Attività di monitoraggio ambientale con le api

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1 Progetto «BeeNet: apicoltura e ambiente» Attività di monitoraggio ambientale con le api Marco Lodesani Consiglio per la ricerca in agricoltura e l analisi dell economia agraria Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 1

2 La moria delle api CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 2

3 Le morie di colonie in Europa 1 numero del Journal of Apicultural Research 2010: dedicato alle morie delle api in Europa COLOSS Meeting, Zagabria 3-4 marzo /12/ :28 3

4 Le morie di colonie in Europa 14/12/ :31 4

5 Mortalità anomale? CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 5

6 La moria delle api Cause? Perdita di biodiversità Cambiamenti climatici Patogeni Pratiche apistiche Pesticidi CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna

7 Api come indicatori ambientali Area di bottinamento di una colonia 7 km 2 (700 ha) Un alveare è in grado di compiere circa dieci milioni di microprelievi al giorno. CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 monitoraggio di pesticidi 7

8 Api come indicatori ambientali CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :33 monitoraggio di pesticidi 8

9 Api come indicatori ambientali In che modo le api indicano l inquinamento chimico dell ambiente? mortalità anomala di fronte all alveare residui presenti nelle api nel miele, polline e altri prodotti dell alveare trappole per le api morte analisi di laboratorio pesticidi pesticidi inquinanti urbani radionuclidi microorganismi CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 9

10 Api come indicatori ambientali api bottinatrici Le matrici polline miele giovane informazione più puntiforme nel tempo informazione che combina meglio spazio e tempo insieme - informazione più completa La loro capacità di REAGIRE a vari stimoli (agricoli, climatici, ambientali) e RESTITUIRCI, sotto forma di informazioni (semplici e complesse) informazioni su ciò che SUCCEDE nei dintorni, le rende OTTIME SENTINELLE AMBIENTALI CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 10

11 Apenet: monitoraggio e ricerca in apicoltura Coordinamento a cura del CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura

12 RETE DI MONITORAGGIO Number of reports of abnormal bee mortality sent to the Veterinary Services and the collection centers in the spring of 2008, 2009, 2010 and 2011 in maize-growing and non maize-growing areas (Source IZSVe). Regione N. di segnalazioni in aree maidicole Altre segnalazioni durante la primavera 2009 Primavera 2008 Primavera 2009 Aree Primavera 2010 Primavera 2011 maidicole Altre segnalazioni Aree maidicole Lombardia nd - - Piemonte nd - 1* Emilia-Romagna * - 2** + 3* * Veneto *** - 3 Bolzano Friuli Venezia Giulia Trento - 6 Abruzzo - 1 Calabria * - - Basilicata Sardegna TOTALE * * 0 16 Altre segnalazioni 14/12/ :28 12

13 RETE DI MONITORAGGIO Number of reports of abnormal bee mortality sent to the Veterinary Services and the collection centers in the spring of 2008, 2009, 2010 and 2011 in maize-growing and non maize-growing areas (Source IZSVe). imidacloprid (n): 14ppb; 15,7ppb; 37 ppb; 65ppb; 8ppb; 9ppb; dimetoato (ph): 435 ppb; 12 ppb; clorpirifos-etil (ph): 840 ppb indoxacarb (igr): 17 ppb, 15 ppb bifentrin (p): 82 ppb flutriafol (f): 4492 ppb; 63 ppb bifentrin (p): 473 ppb fenpropidin (f): 222 ppb; 5 ppb rotenon (nat): 67ppb thiametoxam (n): 277 ppb acetamiprid (n): 2181 ppb; 49ppb iprodione (f): ppb dimetomorf (f): 16 ng/g n-neonicotinoids; ph-organophosphates; igr-igrs; p-pyrethroids nat-natural insecticides (plant extracts); f-fungicides 14/12/ :34 13

14 Calcolo dei livelli di esposizione Dispersione delle polveri durante la semina del mais e effetti sulle api Quantificazione delle polveri emesse durante la semina Effetto sulle api dell esposizione diretta in campo Analisi dei residui Effetti letali e subletali Test di laboratorio Stima dell utilità agronomica dei preparati per la concia con insetticidi delle sementi di mais api vegetazione altri residui alveare Test sulla covata Test in tunnel filtri acetonitrile Test di tossicità acuta

15 Sostanze neurotossiche: Oltre alla mortalità diretta ( a volte non evidente e/o immediatamente manifesta) Per una completa analisi dell impatto, tutti devono esser presi inconsiderazione Effetti sinergici Tra più fattori (chimici+patologici) T, alimentazione, età ecc Effetti sub-letali -capacità apprendimento - comportamento -neurofisiologia -

16 Effetti sub-letali: CONCLUSIONI Le sostanze in prova hanno mostrato la capacità di condizionare la capacità di orientamento delle api; Riduzione delle attività nel nido; Riduzione del comportamento di ricerca del cibo (attività di foraggiamento); Riduzione della capacità di scelte corrette nel riconoscimento del colore e della posizione delle fonti di cibo; Perturbazione nella capacità di riconoscere sostanze (odori) alla base della comunicazione dell alveare; Clothianidin è in grado di scatenare la replicazione virale nelle api a dosi inferiori della DL50.

17 3) stress nutrizionali Carenze nutrizionali: quantità di polline Settembre ottobre Colonie sperimentali dotate di regine sorelle fecondate nello stesso luogo (Lab. CRA-API Coviolo). Apiario suddiviso in 3 gruppi. Polline raccolto in loco e somministrato g g Polline normali Polline carenti Polline abbondanti

18 milioni di spore Media spore Nosema per ape b 8 6 ab 4 a 2 0 POL + POL norm POL -

19 Copie virali DWV (log) Api morte Api morte Copie di DWV (Log) Effetti sinergici tra neonicotinoidi e patogeni: Clothianidin Varroa destructor esercita un effetto sinergico nei confronti del DWV, provocando, tramite l influsso sulle difese immunitarie dell ape, la transizione da innocue infezioni latenti a disastrose esplosioni virali. 1,0E+18 1,0E+17 1,0E+16 1,0E+15 1,0E+14 1,0E+13 1,0E+12 1,0E+11 1,0E+10 1,0E+09 1,0E+08 1,0E+07 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Esperimento "Clothianidin applicazione topica" A B B A AB B H2O 3 ng/ape 10 ng/ape 20 ng/ape 30 ng/ape 40 ng/ape 12 ore 24 ore 48 ore Clothianidin soluzione: 3 ng (15 volte inferiori ai valori di DL50)- 50 ng. I risultati indicano che Clothianidin è in grado di promuovere la proliferazione del virus delle ali deformi (DWV), comunemente presente nelle api in condizioni di infezione latente con ovvie conseguenze negative sulla sopravvivenza. L impatto del Clothianidin sulla replicazione del DWV e sulla sopravvivenza delle api esposte a dosi fino a 15 volte inferiori ai valori di DL50 ufficialmente riportati. 14/12/ :28 19

20 Effetti sinergici tra neonicotinoidi e patogeni: Clothianidin Varroa destructor esercita un effetto sinergico nei confronti del DWV, provocando, tramite l influsso sulle difese immunitarie dell ape, la transizione da innocue infezioni latenti a disastrose esplosioni virali. 14/12/ :35 20

21 Pesticidi ambiente agricolo SCENARIO Azione diretta Azione indiretta acuta cronica (sub letali) memoria, orientamento ecc Inibizione sistema immunitario Ambiente clima, nutrienti Stress nutrizionali Benessere, longevità e sinergie con patogeni e pesticidi Patogeni varroa Inibizione risposta immunitaria Virosi (DWV)

22 Progetto «BeeNet: apicoltura e ambiente» Attività di monitoraggio Messa a punto di una rete di monitoraggio nazionale per la valutazione dello stato di salute delle api nelle zone a maggior rischio e nelle aree naturali protette Il progetto si inquadra negli obiettivi delle azioni della Rete Rurale Nazionale, in particolare nell Azione Laboratori interregionali per lo sviluppo, che prevedono l istituzione di osservatori rurali e reti di interscambio, in grado di monitorare in tempo reale la situazione nelle diverse regioni italiane, anche attraverso la creazione di database e archivi informatici accessibili al pubblico. Questo progetto, inoltre, per il suo carattere innovativo e dimostrativo, risponde perfettamente all esigenza di diffusione delle buone prassi e delle conoscenze, che rappresenta uno dei criteri portanti della Rete Rurale. CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 22

23 Progetto «BeeNet: apicoltura e ambiente» BeeNet Rete di Monitoraggio Servizio di Pronto Intervento Apistico (SPIA) CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 23

24 BeeNet: apicoltura e ambiente BeeNet è un network per lo studio delle interazioni ape-ambiente e per il monitoraggio della mortalità delle colonie d api Dal 2012 la rete BeeNet consiste in circa 3000 alveari presenti in 303 apiari collocati in tutte le regioni italiane Georeferenziazione di tutte le 303 postazioni; Messa a punto di un software per la registrazione dei dati accessibile da parte dei operatori e creazione banca dati Raccolta di informazioni sul contesto ambientale Raccolta di informazioni sullo stato sanitario degli alveari Approfondimenti analitici residuali su matrici apistiche Elaborazione dei dati ed emissione di un Bollettino periodico CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 24

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27 Funzionamento della rete BeeNet Sviluppo, stato sanitario, ambiente Infestazione da varroa Nosema / virus Residui di pesticidi Qualità dei pollini Stato della colonia Ambiente Parassiti Parassiti Pesticidi Qualità del polline G F M A M G L A S O N Sviluppo del nido (api, covat, miele, polline) /mortalità Dati ambientali (uso del territorio, tipo di colture, dati climatici) Infestazione dall acaro Varroa destructor Nosema spp. / DWV, CBPV e ABPV in api adulte Residui di Pesticidi nel polline dei favi Contenuto di proteine nel polline dei favi 27/17 CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 27

28 Lista principi attivi ricercati nelle api e nei prodotti dell alveare SOSTANZA ATTIVA TECNICA ANALITICA SOSTANZA ATTIVA Acetamiprid Kresoxim Methyl Acibenzolar-S-Methyl GC-NPD Lambda - Cyhalothrin Acrinatrina Lambda - Cyhalothrin Alpha Endosulfan Lufenuron Azoxystrobin Metalaxyl Benalaxyl Metamitron Beta Endosulfan Bifenthrin Methiocarb Sulfoxide Bitertanol GC-NPD Methomyl Boscalid Metrafenone Bromopropilato Myclobutanil Bupirimate GC-NPD Nitempiran Captan Oxadiazon Carboxin GC-NPD Oxamyl Chlormequatchlorid Pencicuron Chlorphenvinfos Chlorpyrifos GC-NPD Penconazolo Chlorpyrifos - Methyl GC-NPD Phosmet Clofentezin Piperonil Butossido Clothianidin Pirimicarb Coumaphos Pirimiphos Methyl Cyazofamid Procimidone Cymoxanil Procloraz Cypermethrin Cyproconazol Propamocarb Cyprodinil GC-NPD Propiconazole Deltamethrin Pyraclostrobin Difenoconazol Pyridaben Diflubenzuron Pyrimethanil Dimethoat Quinoxyfen Dimethomorph Mixture Rotenone Dithianon Dodemorph Tebuconazole Endosulfan Sulfate Tebufenozide Esfenvalerate Tebufenpirad Ethoprophos GC-NPD Teflubenzuron Etofenprox Teflutrin Etridiazol Tepraloxydim Femoxadon Thiabendazole Fenamidone Fenamiphos GC-NPD Thiacloprid Fenarimol Thiamethoxam Fenazaquin Thiophanate Methyl Fenbuconazole Tolclofos Metile Fenbutatin Oxide Triadimenol Fenhexamid Trifloxystrobin Fenitrothion GC-NPD Triflumuron Fenoxycarb Triticonazolo Fenpropatrin TECNICA ANALITICA GC-NPD GC-NPD GC-NPD GC-NPD CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 28

29 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 29

30 Squadra di Pronto Intervento Apistico (SPIA) Il sistema delle segnalazioni di BeeNet Segnalaziaone della problematica (N.verde, , fax ecc) Poche essenziali informazioni: Who: Where:. When: What:. Hypothesis:. Contatto dal Referente centrale o zonale CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 30

31 Via Internet, fax o telefono 14/12/ :28 31

32 Squadra di Pronto Intervento Apistico (SPIA) richieste d intervento ( ) 32/17 14/12/ :28 32

33 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :45 33

34 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 34

35 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :39 35

36 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 36

37 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :44 37

38 Diffusione dei risultati CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :44 38

39 BLZ - 1 TRN - 1 PMN - 1 PMN - 2 PMN - 3 PMN - 4 PMN - 5 LMB - 1 LMB - 2 LMB - 3 LMB - 4 LMB - 5 VNT - 1 VNT - 2 VNT - 3 VNT - 4 VNT - 5 FVG - 1 FVG - 2 LGR - 1 LGR - 2 LGR - 3 EMR - 3 TSC - 1 TSC - 3 TSC - 4 TSC - 6 UMB - 1 UMB - 2 MRC - 2 LZO - 1 LZO - 2 LZO - 3 ABR - 2 ABR - 3 MLS - 2 MLS - 3 CMP - 2 CMP - 4 PGL - 1 PGL - 2 PGL - 3 BSL - 1 BSL - 2 SCL - 1 SCL - 2 SCL - 3 SRD - 2 SRD - 3 Contaminazione dei pollini (rete di monitoraggio) Polline: % campioni positivi ai pesticidi CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 39

40 Elevata contaminazione da pesticidi del polline nei favi % N campioni 2012: 117 N campioni 2013: 243 N campioni 2014: % % Altri studi di monitoraggio: 58% Francia (Lambert et al., 2013) 42% Spagna (Bernal et al., 2010) 75% Germania (Genersch et al., 2010) > 60% Europa (Greenpeace report 2014) Correlazione positiva tra superfice agricola e numero di pesticidi /12/ : CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna

41 Campioni di polline dalla rete di monitoraggio Elevato n. di campioni multiresidualità L esposizione multipla a pesticidi è un dato di fatto e l effetto additivo e cumulativo dovrà essere considerato negli studi futuri con 16 p.a. su 87 sono revocati! N retrievements : 647 CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 41 14/12/ :28 41

42 Campioni dal servizio SPIA Matrici differenti Elevata frequenza di campioni..con neonicotinoidi e piretroidi Minore frequenza di fungicidi N retrievements : 258 CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 42 14/12/ :28 42

43 Cocktail di pesticidi Nella maggior parte degli esperimenti di tossicità, viene considerato solo un pesticida per volta. L esposizione multipla a pesticidi è un dato di fatto e l effetto additivo e cumulativo dovrà essere considerato negli studi futuri. CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 43

44 Residui nel polline dei favi % positive samples 20 % positive samples ACA CAR FUN HER IGR NEO NP OP PHE PYR SYN 0 ACA CAR FUN HER IGR NEO NP OP PHE PYR SYN Chemical Class Chemical Class % positive samples % positive samples /12/ :28 0 ACA CAR FUN HER IGR NEO NP Chemical Class OP PHE PYR SYN 0 ACA CAR FUN HER IGR NEO NP Chemical Class 44 OP PHE PYR SYN

45 we found an increased probability of Nosema infection in bees that consumed pollen with a higher fungicide load. Probability of Nosema infection increased with fungicide load in consumed pollen. The curve shows the predicted probability of Nosema infection. CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 14/12/ :28 45

46 Squadra di Pronto Intervento Apistico (SPIA) Anno interventi richiesti: 59% dei campioni positivi ai pesticidi North: 58% Numero di segnalazioni per mese Centre: 14% febbraio aprile South: 28% 14 maggio giugno luglio agosto settembre 14/12/ :28 CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 46 14/12/ :28 46

47 Squadra di Pronto Intervento Apistico (SPIA) Anno interventi richiesti: 68% dei campioni positivi ai pesticidi North: 78% Centre: 16% Numero di segnalazioni per mese marzo aprile South: 6% maggio giugno luglio agosto settembre ottobre 22 novembre 14/12/ :28 CRA - Unità di ricerca di apicoltura e bachicoltura, Bologna 47 14/12/ :28 47