Ветеринарные препараты на основе щавелевой кислоты и их эффективность при варроатозе

Введение . Паразитирование клеща Varroa destructor на медоносной пчеле Apis mellifera L. создает серьезные проблемы в пчеловодстве в России и за рубежом. Высокая степень устойчивости ко всем применяемым в настоящее время мерам борьбы с клещом, а также плодовитость и скорость распространения паразита приводят к резкому ослаблению пчелосемей и скорой их гибели [1–4]. Безусловным успехом в деле борьбы с клещом считают открытие и активное использование фторсодержащих пиретроидов (химический класс – сложные эфиры), которые начали использовать в 90-е гг. прошлого века. Они демонстрировали высокую акарицидную эффективность наряду с высокой скоростью воздействия и одновременно с низкой токсичностью для пчел.

Регулярное использование пиретроидов для борьбы с клещом V. destructor привело к возникновению резистентности у популяций клеща. Снижение эффективности отмечено исследователями даже при применении самых активных препаратов флувалината, флуметрина и амит-раза [5–8].

Продолжительные периоды использования этих препаратов, их химическая устойчивость привели к присутствию и накоплению их в пыльце, воске и меде [9–14]. Исследования последних лет показали, что пчелиный воск, содержащий остатки пестицидов, способствует развитию устойчивости к ним клещей [15].

Цель исследования – провести обзор методов борьбы с клещом V. destructor , основанных на применении щавелевой кислоты, в России и за рубежом.

Объект и методы . Объект исследований – варроатоз пчел. Методы исследований – сравнительно-аналитический и системный.

Результаты и их обсуждение. Для изменения сложившегося неблагоприятного положения в России и за рубежом ведутся поиски и испытания природных перспективных органических соединений, известных своей акарицидной активностью. В Советском Союзе испытания одного из таких соединений – щавелевой кислоты – при варроатозе проведены в 80-х гг. прошлого века в Закарпатье (ныне Западная Украина) [16]. Позже была найдена подходящая форма использова- ния щавелевой кислоты в виде 2 % водного раствора методом опрыскивания пчел на рамках. Он показал в определенных условиях высокую эффективность против клеща с терапевтическим эффектом 98,4±0,6 % при двукратной обработке [17]. В настоящее время вызывает большой интерес во всех странах мира использование природных органических соединений для борьбы с клещом V. destructor. Эти соединения в зарубежной исследовательской литературе называют «мягко» действующими по сравнению с синтетическими химическими веществами, которые обозначают как «твердые» действующие [18, 19].

Самыми распространенными и доказавшими свою эффективность в борьбе с V. destructor являются щавелевая кислота, эфирные масла растений, относящихся к семейству Lamiaceae . К ним относятся растения, известные пчеловодам: лаванда, майоран, розмарин лекарственный, зеленая мята и тимьян. Масла этих растений имеют в составе тимол и его изомер карвакрол. Пчеловоды проявляют интерес и используют бета-кислоты хмеля ( Hop Juard ) для борьбы с клещом [20, 21]. Но эффективность природных акарицидов зависит не только от химического строения действующего вещества, но и от многих сопутствующих факторов. В их числе концентрация действующего вещества, состав и соотношение компонентов препаративной формы, метод внесения и срок нахождения препарата в улье. Также влияют на эффективность температура и влажность воздуха и биологическая стадия развития пчелы-хозяина и клеща-паразита. Наибольшей эффективности удается достичь в безрасплодный период либо до начала сбора нектара рабочими пчелами, либо в конце сезона после откачивания меда.

Определенный интерес у пчеловодов-практиков последние годы вызывают муравьиная и щавелевая органические кислоты. Исследования иностранных специалистов [22] предположительно указывают на ингибирование транспорта электронов в митохондриях клеща путем связывания цитохрома оксидазы.

Щавелевая кислота эффективно использовалась в течение нескольких десятилетий [23–26] и не вызывала устойчивости клеща [27]. Российские исследователи в условиях Тюменской области установили, что безрасплодные семьи при однократной обработке водно-сахарным раствором (1:1), содержащим 3.2 % дигидрата щавелевой кислоты, методом поливания пчел в межра- мочных пространствах в объеме 5 мл на рамку показали снижение численности клещей в опытных семьях на 89,1±1,9; 87,1±2,2 %. Максимальная гибель паразитов в опытных семьях на обеих пасеках наблюдалась в течение первых двух суток после лечения. В контрольных группах смертность клещей в период наблюдения составила 10,1±0,9; 11,7±1,1 % [17].

Поскольку щавелевая кислота показывала высокую эффективность, то пчеловоды и исследователи опробовали разные способы введения щавелевой кислоты в ульи. В пчеловодческих регионах Италии клещи наносили вред медоносным пчелам еще в 80-е гг. XX в. [28]. Для борьбы с клещевой инвазией в 6 разных регионах и в Тоскане выбраны 20 пчелосемей и разделены на 2 группы. Контрольная группа обрабатывалась целлюлозными полосками, не содержащими щавелевую кислоту. Остальные семьи в течение весеннего сезона 2004 г. и зимнего 2005 г. подвергались воздействию целлюлозных полос размером 3 × 25 см, содержащими 9 г дигидрата щавелевой кислоты (20 г кислоты в 100 мл дистиллированной воды), растворенной при температуре 40 °С. Конечная величина содержания щавелевой кислоты в одной полоске составляла 1,3 г по результатам химического анализа. Эффективность зимних и весенних обработок различалась. Весенние обработки показали очень низкую эффективность – 22,7 %. Зимние обработки в Тоскане показали эффективность 18,7 %. Но формы, связанные с испарением кристаллической щавелевой кислоты, показали обнадеживающие результаты – 80,6–86,3 % [28].

Новый этап развития использования щавелевой кислоты для контроля V. destructor начался после публикации материалов группы исследователей Аргентины во главе с M. Maggi в 2015–2016 г. Добиваясь расширения применения препарата на основе щавелевой кислоты, они использовали в качестве растворителя глицерин, а раствором пропитывали картонные полосы, которые размещали в ульях между рамками. Новая препаративная форма позволяла достичь несколько преимуществ одновременно. Она могла быть использована в весенне-летний период в присутствии расплода, размещалась на период более 42 дней, не давала вредных испарений для пчел, не требовала добавления препарата в корм пчел [29]. Эффективность применения щавелевой кислоты зави- села от метода внесения ее в улей. Исследователи проверили 3 метода обработок: разбрызгивание раствора, внесение в виде струй и метод внесения с помощью решеток верхнего перекрытия. Провели сравнение растворов 3 % водного и водно-сахарного (4,2 %) раствора щавелевой кислоты. Результат, заявленный исследователями, составил 90 % эффективность [30]. Контроль количества осыпавшихся клещей, обнаруженных на клейкой бумажной подложке, осуществляли через 7; 14; 21 день.

При повторении этих экспериментов индийскими учеными в условиях высокотемпературного климата Индии были получены результаты с более низкой эффективностью. Метод разбрызгивания раствора показал 75,9 % эффективность, струйный метод показал 75 % эффективность, а метод внесения через решетку верхнего перекрытия – 88,2 %.

На протяжении нескольких лет (2017–2019 гг.) проводил исследования действия щавелевой кислоты на клещей и на пчел биолог Р. Оливер (США) [31–33]. Он применял составы щавелевой кислоты, растворенной в глицерине, нанесенные на различные носители. Ему удалось разрешить целый ряд вопросов по подбору наиболее эффективных соотношений компонентов, осуществить выбор носителей и растворителей и ответить на многие вопросы пчеловодов-практиков. Он также подготовил материалы для утверждения Европейским Пестицидным Агентством (EPA) и обосновал возможность, а также определил эффективность применения для борьбы с клещом V . destructor щавелевой кислоты с ее расширенным высвобождением в течение сезона [33]. Целью исследований было тестирование методов применения щавелевой кислоты в течение двух циклов развития медоносных пчел (48 дней) и приблизительно двух с половиной циклов размножения клещей Varroa .

Результатами исследований явилось определение эффективности 94 % в конце периода. При визуальном осмотре рамок с расплодом не отмечено никаких неблагоприятных воздействий ни на матку, ни на расплод от подкисления среды в улье. Испытания проводили в климатических условиях жаркого засушливого лета; несмотря на наличие расплода, подтверждена эффективность 94 %. Установили, что щавелевая кислота, нанесенная на целлюлозную пластину, контролирует количество клещей в течение нескольких недель. Тестировались девять рецептур с разным соотношением кислоты и растворителя. В качестве носителей использовали целлюлозные бумажные полотенца и адсорбирующие матрицы. Выявлено, что самым подходящим и безопасным для пчел явилось весовое соотношение кислоты к глицерину 1:1. Для достижения эффекта при использовании целлюлозных полотенец в качестве носителей требуется не менее 6 недель присутствия их в ульях. Основными преимуществами этой формы явились высокая эффективность при наличии расплода, возможность использования во время медосбора и при высоких температурах воздуха, отсутствие загрязнений воска, меда, пчелопродуктов и возможность повторения обработки через 6 недель при необходимости. Единственным недостатком этой формы является отсутствие быстрого заметного эффекта. Он проявляется через 47–56 дней после внесения носителя с кислотой в улей [32].

Собственные исследования состояния формы с соотношением щавелевой кислоты и глицерина 1:1 показали, что в однородном виде она сохраняется при температурах воздуха не ниже 20 °С. При понижении температуры до 17– 18 °С и, соответственно, увеличении относительной влажности воздуха до 70–80 % происходит активное поглощение влаги раствором и разрушение однородного состояния, кристаллизация кислоты. Высокая эффективность (90– 94 %) подтверждается при однородном растворенном состоянии кислоты в глицерине и снижается при изменении однородности состояния.

В условиях теплого и жаркого климата зарубежных стран (США, страны Средиземноморья, страны Африканского континента) в периоды испытаний исследователям не приходилось сталкиваться с изменением погодных условий в течение всего сезона. Но в России, на Урале и в Западной Сибири быстрое и резкое снижение температуры на 10–12 °С в течение нескольких часов в весеннее и летнее время происходит часто. Высокотемпературные (стабильно выше 20 °С) и сухие периоды (относительная влажность воздуха 40–60 %) кратковременны и неустойчивы. Поэтому для получения высокого акарицидного эффекта необходимо выбирать периоды высокой температуры и низкой влажности воздуха либо использовать иные способы борьбы с клещом V. destructor .

Заключение. Как показывает анализ литературных данных, использование для борьбы с клещом V. destructor щавелевой кислоты позволяет успешно подавить его развитие, не причинив вреда пчелосемьям в определенных условиях. Максимальная акарицидная эффективность достигнута в безрасплодный период развития пчелосемей. Препаративная форма в виде целлюлозных полос, пропитанных раствором щавелевой кислоты в глицерине, позволяет удалить клещей и во время присутствия расплода в семьях, и на протяжении всего сезона. Использование щавелевой кислоты для борьбы с клещом не имеет экологических ограничений и дает возможность успешно и безопасно применять формы с расширенным высвобождением кислоты в течение 6 недель их присутствия в ульях.