Ozono panaudojimas bitininkystėje

Įvadas

Kasmet ES netenkama apie 10 procentų bičių šeimų. Svarbiausi rizikos veiksniai, turintys įtakos bičių šeimų sveikatai, yra bičių laikymo ir priežiūros sąlygos (maitinimas, pervežimai, gydymas), aplinkos veiksniai (klimatinės sąlygos, biologinė įvairovė), cheminiai veiksniai (pesticidų naudojimas) ir biologiniai veiksniai (ligų sukėlėjai). Šie rizikos veiksniai sukelia bitėms stresą ir susilpnina jų sveikatą.

Bitininkams labai reikalinga papildoma priemonė, padedanti apsaugoti bičių šeimas. Šeimų žuvimas išlieka gana opia bitininkystės problema (van-Engelsdorp ir kt., 2010), pagrindinė priežastis gali būti patogeniniai organizmai (Cox-Foster ir kt., 2007; Johnson ir kt., 2009; van Engelsdorp ir kt., 2009; Bromenshenk ir kt. 2010 m.).

Parazitinės, virusinės ir bakterinės bičių ligos yra pagrindinės bičių šeimų netekimo Europoje priežastys. Labai panaši situacija yra ir Lietuvoje. Dabar naudojamos efektyviausios gydymo ir dezinfekavimo priemonės yra cheminės. Tačiau jos pažeidžia bites, likučiai yra nepageidaujami bitininkystės produkcijoje. Todėl nuolat ieškoma naujų, efektyvių, tuo pačiu kuo mažiau veikiančių bites ir jų produkciją, priemonių ir būdų.

Bitininkai paprastai pakartotinai naudoja avilio meduves ir rėmus su koriais, nepaisydami to, kad taip kyla potenciali rizika pernešti kenkėjus ir ligų sukėlėjus. Rėmai, ypač nuo meduvių, yra perkeliami iš vieno avilio į kitą metų metais. Paprastai, meduvės iš avilio išimamos po medaus išsukimo, saugomos sandėliuose iki kito medunešio, o paskui vėl įdedamos į avilius. Bitininkai dažniausiai neturi užrašų, kuriuose pasižymėtų, kuri meduvė iš kurio avilio, į avilius jie sudėliojami pagal poreikį. Labiausiai tikėtina, kad jie pateks į skirtingus avilius. Panašu, kad perų koriai gali būti perų ligų sukėlėjų šaltinis (pvz., askosferozė, nosema ir puvinys), Paenibacillus lervų sporų galima rasti užsikrėtusiu šeimų meduje ir ant bičių (Pernal, Melathopoulos, 2006; Lindström 2008), todėl meduvės turėtų būti vertinamos, kaip galimas ligų sukėlėjų šaltinis. Veiksmingas, įperkamas fumigacijos metodas ypatingai reikalingas bitininkams Lietuvoje ir kituose šalyse.

UAB „Ozono centro“ ozonatoriai sėkmingai naudojami kovai su grūdų ir kitų žemės ūkio produktų kenkėjais ir ligomis jų saugojimo metu. Bitininkai susidomėję jų panaudojimu bitininkystėje. Norėdami įvertinti ozono efektyvumą bitininkystėje ir parengti ozonatorių panaudojimo rekomendacijas, Kartu su mokslininkais atlikome šį mokslinį tyrimą.

Ozono panaudojimo sritys yra gana įvairios. Nors jis jau senai pradėtas naudoti žemės ūkyje, maisto pramonėje, vandentvarkos, apgyvendinimo ir viešo maitinimo srityse,  tačiau ozono panaudojimas bitininkystėje dar nėra labai išplitęs. Ozonas yra stiprus antioksidantas, jis padeda sunaikinti vabzdžius ir mikroorganizmus; pašalinti kvapus, skonį ir spalvą. Taigi, jis gali būti naudingas kaip fumigantas, nukenksminant medaus korius ir kitą bitininkystės inventorių.

Remiantis 2008 metais JAV Jutos valstijoje atliktais tyrimais nustatėme, kad panaudojant ozoną sunaikinami pesticidų, benzino likučiai, esantys vaške ir bitininkystės įrangoje, vaško kandys, sustabdomas pelėsis, apdoroti ozonu koriai noriai priimami bičių.

Pastebėta, kad ozonu apdorojus senai pagamintas vaško plokšteles, kurių bitės nenorėjo priimti ir siūti, jos buvo noriai priimamos. Ozonatoriui naudojant ir pučiant sausą orą, ozonas padeda pašalinti drėgmę iš bitininkystės įrangos. Mūsų tyrėjai laboratorinėmis sąlygomis nustatė, kad ozonu labai efektyviai sunaikinami amitrazės ir fliuvalinatų likučiai, esantys vaške ir žiedadulkėse.

Daugelis bičių kenkėjų ir ligų, Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae), išlieka arba pasislepia senuose koriuose po to, kai buvo iškoptas medus arba kai dėl kokių nors priežasčių šeima miršta. Naudojant senuosius korius toliau, problema gali paplisti naujojoje šeimoje. Kiti kenkėjai, pavyzdžiui, vaško kandys, Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera: Pyralidae), tiesiogiai užkrėčia ir sunaikina sandėliuojamus korius. Bitininkystėje kovai su šiuo kenkėju naudojami įvairūs fumigantai, pavyzdžiui, etileno dibromidas, paradichlorobenzenas, vandenilio cianidas ir metilbromidas, daugiausia dėl didesnio poveikio vaško kandims. Metilbromidas yra plačiai žemės ūkyje taikomas dezinfekatorius, bet tarptautinė sutartis paragino jo naudojimo nutraukimą, nes jis ardo ozono sluoksnį viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, ir gali turėti įtakos dabartinėms pasaulio klimato sąlygoms. Jis pasižymi veiksmingumu naikinant kalkinių perų sporas – sumažina gyvybingumą iki 99,0%. Iš naujo buvo susidomėta metilo oksido ir gama spinduliuotės taikymu. Šios priemonės gali būti veiksmingos kovojant su ligomis ir kenkėjais. Tačiau priemonės yra brangios, naudojimas, atsižvelgiant į jų galimą poveikį sveikatai ir aplinkai, yra griežtai reguliuojamas.

Ozonas yra deguonies forma (O3), pasižyminti antioksidacinėmis savybėmis. Jis gali dezinfekuoti; šalinti kvapus, skonį ir spalvą, ir yra dažnai naudojamas geriamojo ir plaukimo baseinų vandens (JAV Aplinkos apsaugos agentūros 1999) apdorojimui. Ozoną dažnai naudoja žemės ūkyje kaip fumigantą, pavyzdžiui, jis naudojamas sandėliuojamų bulvių (Solanum tuberosum L.) puvinio prevencijai, jis naikina vabzdžius ir grybelinius kenkėjus sandėliuojant grūdus. Jo specifinis poveikis gali būti paaiškintas stipriu oksidaciniu poveikiu, didelės ozono koncentracijos yra labai toksiškos gyviesiems organizmams, tačiau ozonas greitai virsta deguonimi (O2), taigi negali išlikti ore, ant vaško korių, medžio ir plastiko.

Bitės gali būti užkrėstos įvairių ligų sukėlėjų; sporomis besidauginantys kenkėjai dažniausiai plinta per korius, nes pastarieji naudojami ne vieną kartą. Sporų naikinimą komplikuoja tai, kad šiame vystymosi etape būdingas ramybės laikotarpis ir itin mažas metabolitinis aktyvumas. Tyrimai atlikti su dviem sporas formuojančiais patogenais: Ascosphaera apis (askosferozės (kalkinių perų) sukėlėjas) ir Paenibacillus lervos (puvinio sukėlėjas). Bakterijų sporos yra atsparios karščiui ir cheminėms priemonėms, todėl su jomis kovoti yra labai sudėtinga. P. lervos yra atsparios daugeliui antibiotikų (Kochansky ir kt., 2001), ir sporos gali išlikti gyvybingos net esant >80°C (Forsgren ir kt., 2008; Genersch, 2008 m.) Taigi patogenas avilyje gali išlikti gyvybingas metų metais (Lindström, 2006). Ascosphaera sporos yra mažiau atsparios karščiui (Anderson et al., 1997; James 2005b), tačiau taip pat daugelį metų išlieka gyvybingos (Toumanoff, 1951). Taip pat dideliu virulentiškumu pasižymi Nosema Apis ir Nosema ceranae.

Iš mokslinių tyrimų žinoma, kad Nosema spp. yra labiau jautrios temperatūrai, nei prieš tai minėti patogenai, taip pat sunkiau išlieka gyvybingos ir avilyje (Malone ir kt., 2001). Tikėtina, kad ozonas būtų tinkamas kovai su šiais kenkėjais.

JAV atliktais eksperimentais (James, 2011) buvo siekiama nustatyti ozono poveikio lygį, reikalingą nužudyti/sunaikinti vabzdžių kenkėjus ir sporinius bičių patogenus. Ozonas buvo veiksmingas prieš vaško kandis Galleria mellonella (L.) (Lepidoptera: Pyralidae) net natūraliai užkrėstuose koriuose. Didžiausias poveikis nustatytas, taikant apšvitą ozonu naujagimiams ir suaugėliams, jiems sunaikinti pakako kelių valandų. Du bičių ligų sukėlėjai Apis mellifera L. (Hymenoptera: Apidae), Ascosphaera apis (grybelis, kuris sukelia kalkinius perus) ir Paenibacillus lervos (bakterija, kuri sukelia bičių amerikinį puvinį), taip pat žuvo veikiant ozonu.

James (2011), tirdamas ozono poveikį vaškui, tris vaško juostelės (6 x 12 cm) patalpino fumigacijos kameroje ir ozonavo 2 savaites. Spalvos ir lankstumo pokyčiai nenustatyti. Be to, vienas korių rėmas visų tyrimų metu buvo paliktas fumigacijos kameroje, po tyrimo nenustatytas akivaizdus poveikis.

Bitės nektaro ir žiedadulkių rinkimo metu yra veikiamos įvairių cheminių medžiagų, bitininkai naudoja jas avilio viduje kovai su įvairiais kenkėjais. Šie chemikalai kaupiasi avilyje ir potencialiai daro žalingą poveikį bitėms. Buvo tiriama galimybė ozonu pašalinti pesticidų likučius iš senų korių ir tuščių avilių. Koriai su medumi buvo išimami iš avilio, paimamas medus, o vėliau grąžinami atgal į avilius. Siekiant sumažinti ar visiškai panaikinti pesticidų likučius, išimti iš avilio ir tušti (be medaus) koriai buvo apdoroti ozonu. Nustatyta, kad 10-20 valandų veikiant ozono dujomis, komaphoso likučiai stiklo paviršiuje sumažėjo iki 93-100%, o tau-fluvalinato – iki 75 – 98%.

Ozonas buvo mažiau efektyvus šalinant pesticidus iš vaško; pesticidų likučiai efektyviau buvo šalinami iš naujų korių (bičių pasiūtų prieš tris ar mažiau metų), nei iš senų korių (bitininkų naudojamų 10 ar daugiau metų). Ozonas pastebimai sumažino korių taršą dimetilfenilformamidu, chlorpirifosu ir fenpiroksimatu. Korius apdorojant ozonu, sklinda ozono kvapas, tačiau susidarę aldehidai ir karboksilinės rūgštys tikriausiai yra nežalingos bitėms ir žmonėms. Nustatyta, kad ozonas taip pat mažina pesticidų likučius aviliuose. Ozono poveikis būtų efektyvesnis, jeigu jis galėtų giliau įsiskverbti į vašką ir kitus apdorojamus paviršius.

Kartais žuvusių kolonijų koriuose pasitaiko žiedadulkių sankaupų arba jų lieka po medaus ekstrakcijos. Yook ir kt. (1998) tyrė ozono poveikį žiedadulkių kokybei ir bakterijų skaičiui. Ozonas viena eile sumažino bakterijų ir mielių skaičių, poveikis žiedadulkių kokybei buvo gana mažas. Gaila, tačiau ozono kiekis, naudotas šių eksperimentų metu nebuvo patikimai dokumentuotas. Informacijos šaltiniuose nurodoma, kad liucerninės bitės Megachile rotundata (F.) surinktos žiedadulkės tapo labai tvirtos po apdorojimo ozonu, tikėtina, kad taip būtų sunaikintas kalkinių perų sporų gyvybingumas (neskelbti duomenys).

Ozonas ardo lakiuosius junginius, o tai gali suteikti pranašumą. Pavyzdžiui, buvo įrodyta ir jau seniai žinoma, kad ozonas gali pašalinti kvapus iš nuotekų. Ozonas taip pat gali prisidėti panaikinant augalų kvapą užgožiančius teršalų kvapus (McFrederick ir kt., 2008). Tačiau neaišku, ar ozonas sumažina junginių, kurie vilioja vaško kandis į saugomus korius, susidarymą bei poveikį.

 

Ozonas ir vaško kandies kontrolė

Vaško kandys – tai vabzdžių rūšis, parazituojanti bičių aviliuose. Jų vikšreliai minta vašku, žiedadulkėmis, bičių lavonėliais ir lervutėmis. Kenkėjai bitininkystei padaro daug žalos, platina įvairias infekcines ir invazines bičių ligas. Jautrumas ozonui tikrintas keturiais gyvenimo etapais: kiaušinėlių, lervos, lėliukės ir suaugėliai.

Vertinant ozono poveikį kandims, oro temperatūra ir santykinė oro drėgmė viso bandymo atlikimo metu buvo gana panašios, todėl jų įtaka rezultatams nebuvo statistiškai vertinta. Atspariausi pasirodė kiaušinėliai ir lėliukės, kurių žuvimas buvo labai panašus, kaip ir kontroliniame variante. Teigiamas (naikinantis) ozono poveikis stebimas tik kandžių lervutėms ir suaugėliams, čia po 48 val. apdorojimo ozonu žūsta iki 25 procentų lervučių.

Galima konstatuoti, kad nustatytas teigiamas (naikinantis) ozono poveikis vaško kandimis apkrėstuose koriuose. Ozonu apdorotuose koriuose buvo mažiau gyvų lervų, lėliukių ir suaugėlių, nei neapdorotuose koriuose. Kiaušinėliai skaičiuoti nebuvo, nes sudėtinga juos pamatyt ir nustatyt gyvybingumą. Ozono poveikis lervutėms, suaugėliams, lėliukėms nustatytas kai kur net mažesnis, nei juos apdorojant stikliniame inde. Tai galima paaiškinti tuo, kad korys trukdo ozonui laisvai cirkuliuoti ir pasiekti kandis, jas mažiau veikė kiti šalutiniai veiksniai (maisto trūkumas, stresas ir pan.).

Vertinant šio bandymo rezultatus, taip pat atsižvelgiant į JAV atliktų panašių tyrimų rezultatus galima daryti išvadą, kad norint pasiekti ozono efektyvumo naikinant kandis, reikia naudoti galingesnius ozonatorius ir ženkliai padidinti ozono dujų koncentraciją.

 

Bičių ligų sukėlėjai

Kalkiniai perai. Tai infekcinė suaugusių vikšrelių liga. Sukėlėjas – pelėsis Perecystis apis. Gerai vystosi esant 30°C temperatūrai, sporų stadijoje – labai gyvybingas. Vikšrelis užsikrečia grybeliu iš paviršiaus. Dar gyvas vikšrelis aptraukiamas grybiena, kuri atrodo lyg pelėsiai, vėliau prasiskverbiantys į jo kūną. Nuo jų vikšrelis žūva. Dažniausiai ir greičiausiai grybelis į vikšrelio kūną patenka per virškinimo traktą. Suaugusios bitės šiai ligai yra atsparios. Užsikrėtimo šaltinis – sergantys ir žuvę perai. Užsikrėtę vikšreliai darosi gelsvai balti, pasidengia pelėsiu. Jei grybelis puola kiaušinėlį, tai pelėsis išsiplečia tik akelės dugne. Užpuolęs didesnį vikšrelį, grybelis užauga korio akelėje su kaupu, į kraštus išsiplečia pilki pelėsiai. Paskui vikšrelis išdžiūsta, netenka balto pelėsinio atspalvio ir savo išvaizda darosi panašūs į kreidos gabalėlius arba į apipelijusią bičių duoną.

Kalkiniais perais sergantys ir ozonu apdoroti koriai buvo noriai priimti sveikų bičių šeimų. Patikrinus po 4 savaičių, koriai rasti išvalyti, pilni kiaušinėlių ar perų, kai kur akutės užpiltos medumi. Patikrinus šeimas po 8 savaičių juose nerasta jokių kalkinių perų požymių. Šios ligos požymių (išmestų sukalėjusių perų) nestebėta ir vėliau, tikrinant šeimų, kur buvo įdėti ozonu apdoroti koriai, prielakčius.

Galima daryt preliminarią išvadą, kad ozonas naikino ar stabdė kalkinių perų sporų vystymąsi. Negalima atmesti prielaidos, kad liga šeimose, kuriuose buvo įdėti iš sergančių šeimų paimti ir ozonu apdoroti koriai, galėjo neplisti dėl stipraus bičių imuniteto. Todėl detalesniam patikrinimui tikslesnėm išvadom parengti reikia atlikti sudėtingus, gana ilgai trunkančius, kalkinių perų sporų gyvybingumo tyrimus.

Varoatozė. Varroa destructor yra bitėms labai kenkianti parazitinė erkė. Savo aštuoniomis kojomis erkės prikimba prie suaugusių bičių ar jų lervų ir siurbia hemolimfą. Tokia šeima nusilpsta ir negydoma paprastai visada žūva (dažniausiai žiemą arba ankstyvą pavasarį). Suaugusi erkė padeda kiaušinėliųs į tuščia korio akutę. Išsiritusios jaunos erkės užpuola ten besivystančią bitės lervą. Erkės dauginimosi ciklas trunka tik dešimt dienų. Ši bičių liga vadinama varoatoze.

Ozono poveikis bičių šeimų užkrėtimui Varroa destructor erkėmis buvo nežymus. Kritusių negyvų erkių skaičius buvo labai mažas, kas atitinka natūraliai krintančių erkių skaičių ir praktiškai nesiskyrė (paklaidos ribose) nuo ozonu neapdorotų bičių šeimų visomis tirtomis trukmėmis (5, 10 ir 20 min.).

Kadangi ozono panaudojimas kovai su Varroa destructor  erkutėmis būtų alternatyva fumigavimui mitaku ar kitais pastaruoju metu bitininkystės praktikoje naudojamais preparatais, aktualu atsižvelgti į bitininko laiko sąnaudas vienai bičių šeimai apdoroti. Tikslinga patyrinėti galingesnių ozonatorių, galinčių pasiekti aukštesnes ozono dujų koncentracijų galimybes, poveikį Varroa destructor erkėms ir pačioms bitėms.

 

Bityno patalpų dezinfekcija

Medus yra labai higroskopiškas, todėl jam patekus ant grindų ar kitų paviršių, susidaro gera terpė įvairiems pelėsiniams grybeliams daugintis. Tyrimo metu nustatytas naikinantis ozono poveikis bityno patalpų užkrėtimui pelėsiais, jų plitimui. Cheminiai valikliai, muilų nenaudoti patalpos valymui. Patalpos valytos tik dulkių siurbliu ar švariu vandeniu.

Periodiškai (kas dvi savaitės) apdorojant ozonu patalpas, nepastebėta pelėsių plitimo, nors dirbant su medumi, specialiai ant grindų buvo paliekamas ir nevalomas medus. Neatsirado naujų pelėsio plitimo židinių, o prieš tyrimą buvę pajuodę plytelių tarpai nesiplėtė. Ozonas taip pat neleido atsirasti pašaliniams kvapams, po apdorojimo ir patalpose likdavo tik specifiniai medaus, vaško ir pikio kvapai.

 

Bičių produktų apsauga

Nepastebėtas akivaizdus ozono poveikis juo apdorotai, vartojimui paruoštai bičių duonelei ir žiedadulkių kokybei. Organoleptiškai vertinti ozonu apdoroti ir neapdoroti bičių duonelės ir žiedadulkių mėginiai išlaikė ta pačią kokybę juos apžiūrint, uostant ir ragaujant po 1, 2, 3 ir 4 mėnesių: nepriklausomai nuo apdorojimo, nepakeitė spalvos, kvapo, skonio, neatsirado pelėsio, kandžių ir pan.

Ateityje būtų tikslinga detaliau tirti ozono poveikį šių produktų kokybei, laikant juos ilgesnį laikotarpį, esant skirtingai drėgmei, užkrėtimo laipsniui įvairiais pelėsiniais grybeliais ir kitais mikroorganizmais.

 

Bičių duonelės apsauga nuo pelijimo

Bičių duonelė rudenį iš korių yra išpjaustoma, iškuliama, paruošiama realizacijai žmonių maistui. Korių akutėse išsimėčiusios maži duonelės paliekami kiekiai, nes neracionalu gadinti visą korį, o išiminėjant atskiras akutes padidėja laiko sąnaudos. Tokie duonelės likučiai laikomi per žiemą iki kito sezono pradžios, korius pavasarį panaudojant bičių šeimų plėtimui ar naujiems spiečiams sudaryti. Gerai išsilaikiusi duonelė yra geras bičių maistas, padedantis joms greičiau sustiprėti. Tačiau taip laikoma duonele dažniausiai supelija, bitininkas ar pačios bitės ją turi išvalyti iš korių prieš juos panaudojant. Taip gaišinamas laikas, užteršiamas avilys.

Ozono poveikis koriuose esančiai bičių duonelei dar tiriamas. Ozonu apdoroti rėmeliai su koriais su padrikai išsidėsčiusiomis bičių duonelės pilnomis akutėmis) yra sandėliuojami per žiema.

 

Ozono poveikis bičių šeimoms

Ozono poveikio bičių šeimoms tyrimas buvo atliekamas kartu su ozono poveikio tyrimu užkrėtimui Varroa destructor erkėmis. Apdorojant ozonu bičių šeimose buvo stebimas sujudimas, bitės bandė veržtis lauk iš avilio. Tai galėjo sukelti ozonatoriaus paduodamo oro srauto judėjimas avilyje. Išjungus ozonatorių, šeima vidutiniškai per 5 minutes grįždavo į prieš apdorojimą buvusią būseną.

Praėjus parai po apdorojimo buvo patikrinti bičių šeimų lizdai ir skaičiuotas iš avilio išneštų bičių skaičius. Skirtumas tarp apdorotų ir neapdorotų bičių šeimų nenustatyta. Todėl daroma išvada, kad bandyme naudota ozono koncentracija ir laikas neigiamo poveikio bičių šeimų vystymuisi neturėjo.

 

Išvados ir rekomendacijos

Atliktas tyrimas ir surinkta užsienio mokslininkų patirtis rodo teigiamas ozono panaudojimo bitininkystėje perspektyvas. Galima padaryti šias apibendrinančias išvadas ir pateikti rekomendacijas:

  1. Ozonas veikia vaško kandį – reikšmingą avilių kenkėją. Suaugėliai ir lervos yra jautresni ozono poveikiui, nei lėliukės ir kiaušiniai.
  2. Ozonas pakeičia chemines bityno patalpų valymo priemones, apsaugant patalpas nuo pelėsių ir kitų mikroorganizmų plitimo.
  3. Ozonas galimai teigiamai veikia bičių produktų kokybės išsilaikymą.
  4. Mažos ozono koncentracijos nekenkia bitėms ir nesutrikdo bičių šeimos gyvenimo.
  5. Ozonas oksiduoja gumą ir lateksą, tačiau negadina bičių vaško. Tyrimo metu atliekami testai leido įsitikinti, kad net pakartotinai naudojant vaško korius, vaškas nepraranda savybių, netampa trapus.
  6. Taikant fumigaciją ozonu, nepastebėta, kad bitėms yra nepriimtinas korių ir rėmelių kvapas po apdorojimo – fumigacija ozonu neturi poveikio bitėms renkantis korius.
  7. Naudojant santykinai dideles ozono dozes galimas jo teigiamas poveikis kovojant su kalkinių perų ir puvinių ligomis.
  8. Didelės ozono koncentracijos ir ilgas apdorojimo laikas iš senų korių ir avilių pašalina ten susikaupusias chemines medžiagas.

 

Kadangi ozonas veikia skirtingus bičių ligų sukėlėjus, skaido koriuose ir aviliuose susikaupusias chemines medžiagas, pakeičia dezinfekavimo priemones, jo panaudojimas gali tapti veiksmingu, įperkamu fumigacijos metodu, ypatingai reikalingu Lietuvos bitininkams. Reikia toliau dirbti kuriant naujus ar pritaikant jau esamus ozono generatorius, parenkant efektyviausius jų darbinius parametrus.