Effects of pollinator abundance and diversity on caraway (Carum carvi L.) yield

Effects of pollinator abundance and diversity on caraway (Carum carvi L.) yield

Title:	Effects of pollinator abundance and diversity on caraway (Carum carvi L.) yield
Author(s):	Karimaa, Anna-Elina
Contributor:	University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Degree program:	Master's Programme in Environmental Change and Global Sustainability
Specialisation:	Environmental Change
Language:	English
Acceptance year:	2021
Abstract:	in Finnish Pölyttäjien määrä ja monimuotoisuus vähenevät huolestuttavaa vauhtia eri puolilla maailmaa, mikä uhkaa ekosysteemien vakautta ja ihmisten hyvinvointia. On viitteitä siitä, että kasvava pölytysvaje rajoittaa maatalouden sadontuotantoa sekä Suomessa että maailmanlaajuisesti. Pölyttäjäyhteisöissä tapahtuvien muutosten vaikutuksista satoihin sekä keinoista turvata riittävä pölytys eri viljelykasveilla ja alueilla kaivataan nopeasti lisää tietoa. Tämä tutkielma tarkastelee pölyttäjien määrän ja monimuotoisuuden vaikutuksia kuminan (Carum carvi L.) pölytykseen ja satoon. Kumina on osittain tuulipölytteinen, mutta hyönteispölytyksen on osoitettu nostavan sen satotasoa. Pölyttäjähyönteisten kukkakäyntejä tarkkailtiin 30 kuminapellolla Etelä-Suomessa kesällä 2019. Satonäytteet kerättiin vapaasti pölyttyneistä kasveista sekä kontrollikasveista, joille pölyttäjien pääsy oli estetty. Hyönteispölytyksen esto vähensi kuminan siementen muodostumista 13,2 % ja siemensatoa 39,6 %. Kukkakäyntien kokonaismäärällä oli siementen muodostumista, sadan siemenen painoa ja siemensatoa lisäävä vaikutus. Pölyttäjien lajirikkaudella ja Shannonin monimuotoisuusindeksillä ei ollut merkitsevää vaikutusta satokomponentteihin, mutta pölyttäjäyhteisön tasaisuuden (engl. evenness) kasvaessa siemensato sekä kerrannaissarjojen ja sarjojen lukumäärä kasveissa pienenivät. Runsaslukuisimmat pölyttäjäryhmät olivat kukkakärpäset, muut kaksisiipiset ja tarhamehiläiset. Kukkakärpästen ja tarhamehiläisten kukkakäynnit kasvattivat siemensatoa, kun taas muiden kaksisiipisten, erakkomehiläisten ja perhosten kukkakäynneillä ei ollut merkitsevää vaikutusta satokomponentteihin. Kovakuoriaisten kukkakäynnit vähensivät sadan siemenen painoa. Tulokset osoittavat, että kukkakärpästen tarjoamalla pölytyspalvelulla on tärkeä rooli kuminanviljelyssä. Olisi hyödyllistä selvittää, mitkä kukkakärpäslajit ovat tehokkaimpia kuminan pölyttäjiä ja miten maatalousmaita ja -maisemia tulisi hoitaa, jotta näiden yksilömäärä kasvaisi. Kuminan pölytyksen tehostaminen pelkästään tarhamehiläisten avulla ei välttämättä ole suositeltavaa niiden mahdollisten villipölyttäjille haitallisten vaikutusten vuoksi. Vaikka pölyttäjien monimuotoisuudella ei ollut kuminan pölytystä tai satoa parantavaa vaikutusta tässä yhden kasvukauden mittaisessa tutkimuksessa, se saattaa lisätä pölytyspalveluiden vakautta pitkällä aikavälillä. in English Pollinator abundance and diversity are declining at an alarming rate around the world, which poses a threat to ecosystem stability and human wellbeing. There are signs that growing pollination deficits are limiting agricultural yields in Finland and globally. More information is urgently needed on how changes in pollinator communities affect crop yields and how adequate pollination services could be achieved across a range of crops and locations. This study explores the effects of pollinator abundance and diversity on caraway (Carum carvi L.) pollination and yield. Caraway is partly wind-pollinated, but insect pollination has been shown to increase its yield. Flower visits of pollinating insects were monitored on 30 caraway fields in southern Finland in summer 2019. Yield samples were collected from open-pollinated plants and from control plants excluded from pollinators. Pollinator exclusion reduced caraway fruit set by 13.2% and seed yield by 39.6%. Fruit set, 100-seed weight and seed yield increased with increasing flower visitation. Pollinator species richness and Shannon index had no significant effect on the yield components, but evenness of the pollinator community had a negative effect on seed yield and the numbers of umbels and umbellets in the caraway plants. The most abundant pollinators visiting caraway were syrphid flies, non-syrphid Diptera and honeybees. Visits by syrphid flies and honeybees increased seed yield, while visits by non-syrphid Diptera, solitary bees and Lepidoptera had no significant effect on the yield components. Flower visits by beetles reduced 100-seed weight. The results show that syrphid flies provide an important pollinator service for caraway cultivation. It would be beneficial to study which syrphid fly species are the most effective pollinators for caraway and how to manage fields and farmland landscapes to increase their numbers. Relying only on managed honeybees to enhance caraway pollination may not be advisable due to their potential negative effects on wild pollinators. While increased pollinator diversity did not improve caraway pollination or yield in this one-season study, it may be important for the stability of pollinator services in long term.
Keyword(s):	kumina (Carum carvi L.) kukkakäynnit pölyttäjien monimuotoisuus lajirikkaus yhteisön tasaisuus ekosysteemipalvelut pölytysvaje Suomi caraway (Carum carvi L.) flower visitation pollinator diversity species richness evenness ecosystem services pollination deficit Finland

Files in this item

Files	Size	Format	View
Karimaa_Anna-Elina_tutkielma_2021.pdf	994.8Kb	PDF

This item appears in the following Collection(s)

Faculty of Biological and Environmental Sciences [924]

Show full item record

Effects of pollinator abundance and diversity on caraway (Carum carvi L.) yield

Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Yhteystiedot

HELSINGIN YLIOPISTO