蜂巢传感器或可帮助患病蜂群

这项技术可以帮助养蜂人减少短期损失,但无法解决蜜蜂面临的长期问题

White wooden beehives sit in front of blooming almond trees.

加利福尼亚州杏仁园开花,蜂箱排列在前,以帮助坚果授粉。

养蜂人身穿白色全身防护服,戴着方形面纱,在蜂箱稳定的嗡嗡声和缕缕烟雾中,显得超凡脱俗。但他们艰巨的工作对于维持全球许多需要授粉的粮食作物至关重要。日常任务包括评估蜂群的健康状况和生产情况:定期手动打开每个蜂箱进行检查,确保蜂后存在并产卵,工蜂活跃,并寻找任何病虫害迹象。尤其是在管理至少数百个蜂箱的商业养蜂场中,这需要大量的时间、精力和费用。而且,工作的强度可能会使养蜂人难以尽早发现蜂群患病的迹象,从而防止其崩溃。

在过去的几年里,一些公司开发了传感器来自动监测蜂箱内的环境条件,并向养蜂人发出潜在问题的警报。这些公司表示,这可以帮助养蜂场更快地发现问题,减少大规模损失。行业成员和研究人员都认为,这种技术可以减轻养蜂人的工作量,并保持更多蜂群的健康。但这可能无法缓解困扰蜜蜂的一些更大问题,例如传染病和蜂群崩溃失调。

根据非营利组织“蜜蜂知情伙伴关系”6 月份发布的一份初步报告,在 2020 年 4 月至 2021 年 4 月期间,美国大大小小的养蜂场估计损失了 45.5% 的蜂群,这是自 15 年前开始记录以来的第二高损失率。奥本大学昆虫学家丹·奥雷尔说,损失 400 个蜂群(这是卡车运输授粉的典型数量)可能会使一个养蜂场损失高达 80,000 美元,他与该伙伴关系合作。


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2009 年 2 月 20 日,在加利福尼亚州瓦斯科的一个杏仁园里,蜜蜂以散装花蜜为食,这是一种在蜜蜂在淡季不采集天然花蜜时使用的浓稠棕色物质。图片来源:菲尔·霍金斯 彭博社 via Getty Images

在过去的几十年里,商业养蜂业急剧扩张。这些业务不仅仅生产蜂蜜; 他们收入的很大一部分 来自于将他们的意大利蜜蜂(西方蜜蜂)蜂箱出租给农民,用于杏仁、苹果、油菜和其他作物的授粉。加利福尼亚州仅为了给 2018 年的杏仁作物授粉,就运入了约 180 万个蜂群,这是加州大学戴维斯分校的布里特妮·古德里奇报告的州数据。根据 2019 年发表的研究,在作物开花期,养蜂人每个蜂箱可获得 高达 200 美元的报酬。 美国农业部 6 月份的一份报告显示,他们因更大、更健康的蜂群而获得额外收入,这些蜂群拥有更多采集花蜜的蜜蜂,从而进行授粉。

为了减少养蜂的人工劳动,一些商业和业余爱好者开始在单个蜂箱中安装新的传感器,其大小与智能手机相仿。它们记录并传输蜂群数据,例如温度、湿度、蜜蜂活动、声音和病虫害侵扰迹象,到软件中,使养蜂人能够远程监控多个蜂箱。机器学习算法跟踪来自单个蜂箱的数据模式,并标记异常情况,例如温度骤升或骤降,或蜜蜂进出活动的减少。根据这些信息,养蜂人可以确定是否存在问题,以及如何通过病虫害防治、药物治疗、更换蜂后或其他方法来解决问题。

几家养蜂场已与科技公司合作测试蜂箱监测传感器。总部位于爱尔兰的 ApisProtect 公司收集的蜂箱数据显示,传感器将养蜂人检查蜂箱所需的时间减少了一半,使他们能够专注于需要更多关注的蜂箱,ApisProtect 的营销主管奥伊夫·奥马霍尼说。这项技术还有助于养蜂人识别较弱的蜂群,从而减少了为手动检查蜂群而前往蜂场的车辆行驶次数,并降低了 更换弱蜂群相关的成本,奥马霍尼说。ApisProtect 提供一款监控器,售价超过 200 欧元(超过 235 美元),软件订阅还需每月额外支付 4 欧元(约 5 美元)的费用。

总部位于加利福尼亚州弗雷斯诺的初创公司 BeeHero 也在开发传感器,以跟踪出租给农民的蜂箱中的蜜蜂活动。“劳动力是大型商业养蜂人面临的最具挑战性的组成部分,能够集中注意力会产生巨大的差异,”BeeHero 的战略和增长副总裁亚伊尔·蒂吉尔说。他补充说,在农场部署和监控更高质量的蜂箱可以减少因授粉不足造成的作物损失。

在美国农业部位于亚利桑那州图森市的卡尔·海登蜜蜂研究中心,昆虫学家威廉·米克尔使用各种传感器,包括计算蜜蜂进出时蜂箱重量波动的秤,以获取行为和蜂群健康数据。传感器帮助他寻找蜂群事件之间的相关性,例如蜜蜂觅食活动的变化,以及天气事件、作物开花周期或农药使用。“传感器是用于模拟蜂群动态和蜜蜂生产力的绝佳研究工具,”米克尔说。“秤和温度监测器已被证明在蜜蜂蜂群的田间实验中作为响应变量非常有用。” 但在预防商业环境中的损失方面,米克尔说,“传感器只是解决方案的一部分,而不是解决方案本身。”

一些行业成员和代表也对传感器持矛盾态度。美国蜂蜜生产者协会执行委员会成员马特·哈尔布瓦赫斯表示,虽然“实际应用仍然有限,但通过利用技术实现自动化和效率提升的想法非常棒。” 该组织副主席克里斯·海亚特表示,他在其商业运营中测试的一些传感器成功检测到蜂群失王。他补充说,这项技术“就像一个油尺”,仍然需要人工干预。  

佐治亚州高级养蜂人朱莉娅·马胡德说,传感器和其他此类监测器并不便宜,尤其对于利润率较低的大型商业养蜂人而言。“最终,我不认为它们会在商业领域得到应用,”她说。

育空地区的业余养蜂人艾蒂安·塔迪夫更喜欢自己收集数据,以便根据他的亚北极地区位置调整一般的养蜂建议和实践。“我使用我的数据来改进我的决策,”他说。“一些带有机器学习的新系统试图为您做出决定。”

从本质上讲,使用传感器和监测器可能会节省养蜂人的时间和资源,但格尔夫大学安大略省蜜蜂研究中心主任埃内斯托·古兹曼说,这样做可能不会对蜜蜂自身的情况有多大改善。

古兹曼说,传感器无法解决蜜蜂在商业农业授粉实践中面临的普遍存在的根本困难,这些条件会导致蜂群崩溃和蜜蜂高死亡率。 最近的发现表明,像大多数传粉媒介一样,蜜蜂在安全、多样化的栖息地和多样化的食物来源中茁壮成长。但 2019 年的一项研究发现,当蜜蜂被部署为农作物授粉时,它们通常在到达不熟悉的环境之前就因运输而感到压力。古兹曼在 2016 年报告说,在这样的环境中,蜜蜂 经常只遇到一种食物来源——它们被设置为授粉的单一作物的花朵。德克萨斯大学奥斯汀分校生物学家团队在 2018 年的一项研究中发现,这些受限制的花粉和花蜜来源 会导致营养压力,从而减少蜜蜂的肠道菌群并削弱它们的免疫系统。 其他研究结果 以及 近年来的研究 表明,营养缺乏以及农业中常见的农药和除草剂的使用,使蜜蜂更容易受到病虫害、病原体和病毒的侵害。

BeeHero 联合创始人伊泰·卡诺特也认为,仅靠传感器无法解决商业农业的潜在压力。不过,他说,“监测和揭示蜂群恶化的原因以及优化授粉是支持世界粮食和农业需求的第一步。” ApisProtect 强调其传感器在运输前筛选较弱蜂群的价值,从而防止授粉旅行期间的蜂群损失。

尽管如此,古兹曼认为新的蜂箱监测器产生的是“减少影响的方法,而不是解决问题的方法,”他说。“现代性正在杀死蜜蜂。”

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