Ultrasonic Hive International

Podstawy

Naukowe

Emiter ultrasoniczny do zwalczaniu warrozy

Uciążliwy pasożyt pszczoły miodnej – warroza (Varroa destructor) – przywędrował do Polski 40 lat temu i od tego czasu zwalczany jest na różne sposoby. Zainfekowana pasożytem rodzina pszczela,  w przypadku braku  ingerencji pszczelarza,  ginie w przeciągu  dwóch lat, a niekiedy nawet w ciągu kilku miesięcy.

Powszechną metodą zwalczania warrozy jest odymianie środkami chemicznymi zawierającymi pestycydy, najczęściej amitrazę. Podczas spalania  amitrazy foretyczna warroza ulokowana na pszczołach osypuje się na dennicę ula. Odymianie środkami chemicznymi posiada negatywne skutki uboczne, jak  skrócona żywotność matek pszczelich oraz zmniejszona ilość składanych jajeczek. Trujące warrozę pestycydy dostają się  w śladowych ilościach do woskowych plastrów, skąd   penetrują do  miodu, co jest niepożądane ze względu na stwierdzoną kancerogenność amitrazy [A. Pidek, 2006]. Ponadto,  około 80% warrozy ukrytej podczas dymnego zabiegu w zasklepionych komórkach z czerwiem kontynuuje bez przeszkód swój  niezwykle skuteczny  proces rozrodczy [K. Pohorecka, 2020]. Wiele środków chemicznych utraciło swoją skuteczność z uwagi na uodpornienie się warrozy na trujące składniki np. fluwalinat, flumetryna. Podjęte próby eliminacji warrozy metodami fizycznymi poprzez krótkotrwałe podniesienie temperatury wewnątrz ula do 42 oC, wprawdzie skuteczne [Patent US 2014/0134920 A1], jednakże dość skomplikowane w realizacji, nie weszły w użycie. Podobnie, proponowane metody oparte na ekstraktach roślinnych jak izolaty cisu [Patent PL218627], czy też preparat zawierający 2-undekanon [Patent  PL 228 027 B1] nie znalazły dotychczas szerszego zastosowania. Badania nad zastosowaniem metody fizycznej wykorzystującej ultradźwięki do zwalczania warrozy zapoczątkował w 2004 r. Karl Ruemmelin [Patent DE10161677B4]. W ostatnich  latach dociekania te przybrały charakter badań systematycznych, co znalazło swoje 

odzwierciedlenie podczas Kongresu Apimondia w Istanbule (2017), gdzie  wykorzystanie ultradźwięków od zwalczania warrozy określono jako rewolucyjne. Z kolei, zespół badaczy irlandskich potwierdził, iż fale akustyczne nie są szkodliwe dla pszczół w szerokim zakresie częstotliwości. Nie zaobserwowano zmian w zachowaniu pszczół, gdy przedział poziomu głośności ultradźwięków wynosił od 90 do 110 dB przy częstotliwościach w zakresie od 14 kHz do 80 kHz. Podczas działania ultradźwięków na pszczoły w czasie 30 minut zaobserwowano opad 32 sztuk warrozy [B. C. Barry i in. 2018]. Ostatnie badania wykazały, iż warroza odżywia się głównie tkanką tłuszczową, a nie hemolimfą [S. Ramsey i in. 2019]. Ultradźwięki utrudniają dojrzałej warrozie przyssanie się do odwłoka pszczoły w celu odżywiania się płynami ustrojowymi. Przylgi znajdujące się na końcach odnóży warrozy są rozluźnione pod wpływem ultradźwięków, co ułatwia pszczołom usuwanie warrozy z odwłoków podczas wzajemnych czynności pielęgnacyjnych [B. C. Barry i in. 2018]. Zasadnicze działanie metody ultradźwiękowej odnosi się do okresu rozrodczego warrozy, który trwa około siedmiu dni.  Warroza składa jajeczka na larwach pszczelich w zasklepionych komórkach woskowych plastra. Larwy warrozy w stadium protonimfy, deutonimfy i następującym po nich stadium deutochrysalis, wykorzystując szczęko-czułki, karmią się na  larwach i poczwarkach pszczelich, co znacznie osłabia młode pszczoły. Podczas takiego kontaktu warroza przenosi do wnętrza pszczoły liczne wirusy, które wyniszczają rodziny pszczele. Jest to najpoważniejsze zagrożenie dla pszczoły miodnej.

Niemal całe ciało warrozy, odnóża  i czułki – macki  wyposażone są w  w liczne chemosensory i mechanosensory, przy czym te ostatnie wystepują w większości [F-X Dillier i in., 2006] (rys. 1). Sensory mają  postać włosków – szczecinek, których długości wynoszą od kilku μm do ponad 100 μm. Mogą one pełnić  funkcję swoistej błony bębenkowej rejestrującej najmniejsze drgania akustyczne.  Destruktywny wpływ ultradźwięków na rozwój warrozy może być  rezultatem zaburzenia funkcjonowania  mechanosensorów.  Najwyraźniej, pole akustyczne wytwarzane przez emiter soniczny ma istotny wpływ na komunikację pomiędzy dojrzałą samicą warrozy a jej potomstwem. Nasze mikroskopowe obserwacje, udokumentowane filmem, wykazały, iż samice warrozy wykonują szybkie i dynamiczne ruchy odnóży, generując lokalne drgania akustyczne.  Drgania takie, odbierane przez mechanosensory, mogą być pomocne  dla ich dorastającego potomstwa w lokalizacji nakłuć kutikuli  larwy i poczwarki pszczelej, jak równeż w przywoływaniu samca przez  dojrzałe siostry. W efekcie, zewnętrzne   pole akustyczne   istotnie zaburza proces rozwoju warrozy w komórkach pszczelich. 

Potwierdzeniem powyższej hipotezy są badania wykazujące utratę mżliwości rejestracji lotnych feromonów przez warrozę, której odnóża zostały pokryte lakierem [C. K.  Häussermann i in. 2015].  Autrzy tej pracy  pokrywając odnóża lakierem do paznokci,  istotnie wyeliminowali chemosensory, co podkreślają we wnioskach,  ale również dysfunkcją zostały objęte mechanosensory. Prawdopodobnym jest, iż każdy chemosensor pełni równocześnie funkcję mechanosensora.

Pole akustyczne emitera sonicznego najwyraźniej sprawia, iż niedożywione larwy warrozy nie osiągają stadium imago i osypują się na dno ula podczas opuszczania komórki przez młodą pszczołę. 

Warto dodać, iż naukowcy podkreślają podobieństwo układu mechanosensorów warrozy do organu Hallera występujacego u kleszczy zwierzęcych, który służy do namierzania ofiary. Cztery kliniki weterynaryjne w USA potwierdziły, w oparciu o przeprowadzone badania, iż ultradźwięli powodują dysfunkcję organy Hallera. W polu ultradźwięków kleszcze nie atakują ofiary.

Rys. 1. Pierwsza para odnóży oraz szczękoczółki  warrozy pokryte licznymi chemosensorami i mechanosensorami w postaci szczecinek. Zdjęcie wykonane na skaningowym mikroskopie elektronowym przez   M. Vlimant, University of  Neuchâtel. [F-X Dillier i in., 2006] (za zgodą Autorów).

Rys. 2. Ramka ultradźwiękowa z emiterem sonicznym  zawierającym pięć widocznych ultradźwiękowych głowic piezoelektrycznych. Panel fotowoltaiczny widoczny po prawej stronie oraz  akumulator (umieszczony pod ulem)  stanowią układ zasilający.

Ultradźwiękowa ramka pszczela

Kluczową rolę w proponowanej  metodzie zwalczania warrozy  pełni skonstruowana ramka ultradźwiękowa (rys.2), wyposażona w emiter soniczny zawierający    generator prądów wysokiej częstotliwości oraz pięć piezoelektrycznych głowic ultradźwiękowych [Zgł. Pat. PL432575]. Urządzenie zasilane panelem słonecznym współpracującym z akumulatorem prądu stałego 12V,  emituje fale akustyczne o  częstotliwości około 16 kHz na wyjściowym poziomie głośności około105 dB, które są całkowicie bezpieczne dla pszczół i pszczelarza.  Akumulator umieszczony jest na stałe poza obrębem  ula, co eliminuje ewentualny kontakt pszczół z elektrolitem lub jego parami. Ciągłe doładowanie akumulatora zapewnia panel fotowoltaiczny umieszczony na daszku ula, co w praktyce czyni urządzenie bezobsługowym. 

Dotychczasowe  badania potwierdziły pełną przydatność emitera sonicznego w metodzie zwalczania warrozy w rodzinach pszczelich.  Umieszczenie  ramki ultradźwiękowej w ulu z początkiem kwietnia przez okres 21 dni skutkowało zerowym opadem naturalnym do 11 sierpnia. 

W leczonych ultradźwiękami nowych rodzinach utworzonych z odkładów, obserwowany w drugiej połowie sierpnia średni opad dzienny warrozy wynosił 60 sztuk, w tym warroza w stadium protonimfy i deutonimfy  (rys. 3). Opóźnione leczenie ultradźwiękami rozpoczęte 8 sierpnia i kontynuowane do 7 października  skutkowało łącznym opadem warrozy w liczbie 3147 szt. Z uwagi na nieuniknione reinfekcje warrozą, skuteczność ultradźwiękowej metody zwalczania warrozy wynosi około 90% przy zastosowaniu trzech cykli w ciągu roku, trwających po 21 dni dla każdej rodziny pszczelej, z przerwami do sześciu tygodni. 21-dniowy okres obecności ultradźwięków w rodzinie pszczelej eliminuje trzy następujące po sobie wylęgi warrozy w ulu. Wskazane jest późno-jesienne przeprowadzenie zabiegów ultradźwiękowych, zgodnie z zalecanym harmonogramem. Jeden emiter soniczny wystarcza do  eliminacji warrozy w trzech rodizinach pszczelich w ciągu roku, przy łącznym funkcjnowaniu przez okres 252 dni.

Wskazane jest dodatkowe zastosowanie pełnej (rys. 4a) lub częściowej ramki pracy (rys. 4b), w której pozostawia się  bez węzy  pas o szerokości  np. 10 cm.   Proces rozwojowy warrozy licznie skoncentrowanej na komórkach trutowych został skutecznie zatrzymany w wyniku działania ultradźwięków (rys. 4 c). 

Dla ograniczenia reinfekcji na drodze cichych rabunków koniecznym jest stosowanie osiatkowanych ekranów przeciwrabunkowych na wylotkach uli, lub/i zasuwek wlotowych ułatwiających pszczołom obronę przed rabusiami, które  wnoszą warrozę.

Emiter soniczny zapewnia jednorodne pole akustyczne o odpowiedniej gęstości mocy, nieszkodliwj dla pszczół i  może być umieszczony w ramce o dowolnych rozmiarach, niezależnie od rodzaju ula. Ramka ultradźwiękowa winna być umieszczona w ulu w korpusie  gniazdowym, tuż przy bocznej ściance ula i oddzielona zatworem od gniazda. Zaleca się zmianę położenia ramki z prawej strony gniazda na lewą stronę w połowie cyklu naświetlania. Dla uniknięcia zabudowy wolnych przestrzeni w obrębie ramki ultradźwiękowej, a także ze względów higienicznch, należy zabezpieczyć ją cienką folią plastikową, która w znikomym stopniu absorbuje ultradźwięki.

Ponadto, sam emiter soniczny – zabezpieczony plastikową folią – może być umieszczony:

  1. – bezpośrednio  nad gniazdem, na górnych listewkach ramek, bez konieczności usunia beleczek, (w ulach typu leżak),
  2. – na powałce ula (w ulach typu stojak),
  3. – pod dennicą ula, w odpowiednim pojemniku dla zabezpieczenia przed wilgocią (we wszystkich rodzajach uli).  

Metoda zwalczania warrozy – przy zastosowaniu trzech 21-dniowych cykli leczenia ultradźwiękami w ciągu roku, z przerwami do sześciu tygodni – eliminuje  każdorazowo trzy następujące po sobie wylęgi warrozy w  rodzinie pszczelej. Dodatkowy jesienny, cykl dopełnia całoroczą kurację rodziny pszczelej.  Jeden emiter soniczny wystarcza do wykonania w ciagu roku zabiegów w trzech rodzinach pszczelich, zgodnie z harmonogramem (rys. 5), poczynając od rodziny nr 2.

Rys. 3. Charakterystyczny, ultradźwiękowy osyp warrozy. Oprócz dobrze widocznej dorosłej samicy, zakreślono dostrzegalne miejsca osypu warrozy w stadiach protonimfy i deutonimfy (lewa strona), których powiększone obrazy widoczne są  po prawej stronie.

Rys. 4. (a) Pełna i (b) częściowa  ramka pracy (komórki trutowe w środkowym pasie) oraz (c) usunięte larwy i poczwarki trutni pozbawione całkowicie warrozy w wyniku działania emitera sonicznego.

Rys. 5. Harmonogram przeprowadzania zabiegów usuwania warrozy w trzech rodzinach pszczelich  z wykorzystaniem jednej ramki ultradźwiękowej, poczynając od rodziny nr 2. Od 15 maja do 22 września ramka wykorzystywana jest w sposób ciągły, by po krótkiej przerwie wznowić jesienny cykl w dniu 15 października w ulu nr 2. 

Zastosowanie pełnej lub częściowej ramki pracy, w której – pozostawiony bez węzy –  pas o szerokości np. 10 cm zostaje  zbudowany przez pszczoły komórkami trutowymi, skutkuje likwidacją warozy liczniej  zasiedlającej komórki trutowe. Metoda zakłada, że ul wyposażony jest w osiatkowaną dennicę higieniczną, co uniemożliwia ponowny kontakt osypanej  warrozy z pszczołą oraz ułatwia prawidłową kontrolę osypu. Wylotek ula powinien być zabezpieczony  osiatkowanym ekranem lub/i zasuwką wlotową ułatwiającą pszczołom obronę przed rabusiami wnoszącymi warrozę do ula. Metoda ultradźwiękowego  zwalczania warrozy – z uwagi na  nieuniknione reinfekcje – osiąga  skuteczność  do 90% w okresie letnim, natomiast w okresie zimowym skuteczność metody dochodzi do 100%. Metoda jest całkowicie bezpieczna dla pszczelarza,  rozwoju i pracy pszczół, jak również nie wnosi jakichkolwiek negatywnych skutków  do plastrów woskowych i miodu.

Literatura:

  1. Patent US 2014/0134920 A1
  2. Patent  PL 218627
  3. Patent  PL 228 027 B1
  4. Patent DE10161677B4
  5. B. C. Barry, W. M. D. Wright, L. Verstraten, (2018), The Use of Airborne Ultrasound for Varroa    Destructor Mite Control in Beehives,  DOI: 10.1109/ULTSYM.2018.8580160
  6. S. Ramsey et al., Varroa destructor feeds primarily on honey bee fat body tissue and not hemolymph, PNAS, January 29, 2019,  vol. 116, no. 5
  7.  M. Surowiec, T. Surowiec, Patent Claim  P.432575,  WIPO ST 10/C PL432575

Zainteresowany?

Skontaktuj się z nami

Wszelkie zamówienia, jak i pytania związane z działaniem naszego emitera

prosimy przesyłać do nas drogą mailową, lub telefonicznie. 

 

Email

varroa.stop@ultrasonicemitter.pl

Telefon

+ 48 661 870 128