Le api muratrici (Osmia spp.) sono efficienti impollinatori di alberi da frutto che possono essere incoraggiati a occupare e riprodursi in materiale di nidificazione artificiale. Nei frutteti di ciliegio dolce, sono occasionalmente utilizzate come impollinatore alternativo gestito in sostituzione o in aggiunta alle api da miele (Apis mellifera).
Tuttavia, la mancanza di linee guida pratiche sulle pratiche di gestione, come ad esempio i tassi di popolamento ottimali, sia per il materiale di nidificazione delle api muratrici che per le api mellifere, potrebbe compromettere la fornitura del servizio di impollinazione.
In questo studio abbiamo valutato la relazione tra i tassi di popolamento (arnie per api mellifere e materiale per nidi di api muratrici) e l'abbondanza di api mellifere e api muratrici in 17 frutteti di ciliegio dolce (Prunus avium) nella Germania centrale. Abbiamo inoltre condotto un esperimento di impollinazione per esplorare l'effetto interattivo delle api muratrici e delle api mellifere sull'allegagione del ciliegio.
Nei frutteti, l'abbondanza di api mellifere e di api muratrici è aumentata con l'aumento del numero di arnie o di materiale di nidificazione, rispettivamente. L'abbondanza di api mellifere è aumentata linearmente con l'aumento della densità.
Al contrario, l'abbondanza di api muratrici ha raggiunto l'asintoto a 2-3 cassette di nidificazione per ettaro, al di là del quale un maggior numero di cassette ha determinato uno scarso aumento del tasso di visita. Il nostro esperimento di impollinazione ha dimostrato che i frutteti erano limitati dal polline, con solo il 28% dei fiori impollinati dagli insetti che producevano frutti contro il 39% dei fiori impollinati a mano in modo ottimale.
Le api da miele e le api muratrici hanno favorito l'allegagione del ciliegio dolce, ma solo quando erano presenti entrambe e non quando una delle due era presente da sola in un frutteto. I nostri risultati dimostrano che l'offerta di materiale per la nidificazione delle api muratrici e l'impiego di arnie per le api mellifere possono aumentare l'abbondanza di api nei frutteti di ciliegie dolci.
Aumentando l'abbondanza di api mellifere e di api muratrici, gli agricoltori possono incrementare notevolmente l'allegagione e potenzialmente la resa del ciliegio dolce. Per migliorare i servizi di impollinazione, gli agricoltori dovrebbero considerare i benefici dell'aumento della biodiversità degli impollinatori come un vantaggio immediato per migliorare la resa delle colture.
Il lavoro sul campo è stato svolto nella primavera del 2020 in frutteti all'interno degli Stati federali Sachsen-Anhalt e Turingia, in Germania. Entrambi gli Stati federali sono dominati dall'agricoltura (>60% della copertura del suolo). Abbiamo selezionato 17 siti, di cui due frutteti sperimentali e 15 frutteti commerciali misti.
I frutteti sperimentali sono di proprietà di istituti di ricerca per condurre esperimenti di ricerca, ma sono gestiti come frutteti commerciali per simulare condizioni agricole realistiche. Le dimensioni dei frutteti dedicati alla coltivazione del ciliegio dolce (Prunus avium) variavano tra 0,2 ha e 36 ha (6,6 8,6; media SD). Le distanze tra i siti dei campi erano >2 km (47,9 28,9 km; media SD) per garantire l'indipendenza spaziale.
La gestione dell'impollinazione consisteva nel fornire arnie per le api mellifere e materiale di nidificazione per le api muratrici (Osmia cornuta). Sebbene l'Osmia bicornis sia comune nella regione di studio, il suo periodo di volo inizia solo dopo la fine della fioritura del ciliegio e quindi non l'abbiamo considerata ulteriormente in questo studio.
I nidi di bombi commerciali non sono stati utilizzati dai coltivatori di ciliegie in questo studio. Per studiare l'effetto della gestione delle api sull'abbondanza delle api e, di conseguenza, sull'allegagione del ciliegio dolce, abbiamo selezionato siti con una gestione variabile degli impollinatori.
La gestione delle api da parte dell'agricoltore variava da zero (cioè senza fornire materiale per la nidificazione) a 8,6 cassette di nidificazione per ettaro. La gestione delle api nell'azienda agricola è stata decisa dall'agricoltore prima dello studio e quindi le dimensioni delle cassette di nidificazione variavano da un sito all'altro.
Per renderle comparabili, abbiamo stabilito che la dimensione standard di una cassetta per il materiale di nidificazione fosse di 100x54 cm, contenente circa 500 tubi di carta, bambù o legno forato, ciascuno con una lunghezza di 13-16 cm e un diametro di 4-10 mm.
Gli agricoltori hanno iniziato la gestione delle api muratrici in anni diversi, che vanno dal 2002 al 2020. Nei due siti in cui gli agricoltori hanno iniziato a fornire il materiale di nidificazione nello stesso anno dello studio (2020), oltre al materiale di nidificazione sono stati forniti bozzoli di Osmia cornuta per garantire condizioni simili. Il numero di colonie di api mellifere per sito variava da zero a 20 alveari per ettaro.
Abbiamo quantificato l'abbondanza di insetti visitatori dei fiori durante il picco di fioritura del ciliegio dolce (dal 16/04/2020 al 23/04/2020) in ogni sito per un giorno. Per ogni sito sono stati effettuati due transetti di 90 minuti ciascuno (in totale 180 minuti) accanto ai ciliegi in una giornata di sole, uno al mattino e uno al pomeriggio dello stesso giorno.
I transetti sono stati eseguiti a più di 50 m dal bordo del frutteto e comprendevano alberi della cultivar Regina utilizzati per un esperimento di impollinazione (descritto di seguito). Un osservatore ha camminato continuamente accanto alla cultivar Regina, annotando tutti i visitatori floreali visibili.
I visitatori dei fiori che hanno toccato le parti riproduttive di un fiore di ciliegio sono stati contati e identificati in gruppi morfologici: api da miele, bombi, api muratrici (Osmia cornuta), altre api selvatiche, farfalle, mosche, coleotteri e formiche. Sebbene le osservazioni dei visitatori dei fiori eseguite per un solo giorno possano essere un fattore limitante, le valutazioni nei ciliegi, con un periodo di fioritura molto limitato di circa 5-8 giorni, limitano le osservazioni a più giorni in più frutteti.
Le temperature ambientali (all'ombra) durante i transetti sono state registrate con un termometro digitale, con valori compresi tra 9°C e 22°C.
Per quantificare la fornitura di servizi di impollinazione, abbiamo studiato una delle cultivar di ciliegio dolce più comuni, Regina, presente in tutti i 17 siti di studio. Questa cultivar è autosterile (alleli S: S1S3) e richiede l'impollinazione incrociata per il successo dello sviluppo dei frutti (Lech et al., 2008; Holzschuh et al., 2012).
Abbiamo scelto almeno un filare di alberi Regina in ogni frutteto, che è stato piantato accanto a una cultivar impollinatrice compatibile o che è stato intervallato da una cultivar impollinatrice nello stesso filare. Le cultivar impollinatrici variavano da un sito all'altro. In ogni frutteto abbiamo selezionato 20 alberi Regina che si trovavano ad almeno 50 m dal bordo del frutteto. Su ogni albero abbiamo applicato tre trattamenti floreali:
Per ogni trattamento abbiamo scelto un fascio di fiori, che abbiamo contrassegnato con nastri colorati, cordicelle e nastro barriera per individuare successivamente i trattamenti. In alcuni casi, per un trattamento sono stati utilizzati più mazzi di fiori se un mazzo di fiori conteneva meno di tre fiori.
Durante la piena fioritura e nello stesso giorno in cui sono stati osservati i visitatori dei fiori, abbiamo contato tutti i fiori aperti e ricettivi per ogni mazzo e abbiamo rimosso i fiori vecchi (eccessivamente fioriti) o giovani (ancora chiusi).
Il trattamento di esclusione degli insetti è stato imbustato in una rete fine (maglia in PVC da 1 mm) prima della fioritura delle ciliegie (dal 6/04/2020 al 12/04/2020) per impedire l'impollinazione da parte degli insetti ed è rimasto imbustato per tutta la fioritura delle ciliegie; ci ha permesso di stimare il contributo dell'impollinazione eolica e dell'autoimpollinazione autonoma all'allegagione.
I fasci di fiori del trattamento manuale sono stati impollinati manualmente con il polline di almeno due fiori di un impollinatore adiacente come misura della massima allegagione. Il trattamento di impollinazione aperta con insetti è rimasto non manipolato come misura dell'attuale servizio di impollinazione in ogni frutteto accessibile a tutti gli insetti che visitano i fiori, comprese le api da miele e le api muratrici.
L'allegagione del ciliegio è stata contata tre volte, una a maggio per valutare l'allegagione iniziale (circa quattro settimane dopo la fioritura), una a giugno dopo la cosiddetta caduta di giugno (circa otto settimane dopo la fioritura) e una prima del raccolto per valutare l'allegagione finale, all'incirca all'inizio di luglio (circa 12 settimane dopo le manipolazioni sperimentali).
Abbiamo diviso il numero di frutti sviluppati per mazzo per il numero di fiori per mazzo per ogni periodo di conteggio dei frutti (cioè maggio, giugno e luglio) per ottenere la percentuale di allegagione per ogni trattamento. Inoltre, abbiamo registrato il peso di ciascun frutto di ciliegia durante il conteggio finale dell'allegagione a luglio.
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Fonte: Osterman, J., Benton, F., Hellström, S., Luderer-Pflimpfl, M., Pöpel-Eisenbrandt, A.-K., Wild, B. S., Theodorou, P., Ulbricht, C., & Paxton, R. J, (2023). Flower visitors and fruit set of sweet cherry in Germany, Zenodo, https://doi.org/10.5061/dryad.3xsj3txn0.
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