使用二氧化碳抖落狄斯瓦螨监测侵染结果不准确

《Journal of Apicultural Research》：Application of carbon dioxide for dislodging Varroa destructor for monitoring infestation yields inaccurate results

　　

寄生螨类狄斯瓦螨（Varroa destructor）通过创伤性取食行为及高效传播多种蜜蜂病毒，导致全球大量西方蜜蜂（Apis mellifera）蜂群死亡。瓦螨对蜂群的负面影响不可低估。监测瓦螨侵染水平是成功实施瓦螨管理计划、减少蜂群损失的基础。目前存在多种瓦螨监测方法，其在实用性、时间成本、劳动强度、设备要求及准确性方面各异。向蜂群注射二氧化碳（CO₂）以麻醉蜜蜂并抖落瓦螨，因可快速获得结果且无需牺牲蜜蜂，成为一种颇具吸引力的监测手段。然而，此类方法的有效性尚不明确。本研究采用气瓶注射器或实验室气罐两种方式施用CO₂，探究其抖落瓦螨的效果。结果表明，两种CO₂施用方式均极为低效，尤其在瓦螨侵染水平较低时，所估测的瓦螨侵染率严重偏低，从而削弱了瓦螨监测与管理计划成功实施的基础。使用肥皂水或酒精洗涤蜜蜂仍是快速、低成本且相对准确的瓦螨侵染监测标准方法。

**研究背景、问题与意义**

狄斯瓦螨（Varroa destructor）是导致全球蜜蜂蜂群健康下降、生产力降低和存活率减少的最重要且普遍的因素之一。瓦螨通过刺穿蜜蜂外骨骼，取食蛹血淋巴和成年蜜蜂脂肪体，其创伤性取食行为还使其成为残翅病毒（deformed wing virus，DWV）和急性蜜蜂麻痹病毒（acute bee paralysis virus，ABPV）等致命病毒的高效传播媒介。养蜂人调查和大量科学研究均将瓦螨列为蜂群损失的主要元凶。在瓦螨综合管理中，尽管存在多种农业与机械防治方法，但其效果变异性大且耗时，难以在大型商业化养蜂作业中可靠推广。因此，杀螨剂应用成为缓解瓦螨侵染的主要手段，而合理用药需以准确的瓦螨侵染监测为前提，并应在用药前后验证防治效果。然而，杀螨剂抗性问题日益严重，且不当的施药时机与方式也常导致防治失败，因此准确监测瓦螨侵染水平对于制定防治决策至关重要。

现有瓦螨监测方法各有利弊：肥皂水或乙醇（乙醇/异丙醇）洗涤成虫蜜蜂最为常见，该方法成本极低、易于标准化且结果可比，但需处死约300只蜜蜂；糖粉摇落法虽不伤蜂且结果较准确，但在高湿度环境下易低估侵染率，且可能增加处理5天后的蜜蜂死亡率；蜂房产卵检查法灵敏准确，被誉为培育抗螨蜂种的基准方法，但耗时费力且需专业光学设备；粘板监测法虽较准确，但需改造蜂箱、耗时数日乃至数周，样本运输与储存困难，且计数费神；基于图像分析或人工智能（artificial intelligence，AI）的辅助计数技术虽在发展中，但设备昂贵、技术要求高。考虑到蜜蜂对高浓度CO₂具有天然耐受性（因其穴居行为），而瓦螨对CO₂敏感且易被麻醉脱落，因此利用CO₂注射在监测瓦螨时无需杀死蜜蜂，具快速简便等潜在优势，但其实际效果缺乏严格评估。本研究旨在系统比较CO₂注射器与实验室气罐两种施用方式对瓦螨的抖落效率，并结合肥皂水洗涤验证其准确性，为瓦螨监测方法的可靠性提供关键实验依据。该研究发表于《Journal of Apicultural Research》。

**主要技术方法**

研究人员于2024年4月在美国农业部农业研究服务署（USDA-ARS）蜜蜂育种、遗传与生理实验室（路易斯安那州巴吞鲁日，Baton Rouge, LA）建立由瓦螨易感蜂王孕育的蜂群，整个实验期间不进行补充饲喂及杀螨剂处理。2024年8月，从双面封盖子脾超过50%的2个巢脾上，将蜜蜂抖入18.9 L桶中，用0.14 L塑料杯收集约300只蜜蜂转入Varroa EasyCheck系统（Veto-Pharma产品）。CO₂采用两种方式施用：其一，使用Varroa EasyCheck CO₂注射器插入装有16 g（8 cm³）CO₂气瓶（Pro Bike Tool）的装置，按制造商说明书触发注射5秒直至蜜蜂停止飞行坠落；其二，使用实验室22.7 kg CO₂气罐，经Victor FM200调节器设定流量（850 cm³/小时），通过橡胶管向容器注入CO₂ 5秒。处理后将容器密闭静置10秒、倒置轻摇15秒，计数脱落瓦螨。随后加入肥皂水洗涤蜜蜂，在摇床上震荡30分钟以去除剩余瓦螨，统计总瓦螨数和蜜蜂数，计算成虫蜜蜂侵染率（%Infestation of Adult Bees）及CO₂抖落效率。利用JMP 18软件进行统计分析，采用泊松分布广义线性模型（general linear model，GLM）及Spearman秩相关、Kruskal-Wallis检验评估参数效应。

**研究结果**

**（1）CO₂施用方法对抖落效率的影响**

CO₂去除瓦螨的效率受检测参数显著影响（GLM，χ2=401.7208，df=4，p＜0.0001）。施用方法（Logworth=12.489，p＜0.0001）、蜜蜂数量（Logworth=15.889，p＜0.0001）、样本总瓦螨数（Logworth=1.672，p=0.02126）和成虫侵染率（Logworth=3.522，p=0.0003）均显著影响效率。Varroa EasyCheck注射器注射CO₂的平均效率仅为16.0%，而实验室CO₂气罐施用的平均效率为40.4%，后者显著高于前者（Kruskal-Wallis，χ2=6.076，df=1，p=0.0137）。

**（2）样本总瓦螨数对效率的影响**

CO₂去除瓦螨的效率与样本总瓦螨数呈显著正相关（Spearman’s ρ=0.7398，p＜0.0001）。在总瓦螨数较低时，注射器法的效率甚至低于10%，意味着可能漏检90%以上的瓦螨；随着总瓦螨数增加，效率相应上升。该效应在注射器（ρ=0.163，p=0.0004）和气罐（ρ=0.7741，p=0.0031）两种方式中均显著。低侵染水平下效率极低，可能导致严重低估侵染程度，造成假安全感。

**（3）样本蜜蜂数量对效率的影响**

CO₂效率与样本蜜蜂数量亦呈显著正相关（Spearman’s ρ=0.5443，p=0.0013）。蜜蜂数量对注射器效率影响显著（ρ=0.7287，p=0.0003），但对气罐法无显著影响（ρ=0.0070，p=0.9828）。说明使用注射器时若取样蜜蜂过少，会进一步加剧监测结果的偏差。这对于希望避免杀死蜜蜂而采用该法的养蜂人而言尤为重要，因为取样量不足的倾向将放大不准确性。

**（4）成虫侵染率对效率的影响**

CO₂效率与成虫侵染率（%Infestation）呈显著正相关（Spearman’s ρ=0.5819，p=0.0005），且注射器（ρ=0.4864，p=0.0297）和气罐（ρ=0.7531，p=0.0047）两种方式均显著。当侵染率处于低水平时，CO₂监测效率极低，这恰恰是养蜂人最需要灵敏检测以便及早采取防控措施的阶段。

**讨论与结论**

本研究证实，当前条件下使用CO₂抖落瓦螨进行侵染监测所得结果严重不可靠。注射器法平均效率仅16%，在低瓦螨总数或低侵染率场景下甚至低于10%。例如，以常用施药阈值3%侵染率（即300只蜜蜂中约10只瓦螨）计算，养蜂人若采用该法检测到2只瓦螨，会误判为低于1%侵染率而不施药，但实际侵染率可能超过4%，必须施药。效率低下的可能原因包括：瓦螨藏匿于蜜蜂腹板节间取食脂肪体，该位置可能形成保护性微环境；Varroa EasyCheck系统筛篮孔径远小于其他系统常用的0.635 cm2网孔，可能截留大量脱落的瓦螨；此外，CO₂对蜜蜂麻醉后恢复虽快，但高浓度暴露会缩短蜜蜂寿命、损害记忆和归巢能力，并干扰育虫和采集行为，因此其“无伤”优势并不明确，快速处死反而可能更人道。在成本方面，CO₂注射器售价30–40美元，可更换气瓶每个3–5美元，每个气瓶仅够处理3–4个蜂群，且实验结束时设备即损坏。相比之下，肥皂水或酒精洗涤法简单、廉价、易标准化且准确，应被视为养蜂人监测瓦螨侵染的基本工具。研究结论强调：CO₂抖落法效率极低，不能替代洗涤法用于瓦螨监测；标准的肥皂水/酒精洗涤仍是大规模、低成本、快速、相对准确监测瓦螨侵染的首选方法，也是瓦螨综合管理计划科学决策的可靠基础。