Impact of isolated and unattractive crops on honeybee foraging: A case study using radio frequency identification and hybrid carrot seed crops

IF 1.6 3区农林科学 Q2 ENTOMOLOGY

Agricultural and Forest Entomology Pub Date : 2023-12-24 DOI:10.1111/afe.12609

Ryan J. Warren, Théotime Colin, Stephen R. Quarrell, Andrew B. Barron, Geoff R. Allen

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孤立和缺乏吸引力的作物对蜜蜂觅食的影响：利用射频识别和杂交胡萝卜种子作物进行案例研究

导言蜜蜂对粮食生产至关重要；然而，许多现代农业系统都是为了作物生长而非授粉者健康而优化的（Kendall 等人，2021 年；St.）高强度农业可通过花卉多样性低、营养不良和农药使用量增加等因素直接影响蜜蜂的健康和行为（Goulson 等人，2015 年；St. Clair 等人，2020 年）。杂交植物品种已成为现代粮食生产的一个重要方面，由于在产量、抗病性和质量方面具有明显优势，估计占所有作物的 20%（Broussard 等人，2017 年；Mas 等人，2018 年）。这些杂交品种是通过将专门培育的不产生花粉的雄株品系与可育花粉的雌株品系杂交而成（Broussard 等人，2017 年；Cook 等人，2020 年；Mas 等人，2018 年）。在这些品种中，花粉由昆虫授粉者在品系间传递。然而，这种系统通常依赖于不具吸引力的作物品系的行间穿插和开花期间农药的频繁使用（Broussard 等人，2017 年；Cook 等人，2020 年；Mas 等人，2018 年；Spurr，2003 年）。虽然杂交作物对生产有利，但其复杂的授粉要求会对蜜蜂的觅食行为产生重大影响（Broussard 等人，2017 年；Mas 等人，2018 年）。在迅速扩大的高价值杂交胡萝卜种子（Daucus carota L.）生产中就观察到了这种情况。杂交胡萝卜种子的商业化生产需要昆虫的异花授粉（Gaffney 等人，2011 年；Howlett，2012 年；Mas 等人，2018 年）。尽管许多其他昆虫物种（如食蚜蝇 Eristalis tenax）会访问胡萝卜花并为其授粉，但西部蜜蜂是目前最常用的授粉物种（Cook 等人，2020 年；Davis 等人，2023 年；Gaffney 等人，2011 年、2018 年、2019 年；Howlett，2012 年）。与许多杂交作物一样，授粉不足是目前胡萝卜种子生产的首要制约因素（Broussard 等人，2017 年；Cook 等人，2020 年；Gaffney 等人，2011 年，2018 年）。即使刻意提高蜜蜂放养率（每公顷 5 个蜂箱），也很难实现充分授粉（Broussard 等人，2017 年；Cook 等人，2020 年；Davidson 等人，2010 年；Gaffney 等人，2011 年，2018 年，2019 年）。杂交胡萝卜产生的花蜜通常质量差、数量少，而且酚类物质对蜜蜂有抑制作用（Broussard 等人，2017 年；Gaffney 等人，2019 年）。各品系之间的花朵形态、颜色、挥发性物质、花粉活力和花蜜成分也存在显著差异，这可能会导致蜜蜂优先造访（Broussard 等人，2017 年；Cook 等人，2020 年；Gaffney 等人，2019 年，2020 年；Mas 等人，2018 年）。更复杂的是，胡萝卜作物中的蜜蜂会积极寻找其他植物物种产生的更具吸引力的花资源，包括本地灌木丛、其他作物、树篱种植和杂草（Cook 等人，2020 年；Gaffney 等人，2019 年；Howlett，2012 年）。事实上，蜜蜂在杂交胡萝卜作物上采集的花粉中，只有 1.4% 来自胡萝卜（Gaffney 等人，2019 年）。由于胡萝卜的营养和吸引力较差，人们进一步改变了种植方法，以将蜜蜂留在作物上。传统上，种子作物种植在与其他胡萝卜作物地理隔离的地区，以确保最大限度地减少来自其他品种的遗传污染（Broussard 等人，2017 年；Gaffney 等人，2019 年；TIA，2012 年）。这种做法现已扩大到选择越来越偏僻的地点，这些地点只有极少的替代饲料，包括开花杂草或本地物种（Gaffney 等人，2019 年；Spurr，2003 年；TIA，2012 年）。虽然这被认为是通过减少可供选择的花卉来维持较高的作物访问量，但却将蜜蜂置于植被有限、暴露于极端环境条件下的贫瘠地点。施用杀虫剂和杀真菌剂的要求进一步增加了潜在的作物压力（Cook 等人，2020 年；Prado 等人，2018 年）。在澳大利亚，胡萝卜生产必须施用杀虫剂和杀菌剂，这是因为一种吸食汁液的昆虫--胡萝卜蝽（Nysius vinitor）通常会在胡萝卜作物开花和结籽期间为害作物（Gaffney 等人，2011 年；Spurr，2003 年）。为了控制路德根虫，每周夜间在作物上喷洒可紫外线降解的杀虫剂，例如氟虫腈和α-氯氰菊酯（Gaffney 等人，2011 年；Spurr，2003 年）。杂交胡萝卜种子作物依赖昆虫授粉，但人们对这些作物如何影响授粉者的健康、生存和行为了解有限。

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Agricultural and Forest Entomology 农林科学-昆虫学

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期刊介绍： Agricultural and Forest Entomology provides a multi-disciplinary and international forum in which researchers can present their work on all aspects of agricultural and forest entomology to other researchers, policy makers and professionals. The Journal welcomes primary research papers, reviews and short communications on entomological research relevant to the control of insect and other arthropod pests. We invite high quality original research papers on the biology, population dynamics, impact and management of pests of the full range of forest, agricultural and horticultural crops.