Rezultatele activitatilor de cercetare la proiectul ADER 415/2017 efectuate in cadru I.C.D. Apicultura si analiza

acestora, proiect finantat de MADR

Responsabili de proiect,

Dr. ing Adrian Siceanu

Dr. ing Eliza Căuia

S.C. INSTITUTUL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU APICULTURĂ S.A.

12/3/2019 2

Importanta albineloralbine melifere + 20000 specii de albine (2000 in Europa – din care 400 sunt endemice

• Serviciul de polenizare gratuit - cu impact asupra productiei agricole si mentineriibiodiversitatii plantelor entomofile – ex. estimat la 28,5 mld Euro in UE/an

130 de culturi agricole sunt polenizate de albine(DEPENDENTA 30%-100% ) - 153 mld euro/an

• Produse apicole – 8 (miere, polen, pastura, ceara, laptisor de matca, apilarnil, propolis, venin)

• Biosenzor de mediu – informatii desprecalitatea mediului (poluarea aerului, apei, solului, plantelor, = contaminarea hraneiinsecte, animale, om)

• 10% din speciile de alti polenizatori (albinesalbatice) din Europa sunt in declin (IUCN 2015)

12/3/2019 3

Albina melifera este cel mai eficient polenizator

• Adaptari anatomice si fiziologice

- Aparat bucal pentru preluarea si absorbtia nectarului din floare

- Gusa pentru transportul nectarului la stup

- Pilozitate abundenta

- Membre adaptate pentru transportul polenului la stup

- Simtul visual, gust, miros, tactil –foarte pronuntate

• Adaptari comportamentale/sociale

- viata in colonie de zeci de mii de indivizi cu o claradiviziune a muncii

- Simturi de orientare si zbor pe o suprafata mare (raza de 3 km = 2826 Ha)

- dansul de recrutare (descoperire premiata cu premiulNOBEL)

- Comportamentul de fidelitate fata de specia florala

12/3/2019 4

• Semnalarea pierderi/mortalitati de familii de albine de catre apicultorii din mai multe județe • în perioada culesului la fl soarelui 2015,

• toamna (septembrie-octombrie) 2016 / primavara 2017

• la culesuri de rapita și pe parcursul iernii 2017-2018

• 2013 – prima interdictie UE urmata de derogari in UE• Adrese catre minister, organizare simpozion cu presedintele Apimondia –

Gilles Ratia

• 2016 – Petitie

• 2016 -2018 - Chestionare on line pentru evaluare depopulari/mortalități

• Proiect de cercetare –ADER 415/oct. 2017

Petiția on line – S.O.S ALBINA ROMÂNEASCĂ! (2440 semnaturi) + 4856 = 7296 semnături

12/3/2019 5

Chestionare on line - 85% dintre apicultorichestionati au raspuns că au înregistrat acestefenomene de depopulări și mortalități, astfel:

Nr respondenti % în

perioada:

Depopulari peste

10 %

Mortalitati peste

10%

iulie-august

2016

29,4% 10,6%

septembrie-octombrie

2016

32,9% 6,8%

noiembrie-decembrie

2016

22,2% 20,4%

ianuarie-februarie

2017

39,7% 45,8%

martie-aprilie

2017

43,4% 34,9%

12/3/2019 6

Cauze apreciate de apicultori în lipsa analizelor de laborator

12/3/2019 7

INSECTICIDE SISTEMICE NEUROTOXICE – Neonicotinoide, phenyl-pyrazol -

Care sunt acestea?- TIACLOPRID, ACETAMIPRID, NITENPYRAM, DINOTEFURAN, SULFOXAFLOR,

ADMISE in UE, cu exceptia Frantei.- IMIDACLOPRID, TIAMETOXAM, CLOTIANIDIN, FIPRONIL INTERZISE in UE pentru tratamentul sămânței de rapița, porumb si

floarea soarelui, prin Regulamentul (EU) 485/2013, si mai nou –prinREGULAMENTUL DE PUNERE ÎN APLICARE (UE) 2018/783, 784, 785, AL COMISIEI din 29 mai 2018 (de modificare a Regulamentului de punere în aplicare (UE) nr.

540/2011 în ceea ce privește condițiile de aprobare a substanței active imidacloprid, clotianidin si

tiametoxam), (pentru toate culturile in aer liber) APROBATE ÎN FIECARE AN IN ROMANIA, prin autorizatii de urgenta

emise de MADR, uzand de art 53 Regulation (EC) 1107/2009, (exceptional si restrictionat + proiecte de cercetare pentru alternative):

Romania este campioana - 20 notificari de autorizatii de urgenta intre 2014 si 2016

12/3/2019 8

Nivelul de toxicitate al unor insecticide

12/3/2019 9

Mod de utilizare

• IMIDACLOPRID

• TIAMETOXAM

• CLOTIANIDIN

• TIACLOPRID

• ACETAMIPRID

• NITENPYRAM

• DINOTEFURAN

• SULFOXAFLOR

• FIPRONIL este o alta clasa DE INSECTICIDE (PHENYL-PYRAZOL )

• + METABOLITII REZULTATI

• Inrobarea samantei - 60% din tratamente

• Udarea solului

• Pulverizare foliara

• 200 DE SPECII DE PLANTE TRATATE

• 1/3 DIN TOTALUL PRODUCTIEI DE INSECTICIDE

Licenta de vanzare pt cca 120 de tari

SUNT MOLECULE FOARTE MICI SI FOARTE SOLUBILE IN APA – prin radacina sau frunza

Neonicotinoidele si fipronilul sunt persistente,

oferind protectie de lunga durata pentru culturi

12/3/2019 10

Cum actioneaza?

• Insecticide sistemice – actioneaza asupra sistemului nervos.

• Neurotoxine cu structura similara nicotinei –neonicotinoide.

• Se leaga de receptorii pentru acetilcolina (de tip nicotinic) (nAChRs), in

sistemul nervos central, cauzand, la concentratie mica, stimulare

nervoasa, iar la concentratii mari blocajul receptorilor, paralizie si moarte.

12/3/2019 11

Procesul de hranire al plantei

1. Prin fotosinteza este procesul de fixare a dioxidului de carbon din atmosferă de către plantele verzi(cu clorofilă), în prezența radiațiilorsolare, cu eliminare de oxigen șiformare de compuși organici(glucide, lipide, proteine)

2. Din sol - Extragere apa si altesubstante nutritive.

• Prin sistemul lemnos se preia apa sialte substante nutritive din sol.

• Prin sistemul liberian se transmit glucide, lipide proteine rezultate din fotosinteza12/3/2019 12

De retinut - TERMINOLOGIE

• Cantitate/samanta (variabile)

• Cantitate absorbita de planta /cantitate ramasa in sol

• Cantitati regasite in nectar/polen/apa de gutare (reziduuri)

• Timpi de injumatatire (DT50) in sol - timpul necesar scăderii la jumătate a concentrației unei substanțe active

• Metaboliti (Imidacloprid are 6 metaboliti - toxici)

• Doze letale (LD50) fata de albine

• Doze subletale

• Efecte sinergice (pesticide+erbicide+fungicide sau pesticide+ boli+ nutritie)

12/3/2019 13

CANTITATE NEONICOTINOIDE / SAMANTA

O SAMANTA este INROBATA CU 0.5–1.5 mgNEONICOTINOID

1mg = 1.000.000 ng

(1 nanogram (ng) = 10-9 = 1 milionime de miligram)500.000 - 1.500.000 ng/samanta

Din cantitatea de substanta activa de pe o samantaDOAR INTRE 1,6 - 20% AJUNGE IN PLANTA

1,6% 8.000ng – 24.000 ng20% 100.000ng - 300.000 ng

12/3/2019 14

Remanenta in sol – DT50 (timp de injumatatire)

• Degradarea neonicelor in sol depinde de mai multi factori: tipul de sol (textura si cantitate de materie organica), radiatiile UV (la suprafata), umiditate, temperatura, pH.

• Poate sa depaseasca 1000 de zile

Exemple:

IMIDACLOPRID

- 100 - 1,230 zile dupa aplicare (Baskaran et al. 1999)

- intre 3 si 4 luni si pana la peste 1 an in USA (US EPA 1993a)

- 1,250 zile in UK.

Scade la 50 % intre mai si septembrie, dupa care in lunile de iarna stagneaza (Scorza et al. 2004)

12/3/2019 15

Remanenta in sol –DT50 (timp de injumatatire)

TIAMETOXAM

- 7–335 zile (Goulson, 2013)

CLOTIANIDIN

• 148–6931 zile• UV -10 min – degradarea este mai rapida la suprafata prin actiunea UV

(Gupta et al. 2008a).

TIACLOPRID

• 3,4–>1000 zile, Goulson (2013)

ACETAMIPRID

• 31–450 zile, Goulson (2013)

DINOTEFURAN

• 75–82 zile, Goulson (2013)

FIPRONIL

• 3- 7.3 luni (US EPA 1996)12/3/2019 16

Prezenta in hrana albinei

1. S-au identificat in NECTAR, MIERE, POLEN, PASTURA, apa de gutare (Apa de gutare este de 1000 de ori maitoxica)

Niveluri MEDII de reziduuri identificate

Niveluri MAXIME de reziduuri identificate

FIPRONIL NEONICOTINOIDE

Polen/pastura 0.8 - 28.5 ng/gNectar/miere 2.3 - 70 ng/g

Polen/pastura 3 – 75.1 ng/gNectar/miere 1.9 – 13.7 ng/g

NEONICOTINOIDE

Polen/pastura 29 – 1002 ng/gNectar/miere 10,1 – 208,8 ng/g

12/3/2019 17

Impactul asupra albinei

2. S-au identificat urmatoarele efecteasupra albinelor:

• EFECTE LETALE – mortalitate si depopulare

Mortalitate directa imediata, observabila

In laborator:

• Toxicitate acuta – efectele negative care apar in 96 ore (ex. Paralizie)

• LD50 in 48h (doza letala la care mor50% din albine)

Mortalitate in timp (depopulare)

• Toxicitate cronica

• LD50 in 10 zile

Doza letala = 3,7 - 20

ng s.a.

imidacloprid/albina

Expunerea albinei la neonicotinoide se poate face prin: INGESTIE, CONTACT SI

INHALARE.

12/3/2019 18

Impactul asupra albineiEFECTE SUBLETALE –modificarea fiziologiei sicomportamentului albinei

• Afectarea procesului de invatare, memorare, orientare.

• Scaderea imunitatii – cresterea riscului la boli

• Scaderea fecunditatii matcilor,

• Afectarea glandelor hipofaringiene -producatoare de laptisor, etc

• Efecte sinergice cu alte substante sau boli (de ex. neonicotinoide la doze nedetectabile + nosemoză),

• Efecte nocive la fel de puternice sau chiar maiputernice și prin metaboliții rezultați din degradarea acestora dar și prin persistența șicumularea lor în sol,

Doza subletala de

imidacloprid

studiata < 2,16

ng/albina afecteaza

dansul de

orientare sirecrutare

12/3/2019 19

Studii stiintifice- doar cateva lucrari din sutele existente

1. Efecte asupra albinelor solitare - Anderson N et al – 2019. Chronic contact withrealistic soil concentrations of imidacloprid affects the mass, immaturedevelopment speed, and adult longevity of solitary bees, Nature, Scientificreports, 9:3724

2. Efecte asupra temperaturii de ghem in custi – Meikle et al – 2018. Effects of beedensity and sublethal imidacloprid exposure on cluster temperatures of cagedhoney bees, Apidologie 49:581–593

3. Efecte asupra genelor care raspund de productia de proteine ribosomale simusculare, ce afecteaza miscarea albinelor (mers, urcare, agatare) prindisfunctie celulara - Yan-Yan et al 2017, Sub lethal effects of imidacloprid ontargeting muscle and ribosomal protein related genes in honeybees A.mellifera,Nature, Scientific reports, 7: 1543.

4. Efecte de disruptori endocrini (albine melifere, bondari, albine solitare) –scaderea longevitatii si intarzierea ovulatiei, Baines D. et al, 2017 –Neonicotinoids act like endocrine disrupting chemicals in newly emerged beesand winter bees, Nature, Scientific reports, 7: 10979

5. Degradarea imidacloprid in albine, Schott et al 2017- Temporal dynamics of wholebody residues of the neonicotinoid insecticide imidacloprid in live or deadhoneybees, Nature, Scientific reports 7: 6288

12/3/2019 20

1. Efecte asupra reproductiei albinelor (trantori) - Straub et al. 2016, - Neonicotinoidsinsecticides can serve as inadvertent insect contraceptive, Proceedings Royal Society B283/20160506.

2. Efecte privind supresia sistemului imunitar la matci – Brandt, A. et al 2016,Immunosupression in honeybee queens by the neonicotinoids thiacloprid and clothianidin,Nature, Scientific reports, 7: 4673.

3. Efecte asupra cantitatii de proteina si a proteazelor din corpul albinelor, Wilde et al, 2016,The influence of sublethal doses of imidacloprid on protein content and proteolytic activityin honey bees (Apis mellifera L.) Journal of Apicultural Research, 2016 Vol. 55, No. 2, 212–220.

4. Efecte asupra glandelor faringiene - Hatjina et al, 2013, Sublethal doses of imidaclopriddecreased size of hypopharyngeal glands and respiratory rhythm of honeybees in vivo,Apidologie, Springer Verlag, 2013, 44 (4), pp.467-480

5. Toxicitatea imidaclopridului in camp - Bonmatin et al, 2005, Behaviour of imidacloprid infields. Toxicity for honey bees, Environmental chemistry: green chemistry and pollutants inecosystems (Ed. Lichtfouse, E; Schwarzbauer, J; Robert, D; Lichtfouse, E; Schwarzbauer, J;Robert, D) 483-494

6. Efectele imidaclopridului asupra memoriei, Armengaud et al. 2002, Effects of imidaclopridon the neural processes of memory in honey bees chapter,in Honeybees – Estimating theEnvironmental Impact of Chemicals, edited by James Devillers, Minh-Ha Pham-Delegue,Taylor & Francis e-Library, 2003, ISBN 0-203-27408-3 (Adobe eReader Format)

Studii stiintifice- doar cateva lucrari din sutele existente

12/3/2019 21

Proiect ADER 415/2017

• Amplasarea de familii de albine in 4 zone/loturi experimentale (sub 1 ha):• SCDAlbota - Arges

• SCD Secuieni - Neamț

• INCDFundulea - Calarasi

• APPR Tăndărei - Ialomita

• Echipati cu: • sisteme de monitorizare a culesurilor

(Simbee – www.simbee.ro)

• Colectoare de polen

• Magazine cu faguri artificiali pentru recoltare miere

12/3/2019 22

Monitorizarea culesurilor on lineStup LocatieApicola test 4 INCDA FunduleaApicola test 3 SCDA AlbotaApicola test 6 APPR TandareiApicola test 7 SCDA Secuieni

12/3/2019 23

Proiect ADER 415/2017• Recoltarea de probe (tipuri):

• Miere de rapiță și floarea soarelui

• Polen de la colector: rapiță, fl soarelui, porumb

• Plante in diverse faze de vegetatie: tulpina+frunză, inflorescenta.

• Albine culegătoare (urdiniș)

• Transport și conservare probe la temperature scazute, de preferatla -18°C

• Identificare si contactare laboratoare acreditate

12/3/2019 24

Proiect ADER 415/2017• Pregatire probe:

• In functie de tipul de proba (miere, polen, albine, plante)

• In functie de cerintele laboratorului (cantitate, mod de ambalare, codificare, completare formulare)

• ANSES – 10 g

• QSI – 250 g

• g

Polen monoflor selectat pentru laboratorul ANSES

12/3/2019 25

Polenuri din speciile vizate la microscop

RAPIȚĂ FLOAREA SOARELUI

PORUMB12/3/2019 26

Incadrarea probelor de miere in sortimentele vizate - exemplu

MIERE DE RAPIȚĂ Rezultat

Analiza palinologică de laborator

Cod proba Granule polen din specia vizată (%)

Polen insotitor

R-M-F-1 81,0 Pomi fructiferi, glădiță, salcie Miere monofloră de rapiță

R-M-FB-1 88,0 Pomi fructiferi, umbelifere Miere monofloră de rapiță

R-M-S-1 45,0 Pomi fructiferi, salcie, umbelifere, păpădie

Miere monofloră de rapiță

R-M-O-2 90,0 Pomi fructiferi Miere monofloră de rapiță

MIERE DE FLOAREA-SOARELUI

Cod proba Granule polen din specia vizată (%)

Polen insotitor

FS-M-A-1 -ALBOTA

10,0 Castan, umbelifere, sparcetă, trifoi, elemente de mană

Alt sortiment (miere polifloră)

FS-M-S-1 45,0 Scaieți, graminee, tei, castan Miere monofloră de floarea soarelui

FS-M-T-1TANDAREI

37,0 Ilex, graminee, scaieți, umbelifere Alt sortiment (miere polifloră)12/3/2019 27

Reziduuri de neonicotinoide (ng/g sau ppb) identificate in produse apicole, albine si plante în laboratoarele ANSES și QSI

NrUnități

NeonicotinoideReziduuri neonicotinoide

Acetamiprid Clotianidin Tiametoxam Imidacloprid Tiacloprid

1 SCD Albota

- Miererapiță 18.0 (ANSES)

- Polen rapiță< LQ (ANSES)

Polen rapiță -11.7 (ANSES)

- Miere rapiță3.6 (ANSES) - Polen rapiță11.0 (QSI) - Polen rapiță13.0 (QSI) - Polen rapiță795.1 (ANSES) peste MRL - Miere floarea s. <LQ (ANSES)

mierea de rapiță(acetamiprid și tiacloprid)

polen de rapiță (tiametoxam, imidacloprid, tiacloprid) cu niveluri diferite în funcție de

probă și laboratormierea de floarea soarelui

(tiacloprid)

2 SCD Secuieni

- Mierefloarea s. <LQ (ANSES)

- PlantăPorumb13.0 (QSI)

- PlantăPorumb52.0 (QSI) - Plantăporumb11.0 (QSI)

- Polenporumb 1.1 (ANSES)

- Plantăporumb10.0 (QSI)

- Miere rapiță2.3 (ANSES) - Polen porumb2.0 (ANSES)

mierea de rapiță (tiacloprid) polen de porumb

(imidacloprid, tiacloprid) mierea de floarea soarelui

(acetamiprid)

12/3/2019 28

3 INCD Fundulea

- Polenrapiță <LQ (ANSES)

-Polen rapiță<LQ (ANSES)

Albine la rapiță– 0.1 ng/albinăPolen rapiță -13.0 (QSI) - Polen rapiță311.0 (ANSES) - Polen porumb1.2 (ANSES)

- Polen rapiță 2.4 (ANSES)

albine la rapiță (imidacloprid) polen de rapiță (acetamiprid,

tiametoxam, imidacloprid, tiacloprid) cu niveluri diferite

în funcție de probă șilaborator

polen de porumb(imidacloprid)

4 APPR Țăndărei

- Miererapiță <LQ (ANSES) -Polen rapiță9.9 (ANSES)

-Polen rapiță<LQ (ANSES)

-Albine la rapiță<LQ (ANSES) -Miere rapiță<LQ (ANSES) -Polen rapiță10.6 (ANSES) - Miere floareas. <LQ (ANSES) - Polen porumb1.4 (ANSES)

- Miere rapiță 1.2 (QSI) - Miere rapiță 3.7 (ANSES) - Polen rapiță -11.0 (QSI) - Polen rapiță -131.8 (ANSES)

albine la rapiță (imidacloprid) mierea de rapiță

(acetamiprid, imidacloprid, tiacloprid)

mierea de floarea soarelui(imidacloprid)

polen de rapiță (acetamiprid, tiametoxam, imidacloprid,

tiacloprid) cu niveluri diferiteîn funcție de probă și

laboratorpolen de porumb

(imidacloprid)

NrUnități

NeonicotinoideReziduuri neonicotinoide

Acetamiprid Clotianidin Tiametoxam Imidacloprid Tiacloprid

Reziduuri de neonicotinoide (mg/kg=ng/g) identificate in produse apicole, albine si plante în laboratoarele ANSES și QSI

12/3/2019 29

Reziduuri de neonicotinoide (mg/kg=ng/g) identificate in produse apicole, albine si plante în laboratoarele ANSES și QSI

• 20 % din probele transmise la laboratorul din Germania (QSI) au conținut reziduuri de neonicotinoide (unul sau mai multe peste pragul de detectie)

• Din cele trei vizate (imidacloprid, tiametoxam, clotianidin):

• peste pragul de cuantificare: 8,8 %;

• 60% din probele transmise la laboratorul din Franta (ANSES) au conținut reziduuri de neonicotinoide (unul sau mai multe peste pragul de detectie)

• Din cele trei vizate (imidacloprid, tiametoxam, clotianidin):

• peste pragul de detecție: 36,6%;

• peste pragul de cuantificare: 26,6%;

12/3/2019 30

Impact asupra albinelor• La nivelul populatiei de albine

observate:• Efecte letale IN FATA STUPULUI:

– NU S-AU OBSERVAT in CAMP

- S-AU OBSERVAT IN STUPINA, pe vatra permanenta, (proba de albine identificata cu 0,1 ng/albina imidacloprid)

• Efecte letale –OBSERVATE - PRIN DEPOPULARE IN TIMPUL CULESULUI (Fundulea, Albota), LIPSA DEZVOLTARII in plin cules, dezorientare sau mortalitate departe de stup

• Efecte subletale – PRIN DEPOPULARE IN TIMP (scaderea longevitatii), pe timp de iarna prin consumul rezervelor de polen (identificate la iesirea din iarnă - 2019)

• NU S-AU STUDIAT ALTE EFECTE SUBLETALE

• NU S-AU ANALIZAT METABOLIȚII CELOR 3 NEONICOTINOIDE12/3/2019 31

Impact asupra albinelor- depopulare, lipsa dezvoltare, lipsa productivitate

12/3/2019 32

• Consum mediu - de cca 20 mg hrană pe zi (miere și polen), pentru funcționarea organismului (functii fiziologice),

• Cules - o albină poate aduce cca 50 mg nectar sau/și 20 mg polen/un singur zbor de cules.

• Numarul de zboruri/zi este foarte variabil (distanta, cantitatenectar)

Efecte subletale ??? Dificil de calculat

Impactul dozelor subletale asupra albinelor

12/3/2019 33

Concluzii in urma studiului• Loturi experimentale nesemnificative comparativ cu aria de zbor

a albinei

• Recoltarea mierii monoflorale dificila in 2018 in conditii experimentale (cantitativ si calitativ), • Observatii online privind sporul in greutate

• Mierea si polenurile monoflorale reprezintă probe relevante in studii de reziduuri de pesticide (sunt relevante cele trimise la ANSES)

• Dezvoltarea slaba a familiilor de albine pe anumite amplasamente (Albota, Fundulea)

• O mare parte a polenurilor recoltate de albine în perioada infloririi florii soarelui provine de la porumb (sursa importanta de nutrienti pentru albine). Polenurile de Porumb au fost toate contaminate

• Identificare de reziduuri (unul sau mai multe in aceeasi proba), in toate tipurile de probe transmise. (60% ANSES)

12/3/2019 34

Concluzii• Studiile efectuate confirmă existența

contaminarii produselor apicole si albinelor si deci a unor riscuri extrem de importante privind sănătatea albinelor și a altor polenizatori, prin consumul de polen și nectar, riscuri stabilite de foarte multe studii științifice realizate pe plan internațional, care au fost rezumate de EFSA și care au condus la interdicțiile de utilizare din prezent pe plan european.

12/3/2019 35