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Environment

コーヒーのベリーの穴あけ器の科学的なモニタリングのためのハワイ プロトコル: コーヒー生態系世界のモデル

doi: 10.3791/57204 Published: March 19, 2018

Summary

コーヒー ベリー ニカメイチュウ ホスト植物学の包括的な監視この侵襲性害虫の管理を改善する景観レベルのデータを集約するために不可欠です。ここでは、コーヒー ベリー ニカメイチュウ動き、侵入、死亡率、コーヒー植物のフェノロジー、気象、モバイル電子データ記録アプリケーション経由でファーム管理の科学的なモニタリングのためのプロトコルを提案する.

Abstract

コーヒー ベリー中くり盤 (CBB) はコーヒー穀物世界の最も破壊的な害虫です。キャプチャし、異機種混在の風景にダイナミクスとその宿主植物の開発だけでなく、この侵襲的な害虫の影響の定量化を目指している科学的な監視プロトコルを開発しました。この包括的な監視システムの礎石は CBB の動き、コーヒー ベリー侵入、糸状菌Beauveria 被害、死亡率、モバイル電子データ記録を介してコーヒー植物のフェノロジーにタイムリーな地理データ コレクションアプリケーション。この電子データ収集システムは、組み込みのグローバル ポジショニング システムをジオリファレンスするフィールドのレコードをでき、気象ステーションのネットワーク、ファーム管理プラクティスの記録によって支えられています。CBB とホストのプラント動特性の包括的な監視は、経営慣行を改善するために研究のため景観レベルのデータを集計するハワイでの広域プロジェクトの重要な部分です。高い変数環境や社会経済的要因が発生する世界の他の部分にコーヒーの生態系も恩恵、このプロトコルの実装にカスタマイズされた統合された害虫管理 (IPM) の開発をドライブすることにCBB の集団を管理します。

Introduction

コーヒー ベリー中くり盤 (ビルゲイツ会長の持続 hampeiフェラーリ) は世界1,2の主要なコーヒー産地で発見された侵襲的な害虫です。この小さなカブトムシは、殺虫剤スプレーの制御が難しく、コーヒー ベリーの種内のライフ サイクルのほとんどを費やしています。大人の女性は、中心のディスクを通してコーヒー ベリーと再生のためのギャラリーをビルドそれ種に穴を退屈させます。幼虫を開発、彼らはコーヒー豆と収量・品質の3それに続く損失に直接損傷を引き起こす、胚乳にフィード。またに間接損傷菌や病原体のエントリによって発酵とコーヒー味4の変化を引き起こすことができる bean に発生します。

2010 年 8 月ハワイ島でみつかった CBB5 800 〜 コナ コーヒー農場のほぼすべてに迅速に広がり、ka ' u 地区、2 つの領域のコーヒー製品6,7 のプレミアム品質の世界的に有名であります。.アンマネージ コードと管理の不十分な農場は、巨大な経済的損失の結果、90% を超える寄生レベルを持つことができます。ハワイでは、CBB のため推定経済全体への影響は約 $21 M 毎年8。CBB は、ハワイ島への初期の導入から普及を続けているし、最近近隣のハワイ諸島オアフ島 (2014) とマウイ島 (2016) が検出されました。カウアイ島は CBB、影響を受けないままハワイ唯一のコーヒー生産の島が、島の 3,000 エーカーのコーヒーはこの高分散性の害虫に対して非常に脆弱です。

歴史的に、合成殺虫剤エンドスルファンやクロルピリホスなどは、CBB のコントロールに多くの国で使用されています。しかし、これらの物質は、多くの国で使用禁止されている殺虫剤抵抗10の証拠と同様、人間と環境の9、これらの殺虫剤の毒性の懸念がもたらされました。現在、ほとんどのコーヒー栽培地域は、CBB のコントロールに IPM アプローチに依存します。Ipm は通常衛生プラクティス (例えば、枝打ちやストリップ ピッキング)、生物学的コントロール (例えば、カブトムシ捕食性や寄生蜂のリリース)、およびバイオ農薬のアプリケーションの組み合わせを含む (例えば、病原性糸状菌b)11,12。ハワイの CBB 管理の現在の推奨事項はまた14Cenicafé13,によって開発された標準のフィールド監視アルコール トラップと「30 木サンプリング メソッド」を使用してお勧めします。少なくとも 45 の緑の果実を持つ中間の天蓋から分岐をランダムに選択し、出没と非出没する果実の数を数えて、このサンプリング メソッドが含まれます。このプロセスは、ヘクタール (2.5 エーカー) あたり 30 の木の合計フィールドの間でジグザグ パターンで繰り返される、インフェ ステーションのパーセントの見積もりに使用します。

ハワイの気候・地形の極端な不均一性のコーヒー生産者のこれらの IPM のプラクティスの多く採用されている、島の文化的慣習、IPM を必要とするそれぞれの場所にカスタマイズできます。カスタマイズされた IPM の開発は、コーヒーの生態系、コーヒーの害虫の生物学および環境の重要な要素が含まれている監視プログラムに依存します。経営慣行を通知する景観レベルのデータを集めたハワイの広域プロジェクトの一環として CBB とホストのプラント動特性の包括的な監視を実施いたします。このプロトコルは、世界の他のコーヒーの農業生態系における使え、CBB の個体群を管理するカスタマイズされた IPM を必要とする非常に変数の環境と社会経済要因が発生したそれらの特に役に立つでしょう。

Protocol

注: プロトコルのスペイン語翻訳は、補助ファイル 1として提供されます。

1. コーヒー フィールド内サンプリング ゾーンを定義します。

  1. グローバル ポジショニング システム (GPS) 装置を使用して監視するコーヒー畑の境界を調査します。グローバル情報システム (GIS) にフィールド座標をインポートおよびコーヒー畑のマップを生成します。
  2. 「ゾーン」(すなわち、多角形)、それぞれ約 335 m2フィールドを分割します。これらは、フィールド間で体系的なランダム サンプリングのデザインを確保するため使用されます。

2. 電子システムでデータ収集アプリケーションを作成します。

  1. 次の連結されたデータベースから成るデータ収集アプリケーションを構築、電子データ収集プラットフォームを使用して:トラップ ゾーン、サイト サービス、気象観測装置、および管理
    注: これらのデータベースは、コレクションとデータの組織のプロトコルのすべての以降の手順で使用するされます。
  2. トラップデータベースの 'サイト名'、'トラップ番号'、'展開日'、'フィールド技術者名'、'展開写真'、および各トラップの GPS 座標へのリンクのフィールドを作成します。
  3. ゾーンデータベースの 'サイト名' と 'ゾーン番号'、リンクと各ゾーンを表示するジオリファレンス サイト マップのフィールドを作成します。
  4. サイト サービスデータベースの 'サイト名'、'日付'、'フィールド技術者名'、および 'サイト メモ' のフィールドを作成します。サイト サービス内では、データベースは次の入れ子になったデータベースを作成します。
    1. レコード トラップ トラップ キャッチの番号 (親トラップデータベース内の関連するトラップ配置レコードにリンクで) と写真へのトラップ サービスを含めるし、カウントをトラップします。
    2. レコード フェノロジー写真ゾーン サービス, ベリー侵入評価 (緑の合計数は果実、緑の果実、 bとレーズンと緑の果実が出没) と親に関連するゾーンのレコードへのリンクゾーンデータベース;このレコードには、サンプリングされた各ツリーの GPS 座標も含まれています。
    3. レコードのサイト名、日付、データのダウンロード、およびバッテリー チェックに気象ステーション サービスが含まれます。
    4. ベリー解剖ラボ技術者名、日付、および CBB 位置 (AB または CD) およびごと切り裂かれたベリーの死亡率カテゴリ (生きている、死んでいる他の原因、またはBeauveria 被害による死者) を記録するが含まれます。
  5. 気象台データベースの 'サイト名'、'駅番号'、'展開日'、'フィールド技術者名'、'展開写真'、および各気象台の GPS 座標へのリンクのフィールドを作成します。
  6. 管理データベースのフィールド '管理の実践型'、'日付'、'サイト名' を作成します。

3. 準備し、CBB の動きを監視するためのトラップを配置

  1. 各フィールドの CBB の動きを監視するために必要なトラップの数を決定します。
    注: フィールドごとのトラップ密度に近い小さなフィールド 5 トラップ (~0.5 ha) と大規模なフィールドの 10 トラップ (~ 1 ha)15
  2. 雨水による殺す溶液の希釈を避けるために各トラップ コレクション カップに充填ライン上に排水の穴のシリーズを作る、画鋲を使用して。製造元の指示に従って漏斗のトラップを組み立てます。
  3. プロピレング リコール、水 800 mL 200 mL から成る殺すソリューションの 1 L を準備します。次に、メタノール: エタノールの 3:1 溶液から成る誘引物質の混合物を準備します。誘引剤の 40 mL を注ぎ半透ポリ袋 (2 ミル、3 インチ x 4 インチ)、輸送用コンテナー内の場所。
    注: 半透性袋 CBB を集めて開いているバイアルよりも実行している、低溶出率16のためルアーを補充するより少なく頻繁な訪問があります。
    注意: メタノールおよびエタノール可燃性液体、有毒である場合、吸入や摂取、皮膚や眼刺激です。これらの化学物質は、手袋、眼の保護具と防護服を着用しながら部屋を換気処理必要があります。
  4. フィールド全体にランダムに分散させてトラップを配置します。0.5 - 地面の上の 1.5 m のトラップを配置し、通路のクリアします。木のトラップを効果的に保護棒が使えます。将来の識別のため各トラップに永久的なマーカーでサイト名とトラップ番号を書きなさい。
  5. グライコール殺す 100 mL でトラップ コレクション カップを記入し、所定の位置にしっかりとカップをネジします。それぞれ誘引の袋にペーパー クリップを添付し、トラップの中心にバッグをフックにペーパー クリップを使用します。
  6. 電子データ収集プラットフォーム搭載モバイル デバイスを使用して、トラップデータベースに移動し、サイト、日付、トラップ番号、およびトラップの写真から成る新しい配置レコードを作成します。
    注: 各フィールド内のトラップの場所は、GPS を介してモバイル デバイス上に自動的に記録します。

4. サービス トラップ

  1. フィールドに到着すると、電子システム内でサイト サービスデータベースに移動し、サイト名、日付、およびフィールド技術者名から成る新しいサイト サービス レコードを作成します。
    注: 初期トラップ サービスは実施 2 週間トラップの展開後とその後 2 週間ごとです。高解像度のトラップをキャッチした場合データが必要な毎週トラップ サービスを行う可能性があります、私たちは隔週サンプリングがシーズン (図 1) 全体の一般的な動きの傾向をキャプチャするための十分な注意が。
  2. フィールドにトラップを探します。プラスチック製の容器の上に細かいメッシュ手ふるい (メッシュ サイズ 0.8 - 1.0 mm) を置き、ふるいを通してコレクション カップから殺すの溶液を注ぐ。コレクション カップに戻って殺すソリューションを転送し、コレクション カップから CBB のすべてが削除されていることを確認する約液体にシュッと振る。
  3. 新しいサイトのサービス レコード内でトラップ サービスのデータベースに移動し、新しいトラップ サービス レコードを作成します。関連するトラップ番号を入力し、バック グラウンドでサイト名とトラップ番号ふるいを撮影します。トラップ サービス記録に写真を保存します。
  4. スプーンや金属のヘラを使用して、70% エタノールでいっぱいバイアルにすべての昆虫をスクープします。ラベル、サイト、日付、およびトラップ番号バイアル。
  5. 新鮮な殺すソリューションとトラップの上へネジ コレクション カップを補充します。1 回あたり月は石鹸水でコレクション カップを洗って、すすぎと新鮮な殺すソリューションに置き換え。また誘引・月に 1 回または必要に応じてバッグを交換してください。

5. 植物のフェノロジーのゾーン

  1. サイトのサービス レコード内でゾーン サービスデータベースに移動し、新しいゾーンのサービス レコードを作成します。リンク先のゾーンデータベースにあるサイト マップからサンプリング ゾーンを選択します。
  2. サンプリング バイアスを避けるためは木の拠点が表示されますのみランダムに鋳造目下方でゾーン内からツリーを選択します。選択されたツリーの前に立って、胸の高さの周りの側枝をランダムに選択します。ルーラーのカメラの視野から生殖部分 (ノード、蕾、花、果実) のいずれかがブロックされないことを確かめて選択したブランチに定規をクリップします。
  3. ルーラーとターゲット分岐の全体が表示されていることを確認 1 つの写真を撮る。全体のツリーの 2 番目の写真を取る可能な限り写真の中間レベルのキャノピーの多くを取得してください。ゾーンのサービス記録に両方のフェノロジー写真を保存します。

6 緑の果実の被害評価のサービス ゾーン

  1. フェノロジー用分岐があると思われる場合 > 30 緑の果実は、少なくとも枝に果実の数をカウントするエンドウ豆サイズ (~0.6 cm) と大きく、カラー (スケール 77 8517の BBCH) で明るい黄色がかった緑に緑。ゾーンのサービスレコードにこの番号を入力します。
    注: 分岐を行う場合フェノロジー表示する < 30 緑の果実、無計画でターゲット ゾーンでツリーから胸の高さで側枝を選択 > 30 緑の果実の目に見える。選択バイアスを避けるために距離からこれを行います。
  2. またゾーン サービスレコードの枝に CBB で出没する緑の果実の数を入力します。出没する果実が中心のディスクに通常ある小さい穴を有するCBB は、穴に表示されないことがあります。
  3. 目に見える緑の出没するベリーの数を入力b菌の白します。菌は、CBB の見られるかもしれない周囲の入口の穴および/または。
    注: さらにアッセイは、これは特別な関心の場合、菌種を識別するために必要かもしれない。
  4. 枝にレーズン (乾燥果実) の数を入力します。経営 (例えば、ストリップ ピック) と CBB の侵入の間の関係を理解するこの情報を使用できます。
  5. 分岐から 3 つの出没する緑の果実を収集します。これらはラボに戻って撮影してベリー内 CBB の位置を評価するために解剖。
    注: 緑の損傷評価のため使用されているブランチがある場合、ゾーン内の他の枝から出没する果実を取得することが < 3 緑の果実が出没します。
  6. プラスチック製コンテナーとサイトと日付ラベルに出没する緑の果実を配置します。彼らは研究室に戻って運ぶことができるまでクーラーは氷の上にコンテナーを格納します。
    注: 理想的には、果実が切り裂かれる CBB の最大の生存を確保するためのコレクションの 1-3 日以内。
    1. 果実 (必要に応じて) 14 ° C の演習での格納 (s. Fortna ・ r ・ ホリングスワース、パーソナル通信) いいえ、死亡率にはほとんどの 3 日前まで。
  7. フェノロジーの手順を繰り返し、各サンプリング ゾーンに損傷評価をベリーします。
    注: 約 25 支店は大規模農場のサンプリングする必要があります (~ 1 ha)、小規模農家の 〜 15 枝をサンプリングして (~0.5 ha)。解剖、各サンプリング日には、75 の緑の出没する果実を大規模な農場および小さい農場から 45 から収集すべき。今年のいくつかの部分の中には、この果実の数を収集できない場合があります。この場合、大規模農場のための 50 の緑の果実の最小値を収集しよう (~ 1 ha) と小規模農家のための 30 の緑の果実 (~0.5 ha)。

7. 各トラップの CBB の数をカウントします。

  1. プラスチック容器に粗いメッシュ手ふるい (メッシュ サイズ ~1.5 mm) を置き、ふるいにコレクション バイアルからカブトムシを空にします。使用洗浄ボトルは、バイアルからすべての内容を取得する水で満たされました。
  2. ふるいは、可能な限りふるいを通して、多くの小さな昆虫を強制することで内容をスプレー洗浄ボトルを使用します。これは大きい虫や塵などサンプルでは、小さな甲虫から分離することを許可し、CBB の容積の見積もりの誤りを制限します。大きな虫や塵などを破棄、ふるいをすすいでください。
  3. 第二のプラスチック容器に細かいメッシュ手ふるい (メッシュ サイズ ~1.0 mm) を配置し、細かいメッシュ手ふるいに最初のコンテナーの内容を注ぐ。
  4. 場合は複数百 CBB、7.6 の手順に進んでください。百 CBB のいくつかよりも小さい場合は、余分な水分を除去する紙タオルの上に細かいメッシュのふるいを配置します。ふるいを裏返しし、透明なプラスチックの蓋の上にすべての内容をタップします。固まって、乾燥するまで座ることができます、絵筆でカブトムシを広げます。
  5. 百 CBB のいくつかよりも小さい場合は、細い絵筆や似たような実装を使用して、いくつかカブトムシ幅、行にカブトムシをラインアップ、光学顕微鏡下でカウントを開始します。カブトムシの合計数をカウントし、「CBB」と"その他"カテゴリに分割します。
  6. 百 CBB の複数が存在する場合は、金属へらを使用して 10 mL のシリンジに細かいメッシュのふるいから CBB を転送します。注射器にエジェクタ列を置き、カブトムシを粉砕しないように注意しながら、わずかな抵抗を感じるまで軽く押します。注射器で体積の値を記録します。
  7. 上記で説明したプロトコルを使用して容積のサンプルからカウント 200 カブトムシ。次方程式を使用して、サンプルの他のカブトムシ対 CBB の数を決定します。
    1. 推定 CBB カウントを使用します。
      サンプル (# CBB ÷ 200) = x ∂ の合計の CBB 見積もり x (mL 注射器で測定)。
      注: ここで ∂ = 昆虫/mL の数。∂ の見積もりが地域毎に行われることをお勧めハワイ島 1033 という値を測定しました。
    2. その他のカウントの使用を推定します。
      サンプル =「その他」のカブトムシの見積もりの合計 (# その他 ÷ 200) x ∂ x (mL 注射器で測定)。
  8. トラップ数を完了すると、トラップ サービスの関連するレコードに移動し、CBB と他のカブトムシの数を入力します。

8. スコア フェノロジー写真

  1. データ収集アプリケーションからコーヒー フェノロジー写真をエクスポートします。写真を開き、接続されている定規で枝を探します。この分岐に対して次をスコアします。
    1. ノード (枝に葉の点) の数を獲得します。
    2. ピンの頭、オープン花ろうそくの成熟した芽未熟な蕾の有無をスコアします。
    3. エンドウ豆サイズの緑の果実、未熟な緑の果実、成熟した緑の果実、ベリー色の壊れ目を示す、完全に熟した果実とレーズンの数を獲得します。

9. CBB の位置を決定する果実を解剖します。

  1. コールド ストレージから出没する緑の果実を取るし、ベリーの郭清を進める前に 10-15 分のための部屋の温度に温めることができます。この回復時間は、CBB は生存または死んだとして正確に評価されることができますので、重要です。
    注: 出没する果実の郭清は決定する大人の CBB の位置をことができます。AB は、女性ベリーへの侵入を開始している、変更されていないことを示します。 位置に達する胚乳。位置の CD は、胚乳13に入っている女性を示します。
  2. メスまたは類似の実装を使用して、するベリーからスライス中心のディスクに並列カブトムシ位置の予備評価として。次に、中央の円盤に垂直な浅いスライスのシリーズを作るし、CBB が AB と CD かを決定するための入口の穴の周りに配置。
  3. 「生きている」、「 Beauveria 被害で死んだ」、「他の原因」による死者、「ビートル行方不明」AB と CD のカテゴリに分割します。大人が生きているか死んでいるかは明らかでない場合、顕微鏡を使用してズームインし、足の動きを見る。
  4. 場所は、水やアルコールで皿に個人をカウントします。これは、数えられた研究室にエスケープから大人のカブトムシを防ぎ何を追跡するために役立ちます。
  5. サイトの解剖を完了すると、関連するサイトのサービス レコードのベリー解離データベースに移動し、各カテゴリの CBB の合計数を入力します。
  6. コンテナー内解剖サンプルを置き、処分前に 72 時間を凍結します。

10. サービス マニュアルの気象観測所

注: 隔週サービス、またはデータをダウンロードし、すべてのセンサーが正しく機能していることを確認するため毎月、気象台マニュアル データのダウンロードを必要とする場合があります。CBB の生物学を理解するために考慮すべき重要な天候変数は、降雨量、湿度、空気と土壌温度、日射、光合成有効放射 (PAR)、土壌水分と風の速度/方向を含めることができます。

  1. フィールドで手動の気象観測所を探します。電子システムに関連するサイトのサービスレコードを開き気象ステーション サービスのデータベースに移動します。サービス関連の気象ステーションの配置レコードにリンクされているレコード新しい気象ステーションを作成します。
  2. データロガー、データ ダウンロードのためのラップトップを直接接続するのにには、防水のシャトルを使用します。気象台の記録データがダウンロードされたことをサービスに、メモしておきます。
  3. データは、負荷を分散されている、一度手動で起動 (降雨 logger を再起動する必要はありません)、適切な設定を確保して太陽と温度/湿度ロガーが再。バッテリー レベルをチェックし、必要に応じて交換します。これが行われている電子システム内で書き留めます。
  4. 研究室に戻った後、完全な天候のステッチに最新のデータを追加し、メタデータ レコードを更新します。

11. 記録管理の実践

注: 管理の実践に関する情報は CBB の活動および人口のサイズのパターンを理解する使えます。関連する経営慣行があります (に限定されない): 雑草管理b菌、pyrethins や剪定、他の殺虫剤をスプレーを噴霧, ストリップは、ピッキング、桜ピッキング、地面等からレーズンを削除します。

  1. 管理データベースでサイト名、日付および実施管理実践の種類と新しい管理台帳を作成します。

Representative Results

上記監視プロトコルから得られる結果の種類を代表するいくつかのコーヒー農園からの例を報告する.CBB 運動パターンのフィールド間でを決定するには、特定のトラップが漁獲は CBB 一日ごとにキャッチの数を推定する展開から日数で割ったことがあります。CBB 日あたりキャッチ数は CBB の平均数 (平均 ± SEM; ファーム全体で 1 日あたりトラップごとにキャッチを決定するすべてのトラップの間で、平均可能性があります。図 2)。トラップ捕獲物データ ピーク飛行活動18の期間を推測されることがあります、剪定やb.bassianaスプレーなどの直接の管理にも使用できます。現場でのベリーの損傷評価から得られたパーセントの侵入は、高い侵入の期間一致ピーク飛行活動19かどうかを決定するトラップ キャッチ データと比較可能性があります。この情報だけでトラップを介して CBB アクティビティの監視対策をお知らせするのに十分です決定するために不可欠です。ベリー解剖 CBB の位置を決定する研究室では、生産者に通知するされることがありますb (CBB の % は、AB の位置145 >) のアプリケーションをスプレーします。CBB 位置情報現場で被害の評価から生成されたホット スポット マップ [ bをする必要がありますフィールド内のおおよその位置の生産者は (図 3) を散布し組み合わせても使用できます。

CBB の侵入に関与する因子の包括的なビューに CBB ポジション、 b植物のフェノロジー、死亡率のデータのコンパイルを用いて、管理の実践します。図 4に示すサンプル ファームで出没する果実が成長期の早期に解剖の大半は一方でシーズン後半で解剖の果実の大半、CD の位置に CBB AB の位置に CBB をホストされています。ベリー生産のピーク、次桜収穫の 7 ラウンドは 12 月 (図 4) を 7 月下旬から記録されました。最後に、 bの 7 つのアプリケーションを CBB 死亡率範囲 0 ~ 観察シーズンを通して、約 1 ヶ月間隔で実施した 23% (図 4)。最後に、天候データの表示ないここでは、温度、湿度、添加、雨量情報が可能性があります CBB 侵入パターンとb.bassiana効果要因のコーヒー農園にさらなる洞察を提供します。

Figure 1
図 1.(± SEM) を意味毎週隔週間隔対で行われるサンプリングの 1 日あたりトラップごと CBB にキャッチします。1 日あたりこの平均トラップ キャッチは、ファーム全体にわたってランダムに広がる 5 つの漏斗トラップです。多くの極端なピークと谷は毎週サンプリングでキャプチャされた、これらのピークは一般的な傾向は 2 つの間隔の間で同等に隔週のサンプリングで少し後表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2.(± SEM) を意味する 1 日あたりトラップごと CBB にキャッチします。1 日あたりこの平均トラップ キャッチは、ファーム全体にわたってランダムに広がる 9 つの漏斗トラップです。CBB の飛行活動の 2 つの主要なピークは、2016-2017 成長期 (3 月と 12 月) このファームで見ることが。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3.ホット スポット CBB 侵入。サンプル コーヒー農場のこの地図は、2017 年 6 月 14 日に監視調査時に観測された CBB のインフェ ステーションのホット スポットを示しています。それぞれの赤い円の大きさはサンプリングされた枝に緑の出没する果実の数に比例です。このサンプル ファームの 25 支店の合計がサンプリングされ、範囲 0 - 36 の出没する緑の果実が枝あたりみ。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4.サンプル コーヒー ファームの CBB 侵入の包括的なビューです。切り裂かれた緑の果実の CBB の位置は、AB (女性ベリーへの侵入を開始しているが、胚乳に達していない) や CD (女性が入力胚乳) として定義されます。( B菌) を経由して CBB の死亡、コーヒー植物のフェノロジー (各支店ごとの果実の平均数)、そして農場経営慣行 (b.bassianaスプレーとチェリー ピック) 2016年コーヒー栽培シーズンも表示されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Discussion

ここで説明する監視プロトコルは、この侵襲的コーヒーの害虫に対して CBB とその制御方法に関する研究の不可欠な一部として使用できます。この記事と付属のビデオで説明されているプロセスのすべてのステップを最適化するために、ハワイ島の季節を成長 2016、2017 のコーヒーを飲みながら実践プロトコルを監視、我々 はこれを入れています。これにより、CBB の個体群動態の重要な側面を監視されていると定量化、プロトコルの各ステップの最も効果的な低コストの材料が決まっているし、CBB 運動に関するデータが収集されることを確保しています。侵入、死亡率のコーヒー植物のフェノロジー、天気とファームの管理を使用して、お知らせ、現在の制御戦略を改善できます。

最適な結果を得るために続かれなければならないこのプロトコルで重要な手順の数があります。まず、漏斗のトラップは均一な高さに設置する必要があります、木の間に配置。誘引剤は、十分に空気を通って拡散することとすべての方向から、カブトムシがトラップにアクセスできるようになります。第二に、同じ網目のふるいを使用する必要がある (粗いメッシュふるい ≈ 1.5 mm と細かいメッシュのふるい ≈ 1.0 mm) CBB の容積の見積もりのための一貫性のある結果を確保するため監視の期間中。第三に、トラップの中で、成長期に各トラップの他のカブトムシ対 CBB の割合によってかなり異なります、トラップ カウント データのノイズを最小限に抑えるため、これらの比率を推定するが必要です。第四に、出没する果実は、後に郭清まで 14 ° C で果実を格納するラボに転送できるまでクーラーは氷の上で保存されなければなりません。湿度の高い環境でのストレージは、果実20から CBB の出現になります。最後に、CBB の最大の生存を確保するためのコレクションの 1-3 日以内解剖を実施する必要があります。CBB の死亡率は、果実は長時間低温で保存されている場合に発生します。

追加の手順が必要になる場合があります研究施策の掲載されていない (例えば、CBB プレデター豊富の監視)。変更は、時間、リソース、および/または機器の要因を制限している場合、このプロトコルに加えも可能性があります。3:1 メタノール: エタノールから成るトラップ誘引は、同等の結果211:1 メタノール: エタノール溶液に変更可能性があります。また石鹸水トラップ22殺すソリューションとしてプロピレング リコールに代えることができます。CBB (例えば、トラップあたりよりも数百) の多数の見積もり、CBB の質量に基づく推計を体積見積もりの代わりに代えることができます。たとえば、単一の CBB の平均乾物重は、高分解能スケールを使用して決定可能性があります。CBB の 70% のエタノールで収集をオーブンで乾燥し、CBB のトラップ数を推定するための重量を量った可能性があります。変更された体積見積もりも可能トラップからすべての CBB を入れて殺す解決策と共にメスシリンダーと内容の下22に定着します。一度解決、CBB で満たされたシリンダーのボリュームを記録可能性がありますとトラップごと CBB の総数にキャッチを推定する 1 ml 換算係数を定める場合があります。最後に、コーヒー生産者の農場の親密な知識を持っているし使用しているこのプロトコルを監視 CBB の侵入と運動を推定するフェノロジーの文書化と枝にレーズンの数をカウントを含む手順を省略します。

このプロトコルの 2 つの潜在的な制限は、ここで言及する価値があります。まず、胸の高さで枝のサンプリングは、樹冠のより高い可能性があります開始早期開花作物に寄生をキャプチャしません。ただし、観測は、この早期開花作物アカウント ハワイのコーヒー農園で全体的な収量の割合が非常に小さいことをお勧めします。第二に、我々 のプロトコルだけでアカウントに侵入のため緑の果実、そしてこうして 5 月正確にキャプチャ ベリー損傷の見積もりカラー ブレークと熟した果実の数が高いとき (9 月 - 12 月ハワイで)。

ここで提示されたプロトコルを監視 CBB は現在使用している他の監視プロトコルを介していくつかの明確な利点。まず、体系的なランダム サンプリングのデザインは、ジグザグ パターンで行うサンプリング基準よりもサンプリングできます。このサンプリングのデザイン指定されたフィールドの中のベリー損傷のより良い予測とホット スポットを検出する可能性が高まります。第二に、コーヒー農業 (例えばフェノロジー、天候変数、および経営慣行) に不可欠な監視プロトコルの要素を含めることは侵襲的な害虫間の原動力の理解を向上させるため彼らのホスト植物と様々 な環境要因。第三に、現地調査中にモバイルの電子データ収集アプリケーションの使用により、リアルタイム データを迅速かつ効率的に入力し、データベースに編成と検出などの方法の監視その他自動コーヒーにも関連することができますを介してリモートセンシング23。データ コレクションのこのメソッドのもう一つの重要な利点は、タイムリーな管理の推奨事項を生産者に中継することができます、簡単に詳細なインフェ ステーションのレポートを生成することです。最後に、CBB 生物学、コーヒー植物のフェノロジー、気象、管理上収集したリアルタイム データは特定のコーヒーの場所の成長のための経営計画のカスタマイズに使用することができます予測モデルの開発に組み込むことができます。

Disclosures

私たちはレポートに利害の対立があります。

Acknowledgments

GIS の方法での援助と同様、コーヒー農園のドローン画像を提供するため森林ブレマーに感謝しております。我々 は以前のドラフトにトーマス ・ Mangine、マシュー ミューラー、リンジー ハミルトン、シャノン ルソン、ブリアナ ・ マッカーシーとフィルムの生産について Mehana 土曜ハルパーンとコメントの 2 つの匿名のレビューをありがちましょう。この作品は、農務省によって賄われていた。意見、調査結果、結論や推奨事項この書において表明著者のものし、米国農務省の見解を必ずしも反映されません。米国農務省は、機会均等のプロバイダーと雇用者です。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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References

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コーヒーのベリーの穴あけ器の科学的なモニタリングのためのハワイ プロトコル: コーヒー生態系世界のモデル
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Johnson, M. A., Hollingsworth, R., Fortna, S., Aristizábal, L. F., Manoukis, N. C. The Hawaii Protocol for Scientific Monitoring of Coffee Berry Borer: a Model for Coffee Agroecosystems Worldwide. J. Vis. Exp. (133), e57204, doi:10.3791/57204 (2018).More

Johnson, M. A., Hollingsworth, R., Fortna, S., Aristizábal, L. F., Manoukis, N. C. The Hawaii Protocol for Scientific Monitoring of Coffee Berry Borer: a Model for Coffee Agroecosystems Worldwide. J. Vis. Exp. (133), e57204, doi:10.3791/57204 (2018).

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