一种微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的评估方法与流程

1.本发明涉及有害风险评估技术领域，具体是涉及一种微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的评估方法。


背景技术：

2.蜜蜂作为重要的授粉昆虫，在生态维护和农业增产中具有重要的作用。近年来，包括蜜蜂在内的传粉昆虫的种类和数量受到众多因素的威胁，而农药的使用被认为是主要原因之一。
3.蜜蜂与农药的接触途径主要有：喷洒在花粉上的农药导致的食物接触、喷洒在植物茎叶上的农药导致的肢体接触、雾状农药直接喷洒在蜜蜂身上的直接暴露以及随气流逸散至蜂巢的空气传播；上述不同条件下的微生物农药所处的环境不同，微生物的活性和数量亦有差异，对蜜蜂不同生长阶段的影响不同；由此可见，微生物农药因给药方式的不同对蜜蜂各生长阶段的影响十分复杂。
4.目前，对于揭示“农药对蜜蜂影响程度”的方法大多为传统的数据分组记录方法，通过比较后期数据中蜜蜂种群的数量变化评判农药的影响，如公开号为“cn107027713a”的一种用于测定农药对蜜蜂触杀风险的方法及装置一文中，就是采用该传统方式揭示农药对蜜蜂影响程度。
5.但传统的分析方法因影响因子的量纲及设计标准不同，很难直观看出不同给药方式对蜜蜂各阶段的具体影响；为了解决上述问题，发明人决定引入层次分析法，结合多年的研究数据和经验，将不同量纲及设计标准的影响因子归一化，进而使不同的给药方式对蜜蜂带来的影响能够在统一标准下做比较，得到一个能够更加真实、准确反应微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的方法，为农药的准确施用和蜜蜂健康繁育提供数据支撑。


技术实现要素：

6.为了实现以上目的，本发明提供了一种微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的评估方法，引入层次分析法，结合多年的研究数据和经验，将不同量纲及设计标准的影响因子归一化，进而使不同的给药方式对蜜蜂带来的影响能够在统一标准下做比较，主要内容见下：
7.s1、构建微生物农药对蜜蜂蜂群影响风险的评估体系：所述评估体系分为作为一级指标的：农药理化性质(c1)，蜜蜂健康影响(c2)，微生物状态(c3)；
8.作为一级指标的农药理化性质(c1)对应的二级指标包括：农药毒性(c11)、农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)、农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)、农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)；
9.作为一级指标的蜜蜂健康影响(c2)对应的二级指标包括：蜜蜂生理影响(c21)、存活率(c22)；
10.作为二级指标的蜜蜂生理影响(c21)对应的三级指标包括：体重影响(c211)、寿命
影响(c212)、行为变化(c213)；
11.作为三级指标的体重影响(c211)对应的四级指标包括：幼虫体重(c2111)、成蜂体重(c2112)；
12.作为三级指标的寿命影响(c212)对应的四级指标包括：幼虫寿命(c2121)、成蜂寿命(c2122)；
13.作为三级指标的行为变化(c213)对应的四级指标包括：攻击性(c2131)、群体聚集性(c2132)、累计飞行时间(c2133)、累计飞行距离(c2134)、毒性症状(c2135)；
14.作为二级指标的存活率(c22)对应的三级指标包括：蜂群数量(c221)、蜂群数量增长率(c222)、幼虫出房率(c223)、成蜂存活率(c224)；
15.作为一级指标的微生物状态(c3)对应的二级指标包括：孢子萌发率(c31)、菌种活力(c32)；
16.s2、评价指标测定：采集受农药样品以及受农药影响的蜜蜂样品，确定相关指标及指标对应的值；
17.s3、评价指标归一化处理：通过归一化处理消除步骤2中所述各相应指标的量纲、量级差别，将所述各相应指标转化为[0，1]区间内的值；
[0018]
s4、确定各评价指标权重：采用层次分析法确定各指标的权重；
[0019]
s5、评价结果：计算农药理化性质(c1)得分、蜜蜂健康影响(c2)得分、人体健康影响(c3)得分和整体综合得分，对比不同试验方式对蜜蜂的影响效果。
[0020]
进一步地，使用层次分析法确定各个指标的权重，赋值标度见表1：
[0021]
表1评估模型的赋值标度
[0022][0023][0024]
需要注意的是，本发明中各项指标的编号，并不代表重要程度，也不具有限定意义，只是为了使描述更加清楚。
[0025]
确定作为一级指标的农药理化性质(c1)，蜜蜂健康影响(c2)，微生物状态(c3)的权重，判断矩阵见下：
[0026][0027]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0028]
农药理化性质(c1)的权重w
c1
＝224/1249，蜜蜂健康影响(c2)的权重w
c2
＝910/1249，微生物状态(c3)w
c3
＝115/1249。
[0029]
进一步地，采用下式归一化处理关注微生物农药的农药毒性(c11)：
[0030][0031]
式中，x
′
c11
为归一化后的关注微生物农药的农药毒性(c11)，x
c11
为试验组的关注微生物农药的农药毒性(c11)；
[0032]
采用下式归一化处理农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)：
[0033][0034]
式中，x
′
c12
为归一化后的农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)，x
c12
为试验组的农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)，x
c12-min
为试验组农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)数据的最小值，x
c12-max
为试验组农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)数据的最大值；
[0035]
采用下式归一化处理农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)：
[0036][0037]
式中，x
′
c13
为归一化后的农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)，x
c13
为试验组的农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)，x
c13-min
为试验组农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)数据的最小值，x
c13-max
为试验组农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)数据的最大值；
[0038]
采用下式归一化处理农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)：
[0039][0040]
式中，x
′
c14
为归一化后的农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)，x
c14
为试验组的农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)，x
c14-min
为试验组农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)数据的最小值，x
c14-max
为试验组农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)数据的最大值；
[0041]
确定作为二级指标的农药毒性(c11)、农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)、农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)、农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)的权重，
判断矩阵见下：
[0042][0043]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0044]
农药毒性(c11)的权重w
c11
＝3360/7009，农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)的权重w
c12
＝2170/7009，农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)的权重w
c13
＝1134/7009，农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率的权重w
c14
＝345/7009。
[0045]
进一步地，确定作为二级指标的蜜蜂生理影响(c21)、存活率(c22)的权重，判断矩阵见下：
[0046][0047]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0048]
蜜蜂生理影响(c21)的权重w
c21
＝1/4，存活率(c22)的权重w
c22
＝3/4。
[0049]
进一步地，确定作为三级指标的体重影响(c211)、寿命影响(c212)、行为变化(c213)的权重，判断矩阵见下：
[0050][0051]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0052]
体重影响(c211)的权重w
c211
＝47/719，寿命影响(c212)的权重w
c212
＝455/719，行为变化(c213)的权重w
c213
＝217/719。
[0053]
进一步地，采用下式归一化处理幼虫体重(c2111)：
[0054][0055]
式中，x
′
c2111
为归一化后的幼虫体重(c2111)，x
c2111-max
为样本中幼虫体重(c2111)数据的最大值，x
c2111-min
为样本中幼虫体重(c2111)数据的最小值；
[0056]
采用下式归一化处理成蜂体重(c2112)：
[0057][0058]
式中，x
′
c2112
为归一化后的成蜂体重(c2112)，x
c2112-max
为样本中成蜂体重(c2112)数据的最大值，x
c2112-min
为样本中成蜂体重(c2112)数据的最小值；
[0059]
确定作为四级指标的幼虫体重(c2111)、成蜂体重(c2112)的权重，判断矩阵见下：
[0060][0061]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0062]
幼虫体重(c2111)的权重w
c2111
＝6/7，成蜂体重(c2112)的权重w
c2112
＝1/7。
[0063]
进一步地，采用下式归一化处理幼虫寿命(c2121)：
[0064][0065]
式中，x
′
c2121
为归一化后的幼虫寿命(c2121)，x
c2121-max
为样本中幼虫寿命(c2121)数据的最大值，x
c2121-min
为样本中幼虫寿命(c2121)数据的最小值；
[0066]
采用下式归一化处理成蜂寿命(c2122)：
[0067][0068]
式中，x
′
c2122
为归一化后的成蜂寿命(c2122)，x
c2122-max
为样本中成蜂寿命(c2122)数据的最大值，x
c2122-min
为样本中成蜂寿命(c2122)数据的最小值；
[0069]
确定作为四级指标的幼虫寿命(c2121)、成蜂寿命(c2122)的权重，判断矩阵见下：
[0070][0071]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0072]
幼虫寿命(c2121)的权重w
c2111
＝6/7，成蜂寿命(c2122)的权重w
c2112
＝1/7。
[0073]
进一步地，采用下式归一化处理攻击性(c2131)：
[0074][0075]
式中，x
′
c2131
为归一化后的蜜蜂的攻击性(c2131)；
[0076]
采用下式归一化处理群体聚集性(c2132)：
[0077][0078]
式中，x
′
c2132
为归一化后的蜜蜂的群体聚集性(c2132)；
[0079]
采用下式归一化处理累计飞行时间(c2133)：
[0080][0081]
式中，x
′
c2133
为归一化后的蜜蜂的累计飞行时间(c2133)，x
c2133
为样本中蜜蜂的累计飞行时间(c2133)；
[0082]
采用下式归一化处理累计飞行距离(c2134)：
[0083][0084]
式中，x
′
c2133
为归一化后的蜜蜂的累计飞行时间(c2133)，x
c2133
为样本中蜜蜂的累计飞行时间(c2133)；
[0085]
采用下式归一化处理毒性症状(c2135)：
[0086][0087]
式中，x
′
c2132
为归一化后的蜜蜂的群体聚集性(c2132)
[0088]
确定作为四级指标的攻击性(c2131)、群体聚集性(c2132)、累计飞行时间(c2133)、累计飞行距离(c2134)、毒性症状(c2135)的权重，判断矩阵见下：
[0089][0090]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0091]
攻击性(c2131)的权重w
c2131
＝564/5899，群体聚集性(c2132)的权重w
c2132
＝235/5899，累计飞行时间(c2133)的权重w
c2133
＝1230/5899，累计飞行距离(c2134)的权重w
c2134
＝1230/5899，毒性症状(c2135)的权重w
c2135
＝2640/5899。
[0092]
进一步地，采用下式归一化处理蜂群数量(c221)：
[0093][0094]
式中，x
′
c221
为归一化后的蜂群数量(c221)，x
c221-max
为样本中蜂群数量(c221)数据的最大值，x
c221-min
为样本中蜂群数量(c221)数据的最小值；
[0095]
采用下式归一化处理蜂群数量增长率(c222)：
[0096][0097]
式中，x
′
c222
为归一化后的蜂群数量(c222)，x
c222-max
为样本中蜂群数量(c222)数据的最大值，x
c222-min
为样本中蜂群数量(c222)数据的最小值；
[0098]
采用下式归一化处理幼虫出房率(c223)：
[0099][0100]
式中，x
′
c223
为归一化后的幼虫出房率(c223)，x
c223-max
为样本中幼虫出房率(c223)数据的最大值，x
c223-min
为样本中幼虫出房率(c223)数据的最小值；
[0101]
采用下式归一化处理成蜂存活率(c224)：
[0102][0103]
式中，x
′
c224
为归一化后的成蜂存活率(c224)，x
c224-max
为样本中成蜂存活率(c224)数据的最大值，x
c224-min
为样本中成蜂存活率(c224)数据的最小值；
[0104]
确定作为三级指标的蜂群数量(c221)、蜂群数量增长率(c222)、幼虫出房率(c223)、成蜂存活率(c224)的权重，判断矩阵见下：
[0105][0106]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0107]
蜂群数量(c221)的权重w
c221
＝270/791，蜂群数量增长率(c222)的权重w
c222
＝271/791，幼虫出房率(c223)的权重w
c223
＝200/791，成蜂存活率(c224)的权重w
c224
＝51/791。
[0108]
进一步地，采用下式归一化处理孢子萌发率(c31)：
[0109][0110]
式中，x
′
c31
为归一化后的孢子萌发率(c31)，x
c31-max
为样本中孢子萌发率(c31)数据的最大值，x
c32-min
为样本中孢子萌发率(c31)数据的最小值；
[0111]
采用下式归一化处理菌种活力(c32)：
[0112][0113]
式中，x
′
c32
为归一化后的菌种活力(c32)，x
c32-max
为样本中菌种活力(c32)数据的最大值，x
c32-min
为样本中菌种活力(c32)数据的最小值；
[0114]
确定作为二级指标的孢子萌发率(c31)、菌种活力(c32)的权重，判断矩阵见下：
[0115][0116]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0117]
孢子萌发率(c31)的权重w
c31
＝6/7，菌种活力(c32)的权重w
c32
＝1/7。
[0118]
与现有的农药对蜜蜂影响程度的评估方法相比，本发明的有益效果是：
[0119]
传统的评估方法因影响因子的量纲及设计标准不同，很难直观看出不同给药方式对蜜蜂各阶段的具体影响，本发明引入了层次分析法，并结合发明人多年的研究数据和经验，将不同量纲及设计标准的影响因子实现归一化，进而使不同的给药方式对蜜蜂带来的影响能够在统一标准下做比较，得到一个能够更加真实、准确反应微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的方法，为农药的准确施用和蜜蜂健康繁育提供数据支撑。
附图说明
[0120]
图1是本发明设计的评估体系的结构示意图。
具体实施方式
[0121]
为更进一步阐述本发明所采取的方式和取得的效果，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚和完整地描述。
[0122]
实施例
[0123]
本实施例主要目的是阐述本发明设计的一种微生物农药给药方式对蜜蜂影响程度的评估体系的具体构成：
[0124]
参见图1，所述评估体系分为作为一级指标的：农药理化性质(c1)，蜜蜂健康影响(c2)，微生物状态(c3)；
[0125]
作为一级指标的农药理化性质(c1)对应的二级指标包括：农药毒性(c11)、农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)、农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)、农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)；
[0126]
作为一级指标的蜜蜂健康影响(c2)对应的二级指标包括：蜜蜂生理影响(c21)、存活率(c22)；
[0127]
作为二级指标的蜜蜂生理影响(c21)对应的三级指标包括：体重影响(c211)、寿命影响(c212)、行为变化(c213)；
[0128]
作为三级指标的体重影响(c211)对应的四级指标包括：幼虫体重(c2111)、成蜂体重(c2112)；
[0129]
作为三级指标的寿命影响(c212)对应的四级指标包括：幼虫寿命(c2121)、成蜂寿命(c2122)；
[0130]
作为三级指标的行为变化(c213)对应的四级指标包括：攻击性(c2131)、群体聚集性(c2132)、累计飞行时间(c2133)、累计飞行距离(c2134)、毒性症状(c2135)；
[0131]
作为二级指标的存活率(c22)对应的三级指标包括：蜂群数量(c221)、蜂群数量增长率(c222)、幼虫出房率(c223)、成蜂存活率(c224)；
[0132]
作为一级指标的微生物状态(c3)对应的二级指标包括：孢子萌发率(c31)、菌种活力(c32)；
[0133]
具体的，确定作为一级指标的农药理化性质(c1)，蜜蜂健康影响(c2)，微生物状态(c3)的权重，判断矩阵见下：
[0134][0135]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0136]
农药理化性质(c1)的权重w
c1
＝224/1249，蜜蜂健康影响(c2)的权重w
c2
＝910/1249，微生物状态(c3)w
c3
＝115/1249。
[0137]
具体的，采用下式归一化处理关注微生物农药的农药毒性(c11)：
[0138][0139]
式中，x
′
c11
为归一化后的关注微生物农药的农药毒性(c11)，x
c11
为试验组的关注微生物农药的农药毒性(c11)；
[0140]
采用下式归一化处理农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)：
[0141][0142]
式中，x
′
c12
为归一化后的农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)，x
c12
为试验组的农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)，x
c12-min
为试验组农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)数据的最小值，x
c12-max
为试验组农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)数据的最大值；
[0143]
采用下式归一化处理农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)：
[0144][0145]
式中，x
′
c13
为归一化后的农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)，x
c13
为试验组的农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)，x
c13-min
为试验组农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)数据的最小值，x
c13-max
为试验组农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)数据的最大值；
[0146]
采用下式归一化处理农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)：
[0147][0148]
式中，x
′
c14
为归一化后的农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)，x
c14
为试验组的农药
由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)，x
c14-min
为试验组农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)数据的最小值，x
c14-max
为试验组农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)数据的最大值；
[0149]
确定作为二级指标的农药毒性(c11)、农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)、农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)、农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)的权重，判断矩阵见下：
[0150][0151]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0152]
农药毒性(c11)的权重w
c11
＝3360/7009，农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)的权重w
c12
＝2170/7009，农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)的权重w
c13
＝1134/7009，农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率的权重w
c14
＝345/7009。
[0153]
具体的，确定作为二级指标的蜜蜂生理影响(c21)、存活率(c22)的权重，判断矩阵见下：
[0154][0155]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0156]
蜜蜂生理影响(c21)的权重w
c21
＝1/4，存活率(c22)的权重w
c22
＝3/4。
[0157]
具体的，确定作为三级指标的体重影响(c211)、寿命影响(c212)、行为变化(c213)的权重，判断矩阵见下：
[0158][0159]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0160]
体重影响(c211)的权重w
c211
＝47/719，寿命影响(c212)的权重w
c212
＝455/719，行为变化(c213)的权重w
c213
＝217/719。
[0161]
具体的，采用下式归一化处理幼虫体重(c2111)：
[0162]
[0163]
式中，x
′
c2111
为归一化后的幼虫体重(c2111)，x
c2111-max
为样本中幼虫体重(c2111)数据的最大值，x
c2111-min
为样本中幼虫体重(c2111)数据的最小值；
[0164]
采用下式归一化处理成蜂体重(c2112)：
[0165][0166]
式中，x
′
c2112
为归一化后的成蜂体重(c2112)，x
c2112-max
为样本中成蜂体重(c2112)数据的最大值，x
c2112-min
为样本中成蜂体重(c2112)数据的最小值；
[0167]
确定作为四级指标的幼虫体重(c2111)、成蜂体重(c2112)的权重，判断矩阵见下：
[0168][0169]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0170]
幼虫体重(c2111)的权重w
c2111
＝6/7，成蜂体重(c2112)的权重w
c2112
＝1/7。
[0171]
具体的，采用下式归一化处理幼虫寿命(c2121)：
[0172][0173]
式中，x
′
c2121
为归一化后的幼虫寿命(c2121)，x
c2121-max
为样本中幼虫寿命(c2121)数据的最大值，x
c2121-min
为样本中幼虫寿命(c2121)数据的最小值；
[0174]
采用下式归一化处理成蜂寿命(c2122)：
[0175][0176]
式中，x
′
c2122
为归一化后的成蜂寿命(c2122)，x
c2122-max
为样本中成蜂寿命(c2122)数据的最大值，x
c2122-min
为样本中成蜂寿命(c2122)数据的最小值；
[0177]
确定作为四级指标的幼虫寿命(c2121)、成蜂寿命(c2122)的权重，判断矩阵见下：
[0178][0179]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0180]
幼虫寿命(c2121)的权重w
c2111
＝6/7，成蜂寿命(c2122)的权重w
c2112
＝1/7。
[0181]
具体的，采用下式归一化处理攻击性(c2131)：
[0182][0183]
式中，x
′
c2131
为归一化后的蜜蜂的攻击性(c2131)；
[0184]
采用下式归一化处理群体聚集性(c2132)：
[0185]
[0186]
式中，x
′
c2132
为归一化后的蜜蜂的群体聚集性(c2132)；
[0187]
采用下式归一化处理累计飞行时间(c2133)：
[0188][0189]
式中，x
′
c2133
为归一化后的蜜蜂的累计飞行时间(c2133)，x
c2133
为样本中蜜蜂的累计飞行时间(c2133)；
[0190]
采用下式归一化处理累计飞行距离(c2134)：
[0191][0192]
式中，x
′
c2133
为归一化后的蜜蜂的累计飞行时间(c2133)，x
c2133
为样本中蜜蜂的累计飞行时间(c2133)；
[0193]
采用下式归一化处理毒性症状(c2135)：
[0194][0195]
式中，x
′
c2132
为归一化后的蜜蜂的群体聚集性(c2132)
[0196]
确定作为四级指标的攻击性(c2131)、群体聚集性(c2132)、累计飞行时间(c2133)、累计飞行距离(c2134)、毒性症状(c2135)的权重，判断矩阵见下：
[0197][0198]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0199]
攻击性(c2131)的权重w
c2131
＝564/5899，群体聚集性(c2132)的权重w
c2132
＝235/5899，累计飞行时间(c2133)的权重w
c2133
＝1230/5899，累计飞行距离(c2134)的权重w
c2134
＝1230/5899，毒性症状(c2135)的权重w
c2135
＝2640/5899。
[0200]
具体的，采用下式归一化处理蜂群数量(c221)：
[0201][0202]
式中，x
′
c221
为归一化后的蜂群数量(c221)，x
c221-max
为样本中蜂群数量(c221)数据的最大值，x
c221-min
为样本中蜂群数量(c221)数据的最小值；
[0203]
采用下式归一化处理蜂群数量增长率(c222)：
[0204][0205]
式中，x
′
c222
为归一化后的蜂群数量(c222)，x
c222-max
为样本中蜂群数量(c222)数据的最大值，x
c222-min
为样本中蜂群数量(c222)数据的最小值；
[0206]
采用下式归一化处理幼虫出房率(c223)：
[0207][0208]
式中，x
′
c223
为归一化后的幼虫出房率(c223)，x
c223-max
为样本中幼虫出房率(c223)数据的最大值，x
c223-min
为样本中幼虫出房率(c223)数据的最小值；
[0209]
采用下式归一化处理成蜂存活率(c224)：
[0210][0211]
式中，x
′
c224
为归一化后的成蜂存活率(c224)，x
c224-max
为样本中成蜂存活率(c224)数据的最大值，x
c224-min
为样本中成蜂存活率(c224)数据的最小值；
[0212]
确定作为三级指标的蜂群数量(c221)、蜂群数量增长率(c222)、幼虫出房率(c223)、成蜂存活率(c224)的权重，判断矩阵见下：
[0213][0214]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0215]
蜂群数量(c221)的权重w
c221
＝270/791，蜂群数量增长率(c222)的权重w
c222
＝271/791，幼虫出房率(c223)的权重w
c223
＝200/791，成蜂存活率(c224)的权重w
c224
＝51/791。
[0216]
具体的，采用下式归一化处理孢子萌发率(c31)：
[0217][0218]
式中，x
′
c31
为归一化后的孢子萌发率(c31)，x
c31-max
为样本中孢子萌发率(c31)数据的最大值，x
c32-min
为样本中孢子萌发率(c31)数据的最小值；
[0219]
采用下式归一化处理菌种活力(c32)：
[0220][0221]
式中，x
′
c32
为归一化后的菌种活力(c32)，x
c32-max
为样本中菌种活力(c32)数据的最大值，x
c32-min
为样本中菌种活力(c32)数据的最小值；
[0222]
确定作为二级指标的孢子萌发率(c31)、菌种活力(c32)的权重，判断矩阵见下：
[0223][0224]
计算上述矩阵的特征向量w，即：
[0225]
孢子萌发率(c31)的权重w
c31
＝6/7，菌种活力(c32)的权重w
c32
＝1/7。
[0226]
试验例
[0227]
本试验例主要阐述基于上述实施例中设计的评估体系，在实际应用中的效果。
[0228]
1、供试生物
[0229]
试验用蜜蜂为意大利工蜂(apis mellifera l.)，由南京市江宁联合养蜂厂提供，批号蜜蜂20211005。蜂王孵化自同一批次、同一时间段内婚飞的姊妹蜂王，于试验开始前新培育的、产卵能力强、健康的蜂王用于试验。每蜂箱至少包含5000只成年工蜂，包含5张巢脾，其中包含不同发育阶段的子脾和适量的能满足子脾发育所需蜂蜜和花粉。
[0230]
2、试验用糖
[0231]
一级绵白糖，符合我国绵白糖的国标gb1445-2000规定，总糖分》97.92％，江苏白玫糖业有限公司生产。
[0232]
3、试验地点和环境条件
[0233]
试验地点位于生态环境部南京环境科学研究所江宁野外试验基地。
[0234]
试验在满足蜜蜂生长条件的室外环境下进行。试验期间，在每个蜂箱内外分别放置电子温度计，每天实时监测蜂箱内外的温湿度变化。
[0235]
4、试验器材
[0236]
天平、移液器、自动温湿度计记录仪、人工气候箱、电动喷雾器，容量瓶，量筒等。
[0237]
5、试验场地及蜂箱分布
[0238]
试验场地共分为3个地点，每个地点放置3个蜂箱。将蜂箱置于防雨棚下，确保蜜蜂可以自由进出蜂箱。
[0239]
6、蜂群引入
[0240]
试验开始3d前的傍晚将蜂群引入试验场地中，每个点位放置3个蜂箱，将蜂箱置于防雨棚正下方。
[0241]
7、成蜂试验处理
[0242]
7.1、试验设置3个处理组(1个空白对照组、1个喷雾处理组及1个饲喂处理组)，每组3个平行(即3箱蜂，每箱5张巢脾)。试验开始的第0d，对蜂箱中的蜜蜂进行受试物的处理(详细操作见下表1)，其余时间各处理组均正常喂食不含受试物的蔗糖溶液和花粉。
[0243]
饲喂处理：试验第0d给药。称量0.1250g球孢白僵菌原药，溶解于100ml0.1％吐温80水溶液中，配制成浓度为108孢子/ml的药液(田间最大使用浓度的5倍)，按1：10与100g花粉混匀，24h后发现所有蜂箱中无剩余花粉，已取食完毕。
[0244]
喷雾处理：试验第0d喷雾。称量0.1250g球孢白僵菌原药，溶解于100ml0.1％吐温80水溶液中，配制成浓度为108孢子/ml的受试物药液(田间最大使用浓度的5倍)。将受试药液均匀的喷施于蜂箱的内外表面，至无液滴滴下状态，后将巢脾放置于蜂箱内。喷施过程中尽量避免直接喷雾于蜜蜂体表。喷雾完成后，将剩余药液倒出，计量实际喷雾量为65ml。
[0245]
表1蜂箱内成蜂受试物处理的详细操作
[0246][0247]
7.2、生物指标观察
[0248]
7.2.1、蜜蜂行为变化
[0249]
试验期间，每天(10:00和15:00)记录以下蜜蜂行为的变化：
[0250]
攻击性、群体聚集性、累计飞行时间、累计飞行距离；
[0251]
毒性症状：抽搐、颤抖、运动失衡、不活动等。
[0252]
7.2.2、蜜蜂蜂群数量变化
[0253]
在试验开始时评估每个蜂箱的蜂群数量，然后每7d评估一次。每次评估时，于当天傍晚蜜蜂停止活动、返回蜂箱时，取出并拍照。采用imagej软件对每张照片上出现的所有蜜蜂进行计数。蜂群大小以每个蜂箱活蜂的绝对数量来估计。
[0254]
7.2.3、成蜂寿命与体重
[0255]
于每天傍晚蜜蜂停止活动、返回蜂箱时1h后收集死去成蜂尸体，标记死亡日期并称重；
[0256]
8、幼虫试验处理
[0257]
8.1、幼虫饲粮制备：幼虫的饲粮由蜂王浆、d葡萄糖、d-果糖、酵母提取物和无菌水配制而成，具体比例如下：
[0258]
50％蜂王浆、6％果糖、6％葡萄糖、1％酵母提取物、37％无菌水。
[0259]
8.2、幼虫处理
[0260]
在实验蜂群中插入一张空巢脾，并用限王框将蜂王控制在空巢脾上产卵。24以后查看产卵情况，当产卵量满足实验需求之后，将峰王移出限王框，调节使工蜂可以自由进出。蜂王放出三天后(72h)取出巢脾准备移虫。
[0261]
移虫所需工具在实验前先统一用酒精消毒，再用紫外线消毒。取出产卵巢脾之后快速用移虫针将一日龄幼虫移入王台基中，再将王台基放入48孔细胞培养板中，之后再用移液枪取20l饲粮a注入到王台基中。饲粮注入前先放入培养箱中预热20分钟。将标记好分组的48孔细胞培养板放入培养盒中，培养盒中用容器装入一定比例的甘油保持相对湿度。最后将培养盒密封放入培养箱中(培养箱中的温度保持在35c，湿度保持在95％)。
[0262]
8.3、幼虫试验和暴露
[0263]
根据oecd239(2015)研究者的饲养和暴露方法，将农药稀释到饲粮中暴露，具体操作步骤见表2：
[0264]
表2王台基幼虫受试物处理的详细操作
[0265][0266]
7.2、幼虫寿命与体重
[0267]
于每天傍晚记录成蜂寿命及体重后，记录王台基中中死亡的幼虫，标记死亡日期并称重。
[0268]
9、蜂箱内外温度的测定
[0269]
于试验开始至试验结束(25d)连续监测蜂箱内外的温度。
[0270]
蜂箱内部温度监测：在蜂箱顶部中央钻取一个小孔，将温度计探头置于蜂箱内部，显示器置于蜂箱外，连续监测内部温度变化。
[0271]
蜂箱外部温度监测：将温度计探头和显示器悬挂于蜂箱顶部约1m处，连续监测外部温度。
[0272]
10、球孢白僵菌孢子萌发试验
[0273]
为了解温度对球孢白僵菌孢子萌发的影响，将100-μl等份的107孢子/ml悬液均匀分布在sday平板上，然后分别在25℃和35℃(或试验期间蜂箱内平均温度)下培养24h，每个温度设三个平行。从培养6h开始，每个温度处理组取3个培养皿，依次用显微镜观察(放大倍数为100倍)，根据每个培养皿中已萌发和未萌发的孢子的计数，评估其萌发率。同时，用显微镜对每个处理的孢子萌发状态进行拍照。
[0274]
11、不同给药方式的微生物农药在评估体系中的得分
[0275]
11.1、农药理化性质(c1)评估
[0276]
作为一级指标的农药理化性质(c1)对应的二级指标包括：农药毒性(c11)、农药由花粉/花蜜至蜜蜂体内的残留率(c12)、农药由环境至蜜蜂体内的残留率(c13)、农药由蜜蜂至蜂蜜的残留率(c14)；
[0277]
经上述试验处理后，喷雾处理和饲喂处理两种方式对蜜蜂成蜂的影响程度得分，饲喂处理对蜜蜂幼虫的影响程度在农药理化性质(c1)中的得分情况见表3。
[0278]
表3两种给药方式在农药理化性质(c1)中的得分情况
[0279][0280]
从表3中数据能够看出，饲喂处理对于蜜蜂的成蜂和幼虫的影响程度更大，因而该给药方式在农药理化性质(c1)中的得分更高。
[0281]
11.2、蜜蜂健康影响(c2)评估
[0282]
作为一级指标的蜜蜂健康影响(c2)对应的二级指标包括：蜜蜂生理影响(c21)、存活率(c22)；
[0283]
经上述试验处理后，喷雾处理和饲喂处理两种方式对蜜蜂成蜂的影响程度得分，饲喂处理对蜜蜂幼虫的影响程度在蜜蜂健康影响(c2)中的得分情况见表4。
[0284]
表4两种给药方式在蜜蜂健康影响(c2)中的得分情况
[0285][0286]
从表4中数据能够看出，饲喂处理对于蜜蜂的成蜂和幼虫的影响程度更大，因而该给药方式在蜜蜂健康影响(c2)中的得分更高。
[0287]
11.2、微生物状态(c3)评估
[0288]
作为一级指标的微生物状态(c3)对应的二级指标包括：孢子萌发率(c31)、菌种活力(c32)；
[0289]
经上述试验处理后，喷雾处理和饲喂处理两种方式对蜜蜂成蜂的影响程度得分，饲喂处理对蜜蜂幼虫的影响程度在微生物状态(c3)中的得分情况见表5。
[0290]
表5两种给药方式在微生物状态(c3)中的得分情况
[0291][0292]
从表4中数据能够看出，因为饲喂处理时，染上球孢白僵菌的蜜蜂处于较为温暖的封箱/王台基中，因此球孢白僵菌的孢子萌发率和活性都很低；而喷雾处理时，染上球孢白僵菌的蜜蜂因不进食所以有外出采食行为，而外界环境温度较低，因此球孢白僵菌的孢子萌发率和活性都很高；综上，喷雾处理的给药方式在微生物状态(c3)中的得分较高。
[0293]
11.3、综合评估
[0294]
经上述试验处理后，喷雾处理和饲喂处理两种方式对蜜蜂成蜂的影响程度得分，饲喂处理对蜜蜂幼虫的影响程度的综合评估得分见表6。
[0295]
表6两种给药方法的总得分情况
[0296][0297]
从表6中数据能够看出，就喷雾处理和饲喂处理这两种给药方式而言，以蜜蜂成蜂和蜜蜂幼虫为研究对象，饲喂处理在农药理化性质(c1)和蜜蜂健康影响(c2)中的得分均高于喷雾处理，表明饲喂处理对于蜜蜂本身的影响更大；而喷雾处理在微生物状态(c3)中的得分高于饲喂处理的原因是喷雾处理时，蜜蜂有外出觅食的行为，而外界环境温度较低，更适合球孢白僵菌的生长。
[0298]
综上所述，本发明设计的评估体系得分情况显示：环境中农药的浓度对蜜蜂成蜂和幼虫有影响，但直接采食被农药污染的食物，对蜜蜂的影响更大，得分显示结果与实际观测数据相符，表明本技术设计的评估体系能够准确评估不同给药方式对于蜜蜂的影响，因此能够为作为后续相关研究的有力数学工具。