कॉफी बेरी बरमा और मेजबान संयंत्र गतिशीलता की व्यापक निगरानी इस इनवेसिव कीट के प्रबंधन में सुधार करने के लिए परिदृश्य स्तर के डेटा को एकत्र करने के लिए आवश्यक है । यहां, हम एक मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक डेटा रिकॉर्डिंग आवेदन के माध्यम से कॉफी बेरी बरमा आंदोलन, संक्रमण, मृत्यु, कॉफी संयंत्र फ़ीनोलॉजी, मौसम, और कृषि प्रबंधन की वैज्ञानिक निगरानी के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं ।
कॉफी बेरी बरमा (CBB) दुनिया भर में कॉफी फसलों के लिए सबसे विनाशकारी कीट नाशक है । हम एक वैज्ञानिक निगरानी प्रोटोकॉल है कि पर कब्जा करने और गतिशीलता और इस इनवेसिव कीट कीट के प्रभाव को बढ़ाता है के रूप में अच्छी तरह से एक विषम परिदृश्य में अपने मेजबान संयंत्र के विकास के उद्देश्य से विकसित की है । इस व्यापक निगरानी प्रणाली की आधारशिला CBB आंदोलन पर समय पर georeferenced डेटा संग्रह है, कॉफी बेरी संक्रमण, कवक द्वारा मृत्यु दर ब्यूवेरिया बासीना, और एक मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक डेटा रिकॉर्डिंग के माध्यम से कॉफी संयंत्र फ़ीनोलॉजी आवेदन. इस इलेक्ट्रॉनिक डेटा संग्रह प्रणाली क्षेत्र रिकॉर्ड अंतर्निहित वैश्विक पोजीशनिंग सिस्टम के माध्यम से georeferenced जा करने के लिए अनुमति देता है, और मौसम स्टेशनों और कृषि प्रबंधन प्रथाओं के रिकॉर्ड के एक नेटवर्क के द्वारा समर्थित है । CBB और मेजबान संयंत्र गतिशीलता की व्यापक निगरानी एक क्षेत्र की एक अनिवार्य हिस्सा है, हवाई में व्यापक परियोजना के लिए अनुसंधान के लिए समग्र परिदृश्य स्तर के आंकड़ों को प्रबंधन प्रथाओं में सुधार होगा । दुनिया के अंय भागों में कॉफी agroecosystems कि अनुभव उच्च चर पर्यावरण और सामाजिक कारकों को भी इस प्रोटोकॉल को लागू करने से लाभ होगा, में है कि यह अनुकूलित एकीकृत कीट प्रबंधन (पपी) के विकास को ड्राइव करेगा CBB आबादी का प्रबंधन ।
कॉफी बेरी बरमा (Hypothenemus hampei फेरारी) एक इनवेसिव कीट कीट है कि प्रमुख कॉफी दुनिया1,2के बढ़ते क्षेत्रों भर में पाया जाता है । यह छोटे बीटल एक कॉफी बेरी के बीज के भीतर अपने जीवन चक्र के सबसे खर्च करता है, यह मुश्किल कीटनाशक स्प्रे के साथ नियंत्रित करने के लिए बना । वयस्क महिला केंद्रीय डिस्क के माध्यम से कॉफी बेरी में एक छेद बोर, और बीज में जहां यह प्रजनन के लिए दीर्घाओं बनाता है । के रूप में लार्वा विकसित, वे endosperm पर फ़ीड, कॉफी की फलियों और उपज और गुणवत्ता में बाद में नुकसान के लिए सीधे नुकसान के कारण3। अप्रत्यक्ष नुकसान भी कवक और सेम, जो किण्वन और कॉफी स्वाद के परिवर्तन का कारण बन सकता है में रोगजनकों के प्रवेश के द्वारा हो सकता है4।
CBB पहले अगस्त में Hawai’i द्वीप पर पाया गया था 20105 और जल्दी से लगभग सभी में फैले ~ 800 और ‘ यू जिलों में कॉफी फार्मों, दो क्षेत्रों है कि दुनिया है उनके कॉफी उत्पादों के प्रीमियम गुणवत्ता के लिए प्रसिद्ध है 6, 7 . अप्रबंधित और खराब प्रबंधित खेतों में 90% से अधिक संक्रमण के स्तर हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप भारी आर्थिक नुकसान हो सकता है । हवाई में, अनुमानित अर्थव्यवस्था व्यापक प्रभाव CBB के कारण लगभग $21M सालाना8है । CBB हवाई द्वीप के लिए अपनी प्रारंभिक परिचय के बाद से फैल रहा है, और हाल ही में पड़ोसी हवाई द्वीप Oahu (2014) और माउ (2016) पर पता चला है । काउई केवल कॉफी-हवाई में द्वीप उत्पादक है कि CBB से अप्रभावित रहता है, लेकिन इस द्वीप कॉफी के 3,000 एकड़ जमीन अत्यंत इस अत्यधिक dispersing कीट के लिए असुरक्षित है ।
ऐतिहासिक रूप से, एन्डोसल्फान और chlorpyrifos जैसे सिंथेटिक कीटनाशकों का इस्तेमाल कई देशों में CBB को नियंत्रित करने के लिए किया गया है । हालांकि, मानव और पर्यावरण के लिए इन कीटनाशकों की विषाक्तता के बारे में9चिंताओं, साथ ही कीटनाशक प्रतिरोध10के लिए सबूत, इन पदार्थों के परिणामस्वरूप कई देशों में उपयोग से प्रतिबंधित किया जा रहा है । वर्तमान में, सबसे कॉफी बढ़ते क्षेत्रों CBB नियंत्रण के लिए एक पपी दृष्टिकोण पर निर्भर हैं । IPMs आम तौर पर स्वच्छता प्रथाओं का एक संयोजन शामिल (उदा, छंटाई और पट्टी उठा), जैविक नियंत्रण (जैसे, शिकारी भृंग या परजीवी की रिहाई), और जैव कीटनाशकों के आवेदन (जैसे, entomopathogenic कवक B. बासीना)11,12. हवाई में CBB प्रबंधन के लिए वर्तमान सिफारिशें भी नियमित रूप से क्षेत्र की निगरानी का सुझाव शराब का उपयोग-चारा जाल और “तीस पेड़ नमूना विधि” Cenicafé द्वारा विकसित13,14. इस नमूना विधि बेतरतीब ढंग से मध्य चंदवा कि कम से कम 45 हरे जामुन है से एक शाखा का चयन, और प्रभावित और गैर प्रभावित जामुन की संख्या की गिनती शामिल है । इस प्रक्रिया को क्षेत्र भर में एक zig-मेढ़ी पैटर्न में दोहराया जाता है प्रति हेक्टेयर 30 पेड़ों की कुल के लिए (2.5 एकड़), और प्रतिशत संक्रमण का अनुमान करने के लिए प्रयोग किया जाता है ।
जबकि इन पपी प्रथाओं के कई हवाई में कॉफी उत्पादकों द्वारा अपनाया जा रहा है, जलवायु में चरम विविधता, स्थलाकृति और द्वीपों जरूरत पर सांस्कृतिक प्रथाओं कि पपी प्रत्येक स्थान के लिए अनुकूलित किया जाएगा । अनुकूलित पपी का विकास एक निगरानी कार्यक्रम पर निर्भर करेगा जिसमें कॉफी agroecosystems, कॉफी कीट जीवविज्ञान, और पर्यावरण के आवश्यक तत्व शामिल हैं । हम CBB और मेजबान संयंत्र गतिशीलता की व्यापक निगरानी हवाई में एक क्षेत्र चौड़ा परियोजना है कि समुच्चय परिदृश्य स्तर के डेटा के भाग के रूप में लागू किया है प्रबंधन प्रथाओं को सूचित करने के लिए । इस प्रोटोकॉल दुनिया भर में अंय कॉफी agroecosystems में इस्तेमाल किया जा सकता है, और उन है कि अनुभव उच्च चर पर्यावरणीय और सामाजिक अनुकूलित पपी CBB आबादी का प्रबंधन करने की आवश्यकता कारकों में विशेष रूप से उपयोगी हो जाएगा ।
यहां वर्णित निगरानी प्रोटोकॉल इस इनवेसिव कॉफी कीट के खिलाफ CBB और नियंत्रण रणनीतियों पर अनुसंधान का एक अनिवार्य हिस्सा के रूप में सेवा कर सकते हैं । हम पर अभ्यास में इस निगरानी प्रोटोकॉल डाल दिया है 2016 और 2017 कॉफी इस लेख में उल्लिखित प्रक्रिया के हर कदम को अनुकूलित करने के प्रयास में हवाई द्वीप पर मौसम बढ़ रही है और साथ वीडियो. ऐसा करके, हम यह सुनिश्चित किया है कि CBB जनसंख्या गतिशीलता के महत्वपूर्ण पहलुओं पर नजर रखी गई है और quantified, कि सबसे प्रभावी कम लागत सामग्री प्रोटोकॉल के प्रत्येक चरण के लिए निर्धारित किया गया है, और है कि डेटा CBB आंदोलन पर एकत्र, संक्रमण, मृत्यु दर, कॉफी संयंत्र फ़ीनोलॉजी, मौसम और कृषि प्रबंधन को सूचित करने और वर्तमान नियंत्रण रणनीतियों में सुधार किया जा सकता है ।
इस प्रोटोकॉल है कि इष्टतम परिणाम सुनिश्चित करने के बाद किया जाना चाहिए में महत्वपूर्ण कदम के एक नंबर रहे हैं । सबसे पहले, फ़नल का जाल एक समान ऊंचाई पर सेट होना चाहिए और पेड़ों के बीच स्थित होना चाहिए. यह सुनिश्चित करेगा कि आकर्षित पर्याप्त हवा के माध्यम से फैलाना है, और है कि भृंग सभी दिशाओं से जाल का उपयोग कर सकते हैं । दूसरा, यह एक ही जाल आकार के साथ छलनी का उपयोग करने के लिए आवश्यक है (मोटे-जाल चलनी ≈ 1.5 मिमी, और ठीक-जाल चलनी ≈ 1.0 mm) की निगरानी की अवधि के दौरान CBB के volumetric अनुमान के लिए सुसंगत परिणाम सुनिश्चित करने के लिए । तीसरा, प्रत्येक जाल में CBB बनाम अन्य भृंग के अनुपात काफी जाल के बीच और बढ़ते मौसम में भिन्न हो सकते हैं, और यह इसलिए जाल गिनती डेटा में शोर को कम करने के लिए इन अनुपात का अनुमान लगाने के लिए आवश्यक है. चौथा, संक्रमित जामुन बर्फ पर एक कूलर में संग्रहित किया जाना चाहिए जब तक वे प्रयोगशाला में ले जाया जा सकता है, जिसके बाद जामुन 14 डिग्री सेल्सियस पर विच्छेदन तक संग्रहित किया जाना चाहिए । आर्द्र वातावरण में भण्डारण के फलस्वरूप जामुन20से CBB उद्भव होगा । अंत में, विच्छेदन संग्रह के 1-3 दिनों के भीतर आयोजित किया जाना चाहिए CBB की अधिकतम उत्तरजीवी सुनिश्चित करने के लिए । CBB की मृत्यु हो सकती है अगर जामुन ठंडे तापमान पर लंबे समय तक के लिए जमा हो जाती है ।
अतिरिक्त कदम अनुसंधान पहल है कि यहां शामिल नहीं है के लिए आवश्यक हो सकता है (उदा., निगरानी CBB शिकारी बहुतायत) । समय, संसाधन, और/या उपकरण कारक सीमित हैं, तो संशोधन भी इस प्रोटोकॉल के लिए किया जा सकता है । जाल आकर्षित 3:1 मेथनॉल के शामिल: इथेनॉल एक 1:1 मेथनॉल को बदला जा सकता है: तुलनीय परिणाम21के साथ इथेनॉल समाधान । साबुन पानी भी जाल में एक को मारने के समाधान के रूप में propylene ग्लाइकोल के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है22। CBB की बड़ी संख्या के अनुमान के लिए (जैसे, कई सौ प्रति ट्रैप से अधिक), CBB के बड़े पैमाने पर आधारित अनुमान volumetric अनुमानों के स्थान पर प्रतिस्थापित किए जा सकते हैं । उदाहरण के लिए, किसी एकल CBB का औसत शुष्क भार उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्केल का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है । CBB 70% इथेनॉल में एकत्र तो एक ओवन में सूख सकता है, और जाल प्रति CBB की संख्या का अनुमान तौला । एक संशोधित volumetric अनुमान भी मार समाधान के साथ साथ एक स्नातक सिलेंडर में एक जाल से सभी CBB डाल द्वारा बनाया जा सकता है, और सामग्री के लिए नीचे22बसने की अनुमति । एक बार बस, CBB द्वारा भरे सिलेंडर की मात्रा नोट किया जा सकता है, और 1 मिलीलीटर के लिए रूपांतरण कारक जाल प्रति पकड़ा CBB की कुल संख्या का अनुमान लगाने के लिए निर्धारित किया जा सकता है । अंत में, कॉफी उत्पादकों कि उनके खेतों के एक अंतरंग ज्ञान है और इस निगरानी प्रोटोकॉल का उपयोग कर रहे है CBB संक्रमण और आंदोलन का अनुमान करने के लिए कदम है कि फ़ीनोलॉजी दस्तावेजीकरण शामिल छोड़ और शाखाओं पर किशमिश की संख्या की गिनती करना चाहते हो सकता है ।
इस प्रोटोकॉल की दो संभावित सीमाएं यहां उल्लेख करने लायक हैं । सबसे पहले, छाती की ऊंचाई पर शाखाओं के नमूने जल्दी फूल फसल है कि पेड़ चंदवा में उच्च शुरू कर सकते है में संक्रमण पर कब्जा नहीं है । हालांकि, टिप्पणियों का सुझाव है कि हवाई में कॉफी खेतों में समग्र उपज का एक बहुत छोटा प्रतिशत के लिए इस जल्दी फूल फसल खातों । दूसरा, हमारे प्रोटोकॉल केवल हरे जामुन में संक्रमण के लिए खातों, और इस तरह सही बेरी नुकसान का अनुमान है जब रंग तोड़ने की संख्या और पका हुआ जामुन पर कब्जा नहीं हो सकता है उच्च (सितंबर-दिसंबर हवाई में) ।
CBB निगरानी प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत अंय निगरानी प्रोटोकॉल है कि उपयोग में वर्तमान में है पर कई अलग लाभ है । सबसे पहले, व्यवस्थित यादृच्छिक नमूना डिजाइन और भी नमूना एक zig-मेढ़ी पैटर्न में किया नमूना के लिए रिश्तेदार के लिए अनुमति देता है । यह नमूना डिजाइन एक दिए गए क्षेत्र भर में बेरी क्षति के बेहतर अनुमान के लिए अनुमति देता है, और आकर्षण के बीच का पता लगाने की क्षमता बढ़ जाती है । दूसरा, निगरानी प्रोटोकॉल है कि कॉफी agroecosystems के लिए आवश्यक है में तत्वों का समावेश (उदा, फ़ीनोलॉजी, मौसम चर, और प्रबंधन प्रथाओं) इनवेसिव कीट कीट के बीच गतिशीलता के बारे में हमारी समझ में सुधार होगा, उनके मेजबान संयंत्रों, और विभिंन पर्यावरणीय कारकों । तीसरा, क्षेत्र सर्वेक्षण के दौरान एक मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक डेटा संग्रह आवेदन के उपयोग के वास्तविक समय डेटा जल्दी और कुशलता से प्रवेश किया और एक डाटाबेस में आयोजित होने की अनुमति देता है, और यह भी पता लगाने के रूप में अंय स्वचालित कॉफी की निगरानी विधियों से संबंधित हो सकता है रिमोट सेंसिंग के जरिए23. डेटा संग्रह की इस पद्धति का एक अंय महत्वपूर्ण लाभ यह है कि विस्तृत संक्रमण रिपोर्टें आसानी से उत्पंन की जा सकती हैं, जिससे समय पर प्रबंधन सिफारिशों को उत्पादकों को रिले किया जा सके । अंत में, CBB जीव विज्ञान, कॉफी संयंत्र फ़ीनोलॉजी, मौसम, और प्रबंधन पर एकत्र वास्तविक समय डेटा पूर्वानुमानित मॉडलों के विकास में शामिल किया जा सकता है कि एक विशेष कॉफी की बढ़ती स्थान के लिए प्रबंधन की योजना को अनुकूलित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
The authors have nothing to disclose.
हम कॉफी फार्मों की ड्रोन इमेजरी प्रदान करने के लिए वन Bremer के आभारी हैं, साथ ही जीआईएस विधियों के साथ सहायता कर रहे हैं । हम थॉमस Mangine, मैथ्यू ंयूएलर, Lindsey हैमिल्टन, शैनन विल्सन, Briana McCarthy और मेहणा शबदो-Halpern फिल्म निर्माण के साथ सहायता के लिए धंयवाद, और दो एक पहले मसौदे पर टिप्पणी के लिए गुमनाम समीक्षक । यह काम USDA-ARS द्वारा वित्त पोषित किया गया । राय, निष्कर्षों, निष्कर्ष या सिफारिशों इस प्रकाशन में व्यक्त लेखकों के हैं और जरूरी नहीं कि USDA के विचारों को प्रतिबिंबित । USDA एक समान अवसर प्रदाता और नियोक्ता है ।
funnel trap | CIRAD | Brocap trap | |
propylene glycol | Better World Manufacturing, Inc. | ||
methanol | Fisher Scientific or similar supplier | CAUTION: Methanol is highly flammable, is toxic if inhaled or ingested, and is a skin and eye irritant. Wear gloves, eye protection, and protective clothing, and only use in well-ventilated rooms. | |
ethanol | Fisher Scientific or similar supplier | CAUTION: Ethanol is highly flammable, is toxic if inhaled or ingested, and is a skin and eye irritant. Wear gloves, eye protection, and protective clothing, and only use in well-ventilated rooms. | |
polypropylene resealable bags (2 Mil 3 x 4") | Uline or similar supplier | S-1292 | |
thumbtack | Widely available | For making drainage holes in funnel trap | |
paperclips | Widely available | For attaching lure bag to traps | |
galvanized wire (12 gauge) | Widely available | For attaching funnel trap to stakes | |
wire cutter | Widely available | ||
tomato stakes | Widely available | ||
permanent marker | Widely available | ||
mobile device | Apple or other supplier | iPad or smartphone equipped with camera | |
waterproof case | Widely available | For mobile device | |
data collection application | Fulcrum or similar software | ||
GNSS Surveyor | Bad Elf | ~1-meter positioning accuracy | |
1 mm mesh hand sieve | Widely available | ||
1.5 mm mesh hand sieve | Widely available | ||
20 mL glass scintillation vials | Widely available | ||
label maker | Widely available | ||
label tape | Widely available | ||
metal lab spatula | Widely available | ||
scrub brush | Widely available | ||
dish soap | Widely available | ||
binder clip | Widely available | ||
ruler | Widely available | ||
plastic tupperware | Widely available | ||
cooler | Widely available | ||
ice pack | Widely available | ||
wash bottle | Widely available | ||
papertowels | Widely available | ||
fine-tipped paintbrush | Widely available | ||
light microscope | Leica or similar supplier | ||
clear plastic lid | Widely available | ||
tally counter | Widely available | ||
10 mL syringe | Widely available | ||
fine-tipped forceps | Widely available | ||
scalpel or razor blade | Widely available | ||
freezer | Widely available | ||
waterproof data shuttle | HOBO by Onset Computer Corp. | U-DTW-1 | |
PAR Sensor with 3m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-LIA-M003 | |
Temp/RH Sensor (12-bit) w/ 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-THB-M002 | |
Solar Radiation Shield | HOBO by Onset Computer Corp. | RS3 | |
Extra-Large Solar Panel 6 Watts | HOBO by Onset Computer Corp. | SOLAR-6W | |
Rain Gauge (0.2mm) with 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-RGB-M002 | |
Smart Temp Sensor 12-bit w/ 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-TMB-M002 | |
Soil Moisture – 10HS | HOBO by Onset Computer Corp. | S-SMD-M005 | |
Silicon Pyranometer Sensor w/3m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-LIB-M003 | |
Light Sensor Bracket | HOBO by Onset Computer Corp. | M-LBB | |
NDVI Light Sensor Bracket | HOBO by Onset Computer Corp. | M-NDVI | |
Complete 3M Tripod kit | HOBO by Onset Computer Corp. | M-TPA-KIT | |
RX3000 3G Remote Monitoring Station | HOBO by Onset Computer Corp. | RX3003-00-01 | |
Global Limited Plan – RX3000 T2 4-hr | HOBO by Onset Computer Corp. | SP-806 |