Bach Kim Nguyen en Eric Haubruge Unité d’Entomologie fonctionnelle et évolutive Gembloux Agro-Bio Tech Université de Liège 5030 Gembloux
@mail:
[email protected]
Zijn pesticiden verantwoordelijk voor de verdwijning van bijen?
De Honingbij, een belangrijke schakel in de landbouw
bloeiende
De Honingbij, een belangrijke schakel in de landbouw
De invloed van de insecten op de bestuiving is moeilijk in te schatten. Desondanks wordt geschat dat in onze streken een derde van onze voedselvoorziening rechtstreeks of onrechtstreeks afhankelijk is van bestuiving door insecten. In landen zoals België en Frankrijk werd berekend dat 20 % van de opbrengsten van de culturen die afhankelijk zijn van bestuiving door insecten (zonnebloem, boomgaarden, vlinderbloemigen) door Apoidea gerealiseerd worden.
De Honingbij, een belangrijke schakel in de landbouw Naast de verbetering van de bestuiving van de gewassen is de Honingbij van belang voor het behoud van de genetische diversiteit, de productie van honing en hun rol als bio-indicator. Als levend en bovenal sociaal organisme vormt ze een uiterst interessant biologisch model.
Hoe groot is de sterfte bij bijenkolonies?
Gemiddelde wintersterfte (%) 2009-2010 35
30 30
28
Mean winter loss (%)
26
26 24
25
21 20
20
15 10
5 0
19
18
17 15
15
15
9
9
7 4
20
7
7
De teloorgang van de Honingbijenkolonies
Alles lijkt begonnen te zijn in 1997 In Frankrijk
Dood van de bijen Gaucho – Regent
De teloorgang van de Honingbijenkolonies
De terugkeer van « silent spring »
De teloorgang van de Honingbijenkolonies
Insecticiden als hoofdverdachten!!!!
Imidaclopride, een systemisch insecticide, wordt geproduceerd en gecommercialiseerd door het bedrijf Bayer in 140 landen en voor 70 verschillende teelten.
De teloorgang van de Honingbijenkolonies
Insecticide
Insecticiden vallen voornamelijk het zenuwstelsel aan
De verdwijning van Honingbijenkolonies
« het voorzichtigheidsprincipe toepassen» De Franse regering heeft op het volledige Franse grondgebied het gebruik van de 2 insecticiden (Gaucho en Regent) verboden bij de teelt van zonnebloem en maïs. Deze insecticiden werden verantwoordelijk geacht voor het vernietigen van bijenpopulaties en de entomofauna (4 opeenvolgende wettelijke besluiten in 1999, 2002, 2004 et 2006 voor Gaucho).
De verdwijning van Honingbijenkolonies
En in Wallonië
De teloorgang van de Honingbijenkolonies: symptomen
– Verschillende symptomen werden beschreven of waargenomen: • Sterfte • Ontwikkelingsproblemen • Voortplantingsproblemen • Problemen met de koningin • Verminderde honingproductie • Gedragsstoornissen
De teloorgang van de Honingbijenkolonies: symptomen op niveau van de kast Op niveau van de bijenkast
De plaats waar de dode bijen gevonden worden is variabel
De teloorgang van de Honingbijenkolonies: symptomen
Op niveau van de bijenkast Lege bijenkasten of opeenhoping van bijen op de bodem
De teloorgang van de Honingbijenkolonies: symptomen 48 symptomen zijn bekend op niveau van het volk of de individuele bij • Tegenstrijdige symptomen
bv: lege kast of grote hoeveelheid dode bijen op de bodem van de kast
Mijtziekte • Abstracte symptomen bv: abnormaal gedrag
Nosemose ABPV CBPV
• Co-specifieke symptomen bv: trillende bijen kruipende bijen
SPV Vergiftiging Amoebiase Dysentrie
De teloorgang van de Honingbijenkolonies: symptomen
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Evaluatie van de bestaande situatie (2005-2006)
Analyse per variabele (monofactoriële analyse)
Gelijktijdige analyse van meerdere variabelen (multifactoriële analyse)
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Bepaling van het sterftecijfer
17 %
In 2004-2005 werd een sterftegraad van gemiddeld 17 % vastgesteld.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Wanneer vindt de sterfte plaats?
J
F
M A M J
J
A S
O N D J
2004
F
M A
2005 7,14% 14,29%
78,57%
93 % van de sterfte vindt plaats tijdens de wintermaanden.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Monofactoriële analyse
Omgeving
Pesticides
Ziektes
• 16 sites
• 16 sites
• 84 sites
• terreinobservaties
• staalname
• terreinobservaties
• Analyse van kaartmateriaal
• laboratoriumonderzoek
• laboratoriumonderzoek
(HPLC-MS/MS, GC-MS/MS)
(microscooponderzoek, microbiologisch en moleculair onderzoek)
De gegevens over omgeving, pesticiden en ziektes worden apart verwerkt
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Omgeving Teelt per perceel (DGA)
Km 33km
De kaartgegevens i.v.m. landbouw werden verzameld (straal van 3 km) tussen 1999 en 2007
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Omgeving Mortality rates = 49,0470 - 0,0417871 Number of plots S = 26,8638
R-carré = 8,9 %
R-carré(ajust) = 2,4 %
Mortality rates (%)
90
3 km
80
Fobs=1,37
70 60
P=0,261
50 40 30 20 10 0
Mortality rates - winter 2004-2005
Number of plot
1
0
1112
2327,31
2
52
536
1463,19
3
4
760
1977,19
4
0
613
1553,68
5
0
796
1879,65
6
50
839
2418,59
90
7
55
664
1822,66
80
8
0
595
1785,6
9
25
513
1578,9
Agricultural area (ha)
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Number of plots
10
30
603
2495,53
11
17
439
1130,92
12
0
818
2227,31
13
0
429
1276,4
14
0
469
1351,61
15
84
458
991,87
16
48
401
836,49
Mortality rates = 47,2238 - 0,0144036 Agricultural area S = 27,0978
Mortality rates (%)
Apiary
R-carré = 7,3 %
R-carré(ajust) = 0,7 %
Fobs=1,106
70
P=0,311
60 50 40 30 20 10 0 1000
1500
2000
Agricultural area (ha)
2500
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Omgeving
Is er een verband tussen hoge sterftecijfers en de landbouwomgeving? Er werd geen enkel verband gevonden tussen het sterftecijfer van de kolonies en het aantal landbouwpercelen rond de bijenstallen. (Fobs = 1,37; p = 0,261) Er werd geen enkel verband gevonden tussen het sterftecijfer van de kolonies en de totale landbouwoppervlakte rond de bijenstallen. (Fobs = 1,106; p = 0,31)
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiekrond de
40 20 0
M o rta lity ra te
60
80
Omgeving
0
10
20 Maximun of hives
30
40
Test of Ho: var1 and var2 are independent Prob > |t| = 0.0035
Er is een verband tussen het sterftecijfer en het aantal kolonies per bijenstand
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Pesticiden
Aantal geanalyseerde stalen
techniek
honing
bijen
was
totaal
LC-MS/MS
109
99
98
306
GC-MS/MS
89
105
95
289
198
204
193
595
Er werd een analysemethode ontwikkeld die gebaseerd was op een chromatografische scheiding in een vloeibare en een gasvormige fase, in tandem gekoppeld met een massaspectrometer. 56 moleculen kunnen onderscheiden worden in 3 media: honing, was en de bijen.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Pesticiden Pesticide
Detectietechniek
honing Aantal analyses
Aantal positieve honingstalen
Concentratie
% Min
max
A - Rotenone
LC-MSMS
109
22
20,2%
0,05ppb< x < 0,5ppb
> 2ppb
A - Coumaphos
GC-MSMS
89
11
12,4%
124ppb
> 400ppb
F - Flusilazole
LC-MSMS
109
8
7,3%
0,005ppb< x < 0,05ppb
0,005ppb< x < 0,05ppb
I - Methiocarb sulfoxide
LC-MSMS
109
8
7,3%
0,5< x < 5ppb
0,5< x < 5ppb
F - Trifloxystrobin
LC-MSMS
109
6
5,5%
0,05ppb< x < 0,5ppb
0,05ppb< x < 0,5ppb
I - Imidacloprid
LC-MSMS
109
5
4,6%
0,05ppb< x < 0,5ppb
0,05ppb< x < 0,5ppb
A - Bromopropylate
GC-MSMS
89
2
2,2%
5ppb< x < 50ppb
5ppb< x < 50ppb
F - Bitertanol
LC-MSMS
109
1
0,9%
0,12 ppb
0,12ppb
I - Carbofuran
LC-MSMS
109
1
0,9%
> 0,6ppb
> 0,6ppb
I - Pirimicarb
LC-MSMS
109
1
0,9%
0,04ppb< x < 0,1ppb
0,04ppb< x < 0,1ppb
F - Vinclozolin
GC-MSMS
89
1
1,1%
> 40ppb
> 40ppb
11 pesticiden werden gedetecteerd
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Pesticiden bijen Pesticiden
Detectietechniek
was
Aantal analyses
Aantal positieve stalen
%
Aantal analyses
Aantal positieve stalen
%
A77 Bromopropylate
GC-MSMS
105
0
0,0%
95
28
29,5%
A52 Coumaphos
GC-MSMS
105
1
1,0%
95
27
28,4%
A24 Flusilazole
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
26
26,5%
A70 Rotenone
LC-MSMS
17,3%
A37 Pirimicarb
LC-MSMS
A73 Trifloxystrobin
LC-MSMS
99 0 0,0% 2 pesticiden werden gedecteerd in98de bijen en 17 99 0 0,0% 98 10 15 in de was 99 0 0,0% 98 10
A25 Tau-Fluvalinate
GC-MSMS
105
0
0,0%
95
9
9,5%
A08 Bitertanol
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
4
4,1%
A18 Difenoconazole
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
4
4,1%
A04 Atrazine
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
3
3,1%
A86 Lindane
GC-MSMS
105
1
1,0%
95
2
2,1%
A46 Vinclozolin
GC-MSMS
105
0
0,0%
95
2
2,1%
A43 Terbuthylazine
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
1
1,0%
A72 Terbuthylazine-2hydroxy
LC-MSMS
99
0
0,0%
98
1
1,0%
A81 Chlorpyrifos
GC-MSMS
105
0
0,0%
95
1
1,1%
10,2%
10,2%
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Uit de analyse van de staalnamen uit de periode 2004-2005 bleek dat in 79,17 % van de bijenkolonies op zijn minst 1 pesticide gedetecteerd werd. In totaal werden 18 verschillende pesticiden gedetecteerd in 16 bijenstanden.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Bestaat er een verband tussen verhoogde sterftecijfers en de aanwezigheid van pesticiden in de bijenkorf? Regressieanalyse
Fobs
P-value
R²
Pesticiden
0,252
0,623
0,018
Insecticiden
0,000
0,996
0,00
Acariciden
5,94
0,029
0,298
Fungiciden
0,274
0,609
0,019
Herbiciden
0,737
0,405
0,05
Mollusciciden
1,778
0,204
0,113
Het aantal gedecteerde acariciden per bijenkast is een significante factor.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Imidaclopride werd in 2 bijenstanden gedecteerd. Geen enkele sterfte werd er vastgesteld tijdens het seizoen 2004-2005.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden?
Km 33km
Data of crop occupation (DGA)
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden?
Bijenstand 1
Oppervlakte landbouwgrond
Oppervlakte maïs
Oppervlakte maïs behandeld met imidaclopride
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Bijenstand 1
Total agricultural area : 2327,31 ha (1112 plots)
Total corn area : 426,81ha (219 plots)
Total treated corn area : 4,54ha (4 plots)
Bijenstand 2
Total agricultural area : 2421,3 ha (818 plots)
Total corn area : 108,92 ha (54 plots)
Total treated corn area : 23,25 ha (13 plots)
Sterftecijfer 0%
Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden?
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Bijenstand 3
Total agricultural area : 2418,59 ha (839 plots)
Total corn area : 112,78 ha (47 plots)
Total corn treated area: 0 ha (0 plots)
Bijenstand 4
Total agricultural area : 1463,42 ha (536 plots)
Total corn area : 151,52 ha (87 plots)
Total corn treated area : 0 ha (0 parcelles)
Sterftecijfer >49%
Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden?
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden?
Max 1000 m Max 1500 m Max 1750 m 6 scenario’s werden bekeken
Max 2000 m Max 2500 m Max 3000 m
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Bestaat er een verband tussen het sterftecijfer en de aanwezigheid van maïsteelten waarbij de zaden met imidacloripid omhuld werden? Table 2. Scenario Distance of pollen-collecting (expressed in meter) 1
< 1,000
Number of plots (ha) Treated 40 (58)
Total 188 (412)
Option
Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
2
< 1,500
61 (98)
344 (732)
Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
3
< 1,750
70 (122)
441 (936)
Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
4
< 2,000
82 (129)
555 (1134) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
5
< 2,500
109 (193)
791 (1699) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
6
< 3,000
122 (226)
1027 (2235) Surface of plots treated around apiaries (ha) Total surface of plots around apiaries (ha)
Legend:
#
for the Spearman's rank correlation (95% confidence interval) ; * statistically significant at P = 0.05
Test
#
Spearman's rank correlation = 0.76 (-0.92 to -0.41) Spearman's rank correlation = 0.47 (-0.79 to 0.05) Spearman's rank correlation = 0.73 (-0.93 to -0.47) Spearman's rank correlation = 0.50 (-0.81 to 0.01) Spearman's rank correlation = 0.75 (-0.91 to -0.38) Spearman's rank correlation = 0.49 (-0.80 to 0.02) Spearman's rank correlation = 0.75 (-0.91 to -0.38) Spearman's rank correlation = 0.55 (-0.83 to -0.06) Spearman's rank correlation = 0.61 (-0.86 to -0.14) Spearman's rank correlation = 0.53 (-0.82 to -0.02) Spearman's rank correlation = 0.57 (-0.84 to -0.08) Spearman's rank correlation = 0.50 (-0.81 to -0.01)
P
0.0009
*
0.08 0.0013
*
0.0466
*
0.0009
*
0.05
*
0.0009
*
0.03
*
0.0121
*
0.036
*
0.02
*
0.046
*
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
We vonden in de bijenkasten: Varroa destructor Paenibacillus larvae Nosema apis Virus (SBV, DWV) Melissoccocus pluton Ascosphera apis Aspergillus flavus Galleria mellonela Achroia grisella Braula coeca Tyrophagus putrescentae, Trombidium sp. Fungi
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Varroa destructor
Overal aanwezig
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek • 31 sites • Waarnemingen op het terrein • Kaartgegevens • Staalname • Chemische (HPLC-MS/MS, GCMS/MS), biomoleculaire, microscopische en microbiologische analyses
Omgeving
Multifactoriële analyse
Pesticiden
Ziektes
Multifactorial analysis – multiple regression (Stapsgewijs)
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Alle factoren die apart bestudeerd werden werden gelijktijdig via een multifactoriële regressieanalyse bestudeerd (Stepwise - Minitab 13.20). Deze verkennende analyse laat toe om het verband te bepalen tussen een afhankelijke variabele en meerdere onafhankelijke (of voorspellende) variabelen.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Step Constant Varroa – Deformed 39 Honeybees Valeur de T P Food quantity Valeur de T P American foulbrood Valeur de T P
1 25,17
2 20,55 43
3,38 0,002
3 16,50 47
3,94 0,000
4,53 0,000
35 2,19 0,037
39 2,58 0,016 40 2,22 0,035
De multifactoriële analyse die toegepast werd op de resultaten uit 2004-2005 liet zien dat andere risicofactoren van belang zijn: voedselgebrek tijdens de overwintering en Amerikaans Vuilbroed (klinisch stadium).
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Tijdens de monofactoriële analyse werden verschillende oorzaken aangetoond: • Het aantal bijenkasten per bijenstand • De behandeling tegen Varroa destructor Tijdens de multifactoriële analyse werden de volgende oorzaken aangetoond: •Varroa destructor •De hoeveelheid voedsel tijdens de overwintering • Amerikaans vuilbroed (klinisch stadium)
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek
Vervolg van het onderzoek 2007 – 2008 -2009
Virusonderzoek
Stuifmeelonderzoek
Chemische analyse
Voedingswaarde
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek • Bij meer dan 97 % van de geteste bijenstanden werd minstens 1 virus gevonden • Enkel besmetting met ABPV had een significant effect – besmette kolonies hadden 14 keer meer kans op afsterven dan niet geïnfecteerde kolonies. • We vonden een duidelijk bewijs dat een co-infectie met 2 of meerdere virussen een belangrijk effect had op de overlevingskansen van een kolonie.
Oorzaken van het afsterven van Honingbijenkolonies: analyse van de problematiek Pesticides in stuifmeel (2007 et 2008) Aantal analyses
Positieve stalen
Pesticide
%
Coumaphos*
A
81
3
3,7
Diflufenican*
H
81
2
2,5
Difenoconazole
F
81
2
2,5
Methiocarb sulfoxide*
I
81
1
1,2
Roténone*
A
81
1
1,2
Simazine*
H
81
1
1,2
Diethofencarb
F
81
1
1,2
Imidacloprid
I
81
1
1,2
Vinclozolin
F
81
1
1,2
Fluazifop-p-butyl
H
81
1
1,2
Chlorpyriphos
I
81
1
1,2
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: conclusies • Imidacloprid (Gaucho ®) is niet verantwoordelijk voor de vastgestelde sterfgevallen in België. • 79% van de opgevolgde kolonies bevatte op zijn minst één pesticide. In totaal werden 18 verschillende pesticiden gedetecteerd.
• Er is een verband tussen het aantal acariciden dat werd gedetecteerd in de bijenstallen en het hoge sterftecijfer van de honingbijenkolonies in Wallonië.
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: conclusies
• De Varroamijt is de grote verantwoordelijke voor de sterfte.
• Fundamenteel gebrek aan een methode om de Varroamijt te bestrijden • Voorstel van een bestrijdingsstrategie - Langdurige behandeling - Gerichte behandeling (buiten het bijenbroedsel) op het einde van de herfst
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: conclusies
• Zes virussen, die buitengewoon schadelijk zijn voor de bij, werden in groten getale gedetecteerd in de bijenstallen. • Hun grote aantal houdt verband met de sterfte van de bijen en met de grote aanwezigheid van de Varroamijt. • De impact van die virussen op bijen die verzwakt zijn door de aanwezigheid van de Varroamijt, ligt waarschijnlijk aan de basis van het hoge sterftecijfer onder de bijen.
De achteruitgang van Honingbijenkolonies: perspectieven en prioriteiten • Methodes uitwerken voor de geïntegreerde bestrijding van parasieten. • Een strategie invoeren voor de selectie van bijenrassen. • Het verband tussen de risicofactoren beter bestuderen. • Toxicologische tests ontwikkelen op het niveau van de kolonie/bijengemeenschap en niet op het niveau van het individu. • Het contact van bestuivers met pesticiden beperken.
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: een groot aantal pesticiden in de bijenkast… Pologne
USA
Espagne
Belgique
15 pesticides I
11 pesticides H, F, I
8 pesticides F, I
121 pesticides H, F, I
Turquie 10 pesticides I
Portugal 8 pesticides I
Jordanie 12 pesticides H, I
Inde 10 pesticides I
Brésil 14 pesticides H, F, I
France
Grèce
12 pesticides H, F, I
10 pesticides I
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: multifactoriële oorzaken worden bevestigd…
Sterftecijfer (%) van Honingbijen
Insecticide - Fungicide
Synergetische effecten van een combinatie insecticide-fungicide : in het geval van deltamethrin (D.) en prochloraz (P. 1), hetzij afzonderlijk verstoven (I en II), hetzij vlak na elkaar verstoven (III en IV), hetzij gemengd verstoven (V). Gebruikte dosissen : deltamethrin : 0,125 g/ha, prochloraz : 25 g/ha. Belzunces L., Colin M., 1993. Abeilles et pesticides. Effets synergiques des traitements phytosanitaires chez l'abeille à des doses sublétales. L'Abeille et le Miel, n° spécial, avril 1993.
Achteruitgang van Honingbijenkolonies: multifactoriële verbanden worden bevestigd… Insecticide - Parasiet
Sporen van Nosema. @INRA
Alaux C., Brunet J.-L., Dussaubat C., Mondet F., Tchamitchan S., Cousin M., Brillard J., Baldy A., Belzunces L.P., Le Conte Y. Interactions betweenNosema microspores and a neonicotinoidweakenhoneybees (Apis mellifera). EnvironmentalMicrobiology, (2009) doi:10.1111/j.1462-2920.2009.02123.x
Bedankt voor uw aandacht
Unité d’Entomologie fonctionnelle et évolutive
• Eric Haubruge (Prof.) • Bach Kim Nguyen Laboratoire d’ Epidémiologie et analyse des risques • Claude Saegerman (Prof.) Centre d’Analyse des Résidus en Traces • Edwin De Pauw (Prof.) • Joëlle Widart • Catherine Pirard