Arbeitspakete

Julius Kühn-Institut (JKI)

Methoden und Lösungsweg für die Entwicklung digitaler Vitalitätsindikatoren für Honigbienen: An vier Standorten die sich in ihrer Standorttypisierung (nach BfN) unterscheiden sollen Bienenvölker nach guter fachlicher Praxis geführt und kontinuierlich überwacht werden. An jedem Standort werden vier Völker mit BeeCheck und Stockwaagen ausgestattet um die saisonale Dynamik der Volksentwicklung digital abzubilden. Zusätzlich erhoben wird Folgendes:

  • Wetter (Wetterstation mit Datenlogger)
  • Polleneintrag (Pollenfallen/Pollenwaagen aufstellen und leeren, Pollenanalysen durchführen)
  • Blühphasen dokumentieren (eigene Ortsbegehung)
  • Nektareintrag (Stockwaagen)
  • Fernerkundungsgestützte Landschaftsanalyse auf Nahrungsverfügbarkeit (Drohnenbefliegungen, Luftbildanalysen, Geodatenanalysen)
  • Pathogenbelastung (regelmäßige Probennahme)
  • Volksstärke (Regelmäßige Populationsschätzungen)

Die Vitalität und Resilienz eines Bienenvolkes lässt sich daran erkennen wie es auf Störungen und externe Reize wie zum Beispiel Nahrungsverfügbarkeit durch Veränderung der Aktivitätsmuster reagiert. In Versuchen zur Trachtanwanderung, Fütterung und Reizfütterung (mit verschiedenen Zuckerkonzentrationen) werden verschiedene Reize nachgestellt. Mit manipulativen Versuchen (Abfangen unterschiedlicher Bienenanzahlen) werden Störungen nachgestellt. Die Reaktion des Bienenvolkes auf Reize und Störungen sollen hinsichtlich ihrer Dauer und Intensität betrachtet werden. Dafür werden mit dem BeeCheck Flugaktivität und Geschwindigkeit des Fluglochpassierens und mit den Stockwagen das Stockgewicht und damit Nahrungseintrag bzw. Nahrungsverbrauch aufgezeichnet. Die untersuchten Völker sollten sich in ihrer Vitalität und Resilienz unterscheiden. Daher sollen Völker mit unterschiedlichem Gesundheitszustand (Gesund/ Varroa/ Viren/ Nosema) und unterschiedlicher Geschichte (Wirtschaftsvolk/ Ableger/ Kunstschwarm/ Schwarm) verglichen werden. Die Ergebnisse sollen genutzt werden um die Vitalitätsindikatoren zu identifizieren, welche es erlauben Muster im Aktivitätsverlauf einzuschätzen und zu bewerten. Das kann allein mit BeeCheck bzw. Stockwagendaten die Vitalität bewertet werden.

Gero Meßsysteme GmbH

Methoden und Lösungsweg für die Produktoptimierung: In enger Interaktion mit den zukünftigen Kunden entwickelt die Firma Gero einen marktreifen Prototyp des BeeCheck und dem zugehörigen Begleitprogramm. Zudem trägt sie bei der Datenanalyse die Auswertung der Geschwindigkeit des Fluglochdurchschreitens der Bienen bei und erweitert die Begleitsoftware um wichtige Parameter.

Biochem Agrar GmbH & eurofins Agroscience Services

Methoden und Lösungsweg für die Validierung und Produktentwicklung: Das Prüfinstitut stellt die Anwendung des BeeChecks und potentiell auch des BEEHAVES in der Praxis sicher und kann sich eine Vorreiterrolle in den neuen Technologien sichern. Die Entwicklung einer Dienstleistung unter Richtlinien- und GLP-konformem Einsatz des BeeChecks und einer BEEHAVE-beinhaltende Dienstleistung wird von dem Prüfinstitut im Rahmen des Projekts durchgeführt. Durch seine Erfahrung in Prüfaufträgen und Beteiligung an internationalen Ringtests kann das Prüfinstitut sein großes technisches und wissenschaftliches Know-how einbringen. Die entwickelten Produkte können später vermarktet werden. Besonders vorteilhaft ist es in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller an der Finalisierung des BeeCheck Prototyps mitzuwirken um sicherzustellen, dass sich der BeeCheck später optimal in die Betriebsabläufe des Prüfinstituts einfügt.

Rifcon GmbH

Methoden und Lösungsweg:

In Kooperation mit dem UFZ wird die Verwendung von BEEHAVE im Rahmen der Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln vorangetrieben. Eine entscheidende Voraussetzung um die Akzeptanz von Modellen im Prozess der Risikobewertung zu stärken ist eine Validierung speziell unter der Anwendung von Pestiziden. Diese Validierung kann anhand der in den BeeCheck-Versuchen von Biochem Agrar und Eurofins erhobenen Daten durchgeführt werden. Darauf aufbauend werden mögliche Anwendungen skizziert, ein relevantes Anwendungsszenario entwickelt und als Case-Study beispielhaft dargestellt. Hierfür kann Rifcon eine langjährige Erfahrung im Einsatz von prozess-basierten Modellen bei der Bewertung und Zulassung von Pestiziden einbringen, die sich durch enge Zusammenarbeit von Modellieren, Freilandbiologen und Ökotoxikologen auszeichnet.

Des Weiteren wird mit den Projektpartnern zu Projektbeginn ein geeignetes Studiendesign für Feldbeobachtungen und Pestizidstudien diskutiert und die statistische Auswertung der durchgeführten Studien unterstützt.

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Kombination BeeCheck und BEEHAVE: BEEHAVE soll die Planung der Experimente mit BeeCheck unterstützen. Dazu werden Stressexperimente, die aufgrund von Expertenwissen für aussagekräftig gehalten werden, in BEEHAVE implementiert und für verschiedene Nahrungsangebote in der Landschaft und Pathogenbelastungen simuliert. Auf diese Weise wird das Versuchsdesign optimiert, gleichzeitig bietet BeeCheck die Möglichkeit, die Vorhersagen von BEEHAVE zu überprüfen, was gegebenen Falles zu einer Anpassung und erweiterten Validierung von BEEHAVE führen wird.

Methoden und Lösungsweg für die Entwicklung von VI-SOFT: Aufbauend auf den Experimenten, BeeCheck- und Stockwaagendaten sowie Simulationsergebnissen werden Vitalitätsindikatoren entwickelt, die zum einen direkt auf den Antworten aus den BeeCheck-Versuchen und Daten beruhen, zum anderen auf Waagendaten und anderen von Imkern üblicherweise erfassten Merkmalen eines Bienenvolkes. Es wird ein Satz von Indikatoren entwickelt, der, ähnlich wie z.B. Blutbild und EKG beim Menschen, über die aktuelle Vitalität oder über drohenden Vitalitätsverlust informieren.

Viele Erkenntnisse, wie beispielsweise, dass die Vulnerabilität von Bienenvölkern im Saisonverlauf unterschiedlich ist und dass besonderes Augenmerk auf Trachtlücken zu legen ist, bieten auch für Praktiker interessante Informationen. Gemeinsam mit den Bienenexperten aus dem Projekt werden dann im Modell imkerliche Praktiken auf ihre Tauglichkeit überprüft, die Vitalität zu erhöhen. Dabei werden robuste Vorhersagen angestrebt, die trotz der Unsicherheit in Daten und vereinfachenden Modellannahmen praxistauglich sind. Die geeigneten Maßnahmen und ihre Konsequenzen werden für VI-SOFT, eine nutzerfreundliche Version von BEEHAVE, aufgearbeitet und über entsprechendes Lehrmaterial den Partnern aus der imkerlichen Praxis zur Verfügung gestellt. VI-SOFT wird darüber hinaus mittels interaktiver Spiele einen Bildungsauftrag erfüllen und spielerisch neue Forschungserkenntnisse in die Praxis vermitteln. Das Spiel erweitert das Beratung- und Kursangebot der Imkerverbände und Landesforschungsinstitute.

Fachzentrum Bienen und Imkerei (FBI) und Institut für Bienenkunde und Imkerei (IBI)

Methoden und Lösungsweg: FBI und IBI führen in Kooperation mit dem JKI zunächst jeweils umfangreiche Feldbeobachtungen zu natürlichen Aktivitätsmustern unter Berücksichtigung von Nahrungsverfügbarkeit und Wetter durch. Es folgen manipulative Feldversuche, in denen die Reaktionen verschiedener Völker abgebildet werden.  Zudem muss die Datenanalyse hinsichtlich der Analogien zwischen den Vitalitätsindikatoren, die durch den BeeCheck messbar sind und der Vitalitätsindikatoren die durch Stockwagen möglich sind, durchgeführt werden. Zum Einsatz der automatischen Monitoring-Geräte erarbeiten FBI und IBI imkerorientierte Nutzungsprotokolle.

Des Weiteren stellen FBI und IBI wichtige Mittler zur Praxis dar und haben als Multiplikator in der Imkerschaft viel Erfahrung darin Inhalte zielgruppengerecht aufzubereiten. Sie begleiten die Entwicklung der VI-SOFT um ein Produkt im Sinne der Imker zu erhalten. Zudem kommunizieren sie Resultate im Rahmen von persönlicher Beratung, ihrer Webseiten, ihrer Weiterbildungsformate und dem Imkerbrief. Damit erhöhen sie Wettbewerbsfähigkeit und Kompetenz der lokalen Imkerei.

RLP AgroScience GmbH (AS), Institut für Agrarökologie

Methoden und Lösungsweg: AS kartiert mittels Fernerkundung blühende Flächen/Tracht von Monitoring- Standorten zu verschiedenen Zeitpunkten mittels Drohnenbeflug und anschließender Landschaftsanalyse.

gaiac – Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und – bewertung e.V

Case-Study zur Entwicklung eines Blühangebot-Moduls im GraS-Modell und Machbarkeitsstudie zur Kopplung mit dem Modell BEEHAVE. Im Rahmen einer Case-Study, die für einen der ausgewählten Untersuchungsstandorte durchgeführt wird, soll für das GraS-Modell ein neues Modul entwickelt werden. In diesem Modul soll das Blühangebot und damit die Nektar- und Pollenverfügbarkeit für einen realen Ausschnitt aus der Agrarlandschaft aus öffentlich vorhandenen GIS-Daten und Pflanzendatenbanken bzw. Literaturdaten abgeleitet werden. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie soll anschließend geprüft werden, 1) ob die von den anderen Projektpartnern erhobenen Daten (Ortsbegehungen: JKI, Fernerkundung: IfA, Pollenanalyse: FBI und IBI) zur Validierung der Berechnungen im neuen Blühangebot-Modul genutzt werden können, 2) ob die Daten der Projektpartner zur Verbesserung des Blühangebot-Moduls genutzt werden können und 3) ob die Daten als Input für BEEHAVE genutzt werden können und somit eine Kopplung des GraS-Modells an das BEEHAVE möglich ist.