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Environment

커피 베리 보어의 과학적 모니터링을 위한 하와이 프로토콜: 커피 Agroecosystems 전세계에 대 한 모델

doi: 10.3791/57204 Published: March 19, 2018

Summary

커피 베리 보어와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링이 침입 해충의 관리를 개선 하기 위해 조 경 수준 데이터 수렴을 위한 필수적입니다. 여기, 커피 베리 보어 운동, 감염, 사망, 커피 공장 기후학, 날씨, 및 농장 관리 응용 프로그램을 기록 하는 모바일 전자 데이터의 과학적 모니터링 프로토콜 선물이.

Abstract

커피 베리 보어 (CBB) 전세계 커피 작물에 대 한 가장 파괴적인 곤충 해충 이다. 우리 목적은 캡처를 이기종 풍경을 통해 역학과 그것의 기 주 식물의 개발 뿐만 아니라이 침략 적인 곤충 해충의 영향을 측정 하는 과학적 모니터링 프로토콜 개발. 이 포괄적인 모니터링 시스템의 초석은 CBB 운동, 커피 베리 감염, 백 병원, 균 류에 의해 사망률 및 모바일 전자 데이터 레코딩을 통해 커피 공장 기후학에 적시 위치 데이터 수집 응용 프로그램입니다. 이 전자 데이터 수집 시스템 필드 레코드를 통해 기본 제공 글로벌 포지셔닝 시스템, 위치 수 있으며 날씨 방송국의 네트워크 및 농장 관리 관행의 기록에 의해 백업 됩니다. CBB와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링 관리 관행을 개선 하는 연구에 대 한 조 경 수준 데이터 집계에 하와이에서 지역 전체 프로젝트의 필수적인 부분입니다. 그것을 사용자 정의 통합된 유해물 관리 (IPM)의 개발을 몰 것 이다 그 높은 변수 환경 및 사회 경제적 요소를 경험 하는 세계의 다른 부분에 커피 agroecosystems도이 프로토콜을 구현 도움이 됩니다. CBB 인구를 관리 합니다.

Introduction

커피 베리 보어 (Hypothenemus hampei 페라리) 세계1,2의 주요 커피 성장 지역에 걸쳐 발견 되는 침략 적인 곤충 해충 이다. 이 작은 딱정벌레 살충제 스프레이 제어를 어렵게 만드는 커피 열매의 씨앗 내에서 라이프 사이클의 대부분을 보낸다. 성인 여성 중앙 디스크를 통해 커피 베리에 그리고 그것은 복제에 대 한 갤러리를 구축 하는 씨로 구멍을 한 거죠. 개발로 서 애벌레, 그들은 커피 콩 및 수율과 품질3후속 손실에 직접적인 손상을 초래 endosperm에 피드. 간접 피해 또한 발효와 커피 맛4의 변경 하면 콩에 곰 팡이 및 병원 체의 항목에 의해 발생할 수 있습니다.

CBB는 2010 년 8 월에에서 하와이 섬에 처음 발견 했다5 코나에서 800 ~ 커피 농장의 거의 모든 빠르게 확산 하 고 Ka'u 지구, 그들의 커피 제품6,7 프리미엄 품질에 대 한 세계적으로 유명한 두 영역 . 관리 되지 않는 및 제대로 관리 농장 감염 수준 90%, 거 대 한 경제적 손실의 결과로 초과 할 수 있습니다. 하와이, CBB 때문에 예상된 경제 전반 충격은 대략 $21 M 매년8. CBB은 하와이 섬, 그것의 초기 도입 이후 확산을 계속 하고있다 그리고 최근 이웃 (2014) 하와이 오아후와 마우이 (2016)에서 발견 되었습니다. 카우아이 하와이 CBB, 영향을 받지 남아 있는 유일한 커피 생산 섬 이지만 섬의 커피의 3000 에이커가 높은 분산 해충에 매우 취약.

역사적으로, 합성 살충제 모 등 chlorpyrifos 제어 CBB에 많은 나라에서 사용 되었습니다. 그러나, 살충제 저항10에 대 한 증거 뿐만 아니라 인 간에 게는 환경9, 이러한 살충제의 독성에 관한 관심사는 많은 국가에서 사용에서 금지 되 고 이러한 물질에 이어지고 있다. 현재, 대부분의 커피 성장 지역 제어 CBB IPM 접근에 의존합니다. IPMs 일반적으로 위생 관행 (예를 들어, 잘라낸 고 스트립-따기), 생물 (예를 들어, 컨트롤 parasitoids 또는 육 식 딱정벌레의 릴리스), 및 biopesticides의 응용 프로그램의 조합을 포함 (예를 들어는 곤충 병원 성 곰 팡이 B. 병원)11,12. 하와이에서 CBB 관리에 대 한 현재 권장 사항 또한 Cenicafé13,14에 의해 개발 된 일반 필드 모니터링 알코올 baited 함정 "30 트리 샘플링 방법"을 사용 하 여 것이 좋습니다. 이 샘플링 방법은 임의로 적어도 45 녹색 열매는 중간 캐노피에서 분기를 선택 하 고 득실 거리 고 비 감염 열매의 수를 계산을 포함 한다. 이 프로세스 당 헥타르 (2.5 에이커), 30의 총에 대 한 분야에 걸쳐 지그재그 패턴에 반복 되 고 % 감염 추정 하는 데 사용 됩니다.

그러나 이러한 IPM 관행의 많은 커피 재배 자 하와이, 기후, 지형 및 섬에 문화적 관행에 극단적인이 성분에 할 거 IPM 각 위치를 사용자 지정할 수에 의해 채택 되 고 있다. 사용자 지정 된 IPM의 개발 커피 agroecosystems, 커피 해충 생물학, 환경과의 필수 요소를 포함 하는 모니터링 프로그램에 따라 달라 집니다. 우리는 프리 수준 데이터 관리 사례를 집계 하는 하와이 지역 전체 프로젝트의 일환으로 CBB와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링을 구현 했습니다. 이 프로토콜 다른 커피 agroecosystems 전세계에서 사용할 수 있습니다 그리고 그 높은 변수 환경 및 사회 경제적 요인 CBB 인구를 관리 하기 위해 사용자 지정 된 IPM 요구 경험에 특히 도움이 될 것입니다.

Protocol

참고: 프로토콜의 스페인 번역 보조 파일 1로 제공 됩니다.

1. 커피 필드 샘플링 영역 정의

  1. 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 장비를 사용 하 여 모니터링할 커피 필드의 경계 조사. 글로벌 정보 시스템 (GIS)으로 필드 좌표를 가져오고 커피 분야의 지도 생성.
  2. "영역으로" (, 다각형), 335 m2에 대 한 각 필드를 나눕니다. 이 분야에 걸쳐 체계적인 무작위 샘플링 디자인을 보장 하기 위해 사용 됩니다.

2. 전자 시스템에서 데이터 수집 응용 프로그램 만들기

  1. 전자 데이터 수집 플랫폼을 사용 하 여 다음과 같은 류의 데이터베이스의 구성 데이터 수집 응용 프로그램 구축: 트랩, 영역, 사이트 서비스, 기상 관측소관리.
    참고:이 데이터베이스 사용 됩니다 프로토콜의 모든 이후 단계에 수집 및 데이터의 조직에 대 한.
  2. 트랩 데이터베이스에 대 한 '사이트 이름', '트랩 번호', '배포 날짜', '현장 기술자 이름', ' 배포 ', 사진과 각 함정에 대 한 GPS 좌표에 대 한 링크에 대 한 필드를 만듭니다.
  3. 영역 데이터베이스에 대 한 '사이트 이름' 및 '지역 번호', 링크 위치 사이트 맵을 표시 하는 각 영역에 대 한 필드를 만듭니다.
  4. 사이트 서비스 데이터베이스에 대 한 '사이트 이름', '날짜', '필드 기술자 이름', '사이트 노트'에 대 한 필드를 만듭니다. 사이트의 서비스 내에서 데이터베이스 구성 다음 중첩 된 데이터베이스를 만듭니다.
    1. 트랩 수 및 함정 캐치의 기록 트랩 번호 (한 링크와 함께 관련 함정 배포 데이터베이스의 레코드에 부모 함정 ), 사진에 트랩 서비스 를 포함 합니다.
    2. 기후학 기록 사진 영역 서비스 를 포함, 감염 평가 베리 (녹색의 총 수 열매, 녹색 열매, 녹색 열매 건포도와 B. 병원, 감염), 그리고 부모에 관련 된 영역의 레코드에 대 한 링크 영역 데이터베이스; 이 레코드에는 각 샘플된 트리에 대 한 GPS 좌표 포함 됩니다.
    3. 레코드 사이트 이름, 날짜, 데이터 다운로드, 및 배터리 체크 날씨 역 서비스 를 포함 합니다.
    4. 베리 해 부 실험실 기술자 이름, 날짜, 및 CBB 위치 (AB 또는 CD)와 각 해 부 베리에 대 한 사망 범주 (살아, 죽은 다른 원인, 또는 죽은 백 병원)을 포함 합니다.
  5. 날씨 방송국 데이터베이스에 대 한 '사이트 이름', '역 수', '배포 날짜', '현장 기술자 이름', ' 배포 ', 사진과 각 기상 관측소에 대 한 GPS 좌표에 대 한 링크에 대 한 필드를 만듭니다.
  6. 관리 데이터베이스에 대 한 '사이트 이름', '날짜' 및 '관리 실천의 유형'에 대 한 필드를 만듭니다.

3. 준비 및 배포 CBB 움직임을 모니터링을 위한 트랩

  1. 각 필드에 CBB 움직임을 모니터 하는 데 필요한 트랩의 수를 결정 합니다.
    참고: 트랩 밀도 필드 작은 필드 5 트랩 비슷해야 (~0.5 ha) 및 큰 분야에 대 한 10 트랩 (~ 1 하)15.
  2. 압정을 사용 하 여, 빗 물에 의해 죽 일 솔루션의 희석을 피하기 위해 각 트랩 컬렉션 컵에서 채우기 라인 위에 배수 구멍의 시리즈를 확인 합니다. 제조업체의 지침에 따라 퍼 널 트랩을 조립.
  3. 프로필 렌 글리콜 및 물 800 mL 200 mL의 구성 죽 일 솔루션의 1 리터를 준비 합니다. 다음, 메탄올: 에탄올의 3:1 솔루션의 구성 하는 유인 혼합물 준비. 플라스틱 반 투과성 가방 (2 백만 불, 3 인치 x 4 인치) 및 수송을 위한 컨테이너에 장소에는 유인의 40 mL를 붓으십시오.
    참고: 반 투과성 가방 CBB, 유치 열기 튜브 보다 더 나은 실적을 보여왔다 고 미끼 때문에 낮은 차입 비율16리필 덜 자주 방문 해야.
    주의: 메탄올과 에탄올은 가연성 액체, 흡입 또는 섭취, 독성이 되며 피부와 눈 자극 제. 이러한 화학 물질은 장갑, 눈 보호, 및 보호복을 착용 하는 동안 통풍이 잘되는 객실에서 처리 되어야 합니다.
  4. 임의로 필드 들을 분산 하 여 함정을 배포 합니다. 트랩 0.5-1.5 m, 지상 놓고 통로의 선택을 취소 합니다. 말뚝 나무 사이 트랩을 효과적으로 확보 하 여 사용할 수 있습니다. 미래의 식별을 위해 각 함정에는 사이트 이름 및 트랩 번호 영구 마커 쓰기.
  5. 글리콜 죽 일 솔루션의 100 mL와 함께 트랩 컬렉션 컵을 제자리에 단단히 컵을 나사. 각 유인 가방 종이 클립을 부착 하 고 종이 클립을 사용 하 여 연결의 센터에 가방.
  6. 전자 데이터 수집 플랫폼을 갖춘 모바일 장치를 사용 하 여 트랩 데이터베이스를 탐색 하 고 사이트, 날짜, 트랩 번호 및 트랩의 사진 구성 새로운 배포 레코드를 만듭니다.
    참고: 각 필드 내에서 위치는 자동으로 기록 GPS를 통해 모바일 장치에.

4. 서비스 트랩

  1. 현장에 도착, 전자 시스템 내에서 사이트 서비스 데이터베이스를 이동 하 고 새 레코드를 만듭니다 사이트 서비스의 사이트 이름, 날짜, 및 현장 기술자 이름 구성.
    참고: 초기 트랩 서비스 이며 트랩 배포 후 실시 2 주 이후 매 2 주. 높은 해상도 트랩을 잡을 경우 데이터는 원한다, 주간 트랩 서비스 할 수 있습니다, 비록 격주 샘플링은 (그림 1) 시즌 내내 일반 운동 동향을 잡으려고 충분.
  2. 필드에서 트랩을 찾습니다. 플라스틱 용기에 괜 찮 아 요-메쉬 손 체 (메쉬 크기 0.8-1.0 m m)를 배치 하 고 체를 통해 컬렉션 컵에서 kill 솔루션을 붓는 다. 컬렉션 컵을 다시 죽 일 솔루션 이동 하 고 모든 CBB 컬렉션 컵에서 제거 되도록 주위 액체를 휙.
  3. 새로운 사이트 서비스 레코드 내 트랩 서비스 데이터베이스를 이동 하 고 새 트랩 서비스 레코드를 만듭니다. 관련 트랩 번호를 입력 하 고 백그라운드에서 사이트 이름 및 트랩 번호 체 사진. 트랩 서비스 기록 사진을 저장 합니다.
  4. Using 숟가락 또는 금속 주걱, 70% 에탄올으로 가득 유리병으로 모든 곤충을 특 종. 레이블 사이트, 날짜, 및 트랩 번호와 유리병.
  5. 신선한 죽이기 솔루션 및 함정에 다시 나사 컬렉션 컵을 리필. 일단 당 달 비눗물으로 컬렉션 컵 밖으로 세척, 린스, 하 고 신선한 죽이기 솔루션으로 대체 키를 누릅니다. 또한 유인 및 가방 달에 한 번씩 또는 필요에 따라 교체 합니다.

5. 서비스 영역 식물 기후학

  1. 사이트 서비스 레코드 내 영역 서비스 데이터베이스를 이동 하 고 새 영역 서비스 레코드를 만듭니다. 연결 된 영역 데이터베이스에서 사이트 지도에서 샘플링 영역을 선택 합니다.
  2. 샘플링 바이어스를 방지 하려면 임의로 선택 영역 내에서 나무 캐스팅 눈 아래쪽으로 나무의 기지를 볼 수 있습니다. 선택한 트리 앞 standing, 임의로 가슴 높이 주위 옆 분 지를 선택 합니다. 눈금자는 카메라의 시야에서 생식 부분 (노드, 새싹, 꽃, 과일) 차단 하지 않습니다 확인 하 고 선택 된 분기에 눈금자를 클립.
  3. 눈금자와 대상 분기의 전체 표시 되는지 확인 한 사진을 찍어. 전체 트리;의 두 번째 사진 보십시오 중간 레벨 숲의 많은 가능한 사진에. 두 기후학 사진 영역 서비스 레코드를 저장 합니다.

6. 서비스 영역 녹색 열매의 손상 평가 대 한

  1. 기후학에 사용 하는 분기 것 같습니다 경우 > 적어도 분기에 열매의 수를 계산 하는 30 녹색 열매, 완두콩 크기 (~0.6 cm) 큰, 녹색 빛 노란-녹색 색상 (BBCH 규모 77-8517)에. 영역 서비스 레코드에이 번호를 입력 합니다.
    참고: 분기 사용 기후학 것 같습니다 < 30 딸기 그린, 우연히 가슴 높이 대 한 측면 지점에서 대상 영역에 있는 나무에서 선택 > 30 녹색 열매를 볼 수. 선택에서 편견을 피하기 위해 거리에서 이렇게.
  2. 또한 영역 서비스 레코드에 녹색 열매 지점에 CBB에 의해 감염의 수를 입력 합니다. 득실 거리 열매; 중앙 디스크에 일반적으로 있는 작은 구멍을 있을 것 이다 CBB 되거나 구멍에 표시 되지 않을 수 있습니다.
  3. 표시와 녹색 득실 거리의 입력 B. 병원 균 류 백색. 곰 팡이 CBB에 볼 수 있습니다 또는 입구 구멍을 둘러싼.
    참고:이 특별 한 관심의 경우 곰 팡이 종류를 식별 하는 추가 분석 실험 필요할 수 있습니다.
  4. 건포도 (말린된 열매)의 분기에 입력 합니다. 관리 관행 (예를 들어, 스트립 추천)과 CBB 감염 사이 관계를 이해 하는 것이 정보를 사용할 수 있습니다.
  5. 분기; 3 사는 녹색 열매를 수집 이 실험실에 다시 찍은 것 이다 고 베리 내 CBB 위치를 평가 하기 위해 해 부.
    참고: 녹색 지점 손상 평가 사용 되는 경우 영역 내에 다른 분기에서 감염된 열매를 취득 수 있습니다 < 3 사는 녹색 열매.
  6. 플라스틱 용기와 라벨 사이트와 날짜에 사는 녹색 열매를 배치 합니다. 다시 실험실으로 수송 될 수 있다 때까지 얼음에 쿨러에 컨테이너를 저장 합니다.
    참고: 이상적으로, 딸기 해야 될 해 부 CBB의 최대 survivorship 되도록 컬렉션 1-3 일 이내.
    1. 저장 열매 (필요)에 따라 14 ° C에서 랩에 거의 아무 사망률 (S. Fortna & R. Hollingsworth, 개인 커뮤니케이션)까지 3 일 동안.
  7. 기후학에 대 한 단계를 반복 하 고 각 샘플링 영역에 손상을 평가 베리.
    참고: 큰 농장에 대 한 샘플링 해야 약 25 가지 (~ 1 하), ~ 15 가지 작은 농장에 대 한 샘플링 해야 (~0.5 헥타르). 해에 대 한 75 녹색 사는 열매 각 샘플링 날짜에 큰 농장 및 작은 농장에서 45에서 수집 한다. 올해의 어떤 부분, 열매의이 번호를 수집 가능 하지 않을 수 있습니다. 이 경우에, 큰 농장에 대 한 50 녹색 열매의 최소를 수집 하려고 (~ 1 하)와 30 녹색 작은 농장 (~0.5 헥타르).

7. 각 함정에 CBB의 수를 계산

  1. 플라스틱 용기에는 굵고 메쉬 손 체 (메쉬 크기 ~1.5 mm)를 배치 하 고 빈 체로 컬렉션 유리병에서 딱정벌레. 사용을 세척 병 유리병에 나갈 모든 내용을 물으로 가득 합니다.
  2. 세척 병을 사용 하 여 내용을 가능한 체 통해 많은 작은 곤충을 강제로 체 스프레이. 이 큰 곤충과 파편 샘플에서 작은 딱정벌레에서 밖으로 분리 될 것을 허용 하 고 CBB의 체적 견적에서 부정확을 제한 합니다. 대형 곤충과 파편을 버리십시오 고 체 밖으로 헹 굴.
  3. 두 번째 플라스틱 용기에 괜 찮 아 요-메쉬 손 체 (메쉬 크기 ~1.0 mm)을 놓고 첫 번째 컨테이너의 내용을 괜 찮 아 요-메쉬 손 체에 부 어.
  4. 몇 백 CBB 있다면 생략 단계 7.6. 미만 몇 백 CBB 경우 과잉의 물을 제거 하는 종이 타월에 괜 찮 아 요-메쉬 체를 놓습니다. 거꾸로 체를 설정 하 고 투명 한 플라스틱 뚜껑에 모든 내용을 누릅니다. 만약 그들이 함께 clumped 건조까지 앉아 있도록는 페인트 브러시와 주위 딱정벌레를 확산.
  5. 미만 몇 백 CBB 경우 뾰족한 붓 또는 유사한 구현을 사용 하 여 여러 딱정벌레, 행으로 딱정벌레를 일렬로 하 고 가벼운 현미경 계산 시작 합니다. 딱정벌레의 총 수를 계산 하 고 "CBB" 및 "다른" 범주에 별도.
  6. 몇 백 CBB 있다면 금속 주걱을 사용 하 여 10 mL 주사기에는 CBB 괜 찮 아 요-메쉬 체에서 전송. 주사기로 배출 열을 놓고 눌러 아래쪽으로 부드럽게 딱정벌레를 분쇄 하지 않도록 주의 하면서 약간의 저항을 느꼈다. 주사기에 메트릭 값을 기록 합니다.
  7. 위에서 설명한 프로토콜을 사용 하 여 체적 샘플에서의 수 200 딱정벌레 다음과 같은 방정식을 사용 하 여 샘플에서 다른 딱정벌레 대 CBB의 수를 확인.
    1. CBB 카운트를 사용 하 여 견적:
      샘플 (# CBB ÷ 200) = x ∂에 대 한 총 CBB 견적 (mL 주사기에 측정) x.
      참고: 여기 한번만 = 곤충/mL의 수. 한번만 각 지구;에 대 한 만들 수 것이 좋습니다. 하와이 섬에 1033 값 측정 했다.
    2. 다른 수를 사용 하 여 견적:
      "다른" 비틀 견적 샘플 = 총 (# 다른 ÷ 200) x ∂ x (mL 주사기에서 측정).
  8. 트랩 수 완료 되 면 관련 함정 서비스 레코드로 이동 하 고 CBB와 다른 딱정벌레의 수를 입력 합니다.

8. 점수 기후학 사진

  1. 데이터 수집 응용 프로그램에서 커피 기후학 사진을 내보냅니다. 사진을 열고 연결 된 통치자와 분기를 찾습니다. 이 지점에 대 한 다음과 같은 점수.
    1. 노드 (분 지에 잎의 부착 포인트)의 수를 점수.
    2. 미 숙 새싹, 성숙한 꽃 봉 오리, 촛불, 오픈 꽃 및 핀 머리의 존재 여부를 점수.
    3. 완두콩 크기의 녹색 열매, 미 성숙한 녹색 장과, 성숙한 녹색 장과, 딸기 색 휴식을 보여주는, 완전히 익은 열매 및 건포도의 수 점수.

9. 해 부 열매 CBB 위치를 결정 하

  1. 냉장에서 사는 녹색 열매 고 베리 해 부와 함께 진행 하기 전에 10-15 분 동안 실내 온도를 따뜻하게 하도록 허용. 이 복구 시간은 CBB 살아있는 또는 죽은 정확 하 게 평가 될 수 있다 그래야 중요 하다.
    참고: 감염된 딸기의 해 부 결정 성인 CBB의 위치를 수 있습니다. AB 나타냅니다 여성 베리에 침투를 시작 했습니다 하지만 하지 않은 위치에 도달 endosperm; 위치 CD 여성 endosperm13입력 했습니다 나타냅니다.
  2. 사용 메스 또는 유사한 구현, 만들 베리 통해 슬라이스 중앙 디스크에 평행한 비틀 위치의 예비 평가와. 다음, 일련의 얕은 조각 중앙 디스크에 수직인 만들고는 CBB AB 또는 CD 인지 확인 하려면 입구 구멍 주위 위치.
  3. "살아 있는", "죽은 백 병원", "죽은 다른 원인", 및 "딱정벌레 누락"으로 AB와 CD 카테고리를 분할 합니다. 성인 살아있는 또는 죽은 경우에 명확 하지 않다, 현미경으로 확대 하 고 움직임을 위해 다리를 보고.
  4. 개인 접시와 물 또는 알코올에 계산 하는 장소. 이 무슨 계산 되었습니다 및 실험실에 탈출 성인 딱정벌레를 방지 도움이 됩니다.
  5. 사이트에 대 한 해 완료 되 면 베리 해 부 데이터베이스 관련 사이트 서비스 레코드에 이동한 각 카테고리에 CBB의 총 수를 입력 합니다.
  6. 컨테이너에 해 부 샘플을 놓고 전에 72 h에 대 한 동결 합니다.

10. 서비스 수동 날씨 역

참고: 수동 데이터 다운로드를 요구 하는 날씨 방송국 서비스 격주 또는 매월 데이터를 다운로드 하 여 모든 센서가 제대로 작동 확인 수 있습니다. CBB 생물학을 이해 하는 데 고려해 야 할 중요 한 날씨 변수는 강수량, 습도, 공기 및 토양 온도, 태양 복사, photosynthetically 활성 방사선 (파), 토양 습기, 및 바람 속도/방향에 포함할 수 있습니다.

  1. 필드에 수동 날씨 방송국을 찾습니다. 전자 시스템에 관련 사이트의 서비스 레코드 열고 날씨 역 서비스 데이터베이스를 합니다. 새로운 날씨 역 서비스 관련 날씨 역 배포 레코드에 연결 된 레코드를 만듭니다.
  2. 방수 셔틀 사용 하 여 데이터로 거 및 데이터 다운로드에 대 한 노트북에 직접 연결. 날씨 역 레코드 데이터 다운로드 서비스에 메모를 확인 합니다.
  3. 데이터는 로드 되어 수동으로 다시 띄운다 (강우량으로 거 하지 않아도 다시 시작) 올바른 설정을 갖도록 그들은 태양 열과 온도/습도 거를. 배터리 수준을 확인 하 고 필요에 따라 장착. 이것은 완료 된 전자 시스템에 기록을 합니다.
  4. 귀국 후 실험실, 전체 날씨 스티치를 가장 최근의 데이터를 추가 하 고 메타 데이터 레코드를 업데이트 합니다.

11. 기록 관리

참고: CBB 활동 및 인구 크기의 패턴을 이해 하는 관리 관행에 대 한 정보 사용할 수 있습니다. 관련 관리 사례 포함 될 수 있습니다 (하지만 제한 되지 않는다): 잡 초 관리, 따기, 체리 따기, 지상, 등등에서 건포도 제거 스트립 B. 병원 균, pyrethins 또는 가지 치기, 기타 살충제를 살포 살포.

  1. 관리 데이터베이스에서 사이트 이름, 날짜 및 유형의 관리 연습 실시와 함께 새로운 관리 레코드를 만듭니다.

Representative Results

우리 예제는 위에서 설명한 모니터링 프로토콜에서 얻을 수 있는 결과의 종류를 여러 커피 농장에서 보고 합니다. CBB 운동 패턴 내에서 필드 사이 확인 하려면 특정된 트랩에 대 한 총 캐치 CBB 하루 잡 았 어의 수를 추정 하는 배포 이후 일의 수로 나눌 수 있습니다. CBB 하루 잡 았 수 있습니다 다음 CBB의 평균 수 (평균 ± SEM; 팜에서 하루 트랩 당 잡은 결정 하는 모든 트랩에 걸쳐 평균 수 그림 2)입니다. 트랩 catch 데이터 최대 비행 활동18의 기간을 유추 하는 데 사용할 수 있습니다 그리고 직접 관리 활동 정리 및 B. 병원 스프레이 등을 사용할 수 있습니다. 백분율 감염 분야에서 베리 손상 평가에서 얻은 높은 감염의 기간에 맞춰 최대 비행 활동19경우 확인 하기 위해 함정 캐치 데이터와 비교 될 수 있습니다. 이 정보는 혼자 트랩을 통해 CBB 활동 모니터링 제어 조치를 충분 한 인지를 결정 하기 위한 필수. CBB 위치를 결정 하는 실험실에서 베리 해 재배 자에 게 사용할 수 있습니다 스프레이 B. 병원 (> 5 AB 위치14있는 CBB의 %)의 응용 프로그램을. CBB 위치 정보 또한 사용할 수 있습니다 함께에서 필드에 손상 평가에서 생성 된 핫스팟 지도와 대략적인 위치 B. 병원 어디에 있어야 하는 필드 내에서 재배 자 살포 (그림 3)를.

CBB 위치, B. 병원, 공장 기후학에 의해 사망에 대 한 데이터를 컴파일하여 CBB 감염에 관련 된 요인에 대 한 포괄적인 보기를 얻을 수 있습니다 그리고 관리 관행. 그림 4에 표시 된 샘플 농장에서 성장 시즌 초에 해 부 감염의 대다수 나중 시즌에에서 해 부 열매의 대부분 CBB CD 위치에 접대 하는 동안 CBB AB 위치에서 호스팅됩니다. 베리 생산에서 피크, 다음 수확 하는 체리 7 라운드 12 (그림 4) 7 월 하순에서 기록 되었다. B. 병원 의 7 응용 프로그램 범위 0-관찰 CBB 사망률과는 시즌 내내 약 한 달 간격에서 실시 했다 마지막으로, 23% (그림 4). 마지막으로, 비록 날씨 데이터는 제시 하지 여기, 온도, 습도의 추가 강우량 정보 가능성이 커피 농장에 CBB 감염 패턴 및 B. 병원 효과 촉진 요인으로 더 통찰력을 제공 합니다.

Figure 1
그림 1 . (± SEM) 뜻 CBB 샘플링 양방향-매주 간격 대 주간에 하루 트랩 당 잡. 하루 평균 함정 캐치가 팜에서 무작위로 확산 5 깔때기 함정입니다. 더 많은 극단적인 봉우리와 골짜기 주간 샘플링에 캡처됩니다 나타나고 이러한 봉우리 약간 나중 격주 샘플링에 일반적인 동향 두 간격 사이 비교는 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 . (± SEM) 뜻 CBB 하루 트랩 당 잡. 하루 평균 함정 캐치가 팜에서 무작위로 확산 9 깔때기 함정입니다. CBB 비행 활동에서 두 개의 주요 봉우리 2016-2017 성장 시기 동안이 농장 (3 월 및 12 월)에서 볼 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 . CBB 감염 핫스팟. 샘플 커피 농장의이 지도 CBB 감염 핫스팟 2017 년 6 월 14 일에 대 한 모니터링 조사 중 관찰을 보여준다. 각 빨간색 동그라미의 크기는 샘플링에 녹색 감염의 수에 비례. 이 샘플 농장에서 총 25 가지 샘플링 된 하 고 다양 한 0-36 사는 녹색 열매 지점 당 관찰 되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4 . CBB 감염 샘플 커피 농장에서의 포괄적인 보기. 해 부 녹색 열매에서 CBB의 위치는 AB (여성 베리에 침투를 시작 했습니다 하지만 endosperm에 도달 하지) 또는 CD (여성에 들어간는 endosperm)로 정의 됩니다. ( B. 병원 균)을 통해 CBB의 사망률, 커피 공장 기후학 (지점 당 열매의 평균 수), 및 농장 관리 사례 (B. 병원 스프레이 체리 추천) 2016 커피 성장 하는 시즌에 대 한 표시 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Discussion

여기에 설명 된 모니터링 프로토콜이 침략 커피 해충에 대 한 CBB 및 제어 전략에 대 한 연구의 필수적인 부분이 될 수 있습니다. 우리 하와이 섬에 계절을 성장 하 고이 문서와 함께 제공 된 비디오에서 설명 하는 프로세스의 모든 단계를 최적화 하는 노력에서 2016 그리고 2017 커피 연습으로 프로토콜 모니터링이 두고 있다. 이렇게 함으로써, 우리는 CBB 인구 역학의 중요 한 측면 감시 되었고 계량, 가장 효과적인 낮은-비용 자료, 프로토콜의 각 단계에 대 한 결정 되었습니다 그리고 데이터 CBB 운동에 수집 보장 감염, 사망, 커피 공장 기후학, 날씨와 농장 관리를 통보 하 고 현재 제어 전략을 향상 사용할 수 있습니다.

최적의 결과 보장 하기 위해 따라야 하는이 프로토콜에 중요 한 단계는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 깔때기 함정 균일 한 높이로 설정 되어야 합니다 고 나무 사이. 유인 충분히 공기를 통해 확산 되 고 딱정벌레 모든 방향에서 함정을 액세스할 수 있는 이렇게 하면. 둘째, 그것은 동일한 메쉬 크기와 체를 사용 하는 데 필요한 (굵고 메쉬 체 ≈ 1.5 m m, 그리고 괜 찮 아 요-메쉬 체 ≈ 1.0 m m) CBB의 체적 견적에 대 한 결과를 모니터링 하는 기간 내내. 셋째, 트랩 및 성장 시즌 동안 각 함정에 다른 딱정벌레 대 CBB의 비율이 상당히 달라질 수 있습니다 그리고 그것은 따라서 트랩 수 데이터에 잡음을 최소화 하기 위해 이러한 비율을 추정 하는 데 필요한. 넷째, 득실 거리 열매 후 딸기 저장 되어야 한다 14 ° C에서 해 부까지 실험실에 수송 될 수 있다 때까지 얼음에 냉장고에 저장 되어야 합니다. 습 한 환경에서 스토리지 CBB 출현 열매20에서 발생 합니다. 마지막으로, 해 CBB의 최대 survivorship 되도록 컬렉션의 1-3 일 이내에 실시 해야 합니다. CBB의 사망률은 열매는 연장된 기간에 대 한 차가운 온도에 저장 되는 경우 발생할 수 있습니다.

추가 단계가 필요할 수 있습니다 연구 이니셔티브는 포함 되지 여기 (예를 들어, CBB 프레데터 풍부를 모니터링). 수정 시간, 자원, 또는 장비 요소를 제한 하는 경우이 프로토콜을 만들 수도 있습니다. 3:1 메탄올: 에탄올의 구성 트랩 유인 비교 결과211:1 메탄올: 에탄올 솔루션을 변경할 수 있습니다. 비누 물 함정22에서 죽 일 솔루션으로 프로필 렌 글리콜에 대 한 대체 수 있습니다. CBB (예를 들어, 트랩 당 몇 백)의 많은 수의 추정에 대 한 체적 견적 대신 CBB의 예상 질량 기반을 대체 있습니다. 예를 들어 단일 CBB의 평균 건조 중량 고해상도 규모를 사용 하 여 확인할 수 있습니다. CBB 70% 에탄올에 수집 된 다음, 오븐에서 건조 하 고 트랩 당 CBB의 수를 견적 하기 위하여 무게 수 있습니다. 수정된 체적 예상22바닥 정착으로 모든 CBB 함정에서 kill 솔루션과 함께 졸업된 실린더에 허용 하는 내용을 만들 수 있습니다. 일단 정착, CBB에 의해 채워진 실린더의 볼륨 지적 있을 수 있습니다, 그리고 1 mL에 대 한 변환 인수 CBB의 총 수 트랩 당 잡은 추정 결정 될 수 있습니다. 마지막으로, 커피 재배 자는 그들의 농장의 친밀 한 지식을 사용 하 고이 프로토콜 모니터링 CBB 감염 및 움직임 추정을 기후학 문서화와 분기에 건포도의 수를 계산 하는 단계를 생략 하실 수 있습니다.

이 프로토콜의 2 개의 잠재적인 한계는 여기에 언급 가치가 있다. 첫째, 가슴 높이에서 분 지의 샘플링 나무 캐노피에서 시작할 수 있습니다 초기 꽃 자르기에서 감염을 캡처하지 않습니다. 그러나, 관측이 초기 꽃 자르기 하와이에서 커피 농장에서 전체 생산량의 아주 작은 비율을 차지는 것이 좋습니다. 둘째, 우리의 프로토콜에 감염에 대 한 계정 녹색 열매, 그리고 이렇게 5 월 하지 정확 하 게만 캡처 베리 손상의 견적 색상 휴식과 익은 열매의 수가 높을 때 (9 월-12 월 하와이에서).

여기에 제시 된 프로토콜 모니터링 CBB 현재 사용 중인 다른 모니터링 프로토콜을 통해 여러 가지 장점이 있습니다. 첫째, 체계적인 무작위 샘플링 디자인 지그재그 패턴에서 샘플링을 기준으로 더 많은 심지어 샘플링에 대 한 수 있습니다. 이 샘플링 디자인 주어진된 필드에 걸쳐 베리 손상의 더 나은 견적 가능 하며 핫스팟 검색 가능성을 증가 시킵니다. 둘째, 커피 agroecosystems (예를 들어, 기후학, 날씨 변수 및 관리 사례)에 필수적인 모니터링 프로토콜 요소 포함 침입 해충 사이의 역학에 대 한 우리의 이해를 향상 시킬 것입니다. 그들의 호스트, 식물과 다양 한 환경 요인입니다. 셋째, 필드 조사 중 모바일 전자 데이터 수집 응용 프로그램의 사용 허용 실시간 데이터를 신속 하 고 효율적으로 입력 하 고, 데이터베이스로 구성 또한 관련이 있을 수 있습니다 다른 자동된 커피 검색 같은 방법을 모니터링 하 고 통해 원격 탐사23. 데이터 수집의이 방법의 또 다른 중요 한 이점은 이다 자세한 감염 보고서 적시 관리 권장 사항을 재배를 릴레이할 수 있도록 쉽게 생성 될 수 있습니다. 마지막으로, CBB 생물학, 커피 공장 기후학, 날씨, 그리고 관리에 수집 된 실시간 데이터 특정 커피 성장 하는 위치에 대 한 관리 계획을 사용자 지정 하는 데 사용할 수 있습니다 예측 모델의 개발에 포함 될 수 있습니다.

Disclosures

우리가 보고 관심의 없습니다 충돌 있다.

Acknowledgments

우리는 GIS 방법 지원 뿐 아니라, 커피 농장의 드 론 이미지를 제공 하기 위한 숲 브 레 머에 감사입니다. 우리는 이전 초안에 토마스 Mangine, 매튜 뮬러, 린지 해밀턴, 섀 넌 윌슨, 브리 아나 맥 카시와 Mehana 토요일 Halpern 영화 제작 지원 및 의견에 대 한 두 명의 익명 검토자 감사합니다. 이 작업은 농 무부-ARS에 의해 투자 되었다. 의견, 결과, 결론 또는 권고가이 책에서 표현 그 저자 이며 반드시 미국 농 무부의 의견을 반영 하지 않습니다. 미국 농 무부는 평등한 기회 제공 및 고용주입니다.

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

  1. Jaramillo, J., Borgemeister, C., Baker, P. Coffee berry borer Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae): searching for sustainable control strategies. Bull. Entomol. Res. 96, 223-233 (2006).
  2. Vega, F. E., Infante, F., Johnson, A. J. The genus Hypothenemus, with emphasis on H. hampei, coffee berry borer. Bark beetles, biology and ecology of native and invasive species . Vega, F. E., Hofstetter, R. W. 11, First, Elsevier. London, UK. Chapter 11 427-494 (2015).
  3. ISO. Green coffee -Defect reference chart. International Standard ISO 10470. 15 (2004).
  4. Wegbe, K., Cilias, C., Decazy, B., Alauzet, C., Dufour, B. Estimation of production losses caused by the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) and calculation of an economic damage threshold in Togolese coffee plots. J. Econ. Entomol. 96, 1473-1478 (2003).
  5. Burbano, E., Wright, M., Bright, D. E., Vega, F. E. New record for the coffee berry borer, Hypothenemus hampei, in Hawaii. J. Insect Sci. 11, (1), 117 (2011).
  6. Kinro, G. A Cup of Aloha: The Kona Coffee Epic. University of Hawaii Press. (2003).
  7. Teuber, R. Geographical indications of origin as a tool of product differentiation: The case of coffee. J. Int. Food Agribus. Mark. 22, (3-4), 277-298 (2010).
  8. Leung, P. S., Kawabata, A. M., Nakamoto, S. T. Estimated economy-wide impact of CBB for the crop years 2011/12 and 2012/13. Brief report at request of Hawaii Congressional Delegation. 2 (2014).
  9. Baker, P. S., Jackson, J. A. F., Murphy, S. T. Natural Enemies, natural allies. Project completion report of the integrated management of coffee berry borer project, CFC/ICO/02 (1998-2002). The commodities press. CABI commodities. Egham UK and Cenicafé, Chinchiná, Colombia. (2002).
  10. Brun, L. O., Marcillaud, C., Gaudichon, V., Suckling, D. M. Endosulfan resistance in Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) in New Caledonia. J. Econ. Entomol. 82, 1311-1316 (1989).
  11. Vega, F. E., Infante, F., Castillo, A., Jaramillo, J. The coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae): a short review, with recent findings and future research directions. Terr. Arthropod Rev. 2, 129-147 (2009).
  12. Aristizábal, L. F., Johnson, M., Shriner, S., Hollingsworth, R., Manoukis, N. C., Myers, R., Bayman, P., Arthurs, S. P. Integrated pest management of coffee berry borer in Hawaii and Puerto Rico: Current status and prospects. Insects. 8, 123 (2017).
  13. Bustillo, A. E., Cardenas, M. R., Villalba, D., Orozco, J., Benavides, M. P., Posada, F. J. Manejo integrado de la broca del café Hypothenemus hampei(Ferrari) en Colombia. Cenicafé. Chinchiná, Colombia. 134 (1998).
  14. Kawabata, A. M., Nakamoto, S. T., Curtiss, R. T. Recommendations for Coffee Berry Borer Integrated Pest Management in Hawai'i 2016. Insect Pests. IP-41, (2017).
  15. Aristizábal, L. F., Jiménez, M., Bustillo, A. E., Trujillo, H. I., Arthurs, S. P. Monitoring coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae), populations with alcohol baited funnel traps in coffee farms in Colombia. Fla. Entomol. 98, (1), 381-383 (2015).
  16. Messing, R. H. The coffee berry borer (Hypothenemus hampei) invades Hawaii: Preliminary investigations on trap responses and alternate hosts. Insects. 3, (1), 640-652 (2012).
  17. Arcila-Pulgarín, J., Buhr, L., Bleiholder, H., Hack, H., Meier, U., Wicke, H. Application of the extended BBCH scale for the description of the growth stages of coffee (Coffea spp). Ann. Appl. Biol. 141, (1), 19-27 (2002).
  18. Mathieu, F., Brun, L. O., Frérot, B. Factors related with native host abandonment by the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Scolytidae). J. Appl. Entomol. 121, 175-180 (1997).
  19. Pereira, A. E., Vilela, E. F., Tinoco, R. S., de Lima, J. O. G., Fantine, A. K., Morais, E. G. F., Franca, C. F. M. Correlation between numbers captured and infestation levels of the Coffee Berry-borer, Hypothenemus hampei: A preliminary basis for an action threshold using baited traps. Int. J. Pest. Manage. 58, (2), 183-190 (2012).
  20. Baker, P. S., Ley, C., Balbuena, R., Barrera, J. F. Factors affecting the emergence of Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) from coffee berries. Bull. Entomol. Res. 82, 145-150 (1992).
  21. Dufour, B. P., Frérot, B. Optimization of coffee berry borer, Hypothenemus hampei Ferrari (Col., Scolytidae), mass trapping with an attractant mixture. J. Appl. Entomol. 132, 591-600 (2008).
  22. Aristizábal, L. F., Shriner, S., Hollingsworth, R., Arthurs, S. Flight activity and field infestation relationships for coffee berry borer in commercial coffee plantations in Kona and Ka'u districts, Hawaii. J. Econ. Entomol. 110, (6), 2421-2427 (2017).
  23. Gaertner, J., Genovese, V. B., Potter, C., Sewake, K., Manoukis, N. C. Vegetation classification of Coffea on Hawaii Island using Worldview-2 satellite imagery. J. App. Remote Sensing. 11, 046005 (2017).
커피 베리 보어의 과학적 모니터링을 위한 하와이 프로토콜: 커피 Agroecosystems 전세계에 대 한 모델
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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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