꿀벌응애방제에 반복적인 옥살산 기화에 대한 연구

[우성(旴成) 평택]

외부 기생충 진드기 바로아 소멸자의 제어를 위한 꿀벌(벌목: Apidae) 군집의 반복적인 옥살산 기화 평가

제니퍼 에이 베리, 루이스 J 바틀렛, 셀리나 브루크너, 크리스찬 베이커, S 크리스 브라만, 키스 S 델라플레인, 제프리 R 윌리엄스
곤충 과학 저널 , 22권, 1호, 2022년 1월, 15, https://doi.org/10.1093/jisesa/ieab089
게시된 날짜: 2022년 2월 7일 기사 내역

초록
미국 양봉 산업은 연간 손실률이 43%에 달하는 지속적으로 집단 폐사를 경험하고 있습니다. 이것의 주요 원인은 외래 기생충인 Varroa 파괴자 Anderson & Trueman(Mesostigmata: Varroidae)입니다. 통합 해충 관리(IPM) 옵션은 진드기 개체수가 치명적인 수준에 도달하는 것을 방지하는 데 사용되지만, 저항성 및/또는 적절한 치료 옵션의 부족으로 인해 진드기를 줄이기 위한 새로운 통제가 필요합니다.

응애를 방제하기 위한 옥살산은 상업 및 취미 양봉가들 사이에서 인기 있는 치료법이 되었습니다. 꿀벌통 내부에 기화된 옥살산을 적용하는 것은 미국에서 합법적인 적용 방법이며, 노출된 진드기가 사망하게 됩니다. 그러나 진드기가 번식 단계에 있어서 보호 왁스 캡핑 아래에 있는 경우 옥살산은 효과가 없습니다. 옥살산을 적용하는 인기 있는 방법 중 하나는 진드기가 새끼 세포에 숨어 있는 문제를 회피하기 위해 몇 주에 걸쳐 여러 번 기화시키는 것입니다.

대조군 군집과 비교함으로써 우리는 5일 간격으로 7번의 적용으로 처리된 콜로니에서 옥살산 기화를 테스트했습니다(총 35일). 우리는 2019년과 2020년에 조지아와 앨라배마의 양봉장에서 총 99개의 식민지를 테스트했습니다. 우리는 성인 꿀벌 Linnaeus(Hymenoptera: Apidae)와 성장 중인 꿀벌이 옥살산 기화 방식으로 인해 부정적인 영향을 받지 않는다는 것을 발견했습니다. 그러나 우리는 새끼를 키우는 기간 동안 옥살산을 주기적으로 자주 적용하면 V. 소멸자 개체군을 치료 역치 이하로 만들 수 있다는 증거를 찾지 못했습니다 .



꿀벌( Apis mellifera L.)은 전 세계적으로 많은 농작물에 널리 사용되는 곤충 수분 매개체이며( Allsopp et al. 2008 , vanEngelsdorp 및 Meizner 2010 ), 관리되는 꿀벌이 제공하는 경제적 서비스는 점점 더 커지고 있습니다. 세계 인구가 증가함에 따라 중요합니다( Degrandi-Hoffman et al. 2019 ).

그러나 최근 몇 년 동안 꿀벌 의 개체수는 미국 양봉 산업이 겪고 있는 어려움으로 인해 점진적이면서도 꾸준한 감소를 보였습니다( Potts et al. 2010 , Spivak et al. 2011 , Kulhanek et al. 2017 , vanEngelsdorp et al. 2017 ). 연간 손실률은 43.7%입니다( Bruckner et al. 2020 ). 체외기생 진드기인 Varroa 응애 Anderson & Trueman(Mesostigmata: Varroidae) 을 포함하여 군집 손실과 관련된 여러 요인이 있으며, 그 중 가장 중요한 요인이 있습니다( Guzmán-Novoa 외 2010 , Le Conte 외 2010 , Rosenkranz 외 2010) ).

현재까지 미국에서는 V. 응애에 대한 사용이 승인된 세 가지 합성 살비제(amitraz, coumaphos 및 fluvalinate)가 있지만 ( US EPA, 2016 ), 응애에 대한 내성이 빠르게 진화하고 꿀벌에 대한 준치사 효과로 인해 소멸자 ( Elzen et al. 2000 , Mathieu and Faucon, 2000 , Thompson et al. 2002 , Rodríguez-Dehaibes, 2005 , Sammataro et al. 2005 , Berry et al. 2013 , Rinkevich, 2020 ) 효과적인 활성 성분. 이 때문에 양봉가들은 단일 방제 방법에 의존하는 대신 통합 해충 관리(IPM) 기술을 사용해 왔습니다.

IPM을 수용하는 양봉가들은 V. destructor 로 인한 해로운 영향에 군체가 굴복하지 않도록 노력하고 유지하기 위해 다양한 접근법을 사용합니다 ( Delaplane et al. 2005 ). 그러나 이 해충에 대한 적절한 통제는 많은 미국 양봉가들에게 심각한 과제로 남아 있으며 화학 살비제는 이 시스템의 IPM 프레임워크의 일부로 여전히 필요합니다.

포름산 및 티몰과 같은 비합성 화합물은 V. 응애를 제어하는 ​​데 효과적입니다 . 그러나 그 효과는 주변 조건에 따라 달라집니다. 예를 들어, 온도가 너무 낮으면 효과적이지 않으며 온도가 너무 높으면 성충과 성장 중인 벌이 죽을 수 있습니다( US EPA 2019 , US EPA, 2020 ). 널리 채택되는 또 다른 천연 화합물은 결정성 옥살산(OA) 이수화물입니다.

이 유기산은 꿀에서 자연적으로 발생하며, 수년간 지속적으로 사용했음에도 불구하고 치료를 받은 집단에 비해 치료받은 집단에서 아직 저항성이 관찰되지 않기 때문에 V.응애 저항성을 유발할 가능성이 낮은 것으로 추정됩니다( Magi et al. 2017 ). 특정 상황에서 V. 응애( Bogdanov et al. 2002 , Rademacher and Harz, 2006 , Al Toufailia et al. 2015 , Adjlane et al. 2016 ) 에 대해 . 유럽에서 수십 년 동안 널리 사용된( Popov et al. 1989 ) 옥살산은 최근 미국에서 대중화되었으며 2015년이 되어서야 합법적인 사용으로 등록되었습니다( US EPA 2015 ). OA(옥살산)를 적용하는 한 가지 방법은 기화기를 사용하여 결정을 가열하여 군집에 침투하는 기체 OA를 생성하는 것입니다( Rademacher 및 Harz 2006 , US EPA 2015 ). 이러한 처리가 V. 소멸자를 접촉 시 죽이는 데 매우 효과적임에도 불구하고 OA는 V. 소멸자가 대부분 존재하는 왁스로 덮인 새끼 세포에 침투하지 않습니다 ( Rademacher 및 Hartz, 2006 , Rosenkranz et al. 2010 ). 따라서 OA를 적용하고 V. 응애개체수를 줄이는 가장 좋은 시기 는 군체에 새끼가 없고 유충이 발생하지 않는 때입니다( Gregorc and Planinc, 2001 , Charrière and Imdorf, 2002 , Gregorc et al., 2016 , Gregorc et al., 2017 ) , 모든 응애가 성체 벌에 대해 영동성을 띠고 훈증제에 취약해집니다( Rademacher 및 Harz, 2006 ). 그러나 일부 따뜻한 위도에서는 새끼를 낳지 않는 간격이 짧거나 아예 없기 때문에 대체 치료 일정의 필요성이 높아집니다.

새끼를 사육하는 기간 동안 치료를 위해 하나의 상용 기화기인 ProVap 110에 대한 지침에는 각 치료 사이에 5일 간격으로 4번의 치료가 필요합니다. 이 19일 간격의 이론적 근거는 이 일정이 진드기가 기생하는 숙주와 함께 연속적으로 출현할 때 일벌 무리에 묶인 진드기 전체 집단을 노출시킨다는 것입니다. 이 다중 치료법은 상업 및 취미 양봉 작업에서 인기를 얻었습니다. 그러나 이 프로토콜은 효과적인 것으로 나타나지 않았습니다.

이 연구의 목적은 새끼를 키우는 기간 동안 V. 응애 에 대한 반복적인 OA 적용 요법의 효능을 테스트하는 것이었습니다 . 두 번째 목적은 이러한 반복적인 OA 적용이 성체 꿀벌과 무리(군집 생존 가능성을 위한 프록시)에 측정할 수 있을 만큼 해로운지 확인하는 것이었습니다. 우리는 반복적인 OA 치료 요법이 꿀벌 군집 강도 에는 부정적인 영향을 미치지 않으면서 V. 응애 존재량 에는 부정적인 영향을 미칠 것이라는 가설을 세웠는데 , 이는 이전의 상대적 안전성 입증과 일치합니다( Rademacher 및 Harz 2006 ).

재료 및 방법

실험적 설계

실험은 조지아주 왓킨스빌에 있는 조지아 대학교(UGA) 꿀벌 연구소와 앨라배마주 오번에 있는 오번 대학교 꿀벌 연구소가 관리하는 연구 토지에 있는 두 개의 깊은 Langstroth 벌통에서 유지되었습니다. . 특정 유전자형이 없는 퀸즈는 노스 조지아의 상업 시설에서 구입했습니다. 실험을 시작하기 전에 식민지를 평가하고 생산적인 여왕벌과 함께 건강한 벌통만 포함했습니다. 실제 양봉장에서 관찰된 군집 측정 기준의 변화를 정확하게 포착하기 위해 군체는 동일한 벌통 공간으로 유지되는 것 이상으로 크기나 번식 영역이 '표준화'되도록 조작되지 않았습니다.

2019년에는 UGA Bee Lab에 13개의 실험 식민지가 설정되었으며, 2020년에는 UGA Bee Lab에 56개의 실험 벌통이, Auburn Bee Lab에 30개가 설치되었습니다. 모든 벌통은 자연적으로 발생하는 V. 응애 진드기 침입 수준을 가졌습니다(각 실험 시작 시 현장 발생 PMI 값 중앙값: Auburn20 = 4.3; UGA19 = 5; UGA20 = 2.2). 벌통은 두 가지 처리 그룹 중 하나에 무작위로 할당되었습니다. (1) 7회 적용(35일에 걸쳐 7회 처리) 동안 5일마다 1g/슈퍼의 옥살산으로 기화되거나(2) 처리되지 않은 대조군. 작업자(21일)와 수벌(24일) 발달 시간을 모두 포착하기 위해 0일, 5일, 10일, 15일, 20일, 25일, 30일의 7가지 적용 요법을 선택했습니다.

옥살산 응용

OA(옥살산)적용은 등록된 제품의 라벨 지침( US EPA 2015 ) 및 ProVap 110 Vaporizer(OxaVap, Manning, SC)의 사용자 설명서에 따라 결정 기화에 의해 벌통에 투여되었습니다. 기화 전, 그리고 기화된 가스가 벌집에서 누출되지 않도록 하기 위해 벌통 입구를 파란색 작업용 수건이나 덕트 테이프로 밀봉하고, 스크린된 바닥 보드를 골판지 플라스틱 보드를 사용하여 밀봉했습니다. Champion 2,000와트 가솔린 발전기로 구동되는 기화기 장치인 Pro VAP 110을 뒤집어 챔버 보울을 230°C로 가열했습니다. 깊은 육추 상자당 고체 OA 이수화물 결정 1g을 분리된 테플론 뚜껑에 넣고 챔버에 삽입했습니다. 장치를 오른쪽으로 돌리면 OA 결정이 가열된 기화기 챔버로 떨어지게 되어 기체 OA가 생성됩니다. 장치의 노즐을 각 UGA 콜로니의 입구 또는 각 Auburn 콜로니의 하단 부화 상자에 미리 뚫은 구멍에 삽입하고, 전체 용량이 기화되어 콜로니로 전달되도록 30초 동안 유지했습니다. 완료되면 장치를 제거하고 상점용 수건과 플라스틱 골판지를 벌집당 추가로 10분 동안 제자리에 두었습니다. OA를 적용하는 모든 사람의 안전을 위해 OV/P100 카트리지가 장착된 전면 마스크를 착용했습니다.

바로아 소멸자 풍요

실험 시작(D0), 중간(D21), 실험 종료(D42)에 V. 응애 수준을 알코올 세척으로 측정했습니다. 각 군체에 대해 ~ 300마리의 성충 벌을 무리 둥지에서 수집하고( Dietemann et al. 2013 ) 70% 에탄올로 채워진 Varroa EasyCheck 장치(Mann Lake, Hackensack, MN)에 넣어 성충 벌과 영동 바로아를 안락사시켰습니다. 응애 . 용기를 밀봉하고 60초 동안 흔들어 V. destructor를 성체 꿀벌로부터 제거했습니다. 메쉬 바구니를 들어 올려 성체 꿀벌을 용기에서 꺼내고, 이탈된 개별 V. 소멸자를 계산하고 기록하고 폐기했습니다. 벌의 메쉬 바구니를 용기에 다시 넣고 추가로 60초 동안 교반한 후 제거하고 V. 응애를 계산하고 기록하고 폐기했습니다. 이 과정은 두 번의 연속 세척에 대해 V. 소멸자가 기록되지 않을 때까지 반복되었습니다 . Auburn 2020 실험에서는 성체 꿀벌의 각 샘플의 무게를 측정했습니다. 그런 다음 에탄올에 흠뻑 젖은 성체 벌 100마리의 하위 샘플을 세고 표준으로 무게를 측정했으며, 이를 통해 각 샘플의 예상 벌 수를 추정했습니다( Dietemann et al. 2013 ). 꿀벌 당 V. 파괴자는 주어진 샘플에 대한 총 V. 소멸자 수를 해당 샘플의 추정 성인 꿀벌 수로 나누어 계산했습니다 . UGA 2019 및 2020 실험의 경우 각 알코올 샘플의 꿀벌 수를 손으로 계산하여 꿀벌 추정치당 V. 파괴자를 계산하기 위한 샘플당 정확한 성체 꿀벌 수를 제공했습니다 .

군집의 크기

2020년 실험의 경우, Delaplane 이후 모든 벌집 프레임에서 성체 꿀벌, 발달 중인 꿀벌(뚜껑이 있는 무리) 및 꿀의 면적 비율을 시각적으로 추정한 두 명의 독립적인 관찰자가 각 실험의 시작과 끝에서 각 식민지에 대해 식민지 강도 변수를 측정했습니다. 외. (2013) . 그런 다음 성체 꿀벌 개체수, 뚜껑이 있는 무리 및 뚜껑이 있는 꿀('풀 프레임'으로 측정)에 대한 총 추정치를 각 군집에 대해 계산하고 분석에 사용했습니다.

통계 분석

진드기 강도 백분율(PMI)은 꿀벌당 진드기(샘플에서 발견된 진드기 수를 위와 같이 해당 샘플의 꿀벌 수로 나눔)를 측정하여 계산하고 이를 100마리의 꿀벌에서 발견된 예상 진드기 수로 확대했습니다. 그 샘플. 그런 다음 처리 후 샘플의 PMI에서 처리 전 샘플의 PMI를 빼고 각 콜로니에 대해 단일 ΔPMI를 제공하여 실험 시작과 종료 사이의 각 콜로니에 대한 PMI 변화(ΔPMI)를 계산했습니다. .

우리는 봉개된 애벌레, 저장된 꿀, 성체 꿀벌 개체수 추정치의 변화에 ​​대한 유사하면서도 더 간단한 측정 기준을 계산했습니다. 우리는 단순히 군집 종점 측정값을 비교하는 대신 이러한 '변화' 값에 초점을 맞춤으로써 대조군 또는 처리군에 무작위로 할당된 군집 간의 평균 크기 또는 감염 수준의 차이에 대한 혼란을 방지합니다.

모든 데이터 조작 및 분석은 프로그래밍 언어 R( R Core Team, 2020 ) 버전 3.6.3에서 수행되었습니다. 전체 분석을 GitHub( https://github.com/LBartlett/VRTT-OA-Sublimation.git ) 의 저장소로 제공했습니다 . 우리는 여러 사이트 및/또는 양봉장에서 여러 해에 걸쳐 실험을 반복하는 교차 또는 중첩 구조를 설명하기 위해 일반화된 선형 혼합 모델링 프레임워크(GLMM)를 사용하여 데이터를 분석했습니다. 우리는 'lme4' 패키지( Bates et al. 2015 )를 둘러싸는 'afex' 패키지( Singmann et al . 2020 )를 사용하여 선형 혼합에 대한 Kenward-Roger 근사(afex 패키지 문서 참조)에 따라 유형 III ANOVA를 수행했습니다. 반응 변수에 대한 치료의 중요한 효과를 테스트하기 위한 모델입니다. 잔차 분포와 잔차 qq-플롯을 그래픽으로 조사하여 모델의 적합성 적합성을 시각적으로 검사했습니다. 적절한 경우 데이터를 표시하기 위한 대략적인 효과 크기와 신뢰 구간을 추정하기 위해 'emmeans' 패키지( Lenth, 2020 )를 사용했습니다.

결과

Varroa 응애 치료에서 반복적인 1g 옥살산 승화의 효능을 테스트하기 위해 우리는 ΔPMI를 반응 변수로, 치료를 고정 효과로, 연도를 독립 무작위 효과로 사용하는 선형 혼합 모델을 사용하여 두 해에 걸쳐 모든 현장의 데이터를 분석했습니다. 현장 시험의 공간 구조를 반영하기 위해 중첩된 무작위 효과로 현장과 양봉장. 우리는 대조군과 처리된 콜로니 사이의 ΔPMI 값에서 유의미한 차이를 발견했습니다(F 1,88.99 = 9.16, p = 0.003). 연구 전반에 걸쳐(35일) 전형적인 대조군 콜로니는 4.4(±2.6SE)의 PMI 증가를 보인 반면, 전형적인 OA 처리 콜로니는 –0.7(±2.5SE)의 매우 작은 PMI 감소를 보여주었습니다. 도 1 에 도시된 바와 같이 , 처리된 콜로니는 처리 후 이전과 동일한 PMI로 유지되었습니다(PMI의 유의미한 변화 없음, 표준 오차 범위가 0인 이전에 인용된 효과 크기 추정 참조).


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곤충 과학 저널 , 22권, 1호, 2022년 1월, 15, https://doi.org/10.1093/jisesa/ieab089
게시된 날짜: 2022년 2월 7일 기사 내역
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미국 양봉 산업은 연간 손실률이 43%에 달하는 지속적으로 집단 폐사를 경험하고 있습니다. 이것의 주요 원인은 외래 기생충인 Varroa 파괴자 Anderson & Trueman(Mesostigmata: Varroidae)입니다. 통합 해충 관리(IPM) 옵션은 진드기 개체수가 치명적인 수준에 도달하는 것을 방지하는 데 사용되지만, 저항성 및/또는 적절한 치료 옵션의 부족으로 인해 진드기를 줄이기 위한 새로운 통제가 필요합니다. V. destructor를 방제하기 위한 옥살산은 상업 및 뒷마당 양봉가들 사이에서 인기 있는 치료법이 되었습니다. 꿀벌통 내부에 기화된 옥살산을 적용하는 것은 미국에서 합법적인 적용 방법이며, 노출된 진드기가 사망하게 됩니다. 그러나 진드기가 번식 단계에 있어서 보호 왁스 캡핑 아래에 있는 경우 옥살산은 효과가 없습니다. 옥살산을 적용하는 인기 있는 방법 중 하나는 진드기가 새끼 세포에 숨어 있는 문제를 회피하기 위해 몇 주에 걸쳐 여러 번 기화시키는 것입니다. 대조군 콜로니와 비교함으로써 우리는 5일 간격으로 7번의 적용으로 처리된 콜로니에서 옥살산 기화를 테스트했습니다(총 35일). 우리는 2019년과 2020년에 조지아와 앨라배마의 양봉장에서 총 99개의 식민지를 테스트했습니다. 우리는 성인 꿀벌 Linnaeus(Hymenoptera: Apidae)와 성장 중인 꿀벌이 옥살산 기화 방식으로 인해 부정적인 영향을 받지 않는다는 것을 발견했습니다. 그러나 우리는 새끼를 키우는 기간 동안 옥살산을 주기적으로 자주 적용하면 V. 소멸자 개체군을 치료 역치 이하로 만들 수 있다는 증거를 찾지 못했습니다 .
이슈 섹션: 연구 기사
주제 편집자: 홍메이 리 바이얼레이
서부 꿀벌( Apis mellifera L.)은 전 세계적으로 많은 농작물에 널리 사용되는 곤충 수분 매개체이며( Allsopp et al. 2008 , vanEngelsdorp 및 Meizner 2010 ), 관리되는 꿀벌이 제공하는 경제적 서비스는 점점 더 커지고 있습니다. 세계 인구가 증가함에 따라 중요합니다( Degrandi-Hoffman et al. 2019 ). 그러나 최근 몇 년 동안 A. mellifera 의 개체수는 미국 양봉 산업이 겪고 있는 어려움으로 인해 점진적이면서도 꾸준한 감소를 보였습니다( Potts et al. 2010 , Spivak et al. 2011 , Kulhanek et al. 2017 , vanEngelsdorp et al. 2017 ). 연간 손실률은 43.7%입니다( Bruckner et al. 2020 ). 체외기생 진드기인 Varroa 소멸자 Anderson & Trueman(Mesostigmata: Varroidae) 을 포함하여 군집 손실과 관련된 여러 동인이 있으며, 그 중 가장 중요한 동인이 있습니다( Guzmán-Novoa 외 2010 , Le Conte 외 2010 , Rosenkranz 외 2010) ).

현재까지 미국에서는 V. destructor 에 대한 사용이 승인된 세 가지 합성 살비제(amitraz, coumaphos 및 fluvalinate)가 있지만 ( US EPA, 2016 ), V 에 대한 내성이 빠르게 진화하고 꿀벌에 대한 준치사 효과로 인해 소멸자 ( Elzen et al. 2000 , Mathieu and Faucon, 2000 , Thompson et al. 2002 , Rodríguez-Dehaibes, 2005 , Sammataro et al. 2005 , Berry et al. 2013 , Rinkevich, 2020 ) 효과적인 활성 성분. 이 때문에 양봉가들은 단일 방제 방법에 의존하는 대신 통합 해충 관리(IPM) 기술을 사용해 왔습니다. IPM을 수용하는 양봉가들은 V. destructor 로 인한 해로운 영향에 군체가 굴복하지 않도록 노력하고 유지하기 위해 다양한 접근법을 사용합니다 ( Delaplane et al. 2005 ). 그러나 이 해충에 대한 적절한 통제는 많은 미국 양봉가들에게 심각한 과제로 남아 있으며 화학 살비제는 이 시스템의 IPM 프레임워크의 일부로 여전히 필요합니다.

포름산 및 티몰과 같은 비합성 화합물은 V. destructor를 제어하는 ​​데 효과적입니다 . 그러나 그 효과는 주변 조건에 따라 달라집니다. 예를 들어, 온도가 너무 낮으면 효과적이지 않으며 온도가 너무 높으면 성충과 성장 중인 벌이 죽을 수 있습니다( US EPA 2019 , US EPA, 2020 ). 널리 채택되는 또 다른 천연 화합물은 결정성 옥살산(OA) 이수화물입니다. 이 유기산은 꿀에서 자연적으로 발생하며, 수년간 지속적으로 사용했음에도 불구하고 치료를 받은 집단에 비해 치료받은 집단에서 아직 저항성이 관찰되지 않기 때문에 V. 파괴자 저항성을 유발할 가능성이 낮은 것으로 추정됩니다( Magi et al. 2017 ). 특정 상황에서 V. destructor ( Bogdanov et al. 2002 , Rademacher and Harz, 2006 , Al Toufailia et al. 2015 , Adjlane et al. 2016 ) 에 대해 . 유럽에서 수십 년 동안 널리 사용된( Popov et al. 1989 ) OA는 최근 미국에서 대중화되었으며 2015년이 되어서야 합법적인 사용으로 등록되었습니다( US EPA 2015 ). OA를 적용하는 한 가지 방법은 기화기를 사용하여 결정을 가열하여 군집에 침투하는 기체 OA를 생성하는 것입니다( Rademacher 및 Harz 2006 , US EPA 2015 ). 이러한 처리가 V. 소멸자를 접촉 시 죽이는 데 매우 효과적임에도 불구하고 OA는 V. 소멸자가 대부분 존재하는 왁스로 덮인 새끼 세포에 침투하지 않습니다 ( Rademacher 및 Hartz, 2006 , Rosenkranz et al. 2010 ). 따라서 OA를 적용하고 V. 소멸자 개체수를 줄이는 가장 좋은 시기 는 군체에 새끼가 없고 유충이 발생하지 않는 때입니다( Gregorc and Planinc, 2001 , Charrière and Imdorf, 2002 , Gregorc et al., 2016 , Gregorc et al., 2017 ) , 모든 응애가 성체 벌에 대해 영동성을 띠고 훈증제에 취약해집니다( Rademacher 및 Harz, 2006 ). 그러나 일부 따뜻한 위도에서는 새끼를 낳지 않는 간격이 짧거나 아예 없기 때문에 대체 치료 일정의 필요성이 높아집니다.

새끼를 사육하는 기간 동안 치료를 위해 하나의 상용 기화기인 ProVap 110에 대한 지침에는 각 치료 사이에 5일 간격으로 4번의 치료가 필요합니다. 이 19일 간격의 이론적 근거는 이 일정이 진드기가 기생하는 숙주와 함께 연속적으로 출현할 때 일벌 무리에 묶인 진드기 전체 집단을 노출시킨다는 것입니다. 이 다중 치료법은 상업 및 취미 양봉 작업에서 인기를 얻었습니다. 그러나 이 프로토콜은 효과적인 것으로 나타나지 않았습니다.

이 연구의 목적은 새끼를 키우는 기간 동안 V. 소멸자 에 대한 반복적인 OA 적용 요법의 효능을 테스트하는 것이었습니다 . 두 번째 목적은 이러한 반복적인 OA 적용이 성체 꿀벌과 무리(군집 생존 가능성을 위한 프록시)에 측정할 수 있을 만큼 해로운지 확인하는 것이었습니다. 우리는 반복적인 OA 치료 요법이 A. mellifera 군집 강도 에는 부정적인 영향을 미치지 않으면서 V. 소멸자 존재량 에는 부정적인 영향을 미칠 것이라는 가설을 세웠는데 , 이는 이전의 상대적 안전성 입증과 일치합니다( Rademacher 및 Harz 2006 ).

재료 및 방법

실험적 설계

실험적인 A. mellifera 식민지는 2019년과 2020년 여름에 설립되었으며 조지아주 왓킨스빌에 있는 조지아 대학교(UGA) 꿀벌 연구소와 앨라배마주 오번에 있는 오번 대학교 꿀벌 연구소가 관리하는 연구 토지에 있는 두 개의 깊은 Langstroth 벌통에서 유지되었습니다. . 특정 유전자형이 없는 퀸즈는 노스 조지아의 상업 시설에서 구입했습니다. 실험을 시작하기 전에 식민지를 평가하고 생산적인 여왕벌과 함께 건강한 식민지만 포함했습니다. 실제 양봉장에서 관찰된 군집 측정 기준의 변화를 정확하게 포착하기 위해 군체는 동일한 벌통 공간으로 유지되는 것 이상으로 크기나 번식 영역이 '표준화'되도록 조작되지 않았습니다.

2019년에는 UGA Bee Lab에 13개의 실험 식민지가 설정되었으며, 2020년에는 UGA Bee Lab에 56개의 실험 식민지가, Auburn Bee Lab에 30개가 설치되었습니다. 모든 콜로니는 자연적으로 발생하는 V. 소멸자 진드기 침입 수준을 가졌습니다(각 실험 시작 시 현장 발생 PMI 값 중앙값: Auburn20 = 4.3; UGA19 = 5; UGA20 = 2.2). 콜로니는 두 가지 처리 그룹 중 하나에 무작위로 할당되었습니다. (1) 7회 적용(35일에 걸쳐 7회 처리) 동안 5일마다 1g/슈퍼의 OA로 기화되거나(2) 처리되지 않은 대조군. 작업자(21일)와 드론(24일) 발달 시간을 모두 포착하기 위해 0일, 5일, 10일, 15일, 20일, 25일, 30일의 7가지 적용 요법을 선택했습니다.

옥살산 응용

OA 적용은 등록된 제품의 라벨 지침( US EPA 2015 ) 및 ProVap 110 Vaporizer(OxaVap, Manning, SC)의 사용자 설명서에 따라 결정 기화에 의해 콜로니에 투여되었습니다. 기화 전, 그리고 기화된 가스가 벌집에서 누출되지 않도록 하기 위해 벌통 입구를 파란색 작업용 수건이나 덕트 테이프로 밀봉하고, 스크린된 바닥 보드를 골판지 플라스틱 보드를 사용하여 밀봉했습니다. Champion 2,000와트 가솔린 발전기로 구동되는 기화기 장치인 Pro VAP 110을 뒤집어 챔버 보울을 230°C로 가열했습니다. 깊은 육추 상자당 고체 OA 이수화물 결정 1g을 분리된 테플론 뚜껑에 넣고 챔버에 삽입했습니다. 장치를 오른쪽으로 돌리면 OA 결정이 가열된 기화기 챔버로 떨어지게 되어 기체 OA가 생성됩니다. 장치의 노즐을 각 UGA 콜로니의 입구 또는 각 Auburn 콜로니의 하단 부화 상자에 미리 뚫은 구멍에 삽입하고, 전체 용량이 기화되어 콜로니로 전달되도록 30초 동안 유지했습니다. 완료되면 장치를 제거하고 상점용 수건과 플라스틱 골판지를 벌집당 추가로 10분 동안 제자리에 두었습니다. OA를 적용하는 모든 사람의 안전을 위해 OV/P100 카트리지가 장착된 전면 마스크를 착용했습니다.

바로아 소멸자 풍요

실험 시작(D0), 중간(D21), 실험 종료(D42)에 V. 소멸자 수준을 알코올 세척으로 측정했습니다. 각 군체에 대해 ~ 300마리의 성충 벌을 무리 둥지에서 수집하고( Dietemann et al. 2013 ) 70% 에탄올로 채워진 Varroa EasyCheck 장치(Mann Lake, Hackensack, MN)에 넣어 성충 벌과 영동 V를 안락사시켰습니다. 소멸자 . 용기를 밀봉하고 60초 동안 흔들어 V. destructor를 성체 꿀벌로부터 제거했습니다. 메쉬 바구니를 들어 올려 성체 꿀벌을 용기에서 꺼내고, 이탈된 개별 V. 소멸자를 계산하고 기록하고 폐기했습니다. 벌의 메쉬 바구니를 용기에 다시 넣고 추가로 60초 동안 교반한 후 제거하고 V. destructor를 계산하고 기록하고 폐기했습니다. 이 과정은 두 번의 연속 세척에 대해 V. 소멸자가 기록되지 않을 때까지 반복되었습니다 . Auburn 2020 실험에서는 성체 꿀벌의 각 샘플의 무게를 측정했습니다. 그런 다음 에탄올에 흠뻑 젖은 성체 벌 100마리의 하위 샘플을 세고 표준으로 무게를 측정했으며, 이를 통해 각 샘플의 예상 벌 수를 추정했습니다( Dietemann et al. 2013 ). 꿀벌 당 V. 파괴자는 주어진 샘플에 대한 총 V. 소멸자 수를 해당 샘플의 추정 성인 꿀벌 수로 나누어 계산했습니다 . UGA 2019 및 2020 실험의 경우 각 알코올 샘플의 꿀벌 수를 손으로 계산하여 꿀벌 추정치당 V. 파괴자를 계산하기 위한 샘플당 정확한 성체 꿀벌 수를 제공했습니다 .

식민지 강도

2020년 실험의 경우, Delaplane 이후 모든 벌집 프레임에서 성체 꿀벌, 발달 중인 꿀벌(뚜껑이 있는 무리) 및 꿀의 면적 비율을 시각적으로 추정한 두 명의 독립적인 관찰자가 각 실험의 시작과 끝에서 각 식민지에 대해 식민지 강도 변수를 측정했습니다. 외. (2013) . 그런 다음 성체 꿀벌 개체수, 뚜껑이 있는 무리 및 뚜껑이 있는 꿀('풀 프레임'으로 측정)에 대한 총 추정치를 각 군집에 대해 계산하고 분석에 사용했습니다.

통계 분석

진드기 강도 백분율(PMI)은 꿀벌당 진드기(샘플에서 발견된 진드기 수를 위와 같이 해당 샘플의 꿀벌 수로 나눔)를 측정하여 계산하고 이를 100마리의 꿀벌에서 발견된 예상 진드기 수로 확대했습니다. 그 샘플. 그런 다음 처리 후 샘플의 PMI에서 처리 전 샘플의 PMI를 빼고 각 콜로니에 대해 단일 ΔPMI를 제공하여 실험 시작과 종료 사이의 각 콜로니에 대한 PMI 변화(ΔPMI)를 계산했습니다. . 우리는 모자를 씌운 애벌레, 저장된 꿀, 성체 꿀벌 개체수 추정치의 변화에 ​​대한 유사하면서도 더 간단한 측정 기준을 계산했습니다. 우리는 단순히 군집 종점 측정값을 비교하는 대신 이러한 '변화' 값에 초점을 맞춤으로써 대조군 또는 처리군에 무작위로 할당된 군집 간의 평균 크기 또는 감염 수준의 차이에 대한 혼란을 방지합니다.

모든 데이터 조작 및 분석은 프로그래밍 언어 R( R Core Team, 2020 ) 버전 3.6.3에서 수행되었습니다. 전체 분석을 GitHub( https://github.com/LBartlett/VRTT-OA-Sublimation.git ) 의 저장소로 제공했습니다 . 우리는 여러 사이트 및/또는 양봉장에서 여러 해에 걸쳐 실험을 반복하는 교차 또는 중첩 구조를 설명하기 위해 일반화된 선형 혼합 모델링 프레임워크(GLMM)를 사용하여 데이터를 분석했습니다. 우리는 'lme4' 패키지( Bates et al. 2015 )를 둘러싸는 'afex' 패키지( Singmann et al . 2020 )를 사용하여 선형 혼합에 대한 Kenward-Roger 근사(afex 패키지 문서 참조)에 따라 유형 III ANOVA를 수행했습니다. 반응 변수에 대한 치료의 중요한 효과를 테스트하기 위한 모델입니다. 잔차 분포와 잔차 qq-플롯을 그래픽으로 조사하여 모델의 적합성 적합성을 시각적으로 검사했습니다. 적절한 경우 데이터를 표시하기 위한 대략적인 효과 크기와 신뢰 구간을 추정하기 위해 'emmeans' 패키지( Lenth, 2020 )를 사용했습니다.

결과

Varroa 소멸자 치료에서 반복적인 1g 옥살산 승화의 효능을 테스트하기 위해 우리는 ΔPMI를 반응 변수로, 치료를 고정 효과로, 연도를 독립 무작위 효과로 사용하는 선형 혼합 모델을 사용하여 두 해에 걸쳐 모든 현장의 데이터를 분석했습니다. 현장 시험의 공간 구조를 반영하기 위해 중첩된 무작위 효과로 현장과 양봉장. 우리는 대조군과 처리된 콜로니 사이의 ΔPMI 값에서 유의미한 차이를 발견했습니다(F 1,88.99 = 9.16, p = 0.003). 연구 전반에 걸쳐(35일) 전형적인 대조군 콜로니는 4.4(±2.6SE)의 PMI 증가를 보인 반면, 전형적인 OA 처리 콜로니는 –0.7(±2.5SE)의 매우 작은 PMI 감소를 보여주었습니다. 도 1 에 도시된 바와 같이 , 처리된 콜로니는 처리 후 이전과 동일한 PMI로 유지되었습니다(PMI의 유의미한 변화 없음, 표준 오차 범위가 0인 이전에 인용된 효과 크기 추정 참조).

그림 1.
Varroa 소멸자에 대한 위치 및 연도별 처리에 따른 ΔPMI(진드기 강도 백분율) 비교. 각 점은 단일 군집을 나타내며 점은 순진한 선형 모델에서 추정된 95% 신뢰 구간과 함께 표시됩니다(이러한 순진한 회귀는 통계 분석에 사용되지 않습니다).



Varroa 소멸자 에 대한 위치 및 연도별 처리에 따른 ΔPMI(진드기 강도 백분율) 비교 . 각 점은 단일 콜로니를 나타내며 점은 순진한 선형 모델에서 추정된 95% 신뢰 구간과 함께 표시됩니다(이러한 순진한 회귀는 통계 분석에 사용되지 않습니다).

처리 전 및 처리 후 처리된 콜로니 사이에 진드기 부하에 의미 있는 차이가 없었기 때문에( 그림 1 - UGA 2020), V. 소멸자가 진드기 의 독성 효과를 마스킹하거나 보상하여 군집 건강을 간접적으로 향상시키는 혼란스러운 점이 없습니다. 옥살산 승화. 따라서 UGA 2019 시험 데이터 세트에 대한 자세한 식민지 건강 데이터를 수집하지 않았기 때문에 옥살산 기화가 전체 식민지 건강에 미치는 영향을 테스트하기 위해 UGA 2020 데이터에 대한 자세한 분석을 제시합니다( 그림 2 참조).

UGA 2020 데이터의 꿀벌( Apis mellifera ) 군체 건강 지표의 변화를 치료별로 그룹화했습니다. 실험 기간 전후의 각 군체에 대한 무리 범위, 성충 및 벌꿀 저장량을 추정(단위: 표준 Langstroth 딥 프레임)하고 여기에 플롯팅하고 혼합 모델링 분석을 위해 변화(델타 값)를 계산했습니다.

Auburn 2020 데이터 세트는 더 큰 UGA 2020 데이터와 비교하여 두 치료법 간의 진드기 방제 차이(군집 건강에 영향을 미치고 안전성 평가를 손상시키는 옥살산의 부정적인 영향을 가리게 됨)로 인해 더 혼란스러웠습니다. 더욱이, 이 데이터 세트는 세 개의 양봉장에서 가장 많이 반복된 실험이었으며 대부분의 데이터를 나타냈습니다. 우리는 위와 같이 혼합 모델링 프레임워크를 사용했습니다. 여기서 반응 변수는 무리 면적의 변화, 꿀벌 개체수의 변화 또는 꿀 저장고의 변화였으며 고정 효과는 처리, 무작위 효과는 양봉장(야드)이었습니다. 무리(F 1, 52.06 = 0.39, p = 0.534), 꿀벌(F 1, 51.23 = 0.20, p = 0.653) 또는 꿀 저장고(F 1, 51.20 = 2.30, p = 0.136 )의 변화에는 유의한 차이가 없음 을 발견했습니다. ) 치료에 기초합니다.


논의

평균적으로 35일 콜로니 V.응애수는 OA 처리 군집에 비해 처리되지 않은 대조군에서 상당히 높았습니다. 그러나 이 효과는 대조군에서 작은 V. 응애증가로 완전히 설명되는 반면, V. 응애수준은 OA 처리된 콜로니에서 변하지 않은 채로 유지되었습니다( 그림 1 ). OA는 V. 응애수를 줄이지 않았습니다 . 기껏해야 정적으로 유지되었습니다. 이 효과는 Jack et al.이 발견한 효과와 유사합니다 . (2020 , 2021 )에서는 기화된 OA/super 1g을 1회 및 3회 적용해도 새끼가 존재하는 동안 V. destructor 침입 수준을 크게 줄이는 데 효과가 없었습니다. 또한, 우리는 OA로 기화하는 여러 처리가 전체 A. mellifera 성충 꿀벌, 애벌레 또는 저장된 꿀 양 에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 관찰했습니다 .

지금까지 OA를 사용하여 5일 간격으로 4번 기화하는 것이 V. 소멸자를 제어한다는 일화적인 증거만 있었습니다 . 액체 살수 또는 기화를 통해 표시된 OA 비율을 반복적으로 적용하는 효과를 조사한 다른 연구에서는 OA가 새끼 양육 기간 동안 효과적이라는 것을 보여주지 못했습니다( Gregorc et al. 2017 ; Jack et al. 2020 , 2021 ). 새끼를 낳지 않는 기간 동안 OA로 인한 기화를 조사한 연구에서는 V. 소멸자 를 잘 제어하는 ​​것으로 기록되었으며 ( Rademacher 및 Harz, 2006 ), 미국 이외의 지역에서 허용되는 더 높은 용량인 2.25g에 대해서는 Al Toufailia et al. (2015 , 2018 ) 그들은 또한 새끼가 없을 때 살수, 분무 및 기화를 통해 OA의 효능을 입증했습니다.

이에 따라, 우리의 첫 번째 질문은 단순히 V. 응애 침입 수준이 무리가 있음에도 불구하고 반복적인 OA 기화 처리에 의해 영향을 받는지 여부였습니다. 그림 1은 진드기 침입 비율의 변화가 0 주위를 맴돌며 정적으로 유지되는 방식을 보여줍니다(처리된 집락의 ΔPMI –0.7(±2.5 SE)). 예상대로, 대조군의 V. 응애수준은 +4.4(±2.6 SE) 증가했습니다.

따라서 대조군 콜로니와 OA로 처리된 콜로니 사이에는 상당한 차이가 있었습니다. 그러나 V. 소멸자 치료가 성공하려면, 특히 IPM 접근 방식의 일부로 처리 임계값을 초과한 콜로니를 치료할 때 V. 소멸자 감염을 크게 낮추어야 하며 단순히 동일하게 유지해서는 안 됩니다. 이는 V. 소멸자 수준이 처리 임계값에 도달하기 훨씬 전에 식민지가 기화된 OA로 여러 번 처리되는 경우 적절한 V. 응애제어가 달성될 수 있는지에 대한 의문을 제기합니다(양봉가의 일화적인 증거를 설명함).

1g OA/super가 유효 용량인지 여부에 대한 질문이기도 합니다. Al Toufailiaet al. (2015) 영국에서 연구한 결과 미국 라벨 비율의 4배인 어미 상자당 1g을 기화하면 V. 응애수준이 98.2% 감소한 것으로 나타났습니다. 최근에는 Jack et al. (2021) 은 플로리다에서 새끼가 존재하는 동안 4g의 OA로 기화한 식민지가 새끼 상자당 1g만 기화한 것보다 V. destructor 의 감염 수준이 현저히 낮다는 것을 입증했습니다. 향후 연구에서는 V. 소멸자 개체군 수준을 감소시키는 데 있어 OA 용량 증가의 효능을 조사할 수 있습니다 .

응애치료에 가장 바람직한 시기는 군체에 새끼가 없을 때라는 것은 이미 널리 알려져 있다( Gregorc and Planinc, 2001 , Charriere and Imdorf, 2002 , Gregorc et al., 2016 , Gregorc et al., 2017 ). 불행하게도 OA를 사용한 기화는 V. 응애가 번식하는 알의 왁스 캡핑을 관통하지 않으며 ( Rademacher 및 Harz 2006 , Rosenkranz et al. 2010 ) OA에 대해 보고된 성공의 차이의 상당 부분을 설명할 가능성이 높습니다.

여왕벌이 계절에 따라 알을 낳는 것을 멈출 때 번식기가 자연적으로 발생합니다. 향후 연구에서는 관리의 일환으로 무리 휴식을 강요하거나 이용하는 것의 실용성과 효율성을 조사해야 합니다( Jack et al. 2020 ). 이것은 여왕벌을 가두어 가두는 것으로 가능할 수도 있고 향후 연구의 유망한 방법일 수도 있지만, 특히 상업적 규모의 많은 양봉가들에게 항상 편리하거나 가능한 것은 아닙니다. 분할이나 재조립과 같은 정상적인 관리의 일부로 부수적으로 발생하는 무리 중단을 이용하는 것도 가능할 수 있습니다.

우리의 두 번째 목표는 군집에서 OA를 여러 번 적용하면 성체 꿀벌, 새끼 및 저장된 꿀 양에 측정 가능한 영향을 미치는지 확인하는 것이었습니다. 군집에 대한 OA의 전반적인 노출이 높을수록 특히 성장 중인 새끼에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다( Higes et al. 1999 , Gregorc et al. 2004 , Hatjina et al. 2005 , Terpin et al. 2019 ). 우리의 결과는 군집이 OA에 노출되었을 때 성체 꿀벌, 새끼 또는 저장된 꿀의 변화에 ​​큰 차이가 없음을 보여주었습니다. 이는 기체 OA에 대한 이전 연구를 뒷받침합니다( Al Toufailia et al. 2015 ; Jack 2020 , 2021 ). 우리의 UGA 2020 데이터 세트는 대조군과 치료군에서 변하지 않는 V. 소멸자 기생충 수준( 그림 1 )이 기생충의 OA 완화 효과의 잠재적으로 혼란스러운 효과를 제거하므로 안전성(또는 그 부족)을 추론하는 데 매우 적합합니다 . 우리는 여기서 우리의 결과가 A. mellifera 에 대한 OA의 상대적 안전성을 가장 강력하게 입증한 것이라고 생각합니다 . 아마도 향후 실험에서는 옥살산으로 처리한 후 군집의 장기적인 효과와 월동 능력을 탐구하고 싶을 수도 있습니다.

우리의 결과에 따르면, 특히 감염 수준이 IPM 프레임워크의 처리 임계값 이상인 경우 여름 또는 가을 처리 옵션으로 무리가 존재할 때 V. 소멸자를 제어하기 위해 이 방법을 사용하지 않는 것이 좋습니다 . 대조군과 처리군 사이에 차이가 있었음에도 불구하고 OA로 여러 번 기화한 콜로니는 V. destructor 감염 수준의 감소를 경험하지 않았으므로 일반적인 기준에 따라 처리가 효과적이지 않았습니다. 양봉가가 V. destructor 의 감염 수준을 지속적으로 줄이기 위해 현실적이고 IPM 접근 방식과 함께 신뢰할 수 있고 효과적인 치료 방식을 채택하는 것이 중요합니다 . 2020년과 2021년에 OA를 기화시킨 두 가지 연구는 V. 소멸자 개체수를 크게 줄이는 데 성공했습니다 . Büchleret al. (2020)은 무리 휴식을 포함하면서 2g의 OA로 기화되었으며 Jack(2021)은 무리가 있는 동안 증가된 양의 OA(2g 및 4g)로 기화되었습니다. 이러한 결과로 인해 향후 연구 중 하나는 출산과 함께 또는 출산 없이 OA의 복용량을 늘려 기화를 조사하는 것일 수 있습니다.

https://academic.oup.com/jinsectscience/article/22/1/15/6523139?login=false

[북두칠성(영양)]

좋은 정보 감사합니다.
자료가 위낙 방대해세 난해했습니다.
단지 옥살산 훈증시 몇번에 걸쳐서 연속적으로 해야 된다고 설명한것은 알겠습니다. 매번 외국의 좋은 자료를 제공해주심 늘 감사드립니다.

[우성(旴成) 평택]

감사합니다.
제가 요즈음 옥살산에 대한 관심이 무척 많습니다.
올해는 옥살산 칩보드를 집중적(350군)으로 실험했습니다.
내년에도 실험을 진행할 겁니다.
국내 양봉인들은 옥살산 사용시 소비의 산성화를 우려하시는 분이 참 많습니다.
잘못된 정보가 옥살산 사용에 부정적 견해를 불러오고 있습니다.
제 생각엔 플루바이트성분의 내성문제의 일부분을 옥살산이 해결해 줄수 있다고 확신합니다.

[박준해]

옥산살에 대하여
좋은정보 감사드립니다

[김순기]

좋은 자료 잘 보았습니다
감사 드립니다
복 많이 받으세요

[이장하(원주)]

좋은자료 감사함니다.

[북두칠성(영양)]

옥살산을 기화시키는 것과 흘림 처리하는 것중 어느방법이 더 효과가 있을까요?

[우성(旴成) 평택]

효과는 모두 좋습니다.
기화는 흘림보다 훨씬 안전하고 편리하고 여러번해도 피해가 없습니다.
흘림은 봉판이 없을시 년중 1회만 사용을 권장 합니다. 소비 1매당 5ml를 계산하며 군당 50ml를 초과 할수 없습니다.
과용시 피해 발생할수 있습니다.
둘다 봉판내의 꿀벌응애를 죽일수는 없습니다.

[친환경(대전)]

좋은 정보 감사드립니다
건강하시고 행복 하세요

[은빛세상( 경산)]

그동안 옥살산 훈증을 여러번 걸쳐 하면서
궁금증과 불안함이 있었는데 5일간격 7회방제에 힘을 얻었습니다 고맙습니다