Göttingen, Germany
April 14, 2022
Researchers led by Göttingen University study bee behaviour and bean harvests
Pollination by insects is essential for the production of many food crops. The presence of pollinators, such as bees, depends on the availability of nesting sites and sufficient food. If these conditions are lacking, the pollinators also fail to appear and the yield of flowering arable crops, such as broad beans or oilseed rape, suffers as well. A team from the University of Göttingen and the Julius Kühn Institute (JKI) in Braunschweig has investigated how the composition of flowering crops and semi-natural habitats in the landscape affects the density of bees, their behaviour when collecting nectar, and the faba bean (Vicia faba) yields. The results of the study have been published in the journal Basic and Applied Ecology.
The researchers show that in landscapes with a high proportion of semi-natural habitats and in landscapes with a high proportion of faba beans, more bumblebees were found in the bean fields. In addition, the bean yields were higher here. The scientists recorded and observed the foraging behaviour of honeybees and wild bees in bean fields in agricultural landscapes with different landscape compositions. They also worked out the parameters for the yield for an individual plant. "Insect pollination has a positive effect on faba bean yields. Our investigations showed around 34 percent more beans per pod in insect-pollinated plants compared to plants that were inaccessible to insects," explains Dr Doreen Gabriel from the JKI.
"The pollination success in faba beans does not only depend on the density of bees in the fields, but also on the particular bee species collecting nectar. Bumblebee species who have a short proboscis often steal nectar from faba beans by biting holes in the calyxes (the outer sepals that protect the flower bud). In contrast, the bumblebee species who have a longer proboscis collect nectar regularly from the front of the flower, resulting in increased rates of cross-pollination. However, there are hardly any studies that have investigated whether the behaviour of bees collecting nectar is also influenced by the availability and distribution of other resources in the landscape, that is the composition of the landscape," says first author Dr Nicole Beyer, who did her PhD at the University of Göttingen and now works at the Thünen Institute in Braunschweig. The study shows that short-tongued bumblebees stole nectar more frequently from faba beans when there was a high proportion of faba beans in the landscape.
"Our study illustrates how important the composition of the landscape is for crop yield, as shown by the example of the faba bean. The availability of flower-rich habitats can improve the density of bees in fields, their foraging behaviour and their pollination services," concludes Professor Catrin Westphal, Head of the Functional Agrobiodiversity at Göttingen University.
Original publication: Beyer, N., Gabriel, D. & Westphal, C. (2022). Landscape composition modifies pollinator densities, foraging behavior and yield formation in faba beans. Basic and Applied Ecology, doi: https://doi.org/10.1016/j.baae.2022.03.002
Bohnenanbau in vielfältigen Agrarlandschaften fördert Bienen und steigert Ertrag
Forscherinnen unter Leitung der Universität Göttingen untersuchen Bienenverhalten und Ertragsentwicklung
(pug) Bestäubung durch Insekten ist essenziell für die Produktion vieler Nahrungspflanzen. Das Vorkommen von Bestäubern wie Bienen ist davon abhängig, ob Nistplätze und ausreichend Nahrung vorhanden sind. Fehlen diese Voraussetzungen, bleiben auch die Bestäuber aus und es leidet der Ertrag von blühenden Ackerkulturen, wie zum Beispiel Ackerbohnen und Raps. Ein Team der Universität Göttingen und des Julius Kühn-Instituts (JKI) in Braunschweig hat untersucht, wie sich die Landschaftszusammensetzung aus blühenden Kulturen und naturnahen Habitaten auf die Dichten von Bienen, deren Verhalten beim Sammeln von Nektar und die Erträge von Ackerbohnen (Vicia faba L.) auswirkt. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Basic and Applied Ecology erschienen.
Die Forscherinnen zeigen, dass in Landschaften mit einem hohen Flächenanteil von naturnahen Habitaten und in Landschaften mit einem hohen Flächenanteil von Ackerbohnen mehr Hummeln in Ackerbohnenfeldern zu finden waren. Außerdem waren die Bohnenerträge in diesen Landschaften erhöht. Die Wissenschaftlerinnen erfassten und beobachteten das Sammelverhalten von Honig- und Wildbienen in Ackerbohnenfeldern in Agrarlandschaften mit unterschiedlicher Landschaftszusammensetzung. Außerdem ermittelten sie Ertragsparameter von Einzelpflanzen. „Insektenbestäubung wirkt sich positiv auf Ackerbohnenerträge aus. Unsere Untersuchungen ergaben rund 34 Prozent mehr Bohnen pro Hülse bei insektenbestäubten Pflanzen verglichen mit Pflanzen, die unzugänglich für Insekten waren“, erklärt Dr. Doreen Gabriel vom JKI.
„Für den Bestäubungserfolg bei Ackerbohnen ist nicht nur die Bienendichte im Feld wichtig, sondern auch, welche Bienenarten an den Blüten sammeln und wie sie das tun. Hummelarten mit kurzen Rüsseln rauben oft Nektar von Ackerbohnen, indem sie Löcher in die Blütenkelche beißen. Im Gegensatz dazu sammeln die meisten langrüsseligen Hummeln Nektar regulär von der Vorderseite der Blüte, was zu erhöhten Fremdbestäubungsraten führt. Es gibt allerdings kaum Studien, die untersucht haben, ob das Verhalten von Bienen beim Nektar sammeln auch von der Ressourcenverfügbarkeit in der Landschaft, also der Landschaftskomposition, beeinflusst wird“, so Erstautorin Dr. Nicole Beyer, die an der Universität Göttingen promoviert hat, und nun am Thünen-Institut in Braunschweig arbeitet. Die Studie zeigt, dass kurzrüsselige Hummeln vermehrt Nektar an Ackerbohnen raubten, wenn ein hoher Flächenanteil an Ackerbohnen in der Landschaft vorhanden war.
„Unsere Studie verdeutlicht, wie wichtig auch die Landschaftszusammensetzung für Erträge ist, wie am Beispiel der Ackerbohne gezeigt wurde. Die Verfügbarkeit von blütenreichen Lebensräumen kann die Dichte der Bienen in den Feldern, ihr Suchverhalten und ihre Bestäubungsleistungen verbessern“, schlussfolgert Prof. Dr. Catrin Westphal, Leiterin der Abteilung Funktionelle Agrobiodiversität der Universität Göttingen.
Originalveröffentlichung: Beyer, N., Gabriel, D. & Westphal, C. (2022). Landscape composition modifies pollinator densities, foraging behavior and yield formation in faba beans. Basic and Applied Ecology, doi: https://doi.org/10.1016/j.baae.2022.03.002
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