Araştırma makalesi

Biyoakustik kullanarak arılara karşı böcek isit-fungisit kombinasyonunun iticiliğini değerlendirmek

176 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/70440

⸱

3 Temmuz 2026

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

Bu makalede

Özet

Bu çalışma, soya fasulyesinde pestisit uygulamasının zamanlaması ile biyoakustik kullanılarak ölçülen arı aktivitesi arasındaki ilişkiyi araştırmayı amaçladı. Analizler, pestisit uygulamasının, zamanlamasından bağımsız olarak, arı aktivitesi, yaprak dökülmesi veya verim üzerinde hiçbir etkisi olmadığını gösterdi. Ancak, arı aktiviteleri günün ilerleyen saatlerinde ve soya fasulyesi çiçeklerinin zirvesinde daha yüksekti.

Özet

Soya fasulyesi (Glycine max (L .) Merr.) ve arılar, nektarın tozlaşma hizmeti karşılığında karşılıklı faydalı bir ilişkiye sahiptir; bu da tohum verimini artırabilir. Ancak, çiçek açma sırasında soya fasulyesinde pestisit kullanımı, arılara zarar vererek bu ilişkiyi bozabilir ve dolayısıyla tozlayıcıların verim faydalarını azaltabilir. Bu çalışma, çiçeklenme sırasında pestisit uygulamalarının arı beslenmesini ve soya verimini nasıl etkilediğini inceledi; uygulama zamanlamasına (sabah ortası vs. mid gün) ve çiçeklenme aşamasına (R3—tam çiçek vs. R5—çiçek sonu) odaklandı, tedavi edilmemiş kontrole kıyasla. Bunu yapmak için, 2023 ve 2024 yıllarında Ohio'nun merkezinde bir deney yapıldı; soya fasulyesi alanları, sırt çantası püskürtücüsü kullanılarak piretroid böcek ilacı (%0,9 alfa-sipermetrin) ve sterol biyosentezi engelleyen fungisit (%41,8) karışımıyla arı toksik karışımı ile püskürtüldü. Arı aktiviteleri, her alana yerleştirilen ses kaydedicileri kullanılarak izlendi ve makine öğrenimi aracı buzzDetect ile analiz edildi. Biyoakustik analiz, zamanlama ne olursa olsun pestisit uygulamasının arı aktivitesi üzerinde hiçbir etkisi olmadığını gösterdi. Arı aktivitesi, soya çekirdeklerinin çiçek açtığı R3 büyüme aşamasında, çiçeklerin daha az bol olduğu R5 büyüme aşamasına kıyasla önemli ölçüde daha yüksekti. Arı aktivitesi, gün ortasında sabah ortasına göre belirgin şekilde daha yüksekti. Pestisit tedavileri arasında soya fasulyesi yapraksızlığı veya veriminde önemli bir fark tespit edilmedi. Bu sonuçlar, arı beslenmesinin soya fasulyesi yetiştirme mevsimi boyunca ve gün boyunca nasıl değiştiğine dair içgörü sağlar ve bu da arı maruziyetini en aza indirmek için pestisit uygulama önerilerini şekillendirebilir.

Giriş

Pestisit uygulamaları, tarımsal sistemlerde yiyecek arayan tozlayıcılarıetkileyebilir 1,2,3. Pestisitlerin etkisini, en azından kısmen, tozlayıcı maruziyetini en aza indirmek için uygulamaları zamanlayarak azaltmak mümkündür. Tozlayıcılar için toksik olduğu bilinen pestisitler, arılar aktifken veya çiçekler açtığında uygulanmasını yasaklayan etiketler taşır. Bu rehberlik, Amerika Birleşik Devletleri EPA'nın yönergeleri ve Üniversite bilgikağıtları 4,5 ile tutarlıdır. Takip edilirse, bu etiketleme rehberi arılara pestisit uygulanma riskini azaltabilir, ancak hangi bitki büyüme aşamaları ve günün belirli saatlerinde arı aktivitesinin daha fazla olduğu konusunda daha spesifik tavsiyeler sunmaz. Ayrıca, etiket dilini şekillendiren düzenleyici testler tek pestisitlerle yapıldı ve pestisitler arasındaki sinerjik etkileşimleri dikkate almaz6.

"Tank karışımı", tek bir uygulamada iki veya daha fazla pestisitinbirleşimidir 7 ve pestisit uygulamalarının maliyetini azaltmak ve ağır uygulama ekipmanlarının tarlada dolaşmasını en aza indirerek toprak sıkışmasını azaltmak içinyaygın olarak uygulanmaktadır 8. Ancak, çoğu pestisit kombinasyonu, hedef dışı organizmalar üzerindeki potansiyel etkileri açısından değerlendirilmemiş olduğundan, bu arılar için potansiyel olarak riskli biruygulamadır9. Buna rağmen, tank karıştırma birçok ekim sisteminde yaygın olarak kullanılır; bunlar arasındanohut 10, balkabağı11, badem12 ve soyafasulyesi 13,14 dahildir.

Soya fasulyesi, tankta karışık pestisit uygulamalarının arı sağlığı için özellikle önemli olabileceği ürünlerden biridir. Arılar sık sık soya fasulyesi çiçeklerinde nektar arar ve soya fasulyesi bal üretimi için önemli bir nektar kaynağıolabilir 15,16,17,18. Soya fasulyesi kendi kendine tozlaşmasına rağmen, böcek tozlaşmasının verimiartırdığı defalarca gösterilmiştir 19,20,21. Soya yetiştiricileri arasında yapılan bir anket, yaprak fungisit uygulamalarının yaklaşık üçte birinin yaprak böcek ilaçlarıyla tanktakarıştırılmış olduğunu ortaya koymuştur 22. Yaprak mantarısıtlarının, soya fasulyesi tam çiçek açtığı dönemde antraknoz, Cercospora yaprak hastalığı, kurbağa yaprak lekesi ve soya pası gibi yaygın hastalıkları kontrol altına almak için uygulanmasıönerilir 23,24,25. Bir böcek ilacı eklemesi, birçok çiftçi tarafından sezonun ilerleyen dönemlerinde artropodlu zararlı sorunlarının riskini azaltarak ürünlerini korumanın maliyet etkin bir yolu olarakgörülmektedir 26. Ancak, soya fasulyesi çiçeği sırasında yapılan fungisit uygulamalarına bir böcek ilacı dahil edildiğinde, arı ve diğer hedef dışı organizmalar çeşitliliği riskaltındadır.

Özellikle endişe duyulan fungisit-böcek ilaçları karışımlarından biri, sterol biyosentez inhibitörü (SBI) fungisitler ile piretroid böcek ilaçlarının birleşimidir. Piretroid insektisitler, böceklerdeki sinir impulslarını bozan sodyum kanalımodülatörleridir 28. Birçok piretroid arılar için son derecetoksiktir 29,30. SBI fungisitler, mantar hücre zarlarının oluşumunda önemli olan sitokrom P450 monooksijenaz enzimlerini (P450'ler) inhibe eder, ancak arılarda piretroidleri ve diğer ksenobiyotikleri metabolize eden detoksitif P450'leride engelleyebilir 31. SBI fungisitleri ile piretroid böcek ilaçlarının kombinasyonu, bal arıları ve yaban arıları için yalnızca her iki pestisitten daha zehirli olduğugösterilmiştir 32,33. Bu nedenle, tankta karıştırılan piretroid böcek ilaçları ve SBI fungisitleri içeren uygulamalar arılar ve diğer tozlayıcılar için risk oluşturabilir.

Önceki çalışmalar, arıların bazı piretroid böcek ilaçları tarafındanpüskürtülebileceğini ve bazı piretroidlere maruz kalmanın arı aktivitesiniazaltabileceğini bildirmiştir 35. Ancak, fungisitlerin böcek ilaçlarıyla birleştiğinde itici etkisini gizleyebileceği debelgelenmiştir 36.

Biyoakustik, yani organizmaların çıkardıkları sesler üzerinden incelenmesi, pestisit uygulamalarına yanıt olarak bir gün veya büyüme sezonu boyunca arı aktivitesindeki değişiklikleri değerlendirmek için umut verici bir yaklaşım sunar. Arıların uçuş sırasında çıkardığı belirgin gürültü — vızıltı—arı aktivitesinin bir vekili olarak kullanılarak, biyoakustik, belirli bir alandaki arı aktivitesini istenen zaman diliminde makine öğrenimiyle etkili bir şekilde birleştirilebilir. Toplanan ses verileri, arı aktivitesinin daha iyi çözünürlüğünü sağlar ve günlük arı yemi alışkanlıklarının incelenmesine olanak tanır. Ayrıca, bu ses verileri büyüme döneminde faaliyet eğilimlerini bulmak için daha uzun zaman dilimleri içinde incelenebilir. Pestisitlerin ne zaman uygulanacağına dair kararlar her iki ölçekte de yapılır. Biyoakustik, arı aktivitelerini izlemek ve dar zaman aralıklarında arı aktivitesiyle ilgili soruları yanıtlamak için bilgi açısından zengin bir yol sunar. Süpürme ağı ve pan-tuzaklama gibi geleneksel yöntemlere kıyasla, biyoakustik yaklaşım daha az emek gerektirir, daha uzun sürede sürekli örnekleme imkanı sağlar ve daha büyük çalışma alanlarına da oldukça ölçeklenebilirdir. Biyoakustikin bu tür uygulamalarından, tarım alanlarında arı faaliyetleri üzerindeki pestisit etkilerinin araştırılmasıdır.

Burada, çiçek döneminde soya fasulyesine uygulanan fungisit-böcek istirci tank karışımının "en kötü senaryo" uygulamasının arı aktivitesi ve soya verimi üzerindeki etkilerini belirlemek için çalışmalar yapılmaktadır. Kullanılan pestisitler, SBI fungisit olan propikonazol ve piretroid böcek ilacı olan alfa-sipermetrin içeren formülasyonlardı. Bu iki pestisit, çiçek döneminde soya fasulyesine mantar hastalıklarını ve soya yaprak bitlerini (Aphis glycines) kontrol etmek için uygulanabilir.37,38. Bu pestisit kombinasyonunun günün farklı saatlerinde (sabah ortası veya öğle) ve farklı soya büyüme aşamalarında (zirve çiçeklenme [R3] veya geç çiçeklenme [R5]) uygulanmasının arı aktivitesini etkileyip etkilemediğini belirlemek için biyoakustik bir yaklaşım kullanıldı. Arıların yüksek sayılarda beslenmesi ve pestisit uygulamasının olumsuz etkilerine en çok gün ortasında ve R3 büyüme aşamasında maruz kalmaları bekleniyordu.

Protokol

Deneysel tasarım ve kurgu hazırlığı

Deney, 2023 ve 2024 yıllarının Temmuz ve Ağustos başlarında gerçekleştirildi. Genellikle Ohio'da soya fasulyesi yetiştirme sezonu yaklaşık olarak Nisan'dan Kasım'a kadar gerçekleşir. 2023 yetiştirme sezonunda kullanılan alanlar Ohio, Clinton County (39.488, -83.769) ve Union County (40.296, -83.283) bölgelerinde bulunuyordu. 2024 yetiştirme sezonunda kullanılan alanlar Clinton County (39.489, -83.762), Preble County (39.893, -84.611) ve Licking County (39.948, -82.501), Ohio'da yer almaktadır.

Deney, soya fasulyesi alanında mekansal etkileri kontrol etmek için rastgele tam blok tasarımı kullandı. Her blok içinde, belirli bir tedavi için 5 saz belirlendi. Tedaviler iki büyüme aşaması (R3 ve R5) ve iki uygulama zamanlaması (sabah ortası ve öğlesi) ile tedavi edilmemiş bir kontrol yöntemini içeriyordu. Bu sonuçta, her bloktaki arazilerde şu 4 pestisit uygulaması yapıldı: R3 sabah ortası, R3 gün ortası, R5 sabah ortası, R5 gün ortası. Sabah ortası veya öğle içi başvurular ~2 saat içinde gerçekleşirken, sabah ortası başvuruları yaklaşık 10:00 civarında, öğle başvuruları ise yaklaşık 12:30 civarında. Her blok içindeki 5 arıtma alanına ek olarak, 3 parde yedek olarak belirlendi ve soya fasulyesi zayıf yerleşmesi veya büyümesi durumunda tedavi alanlarına dönüştürülebilirdi. Soya fasulyesi bitki aşamaları, Minnesota Üniversitesi Extension39 tarafından yayımlanan aşama rehberleri gibi yöntemlerle belirlendi.

Soya fasulyesi alanları blokları, araştırmacıların aralarında kolayca yürüyebilmesi için yaklaşık 1.016 m (40 inç) aralıklarla yerleştirildi. Soya fasulyesi alanları 1,9 m x 8,5 m (0,0016 ha; 6,25 ft x 28 ft) boyutlarında olup, tüm alanlar için kullanılan soya çeşidi Pioneer P35T155E (Corteva, Indianapolis, IN) idi. Her parsa 6 sıra dikildi ve araları 38 cm (15 inç) aralıklarla yerleştirildi. Ekin oranı hektar başına 370.658 tohum (ac başına 150.000 tohum) olarak kullanılmıştır. Deneye katılan arıların hepsi yerel popülasyonlardan geliyordu. Araştırmacılar tarafından ek arılar eklemedi. Yazarlar, deney alanlarının yakınında ne sabit ne de göçmen arılar hakkında hiçbir bilgiye sahipti. Deneyde kullanılan tüm malzemeler Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.

Pestisit hazırlığı

Kullanılan pestisitler Fitness fungisid'i (%41,8 propikonazol aktif bileşeni) ve Fastac EC insektisid (%10,9 alfa-sipermetrin aktif bileşeni) idi. Pestisit uygulama oranları SBI fungisid'i için 6 fl oz/ac (438,47 mL/ha) ve piretroid böcek ilacı için 3,8 fl oz/ac (277,70 mL/ha) idi. Pestisitleri uygulamaya hazırlamak için, 9,375 mL SBI fungisit ve 5,937 mL piretroid böcek ilacı suyla karıştırıldı ve tank karışımı olarak 3 L nihai hacim elde edildi. Karışım hazırlanırken kimyasal dirençli eldivenler takıldı. Tanktaki SBI fungisitinin nihai konsantrasyonu litrede 3,125 mL idi. Tanktaki son piretroid insektisil konsantrasyonu 1.979 mL başına L idi.

Pestisit uygulaması

Bu karışım, her blok içindeki bireysel soya fasulyesi alanlarına özel hazırlanmış bir sırt çantası püskürtücüyle uygulandı. Pestisit karışımı, soya fasulyesi örtüsünün üst kısmına ~5 km/saat hızla uygulandı. Belirli bir tedavi için pestisit uygulama sürecine başladıktan sonra, tüm arsaların uygulaması ~10 dakika sürdü. Her 3 L'lik tank için, pestisit karışımıyla ~0,027 hektarlık bir alan kaplanabilir. Hektar başına tüketilen püskürt hacmi yaklaşık 113 L'dir. Bu, her grafik başına ~0.18 L tank karışımı uygulandığı anlamına gelir. Rüzgar nedeniyle pestisitlerin diğer alanlara kaymasını önlemek için, rüzgarlı günlerde uygulamalar kaçınıldı. Pestisit uygulanırken tam kişisel koruyucu ekipmanlar (uzun kollu gömlek ve uzun pantolon, kimyasal dirençli eldivenler, ayakkabılar ve çoraplar ve koruyucu gözlükler) giyildi. Bir pestisit uygulaması tamamlandıktan sonra fazla pestisit karışımı varsa, eyalet çevre kontrol ajansının tavsiyelerine göre bertaraf edilirdi.

Kaydedici kurulum/kullanım

Ses kaydedicilerinin genel kurulumu ve kullanımı, diğer yazarlar tarafından tanımlanan protokolebenzer, 40. Elde taşınabilir ses kaydedicileri (Sony ICD-PX370), plastik basamaklı elektrikli çitlere kanca-halka bantla sabitleniyor ve mikrofonun üzerine açık hücreli köpük ön cam olarak yerleştiriliyordu. Hava koşullarından korumak için kazığa, kayıt cihazının ~3 cm üzerindeki konuk şeklinde 3D baskılı yağmur örtüsü yapıştırıldı.

Ses kaydediciler, ilk pestisit uygulamasından ~24 saat önce her parselin ortasına yerleştirilir ve her uygulamadan sonra en az 24 saat çalışır halde bırakılırdı. Her başvuru günü için on iki kayıt cihazı, her saat grubu için (sabah ortası, öğle, kontrol) dört tane R3 ve R5'te konuşlandırıldı.

Ses veri işleme

Tüm ses kayıtları, makine öğrenimi aracı "buzzdetect"41 aracılığıyla işlenmiştir ve bu araç şu adreste bulunabilir: https://github.com/OSU-Bee-Lab/buzzdetect. Bu araç, böcek vızıltısı seslerini, deneysel ortamda sıkça ortaya çıkan diğer seslerden, örneğin arabalar, kombonlarla veya uçaklardan ayırt etmek için eğitilmiştir. Program, Apis mellifera vızıltısını diğer arı türlerinden ayırt edemiyor. Ancak buzzDetect, vızıltı seslerini diğer vızıltı olmayan böcek seslerinden ayırt edebiliyor, ancak özellikle gece saatlerinde kriket çağrıları gibi belirli sesleri ayırt etmek hâlâ zordur. buzzDetect'in nasıl çalıştırılacağına dair daha spesifik talimatlar şu adreste bulunabilir: https://buzzdetect.readthedocs.io/en/latest/gui/. Ses analizinden sonra, 1 saat ve 8 saatlik zaman aralıkları içinde tespit oranı hesaplamak için R42 kullanıldı.

Yaprak dökülme verileri

Yaprak dökülme değerlendirmeleri, deneye katılan her parselede, Nebraska ÜniversitesiExtension 43 tarafından önerildiği tüm tedaviler ve tedavi edilmemiş kontrol alanları dahil olmak üzere üst soya fasulyesi örtüsünden yaprakların görsel olarak değerlendirilmesiyle gerçekleştirildi. Bu değerlendirmeler, pestisit uygulamasından 24 saat sonra, R5 büyüme aşamasında yapıldı.

Verim verileri

Soya fasulyesi hasat edildi ve verim, bir arazi kombüneti ve tahıl ölçer tartı sistemi kullanılarak dönüm başına bushel cinsinden ölçüldü. Verim ölçümleri %13 nem olarak ayarlandı. Arsalar her biri 6 satırdan oluşuyordu; sadece 4 orta sıra verim ölçümü için hasat edildi.

İstatistiksel analiz

Tüm istatistikler R42'de gerçekleştirildi. Veriler, lme4paketi 44 üzerinden karışık etkili lineer modellerle veya glmmTMB paket45 üzerinden beta regresyonuyla analiz edildi. BuzzDetect'ten alınan ham veriler ek materyallerde mevcuttur. Bu çalışma için üç ana veri türü analiz edilmiştir. Pestisit uygulamasından sonra 1 saat ve 8 saat boyunca ortalama arı aktivite verileri, her soya fasulyesi parlesinin verimi ve R5 büyüme aşamasında gözlemlenen soya fasulyesinin yaprak dökülmesi.

Ortalama arı aktivitesi, arı vızıldamasının pozitif zamanının 8 saatlik veya 1 saatlik bir pencerede hesaplanmasıyla elde edildi. 1 saatlik pencere, pestisit uygulamasının arı aktivitesi üzerindeki akut etkilerini tahmin etmek için, 8 saatlik pencere ise akut ve kalıntı etkileri tahmin etmek için tasarlanmıştır. Alfa-sipermetrin için kalıntı toksisite verileri mevcut değildir, ancak diğer piretroidler için kalıntı toksisitenin ilk uygulamadansonra ~8 saat olduğu bildirilmiştir 46. Arı aktivitesi için hesaplama orantı olduğundan, aktivite farkları R paketi "glmmTMB" ile yapılan beta regresyon kullanılarak analiz edilmiştir. Modeller, pestisit uygulamasından sonra 1 saat veya 8 saat ortalama tespit oranlarını ve bu oranların kontrol alanlarıyla ("püskürtülmüş" durum), soya fasulyesi büyüme aşaması, pestisidin uygulandığı günün saati veya büyüme aşaması ile etkileşim zamanı karşılaştırıldığında nasıl değiştiğini inceledi. İşlenmiş ve kontrol grafikleri arasındaki karşılaştırma, hem 1 saatlik hem de 8 saatlik model formüllerinde "püskürtülen" değişkenle referans alınır.

1 saatlik pencere modelinde sabit etkiler "püskürtülmüş" durum, büyüme aşaması, günün saati ve büyüme aşaması ile günün zaman etkileşim terimi idi. Modelde hem bir yıl hem de bir yıl ile bir yıl aralarındaki etkileşim terimi rastgele etkiler olarak uyguluyordu. Tam model formülü şöyleydi:

figure-protocol-1(1)

Değişken tespit oranı, toplam gözlem penceresine göre gözlemlenen ortalama arı tespitlerini yansıtır—bu durumda 1 saat. Püskürtülen değişken, bir parselin pestisit uygulanıp uygulanmadığına veya işlenmemiş bir kontrol alanına karşılık gelir. Değişken time_of_day , tespitlerin sabah ortası veya öğle pestisit uygulamalarından sonra istenen zaman diliminde yakalanmadığına karşılık gelir. Değişken aşaması, tespitlerin yakalandığı büyüme aşamasına karşılık gelir.

8 saatlik pencere modelinde sabit etkiler büyüme aşaması ve "püskürtülmüş" durumdu. 8 saatlik model, öğle sprey zamanı için gece saatlerini içeriyor, bu da sabah ortası ile öğle püskürtme saatleri arasında haksız bir karşılaştırma yaratıyor. Bunun nedeni, öğle uygulaması zamanlarının, arıların akşamları hareketsiz kalmasından dolayı tam 8 saatlik kalıntı toksisiteyi test etmemesidir; bu 8 saatlik aralıkların büyük bir parçasıdır. Bu nedenle, öğle uygulamaları modelden çıkarıldı, aynı zamanda "günün saati" ve "günün saati: sahne" terimleri de dahil edildi. Bu modelin tam formülü şuydu:

figure-protocol-2(2)

Değişkenlerin tespit hızı, püskürtülme ve aşama bu formülde, 1 saatlik pencereler için kullanılan formülle aynı anlamlara sahiptir. Tek fark, değişken tespit oranının 8 saatlik bir pencere için hesaplanmasıdır. Verim verileri karışık etkili doğrusal bir modelle analiz edildi. Model, her parsel için dönüm başına bushel miktarına ve verimin tedaviye göre nasıl değiştiğine baktı. Modeldeki sabit etki tedavi oldu ve site ile yıl rastgele etkiler olarak uyduruldu. Tam model formülü şu şekilde yazılır:

figure-protocol-3(3)

Soya yaprağı yapraklarının dökülmesi, her bir parsel başına eksik yaprak yüzeyi alanının ortalama yüzdesi olarak ölçüldü. Pestisit uygulamasının günün saatinin yaprak dökülme yüzdesi üzerindeki etkisini karşılaştırmak için karışık etkiler doğrusal bir model kullanıldı. Modeldeki sabit etki, alanların günün ne saatinde püskürtüldüğündü. Site ve yıl rastgele etkiler olarak eşleştirildi. Tam model formülü şöyledir:

 figure-protocol-4 (4)

Bu çalışmada kullanılan tüm protokoller Ek Dosya 1'de derlenmiştir.

Sonuçlar

Faaliyetler

8 saatlik pencere modeli (Şekil 1A–B), soya fasulyesinin büyüme evresine bağlı olarak arı aktiviteleri arasında önemli farklar gösterdi (Chi kare = 74,35, P < 0,001, df = 1), R3 aşamasında ortalama tespit oranları ise pestisit uygulamasından sonraki 8 saat için R5 aşamasına kıyasla anlamlı derecede yüksekti. Kontrol grafikleri ile tank karışımını alanlar arasında arı aktivitesinde önemli bir fark gözlemlenmedi (Chi kare = 0.053, P = 0.82, df = 1). Bu analiz için ortalama kare hata 0.00094 idi. Deneyde yer alan parametrelerin varyansları şunlardı: püskürtülmüş = 0.021 ve aşama = 0.041.

Pestisit uygulamasından sonraki 1 saat boyunca ses verilerinin analizi (Şekiller 2A–B), soya fasulyesinin aşamasına (Chi karesi = 12.72, P < 0.001, df = 1) ve günün saatine (Chi kare = 9.97, P = 0.0016, df = 1) bağlı olarak arı aktivitesi arasında önemli farklar ortaya koydu. Ortalama tespit oranı, R3 aşamasında R5 büyüme aşamasına göre daha yüksekti. Ortalama tespit oranı, öğle sıçramasından sonraki saatte, sabah ortası sıçrama saatinden sonraki saate göre daha yüksekti. Pestisit tankı karışımı uygulandığında arı aktivitesinde önemli bir fark gözlemlenmedi (Chi kare = 0.62, P = 0.43, df = 1). Günün saati ve büyüme aşaması etkileşim terimi arasında anlamlı bir fark gözlemlenmedi (Chi kare = 2.52, P = 0.11, df = 1). Bu analiz için ortalama kare hata 0.00094 idi. Analizde yer alan parametreler için varyans tahminleri şuydu: püskürtülmüş = 0,027, günün saati = 0,040, aşama = 0,090, günün saati: aşama = 0,14.

Deneydeki tüm günler boyunca ortalaması alındığında, ses algılamaları günlük tespit oranlarında soya fasulyesi büyüme evresine göre ayrıldığında fark gösteren bir eğilimi ortaya koymaktadır (Şekil 3). Her iki aşamada da tespit oranları ~10:00'da hızla artmaya başlar ve ~17:00'da hızla azalır. Ancak bu eğilim R3 büyüme aşamasında çok daha belirgindir. Ayrıca, tespit oranları R3'te ~14:00'da R5'e göre çok daha yüksek bir zirveye ulaşır.

Verim verileri

Verim verilerinin analizi (Şekil 4), soya fasulyesi veriminde tedaviler arasında farklılıklar olduğunu göstermemiştir. Herhangi bir tedavi tipinde soya verimi için anlamlı fark bulunmadı (F = 0.16, df = 4, 90.86; P = 0.96).

Yaprak dökülmesi

Yaprak dökülme verilerinin analizi (Şekil 5), pestisit uygulamalarının günün saatine göre yaprak dökülmesinde önemli farklılıklar göstermedi (F = 3.046, df = 2, 56; P = 0.055). Yaprak dökülmesi genellikle düşüktü (çoğu durumda %<5).

VERİ ERIŞILEBILIRLIĞI:

Grafik oluşturmak ve istatistiksel analizler yapmak için kullanılan tüm ham veriler, ek materyaller bölümünde yer almaktadır.

figure-results-1
Şekil 1: Pestisit uygulamasından sonraki 8 saat için ortalama tespit oranlarının dağılımı (A) R3 büyüme aşamasında pestisit uygulamasından sonraki 8 saat için ortalama tespit oranlarının (10 dakika boyunca aralıklı olarak) dağılımı (B) R5 büyüme aşamasında pestisit uygulamasından sonraki 8 saat boyunca ortalama tespit oranlarının (10 dakika boyunca aralıklı olarak) dağılımı Kontrol gruplarına pestisit uygulanmadı. Hiçbir grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktur. Tüm kutu grafiklerinde medyan çizgi, üst ve alt çeyrekler (kutuların üstü ve alt) ve bıyıklar (minimum ve maksimum) gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-2
Şekil 2: Pestisit uygulamasından sonraki 1 saat için ortalama tespit oranlarının dağılımı (A) R3 büyüme aşamasında pestisit uygulamasından sonra 1 saat boyunca ortalama arı tespit oranlarının (10 dakika boyunca aralıklı olarak) dağılışı. Kontrol gruplarına pestisit uygulanmadı. (B) R5 büyüme aşamasında pestisit uygulamasından sonra 1 saat boyunca ortalama arı tespit oranlarının (10 dakika boyunca aralıklı olarak) dağılımı Kontrol gruplarına pestisit uygulanmadı. Hem R3 hem de R5 için, sabah ortası ve öğle ortası grupları arasında ortalama tespit oranlarında istatistiksel olarak anlamlı bir fark vardı. Tüm kutu grafiklerinde medyan çizgi, üst ve alt çeyrekler (kutuların üstü ve alt) ve bıyıklar (minimum ve maksimum) gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 3: R3 veya R5 büyüme aşamalarındaki tüm ses kayıt cihazlarının ortalama algılama oranları. Deneyde kullanılan tüm ses kayıt cihazlarında (10 dakika boyunca biriktirilmiş tespit oranları) ortalamaları ve büyüme aşamasına göre ayrılmıştır. Kriket çağrıları nedeniyle buzz algılarında yanlış pozitifler gece saatlerinde, özellikle ~4:30'da gözlemlenmiştir. Her büyüme aşamasının eğrileri üst üste yığılmaz. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: Her işlem için soya fasulyesi başına bushel cinsinden verim. Kontrol grubuna herhangi bir pestisit uygulanmadı. Hiçbir grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktur. Tüm kutu grafiklerinde ortalama çizgi (siyah çubuklar), ortanca çizgi, üst ve alt çeyrekler (kutuların üstü ve alt) ve bıyıklar (minimum ve maksimum) gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-5
Şekil 5: R5 büyüme aşamasında değerlendirilen yaprak dökülme seviyeleri. Soya yaprakları için eksik olan yaprak alanının yüzdesi olarak ifade edilen yapraksızlaşma, R5 büyüme aşamasında pestisit uygulamasının zamanlamasına göre gruplandırılmıştır. Kontrol grubuna herhangi bir pestisit uygulanmadı. Hiçbir grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark yoktur. Tüm kutu grafiklerinde ortalama çizgi (siyah çubuklar), ortanca çizgi, üst ve alt çeyrekler (kutuların üstü ve alt) ve bıyıklar (minimum ve maksimum) gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Deneylerin çoğaltılması için gereken protokoller bu belgede listelenmiştir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

IPM çerçevesine göre zararlıların keşfi ve pestisit uygulamaları önerilse de, deneydeki pestisit uygulamaları koruyucuydu ve büyüme dönemi boyunca belirli zamanlarda, önceden belirlenmiş bir programa göre yapıldı; zararlı baskısına göre değil. Bu çalışmada pestisit uygulandıktan sonra verim ve yaprak dökülmesinin etkilenmemiş olması mümkün, çünkü zararlı basıncı ekonomik eşik seviyelerinin altında kaldı. Yaprak dökülmesi çoğu durumda %<5 olup, soya fasulyesinin üreme aşamaları için %15 ekonomik zarareşiğinin altında yer almaktadır 47. Koruyucu böcek isit-fungisit uygulamasının soya verimi veya R5 büyüme aşamasında gözlemlenen yaprak dökülmesi miktarı üzerinde belirgin bir etkisi yoktu. Bu, pestisit uygulamasının soya fasulyesi verimini korumadığını veya böcek otçuluğunu caydırmadığını göstermektedir. Ancak, haşere gözlemi yapılmadı ve yaprak dökülme sonuçları, bu tarlalarda kontrol edilmesi gereken az böcek zararlısı olduğunu gösteriyor; bu da diğer yazarlarınbulgularıyla uyumludur 48. Benzer şekilde, diğeryazarlar 22 benzer sonuçlar aldı; tankta pestisit uygulamalarının böcek baskısı az veya hiç olmadığında soya verimini artırmadı. Bu sonuçlar, zararlı basıncı düşük olduğunda fungisit uygulamasına böcek ilacı eklemenin sınırlı faydaları olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, özellikle profilaktik uygulamalar için böcek ilaçları eklemek gereksiz bir masraf olabilir.

Soya fasulyesinde arı aktivitesinin bir göstergesi olarak kullanılan arı vızıltısı örnekleri, ne sabah ortası ne de öğle içi veya öğle içi uygulamalarında veya R3 veya R5 aşamalarında böcek ittilat-fungisit tank karışımının uygulanmasıyla etkilenmemiştir. Ayrıca, pestisit uygulamasından sonraki 1 saatlik veya 8 saatlik gözlem pencerelerinde arı aktivitesinde azalma gözlemlenmedi. Bu şaşırtıcıdır, çünkü önceki çalışmalar piretroid böcekilaçlarının itici etkisini belgelemiştir 34. Bunun nedeni, piretroid böcek ilacının bir fungisitit ile birleştirilmiş olması olabilir. Bu iki pestisit sınıfının birleştirilmesinin daha önceiticiliği azalttığı 36 gösterilmiştir.

Bu deneyin, tarlada karşılaşılan bal arıları (Apis mellifera) üzerindeki pestisit uygulamasının potansiyel saha dışı etkilerini ölçmediğini belirtmekte fayda var. Pestisitin arı aktivitesi üzerindeki etkisinin olmaması, bu alanlarda beslenen bal arılarının pestisit maruziyetinden etkilenmediğini mutlaka göstermez. Tarlada beslenen bal arılarının pestisitle karşılaştığı, beslenmeye devam etmiş ve daha sonra olumsuz etkiler yaşamış olması mümkündür. Çalışmalar, tank karışımıuygulamalarının 49 ve piretroid böcekisitlerinin (30) bal arıları üzerindeki olumsuz etkilerini belgelemiştir. Bal arılarının olumsuz etkilenmiş olması mümkündür, ancak bu etki sahada aktivite azalmasına yol açmadı. Bu, bal arılarının tarlada karşılaştıkları bazı pestisitler/kombinasyonlarda kaçınma davranışı göstermeyebileceğini gösterir. Diğer arılar soya tarlalarında bulunabilir, örneğin yaban arıları veya yalnızarılar 15,17. Bu arılar, soya fasulyesi çiçeklerinde beslenirken yapılan pestisit uygulamalarından orantısız şekilde etkilenme ihtimalidir1.

Bu deney, arıların soya tarlalarında ne zaman aktif olduğunu aydınlattı. Arılar, R3 aşamasında soya fasulyesinin zirve döneminde, diğer yazarların40 sonuçlarına göre daha aktifti. Ayrıca, veriler arıların soya fasulyesinde sabaha göre gün ortasında daha aktif olduğunu gösteriyor. Bu deney sayesinde, bir gün boyunca ve büyüme sezonu boyunca arı aktivitelerinin yüksek çözünürlüklü bir fotoğrafı oluşturulmuştur. Bu, soya fasulyesi tarlalarında arı aktivitesinin önemli kalıplarını ortaya koyuyor ve bu da pestisit etiketi ve uygulama önerilerinin hazırlanmasında önemli olacaktır. Bu sonuçlar, zararlayıcıların arılara pestisit maruziyetini azaltmak için R3 sırasında ve öğle saatlerinde sprey yapmaktan kaçınması gerektiğini gösteriyor. Ancak, soya fasulyesi çiftçileri yalnızca zararlı böcek aktivitesi ve ekonomik eşiklere göre gerekli olduğunda yaprak böcek ilaçları kullanmalıdır.

Açıklamalar

Tüm yazarlar çıkar çatışması belirtmemektedir.

Teşekkürler

Yazarlar, Ohio State Üniversitesi'nden Allen Geyer'e saha ekimini, yönetimi ve hasadı için ve Arthur Rodrigues de Souza, James Underwood ve Allison Davis'e saha çalışmalarında yardımları için teşekkür ediyor. Bu çalışma, ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü'nün Tarım ve Gıda Araştırma Girişimi tarafından 2022-67019-36437 hibe kapsamında ve Ohio State Üniversitesi Gıda, Tarım ve Çevre Bilimleri Fakültesi'nin İç Hibe Programı (Proje #2023-013) tarafından finanse edilmiştir. Araştırma desteği, Ohio Eyalet Üniversitesi, Gıda, Tarım ve Çevre Bilimleri Fakültesi, Ohio Deney İstasyonu (OHO01277; OHO01355-MRF).

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
½ in. (1 cm) soft packing foamUlineS-8350Mikrofon kapağı, rüzgar ekranı olarak işlev görür, 8 x 5 cm'ye kesilmiş
1.75 mm PETG+ 3D Yazıcı Filamenti - Gerçek KırmızıInland (Microcenter)PETG+175FR1Kayıt cihazı kapağı yapmak için filament, vaz modunda yazdırıldı, https://www.thingiverse.com/thing:7319146/files kullanıldı
4 ft. (1.2 m) çiti tel için adımlı çit direğiFi-Shock (Traktör Tedarik Şirketi)3600956Ses kaydediciyi tutmak için kazık
6 in. (15 cm) yeniden kullanılabilir kablo bağlarıVELCRONAKaydediciyi kazığa bağlamak için
AAA pillerProcellNAElde taşınan ses kaydedicilerin gücünü sağlamak için
Fastac EC böcek öldürücüBASF Tarım ÜrünleriEPA: 7969-298Deney boyunca kullanılan piretroid böcek öldürücü.
Fitness FungisitLoveland ürünleri, Inc.EPA: 34704-1031Deney boyunca kullanılan Sterol Biyosentez Engelleyici (SBI) fungisiti.
Grain Gauge H2 tartı sistemiHarvestMasterNAAraştırma tarlalarından veri toplamak için
Elde taşınan ses kaydediciSonyICD-PX370Deney boyunca kullanılan ses kaydediciler. Özellikle soya fasulyesi tarlalarında ses verileri yakalamak için kullanılır.
Pioneer P35T155ECortevaP35T155EDeney boyunca kullanılan soya fasulyesi çeşidi.
Quantum Core parsel biçerdöverWintersteigerNADeney sırasında soya fasulyesini biçmek için kullanılan biçerdöver.
Yağmur korumasıYokNASes kaydedicileri yağmurdan korumak için. https://www.thingiverse.com/thing:7319146 adresinde bulunabilir
Lastik Bantlar - 2 x 1⁄16 in. (127 x 1.6 mm), #14UlineS-14723Köpük rüzgar ekranını kaydediciye bağlamak için
SeedPro 360ALMACONAAraştırma tarlalarına soya fasulyesi tohumu ekmek için

Kaynaklar

  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).

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

ÇevreSayı 233Sayı 233Bu Ay JoVE'deSayıTank karışımıSinerjiApis melliferaTozlaşmaSoya fasulyesiYaprak dökümü
Biyoakustik kullanarak arılara karşı böcek isit-fungisit kombinasyonunun iticiliğini değerlendirmek
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.