커피 베리 보어와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링이 침입 해충의 관리를 개선 하기 위해 조 경 수준 데이터 수렴을 위한 필수적입니다. 여기, 커피 베리 보어 운동, 감염, 사망, 커피 공장 기후학, 날씨, 및 농장 관리 응용 프로그램을 기록 하는 모바일 전자 데이터의 과학적 모니터링 프로토콜 선물이.
커피 베리 보어 (CBB) 전세계 커피 작물에 대 한 가장 파괴적인 곤충 해충 이다. 우리 목적은 캡처를 이기종 풍경을 통해 역학과 그것의 기 주 식물의 개발 뿐만 아니라이 침략 적인 곤충 해충의 영향을 측정 하는 과학적 모니터링 프로토콜 개발. 이 포괄적인 모니터링 시스템의 초석은 CBB 운동, 커피 베리 감염, 백 병원, 균 류에 의해 사망률 및 모바일 전자 데이터 레코딩을 통해 커피 공장 기후학에 적시 위치 데이터 수집 응용 프로그램입니다. 이 전자 데이터 수집 시스템 필드 레코드를 통해 기본 제공 글로벌 포지셔닝 시스템, 위치 수 있으며 날씨 방송국의 네트워크 및 농장 관리 관행의 기록에 의해 백업 됩니다. CBB와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링 관리 관행을 개선 하는 연구에 대 한 조 경 수준 데이터 집계에 하와이에서 지역 전체 프로젝트의 필수적인 부분입니다. 그것을 사용자 정의 통합된 유해물 관리 (IPM)의 개발을 몰 것 이다 그 높은 변수 환경 및 사회 경제적 요소를 경험 하는 세계의 다른 부분에 커피 agroecosystems도이 프로토콜을 구현 도움이 됩니다. CBB 인구를 관리 합니다.
커피 베리 보어 (Hypothenemus hampei 페라리) 세계1,2의 주요 커피 성장 지역에 걸쳐 발견 되는 침략 적인 곤충 해충 이다. 이 작은 딱정벌레 살충제 스프레이 제어를 어렵게 만드는 커피 열매의 씨앗 내에서 라이프 사이클의 대부분을 보낸다. 성인 여성 중앙 디스크를 통해 커피 베리에 그리고 그것은 복제에 대 한 갤러리를 구축 하는 씨로 구멍을 한 거죠. 개발로 서 애벌레, 그들은 커피 콩 및 수율과 품질3후속 손실에 직접적인 손상을 초래 endosperm에 피드. 간접 피해 또한 발효와 커피 맛4의 변경 하면 콩에 곰 팡이 및 병원 체의 항목에 의해 발생할 수 있습니다.
CBB는 2010 년 8 월에에서 하와이 섬에 처음 발견 했다5 코나에서 800 ~ 커피 농장의 거의 모든 빠르게 확산 하 고 Ka’u 지구, 그들의 커피 제품6,7 프리미엄 품질에 대 한 세계적으로 유명한 두 영역 . 관리 되지 않는 및 제대로 관리 농장 감염 수준 90%, 거 대 한 경제적 손실의 결과로 초과 할 수 있습니다. 하와이, CBB 때문에 예상된 경제 전반 충격은 대략 $21 M 매년8. CBB은 하와이 섬, 그것의 초기 도입 이후 확산을 계속 하고있다 그리고 최근 이웃 (2014) 하와이 오아후와 마우이 (2016)에서 발견 되었습니다. 카우아이 하와이 CBB, 영향을 받지 남아 있는 유일한 커피 생산 섬 이지만 섬의 커피의 3000 에이커가 높은 분산 해충에 매우 취약.
역사적으로, 합성 살충제 모 등 chlorpyrifos 제어 CBB에 많은 나라에서 사용 되었습니다. 그러나, 살충제 저항10에 대 한 증거 뿐만 아니라 인 간에 게는 환경9, 이러한 살충제의 독성에 관한 관심사는 많은 국가에서 사용에서 금지 되 고 이러한 물질에 이어지고 있다. 현재, 대부분의 커피 성장 지역 제어 CBB IPM 접근에 의존합니다. IPMs 일반적으로 위생 관행 (예를 들어, 잘라낸 고 스트립-따기), 생물 (예를 들어, 컨트롤 parasitoids 또는 육 식 딱정벌레의 릴리스), 및 biopesticides의 응용 프로그램의 조합을 포함 (예를 들어는 곤충 병원 성 곰 팡이 B. 병원)11,12. 하와이에서 CBB 관리에 대 한 현재 권장 사항 또한 Cenicafé13,14에 의해 개발 된 일반 필드 모니터링 알코올 baited 함정 “30 트리 샘플링 방법”을 사용 하 여 것이 좋습니다. 이 샘플링 방법은 임의로 적어도 45 녹색 열매는 중간 캐노피에서 분기를 선택 하 고 득실 거리 고 비 감염 열매의 수를 계산을 포함 한다. 이 프로세스 당 헥타르 (2.5 에이커), 30의 총에 대 한 분야에 걸쳐 지그재그 패턴에 반복 되 고 % 감염 추정 하는 데 사용 됩니다.
그러나 이러한 IPM 관행의 많은 커피 재배 자 하와이, 기후, 지형 및 섬에 문화적 관행에 극단적인이 성분에 할 거 IPM 각 위치를 사용자 지정할 수에 의해 채택 되 고 있다. 사용자 지정 된 IPM의 개발 커피 agroecosystems, 커피 해충 생물학, 환경과의 필수 요소를 포함 하는 모니터링 프로그램에 따라 달라 집니다. 우리는 프리 수준 데이터 관리 사례를 집계 하는 하와이 지역 전체 프로젝트의 일환으로 CBB와 호스트 공장 역학의 포괄적인 모니터링을 구현 했습니다. 이 프로토콜 다른 커피 agroecosystems 전세계에서 사용할 수 있습니다 그리고 그 높은 변수 환경 및 사회 경제적 요인 CBB 인구를 관리 하기 위해 사용자 지정 된 IPM 요구 경험에 특히 도움이 될 것입니다.
여기에 설명 된 모니터링 프로토콜이 침략 커피 해충에 대 한 CBB 및 제어 전략에 대 한 연구의 필수적인 부분이 될 수 있습니다. 우리 하와이 섬에 계절을 성장 하 고이 문서와 함께 제공 된 비디오에서 설명 하는 프로세스의 모든 단계를 최적화 하는 노력에서 2016 그리고 2017 커피 연습으로 프로토콜 모니터링이 두고 있다. 이렇게 함으로써, 우리는 CBB 인구 역학의 중요 한 측면 감시 되었고 계량, 가장 효과적인 낮은-비용 자료, 프로토콜의 각 단계에 대 한 결정 되었습니다 그리고 데이터 CBB 운동에 수집 보장 감염, 사망, 커피 공장 기후학, 날씨와 농장 관리를 통보 하 고 현재 제어 전략을 향상 사용할 수 있습니다.
최적의 결과 보장 하기 위해 따라야 하는이 프로토콜에 중요 한 단계는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 깔때기 함정 균일 한 높이로 설정 되어야 합니다 고 나무 사이. 유인 충분히 공기를 통해 확산 되 고 딱정벌레 모든 방향에서 함정을 액세스할 수 있는 이렇게 하면. 둘째, 그것은 동일한 메쉬 크기와 체를 사용 하는 데 필요한 (굵고 메쉬 체 ≈ 1.5 m m, 그리고 괜 찮 아 요-메쉬 체 ≈ 1.0 m m) CBB의 체적 견적에 대 한 결과를 모니터링 하는 기간 내내. 셋째, 트랩 및 성장 시즌 동안 각 함정에 다른 딱정벌레 대 CBB의 비율이 상당히 달라질 수 있습니다 그리고 그것은 따라서 트랩 수 데이터에 잡음을 최소화 하기 위해 이러한 비율을 추정 하는 데 필요한. 넷째, 득실 거리 열매 후 딸기 저장 되어야 한다 14 ° C에서 해 부까지 실험실에 수송 될 수 있다 때까지 얼음에 냉장고에 저장 되어야 합니다. 습 한 환경에서 스토리지 CBB 출현 열매20에서 발생 합니다. 마지막으로, 해 CBB의 최대 survivorship 되도록 컬렉션의 1-3 일 이내에 실시 해야 합니다. CBB의 사망률은 열매는 연장된 기간에 대 한 차가운 온도에 저장 되는 경우 발생할 수 있습니다.
추가 단계가 필요할 수 있습니다 연구 이니셔티브는 포함 되지 여기 (예를 들어, CBB 프레데터 풍부를 모니터링). 수정 시간, 자원, 또는 장비 요소를 제한 하는 경우이 프로토콜을 만들 수도 있습니다. 3:1 메탄올: 에탄올의 구성 트랩 유인 비교 결과211:1 메탄올: 에탄올 솔루션을 변경할 수 있습니다. 비누 물 함정22에서 죽 일 솔루션으로 프로필 렌 글리콜에 대 한 대체 수 있습니다. CBB (예를 들어, 트랩 당 몇 백)의 많은 수의 추정에 대 한 체적 견적 대신 CBB의 예상 질량 기반을 대체 있습니다. 예를 들어 단일 CBB의 평균 건조 중량 고해상도 규모를 사용 하 여 확인할 수 있습니다. CBB 70% 에탄올에 수집 된 다음, 오븐에서 건조 하 고 트랩 당 CBB의 수를 견적 하기 위하여 무게 수 있습니다. 수정된 체적 예상22바닥 정착으로 모든 CBB 함정에서 kill 솔루션과 함께 졸업된 실린더에 허용 하는 내용을 만들 수 있습니다. 일단 정착, CBB에 의해 채워진 실린더의 볼륨 지적 있을 수 있습니다, 그리고 1 mL에 대 한 변환 인수 CBB의 총 수 트랩 당 잡은 추정 결정 될 수 있습니다. 마지막으로, 커피 재배 자는 그들의 농장의 친밀 한 지식을 사용 하 고이 프로토콜 모니터링 CBB 감염 및 움직임 추정을 기후학 문서화와 분기에 건포도의 수를 계산 하는 단계를 생략 하실 수 있습니다.
이 프로토콜의 2 개의 잠재적인 한계는 여기에 언급 가치가 있다. 첫째, 가슴 높이에서 분 지의 샘플링 나무 캐노피에서 시작할 수 있습니다 초기 꽃 자르기에서 감염을 캡처하지 않습니다. 그러나, 관측이 초기 꽃 자르기 하와이에서 커피 농장에서 전체 생산량의 아주 작은 비율을 차지는 것이 좋습니다. 둘째, 우리의 프로토콜에 감염에 대 한 계정 녹색 열매, 그리고 이렇게 5 월 하지 정확 하 게만 캡처 베리 손상의 견적 색상 휴식과 익은 열매의 수가 높을 때 (9 월-12 월 하와이에서).
여기에 제시 된 프로토콜 모니터링 CBB 현재 사용 중인 다른 모니터링 프로토콜을 통해 여러 가지 장점이 있습니다. 첫째, 체계적인 무작위 샘플링 디자인 지그재그 패턴에서 샘플링을 기준으로 더 많은 심지어 샘플링에 대 한 수 있습니다. 이 샘플링 디자인 주어진된 필드에 걸쳐 베리 손상의 더 나은 견적 가능 하며 핫스팟 검색 가능성을 증가 시킵니다. 둘째, 커피 agroecosystems (예를 들어, 기후학, 날씨 변수 및 관리 사례)에 필수적인 모니터링 프로토콜 요소 포함 침입 해충 사이의 역학에 대 한 우리의 이해를 향상 시킬 것입니다. 그들의 호스트, 식물과 다양 한 환경 요인입니다. 셋째, 필드 조사 중 모바일 전자 데이터 수집 응용 프로그램의 사용 허용 실시간 데이터를 신속 하 고 효율적으로 입력 하 고, 데이터베이스로 구성 또한 관련이 있을 수 있습니다 다른 자동된 커피 검색 같은 방법을 모니터링 하 고 통해 원격 탐사23. 데이터 수집의이 방법의 또 다른 중요 한 이점은 이다 자세한 감염 보고서 적시 관리 권장 사항을 재배를 릴레이할 수 있도록 쉽게 생성 될 수 있습니다. 마지막으로, CBB 생물학, 커피 공장 기후학, 날씨, 그리고 관리에 수집 된 실시간 데이터 특정 커피 성장 하는 위치에 대 한 관리 계획을 사용자 지정 하는 데 사용할 수 있습니다 예측 모델의 개발에 포함 될 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 GIS 방법 지원 뿐 아니라, 커피 농장의 드 론 이미지를 제공 하기 위한 숲 브 레 머에 감사입니다. 우리는 이전 초안에 토마스 Mangine, 매튜 뮬러, 린지 해밀턴, 섀 넌 윌슨, 브리 아나 맥 카시와 Mehana 토요일 Halpern 영화 제작 지원 및 의견에 대 한 두 명의 익명 검토자 감사합니다. 이 작업은 농 무부-ARS에 의해 투자 되었다. 의견, 결과, 결론 또는 권고가이 책에서 표현 그 저자 이며 반드시 미국 농 무부의 의견을 반영 하지 않습니다. 미국 농 무부는 평등한 기회 제공 및 고용주입니다.
funnel trap | CIRAD | Brocap trap | |
propylene glycol | Better World Manufacturing, Inc. | ||
methanol | Fisher Scientific or similar supplier | CAUTION: Methanol is highly flammable, is toxic if inhaled or ingested, and is a skin and eye irritant. Wear gloves, eye protection, and protective clothing, and only use in well-ventilated rooms. | |
ethanol | Fisher Scientific or similar supplier | CAUTION: Ethanol is highly flammable, is toxic if inhaled or ingested, and is a skin and eye irritant. Wear gloves, eye protection, and protective clothing, and only use in well-ventilated rooms. | |
polypropylene resealable bags (2 Mil 3 x 4") | Uline or similar supplier | S-1292 | |
thumbtack | Widely available | For making drainage holes in funnel trap | |
paperclips | Widely available | For attaching lure bag to traps | |
galvanized wire (12 gauge) | Widely available | For attaching funnel trap to stakes | |
wire cutter | Widely available | ||
tomato stakes | Widely available | ||
permanent marker | Widely available | ||
mobile device | Apple or other supplier | iPad or smartphone equipped with camera | |
waterproof case | Widely available | For mobile device | |
data collection application | Fulcrum or similar software | ||
GNSS Surveyor | Bad Elf | ~1-meter positioning accuracy | |
1 mm mesh hand sieve | Widely available | ||
1.5 mm mesh hand sieve | Widely available | ||
20 mL glass scintillation vials | Widely available | ||
label maker | Widely available | ||
label tape | Widely available | ||
metal lab spatula | Widely available | ||
scrub brush | Widely available | ||
dish soap | Widely available | ||
binder clip | Widely available | ||
ruler | Widely available | ||
plastic tupperware | Widely available | ||
cooler | Widely available | ||
ice pack | Widely available | ||
wash bottle | Widely available | ||
papertowels | Widely available | ||
fine-tipped paintbrush | Widely available | ||
light microscope | Leica or similar supplier | ||
clear plastic lid | Widely available | ||
tally counter | Widely available | ||
10 mL syringe | Widely available | ||
fine-tipped forceps | Widely available | ||
scalpel or razor blade | Widely available | ||
freezer | Widely available | ||
waterproof data shuttle | HOBO by Onset Computer Corp. | U-DTW-1 | |
PAR Sensor with 3m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-LIA-M003 | |
Temp/RH Sensor (12-bit) w/ 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-THB-M002 | |
Solar Radiation Shield | HOBO by Onset Computer Corp. | RS3 | |
Extra-Large Solar Panel 6 Watts | HOBO by Onset Computer Corp. | SOLAR-6W | |
Rain Gauge (0.2mm) with 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-RGB-M002 | |
Smart Temp Sensor 12-bit w/ 2m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-TMB-M002 | |
Soil Moisture – 10HS | HOBO by Onset Computer Corp. | S-SMD-M005 | |
Silicon Pyranometer Sensor w/3m Cable | HOBO by Onset Computer Corp. | S-LIB-M003 | |
Light Sensor Bracket | HOBO by Onset Computer Corp. | M-LBB | |
NDVI Light Sensor Bracket | HOBO by Onset Computer Corp. | M-NDVI | |
Complete 3M Tripod kit | HOBO by Onset Computer Corp. | M-TPA-KIT | |
RX3000 3G Remote Monitoring Station | HOBO by Onset Computer Corp. | RX3003-00-01 | |
Global Limited Plan – RX3000 T2 4-hr | HOBO by Onset Computer Corp. | SP-806 |