Effects of increasing honeybee densities on sunflower yield components

M. Fernanda Reyes; Anahí R. Fernandez; Diego N. Nabaes Jodar; Lucas Andreoni; Lucas A. Garibaldi

doi:10.25260/EA.24.34.3.0.2294

Autores/as

M. Fernanda Reyes Universidad Nacional de Río Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Bariloche, Río Negro, Argentina. Instituto de Tierras, Agua y Medio Ambiente, Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Comahue y Consejo Nacional de investigaciones Científicas y Técnicas, Neuquén, Argentina
Anahí R. Fernandez Universidad Nacional de Río Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Bariloche, Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de investigaciones Científicas y Técnicas, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural, UNRN. S. C. de Bariloche, Argentina
Diego N. Nabaes Jodar Universidad Nacional de Río Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Bariloche, Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de investigaciones Científicas y Técnicas, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural, UNRN. S. C. de Bariloche, Argentina
Lucas Andreoni Consultoría técnica de productores agropecuarios, Dirección de Producción Agrícola, Ministerio de Agricultura, Córdoba, Argentina
Lucas A. Garibaldi Universidad Nacional de Río Negro. Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural. Bariloche, Río Negro, Argentina. Consejo Nacional de investigaciones Científicas y Técnicas, Instituto de Investigaciones en Recursos Naturales, Agroecología y Desarrollo Rural, UNRN. S. C. de Bariloche, Argentina

DOI:

https://doi.org/10.25260/EA.24.34.3.0.2294

Palabras clave:

Apis mellifera, Astylus atromaculatus, productividad, exclusión de polinizadores, cuaje de frutos, exposición a polinizadores, trampas plato, polinización

Resumen

El manejo de abejas melíferas (Apis mellifera) podría complementar a los polinizadores silvestres y aumentar la productividad de cultivos. Sin embargo, es necesario conocer la densidad óptima de colmenas para cada cultivo. El girasol (Helianthus annuus) es el tercer cultivo oleaginoso más producido en el mundo, y la polinización entomófila aumenta su productividad y su contenido de aceite. Cuantificamos la dependencia de H. annuus de polinizadores y evaluamos la densidad de colmena óptima para incrementar su productividad en parcelas de 2 ha, en una matriz extensiva de soja en la Argentina. Establecimos un experimento de campo en 5 parcelas con diferente número de colmenas cada una (0, 5, 10, 15, 20), evaluamos el cuaje de frutos y el rinde en inflorescencias expuestas y excluidas de polinizadores y la abundancia absoluta de insectos. El cuaje y el rinde aumentaron en inflorescencias expuestas. El rinde no respondió linealmente a la densidad de parcelas, aunque podría haber un efecto positivo de densidades intermedias. El rinde no estuvo explicado por la abundancia absoluta de las especies más frecuentes, Astylus atromaculatus (Coleoptera) y Apis mellifera, lo que sugiere que la productividad está limitada por recursos distintos al polen, como la baja abundancia de precipitaciones. La sequía pudo haber limitado la respuesta del cultivo al agregado de colmenas y también promovido la alta abundancia de A. atromaculatus. Es necesario aumentar el número de repeticiones para obtener una mayor robustez de los resultados.

Citas

Aizen, M. A., S. Aguiar, J. C. Biesmeijer, L. A. Garibaldi, D. W. Inouye, et al. 2019. Global agricultural productivity is threatened by increasing pollinator dependence without a parallel increase in crop diversification. Glob Change Biol 25:3516-3527. https://doi.org/10.1111/gcb.14736.

Barton, K. 2019. Package MuMIn. URL: tinyurl.com/27wvyfz4.

Bartual, A. M., G. Bocci, S. Marini, and A. C. Moonen. 2018. Local and landscape factors affect sunflower pollination in a Mediterranean agroecosystem. PloS ONE 13(9):e0203990. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203990.

Chambó, E. D., R. C. Garcia, N. Tavares Escocard De Oliveira, and J. Barbosa Duarte-Júnior. 2011. Honey bee visitation to sunflower: Effects on pollination and plant genotype. Sci Agric (Piracicaba, Braz) 68(6):647-51. https://doi.org/10.1590/S0103-90162011000600007.

Cunningham, S. A., and D. Le Feuvre. 2013. Significant yield benefits from honeybee pollination of faba bean (Vicia faba) assessed at field scale. Field Crop Res 149:269-75. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2013.05.019.

FAO, Food and Agriculture Organization if the United Nations. 2022. URL: fao.org/faostat/es.

Ferrarese, M. S. 2019. Evaluación de la calidad del fruto y del rendimiento en cultivos de girasol (Helianthus annuus) con añadido de colmenas de Apis mellifera. Tesis para optar al grado de Biólogo. Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales Escuela de Biología. Córdoba, Argentina. Pp. 53.

García, J. A., J. M. Livio, C. Matto, F. Dutra, V. Scioli, et al. 2023. Pollen beetle (Astylus atromaculatus)- associated gastroenteric disease in cattle: report of 6 natural outbreaks. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 1-8. https://doi.org/10.1177/10406387231215756.

Garibaldi, L. A., I. Steffan-Dewenter, R. Winfree, M. A. Aizen, R. Bommarco, et al. 2013. Wild Pollinators Enhance Fruit Set of Crops Regardless of Honey Bee Abundance. Science 340(6127):1608-11. https://doi.org/10.1126/science.1230200.

Garibaldi, L. A., N. Pérez-Méndez, M. P. Garratt, B. Gemmill-Herren, F. E. Miguez, et al. 2019. Policies for ecological intensification of crop production. Trends Ecol Evol 34(4):282-286. https://doi.org/10.1016/j.tree.2019.01.003.

Harrison, X. A., L. Donaldson, M. E. Correa-Cano, J. Evans, D. N. Fisher, et al. 2018. A brief introduction to mixed effects modelling and multi-model inference in ecology. PeerJ 6:e4794. https://doi.org/10.7717/peerj.4794.

Human, H., and S. W. Nicolson. 2003. Digestion of maize and sunflower pollen by the spotted maize beetle Astylus atromaculatus (Melyridae): is there a role for osmotic shock? J Insect Physiol 49(7):633-43. https://doi.org/10.1016/S0022-1910(03)00049-0.

Isaacs, R., and A. K. Kirk. 2010. Pollination Services Provided to Small and Large Highbush Blueberry Fields by Wild and Managed Bees. J Appl Ecol 47:841-49. https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2010.01823.x.

Langridge, B. F., and R. D. Goodman. 1974. A study on pollination of sunflowers (Helianthus annuus). Aust J Exp Agr Anim Husb 14:201-4. https://doi.org/10.1071/EA9740201.

Mallinger, R. E., J. Bradshaw, A. J. Varenhorst, and J. R. Prasifka. 2019. Native solitary bees provide economically significant pollination services to confection sunflowers (Helianthus annuus L.) (Asterales: Asteraceae) grown across the Northern Great Plains. J Econ Entomol 112:40-48. https://doi.org/10.1093/jee/toy322.

Mercau, J. L., V. O. Sadras, E. H. Satorre, C. Messina, C. Balbi, et al. 2001. On-farm assessment of regional and seasonal variation in sunflower yield in Argentina. Agr Syst 67:83-103. https://doi.org/10.1016/S0308 -521X(00)00048-2.

Mota, L., V. Hevia, C. Rad, J. Alves, A. Silva, et al. 2022. Flower strips and remnant semi‐natural vegetation have different impacts on pollination and productivity of sunflower crops. J Appl Ecol 59(9):2386-2397. https://doi.org/10.1111/1365-2664.14241.

Perrot, T., S. Gaba, M. Roncoroni, J. L. Gautier, A. Saintilan, et al. 2019. Experimental quantification of insect pollination on sunflower yield, reconciling plant and field scale estimates. Basic Appl Ecol 34:75-84. https://doi.org/10.1016/j.baae.2018.09.005.

Pierre, J., and J. L. Hofs. 2010. Astylus atromaculatus (Coleoptera: Melyridae): Abundance and Role in Pollen Dispersal in Bt and Non-Bt Cotton in South Africa. Environ Entomol 39(5):1523-1531. https://doi.org/10.1603/EN09142.

Pilorgé, E. 2020. Sunflower in the global vegetable oil system: situation, specificities and perspectives. Oilseeds and Fats Crops and Lipids 27(34):1-11. https://doi.org/10.1051/ocl/2020028.

Pitts-Singer, T. L., D. R. Artz, S. S. Peterson, N. K. Boyle, and G. I. Wardell. 2018. Examination of a managed pollinator strategy for almond production using Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae) and Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Environ Entomol 47(2):364-77. https://doi.org/10.1093/ee/nvy009.

Rollin, O., and L. A. Garibaldi. 2019. Impacts of honeybee density on crop yield: A meta-analysis. J Appl Ecol 56:1152-63. https://doi.org/10.1111/1365-2664.13355.

Sáez, A., C. L. Morales, L. Y. Ramos, and M. A. Aizen. 2014. Extremely frequent bee visits increase pollen deposition but reduce drupelet set in raspberry. J Appl Ecol 51(6):1603-1612. https://doi.org/10.1111/1365-2664.12325.

Schlickmann-Tank, J. A., and G. A. Enciso Maldonado. 2023. Registro de Astylus atromaculatus Blanch (Coleoptera: Melyridae) en Hohenau, Paraguay. ¿Un insecto plaga o benéfico en el cultivo de girasol? Revista sobre estudios e investigaciones del saber académico (Encarnación) 17(17):e2023019.

Sáez, A., P. Negri, M. Viel, and M. A. Aizen. 2019. Pollination Efficiency of Artificial and Bee Pollination Practices in Kiwifruit. Sci Hortic-Amsterdam 246:1017-21. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.11.072.

SMN Argentina, Servicio Meteorológico Nacional. 2023. URL: smn.gob.ar.

Staffen-Dewenter, I., S. G. Potts, and L. Packer. 2005. Pollinator diversity and crop pollination services are at risk. Trends Ecol Evol 20:651-652. https://doi.org/10.1016/j.tree.2005.09.004.

Torretta, J. P., D. Medan, A. Roig-Alsina, and N. H. Montaldo. 2010. Visitantes florales diurnos del girasol (Helianthus annuus, Asterales: Asteraceae) en la Argentina. Revista de la Sociedad Entomológica Argentina 69:17-32.

Tscharntke, T., A. M. Klein, A. Kruess, I. Steffan‐Dewenter, and C. Thies. 2005. Landscape perspectives on agricultural intensification and biodiversity - ecosystem service management. Ecol Lett 8:857-74. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00782.x.

Zhang, K., Y. Li, K. Sun, J. Bao, C. He, et al. 2022. Supplementary honey bee (Apis mellifera L.) pollination enhances fruit growth rate and fruit yield in Paeonia ostii (Family: Paeoniaceae). PLoS ONE 17(8): e0272921. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0272921.