Ovlivňuje velikost pole a struktura jeho okolí distribuci opylovačů a výnos osiva jetele lučního (Trifolium pratense)?

Bc. Břetislav KYDALA

Master's thesis

Does the field size and the structure of its surrounding affect pollinator distribution and yield of red clover (Trifolium pratense) seeds?

Abstract:

Jetel luční (Trifolium pratense) patří mezi významné zemědělské plodiny, využívající ke své reprodukci zoogamii. Mezi jeho nejvýznamnější opylovače patří čmeláci (Bombus spp.), zejména specializovanější druhy s delším sosákem. Opylení je schopná také včela medonosná (Apis mellifera), i když s mnohem nižší efektivitou. Opylovačů však v krajině, zejména v posledních letech, výrazně ubývá. Cílem práce bylo zjistit, jak může abundance opylovačů, a tedy jejich distribuce na pěstované monokultuře, ovlivnit výnosy osiva. Rovněž byl testován vliv významného hospodářského škůdce, fytofágního brouka nosatčíka obecného (Protapion apricans). Protože biodiverzita intenzívně zemědělsky využívané krajiny bývá vázána na přítomné neprodukční fragmenty, jako například nelesní okraje, remízy či zahrady, byl testován také vliv okolní krajiny na abundanci opylovačů na pokusných polních plochách. Vzorkování opylovačů probíhalo v sezónách 2017 a 2019 na dvou rozsáhlých plochách s kulturou jetele lučního, pěstovaného k produkci osiva, poblíž Uherského Brodu. Datový soubor opylovačů byl získán metodou individuálního pozorování na dvou transektech vedených vždy podélně a napříč pokusné plochy, tj. na vzorkovacích ploškách v různých vzdálenostech od okraje pole. Na stejných plochách byly zjišťovány abundance larev nosatčíka. Ve srovnání s rokem 2017 byl zjištěn pokles abundance opylovačů o 17,6 % (i přes téměř dvojnásobný sampling effort) a nosatčíka o 83,8 %. Metodou mnohorozměrné ordinace jsem zjistil průkazný pokles výnosu osiva směrem od okraje do středu monokultury. Také distribuce opylovačů se průkazně měnila se vzdáleností od okraje plochy. Výnos osiva pozitivně korespondoval s abundancí opylovačů a negativně s početností nosatčíka. Mezi opylovači výrazně dominovala včela medonosná, dále byly pozorovány dva generalistické druhy čmeláků, čmelák zemní (B. terrestris) a čmelák skalní (B. lapidarius) a také specializovanější čmelák lesní (B. sylvarum). Výsledky vlivu analýzy struktury krajiny na abundance opylovačů odhalily průkazné vlivy zastoupení některých přirozenějších částí krajiny (remízy, lesní okraj). Z výsledků vyplývá, že by bylo vhodné porosty plodin, závislých na opylení hmyzem, pěstovat na plochách o menší výměře, které by byli opylovači schopni efektivně pokrýt. Zároveň se jeví jako vhodné zvyšovat heterogenitu krajiny například výsadbou remízů a podporovat tak abundanci opylovačů, potažmo zkvalitnění ekosystémových služeb.

Abstract:

The red clover (Trifolium pratense) is one of the significant agricultural crops utilizing zoogamy for reproduction. Among its most significant pollinators belong the bumblebees (Bombus spp.), especially long-tongued species. Honey bees (Apis mellifera) are also capable of pollinating the red clover, albeit much less efficiently. However, the number of pollinators in the landscape is declining, especially in the recent years. The goal of this thesis was to examine how does the abundance of pollinators, and therefore their distribution on the grown monoculture, affect the yield of crops. This thesis also examines the influence of a significant agricultural pest, the phytophagous seed weevil (Protapion apricans). Because the biodiversity of an intensely utilized agricultural landscape is often bound to the present agriculturally non-utilized fragments, such as non-forest edges and untended areas between fields, covered in a variety of bushes, trees, grasses and flowers, this thesis also examines the influence of the surrounding landscape on the amount of pollinators present in the examined area. The number of pollinators underwent a sampling between the 2017 and 2019 seasons on two large sample areas with a present red clover culture grown to produce seeds. The areas are located near Uherský Brod. Data set of the pollinators was acquired using the method of individual observation on two transects, one led parallel and the other led diagonal to the edge of the examined area, i.e. smaller sampled areas with different distances from the field edges. Compared to the year 2017, the amount of pollinator was observed to go down by 17.6% (despite nearly the double sampling effort) and the amount of weed weevils was observed to go down by 83.8%. Through the method of multivariate ordination, a conclusive drop in the yield of crops was found with the distance from the field's edge. The yield of crops corresponded positively to the number of pollinators and negatively to the amount of weed weevils. The greatest representation among the pollinators had honey bee. Two generic species of bumblebees were observed, the large earth bumblebee (B. terrestris) and the red-tailed bumblebee (B. lapidarius) and the more specialized shrill carder bee (B. sylvarum). Analysis of the effects of certain landscape fragments revealed conclusive effects of the presence of some natural fragments (non-forest edges, untended areas between fields) on the number of pollinators in the surrounding area. The results conclude that it would be beneficial to grow crops dependent on the insect pollination on fields of smaller areas, that the pollinators are able to effectively cover. It also appears to be beneficial to improve the heterogeneity of the landscape, for instance by introducing untended area between fields and by doing that supporting the number of pollinators in the area and possibly improving the ecosystem mechanism.

Keywords

jetel luční (Trifolium pratense), čmeláci (Bombus spp.), včela medonosná (Apis mellifera), nosatčík obecný (Protapion apricans), výnos osiva, velikost plochy, krajinná struktura

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Monika Mazalová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Teaching Training in Chemistry for Secondary Schools - Teaching Training in Biology and Environmental Education for Secondary Schools