשלב הצמיחה של R5. קבוצות הביקורת לא קיבלו יישום חומרי הדברה. אין הבדלים מובהקים סטטיסטית בין קבוצות כלשהן. כל קופסאות התיבה מציגות קו חציוני, רבעונים עליונים ותחתונים (עליון ותחתון של הקופסאות), ושפמים (מינימום ומקסימום). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-results-2
איור 2: התפלגות שיעורי הגילוי הממוצעים לשעה אחת לאחר יישום חומרי הדברה. (א) התפלגות קצבי זיהוי הדבורים הממוצעים (שנדחקו ב-10 דקות) למשך שעה לאחר יישום חומרי הדברה בשלב הצמיחה של R3. קבוצות הביקורת לא קיבלו יישום חומרי הדברה. (ב) התפלגות קצבי גילוי הדבורים הממוצעים (ב-10 דקות) למשך שעה לאחר יישום חומרי הדברה בשלב הצמיחה של R5. קבוצות הביקורת לא קיבלו יישום חומרי הדברה. עבור שתי הקבוצות ב-R3 ו-R5, היה הבדל מובהק סטטיסטית בשיעורי הגילוי הממוצעים בין קבוצות אמצע הבוקר ובצהריים. כל קופסאות התיבה מציגות קו חציוני, רבעונים עליונים ותחתונים (עליון ותחתון של הקופסאות), ושפמים (מינימום ומקסימום). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-results-3
איור 3: קצבי זיהוי ממוצעים של כל מקליטי האודיו בשלבי הצמיחה R3 או R5. קצבי הגילוי (ב-10 דקות) ממוצעים על כל מקליטי האודיו ששימשו בניסוי ומופרדים לפי שלב הצמיחה. תוצאות חיוביות שגויות בזיהוי זמזום עקב קריאות קריקט נצפו בשעות הלילה, במיוחד ~4:30 לפנות בוקר. העקומות לכל שלב גדילה אינן נערמות זו על גבי זו. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-results-4
איור 4: תפוקה בבושל לדונם של סויה לכל טיפול. קבוצת הביקורת לא קיבלה יישום חומרי הדברה. אין הבדלים מובהקים סטטיסטית בין קבוצות כלשהן. כל קופסאות הקופסה מציגות קו ממוצע (פסים שחורים), קו חציוני, רבעונים עליונים ותחתונים (עליון ותחתון של הקופסאות), ושפמים (מינימום ומקסימלי). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

figure-results-5
איור 5: רמות ההתקלפות שהוערכו בשלב הצמיחה של R5. התקלפות העלים, המובעת כאחוז שטח העלים החסר בעלי הסויה, סובקה לפי תזמון יישום חומרי ההדברה בשלב הצמיחה של R5. קבוצת הביקורת לא קיבלה יישום חומרי הדברה. אין הבדלים מובהקים סטטיסטית בין קבוצות כלשהן. כל קופסאות הקופסה מציגות קו ממוצע (פסים שחורים), קו חציוני, רבעונים עליונים ותחתונים (עליון ותחתון של הקופסאות), ושפמים (מינימום ומקסימלי). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

קובץ משלים 1: הפרוטוקולים הנדרשים לשכפול הניסויים מפורטים במסמך זה. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.

דיון

בעוד שמומלץ לסרוק מזיקים ולבצע יישום חומרי הדברה לפי מסגרת IPM, היישומים בניסוי היו מונעים בעונת הגידול לפי לוח זמנים קבוע ולא על בסיס לחץ מזיקים. ייתכן שהתפוקה וההתעללות לא הושפעו במחקר זה לאחר יישום חומרי הדברה, מכיוון שלחץ המזיקים היה מתחת לסף הכלכלי. ההתעללות הייתה <5% ברוב המקרים, שזה מתחת לסף הנזק הכלכלי של 15% בשלבי הרבייה של סויה47. לא נראתה השפעה נראית לעין של יישום קוטלי פטריות מניעתי על תפוקת הסויה או על כמות העלייה שנצפתה בשלב הצמיחה של R5. דבר זה מרמז כי השימוש בחומרי הדברה לא שימר על יבול הסויה או מנע את אכילת החרקים. עם זאת, לא בוצעה סיור מזיקים, ותוצאות ההתעללות מצביעות על כך שהיו מעט מזיקים שניתן לשלוט בהם בשדות אלו, דבר התואם לממצאי מחברים אחרים48. באופן דומה, מחבריםאחרים 22 ראו תוצאות דומות שבהן יישום חומרי הדברה בתערובת אקווריום לא הגדילו את תפוקת הסויה כאשר היה לחץ חרקים מועט או ללא פעילות. תוצאות אלו מצביעות על כך שיש יתרונות מוגבלים בהוספת קוטל חרקים ליישום פטריות כאשר לחץ המזיקים נמוך. לכן, הוספת קוטל חרקים עלולה להיות הוצאה מיותרת, במיוחד ליישומים מניעתיים.

מקרים של זמזום דבורים, ששימשו כתחליף לפעילות הדבורים בסויה, לא הושפעו מיישום תערובת קוטלי חרקים-פטריות באקווריום בשעות הבוקר או הצהריים, או בשלבי R3 או R5. בנוסף, לא נצפתה ירידה בפעילות הדבורים בחלונות התצפית של שעה או שמונה שעות לאחר יישום חומרי הדברה. זה מפתיע, שכן מחקרים קודמים תיעדו אפקט דוחה של חומרי הדברה פירתרואידים34. ייתכן שזה נובע מכך שקוטל החרקים פירתרואיד שולב עם קוטל פטריות. שילוב בין שני סוגי חומרי ההדברה הללו הוכח בעבר כמפחית את הדחייה(36).

ראוי לציין כי ניסוי זה לא מדד את ההשפעות האפשריות מחוץ לאתר של יישום חומרי ההדברה על דבורי דבש (Apis mellifera) שפגשו אותו בשטח. היעדר ההשפעה של חומר ההדברה על פעילות הדבורים אינו בהכרח מצביע על כך שדבורי הדבש שחיפשו מזון בחלקות אלו לא הושפעו מחשיפה לחומרי הדברה. ייתכן שדבורי הדבש שחיפשו מזון בשדה נתקלו בחומר ההדברה, המשיכו לחפש מזון, ולאחר מכן חוו השפעות שליליות. מחקרים תיעדו השפעות שליליות של יישומי תערובת אקווריום49 וקוטלי חרקים פירתרואיד30 על דבורי דבש. ייתכן שדבורי הדבש הושפעו לרעה, אך השפעה זו לא תורגם לירידה בפעילות בשדה. זה מרמז שדבורי דבש לא תמיד מראות התנהגות הימנעות מחלק מהקוטלי חרקים/שילובים שהן נתקלות בהם בשדה. דבורים אחרות עשויות להימצא בשדות סויה, כמו דבורי דבוק או דבורים בודדות 15,17. דבורים אלו צפויות להיות מושפעות באופן לא פרופורציונלי מיישום חומרי הדברה שמתרחשים כאשר הן מחפשות מזון מפרחי סויה1.

הניסוי הזה חשף מתי דבורים פעילות בשדות סויה. הדבורים היו פעילות יותר בשיא פריחת הסויה בשלב R3 מאשר בשלב R5, בהתאם לתוצאות של מחבריםאחרים 40. בנוסף, הנתונים מצביעים על כך שדבורים פעילות יותר בסויה באמצע היום מאשר בבוקר. באמצעות ניסוי זה נוצרה תמונה ברזולוציה גבוהה של פעילות הדבורים לאורך יום ובמהלך עונת הגידול. זה חושף דפוסים חשובים של פעילות דבורים בשדות הסויה, שיהיו חשובים ליצירת תוויות והמלצות ליישום חומרי הדברה. תוצאות אלו מצביעות על כך שמפעילי חומרי הדברה צריכים להימנע מהריסוס במהלך R3 ובשעות הצהריים כדי להפחית חשיפה לדבורים לחומרי הדברה. עם זאת, חקלאי סויה צריכים למרוח חומרי הדברה עלים רק כאשר יש צורך, בהתאם לפעילות החרקים ולסף הכלכלי.

גילויים

כל המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים.

תודות

המחברים מודים לאלן גייר מאוניברסיטת אוהיו סטייט על שתילת שדה, ניהול וקציר, ולארתור רודריגס דה סוזה, ג'יימס אנדרווד ואליסון דייוויס על סיוע בעבודת השדה. עבודה זו מומנה על ידי יוזמת חקלאות ומחקר מזון של המכון הלאומי למזון וחקלאות של משרד החקלאות האמריקאי במענק 2022-67019-36437 ותוכנית המענקים הפנימית של הפקולטה למזון, חקלאות ומדעי הסביבה של אוניברסיטת אוהיו סטייט (פרויקט # 2023-013). תמיכה מחקרית ניתנה על ידי כספים מדינתיים ופדרליים שהוקצו לתחנת הניסויים של אוניברסיטת אוהיו סטייט, הפקולטה למדעי המזון, החקלאות והסביבה, תחנת הניסויים של אוהיו (OHO01277; OHO01355-MRF).

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
½ in. (1 cm) soft packing foamUlineS-8350כיסוי מיקרופון לפעול כמגן רוח, חתוך ל- 8 x 5 ס"מ
1.75 מ"מ PETG+ חוט מדפסת תלת-ממדית - אדום אמיתיInland (Microcenter)PETG+175FR1חוט להכנת כיסוי מקליט, מודפס במצב אגרטל, באמצעות https://www.thingiverse.com/thing:7319146/files
4 רגל. (1.2 מ') עמוד גדר נכנס לגדר תילFi-Shock (Tractor Supply Co.)3600956יתד להחזקת מקליט שמע
6 אינץ '. (15 ס"מ) קלטות כבלים לשימוש חוזרVELCROלאלהצמדת מקליט ליתד
סוללות AAAProcellלאלהפעלת מקליטי שמע ידניים
חומר הדברה Fastac ECBASF Ag ProductsEPA: 7969-298חומר הדברה פירוטרואידי המשמש לאורך הניסוי.
קוטל פטריות FitnessLoveland products, Inc.EPA: 34704-1031קוטל פטריות מעכב סטרול (SBI) המשמש לאורך הניסוי.
מערכת שקילה Grain Gauge H2HarvestMasterלאלאיסוף נתוני תשואת מחקר מחלקות מחקר
מקליט שמע ידניSonyICD-PX370מקליטי שמע המשמשים לאורך הניסוי. משמשים במיוחד ללכידת נתוני שמע בשדות סויה.
Pioneer P35T155ECortevaP35T155Eזן סויה המשמש לאורך הניסוי.
קומביין מגרש Quantum CoreWintersteigerלאקומביין המשמש לקציר סויה במהלך הניסוי.
כיסוי גשםלא חללאלהגנה על מקליטי שמע מפני גשם. ניתן למצוא ב: https://www.thingiverse.com/thing:7319146
רצועות גומי - 2 x 1⁄16 אינץ '(127 x 1.6 מ"מ), מס '14UlineS-14723להצמדת מגן רוח קצף למקליט
SeedPro 360ALMACOלאלשתילת זרעי סויה בחלקות מחקר

מקורות

  1. Raine, N. E., Rundlöf, M. Pesticide Exposure and Effects on Non-Apis Bees. Annual Review of Entomology. , (2024).
  2. Vanbergen, A. J. Initiative the IP. Threats to an ecosystem service: pressures on pollinators. Frontiers in Ecology and the Environment. , (2013).
  3. Zhao, G. P., Yang, F. W., Li, J. W., Xing, H. Z., Ren, F. Z., et al. Toxicities of Neonicotinoid-Containing Pesticide Mixtures on Nontarget Organisms. Environmental Toxicology and Chemistry. , (2020).
  4. Andrews, H., Rose, M. A. Ohio State University Extension. Protecting Pollinators While Using Pesticides. , (2018).
  5. U.S. Environmental Protection Agency’s Policy to Mitigate the Acute Risk to Bees from Pesticide Products. , United States Environmental Protection Agency. (2017).
  6. Lydy, M., Belden, J., Wheelock, C., Hammock, B., Denton, D. Challenges in Regulating Pesticide Mixtures. Ecology and Society. , (2004).
  7. Gandini, E. M. M., Costa, E. S. P., dos Santos, J. B., Soares, M. A., Barroso, G. M., et al. Compatibility of pesticides and/or fertilizers in tank mixtures. Journal of Cleaner Production. , (2020).
  8. Fishel, F. M. Tank-Mixing Pesticides without Disasters. EDIS. , (2020).
  9. Tosi, S., Sfeir, C., Carnesecchi, E., vanEngelsdorp, D., Chauzat, M. P. Lethal, sublethal, and combined effects of pesticides on bees: a meta-analysis and new risk assessment tools. Science of The Total Environment. , (2022).
  10. Pal, V., Singh, G., Dhaliwal, S. S. Effects of Sequential and Tank Mix Applications of Zinc, Iron and Nitrogen on Symbiotic Parameters, Productivity and Economics of Chickpea (Cicer arietinum L.) Under Field Conditions. J Soil Sci Plant Nutr. , (2023).
  11. Kammler, K. J., Walters, S. A., Young, B. G. Halosulfuron Tank Mixtures and Adjuvants for Weed Control in Pumpkin Production. , (2008).
  12. Shannon, B., Walker, E., Johnson, R. M. Toxicity of spray adjuvants and tank mix combinations used in almond orchards to adult honey bees (Apis mellifera). Journal of Economic Entomology. , (2023).
  13. Younesabadi, M., Das, T. K., Sharma, A. R. Effect of tillage and tank-mix herbicide application on weed management in soybean (Glycine max.). IJA. , (2013).
  14. Bruff, S. A., Shaw, D. R. Tank-mix Combinations for Weed Control in Stale Seedbed Soybean (Glycine max.). Weed Technology. , (2017).
  15. Gill, K. A., O’Neal, M. E. Survey of Soybean Insect Pollinators: Community Identification and Sampling Method Analysis. Environ Entomol. , (2015).
  16. Lin, C. H., Suresh, S., Matcham, E., Monagan, P., Curtis, H., et al. Soybean is a Common Nectar Source for Honey Bees (Hymenoptera: Apidae) in a Midwestern Agricultural Landscape. Journal of Economic Entomology. , (2022).
  17. Rondeau, S., Bosanac, L. F., Raine, N. E., Forrest, J. R. K. Wild bees and wasps (Hymenoptera) visiting soybean (Fabaceae) flowers in eastern Canada. The Canadian Entomologist. , (2025).
  18. Robacker, D. C., Flottum, P. K., Sammataro, D., Erickson, E. H. Effects of climatic and edaphic factors on soybean flowers and on the subsequent attractiveness of the plants to honey bees. Field Crops Research. , (1983).
  19. Blettler, D. C., Fagúndez, G. A., Caviglia, O. P. Contribution of honeybees to soybean yield. Apidologie. , (2018).
  20. Kengni, S. B., Tchuenguem Fohouo, F. N., Ngakou, A. Impact of the foraging activity of Apis mellifera adansonii Latreille (Hymenoptera: Apidae) and Bradyrhizobium fertilizer on pollination and yield components of Glycine max L. (Fabaceae) in the field. IJBR. , (2015).
  21. De O. Milfont, M., Rocha, E. E. M., Lima, A. O. N., Freitas, B. M. Higher soybean production using honeybee and wild pollinators, a sustainable alternative to pesticides and autopollination. Environ Chem Lett. , (2013).
  22. Ng, S. J., Lindsey, L. E., Michel, A. P., Dorrance, A. E. Effect of Mid-Season Foliar Fungicide and Foliar Insecticide Applied Alone and In-Combination on Soybean Yield. Crop, Forage & Turfgrass Management. , (2018).
  23. Hershman, D. E., Sikora, E. J., Giesler, L. J. Soybean Rust PIPE: Past, Present, and Future. Journal of Integrated Pest Management. , (2011).
  24. Swoboda, C., Pedersen, P. Effect of Fungicide on Soybean Growth and Yield. Agronomy Journal. , (2009).
  25. Akem, C. N. The effect of timing of fungicide applications on control of frogeye leaf spot and grain yield of soybeans. Eur J Plant Pathol. , (1995).
  26. Bueno, A. F., Panizzi, A. R., Hunt, T. E., Dourado, P. M., Pitta, R. M., et al. Challenges for Adoption of Integrated Pest Management (IPM): the Soybean Example. Neotrop Entomol. , (2021).
  27. St Clair, A. L., Dolezal, A. G., Cass, R. P., Hendriksma, H. P., Stein, D. S., et al. Insecticide application prevents honey bees from realizing benefits of native forage in an agricultural landscape. Sci Total Environ. , (2025).
  28. Mode of Action Classification. , Insecticide Resistance Action Committee. (2024).
  29. Kumar, G., Singh, S., Nagarajaiah, R. P. K. Detailed Review on Pesticidal Toxicity to Honey Bees and Its Management. Modern Beekeeping - Bases for Sustainable Production. , (2020).
  30. Liu, Q., He, Q., Zhang, S., Chai, Y., Gao, Q., et al. Toxic effects of detected pyrethroid pesticides on honeybee (Apis mellifera ligustica). Sci Rep. , (2022).
  31. Haas, J., Nauen, R. Pesticide risk assessment at the molecular level using honey bee cytochrome P450 enzymes: a complementary approach. Environ Int. , (2021).
  32. Iverson, A., Hale, C., Richardson, L., Miller, O., McArt, S. Synergistic effects of three sterol biosynthesis inhibiting fungicides on the toxicity of a pyrethroid and neonicotinoid insecticide to bumble bees. Apidologie. , (2019).
  33. Schuhmann, A., Schmid, A. P., Manzer, S., Schulte, J., Scheiner, R. Interaction of Insecticides and Fungicides in Bees. Frontiers in Insect Science. , (2022).
  34. Rieth, J. P., Levin, M. D. The repellent effect of two pyrethroid insecticides on the honey bee. Physiological Entomology. , (1988).
  35. Rieth, J. P., Levin, M. D. Repellency of Two Phenylacetate-Ester Pyrethroids to the Honeybee. Journal of Apicultural Research. , (1989).
  36. Thompson, H., Wilkins, S. Assessment of the synergy and repellency of pyrethroid/fungicide mixtures. Bulletin of Insectology. , (2003).
  37. Ekabote, S., Raj, P., Divyajyothi, U. In Vivo Bio-efficacy and Phytotoxicity of Propiconazole + Difenoconazole on Soybean. Chemical Science Review and Letters. , (2020).
  38. Hodgson, E. W., McCornack, B. P., Tilmon, K., Knodel, J. J. Management Recommendations for Soybean Aphid. J Integr Pest Manag. , (2012).
  39. Naeve, S. L. Soybean growth stage. , (2018).
  40. Forrester, K. C., Lin, C. H., Johnson, R. M. Measuring factors affecting honey bee attraction to soybeans using bioacoustics monitoring. Journal of Insect Science. , (2024).
  41. Hearon, L. E., Johnson, L. H. P., Underwood, J., Lin, C. H., Johnson, R. M. buzzdetect: an open-source deep learning tool for automated bioacoustic pollinator monitoring. J Insect Sci. , (2025).
  42. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. , (2024).
  43. Wright, R., McMechan, J. Estimating Soybean Leaf Defoliation. , (2017).
  44. Bates, D., Mächler, M., Bolker, B., Walker, S. Fitting Linear Mixed-Effects Models Using lme4. Journal of Statistical Software. , (2015).
  45. Brooks, M. E., Kristensen, K., Benthem, K. J. van, Magnusson, A., Berg, C. W., et al. glmmTMB Balances Speed and Flexibility Among Packages. The R Journal. , (2017).
  46. US EPA. Residual Time to 25% Bee Mortality (RT25) Data. , (2014).
  47. Hayashida, R., Hoback, W. W., de Freitas Bueno, A. A test of economic thresholds for soybeans exposed to stink bugs and defoliation. Crop Protection. , (2023).
  48. Zelaya Mejia, W. D., Tilmon, K., Ortez, O., Lindsey, L. E. Soybean yield was not influenced by foliar insecticide application. Crop, Forage & Turfgrass Management. , (2024).
  49. Wernecke, A., Frommberger, M., Forster, R., Pistorius, J. Lethal effects of various tank mixtures on honey bees. J Consum Prot Food Saf. , (2019).

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

סביבהגיליון 233גיליון 233החודש ב-JoVEגיליוןתערובת מכלסינרגיהApis melliferaהאבקהסויהדפוליה
הערכת הדחייה של שילוב קוטל חרקים-פטריות לדבורים באמצעות ביואקוסטיקה
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.