蜂巢感測器或可幫助患病蜂群

這項技術可以幫助養蜂人減少短期損失,但無法解決蜜蜂面臨的長期問題

White wooden beehives sit in front of blooming almond trees.

加利福尼亞州杏仁園開花,蜂箱排列在前,以幫助堅果授粉。

養蜂人身穿白色全身防護服,戴著方形面紗,在蜂箱穩定的嗡嗡聲和縷縷煙霧中,顯得超凡脫俗。但他們艱鉅的工作對於維持全球許多需要授粉的糧食作物至關重要。日常任務包括評估蜂群的健康狀況和生產情況:定期手動開啟每個蜂箱進行檢查,確保蜂后存在併產卵,工蜂活躍,並尋找任何病蟲害跡象。尤其是在管理至少數百個蜂箱的商業養蜂場中,這需要大量的時間、精力和費用。而且,工作的強度可能會使養蜂人難以儘早發現蜂群患病的跡象,從而防止其崩潰。

在過去的幾年裡,一些公司開發了感測器來自動監測蜂箱內的環境條件,並向養蜂人發出潛在問題的警報。這些公司表示,這可以幫助養蜂場更快地發現問題,減少大規模損失。行業成員和研究人員都認為,這種技術可以減輕養蜂人的工作量,並保持更多蜂群的健康。但這可能無法緩解困擾蜜蜂的一些更大問題,例如傳染病和蜂群崩潰失調。

根據非營利組織“蜜蜂知情夥伴關係”6 月份釋出的一份初步報告,在 2020 年 4 月至 2021 年 4 月期間,美國大大小小的養蜂場估計損失了 45.5% 的蜂群,這是自 15 年前開始記錄以來的第二高損失率。奧本大學昆蟲學家丹·奧雷爾說,損失 400 個蜂群(這是卡車運輸授粉的典型數量)可能會使一個養蜂場損失高達 80,000 美元,他與該夥伴關係合作。


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2009 年 2 月 20 日,在加利福尼亞州瓦斯科的一個杏仁園裡,蜜蜂以散裝花蜜為食,這是一種在蜜蜂在淡季不採集天然花蜜時使用的濃稠棕色物質。圖片來源:菲爾·霍金斯 彭博社 via Getty Images

在過去的幾十年裡,商業養蜂業急劇擴張。這些業務不僅僅生產蜂蜜; 他們收入的很大一部分 來自於將他們的義大利蜜蜂(西方蜜蜂)蜂箱出租給農民,用於杏仁、蘋果、油菜和其他作物的授粉。加利福尼亞州僅為了給 2018 年的杏仁作物授粉,就運入了約 180 萬個蜂群,這是加州大學戴維斯分校的布里特妮·古德里奇報告的州資料。根據 2019 年發表的研究,在作物開花期,養蜂人每個蜂箱可獲得 高達 200 美元的報酬。 美國農業部 6 月份的一份報告顯示,他們因更大、更健康的蜂群而獲得額外收入,這些蜂群擁有更多采集花蜜的蜜蜂,從而進行授粉。

為了減少養蜂的人工勞動,一些商業和業餘愛好者開始在單個蜂箱中安裝新的感測器,其大小與智慧手機相仿。它們記錄並傳輸蜂群資料,例如溫度、溼度、蜜蜂活動、聲音和病蟲害侵擾跡象,到軟體中,使養蜂人能夠遠端監控多個蜂箱。機器學習演算法跟蹤來自單個蜂箱的資料模式,並標記異常情況,例如溫度驟升或驟降,或蜜蜂進出活動的減少。根據這些資訊,養蜂人可以確定是否存在問題,以及如何透過病蟲害防治、藥物治療、更換蜂后或其他方法來解決問題。

幾家養蜂場已與科技公司合作測試蜂箱監測感測器。總部位於愛爾蘭的 ApisProtect 公司收集的蜂箱資料顯示,感測器將養蜂人檢查蜂箱所需的時間減少了一半,使他們能夠專注於需要更多關注的蜂箱,ApisProtect 的營銷主管奧伊夫·奧馬霍尼說。這項技術還有助於養蜂人識別較弱的蜂群,從而減少了為手動檢查蜂群而前往蜂場的車輛行駛次數,並降低了 更換弱蜂群相關的成本,奧馬霍尼說。ApisProtect 提供一款監控器,售價超過 200 歐元(超過 235 美元),軟體訂閱還需每月額外支付 4 歐元(約 5 美元)的費用。

總部位於加利福尼亞州弗雷斯諾的初創公司 BeeHero 也在開發感測器,以跟蹤出租給農民的蜂箱中的蜜蜂活動。“勞動力是大型商業養蜂人面臨的最具挑戰性的組成部分,能夠集中注意力會產生巨大的差異,”BeeHero 的戰略和增長副總裁亞伊爾·蒂吉爾說。他補充說,在農場部署和監控更高質量的蜂箱可以減少因授粉不足造成的作物損失。

在美國農業部位於亞利桑那州圖森市的卡爾·海登蜜蜂研究中心,昆蟲學家威廉·米克爾使用各種感測器,包括計算蜜蜂進出時蜂箱重量波動的秤,以獲取行為和蜂群健康資料。感測器幫助他尋找蜂群事件之間的相關性,例如蜜蜂覓食活動的變化,以及天氣事件、作物開花週期或農藥使用。“感測器是用於模擬蜂群動態和蜜蜂生產力的絕佳研究工具,”米克爾說。“秤和溫度監測器已被證明在蜜蜂蜂群的田間實驗中作為響應變數非常有用。” 但在預防商業環境中的損失方面,米克爾說,“感測器只是解決方案的一部分,而不是解決方案本身。”

一些行業成員和代表也對感測器持矛盾態度。美國蜂蜜生產者協會執行委員會成員馬特·哈爾布瓦赫斯表示,雖然“實際應用仍然有限,但透過利用技術實現自動化和效率提升的想法非常棒。” 該組織副主席克里斯·海亞特表示,他在其商業運營中測試的一些感測器成功檢測到蜂群失王。他補充說,這項技術“就像一個油尺”,仍然需要人工干預。  

佐治亞州高階養蜂人朱莉婭·馬胡德說,感測器和其他此類監測器並不便宜,尤其對於利潤率較低的大型商業養蜂人而言。“最終,我不認為它們會在商業領域得到應用,”她說。

育空地區的業餘養蜂人艾蒂安·塔迪夫更喜歡自己收集資料,以便根據他的亞北極地區位置調整一般的養蜂建議和實踐。“我使用我的資料來改進我的決策,”他說。“一些帶有機器學習的新系統試圖為您做出決定。”

從本質上講,使用感測器和監測器可能會節省養蜂人的時間和資源,但格爾夫大學安大略省蜜蜂研究中心主任埃內斯托·古茲曼說,這樣做可能不會對蜜蜂自身的情況有多大改善。

古茲曼說,感測器無法解決蜜蜂在商業農業授粉實踐中面臨的普遍存在的根本困難,這些條件會導致蜂群崩潰和蜜蜂高死亡率。 最近的發現表明,像大多數傳粉媒介一樣,蜜蜂在安全、多樣化的棲息地和多樣化的食物來源中茁壯成長。但 2019 年的一項研究發現,當蜜蜂被部署為農作物授粉時,它們通常在到達不熟悉的環境之前就因運輸而感到壓力。古茲曼在 2016 年報告說,在這樣的環境中,蜜蜂 經常只遇到一種食物來源——它們被設定為授粉的單一作物的花朵。德克薩斯大學奧斯汀分校生物學家團隊在 2018 年的一項研究中發現,這些受限制的花粉和花蜜來源 會導致營養壓力,從而減少蜜蜂的腸道菌群並削弱它們的免疫系統。 其他研究結果 以及 近年來的研究 表明,營養缺乏以及農業中常見的農藥和除草劑的使用,使蜜蜂更容易受到病蟲害、病原體和病毒的侵害。

BeeHero 聯合創始人伊泰·卡諾特也認為,僅靠感測器無法解決商業農業的潛在壓力。不過,他說,“監測和揭示蜂群惡化的原因以及最佳化授粉是支援世界糧食和農業需求的第一步。” ApisProtect 強調其感測器在運輸前篩選較弱蜂群的價值,從而防止授粉旅行期間的蜂群損失。

儘管如此,古茲曼認為新的蜂箱監測器產生的是“減少影響的方法,而不是解決問題的方法,”他說。“現代性正在殺死蜜蜂。”

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