JoVE Journal > Environment
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Environment

פרוטוקול הוואי עבור ניטור המדעי של קפה ברי בורר: מודל עבור קפה Agroecosystems ברחבי העולם

Published: March 19, 2018
doi:
10.3791/57204
, , , ,
1Oak Ridge Institute for Science and Education, 2Daniel K. Inouye US Pacific Basin Agricultural Research Center,United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, 3College of Tropical Agriculture and Human Resources,University of Hawaii at Manoa, 4Independent Consultant on CBB Management

Summary

ניטור מקיף של קפה ברי בורר ודינמיקה הצמח הפונדקאי היא חיונית לאיסוף נתונים נוף ברמת כדי לשפר את ניהול של המזיק זה פולשני. כאן, אנו מציגים עבור ניטור המדעי של קפה ברי בורר תנועה, התפשטות, תמותה, פנולוגיה צמח קפה, מזג אוויר וניהול משק באמצעות נתונים אלקטרוניים ניידים הקלטה יישום פרוטוקול.

Abstract

קפה ברי בורר (CBB) היא הדברה חרקים המתסכל ביותר לגידולים הקפה ברחבי העולם. פיתחנו פרוטוקול הפיקוח המדעי זה מכוון לכידת וכימות את הדינמיקה ואת ההשפעה של מזיקים חרקים פולשני זה, כמו גם הפיתוח של המפעל המארח שלה על פני נוף הטרוגנית. אבן הפינה של המערכת מקיפה הוא georeferenced בזמן איסוף נתונים על CBB תנועה, התפשטות ברי קפה, התמותה על ידי הפטריה Beauveria bassianaקפה פנולוגיה צמח באמצעות נתונים אלקטרוניים ניידים הקלטה יישום. מערכת איסוף נתונים אלקטרונית זו מאפשרת שדה רשומות כדי להיות georeferenced דרך מובנית מערכות מיקום גלובליים, מגובה על ידי רשת של תחנות מזג אוויר והרשומות של נוהגי ניהול חווה. ניטור מקיף של דינמיקה צמח CBB ומנחה הוא חלק חיוני של פרוייקט ברחבי אזור בהוואי כדי לצבור נתונים נוף ברמת למחקר לשפר את שיטות ניהול. Agroecosystems קפה בחלקים אחרים של העולם להיתקל גורמים סביבתיים וסוציו משתנה מאוד ייהנו גם ליישם פרוטוקול זה, כי זה יגרום הפיתוח של הדברה משולבת מותאם אישית ניהול (IPM) ניהול אוכלוסיות CBB.

Introduction

קפה ברי בורר (פראריHypothenemus hampei ) הוא מזיקים חרקים פולשני זה נמצא בכל אזורי גידול הקפה הגדולות של העולם1,2. חיפושית קטנה זו מבלה את רוב מחזור החיים שלו בתוך הזרע של פטל קפה, דבר המקשה על שליטה עם תרסיסי הדברה. הנקבה הבוגרת משעמם חור עינב הקפה באמצעות התקליטור המרכזית, וכן את הזרע שם הוא מצטבר גלריות להפקה. כאשר הזחלים מתפתחים, הם ניזונים האנדוספרם, גרימת נזק ישיר קופי, הפסדים עוקבות פריון3. נזק עקיף יכול להתרחש גם על ידי חדירה של פטריות, פתוגנים לתוך השעועית, אשר יכול לגרום שינוי בטעם קפה4ואחסון.

CBB זוהה לראשונה באי hawai ‘ i בחודש אוגוסט 20105 התפשטה במהירות כמעט את כל החוות קפה ~ 800 בקונה ואת המחוזות Ka’u, שני אזורים שנמצאים שם עולמי על איכות פרימיום שלהם קפה מוצרים6,7 . החוות לא מנוהל ולא מנוהל גרוע יכול להיות התפשטות רמות מעל 90%, וכתוצאה מכך ענק הפסדים כלכליים. בהוואי, ההשפעה במשק כולו מוערך עקב CBB הוא כ ז 21 דולר מדי שנה8. CBB המשיך להתפשט מאז ההיכרות הראשונית באי הוואי, התגלה לאחרונה על איי הוואי ואהא (2014) השכן, מאווי (2016). קאואיי האי היחיד לייצור קפה בהוואי הנשאר מושפע נקבעים ע י, אבל של האי 3,000 דונמים של קפה פגיע מאוד זה המזיק ואנליזת מאוד.

מבחינה היסטורית, הדברה סינתטיים כגון ופנמיפוס והוטלו שימשו במדינות רבות כדי לשלוט CBB. עם זאת, חששות לגבי רעילות חומרי הדברה אלו בני אדם, הסביבה9, כמו גם ראיות בקוטלי חרקים ההתנגדות10, גרמו חומרים אלה והמשמעותיים לשימוש במדינות רבות. כיום, רוב אזורי גידול הקפה להסתמך על גישה IPM שליטה CBB. IPMs כרוך בדרך כלל שילוב של שיטות תברואה (למשל, pruning ואת רצועת קטיף), פקדים ביולוגית (למשל, על שחרורו של חיפושיות טורפים או פרזיטואידים), היישום של biopesticides (למשל, פטריה entomopathogenic bassiana דרב)11,12. המלצות הנוכחי לניהול CBB בהוואי גם להציע שדה רגיל ניטור באמצעות מלכודות שמכילות אלכוהול ו- “שלושים העץ שיטת הדגימה” שפותחה על ידי13,Cenicafé14. שיטה זו הדגימה כרוכה באופן אקראי בחירת ענף של החופה באמצע כי יש לפחות 45 פירות יער ירוק ולאחר ספירת מספר פירות יער שורץ, שאינם שורץ. תהליך זה חוזר על עצמו בתוך תבנית זיג-זג לאורך השדה עבור סכום כולל של 30 עצים לדונם (2.5 דונם), המשמש להערכת אחוז התפשטות.

בעוד רבים של שיטות עבודה מומלצות אלה IPM הם להיות מאומץ על ידי מגדלים קפה בהוואי, הטרוגניות קיצוניים באקלים, הטופוגרפיה ומצריכות מנהגים תרבותיים על האיים IPM הזה ניתן להתאים אישית כל מיקום. התפתחות אישית IPM תלויות תוכנית ניטור הכוללת מרכיבים חיוניים של agroecosystems קפה, קפה הדברה ביולוגיה, ואיכות הסביבה. יישמנו ניטור מקיף של דינמיקה צמח CBB ומנחה במסגרת פרוייקט ברחבי אזור בהוואי שצובר נוף ברמת הנתונים להודיע לשיטות ניהול. פרוטוקול זה יכול לשמש agroecosystems קפה אחרים ברחבי העולם, תהיה שימושית במיוחד באלה להיתקל גורמים סביבתיים וסוציו משתנה מאוד הדורשים IPM מותאם אישית לנהל CBB אוכלוסיות.

Protocol

הערה: תרגום לספרדית של הפרוטוקול מסופק 1 קובץ משלים. 1. להגדיר אזורי הדגימה בתוך שדות קפה סקר ההיקף של השדה קפה כדי להיות במעקב שימוש בכלי המערכת (GPS) המיקום הגלובלית. לייבא את הקואורדינטות שדה לתוך מערכת מידע גלובלי (GIS) ולהפיק מפה של השדה קפה. לחלק את השדה “אזורי” (קרי, מצולעים), כל אחד על 335 m2. אלה ישמש כדי להבטיח עיצוב דגימה אקראית שיטתית על פני השדה. 2. צור את יישום אוסף נתונים במערכת אלקטרונית באמצעות פלטפורמה אוסף נתונים אלקטרוניים, לבנות יישום אוסף נתונים המורכב היררכיות מסדי הנתונים הבאים: מלכודות, אזורי, אתר שירות, תחנות מזג אוויר, ויכולת ניהול.הערה: מסדי נתונים אלה ישמש בכל השלבים הבאים של הפרוטוקול עבור הארגון של נתונים ואוסף. עבור מסד הנתונים של מלכודות , ליצור שדות עבור ‘שם אתר’, ‘מספר המלכודת’, ‘פריסה תאריך’, ‘שם טכנאי שדה’, ‘פריסה צילום’ קישור לקואורדינטות GPS לכל השמנה. עבור מסד הנתונים של אזורי , ליצור שדות עבור ‘שם אתר’, ‘אזור מס’, עם קישור למפת האתר georeferenced מציג כל אזור. עבור מסד הנתונים של אתר שירות , ליצור שדות עבור ‘שם אתר’, ‘תאריך’, ‘שם טכנאי שדה’, “הערות על האתר”. בתוך אתר שירות מסד הנתונים ליצור מסדי נתונים המקונן מורכב מהפעולות הבאות. כוללים שירות המלכודות לצלם (עם קישור לרשומה פריסה מלכודת רלוונטיים במסד הנתונים של מלכודות האב), מספר שיא המלכודת של מלכודת לתפוס, השמנה של הרוזן. כוללים אזור שירות לתמונות פנולוגיה הרשומה, ברי הערכה התפשטות (המספר הכולל של ירוק פירות יער, שורץ פירות יער ירוק, פירות יער ירוק עם bassiana דרב, צימוקים), וכן קישור לרשומה הרלוונטיים אזור בהורה אזורי מסד נתונים; רשומה זו כוללת גם קואורדינטות GPS עבור כל עץ שנדגמו. כוללים שירות תחנת מזג אוויר שם האתר הרשומה, תאריך, הורדת נתונים של בדיקת הסוללה. כוללים ברי לנתיחה להקליט שם טכנאי מעבדה, תאריך, CBB (AB או תקליטור) ומעמד קטגוריה התמותה (חי, מת על ידי גורם אחר, או מתים בידי Beauveria bassiana) עבור כל ברי גזור. עבור מסד הנתונים של תחנות מזג האוויר , ליצור שדות עבור ‘שם אתר’, ‘מספר תחנת’, ‘פריסה תאריך’, ‘שם טכנאי שדה’, ‘פריסה צילום’, וקישור לקואורדינטות GPS עבור כל תחנת מזג אוויר. ניהול מסד הנתונים, צור שדות עבור ‘שם אתר’, ‘תאריך’, ‘סוג של תרגול ניהול’. 3. מכינים ולפרוס במלכודות לניטור CBB תנועה לקבוע את מספר מלכודות הדרושים כדי לפקח על התנועה CBB בכל שדה.הערה: מלכודת צפיפות לכל שדה צריך משוער 5 מלכודות עבור שדות קטנים (~0.5 ha) ומלכודות 10 עבור שדות גדולים (~ 1 חה)15. באמצעות נעץ, לבצע סדרה של בורות ניקוז מעל קו מילוי כל גביע אוסף מלכודת כדי למנוע דילול של הפתרון להרוג במי גשמים. להרכיב את המלכודות משפך בהתאם להוראות היצרן. להכין 1 ליטר של להרוג פתרון מורכב של 200 מ של פרופילן גליקול, 800 מ ל מים. בשלב הבא, להכין תערובת attractant המורכב פתרון 3:1 של מתנול: אתנול. שופכים 40 מיליליטר attractant לתוך שקיות פלסטיק חדיר למחצה (2 מיליון, 3 אינץ ‘ x 4 אינץ ‘) ומקום בתוך מיכל להובלה.הערה: שקיות חדיר למחצה כבר הראו ביצועים טובים יותר פתוח בקבוקונים למשוך CBB, גם דורשים ביקורים תכופים פחות למלא פתיונות עקב • תנאי התחתונה המחירים16.התראה: מתנול ואתנול נוזלים דליק, רעילים אם נשאף או בלע, והם המגרים העור והעין. כימיקלים אלה צריך להיות מטופל בחדר מאוורר היטב בעת לבישת כפפות הגנה העין, ביגוד מגן. לפרוס את המלכודות מאת באקראי הפצתם על פני השדה. מלכודות 0.5 – 1.5 מ’ מעל הקרקע, במקום ונקה של המעברים. ההימור עשוי לשמש ביעילות להבטיח בהשמנות בין העצים. כתוב את שם האתר ומספר השמנה עם טוש לכל השמנה עבור זיהוי בעתיד. מילוי מלכודת אוסף כוסות עם 100 מ של הפתרון להרוג גליקול, לדפוק את הכוסות בחוזקה לתוך המקום. לצרף מהדק נייר בכל מזוודה attractant ולהשתמש את המהדק לחבר את התיק אל המרכז של המלכודת. באמצעות מכשיר נייד מצויד עם פלטפורמת אוסף נתונים אלקטרוניים, נווט אל מסד הנתונים מלכודות , ליצור רשומה פריסה חדשה המורכבת של האתר, תאריך, מספר השמנה או תצלום של המלכודת.הערה: המיקום של המלכודת בתוך כל שדה הוא נרשם אוטומטית באמצעות GPS במכשיר הנייד. 4. שירות המלכודות עם ההגעה בשדה, נווט אל אתר שירות מסד הנתונים בתוך מערכת אלקטרונית, ליצור רשומה חדשה של שירות האתר מורכב של שם האתר, תאריך, שם טכנאי שדה.הערה: שירות המלכודות הראשונית של זה מתנהל שבועיים לאחר הפריסה מלכודת, ואת כל שבועיים לאחר מכן. אם המלכודת רזולוציה גבוהה יותר לתפוס נתונים היא הרצויה, מלכודת שבועי השירות ניתן לעשות, למרות נציין כי דגימה דו-שבועי מספיקה ללכוד תנועה כללית מגמות לאורך העונה (איור 1). אתר המלכודת בשטח. מניחים מסננת יד פיין-רשת (רשת בגודל 0.8 – 1.0 מ מ) לתוך מיכל פלסטיק ויוצקים את הפתרון להרוג מגביע אוסף דרך המסננת. העברת הפתרון להרוג בחזרה לגביע אוסף, סוויש הנוזל סביב כדי לוודא כי כל CBB מוסרות מגביע אוסף. בתוך הרשומה שירות חדש באתר, לנווט מסד הנתונים של שירות המלכודות , יצירת רשומה חדשה של שירות מלכודת. הזן את מספר המלכודת הרלוונטיים, ולצלם המסננת עם השם האתר ומספר מלכודת ברקע. לשמור את התמונה לרשומה שירות מלכודת. באמצעות כף או מרית מתכת, סקופ כל החרקים לתוך בקבוקון מלא 70% אתנול. תווית המבחנה עם האתר, תאריך ומספר מלכודת. מילוי מחדש את הספל אוסף עם פתרון הרג טרי ובורג חזרה אל המלכודת. פעם אחת לכל חודש לשטוף את גביע אוסף עם סבון ומים, לשטוף ולהחליף עם פתרון הרג טרי. גם להחליף את attractant ואת שקית אחת לחודש או לפי הצורך. 5. שירות אזורי עבור הצמח פנולוגיה בתוך הרשומה שירות האתר, נווט אל אזור שירות מסד הנתונים וליצור רשומה חדשה של שירות באזור. בחר אזור הדגימה מפת האתר ב מסד הנתונים המקושר אזורי . כדי להימנע דגימה מוטה, באופן אקראי בחר עץ מן בתוך האזור על ידי הליהוק עיניים כלפי מטה כך רק שהבסיסים של העצים גלויים. עומדים מול העץ שנבחר באקראי לבחור ענף לרוחב סביב גובה החזה. קליפ שליט אל הסניף הנבחר, מוודא כי הסרגל אינו חוסם את כל החלקים הרבייה (צמתי, ניצנים, פרחים, פירות) מן שדה ראייה המצלמה. לקחת תמונה אחת להבטיח כי השליט ואת מכלול של הענף היעד גלויים. לצלם תמונה נוספת של העץ כולו; נסו להשיג כמה שיותר של החופה בדרג בתמונה ככל האפשר. לשמור בשני התצלומים פנולוגיה הרשומה אזור שירות . 6. שירות אזורי עבור הערכות נזק של פירות יער ירוק אם הסניף משמש פנולוגיה נראה > פירות יער ירוק 30, לספור את מספר הפולים על הענף לפחות בגודל אפונה (~0.6 ס מ), גדולים יותר, הם ירוק עד ירוק צהבהב בהיר בצבע (BBCH גודל 77-8517). הזן את המספר הזה לציטוט אזור שירות .הערה: אם הסניף משמש פנולוגיה נראה שיש יער ירוק 30 גלוי. . לעשות את זה ממרחק כדי למנוע הטיה בבחירה. גם ברשומה אזור שירות , הזן את מספר ירוק יער שורץ נקבעים על הענף. פירות יער שורץ יהיה חור קטן שנמצא בדרך כלל הדיסק המרכזי; CBB עשויה או לא עשויה להיות גלוי בתוך החור. הזן את מספר ירוק יער שורץ עם לעין לבן bassiana דרב פטריה. הפטרייה, ניתן לראות ב- CBB ו/או סביב החור כניסה.הערה: מבחני נוסף עשוי להיות נחוץ כדי לזהות מינים פטרייתי אם זה עניין מיוחד. הזן את המספר של צימוקים (פירות יער מיובשים) על הענף. מידע זה יכול לשמש כדי להבין את קשרי הגומלין בין שיטות ניהול (למשל, רצועת מרים) של התפשטות CBB. לאסוף שלוש פירות יער ירוק שורץ מן הענף; אלה ניתן לקחת בחזרה למעבדה, גזור כדי להעריך CBB מיקום בתוך ברי.הערה: ירוק ניתן לרכוש פירות יער שורץ מן הסניפים בתוך האזור אם הסניף משמש את הערכת נזק < 3 שורץ פירות יער ירוק. מקום שורץ פירות יער ירוק מיכל פלסטיק ותווית עם האתר ואת התאריך. לאחסן מכולות צידנית על הקרח עד שהם יכול להיות מועבר בחזרה למעבדה.הערה: באופן אידיאלי, פירות יער צריך להיות גזור בתוך 1-3 ימים של אוסף כדי להבטיח שאירים מקסימלית של CBB. חנות פירות יער (לפי הצורך) במעבדה ב 14 מעלות צלזיוס במשך שלושה ימים עם מעט אין גורם לתמותה (ס’ Fortna & R. Hollingsworth, תקשורת אישית). חזור על שלבים עבור פנולוגיה, ברי הערכות נזק באזור כל דגימה.הערה: כ-25 סניפים כדאי לטעום בחוות גדולה (~ 1 ha), ~ 15 סניפים צריכה להיות שנדגמו בחוות קטנות (~0.5 ha). עבור ניתוח, צריך לאסוף 75 גרגרים שורץ ירוק של משקים גדולים, ו-45 מחוות קטנות על כל תאריך דגימה. במהלך חלקים מסוימים של השנה, זה לא ייתכן שניתן לאסוף מספר זה של פירות יער. במקרה זה, מנסה לאסוף מינימום של פירות יער ירוק 50 בחוות גדולה (~ 1 חה) ופירות יער ירוק 30 בחוות קטנות (~0.5 ha). 7. לספור את מספר CBB במלכודת כל מניחים מסננת יד גס-רשת (רשת בגודל ~1.5 מ”מ) מעל מיכל פלסטיק ולרוקן את החיפושיות של המבחנה אוסף לתוך המסננת. שימוש בקבוק שטיפה מלא במים כדי להוציא את כל התוכן המבחנה. השתמש שטיפת הבקבוק לרסס את התוכן בתוך המסננת, מכריח חרקים קטנים רבים דרך מסננת ככל האפשר. זה מתיר חרקים גדולים ופסולת יופרדו מן חיפושיות קטנות המדגם, ומגביל אי דיוקים הערכות הנפחי של CBB. למחוק את חרקים גדולים ופסולת ולשטוף את המסננת. מניחים מסננת יד פיין-רשת (רשת בגודל ~1.0 מ”מ) מעל מיכל פלסטיק השני, שופכים את תכולת המיכל הראשון לתוך מסננת יד פיין-רשת. אם יש יותר ממספר CBB מאות, דלג קדימה לשלב 7.6. אם ישנם פחות מספר מאות CBB, המקום המסננת פיין-רשת על גבי מגבת נייר כדי להסיר את המים העודפים. הפוך את המסננת והקש על כל התכנים על גבי מכסה פלסטיק שקוף. מורחים את החיפושיות סביב באמצעות מברשת צבע אם הם מקובצים יחד, ולאפשר להם לשבת עד יבש. אם ישנם פחות מספר מאות CBB, להשתמש במכחול שקצהו הקנס או יישום דומה לעמוד בתור אב לתוך שורות המהוות רחב כמה חיפושיות, מתחילים לספור תחת מיקרוסקופ אור. לספור את המספר הכולל של חיפושיות, נפרדות לתוך “CBB” קטגוריות “אחרת”. אם יש יותר ממספר CBB מאות, להעביר את CBB המסננת פיין-רשת מזרק 10-mL בעזרת מרית מתכת. מקם את העמודה מפליט לתוך המזרק, לחץ כלפי מטה בעדינות עד בהתנגדות קלה מורגשת, תוך כדי למחוץ את החיפושיות. להקליט את הערך הנפחי על המזרק. חיפושיות מונה 200 מדגם נפח באמצעות פרוטוקול המתואר לעיל. השתמש את המשוואות הבאות כדי לקבוע את מספר CBB לעומת אחרים חיפושיות במדגם. להעריך את CBB ספירה באמצעות:סה כ CBB להעריך x ∂ = (# CBB ÷ 200) מדגם x (mL נמדד במזרק).הערה: כאן ∂ = מספר חרקים/mL. מומלץ כי הערכה של ∂ לעשות לכל אזור; באי הוואי נמדדה ערך של 1033. להעריך את ספירת אחרים באמצעות:סה כ “אחרת” חיפושית להעריך הדגימה = (# אחרים ÷ 200) x ∂ x (mL נמדד במזרק). כאשר הרוזן מלכודת הושלמה, נווט לרשומה שירות המלכודות הרלוונטיים והזן את מספר CBB וחיפושיות אחרים. 8. הציון פנולוגיה תצלומים ייצוא הצילומים פנולוגיה קפה מיישום אוסף נתונים. פתח את התצלום ואתר את הענף עם הסרגל המצורפת. בענף זה הציון הבאות. ציון מספר הצמתים (מצורף נקודות של העלים לענף). ציון נוכחות או היעדרות של ניצנים ילדותי, בוגרת ניצנים, נרות, פרחים פתוחים ראשי סיכה. ציון המספר של בגודל אפונה ירוקה פירות יער, פירות יער ירוק לא בוגר, בוגרת פירות יער ירוק, פירות יער מציג מעבר צבע, פירות יער בשלים לחלוטין, צימוקים. 9. לנתח את הפולים כדי לקבוע מיקום CBB קחו את התותים ירוק שורץ מהאחסון קר ולאפשר להם להתחמם לטמפרטורת החדר למשך 10-15 דקות לפני שתמשיך עם ברי לנתיחה. זה זמן ההחלמה הוא חשוב כך CBB יכול להידרש באופן מדויק כמו חי או מת.הערה: ניתוח התותים שורץ מאפשר את המיקום של CBB למבוגרים נקבע. מיקום AB מציין הנקבה יזם לחדירה ברי אך לא הגיעו את האנדוספרם; מיקום CD מציין שהנקבה נכנסה האנדוספרם13. באמצעות אזמל או כלי דומה, ליצור פרוסה באמצעות ברי במקביל הדיסק מרכזי כמו הערכה ראשונית של חיפושית עמדה. בשלב הבא, לעשות סידרה של פרוסות רדוד בניצב לדיסק המרכזית והצב סביב החור כניסה כדי לקבוע אם CBB AB או תקליטור. לסעף את הקטגוריות AB ו CD לתוך “חי”, “מתים בידי Beauveria bassiana”, “מת על ידי גורמים אחרים” ו “חיפושית חסר”. אם זה לא ברור אם הם חיים או מתים, התקרבות למיקרוסקופ ולראות את הרגליים לתנועה. במקום לספור אנשים לתוך קערה עם מים או אלכוהול. זה עוזר כדי לעקוב אחר מה נספר, ומונעת חיפושיות בוגרות מלברוח למעבדה. לאחר השלמת את ניתוח עבור אתר, נווט אל ברי ניתוח מסד הנתונים ברשומה שירות האתרים הרלוונטיים, הזן את המספר הכולל של CBB בכל קטגוריה. מקום דגימות ביתור במיכל ומקפיאים במשך 72 h לפני סילוק. 10. שירות תחנות מזג אוויר ידנית הערה: תחנות מזג אוויר הדורשים הורדה ידנית של נתונים עשוי להיות שירות דו שבועי או חודשי כדי להוריד את הנתונים ולהבטיח את שכל החיישנים פועלים כראוי. מזג אוויר משתנים חשובים שיש לקחת בחשבון להבנת הביולוגיה CBB עשויים לכלול כמות המשקעים, לחות, טמפרטורה אויר וקרקע, קרינת השמש, קרינה photosynthetically פעיל (PAR), לחות הקרקע ו מהירות/כיוון הרוח. אתר תחנות מזג אוויר ידנית בשטח. במערכת אלקטרונית, פתח את רשומת אתר שירות רלוונטי ונווט אל מסד הנתונים של שירות תחנת מזג . ליצור תחנת מזג אוויר חדשה מתן שירות רישום מקושרת לרשומת פריסת תחנת מזג הרלוונטיים. השתמש הסעות עמיד למים לחבר ישירות את לוגר נתונים ואת המחשב הנייד להורדה נתונים. רשום לתחנת מזג אוויר מתן שירות רשומת נתונים שהורד. ברגע נתונים כבר off-loaded, להפעיל באופן ידני מחדש של חוטבי עצים שמש ולחות כדי להבטיח שלהם את ההגדרות הנכונות (כמות המשקעים לוגר לא צריך להיות השיקה מחדש). לבדוק את רמת הסוללה, החלף לפי הצורך. רשום במערכת אלקטרונית זו נעשתה. לאחר שחזר למעבדה, להוסיף את המידע העדכני ביותר התפרים מזג אוויר מלא וכיצד לעדכן את הרשומה מטה-נתונים. 11. לשיטות ניהול הרשומה הערה: מידע על שיטות ניהול עשוי לשמש כדי להבין את דפוסי CBB ופעילות האוכלוסייה הגדלים. לשיטות ניהול הרלוונטיים עשויים לכלול (אך אינם מוגבלים): ריסוס bassiana דרב פטריה, ריסוס pyrethins או אחרים קוטלי חרקים, גיזום, עשבים ניהול, רצועת האיסוף האיסוף, דובדבנים, צימוקים הסרת הקרקע, וכו ‘. ניהול מסד נתונים, ליצור רשומה ניהול חדשה עם שם האתר, התאריך סוג של הפרקטיקה וניהול שנערך.

Representative Results

. מדווחים דוגמאות מהחוות קפה מספר כי הם נציג של סוג התוצאות שניתן להשיג ניטור פרוטוקול המתואר לעיל. כדי לקבוע דפוסי תנועה CBB בתוך, בין שדות, המלכוד הכולל עבור מלכודת נתון ניתן לחלק לפי מספר ימים מאז פריסה כדי להעריך את מספר CBB תפס ליום. ואז ייכללו בממוצע מספר CBB תפס ליום על פני כל מלכודות כדי לקבוע שהמספר הממוצע של CBB תפס לכל מלכודת ליום לרוחב החווה (זאת אומרת ± SEM; איור 2). מלכודת לתפוס נתונים עשוי לשמש כדי להסיק תקופות שיא טיסה פעילות18, יכול גם לשמש ישירה ניהול פעילויות כגון גיזום, תרסיסים bassiana דרב . יכול להיות לעומת התפשטות אחוז המתקבלים ברי הערכות נזק בשדה עם מלכודת לתפוס נתונים כדי לקבוע אם תקופות של התפשטות גבוהה בקנה אחד עם פעילות שיא טיסה19. מידע זה חיוני להחלטה אם פיקוח על פעילות CBB באמצעות מלכודות לבד מספיקה להודיע אמצעי בקרה. ברי והניתוחים במעבדה כדי לקבוע עמדות CBB עשוי לשמש כדי ליידע את מגדלי מתי יש לרסס יישומים של bassiana דרב (> 5% CBB הן המיקום של AB14). נתוני המיקום CBB יכול לשמש גם בשילוב עם מפות hotspot המופקים הערכות נזק בשדה להודיע מגדלים של מיקומים משוער בתוך השדה שבו נולד ב- bassiana צריכים להיות ריסס (איור 3). ניתן לקבל תצוגה מקיפה של הגורמים המעורבים CBB התפשטות באמצעות קומפילציה נתונים על עמדות CBB, התמותה על ידי bassiana דרב, צמח פנולוגיה, הנהוגים ניהול. בחווה מדגם המוצג באיור 4, הרוב המכריע של פירות יער שורץ גזור בתחילת עונת הצמיחה אירחה CBB התנוחה אלב, בעוד הרוב המכריע של פירות יער גזור בהמשך העונה מתארח CBB התנוחה CD. בעקבות לשיא בייצור ברי, נרשמו שבעה סיבובים של קציר דובדבן החל מסוף יולי עד דצמבר (איור 4). לבסוף, שבעה יישומים של bassiana דרב נערכו במרווחי זמן בערך חודש אחד לאורך העונה, עם CBB התמותה נצפתה לטווח של 0 – 23% (איור 4). לבסוף, למרות נתוני מזג האוויר לא מוצג כאן, התוספת של טמפרטורה, לחות, משקעים מידע צפויה לספק תובנות נוספות לגורמים נהיגה דפוסי התפשטות CBB והיעילות bassiana דרב בחוות קפה. איור 1 . זאת אומרת (± SEM) CBB תפס לכל מלכודת ליום הנעשית שבועי לעומת דו שבועי מרווחי דגימה. זו מלכודת הממוצע ליום המלכוד ממלכודות משפך חמש המפוזרים באופן אקראי על פני המשק. פסגות קיצוניות יותר, שקתות נלכדים בדגימה שבועי, בפסגות אלה מופיעים מעט מאוחר יותר הדגימה דו-שבועי, למרות המגמות כלליות דומות בין שני המרווחים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 2 . זאת אומרת (± SEM) CBB תפס לכל מלכודת ליום. זו תפיסה מלכודת ממוצע ליום הוא ממלכודות משפך תשעה המפוזרים באופן אקראי על פני המשק. ניתן לראות שתי הפסגות הגדולות בפעילות טיסה CBB בחווה הזאת (מרץ ודצמבר) בעונת הגידול 2016-2017. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 3 . CBB התפשטות נקודות חמות. המפה הזאת של חווה דוגמת קפה מראה CBB התפשטות נקודות חמות ציין במהלך סקר פיקוח על יוני 14, 2017. הגודל של כל עיגול אדום הוא יחסי למספר של פירות יער שורץ ירוק על ענף שנדגמו. בחוות מדגם זה, סך של 25 סניפים היו שנדגמו, מגוון של 0 – 36 יער ירוק שורץ נצפתה לכל סניף. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 4 . תצוגה מקיפה של התפשטות CBB בחוות קפה מדגם. המיקום של CBB פירות יער ירוק ביתור מוגדר AB (הנקבה יזם לחדירה ברי אבל לא הגיע את האנדוספרם) או תקליטור (הנקבה יש למלא את האנדוספרם). התמותה של CBB (באמצעות הפטריה נולד ב- bassiana ), קפה הצמח פנולוגיה (כלומר מספר גרגרים לכל ענף) וניהול משק פרקטיקות (נולד ב- bassiana תרסיסים ושרי מבחר) מוצגים גם לקראת עונת גידול הקפה 2016. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

פרוטוקול ניטור המתוארים כאן יכול לשמש חלק חיוני של מחקר על אסטרטגיות CBB ושליטה נגד זה המזיק קפה פולשני. שמנו את זה ניטור פרוטוקול הלכה למעשה על קפה ריו דה ז’ניירו, 2017 גדל העונות באי הוואי, במאמץ כדי למטב בכל שלב של התהליך שמתואר במאמר זה ווידאו המלווה. בכך אנו הבטיחו כי היבטים חשובים של CBB המלאכותיות פיקוח, לכמת, כי החומרים נמוכים היעיל ביותר שנקבע עבור כל שלב של הפרוטוקול, כי הנתונים שנאספו על תנועת CBB, התפשטות, תמותה, פנולוגיה צמח קפה, מזג האוויר וניהול משק יכול לשמש כדי ליידע ולשפר את אסטרטגיות שליטה הנוכחי.

ישנם מספר צעדים קריטיים של פרוטוקול זה שיש לבצע כדי להבטיח תוצאות אופטימליות. ראשית, משפך מלכודות להיות להגדיר בגובה אחיד ועל הממוקם בין העצים. פעולה זו תבטיח כי attractant מפוזרת מספיק-דרך האוויר, וכי חיפושיות יכולים לגשת המלכודת מכל הכיוונים. שנית, יש צורך להשתמש הנפות עם אותו גודל רשת (גס-רשת מסננת ≈ 1.5 מ מ, ואת הקנס-רשת ניפוי ≈ 1.0 מ מ) לאורך משך מעקב כדי להבטיח תוצאות עקביות עבור הערכות הנפחי של CBB. שלישית, היחס CBB לעומת אחרים לזאתי לכל השמנה יכולה להשתנות במידה ניכרת בין מלכודות, במהלך עונת הצמיחה, ולכן יש צורך להעריך את הפרופורציות הללו כדי למזער את הרעש מלכודת ספירת נתונים. החייב להיות מאוחסן גרגרים הרביעי, שורץ צידנית על הקרח עד שהם יכול להיות מועבר למעבדה, אחרי אשר גרגרים צריך להיות מאוחסן ב 14 ° C עד לנתיחה. אחסון בסביבה לחה תגרום CBB הופעתה פירות יער20. לבסוף, והניתוחים להתבצע תוך 1-3 ימים של אוסף כדי להבטיח שאירים מקסימלית של CBB. התמותה של CBB עלולה להתרחש אם פירות יער מאוחסנים בטמפרטורות נמוכות לתקופות ממושכות.

צעדים נוספים העשויים להידרש למחקר היוזמות אינם כלולים כאן (למשל, ניטור CBB טורף שפע). גם ניתן לבצע שינויים כדי פרוטוקול זה אם זמן, משאבים, ו/או ציוד המגבילים את הגורמים. ניתן לשנות את attractant מלכודת של 3:1. מתנול: אתנול לפתרון 1:1. מתנול: אתנול עם תוצאות דומות21. סבון יכול גם להיות מוחלף עבור פרופילן גליקול כפתרון להרוג מלכודות22. עבור הערכות מספר גדול של CBB (למשל, יותר מאשר כמה מאות לכל השמנה), יכול להיות מוחלף מהאומדנים המבוססים על מסה של CBB במקום הערכות הנפחי. לדוגמה, משקל יבש הממוצע CBB יחיד עשוי להיקבע באמצעות סרגל ברזולוציה גבוהה. CBB שנאספו ב-70% אתנול עשויה ואז להיות מיובש בתנור, שקל כדי להעריך את מספר CBB לכל מלכודת. הערכה הנפחי ששונה יכול גם להתבצע על ידי לשים כל CBB מתוך מלכודת לתוך משורה יחד עם הפתרון להרוג, ומאפשר את התוכן להתיישב על התחתון22. ברגע הנפח של גליל מלא נקבעים ע י ייתכן שיופיעו, הגורם ההמרה עבור 1 מ”ל עשוי להיקבע כדי להעריך שהמספר הכולל של CBB תפס לכל מלכודת. לבסוף, מגדלי הקפה יש ידע פרטני ואינטימי החוות שלהם, משתמש זה ניטור פרוטוקול כדי להעריך CBB התפשטות ותנועה, ייתכן שתרצה להשמיט צעדים המערבות המתעדים פנולוגיה, ספירת מספר צימוקים על הענפים.

שתי מגבלות אפשריות של פרוטוקול זה הם ראוי להזכיר כאן. ראשית, דגימה של ענפים בגובה החזה ללכוד את התפשטות בה פריחה מוקדמת עשויה להתחיל גבוה יותר החופה עץ. עם זאת, התצפיות מראים כי היבול פורח מוקדם מהווה אחוז קטן מאוד של התשואה הכוללת בחוות קפה בהוואי. שנית, פרוטוקול שלנו רק חשבונות עבור התפשטות ב ירוק יער, ובכך מאי ולא מדויק ללכוד הערכות של ברי נזק כאשר המספר של מעבר צבע, פירות יער בשלים גבוהה (ספטמבר – דצמבר בהוואי).

CBB ניטור פרוטוקול המוצג כאן יש מספר יתרונות ברורים על פני פרוטוקולים ניטור אחרים הנמצאים כיום בשימוש. ראשית, העיצוב דגימה אקראית שיטתית מאפשר דגימה אפילו יותר ביחס דגימה לעשות תבנית זיג-זג. עיצוב דיגום זה מאפשר יותר הערכות של ברי נזקים לאורך שדה נתון ומגביר את היכולת לזהות נקודות חמות. שנית, הכללת רכיבים בפרוטוקול ניטור החיוניים agroecosystems קפה (למשלפנולוגיה, מזג אוויר משתנים, לשיטות ניהול) תשפר את הבנתנו הדינמיקה בין מזיקים חרקים פולשני, צמחים פונדקאים שלהם, גורמים סביבתיים שונים. שלישית, השימוש של יישום אוסף נתונים אלקטרוניים ניידים במהלך סקרי שדה היתרים נתונים בזמן אמת במהירות וביעילות נכנסו ולהיות מאורגנים בתוך מסד נתונים, והוא יכול גם להיות קשור אחרים קפה אוטומטיות לניטור שיטות כגון זיהוי באמצעות השלט חישה23. יתרון חשוב נוסף של שיטת איסוף הנתונים היא כי ייתכן שיופקו התפשטות מפורט דוחות בקלות, המאפשר ניהול בזמן המלצות כדי להיות מועבר אל המגדלים. לבסוף, הנתונים בזמן אמת שנאספו על ביולוגיה CBB, פנולוגיה צמח קפה, מזג האוויר וניהול ניתן לשלב פיתוח מודלים שיכול לשמש להתאמה אישית של ניהול תוכניות לקפה מסוימת גדל מיקום.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנו מודים על יער ברמר למתן זמזום הדמיה של החוות קפה, כמו גם סיוע עם שיטות GIS. אנו מודים תומאס Mangine, מתיו מילר, לינדסי המילטון, שאנון וילסון, בריאנה מקארתי (mehana) יום שבת-הלפרן לקבלת סיוע עם הפקת הסרט ואני משני בודקים אנונימי להערות על טויטה מוקדמת. עבודה זו מומן על ידי משרד החקלאות-ערס. דעות, ממצאים, מסקנות או המלצות לידי ביטוי בפרסום זה הם אלה של המחברים, אינן משקפות בהכרח את הנופים של משרד החקלאות. משרד החקלאות הוא הזדמנות שווה ספק המעסיק.

Materials

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jaramillo, J., Borgemeister, C., Baker, P. Coffee berry borer Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae): searching for sustainable control strategies. Bull. Entomol. Res. 96, 223-233 (2006).
  2. Vega, F. E., Infante, F., Johnson, A. J., Vega, F. E., Hofstetter, R. W. The genus Hypothenemus, with emphasis on H. hampei, coffee berry borer. Bark beetles, biology and ecology of native and invasive species . 11, 427-494 (2015).
  3. ISO. Green coffee -Defect reference chart. International Standard ISO 10470. , 15 (2004).
  4. Wegbe, K., Cilias, C., Decazy, B., Alauzet, C., Dufour, B. Estimation of production losses caused by the coffee berry borer (Coleoptera: Scolytidae) and calculation of an economic damage threshold in Togolese coffee plots. J. Econ. Entomol. 96, 1473-1478 (2003).
  5. Burbano, E., Wright, M., Bright, D. E., Vega, F. E. New record for the coffee berry borer, Hypothenemus hampei, in Hawaii. J. Insect Sci. 11 (1), 117 (2011).
  6. Kinro, G. . A Cup of Aloha: The Kona Coffee Epic. , (2003).
  7. Teuber, R. Geographical indications of origin as a tool of product differentiation: The case of coffee. J. Int. Food Agribus. Mark. 22 (3-4), 277-298 (2010).
  8. Leung, P. S., Kawabata, A. M., Nakamoto, S. T. . Estimated economy-wide impact of CBB for the crop years 2011/12 and 2012/13. Brief report at request of Hawaii Congressional Delegation. , 2 (2014).
  9. Baker, P. S., Jackson, J. A. F., Murphy, S. T. . Natural Enemies, natural allies. Project completion report of the integrated management of coffee berry borer project, CFC/ICO/02 (1998-2002). , (2002).
  10. Brun, L. O., Marcillaud, C., Gaudichon, V., Suckling, D. M. Endosulfan resistance in Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) in New Caledonia. J. Econ. Entomol. 82, 1311-1316 (1989).
  11. Vega, F. E., Infante, F., Castillo, A., Jaramillo, J. The coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae): a short review, with recent findings and future research directions. Terr. Arthropod Rev. 2, 129-147 (2009).
  12. Aristizábal, L. F., Johnson, M., Shriner, S., Hollingsworth, R., Manoukis, N. C., Myers, R., Bayman, P., Arthurs, S. P. Integrated pest management of coffee berry borer in Hawaii and Puerto Rico: Current status and prospects. Insects. 8, 123 (2017).
  13. Bustillo, A. E., Cardenas, M. R., Villalba, D., Orozco, J., Benavides, M. P., Posada, F. J. . Manejo integrado de la broca del café Hypothenemus hampei(Ferrari) en Colombia. , 134 (1998).
  14. Kawabata, A. M., Nakamoto, S. T., Curtiss, R. T. Recommendations for Coffee Berry Borer Integrated Pest Management in Hawai’i 2016. Insect Pests. IP-41, (2017).
  15. Aristizábal, L. F., Jiménez, M., Bustillo, A. E., Trujillo, H. I., Arthurs, S. P. Monitoring coffee berry borer, Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae), populations with alcohol baited funnel traps in coffee farms in Colombia. Fla. Entomol. 98 (1), 381-383 (2015).
  16. Messing, R. H. The coffee berry borer (Hypothenemus hampei) invades Hawaii: Preliminary investigations on trap responses and alternate hosts. Insects. 3 (1), 640-652 (2012).
  17. Arcila-Pulgarín, J., Buhr, L., Bleiholder, H., Hack, H., Meier, U., Wicke, H. Application of the extended BBCH scale for the description of the growth stages of coffee (Coffea spp). Ann. Appl. Biol. 141 (1), 19-27 (2002).
  18. Mathieu, F., Brun, L. O., Frérot, B. Factors related with native host abandonment by the Coffee Berry Borer Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Scolytidae). J. Appl. Entomol. 121, 175-180 (1997).
  19. Pereira, A. E., Vilela, E. F., Tinoco, R. S., de Lima, J. O. G., Fantine, A. K., Morais, E. G. F., Franca, C. F. M. Correlation between numbers captured and infestation levels of the Coffee Berry-borer, Hypothenemus hampei: A preliminary basis for an action threshold using baited traps. Int. J. Pest. Manage. 58 (2), 183-190 (2012).
  20. Baker, P. S., Ley, C., Balbuena, R., Barrera, J. F. Factors affecting the emergence of Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) from coffee berries. Bull. Entomol. Res. 82, 145-150 (1992).
  21. Dufour, B. P., Frérot, B. Optimization of coffee berry borer, Hypothenemus hampei Ferrari (Col., Scolytidae), mass trapping with an attractant mixture. J. Appl. Entomol. 132, 591-600 (2008).
  22. Aristizábal, L. F., Shriner, S., Hollingsworth, R., Arthurs, S. Flight activity and field infestation relationships for coffee berry borer in commercial coffee plantations in Kona and Ka’u districts, Hawaii. J. Econ. Entomol. 110 (6), 2421-2427 (2017).
  23. Gaertner, J., Genovese, V. B., Potter, C., Sewake, K., Manoukis, N. C. Vegetation classification of Coffea on Hawaii Island using Worldview-2 satellite imagery. J. App. Remote Sensing. 11, 046005 (2017).

Tags

Coffee Berry BorerCBBCoffee AgroecosystemsCoffee Monitoring ProtocolHawaii CoffeePest ControlBeauveria BassianaData CollectionField MappingTrappingSampling Design

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Johnson, M. A., Hollingsworth, R., Fortna, S., Aristizábal, L. F., Manoukis, N. C. The Hawaii Protocol for Scientific Monitoring of Coffee Berry Borer: a Model for Coffee Agroecosystems Worldwide. J. Vis. Exp. (133), e57204, doi:10.3791/57204 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image