قد تؤثر الجرعات المقاسة من مبيدات الآفات المستعمرات في الطرق التي يصعب كشفها باستخدام أساليب الدوري أو المرئي فقط. أساليب لقياس كتلة مجموع النحل الكبار، الحضنة، والموارد الغذائية بوزنها خلايا وأجزاء الخلية وتصوير الإطارات، وتركيب أجهزة استشعار، وتقدم. ويتناول أيضا تحليل البيانات.
آثار التعرض لمبيدات الهوام المقاسة لعسل النحل المستعمرات قد تكون كبيرة ولكن يصعب اكتشافها في الحقل باستخدام أساليب التقييم البصرية القياسية. هنا يمكننا وصف أساليب لقياس كميات النحل الكبار، الحضنة، والموارد الغذائية بوزنها خلايا وأجزاء الخلية وتصوير الإطارات، وتركيب خلايا جداول، ومع أجهزة الاستشعار الداخلية. ثم يتم دمج البيانات من هذه التقييمات الدورية مع تشغيل البيانات ديترينديد متوسط واليومية في خلية الوزن ودرجة الحرارة الداخلية خلية. وقد استخدمت مجموعات البيانات الناتجة للكشف عن آثار مستعمرة-مستوى ايميداكلوبريد المطبقة في شراب سكر منخفضة تصل إلى 5 أجزاء في البليون. الأساليب هي الهدف وتتطلب القليل من التدريب، وتقديم السجلات الدائمة في النموذج الناتج الاستشعار والصور الفوتوغرافية.
وقد أثيرت شواغل مؤخرا حول التعرض لعسل النحل بتركيزات منخفضة من المواد الكيميائية الزراعية، خاصة مبيدات الآفات. يمكن أن يتعرض لها عسل النحل في الميدان عن طريق التطبيق المباشر في باحثات في الميدان أو حتى المستعمرات أنفسهم، بالاتصال مع الأسطح المعالجة والغبار من العلاجات البذور، واستهلاك المنتجات النباتية مثل حبوب اللقاح والرحيق والإفرازات1 , 2 , 3 , 4 , 5-السمية الحادة وضوح تضر عسل النحل، ولكن تركيزات أن أسباب الوفيات 50% في اختبار الحشرات (LC50) العديد من مبيدات الآفات، بما في ذلك neonicotinoids مثل ايميداكلوبريد، أعلى بكثير من التي لوحظت في خبز النحل والشمع6 وتعتبر أعلى من ما هو نطاق حقل “واقعية”7. ومع ذلك، قد أظهرت الأعمال الأخيرة تأثيرات التعرض المقاسة لمبيدات الآفات على مستعمرة مستوى8، حتى بالنسبة لتركيزات منخفضة تصل إلى 5 أجزاء لكل بليون (ppb)9.
عسل النحل المستعمرات قد تم يشار إلى “سوبيرورجانيسمس” لأن العديد من الوظائف المرتبطة بحيوان فردية، بما في ذلك شراء الأغذية، الاستنساخ (مستعمرات نحلة العسل التي تجري عن طريق الأنشطار مستعمرة)، والتحكم في درجة الحرارة، وتجري قبل مجموعات من العمال الكبار النحل10،11،12،،من1314. المستعمرات نحلة العسل، تعتبر الكائنات الحية، توفر فرصة فريدة لدراسة لأنه يمكن تفكيك الهياكل التي تدعم المستعمرات، درست، وتجميعها، إذا فعلت بعناية، آثار سلبية قليلة، أو لا. النحالين والباحثين الاستفادة من هذا بتفكيك خلايا لتفتيشها، من بين أمور أخرى، ووجود وحالة كفاية الملكة والآفات ومسببات الأمراض ومخازن الأغذية، كمية الحضنة، وغيرها من العوامل15. مستعمرات النحل لها سمة هامة أخرى في ذلك، وخلافا لمعظم قد، فهي عادة ثابتة والحصول على الموارد عن طريق نشر محصده النحل التي يمكن جمع الغذاء على مسافات تصل إلى 10 كم16. خلايا النحل يمكن وبالتالي الحفاظ عليه إلى أجل غير مسمى في موازين إلكترونية، وقد تبين البيانات الناتجة عن الوزن المستمر لتوفير المعلومات في تخزين العسل، تستخدم علفاً للنشاط، وتستخدم علفاً للنجاح، ويحتشدون، استهلاك شراب، قاتلة والمقاسه آثار مبيدات الآفات، والإصابة بالآفات وسرقة9،،من1718،،من1920. لأنه يمكن الوصول إليها من جميع أنحاء المستعمرة، بما في ذلك الحضنة،، أجهزة استشعار لدرجة الحرارة والرطوبة، CO2والصوت، وغيرها من العوامل يمكن تركيبها داخل الخلية وتستخدم للحصول على البيانات المستمرة التي أبلغ عن الصحة وحالة مستعمرة 21.
تقديرات حجم السكان الحضنة والنحل الكبار مفيدة إذا كانت غير حاسمة بالنسبة لتفسير العديد من أنواع البيانات المستمرة. تقييمات المرئي يتم تطبيق سريع وعلى نطاق واسع في ميدان الدراسات22 ولكن أوجه القصور. التفتيش البصري تجري عادة خلال النهار وهكذا لا تراعي النحل مساحات العلف، الذي يمكن أن يؤلف جزء كبير من السكان23. الدقة ودقة التقديرات من عمليات التفتيش البصري تعتمد أيضا على التدريب والخبرة من. الموضوعية اعتبار آخر، لا سيما إذا كان المفتشون خلية ندرك التي خلايا في أي المجموعات المعاملة؛ قد يكون من الصعب تبرير افتراضات بشأن توزيع الخطأ لهذه التدابير.
من المتوقع أن يختلف كمياً بين المستعمرات الكبيرة والصغيرة، حتى قياس ومراقبة لحجم مستعمرة كثيرا معدل خلية في الوزن، حجم السكان مساحات العلف، ودرجات الحرارة داخل الخلية، تقديم أمثلة قليلة، يسهل الكشف عن آثار العلاج في تجارب معشاة ذات شواهد. لأغراض البحوث، وضعت مقياس دقيق وموضوعي للنحل الكبار أساس في المبدأ القائل بأن الفرق بين الخلية إجمالي الوزن خلال فترة من عدم النشاط، كما هو الحال في الليل، ومجموع الوزن من جميع أجزاء الخلية (بما في ذلك وودينواري والشمع والعسل والحضنه) هو وزن النحل الكبار الإجمالي الشامل. وزنها الإطارات وقياس كتلة الحضنة باستخدام الصور الفوتوغرافية الإطار، وبالمثل يمكن تقدير الموارد الغذائية بطرح كتلة أمهات من وزن الإطار، بعد ضبط للأوزان لأن الإطار الفارغ والشمع. هذه الأساليب تهدف إلى تحسين الدقة المتوقعة من تقييمات البصرية في الميدان.
فقط كمحصول يتطلب العلماء بيانات صحيحة ودقيقة لتقييم آثار المعالجات المختلفة على نمو النبات والعائد، عسل النحل الباحثين تتطلب بيانات صحيحة ودقيقة لتقييم نمو مستعمرة النحل والنشاط. هذه الأنواع من البيانات ذات أهمية خاصة عندما آثار العلاج قد تكون خفية وطويلة الأجل، مثل قد يتوقع عندما يتعرض النحل بتركيزات منخفضة من مبيدات الآفات.
بيانات الوزن المستمر خلية تحتوي على الكثير من المعلومات عن نمو ونشاط المستعمرات يجري دراستها، فضلا عن استجابة تلك المستعمرات للاضطرابات الخارجية، مثل من سرقة النحل وإضافة شراب السكر ل تغذية9. ومع ذلك، يتطلب التفسير المناسب للوزن المستمر وبيانات درجة الحرارة بعض المعرفة بحجم المستعمرة بصفة دورية. وفي حين يمكن تقدير حجم السكان البالغين النحل من ستريك يومية للبيانات كل ساعة ديترينديد أثناء تدفق رحيق، سبب محصده زيادة حركة المرور، خارج تدفق رحيق العلاقة لا تعقد جيدا20. وبالمثل، يتغير الوزن مستعمرة سبب نجاح مساحات العلف، والاستهلاك الغذائي، والسكان النحل الزيادات والانخفاضات (مثل النحل يقتل) جزئيا دالة لحجم مستعمرة. مستعمرات أصغر قد تكون صحية ولكن إظهار معدلات نمو أقل وأقل كتلة محصده، على سبيل المثال، ببساطة الواجب سكان محصده أصغر.
تحديد موقع ثابت ثابت والزاخر بالمعلومات لاستشعار درجة حرارة داخل الخلية حاسم بالنسبة لإنتاج نتائج استنساخه، لا سيما مع overwintering. وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن رصد درجة الحرارة في السكك الحديدية أعلى الإطار المركزي في مربع الحضنة (أسفل) كانت أقل ارتباطاً بدرجات الحرارة المحيطة (الخارجية) من عدة مواقع أخرى في الخلية، وتأثرت أكثر بالمستعمرة نفسها 20. خلال فصل الشتاء، درجة حرارة الخلافات بين الكتلة مستعمرة النحل والمحيطة يتوقع أن تكون مرتفعة، وحتى الاختلافات بين المواقف داخل الخلية وبالمثل يتوقع أن تكون أكبر من خلال الأشهر الأكثر دفئا. وبالإضافة إلى ذلك، سيتم نقل الكتلة النحل إلى مواقع مختلفة داخل الخلية إلى استغلال الموارد الغذائية25،26. وأظهرت الدراسة الشتاء الموصوفة هنا أن درجات الحرارة في مواقف الأفقي، من الوسط العلوي إلى أعلى الإطارات الخارجي، كانت تختلف اختلافاً كبيرا في حين لا الاختلافات الرأسية في الإطار الأوسط. حركة الهواء الأفقية عبر الإطارات مقيد نسبيا بينما ليس من الحركة الرأسية على طول إطار، حيث خلط العمودي يتوقع أن تكون أكبر. هذه النتائج تؤكد أن استشعار موقف بشأن السكك الحديدية أعلى الإطار الأوسط يرجح أن تكون غنية بالمعلومات فيما يتعلق بتأثيرات درجة الحرارة من المستعمرة.
تقييمات خلية كما هي موصوفة هنا حل بعض هذه المسائل. بطرح مجموع الخلية أجزاء من الوزن الإجمالي خلية قياس أثناء الخمول، كما هو الحال في الليل، التقدير من النحل الكبار الشامل مستقل عن عدد النحل مساحات العلف وهكذا لا يبالي وقت التقييم. تسجيل البيانات من نطاق يتيح مجالاً للذاتية، وصور الإطار توفير سجل دائمة، حتى يمكن أن يعاد تحليلات للمساحات السطحية الحضنة أو الغذاء إذا لزم الأمر، مما يقلل من الاعتماد على التدريب للشخص الذي يقوم التحاليل.
الأساليب الموصوفة هنا لا تخلو من مصادر الخطأ. خلية أجزاء الحاجة إلى أن تكون خالية من النحل كما ينبغي أن يكون وزنه ممكن، وأي قطع كبيرة من مشط أو غيرها من المواد التي يتم إزالتها قبل التخلص منها. محتوى الرطوبة في مكونات خشبية يمكن أن تتغير بمرور الوقت ويمكن أن يحمل خلايا فارغة قابلة للقياس التذبذبات اليومية في الوزن بسبب التغيرات اليومية في الرطوبة النسبية المحيطة24. سيتم تغيير خلية تحتوي على مستعمرة ربما لا قدر لعسل النحل تميل إلى الاحتفاظ رطوبة ثابتة نسبيا داخل خلية27، التي سوف تخفف من آثار المحيطة. هذه الأساليب تعتمد أيضا على العمل السريع. بمجرد خلية اتخذت أربا، ظروف درجة الحرارة والغاز تغيير جذري ودرجات حرارة باردة يمكن أن تؤثر على صحة الحضنة14. ويمكن تعزيز تفكيك خلية دون شاشة للحفاظ على النحل من المستعمرات المجاورة سرقة، لا سيما في أوقات ندرة الرحيق.
إدخال تعديلات على هذه الإجراءات ضرورية أحياناً. وفي حين أنه من مصلحة الباحثون لجمع البيانات قدر ممكن، في بعض المناسبات، مثل عندما يجب فحص خلايا عديدة، عندما سرقة ضغط مرتفع، أو عندما تكون الأحوال الجوية ليست الأمثل، يجب أن تتحرك بسرعة العمال والتخلي عن بعض البيانات. إذا كانت البيانات المتعلقة بالاحتياطيات الغذائية غير حاسمة، ينبغي وزن الإطارات التي تحتوي على العسل و/أو حبوب اللقاح، أو الإطارات بالشمع أو مؤسسة، فقط لكن لا تصويرها. مستويات لم يسبق لهم اللعب اليرقات والبيض تحظى باهتمام بعض الباحثين، وغالباً ما يتم الكشف عنها في إطار الصور الفوتوغرافية؛ ومع ذلك، تجنبا لأخذ العينات يجب أن يكون تحيز باحث ثقته في التمكن من الكشف عنها في جميع الصور. يمكن تحديد غالباً إلا توج الحضنة موثوقة ومتسقة في الصور الفوتوغرافية التي التقطت في الظروف الحقلية. فيما يتعلق بتطبيق العلاج، بعض خلايا، لا سيما تلك التي تغذيها جرعات كبيرة من ايميداكلوبريد، يمكن أن يصبح السبات العميق، مما تسبب في انخفاض في استهلاكها شراب وقدرتها على الدفاع عن الخلية الخاصة بهم. إذا لم تستهلك في الشراب بعد 5-7 د مستعمرة، ينبغي إزالة الشراب، ووزنه والتخلص منها (لتجنب التلوث بسبب التخمير) وعرضت المستعمرة شراب الطازجة. حسب وزنها شراب المهملة، الباحثين سوف يكون سجل كم مستعمرة كل استهلاكها، وبالتالي يمكن حساب الجرعة الإجمالية. وأخيراً، تطبيق العلاجات في شراب السكر الأكثر فعالية عندما تكون هناك مصادر بديلة الرحيق قليلة أو لا. مصادر الرحيق البديل يضعف العلاج إلى درجة غير معروف. الباحثين ينبغي إلا يغيب عن البال، كما أشير في القسم البروتوكول، أن مبيدات الآفات مثل ايميداكلوبريد ترتبط بمستويات انخفاض النشاط، بما في ذلك حماية الخلية، اعتماداً التركيز. انخفاض مستعمرة الدفاع قد يؤدي أيضا إلى زيادة سرقة والخلط المحتملة للعلاج.
النتائج المعروضة هنا إظهار أن الرصد المستمر لخلية الوزن ودرجة الحرارة الداخلية هي حساسة لمستعمرة-مستوى السلوكيات، حتى مع احترام للتغيرات السلوكية التي تحدثها منخفض جداً (5 جزء في البليون) تركيزات من مبيدات الآفات السمية العصبية. كذلك تطبيق هذه الأساليب الأخرى أعصاب ومبيدات الآفات مع أنماط أخرى من العمل، مثل منظمات نمو الحشرة، سيزيد من فهمنا لآثار الجرعات ميدانية واقعية على المستعمرات نحلة العسل.
The authors have nothing to disclose.
يشكر المؤلفون بحرارة ك. أندرسون، ج. ج. أدامكزيك، وبرن هاء، أنا مرجت، موت جيانسيراكوسا م. ب وهولست أ ستيلويل أ. ر. لإجراء مناقشات في التصميم والتنفيذ، ومن أجل المساعدة في الحقل.
Langstroth hive equipment (box) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | KD-700 |
Langstroth hive equipment (frame) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-900 |
Langstroth hive equipment (lid and cover) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-302 |
Langstroth hive equipment (base) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | WW-316 |
Langstroth hive equipment (internal feeder) | Mann Lake Ltd, Hackensack, MN | FD-505 |
Cordovan Italian queens and bee packages | C.F. Koehnen & Sons, Glenn, CA | |
Scale, bench (100 kg max. capacity): model B-2418 | TEKFA, Copenhagen, Denmark | discontinued |
Scale, bench (100 kg max. capacity): Diamond Series | Avery Weigh-Tronix , Fairmont, MN | 1824-200 |
Imidacloprid, analytical-grade CAS # 138261-41-3 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO 63103 | 37894 |
Electronic scale, precision (precision = 0.1 mg): Adventurer Pro 260 | Ohaus, Parsippany, NJ | AV264C |
Electronic scale, portable (15 kg max. cap.): Ranger Count 3000 | Ohaus, Parsippany, NJ | RC31P15 |
Thermocouple probe: TMC6-HD | Onset Computer Corp., Bourne, MA | TMC6-HD |
Datalogger, 12-bit: Hobo U-12 | Onset Computer Corp., Bourne, MA | U12-012 |
Temperature and r.h. datalogger: iButton Hygrochron | Baulkham Hills, NSW 2153, Australia | DS1923 |
Temperature datalogger: iButton Thermochron | Baulkham Hills, NSW 2153, Australia | DS1922L |
Nalgene plastic bottle | Thermo Scientific, Rochester, NY | 2104-0032 |
Tissue embedding cassette | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | B1000731WH |
Digital camera: Pentax K-01 | Ricoh Imaging Co., Ltd. | 15241 |
ImageJ version 1.47 software | W. Rasband, National Institutes of Health, USA | |
Centrifuge tubes, 50 ml | Fisher Scientific, Asheville, NC | 14-959-49A |