PSZCZELNICZE ZESZYTY NAUKOWE

PSZCZELNICZE ZESZYTY NAUKOWE Rok XLI 1997 TOKSYCZNOŚĆ NA WOZÓW MINERALNYCH DLA PSZCZÓŁ W WARUNKACH LABORATORYJNYCH CZ.II TOKSYCZNOŚĆ SALETRY WAPNIOWEJ I POTASOWEJ ORAZ SOLI POTASOWEJ Barbara Tomaszewska, Paweł Chorbiński Wydział Weterynaryjny AR Katedra Epizootiologii i Klinika Chorób Zakaźnych, Pl. Grunwaldzki 45, 50-366 Wrocław Streszczenie W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono badania nad toksycznością żołądkową dla pszczół saletry wapniowej i potasowej oraz soli potasowej. Doświadczalnym owadom podawano w syropie cukrowym I i 2% roztwory wyżej wymienionych nawozów. Wykonano również badania histologiczne, które wykazały zmiany w jelicie środkowym pszczół po spożyciu wszystkich trzech nawozów. Nie obserwowano gwałtownego wzrostu śmiertelności pszczół po ich spożyciu. Słowa kluczowe: pszczoła miodna, toksyczność, saletra wapniowa, saletra potasowa, sól potasowa WPROW ADZENIE Saletra wapniowa, saletra potasowa i sól potasowa należą także do nawozów mineralnych, które mogą być stosowane doglebowo i dolistnie. Z uwagi na sposób oraz termin wykonywania zabiegów, doglebowe stosowanie tych nawozów nie stanowi dla pszczół żadnego niebezpieczeństwa. Można jednak przypuszczać, że w przypadku ich dolisthego stosowania może zaistnieć pewne zagrożenie, które wynika z możliwości przyniesienia przez pszczoły do ula i spożycia zanieczyszczonej nawozami rosy, zwłaszcza przy niedoborach wody w środowisku naturalnym (dłuższe okresy bez opadów atmosferycznych, brak poidła w pasiece). W rolnictwie do nawożenia dol istnego używa się stężeń 0.3-2% dla saletry wapniowej i potasowej a do 3% dla soli potasowej (Byszewska i Sadowska 1974, Łachowski cyt za Kubacka - Szmidtgal 1974). Celem badań było ustalenie w warunkach laboratoryjnych toksyczności żołądkowej saletry wapniowej (15,5%N:26,6%CaO, Norsk Hydro), saletry potasowej (99% KN03) i soli potasowej (60% K20) oraz określenie ewentualnych zmian histologicznych w jelicie środkowym doświadczalnych pszczół po jednorazowym spożyciu pokarmu z dodatkiem wymienionych nawozów. 159

MATERIAŁ I METODYKA Do badań użyto l i 2% roztwory wyżej wymienionych nawozów w 50% syropie cukrowym. Zastosowane w doświadczeniu roztwory nawozów mieszczą się więc w granicach 'stężet'l używanych w rolnictwie. Grupy doświadczalne i kontrolne liczyły po 50 sztuk owadów każda i pochodziły z jednej rodziny pszczelej. Użyte w doświadczeniu roztwory nawozów określono także na podstawie wcześniejszych prób pobierania przez pszczoły różnych ich stężeń. Syrop cukrowy z odpowiednią zawartością badanych nawozów podawano jednorazowo i usuwano go po 24h, po tym pszczoły grup doświadczalnych do końca doświadczenia otrzymywały 50% syrop cukrowy oraz wodę. Pszczoły grup kontrolnych karmione były czystym syropem cukrowym i wodą przez cały okres doświadczenia. Obserwacje prowadzono przez 10 dni. W badaniach uwzględniono zużycie pokarmu i wody na jedną pszczołę oraz notowano procent śmiertelności w grupach doświadczalnych i kontrolnych. W badaniach tych użyto 60 grup doświadczalnych i kontrolnych. Do badań histologicznych utworzono dodatkowo 18 grup doświadczalnych i 3 grupy kontrolne. Po upływie 24, 48 i 96 godzin od spożycia przez pszczoły pokarmu z dodatkiem nawozu w stężeniach l i 2% pobierano z tych grup po 15 osobników pszczelich, uzyskując od nich jelita środkowe do badań histologicznych. W badaniach tych posłużono się techniką parafinową stosując barwienie azanem Novum. Spożycie nawozów w poszczególnych grupach, podobnie jak w części I doświadczenia (Chorbiński i Tomaszewska 1995) zostało przeliczone wg spożycia azotu zawartego w saletrze wapniowej i potasowej, i podane w miligramach na I pszczołę oraz wg spożycia potasu zawartego w saletrze potasowej i soli potasowej (również w mg na l pszczołę). Niezależnie od stężenia podanego nawozu, na podstawie tego spożycia wyodrębniono następujące grupy pszczół: dla saletry wapniowej: I-0.011 (+/- 0.0029) mgn/pszcz., II-0.019 (+/- 0.0001) mgn/pszcz., III - 0.023 (+/- 0.0015) mgn/pszcz., dla saletry potasowej: IV - 0.03 (+/-0.0026) mg/n i 0.07 (+/- 0.007) mgk/pszcz., V - 0.04 (+/- 0.0028) mgn/ i 0.1 (+/- 0.0075) mgk/pszcz., VI - 0.05 (+/- 0.001) mgn/ i 0.13 (+/- 0.0029) mgk/pszcz. i dla soli potasowej: VII - 0.11 (+/- O) mgk/pszcz., VIII - 0.16 (+/- 0.03) mgk/pszcz., IX - 0.28 (+/- 0.019) mgk/pszcz. X grupę stanowiły pszczoły grup kontrolnych. Średni procent śmiertelności pszczół, odpowiadający spożyciu nawozów w wymienionych grupach, skorygowano do obliczeń wg wzoru Abbota (Lipa i Śliżyński 1973). Analizę wariancji z uwzględnieniem wartości skorygowanych wg wyżej wymienionego wzoru i wartości rzeczywistych, przeprowadzono za okres 10 dni doświadczenia dla wszystkich nawozów. Wyniki doświaczenia opracowano statystycznie i przedstawiono w tabelach. 160

Saletra wapniowa WYNTKT BADAŃ T DYSKUSJA Śmiertelność pszczół po jednorazowym podaniu saletry wapniowej analizowana wedlug wartości rzeczywistych nie różniła się w istotny sposób od śmiertelności grupy kontrolnej. Natomiast analiza wariancji przy zastosowaniu wartości skorygowanych wzorem Abbota wykazała istotnie niższą śmiertelność pszczół w grupie T (0.0 I I mgn) i TlT(0.023 mgn) w stosunku do grupy n (0.019 mgn) (tabela l). Spożycie pokarmu cukrowego i wody w grupach doświadczalnych (T - IJI) nie odbiegało w istotny sposób od spożycia w grupie kontrolnej (tabela 2). W badaniach histologicznych zaobserwowano, że podanie saletry wapniowej zarówno w stężeniu l jak i 2 % spowodowały wystąpienie podobnych zmian w jelicie środkowym polegających na pojawieniu się po 24h licznych drobno-punktowych przejaśnień w cytoplazmie komórek nabłonkowych, które jednak nie nosiły znamion wakuolizacji cytoplazmy, ale wskazywały raczej na nasilenie aktywności enzymatycznej samych komórek. Analogiczny obraz był obserwowany rówież w 48 godz. od momentu spożycia tego nawozu. Zanotowano rówdnocześnie objawy przyspieszonego złuszczania komórek nabłonkowych oraz w 96 godzinie doświadczenia ślady wakuolizacji cytoplazmy komórek nabłonkowych. Saletra potasowa Porównanie śmiertelności pszczól po podaniu saletry potasowej według wartości rzeczywistych wykazało, że śmiertelność pszczół w grupie TV (0.07mgK, 0.03mgN) i VI (0.13mgK, 0.05 mgn) jest istotnie wyższa w porównaniu z grupą V (0.1 mgk, 0.04mgN). Porównanie śmiertelności według wartości skorygowanych wykazało istotne niższą śmiertelność pszczół w grupie V w stosunku do grup IV i vr (tabela 3). Zaobserwowano jednocześnie statystycznie istotne zmiejszenie spożycia pokarmu w grupie VI (O.13mgK, O.05mgN) (tabela 4). W grupie pszczół otrzymujących saletrę potasową zaobserwowano pojawienie się zmian w obrazie histologicznym dopiero w 48 godzinie obserwacji. Zmiany te charakteryzowały się objawami nasilonego złuszczania nabłonka jelitowego i zwiększeniem produkcji błon perytroticznych. Dodatkowo w 96 godzinie zanotowano nasilenie się aktywności centrów regeneracyjnych nabłonka jelitowego. Sól potasowa Po jednorazowym podaniu soli potasowej nie zaobserwowano statystycznych różnic w śmiertelności testowanych owadów wg wartości rzeczywistych, natomiast wg wartości skorygowanych zanotowano istotnie niższą śmiertelność w grupie VII (0.011 mgk) i Vlll (0.016 mgk) w porównaniu z grupą IX (0.028 mgk) (tabela 5). Spożycie pokarmu cukrowego i wody w grupach V1J - TX nie odbiegało od spożycia w grupie kontrolnej X (tabela 6). 161

Pobranie przez pszczoły soli potasowej spowodowało wystąpienie w obrazie histologicznym wyraźniejszych zmian aniżeli w przypadku saletry potasowej. Już po 24 godzinach zaobserwowano obniżenie wysokości nabłonka jelitowego - komórki przybierały kształt owalny, ich jądra były lekko powiększone i posiadały przejaśnioną chromatynę. W 48 godzinie doświadczenia obraz zmian był podobny, czasami zaobserwowano pojawienie się pojedynczych wakuoli w cytoplazmie komórek nabłonkowych. Dodatkowo stwierdzono nasilenie działalności cewek Malpighiego, która manifestowała się pojawieniem intensywnie wybarwiającej się wydzieliny w świetle kanalików. Podobny obraz zanotowano w 96 godzinie doświadczenia. Tak jak w przypadku saletry amonowej (Chorbiński i Tomaszewska 1995) dodatkowo stwierdzono, że pszczoły nie pobierały pokarmu o podwyższonej koncentracji (3. i 4%) aktualnie użytych w doświadczeniu nawozów. Stwierdzona w warunkach laboratoryjnych niechęć pszczół do pobierania pokarmu z wysokimi stężeniami nawozów stanowi gwarancję, że w warunkach polowych pszczoły także nie pobiorą skażonego pokarmu, głównie wody i tym samym nie ulegną ewentualnemu zatruciu. Obserwowane w obrazie histologicznym zmiany w komórkach nabłonkowych jelita środkowego doświadczalnych pszczół wskazywać mogą na pewne zaburzenia w ich procesach metabolicznych. Zmiany te nie mają jednak znaczącego wpływu na przeżywalność pszczół, co pozwala sądzić, że w warunkach naturalnych wpływ ten będzie niezauważalny i bez praktycznego znaczenia. Tabela Śmiertelność pszczół po jednorazowym podaniu saletry wapniowej w syropie cukrowym (w %). Percent mortality of bees after single application of the calcium nitrate. liczba testowanych Grupy owadów (grup) Da s ot experiment Groups Number ot examined bees (groups) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Control 1 2 2 3 5 5 6 7 8 8 I 0.011moN 350 (7) 1 1 2 3 3 4 5 5 5 6 0.019maN " O O O O 4 6 10 14 14 20 "I O.023mgN 250 (5) O O O 1 1 1 2 2 2 2' Objaśnienia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia saletry wapniowej w przeliczeniu na m[!,n/pszczołę. Groups according to eonsumptlon of calcium nitrate in mgn/hee. - różnica statystycznie istotna dla wartości skorygowanych wg wzoru Abbotta (alfa = 0.05). - significant difference, the dala corrected to the Abbott formula (alfa = 0.05) # - różnica statystycznie istotna dla wartości rzeczywistych (alfa = 0.05) # - significant difference, the real data (alfa = 0.05j. 162

Tabela 2 Spożycie pokarmu i wody przez pszczoły po jednorazowym podaniu saletry wapniowej (w ul/pszczołę) Consumption of sugar syrup and water by bees after single application of the calcium nitrate(in ul/bee) Liczba testowanych Grupy owadów (grup) Oa\ s ot experiment Groups Number ot examined bees (groups) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 s 22 25 27 20 26 32 39 36 35 34 Control w 5 4 4 4 4 4 4 3 4 4 I s 27 16 35 29 25 26 22 28 38 31 350 (7.) O.OllmgN w 4 5 7 3 4 4 3 3 3 4 II s 40 12 20 14 22 32 20 28 32 22 0.019mgN w 4 4 8 4 4 4 2 2 4 4 III s 31 12 24 21 25 29 23 22 28 37 250 (5) 0.023mgN w 5 4 7 4 5 4 4 2 4 3 Objasnienia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia saletry wapniowej IV przeliczeniu na mgn/pszczolę. Groups according to consumption of calcium nitrate in mgił/bee s - syrop syrup. 11' - woda water Tabela 3 Śmiertelność pszczół po jednorazowym podaniu saletry potasowej w syropie cukrowym (w %). Percent mortality of bees after single application of the potassium nitrate. Liczba testowanych Grupy owadów (grup) Da s ot exeenment. Groups Number ot examined bees (groups) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Control 1 2 2 3 5 5 6 7 8 8 IV 0.07mgK 1 1 5 7 8 9 10 10 10 lo' 0.03maN V 0.10mgK O O 1 1 1 1 2 3 3 3' 0.04maN VI 0.13mgK 2 8 8 10 10 12 12 12 12 12' 0.05maN Objaśnienia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia saletry potasowej w przeliczeniu na mgn/pszczołę Groups according to eonsumptlon ofpotassium nitrate in mgn/bee 163

Tabela 4 Spożycie pokarmu i wody przez pszczoły po jednorazowym podaniu saletry potasowej w syropie cukrowym (w ul/pszczołę) Consumption of sugar syrup and water by bees after single application of the potassium nitrate (in ul/bee) liczba testowanych Davs ot experiment Grupy owadów (grup) Groups Numberof examined bees 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (groups) s 22 25 27 20 26 32 39 36 35 34 Control 'w 5 4 4 4 4 4 4 3 4 4 IV s 21 12 25 20 23 28 16 16 21 28 0.07mgK 0.03mgN w 3 4 5 5 4 4 3 3 4 3 V s 32 17 18 20 42 28 17 25 27 27 0.10mgK 0.04mgN w 4 5 5 4 4 3 3 4 2 4 VI s 30 14 12 8 20 20 14 18 22 30# 0.13mgK 0.05mgN w 4 6 8 6 4 4 2 2 2 2 Objasnłenia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia saletry potasowej w przeliczeniu na mgn/pszczołę Groups according lo eonsumptlon of potassium nitrate in mgn/bee Tabela 5 Śmiertelność pszczół po jednorazowym podaniu soli potasowej w syropie cukrowym (w %). Percent mortality of bees after single application of the potassium salt. Liczba testowanych Days ot experiment Grupy owadów (grup) Groups Number ot examined bees 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (groups) Control VII O.11maK VIII 0.16mgK IX 0.28maK 1 2 2 3 5 5 6 7 8 8 350 (7) O O 3 3 3 6 9 11 14 16-250 (5) O O O O O 3 3 6 9 10 3 3 3 3 4 8 12 18 22 26 Objaśnienia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia soli potasowej IV przeliczeniu na mgklpszczołę Groups according lo eonsumptlon of potassium salt in mgk/bee 164

Tabela 6 Spożycie pokarmu i wody przez pszczoły po jednorazowym podaniu soli potasowej w syropie cukrowym (w ul/pszczołę) Consumption of sugar syrup and water by bees after single application of the potassium salt (in ul/bee) Liczba testowanych Grupy owadów (grup) Groups Days ot experi ment Number ot examined bees 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (groups) s 22 25 27 20 26 32 39 36 35 34 Control w 5 4 4 4 4 4 4 3 4 4 VII s 38 12 21 26 33 35 39 35 33 39 350 (7) 0.11mgK w 3 5 6 3 4 5 4 2 4 4 VIII 's 40 23 33 22 26 40 42 53 35 38 250 (5) 0.16mgK w 4 3 6 5 4 6 3 3 3 3 IX s 40 42 32 40 29 35 36 44 33 28 0.28mgK w 4 3 5 3 3 5 6 3 3 4 Objaśnienia: Notes: Grupy zestawione wg spożycia soli potasowej IV przeliczeniu na mgk/pszczołę Groups according lo consumption oj pofassiwn salt in mgk/bee WNIOSKI l. Spożycie przez pszczoły pokarmu z dodatkiem 1 i 2% roztworów saletry wapniowej, saletry potasowej oraz soli potasowej nie powinno prowadzić do ich zatrucia. 2. Zmiany w obrazie histologicznym komórek nabłonka jelita środkowego mają charakter przejściowy i są bardziej nasilone w przypadku spożycia przez pszczoły soli potasowej aniżeli po spożyciu saletry wapniowej i potasowej. LTTERATURA B Y s z e w s k a W, S a d o w s k a A. (I 9 7 4 ) - Piśmiennictwo dotyczące dolistnego dokarmiania roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk. RoI. nr 143: 15-42. C h o r b i ń s k i P., T o m a s z e w s k a B. (I 995) - Toksyczność nawozów mineralnych dla pszczół w warunkach laboratoryjnych. Cz.l Toksyczność mocznika i saletry amonowej. Pszczel. Zesz. Nauk. 29, nr 2, w druku. K u b a c k a - S z Ol i d l g a I M. (I 9 7 4 ) - Dolistne dokarmianie buraków cukrowych. Zesz. Probl. Post. Nauk. RoI. nr 143:149-156. L i p aj., Ś I i ż y ń s k i K. (I 973) - Wskazówki metodyczne i terminologia do wyznaczania średniej dawki śmiertelnej (LD50) w patologii owadów i toksykologii. Prace Nauk. Inst.Ochr. Roślin, 15( 1):59-83. 165

TOXICITY OF MINERAL FERTILIZERS TO HONEY BEES UNDER LABORA TORY CONDITIONS PART II. TOXICITY OF CALCIUM AND POTASSIUM NITRA TES AND POT ASSIUM SALT B.Tomaszewska, P.Chorbiński Summary The stomachic toxicity of three fertilizers - calcium and potassium nitrates and potassium salt bas been established in laboratory studies. The experimental and eon troi groups were eomposed of 50 hees. The I% and 2% solution of fertilizers was applied in 50% sugar syrup to experimental inseets once. In the 10-day experiment the bee mortality and food and water consumption was monitored. The real and correeted data were statistically analyzed according to the Abbot formula. No sudden increase in mortality of honey bees after consuming any of the fertilizers was observed. The honey bees which received the potassium nitrate (0.05mg N per bee) consumed significantly less food as compared to control bees. The histological examination after application of calcium nitrate has shown changes in epithelial cells of the midgut (smali-point c1earings in the cytoplasm, accelerated peeling of celi s); increased produetion of peritrophic membranes and increased activity of regeneratlon centers, and after application of potassium salt - shortening and rounding of epithelial cells, swelling of nuclei and clearing oftheir contents. Keywords: honey bee, toxicity, calcium nitrate, potassium nitrate, potassium salt. 166