RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

INTEGRAZIONE DI CONOSCENZE APISTICHE ATTRAVERSO LO SVILUPPO E CALIBRAZIONE DI UN MODELLO PER LA SIMULAZIONE DELL'ALVEARE

Università di riferimento

Università degli Studi "Mediterranea" di REGGIO CALABRIA - GESTIONE DEI SISTEMI AGRARI E FORESTALI -GESAF- - ()

Responsabile dell'Unità di ricerca

Gianni Gilioli

Descrizione

L’unità operativa di Reggio Calabria è coinvolta nella attuazione dei diversi WP definiti nel modello A. Particolare rilievo sarà dato alle attività di: (1) studio standard della dinamica dell’apiario sperimentale, (2) stima della produttività del pascolo di riferimento, (3) standardizzazione e gestione delle procedure raccolta, organizzazione e trasmissione dati, (4) modellizzazione aspetti bioenergetici e biodemografici.

(1) STUDIO APIARIO STANDARD

La prova sperimentale fa riferimento in modo fondamentale al WP-E ed è condotta in coordinazione con le altre UO. Le osservazioni saranno fatte presso l'apiario sperimentale dell'azienda agricola annessa alla Facoltà di Agraria dell'Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria. Le famiglie di Apis mellifera ligustica Spinola sono collocate in arnie del tipo Dadant-Blatt da 10 telaini a favo freddo, provviste di fondi diagnostici antivarroa amovibili. L'apiario è costituito da 36 famiglie. La flora spontanea presente nell'area oggetto della sperimentazione è costituita principalmente da specie tipiche della macchia mediterranea. Tra le specie arboree di interesse nettarifero sono presenti: agrumi, eucalitti e mandorlo
Nei pressi dell'apiario è ubicata una centrale meteo automatica di acquisizione, elaborazione e memorizzazione di dati agrometeorologici mediante software di gestione. La centralina è dotata di una linea seriale di uscita, attraverso la quale avviene il trasferimento dei dati all'elaboratore centrale. I sensori installati permettono la misura delle principali grandezze meteorologiche: temperatura ed umidità relativa dell'aria, temperatura del terreno, pressione atmosferica, radiazione solare globale, direzione e velocità del vento, precipitazione piovosa, evaporazione. La dotazione di cassette di memoria garantisce un'autonomia fino a due mesi.
Le indagini sperimentali riguarderanno osservazioni dirette delle famiglie (consistenza della popolazione, carico di varroa,, ecc.), la rilevazione di dati meteorologici e studi sulla flora di interesse apistico situata all'interno del raggio di volo delle bottinatrici.
Per lo studio di base dell'apiario saranno individuate, tra le 36 presenti, 5-6 famiglie ben caratterizzate per popolosità, comportamento, carico varroa, età della regina, capacità di ripresa primaverile, ecc. Le condizioni iniziali in cui si trova ciascuna famiglia saranno rilevate con particolare cura minimizzando gli errori di stima. Questo allo scopo di fornire una efficiente definizione delle condizioni iniziali da cui parte sia lo sviluppo della colonia, sia le successive simulazioni prodotte con il modello APIPOP.
Per rilevare la produzione di miele nel melario, i singoli melari con fogli cerei già costruiti verranno pesati prima di essere collocati sulle arnie, durante la fase di deposizione di miele ed al loro ritiro. La produzione di miele verrà ricavata per differenza tra il peso del melario in una dato istante e il peso del melario vuoto.
I flussi nettariferi saranno monitorati attraverso l'impiego di bilance elettroniche, solidali con le arnie, dotate di trasmettitori radio o GSM che permettono in tempo reale di registrare gli aumenti o i decrementi in peso delle famiglie.
La registrazione dei dati termo-igrometrici misurati all'interno dell'alveare sarà effettuata tramite opportuni sensori collegati a data-logger digitali che garantiscono una precisione accurata e un'elevata autonomia. Tra quelli disponibili sul mercato saranno preferiti quelli con sonda mobile; questi sono preferibili ai modelli compatti, oltre che per il costo inferiore, soprattutto per le minori esigenze in spazio che consentono il loro posizionamento anche all'interno del glomere senza arrecare disturbo alle famiglie. I dati relativi alla popolosità degli alveari e alla dotazione di scorte si baseranno sull'impiego del metodo dei sesti (Accorti, 1985; Marchetti, 1985). Il carico di varroa sarà stimato in funzione dell'andamento della mortalità naturale dell'acaro (Milani, 1990) e dell’infestazione delle celle di covata (Floris, 1997). A tal proposito saranno predisposti dei fogli paraffinati ricoperti da un sottile strato di vaselina che verranno sostituiti periodicamente.

(2) STIMA PRODUTTIVITA’ PASCOLO

Le attività si riferiscono al WP-D e parzialmente al WP-F. Per valutare la flora visitata dalle api sarà progettato un sistema informativo territoriale (Persano Oddo et al., 2002; 2003). Attraverso questo strumento sarà possibile valutare il ruolo di ogni singola specie botanica riscontrata all’interno del range di volo delle api. I parametri che saranno presi in considerazione sono: periodo di fioritura, produzione di nettare e/o di polline, gradimento da parte delle api, estensione, distanza dall’apiario.

(3) STANDARDIZZAZIONE PROCEDURE DI RACCOLTA, ORGANIZZAZIONE E TRASMISSIONE DATI

Le attività in questo ambito fanno riferimento al WP-C e solo parzialmente al WP-G.
I) Contributo alla definizione e standardizzazione del disegno sperimentale. In conseguenza agli incontro e discussioni della fase iniziale del progetto verranno definiti i dettagli del disegno sperimentale. Questo verrà sottoposto a revisione fino alla comune adozione da parte di tutti i partecipanti. Fungeranno da criteri guida: la standardizzazione del set-up sperimentale (numero, criteri di selezione, collocazione delle colonie), la standardizzazione delle procedure di raccolta dati (modalità operative e tempificazione delle osservazioni, campionamenti e misurazioni). Particolare attenzione sarà data alla ottimizzazione dello sforzo di campionamento/osservazione in modo da garantire una raccolta continuativa dei dati in rapporto alle risorse umane disponibili.
II) Formulazione del protocollo di raccolta dati. In base al disegno sperimentale e alle caratteristiche e obiettivi delle attività delle singole unità verranno sviluppati formulari per la raccolta dati distinti in componenti comuni alle UO e componenti specifici delle UO. L’efficacia e la semplicità di utilizzo di questi formulari sarà testata ed eventuali miglioramenti saranno apportati.
III) Organizzazione del flusso di dati. Verrà stabilito un network di raccolta delle informazioni. Per ciascuna categoria di informazioni verranno stabilite procedure standard di trasmissioni dati, consentendo di convogliare dati dalle UO, al centro di raccolta e codifica (UO di Reggio Calabria) dove i dati sono organizzati in opportuni database e quindi trasmessi alla unità di coordinamento (Udine). La verifica della qualità dei dati è demandata alle singole UO sotto la supervisione dell’unità di coordinamento.

(4) MODELLIZZAZIONE ASPETTI BIOENERGETICI E BIODEMOGRAFICI

Le attività qui condotte si riferiscono principalmente al WP-B ma interessano direttamente anche il WP-H. In particolare, obiettivo di queste attività è quello di fornire una paradigma unificante per la definizione e l’analisi delle strategie dei cicli di vita (LHS) che caratterizzano le api appartenenti ad una colonia. Il paradigma unificante è quello del physiological-based population modeling (Gutierrez, 1996), PBPM, che fa riferimento alla energetica ecologica, alla teoria delle LHS e ai modelli biodemografici.
L’approccio fisiologico presuppone l’inquadramento della attività e della dinamica della colonia, sia in termini demografici che produttivi, in funzione della acquisizione e della allocazione delle risorse energetiche disponibili. Tale approccio si articola nei seguenti step:
I) Il primo livello di analisi consisterà nello stimare la disponibilità potenziale di energia per la fisiologia della colonia. Dal punto di vista metodologico
II) L’acquisizione di tale energia è mediata dalle attività di ricerca e raccolta da parte delle bottinatrici. Tale attività è definita da un opportuno modulo presente nel modello APIPOP.
III) E’ definita la strategia di allocazione energetica tra le varie componenti della dinamica dell’alveare. Le scelte strategiche sono generate da un decisore le cui risorse di calcolo e di analisi del contento sono da definire in rapporto alle conoscenze disponibili. Sarà valutata l’opportunità di dotare il decisore di funzioni obiettivo da massimizzare (Perrin and Sibly, 1993; Regev et al., 1998; Gutierrez and Regev, 2005).
IV) Le diverse funzioni biodemografiche, sviluppo, riproduzione e sopravvivenza, saranno quindi definire sulla base del rapporto S/R e delle condizioni ambientali sia interne che esterne. Intese sia come funzioni forzanti sia come regolatori densità-dipendenti.
V) La presenta di fattori biotici (es. parassitosi) o abiotici perturbanti comporta modifiche importanti nella fisiologia della colonia e presuppone quindi ristrutturazioni delle strategie di allocazione da questa messe in atto. In linea generale un fattore perturbante sarà quindi modellato nel suo effetto sia in termini di modificazione del demand che del supply. Modifiche anche a carico delle funzioni biodemografiche saranno introdotte in funzione della intensità e della durata dell’effetto perturbante.
VI) Il prelievo di prodotti dell’alveare è visto quindi come una componente del demand regolata dall’operatore umano e conseguentemente condiziona il bilancio energetico della colonia in tutte le altre dimensioni. Obiettivo della pratica di raccolta è quindi quello di ottimizzare le quantità di prodotti asportanti in funzione delle risorse e delle condizioni ambientali, della dinamica e delle strategie di allocazione energetica della colonia

Dal punto di vista metodologico i flussi nettariferi saranno stimati, come detto, attraverso opportune pesate attraverso l’impiego di bilance elettroniche. Il demand energetico sarà stimato in funzione delle biomasse individuali, del grado di attività stimato e del potenziale produttivo delle diverse tipologie di individui. Dati di letteratura e misurazioni a campione sulla colonia produrranno le informazioni necessarie. Per dati non reperibili si farà riferimento a funzioni generali note in fisiologia animale opportunamente scalate per le caratteristiche dimensionali e biologiche di A. mellifera e adattate alle condizioni ambientali delle colonie. Il supply sarà determinato per via diretta tramite studio dei consumi di miele o per via indiretta tramite i prodotti netti della allocazione energetica (es. tassi di sviluppo, tassi di fecondità, ecc.). Gli effetti della presenza di fattori di disturbo (es. infestazioni prodotte da varroa) verranno stimati tramite la depressione che inducono sulle funzioni biodemografiche fondamentali oltre al maggior dispendio energetico dovuto alle reazioni al disturbo.