Original article

Potential application of the bumblebee foraging recruitment pheromone for commercial greenhouse pollination^*

Possibilité d’appliquer la phéromone de recrutement des bourdons à la pollinisation de cultures commerciales sous serre

Eine mögliche Anwendung des Hummel-Rekrutierungspheromons bei der kommerziellen Bestäubung in Gewächshäusern

Queen Mary University of London, Research Centre for Psychology, School of Biological and Chemical Sciences, Mile End Road, London E1 4NS, UK

Corresponding author: M. Molet,mathieu.molet@gmail.com

Received: 8 January 2009
Revised: 9 March 2009
Accepted: 11 March 2009

Abstract

Commercial bumblebee colonies are important crop pollinators. Here we assess whether application of artificial foraging recruitment pheromone can increase foraging activity in Bombus terrestris colonies on a relevant timescale for commercial pollination. We measured bee traffic from the nest to a foraging arena, which is correlated with foraging activity under natural recruitment conditions. During continuous pheromone exposure bee traffic increased by 1.5 to 3.6 times, and this increase lasted up to 105 minute. Repeated 20 minute exposures of a colony to recruitment pheromone, with at least 30 minutes intermissions, triggered consistent traffic increases over a four week period. We conclude that artificial recruitment pheromone can reliably boost bee traffic leaving previously inactive colonies. This method could improve foraging activity and pollination in greenhouse colonies, especially young colonies reluctant to start foraging after introduction to the crop.

Zusammenfassung

Kommerziell erhältliche Hummelkolonien sind wichtige Bestäuber verschiedener Nutzpflanzen. Diese Hummelkolonien werden jedoch von den Lieferanten mit grossen Nektarbehältern verschifft, und dieses Überangebot kann die Motivation der Hummeln zur Sammeltätigkeit einschränken, was wiederum den Ertrag der Nutzpflanzen beinträchtigt. Kürzlich wurde das Pheromon identifiziert, welches Hummelarbeiterinnen zur Sammeltätigkeit stimuliert. Hier wird untersucht, ob eine künstliche Mischung der wesentlichen Komponenten des Pheromons (Eukalyptol, Ocimen und Farnesol) die Sammeltätigkeit von Hummeln (Bombus terrestris) über Zeitskalen verbessern kann, wie sie für die kommerzielle Bestäubung angemessen sind. Die Aktivität der Kolonien wurde gemessen, indem die Zahl der Arbeiterinnen bestimmt wurde, die während eines Zeitintervalls das Nest verliessen, um eine Flugarena zu erreichen. Nistkästen mit sechs Kolonien von Bombus terrestris dalmatinus (Dalla Torre) wurden jeweils mit einer Flugarena verbunden. Die Bewegungen der Tiere vom Nest zur Arena wurden während Kontrollintervallen oder Tests unter Pheromoneinfluss quantifiziert. Im ersten Experiment wurde die Dauer des Pheromoneffekts bestimmt, indem die Kolonien (nach einer Kontrolle von 30 Minuten ohne Pheromon) für 120 Minuten dem Pheromon ausgesetzt wurden. Im zweiten Experiment wurde die minimale Dauer bestimmt, die zwischen zwei Pheromonexperimenten liegen muss, um beim zweiten Test noch einen messbaren Effekt zu erzielen (20 Minuten Kontrolle; danach 20 Minuten Pheromongabe; danach 30, 50 oder 70 Minuten Pause, und schliesslich nochmals 20 Minutes Pheromongabe). Das zweite Experiment erlaubte uns, zu testen, ob die wiederholte Gabe des Pheromons über die Dauer eines Monats zu einer Abnahme des Effektes führt. Während der kontinuierlichen Pheromongabe nahm der Hummelverkehr um einen Faktor von bis zu 3,6 zu, und diese Zunahme hielt für bis zu 105 Minuten an (Abb. 1). Die wiederholte Gabe des Pheromons war effektiv, sogar wenn die Pause zwischen zwei Tests nur 30 Minuten betrug. Der Effekt der zweiten Pheromongabe war jedoch im Mittel 32 % niedriger als der der ersten (Abb. 2). Die wiederholte Stimulierung der Kolonie über mehrere Wochen führte nicht zu einer Abnahme des Effekts (Abb. 3). Unsere Studie legt nahe, dass das künstliche Pheromon verlässlich die Aktivität von inaktiven Hummelkolonien steigern kann, besonders bei jungen Kolonien, bei denen der Aktivitätsbeginn manchmal verzögert ist. Es bleibt jedoch zu zeigen, das solche Aktivitätssteigerungen tatsächlich den Nutzpflanzenertrag verbessern.