PSZCZELNICZE ZESZYTY NAUKOWE Rok XXXVII 1993 BADANIA LABORATORYJNE SZKODLIWOŚCI DLA PSZCZÓL NIEKTÓRYCH HERBICYDÓW z o f i a G r o m i s z, M i c h a ł G r o m i s z Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa, Oddział Pszczelnictwa ul. Kazimierska 2, 24-100 Puławy Streszczenie W warunkach laboratoryjnych herbicydy Roundup i Fusilade wywoływały w działaniu żołądkowym podtrucia pszczół. Chwastox natomiast był niebezpieczny dla pszczół, gdy stosowano go w większych stężeniach (większe dawki preparatu spożywane przez pszczoły). W działaniu kontaktowym z tych trzech herbicydów szkodził pszczołom preparat Roundup i Pusilade, ale z wyschnięciem cieczy roboczej zatracała się ta właściwość. Słowa kluczowe: herbicydy, pszczoła miodna, toksyczność. WPROW ADZENIE Ostatnio zużycie herbicydów w rolnictwie światowym bardzo wzrosło. Wychodząc zapotrzebowaniom naprzeciw, przemysł chemiczny rozwija produkcję herbicydów i powiększa ich asortyment o nowe związki, bardziej skuteczne i selektywne w działaniu. W polskim rejestrze pestycydów, jaki przedłożono w terminarzu Ochrony Roślin z końca lat osiemdziesiątych, znajduje się ponad 100 różnych herbicydów, podczas gdy fungicydy zajmują około 70 pozycji. Co roku trafia więc do gleby ogromna ilość tych związków (G r o m i s z 1990). Ogólnie przyjmuje się, że herbicydy stanowią mniejsze zagrożenie dla pszczół niż pestycydy z innych grup, zwłaszcza insektycydy. Nasza wiedza na ten temat ogranicza sięjednak do stosunkowo niewielkiej liczby związków, ponieważ dotychczas nie zbadano wielu herbicydów pod względem toksyczności dla pszczół. Większość lepiej poznanych herbicydów została zaliczona do III i IV klasy toksyczności, tylko nieliczne włączono do klasy II. Uznaje się jednak, że nawet herbicydy zaliczane do mniej szkodliwych dla pszczół mogą w pewnych warunkach zagrażać tym owadom (L e v i n 1970, N i e m c z u k 1973, L ę s k i 1975, M o f f e t i M o r t o n 1975). W praktyce nierzadko zdarzają się zatrucia pszczół herbicydami, choć stanowią one raczej niewielką część szkód jakie wyrządzają inne pestycydy. Wśród rejestrowanych zatruć pszczół na Lubelszczyźnie Z n i s z c z Y ń s k i (1980) oblicza udział tej części szkód na 5 %. Podobne proporcje podaje B o h o s i e - 153
w i c z i M i koł a j c z a k (1971). Pszczelarze również sygnalizują przypadki zatrucia pszczół herbicydami, co można stwierdzić w badaniach ankietowych (G r o m i s z 1983). Notowane są jednak zdarzenia, które wskazują na ewidentne zatrucia, natomiast wszelkie podtrucia raczej mijają niezauważone. Tymczasem wachlarz szkodliwego działania herbicydów może być szerszy i rzutuje na rozwój rodzin pszczelich, gdy preparat zostanie przyniesiony do ula z pożytkiem lub wodą (M o r t o n i M o f f e t 1972). Także stężenie herbicydu w cieczy roboczej nie jest tutaj bez znaczenia (N i e- mczuk 1973, Moffet i Morton 1975). Niektóre z badanych herbicydów wykazywały właściwości repelencyjne, inne natomiast nie wywoływały reakcji odstraszającej w stosunku do pszczół (Moffet i Morton 1975, Schaper 1984). Jednym z najwcześniej wprowadzonych u nas i najbardziej znanych obecnie herbicydów jest Chwastox. W swoich badaniach N i e m c z u k (1973) uznał go za bezpieczny dla pszczół, ale w pewnych warunkach szkodził on jednak pszczołom (wyższe stężenia, kontakt na świeżo). Szkodliwość dla pszczół tego herbicydu i dwóch nowo wprowadzonych Roundup i Fusilade są tematem naszych tutaj przedstawionych badań. METODYKA Doświadczenie przeprowadzono w 1982 roku, pobierając pszczoły do badań laboratoryjnych z 5 rodzin traktowanych jako powtórzenia. Z herbicydów wybrano następujące preparaty: Roundup, Fusilade i Chwastox. Roundup jest 36% roztworem wodnym soli izopropylaminowej glyfosatu, służącym do zwalczania większości chwastów jedno- i dwuliściennych, zarówno rocznych jak i wieloletnich. Pod względem toksyczności dla pszczół zaliczono go do III klasy i wyznaczono 3-godzinny okres prewencji. W zależności od gatunku zwalczanych roślin zaleca się dawki od 2 do 12 I na ha. Fusilade zawiera 25% substancji czynnej o zwyczajowej nazwie tluazitop butilu. Służy do zwalczania perzu i innych chwastów jednoliściennych w uprawach dwuliściennych. Stosuje się go w dawkach od 1,5 do 5 I na ha. Jest uważany za praktycznie nieszkodliwy dla pszczół (IV klasa toksyczności) i przypisano mu l-godzinny okres prewencji. Chwastox płynny 30 należy do grupy najbardziej znanych herbicydów, zawiera 30% soli sodowej kwasu 4-chloro-2-metyloksyoctowego (MCPA), jest zaliczany do IV klasy toksyczności dla pszczół, okres prewencji ustalono na l godzinę. Stosuje się go do zwalczania chwastów w zbożach i innych uprawach polowych i sadowniczych. Zalecane dawki zużycia na l ha wynoszą od 1,5 do 7,5 I. Obecnie w handlu znajduje się Chwastox extra (26% MCPA) i Chwastox płynny (17% MCPA) oraz dwuskladnikowe: Chwastox D, DF, F, M. Do badań sporządzono roztwory herbicydów o stężeniach odpowiadających zużyciu na 1 ha preparatu Roundup 5 I, Fusilade - 3 I i Chwastox - 3 I w 154
600 I cieczy roboczej. Herbicyd Chwastox badano także w stężeniach wyższych: 4,5 I i 6 I na ha. Badania szkodliwości żołądkowej przeprowadzono w trzech terminach (seriach): 29 VI, l VII i 6 VII. Pszczolom umieszczonym w klateczkach, po 20 sztuk w każdej, poddawano w probówkach na czas 24 godzin syrop skażony herbicydem, po czym otrzymywały one syrop czysty. Klateczki z pszczołami przetrzymywano w cieplarce zapewniającej temperaturę w przedziale 24-26 C. Pszczoły grupy kontrolnej otrzymywały cały czas syrop czysty (1: l). Przed założeniem doświadczenia pszczoły były pozbawione dostępu do pokarmu przez 1,5 godziny. Badania uzupełniające w przypadku herbicydu Chwastox obejmowały tylko jedną serię, nastawioną 4 VIII (4 kombinacje po 10 klateczek z pszczołami w każdej). Ilość pobranego herbicydu przez pszczoły określano poprzez oznaczanie masy spożytego syropu. W badaniach szkodliwości kontaktowej pszczoły przetrzymywano w szalkach Petriego, po 10 sztuk w każdej, wysłanych bibułą filtracyjną nasączoną uprzednio roztworem wodnym herbicydu (grupa kontrolna - czysta woda). W trzech seriach (13 VII, 21 VII i 28 VII) pszczoły nanoszono na bibułę bezpośrednio po jej nasączeniu oraz po 1 godzinie (19 VII, 21 VII i 28 VII), natomiast w pojedynczych seriach - po 3 godzinach (19 VII) i po 24 godzinach (13 VII). Codziennie usuwano z klateczek i liczono martwe pszczoły. Dane te wykorzystywano w opracowaniu liczbowego materialu pod kątem: - śmiertelności pszczół w określonym dniu, - długości okresu w którym ginie 20% i 5C% pszczół, - przeżywalności pszczół z uplywem czasu. Obliczenia statystyczne oparto na analizie zmienności, w razie potrzeby dokonując transformacji pierwiastkowej (liczba dni) lub wedlug wzoru Freeman'a-Tukey'a (śmiertelność pszczół). W ocenie istotności różnic wykorzystano test Duncana, przyjmując poziom wiarygodności 0,05. Różnice istotne symbolizowano literami a-b (nieistotne a-a). Średni poziom śmiertelności pszczół podano w tekście w wartościach rzeczywistych (nie z przeliczenia wartości transformowanych). WYNIKI Pszczoły doświadczalne w ciągu pierwszej doby miały swobodny dostęp do ::yropu skażonego herbicydami. W poszczególnych kombinacjach spożyły średnio-w tym czasie po 282 JLg preparatu Roundup, 143 JLg preparatu Fusilade, 214 JLg preparatu Chwastox w przeliczeniu na jedną pszczołę robotnicę. Ilościom tym odpowiadały następujące dawki substancji czynnych zawarte w tych preparatach: glyfosfat 101,4 ng 155
tluazitop MCPA butilu 35,8 ng 64,2 ng Już po upływie pierwszej doby doświadczenia, gdy wymieniano prob6wki z pokarmem, w niekt6rych klateczkach trzeba było usuwać pojedyncze martwe pszczoły. W następnych dniach ubytki w obsadzie klateczek się powiększały. Po upływie 9 dni od przyniesienia pszczół do laboartorium, śmiertelność osiągnęła następujący poziom: Roundup 11,0% b Fusilade 8,7% b Chwastox 3,3% a kontrolne 2,7% a Proporcje różnic, jakie tutaj wystąpiły pomiędzy poszczeg61nymi preparatami i w stosunku do pszcz6ł grupy kontrolnej, zarysowały się już na początku doświadczenia, jedynie z upływem czasu ubywało generalnie pszcz6ł w klateczkach. Podobne relacje, gdy oceniamy je na podstawie istotności różnic, utrzymywały się do 2 tygodni. W 15 dniu doświadczenia poziom śmiertelności pszcz6ł we wszystkich czterech kombinacjach nie r6żnił się bowiem istotnie, aczkolwiek był on na przykład w kombinacji z herbicydem Roundup 1,4 raza wyższy niż w grupie kontrolnej. Po uplywie 3 tygodni wskaźnik ten zmniejszył się do 1,0. Stwierdzamy zatem, że w naszym laboratoryjnym doświadczeniu herbicyd Roundup i Fusilade przyśpieszał narastanie śmiertelności pszczół w stosunku do jej rozkładu czasowego w grupie pszczół kontrolnych i traktowanych syropem skażonym Chwastoxem. W końcowej fazie doświadczenia - po uplywie około 3 tygodni - dochodziło jednak do zbilansowania ilościowego pod tym względem pomiędzy wszystkimi kombinacjami. W jednostce czasu ubywało wtedy stosunkowo więcej pszczół w grupie kontrolnej i traktowanej Chwastoxem, niż w przypadku preparatu Roundup i Fusilade (ryc. l). Ten stan rzeczy dobrze ilustrują wskaźniki przeżywalności pszczół, kt6re obliczono przyjmując dwa różne kryteria: liczba dni jaka upływa a. do śmierci 20% pszczół w klateczkach i b. do śmierci 50% pszczół. Otrzymano następujące dane (w dniach): Roundup Fusilade Chwastox kontrolne a (20%) 14,6 a 16,6 a 20,2 b 19,8 b b (50%) 19,8 a 19,9 a 22,0 a 21,2 a Mamy zatem powody sądzić, że skażenie pożytku pszczelego herbicydami Roundup i Fusilade, może zagrażać rodzinom pszczelim przyspieszeniem ubytku pszczół w porównaniu do jego naturalnego kształtu. Preparat Chwastox nie wykazywał tego rodzaju negatywnych właściwości. 156
50~~=--------------------------------------------. 50 40 BO 20 10 O g 16 po uptywl dni - "ft r o eve 21 _ Roundup ~ Fusllada wm Ohw"",tox ESS:] kontroin - c oot ro! Ryc.l. Procentowy rozdział puli martwych pszczół (100%) na poszczególne kombinacje Percent distribution of the total (100%) of dead bees among individual trcatments Z ocena działania żołądkowego badanych herbicydów korespondowały w ogólnych zarysach wyniki badań ich działania kontaktowego. Preparaty Roundup i Fusilade wykazywały tutaj pewna szkodliwość, ale wówczas gdy pszczoły nanoszono na bibułę świeżo nasączona roztworem herbicydu. Po 24 godzinach ginęło wtedy odpowiednio 10,0% (ab) i 18,7% (b) pszczół, podczas gdy w grupie kontrolnej i w kombinacji z Chwastoxem ubytki wynosiły 0,7% (a) i zero (a). W kombinacjach, w których bibułę po nasączeniu herbicydem suszono na powietrzu (temperatura 29 "C) przynajmniej przez l godzinę, nie było wypadków śmiertelnych. W badaniach herbicydu Chwastox przyjęto proporcje, które odpowiadają zużyciu jego w ilości 3 I na ha opryskiwanej powierzchni uprawy. Ponieważ w praktyce ochroniarskiej Są także zalecane dawki większe, zbadano więc dodatkowo jego działanie żołądkowe na pszczoły poszerzając zakres stężeń: 0,5%, 0,75% i 1,0%, co odpowiadało zużyciu na l ha 3 I, 4,5 I oraz 6 I preparatu. W kombinacjach przyporządkowanym kolejno tym stężeniom, pszczoły doświadczalne spożyły z syropem następujące dawki substancji czynnej (MCPA) tego herbicydu: 86,7 ng, 101,6 ng i 122,9 ng w przeliczeniu na l pszczołę. Zwiększenie dawek preparatu osłabiało znacznie przeżywalność pszczół, a skutki tego działania uwidoczniły się wyraźnie dopiero po kilkunastu dniach. Z gradacją średnich dawek MCPA od zera do 122,9 ng łączyła się następująca śmiertelność pszczół stwierdzona po upływie 6, 14 i 23 dni ich laboratoryjnego przetrzymywania: dawka 6 dni O 1,0% ab 86,7 ng 2,0% ab 101,6ng O a 122,9 ng 2,0% ab 14 dni 3,0% ab 2,0% ab O a 10,0% be 23 dni 4,0% ab 5,0% ab 11,0% ab 21,0% c 157
Widzimy więc pewne zagrożenie dla pszczół, jakie może wynikać z zawyżania stężeń preparatów, które kwalifikuje się jako nieszkodliwe, tak jak w przypadku Chwastoxu. W warunkach polowych nie można wykluczyć opierających się na tym schemacie zdarzeń, w których pszczoły poszukując wody pitnej pobierają z opryskiwanych roślin ciecz roboczą, w miarę jej wysychania o zwiększającej się koncentracji preparatu. Ze wzrostem stężenia preparatu pszczoły pobierały coraz to mniej skażonego syropu. Dla stężeń Chwastoxu 0,5%, 0,75% i 1,0% ilości te wnosiły odpowiednio 87,2%, 68,1 % i 61,8% w porównaniu do spożycia syropu czystego. W ogóle domieszka herbicydu do syropu obniżała w naszym doświadczeniu spożywczą wartość pokarmu. W przypadku Chwastoxu użytego w stężeniu 0,5% nie było to działanie znaczące, natomiast dwa pozostałe herbicydy wybijały się pod tym względem, co uwidaczniamy podając w mg ilości pobranego pokarmu przez jedną pszczołę w ciągu 24 godzin: syrop + Roundup 41,9 mg syrop + Fusilade 35,6 mg a syrop + Chwastox 53,1 mg b syrop 53, l mg b Różnice jakie tutaj widzimy są szczególnie interesujące, zważywszy że skutki szkodliwego dzialania tych herbicydów jeżeli występują, to z dużym opóźnieniem. Możemy zatem dopatrywać się u badanych herbicydów właściwości repelencyjnych w stosunku do pszczół. Na koniec pragniemy wskazać na dużą zmienność między rodzinami pszczelimi, jaka występuje w reagowaniu na działanie tego samego czynnika. W analizie statystycznej liczbowego materiału jest ona źródłem błędu, który rzutuje na ocenę istotności rożnie, Natomiast jej praktyczne znaczenie sprowadza się do informacji, że w pasiece poszczególne rodziny pszczele zachowują się indywidualnie na dzialanie na przykład preparatu Roundup, gdy pobierają go z wziątkiem. Stąd może wynikać różnorodność opinii na temat szkodliwości tego lub innego preparatu, zwłaszcza gdy przejawia się ona w sposób chroniczny. Wszystkie ujemne skutki zatruwania się pszczół, które w naszym doświadczeniu notowano śmiertelnymi ubytkami, nosiły znamiona chroniczne. W praktyce oznacza to przyśpieszenie spadku siły rodziny i obniżenie ich kondycji i kondycji pszczół. Zjawiska te w niewielkiej skali są trudne do stwierdzenia, przynajmniej w powiązaniu przyczyny ze skutkiem, przeto mijają niezauważone lub są akceptowane jako naturalny bieg wypadk6w, chociaż mogą rzutować znacznie na wydajność, a przede wszystkim na zdrowie rodzin pszczelich. 158
WNIOSKI W warunkach laboratoryjnych działanie żołądkowe herbicydów Roundup i Fusilade nie było dla pszczół obojętne, a preparatu Chwastox natomiast wtedy, gdy został użyty w większym stężeniu, co się równało ze spożyciem większych dawek. W działaniu kontaktowym z trzech badanych preparatów szkodził pszczołom Roundup i Fusilade, jednak tylko wówczas gdy do kontaktu dochodziło na powierzchni bibuły świeżo nasączonej cieczą roboczą. Wszystkie przypadki zatruć nosiły charakter chroniczny. W praktyce zatem nie można wykluczyć podtrucia pszczół, gdy zabraknie fachowości w stosowaniu herbicydów. Szczególnie sprzyja temu: a) zawyżanie stężeń herbicydu w cieczy roboczej, b) opryskiwanie areałów na drodze przelotu pszczół podczas ich intensywnej pracy, c) opryskiwania w pełni dnia w czasie suszy i upałów, gdy pszczoły poszukują wody. LITERATURA B o h o s i e w i c z M., M i koł a j c z a k B. (1971): Zatrucia pszczół pestycydami w latach 1968-71. Pszczelarstwo 22(10):3-4. G r o m i s z Z. (1983): Zatrucia pszczół pestycydami w pasiekach korespondentów Oddziału Pszczelnictwa ISK. Pszczelarstwo 34(8): 10-11. G r o m i s z Z. (1990): Ochrona pszczół przed zatruciami. PWRiL, Warszawa. L e v i n M.D. (1970): The effects of pesticides on beekiping in the United States. Am. Bee J. 110(1):8-9. Ł ę s kir. (1975): Pestycydy a pszczoły. Post. Nauk RoI. 1:83-95. M o f f e t J.O., M o r t o n H.L. (1975): How herbicydes effect honey bees. Am.Bee J. 115(5):178-179. M o r t o n H. L., M o f f e tj. O. (1972): Ovicidal and larvicidal effects of certa in herbicides on honey bees. Envir.Ent, 1(5):611-614. N i e m c z u k R. (l973): Działanie niektórych herbicydów na pszczoły. Pszczeln.Zesz.Nauk. 17:205-227. S c h a p e r F. (1984): Reaktion von Bienen auf Bienenungefiirliche Herbizide. Apidologie 15(3):241-242. Z n i s z c z Y ń s k i Z. (1980): Zatrucia pszczół na Lubelszczyźnie w latach 1968-1977. Entomologia a intensyfikacja rolnictwa. PWN, Warszawa. 159
LABORATORY STUDlES OF POłSONOUS EFFECTS OF CERTAłN HERBłCIDES ON HONEY BEES z o f i a G r o m i s z, M i c h a ł G r o m i s z Summary Under łaboratory conditions the examined herbicides brought about an increased mo rta łity rate of honey bees through gastric action. On the 9th day after formuła administration the following percentages of bees died (formuła concentrations in parentheses): Roundup (0,83%) - 1l,0% Fusilade (0,5%) 8,7% Chwastox (0,5%) - 3,3% controł (0,0%) 2,7% Performing weii in this study, Chwastox was partly toxic to bees when used at higher concentrations (twofołd increase in concentration resulted in fivefold increase in mo rta lity rate of bees). No harmful contact action of the Chwastox formula was found. On the other hand, the formulas Roundup and Fusilade caused toxicities when the contact was mad e on the surface of filter paper freshly soaked with the working liquid. Bees in experirnental cages took up the poisoned syrup less willingly than herbicide-free syrup which indicates certain repellent properties of the studied herbicides. Keywords: herbicides, honey bee, toxicity. 160