2/16/2016

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Daniel A. Potter, ProfessorDept. Of Entomology, Univ. of Kentucky

Challenges and Opportunities for the Green Industry

Early one June 2013 morning at an Oregon shopping center parking lot……

Shortly later, as shoppers begin to arrive……

50,000 dead and dying bees

Oregon Dept. of Agriculture officers

Endangered species conservation biologists

More backlash…..

“This product is highly toxic to bees… Do not apply or allow it to drift to blooming crops or weeds if bees are visiting the treatment area” 

The bee kill in Oregon resulted from a label violation

Why all this attention on bees?

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What challenges and opportunities does the “bee issue” pose for the Green Industry and the public?

Growers and garden centers

Lawn and landscape industries

Private citizens

Golf courses

Pollinator Decline

‐ Congressional Research Service report (www.crs.gov)

“USDA estimates honey bee colony losses from all causes have averaged more than 30% annually since 2006.”  

Why care about bees?

Bee pollination services to US Agriculture valued at $20 billion/year

Cherries

Tomatoes

Melons,  squash

The California almond industry alone requires use of 1.4 million honey bee colonies!

Without bees, they’ll all be off the menu

Why conserve bees? Bees pollinate gardens and native plants that provide food for urban wildlife

Honey bees are of European OriginBrought to North America by early colonists in the 1600s

4000 species of wild native bees alsoprovide pollination services in the USA!

Besides managed honey bees…

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Bumble bees Orchard, Mason, and Leafcutter bees

Sweat Bees Mining bees

Types of wild Bees

Bees and Wasps are NOT the same

Mason bee nest

Feeding time!

Bees feed their young on pollen and nectar

Branched hairs

Body adapted to carry pollen

Bees and Wasps are NOT the sameWasps are bald or have a sparse hairs poorly suited for carrying pollen

Wasps feed their young on meat!

Honey bees are docile unless hive is threatened, and native bees rarely sting 

Most “bee” stings in urban settings are really from wasps

Why are bee populations declining?

Colony Collapse DisorderBeginning in 2006, beekeepers began reporting sudden widespread loss of hives 

Workers “disappear” leaving queen and immature bees no means to sustain them

‐ Diseases‐ Parasites‐Management stress‐ Environmental stress

CCD is “a syndrome caused by different factors, working in combination” 

Varroa mites:  Suck blood and transmit deadly bee diseases

Yikes!!

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Exotic bee viruses Nosema fungus causes “dysentery” in bees

Pathogen loads are higher in colonies suffering from CCD

Deformed wing virus

Why are honey bees declining? Why are honey bees declining?

Good Not good 

Real honey boosts baby bees’ immune systems

Why are honey bees declining?

Why are honey bees declining?

Travel stress!Didn’t I use to live here? 

Why are ALL bees declining?Habitat loss

Why are ALL bees declining?Environmental stressors

Less varied, less nutritious pollen & nectar

Accidental or chronic exposure to pesticides

DiseasesParasitic mites

Habitat LossStressful management practices

Acute and chronic pesticide exposures

The Scientific Consensus

No single factor or specific combination of factors has been identified as the ‘cause’ for declining bee populations

Insecticide exposure, though not the main driver of bee decline, can put additional stress on bees

‐ USDA, US EPA, US Nat. Acad. Sci.

Parasites,  diseases

Insecticide exposure

Other stressors

One stress can increase bees’ vulnerability to others

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Varroa mites, diseases, stressful management, habitat loss

It is harder to recover from a concussion…

Other stressors, including insecticide exposure

If you are also being kicked in the head

Public perception is that pesticides, esp. neonicotinoid insecticides are the main cause of bee decline

Activism to restrict use of horticultural pesticides is nothing new

But, how did bees become the new driver for those pressures? 

Conflicting studies and media coverage…

2014: Friends of the Earth survey receives wide media coverage

February 2014:  Organic Consumers Association organizes protests at Big‐Box stores in five cities demanding they stop selling neonic products and treated plants:

Home Depot requires labels on plants treated by wholesale growers (2015)

Lowes announces phase out of sales of home & garden products containing neonicotinoids

2015Why do Green Industry Professionals use neonicotinoids? 

Treated

Not Treated

Why does the Green Industry use neonicotinoids?

Emerald ash borer

White grubs

TreatedNot Treated

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Psyllids

Lace bugs

Scale insects

Neonics are very effective for systemic control of:

Leaf miners

Whiteflies

Aphids

Systemic treatments are often less hazardous and more practical than sprays

This…. Or this……

Homeowner products with systemic neonicotinoids (imidacloprid or dinotefuran)

Boxwood psyllid Boxwood leafminer Lace bugs Scale insects

Are very effective for controlling pests like these: 

Systemic products simplify outdoor pest control by homeowners

Or this……

This….But… that does not mean that neonics are harmless to bees!

The scientific consensus is that neonicotinoids are not a major driver of bee decline

Bees can potentially be exposed via contact orsystemic transference into pollen and nectar

At high enough dosages, neonicotinoids have sub‐lethal effects that impair individual behavior and colony function

Impaired communication

Impaired learning, foraging, and homing behavior

The research shows:But nearly all that research used unrealistically high doses, gave bees no other choices, and did not reflect real‐world conditions

Our recent studiesEvaluate hazards of insecticides to bees in lawn and landscape settings

Find ways to reduce those hazards 

Jonathan Larson, PhD 2014

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The model system: White clover intermixed with cool‐season lawn turf 

White clover (Fabaceae)

Clover is common in lawns and (some) golf course roughs

Eusociality when first workers emerge

Queen overwinters, becomes active in early spring

New queens seek  overwintering sites, colony dies out

Midsummer switch to producing new queens and males

More workers produced, colony grows

Gynes emerge, mating and outcrossing

Solitary Phase(first few weeks)

Neonicotinoid Anthranilic diamide

We compared representative compounds from two chemical classes:

Clothianidin Chlorantraniliprole

Insecticides were applied at label rates for grub control in early May

Treatment timing matches that for preventive grub control 

Commercial bumble bee hives starting with a queen and 20 workers

Colonies introduced after sprays had dried and confined to forage for 6 days

30 open‐bottom cages0

10

20

30

40

50

60

70

Clothianidin Chlorantraniliprole No Input

Foragers

Colonies  exposed to neonicotinoid‐treated turf had fewer workers out foraging

Arena Acelepryn Not treated

*

No reduction from Acelepryn®

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When colonies were opened and examined we saw: 

58% fewer live bees3‐fold more dead bees

No adverse effects

GaineswayHorse Farm

Colonies then moved to safe foraging site and left for 6 weeks 

Weighing colonies in the field

Get him!!Get him!!

Colonies that had foraged on neonic-treated flowers struggled to grow

Larson et al PLOS One 2013

(Acelepryn®, a diamide)

(Arena®, a neonicotinoid)

Non‐treated or Acelepryn‐treated

Neonicotinoid‐treated

Colonies exposed to neonic‐sprayed blooms failed to produce any new queens

Overspraying clover blooms with a neonicotinoid adversely affected bee foraging, colony vigor, and reproduction

Acelepryn: no impact on bumble bee colony health

Good!

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Will bees avoid sprayed flowers?

Larson et al PLOS One 2013

Spraying plots Counted bees for each day for 1 week

Will bees avoid feeding on contaminated flowers?

NO! Turf mowed to remove directly‐sprayed bloomsNew colonies were confined on same plots 10 days later, after new blooms had opened

Does mowing reduce neonicotinoidimpacts? 

Bees exposed to new blooms formed after mowing neonicotinoid‐treated turf showed no harmful effects

Good!Directlysprayed

New blooms after mowing

Imidacloprid 5492 8.4Clothianidin 2393 6.2

Residue levels (ppb) in clover nectar

Reduced 99.4 to 99.8% after one mowing! 

‐ Larson et al. (2015) Environ. Tox. Chem. 34:127‐132 

Spray versus granular applications 

J. Econ. Entomol. 95: 722-728 (2002)

Sprays versus granular applications 

Gels, Held & Potter 2002

No adverse effects

What can practitioners do to protect bees?

Do not to overspray flowering plantsUse bee‐friendly products (e.g., Acelepryn)If using neonicotinoids, mow or control flowering weeds before or after application, or use granular formulation Communicate with customers

Homeowner Grub Control Products  

Neonics Alternatives

Merit Arena Acelepryn Dylox

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Foster holly Summersweet(Clethra)

New Residue Studies: 3 plant species 

2 neonics

3 treatment  timings

Winter King hawthorn

Post Bloom NovemberPre-bloom

Twigs with holly blooms mounted for centrifugation

Hawthorn nectar, 200‐300 flowers extracted per tube

Sampling Nectar and Pollen

Prune to remove flower buds  Treat for scales, leafminers, lace bugs after bloom or in autumn

Tentative BMPs if needing to treat key pests on woody ornamentals   

Match product to  target: Imidacloprid: longer residual Dinotefuran: faster uptake

Hazard = Toxicity x ExposureCommon sense practices reduce bees’ exposure to residues

High exposureHigh hazard

Low exposureLow hazard

New EPA Bee Advisory Box Bee‐friendly land care also provides opportunities for the Green Industry

Lawn care

Golf coursesNurseries and garden centers

Operation Pollinator for Golf Courses 

Carnoustie St. Andrews

Operation Pollinator at St. Andrews and Carnoustie, Scotland

Establishing KY Operation Pollinator Plots

Mow Herbicide

Scarify and rake

Seeding

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They will advise and custom‐blend a seed mix for your area

June 2013 July 2013

Lakeside GC, Lexington (same site)

• Total of 49 different pollinator species• Seven bumble bee species including 

three uncommon and declining ones

Recommended Mix for Ohio Valley Region   Primary species:

Lanceleaf Coreopsis Bergamot Black‐eyed Susan New England Aster

Prairie coneflowerPlains Coreopsis Purple coneflower

And…. smaller amounts of others to add variety and interest

As of Spring 2015, Operation Pollinator sites had been planted on 125 U.S. golf courses in 27 states

Operation Pollinator Tools

GreenCastOnline.com/OperationPollinator

Literature and guidelines

Downloadable communications to members

Downloadable press release to local media

Signage for Operation Pollinator Plots

Monarch Butterfly and Caterpillar on Milkweed

Monarchs Migrate to and From Overwintering Grounds in Mexico

Seed Kit: $16

2/16/2016

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Common milkweed in naturalized roughs helps monarch butterflies

Million Pollinator Garden Challenge Opportunities for progressive small businesses 

What Else can you do to help bees?

Diversity of plant species with succession of bloom from early spring through fall

Research Project: 2014‐2016Best Woody Landscape Plants for Bee Conservation

Sampling 60 Species of Flowering Trees and Shrubs    

Bee Assemblages: 50‐bee samples from each of 5 sites per plant species 

Attractiveness to bees:“Snapshot” (1‐min) counts; includes both attractive and non‐attractive plant species 

Different woody ornamentals attract unique bee assemblages 

Flowering crabapple Fuzzy Deutzia

Flower Form Matters!

Hydrangea paniculata

Hydrangea arborescens

Prairie rose

Hybrid tea rose

Good!

Pretty useless

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Diversity of bees varies by plant species  

Mock Orange (Philadelphus)

Chaste tree(Vitex) 

Non‐nativeNative

Chelosoma philadelphi

Native and Non‐Native Plants Can Both Be Good for Bee‐friendly Landscapes!

Yellowwood

Deutzia

Pyracantha

American HollyHawthorn Chaste tree

Redbud

Some other GREAT trees for bees

Bee bee tree

Korean stewartia Seven sons flower tree

Devil’s walking stickAmerican yellowwood

Bottlebrush buckeye

Winged sumac

Eastern redbud spiraea

Cornus mas

Native Non‐native

Some GREAT shrubs for bees

Sweetspire (Itea)

Glossy abelia

Winterberry holly

SummersweetClethra

Dwarf fothergilla

Buttonbush

Virginia spiraea

Fuzzy deutzia

St. John’s Wort

Spring Early Summer Late Summer

Serviceberry Bottlebrush buckeye Bee bee tree

Crabapple Climbing prairie rose Winged sumac

False Indigo Clethra Glossy abelia

Eastern redbud Hydrangea paniculata Seven son flower tree

Cornelian cherry St. John's wort Chaste tree

Winter king hawthorn Winterberry Devil's walking stick

False indigo Golden rain tree Buttonbush

Foster's holly Amur maackia

Flowering cherry Virginia spirea

American yellowwood Linden

How to Build a Bee‐Friendly Landscape(Choose some from each column)

Opportunities for progressive small businesses 

What else can you do to help urban bees? 

Leave some clover in lawns   

It provides pollen, nectar, and stepping stones between remnants of natural habitat  

Published Sept 2014

More than 50 species of pollinators recorded from dandelions and clover in Lexington, KY lawns

Conserving Pollinators benefits urban habitats

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Bee‐Friendly Land Care: 

Read and follow the label

Leave buffer zones, do not overspray flowering plants Promote some 

tolerance of clover!

Bee‐Friendly Land CareDiversify landscapes with bee‐friendly flowering plants 

Keep Cost/Benefit in PerspectiveIPM is more than Integrated Pollinator Management

Emerald Ash Borer Impact: Toledo Ohio

Before (2006) After (2009)

Photos: Dan Herms (OSU)

Keep the politics in perspective…

Flowering landscape plants from garden centers are good for bees!

Research Supported by: Thanks!