Objectives
The overall objective of the project is the development, and application for its evaluation, of an alternative formulation to conventional pesticides from controlled release formulations based on products of natural origin with anti-varroa activity. Thus, the specific objectives are: i) Evaluation of the efficacy and possible toxicity in bees; ii) There exists also an environmental and sanitary objective, since the reduction or total absence of residues in natural honey and other products derived from the hive is pursued; and iii) Lower the costs for beekeepers and producers of current treatments against varroa, expensive due in part to the frequency in application
Objectives
El objetivo del proyecto es el desarrollo y aplicación para su evaluación, de una formulación alternativa a los pesticidas convencionales a partir de formulaciones de liberación controlada a base de productos de origen natural con actividad anti-varroa. Así, los objetivos específicos son: i) Evaluación de la eficacia y posible toxicidad en abejas; ii) Existe también un objetivo medioambiental y sanitario, ya que se persigue la reducción o ausencia total de residuos en la miel natural y otros productos derivados de la colmena; y iii) Abaratar los costes que supone para los apicultores y productores los tratamientos actuales frente a la varroa, costosos debido en parte, a la frecuencia en aplicación.
Activities
In order to achieve the proposed objective, the following technical activities are proposed:
Activity 1. Obtaining and pharmaco compound/technique of one or various alternative formulations to conventional treatments.
Activity 2. Detection and initial quantification of residues in natural honey and other products derived from the beehive (honey, wax and propolis) in the beehives evaluated.
Activity 3. Toxicity tests on bees.
Activity 4. Obtaining effective antivarroa formulations under real conditions of use.
Activity 5. Obtaining antivarroa formulations that do not generate residues in products derived from the beehive.
Activities
Con el fin de alcanzar el objetivo propuesto, se plantean las siguientes actividades técnicas:
Actividad 1. Obtención y caracterización fármaco-técnica de una o varias formulaciones alternativas a los tratamientos convencionales.
Actividad 2. Detección y cuantificación inicial de residuos en la miel natural y otros productos derivados de la colmena (miel, cera y propóleo) en los colmenares a estudiar.
Actividad 3. Ensayos de toxicidad en abejas.
Actividad 4. Obtención de formulaciones antivarroa eficaces en condiciones reales de utilización.
Actividad 5. Obtención de formulaciones antivarroa que no generen residuos en productos derivados de la colmena.
Additional information
FULL MEMBERSHIP:
- MAIN PARTNERS: Fundación Empresa Universidad Gallega, Universidad de Santiago de Compostela, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Benigno Basteiro Rodríguez, Urbano González Escapa, Agustín Arias Martínez
- OTHER PARTNERS: Asociación de Apicultores de Gran Canaria (APIGRANCA), Asociación Unión Apícola (APICAN), ADS Apicultores de La Palma, Asociación Española de Apicultores
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014ES06RDNP001 España - Programa Nacional de Desarrollo Rural
Location
- Main geographical location
- A Coruña
- Other geographical location
- Gran Canaria, Ourense
EUR 415440.3
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Resources
Audiovisual materials
5 Practice Abstracts
R5 - Development of anti-varroa formulations that do not generate residues in hive-derived products.
To determine potential residues in honey, wax, and propolis following the application of treatments, the samples analyzed were tested for traces of the essential oils used in the formulation development: menthol, carvacrol, thymol, cineole, and linalool. After analyzing the samples, the following conclusions were drawn:
- Thymol residues were detected in 80% of the samples (except in formulations that did not include it).
- In hives treated with menthol and carvacrol, residues of both essential oils were detected in honey, ranging from 0.4-0.8 µg/kg for menthol and 0.5-0.96 µg/kg for carvacrol.
- No residues of any essential oil were detected in propolis samples.
- No residues of linalool or cineole were detected.
Therefore, it is concluded that solid pastes based on menthol and carvacrol formulations, supported by a biodegradable carrier, could constitute a viable alternative for varroa prevention and control when combined with synthetic acaricides and proper hive management.
R5 - Obtención de formulaciones antivarroa que no generen residuos en productos derivados de la colmena.
Para la determinación de posibles residuos en miel, cera y propóleo tras la aplicación de los tratamientos, en las muestras analizadas se buscaron restos de los aceites esenciales empleados en el desarrollo de las formulaciones: mentol, carvacrol, timol, cineol y linalool. Tras el análisis de las muestras, se conlcuyo lo siguiente:
- Los residuos de timol se detectaron en el 80% de las muestras (excepto en las formulaciones que no lo incorporaban).
- En las colmenas tratadas con mentol y carvacrol, se detectaron residuos de ambos aceites esenciales en la miel, en un rango de 0,4-0,8 µg/kg y 0,5-0,96 µg/kg, respectivamente.
- No se detectaron residuos de ningún aceite esencial en las muestras de propóleo.
- No se detectaron niveles de residuos de linalool ni cineol.
Por lo tanto, se concluye que las pastas sólidas basadas en la formulación de mentol y carvacrol en un soporte biodegradable podrían constituir una alternativa viable para la prevención y control de la varroa en combinación con los acaricidas sintéticos y el buen manejo de las colmenas.
R4 - Development of effective anti-varroa formulations under real-world usage conditions.
The efficacy tests involved applying the developed formulations to the experimental hives and evaluating the fall of varroa mites over the month-long duration of the trial. Prior to this, the vigor of each hive was analyzed and a varroa count was performed (using the same method as for post-application counts). Additionally, potential behavioral changes in the bees following the treatment application were evaluated, including their reactions such as propolization and cleaning behaviors.
The results of the field trial showed significant variability both between hives and within the same hive. The paste formulation generally produced the best results, with the highest acaricidal effect. However, further studies are needed to refine this formulation and conduct additional field trials to confirm its effectiveness under real-world conditions.
R4 - Obtención de formulaciones antivarroa eficaces en condiciones reales de utilización.
Los ensayos de eficacia consistieron en aplicar las formulaciones desarrolladas en las colmenas experimentales y evaluar la caída de ácaro varroa a lo largo del mes de duración del ensayo. Previamente, se analizó el vigor de cada una de las colmenas y se realizó un recuento de varroa (aplicando el mismo método que en los recuentos tras la aplicación). Por otro lado, también se evaluó la posible alteración del comportamiento de las abejas tras la aplicación del tratamiento y cómo reaccionaban ante él (propolización, limpieza, etc.).
Los resultados del ensayo de campo presentaron gran variabilidad tanto entre colmenares como dentro de un mismo colmenar. La pasta resultó ser, en general, la formulación con mejores resultados y un mayor efecto acaricida. Sin embargo, se necesitan futuros estudios que permitan perfeccionar dicha formulación y abordar ensayos de campo que permitan confirmar la eficacia en condiciones de campo.
R3 - Development of non-toxic anti-varroa formulations for bees.
Toxicity tests were carried out on both essential oils and some of the formulations at the laboratory level at the University of Las Palmas de Gran Canaria. Several conclusions were drawn from these tests:
- Encapsulation protects against the toxicity of essential oils in their pure form. This is likely due to the gradual release of the oil from the microcapsule into the surrounding environment, as opposed to the direct contact of pure essential oil.
- Each of the colonies followed the same trend of decreasing numbers of live bees as the days of the experiment progressed. This reduction is proportional to the percentage of live bees found on the first day of the experiment.
- In general, significant variability is observed, as these are experiments with live animals. However, the behavior within each colony and throughout the experimental period remains consistent. In fact, the mortality variability is even higher within the control group, which seems to be an intrinsic parameter of each colony. This observation, made previously in other preliminary tests, was attempted to be mitigated by collecting bees from the same hive.
Lastly, it is worth noting that no behavioral changes were observed in any of the microcolonies used for these experiments.
R3 - Obtención de formulaciones antivarroa no tóxicas para las abejas.
Se llevaron a cabo los ensayos de toxicidad tanto de los aceites esenciales como de algunas de las formulaciones a nivel de laboratorio en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. De estos ensayos se han podido extraer varias conclusiones:
- La encapsulación protege de la toxicidad que presentan los aceites esenciales en estado puro. Posiblemente se deba a que éste se libera desde la microcápsula al medio exterior de forma gradual, a diferencia del contacto directo del aceite esencial puro.
- Cada una de las colonias sigue la misma tendencia de reducción del número de abejas vivas conforme avanzan los días del ensayo. Esta reducción es proporcional al porcentaje de abejas vivas encontradas en el primer día de experimento.
- De forma general, se observa una gran variabilidad, al tratarse de ensayos con animales vivos. No obstante, el comportamiento dentro de cada colonia y a lo largo del tiempo del ensayo es homogéneo. De hecho, la variabilidad en la mortalidad es incluso mayor dentro del grupo control por lo que parece un parámetro intrínseco de cada colonia. Esta observación, hecha anteriormente en otros ensayos preliminares, se intentó evitar recogiendo abejas de la misma colmena.
Por último, cabe destacar que no se observaron cambios de comportamiento en ninguna de las microcolonias utilizadas para estos experimentos.
R2 - Initial detection and quantification of residues in natural honey and other hive products (honey, wax, and propolis) in the studied apiaries.
The analysis of acaricide residues in honey, wax, and propolis samples from experimental apiaries in Galicia, Castilla y León, Castilla-La Mancha, and the Canary Islands was carried out. This analysis was performed using high-performance liquid chromatography (HPLC) coupled with a mass spectrometer, and acaricide levels were determined before the treatments were applied to each apiary.
Regarding the results obtained in the determination of commercial residues, a notable difference was observed in the values depending on the beekeeper. In samples from beekeepers who were more focused on organic beekeeping, values of zero or well below the permitted limits were found. Regarding the elevated coumaphos levels in the wax samples from old honeycomb collected in Viana do Bolo, the beekeeper reported obtaining similar results in previous analyses, demonstrating the high persistence of an acaricide used in their operation approximately 20 years ago. In general, it can be concluded that the results obtained regarding synthetic acaricides did not interfere with the results obtained later regarding the effectiveness of the varroa treatments developed in this work.
R2 - Detección y cuantificación inicial de residuos en la miel natural y otros productos derivados de la colmena (miel, cera y propóleo) en los colmenares a estudiar.
Se realizó el análisis de residuos de acaricidas en muestras de miel, cera y propóleo de los colmenares experimentales de Galicia, Castilla y León, Castilla-La Mancha y Canarias. Dicho análisis se realizó mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC)acoplada a un espectrómetro de masas y se obtuvieron los valores de acaricidas presentes con anterioridad a los tratamientos obtenidos para cada colmenar.
Respecto a los resultados obtenidos en la determinación de residuos comerciales, cabe destacar la diferencia existente entre los valores obtenidos dependiendo del apicultor. Así, en las muestras correspondientes a los apicultores más dedicados a la apicultura ecológica, se obtuvieron valores de cero o muy por debajo de los límites permitidos. Con respecto al valor elevado de coumafós en las muestras de cera de panal viejo procedente de Viana do Bolo, el apicultor informó de que obtuvo resultados similares en analíticas anteriores, lo que demuestra la altísima persistencia de un acaricida empleado en su explotación hace aproximadamente 20 años. De forma general, se puede concluir que los resultados obtenidos con respecto a los acaricidas sintéticos, no constituyen una
interferencia frente a los resultados que se obtuvieron posteriormente en cuanto a la eficacia antivarroa de las formulaciones desarrolladas en este trabajo.
R1 - Development and characterization of one or more alternative formulations to conventional treatments.
Different formulations were developed and optimized based on their galenic characterization and the information from preliminary studies. Thus, the transformation of essential oils as active ingredients into a suitable pharmaceutical form for application in a beehive, stable and capable of releasing the essential oil, was carried out by selecting the most appropriate excipients and carriers for this type of application.
Specifically, a total of four formulations were developed for their potential application in the field of beekeeping:
1. Microcapsule-type formulations.
2. Gel-type formulations based on cyclodextrin complexes.
3. Oleogel-type formulations.
4. Paste-type formulations.
Each formulation was progressively improved based on feedback received from both researchers and beekeepers during the various trials conducted. Additionally, all formulations were characterized by establishing the ideal parameters for each formulation.
R1 - Obtención y caracterización fármaco-técnica de una o varias formulaciones alternativas a los tratamientos convencionales.
Se desarrollaron y optimizaron diferentes formulaciones en base a su caracterización galénica y a la información de los estudios preliminares. Así, la transformación de aceites esenciales como ingredientes activos en una forma farmacéutica adecuada para ser aplicada en una colmena, estable y que permitiera liberar el aceite esencial se llevó a cabo mediante la selección de los excipientes y vehículos más apropiados a este tipo de aplicación.
Concretamente, se desarrollaron un total de cuatro formulaciones para su potencial aplicación en el campo de la apicultura.
1. Formulaciones tipo microcápsula.
2. Formulaciones tipo gel a base de complejos de ciclodextrina.
3. Formulaciones tipo oleogel.
4. Formulaciones tipo pasta.
Cada una de las formulaciones fue paulatinamente mejorada en base al feedback recibido tanto por los investigadores como por los apicultores, en los distintos ensayos que se llevaron a cabo. Asimismo, todas las formulaciones fueron caracterizadas estableciendo para ello los parámetros idóneos para cada formulación.
Contacts
Project coordinator
-
FEUGA – Fundación Empresa Universidad Gallega
Project coordinator
Project partners
-
Agustín Arias Martínez
Project partner
-
Benigno Basterio Rodríguez
Project partner
-
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
Project partner
-
Universidade de Santiago de Compostela
Project partner
-
Urbano González Escapa
Project partner