Praca i efektywność zapylaczy

Owady zapylające w uprawach ogrodniczych i rolniczych są czynnikiem pożądanym i koniecznym do uzyskania odpowiedniej jakości oraz wielkości plonu. Na drodze koewolucji (wspólnej ewolucji) przystosowanie morfologiczne kwiatów i odwiedzających je zwierząt sprawiły, że owady, zdobywając nektar i pyłek, stały się niezbędnym pośrednikiem w zapylaniu. Przenosząc pyłek z pręcików jednego kwiatu na znamię słupka drugiego, doprowadzają do zapylenia krzyżowego, które nawet u roślin wysoce samopłodnych powoduje wzrost plonu nasion i owoców oraz lepszą ich jakość. Pszczoła miodna (Apis mellifera), trzmiele (Bombus sp.) czy murarka ogrodowa (Osmia rufa) stanowią wzajemnie się uzupełniające grupy zapylaczy.
W warunkach naturalnych loty zbieraczek pszczoły miodnej oraz początkowo matek a potem także robotnic trzmieli mają miejsce przez cały okres wegetacyjny. Zimowanie rodzin pszczelich w dużych koloniach zapewnia obecność wielu owadów zapylających (zbieraczek) wczesną wiosną, kiedy matki trzmieli dopiero szukają miejsc na założenie gniazda. Dlatego zbieraczki pszczoły miodnej są nieodzownymi zapylaczami w uprawach roślin, bardzo wcześnie kwitnących (np. agrest, rzepak). Loty samic murarki ogrodowej trwają zazwyczaj od pierwszych dni kwietnia do końca czerwca. Jednakże dzięki zimowaniu postaci dorosłych w kokonach można w odpowiednich warunkach temperaturowych sterować szybkością ich rozwoju, przyspieszając lub opóźniając ich wyloty, w zależności od terminu zakwitania roślin wymagających zapylenia.

Pogoda, owady i kwiaty
Istotnym czynnikiem warunkującym aktywność owadów zapylających są warunki atmosferyczne. Trzmiele mogą oblatywać kwiaty nawet gdy temperatura spadnie do 10°C. Z kolei zbieraczki pszczoły miodnej w dni słoneczne i bezwietrzne wylatują z ula już w temperaturze 12°C, ale istotny wzrost ich aktywności ma miejsce dopiero w temperaturze 14–16°C. Samice murarki ogrodowej lubią ciepło i wylatują z gniazd dopiero przy temperaturze bliskiej 15°C, a ich największa aktywność przypada w najcieplejszych godzinach dnia. W deszczowe dni aktywność lotna pszczół miodnych i murarki ogrodowej ustaje. Trzmiele natomiast pracują także przy lekkich opadach deszczu. Także silne wiatry wpływają na ograniczenie prędkości lotów pszczół i liczby lotów po pokarm w ciągu dnia. Loty pszczół ustają kiedy prędkość wiatru jest większa niż 30 km/h. Trzmiele natomiast latają nawet gdy prędkość wiatru dochodzi do 70 km/h. Aktywność lotna pszczoły miodnej i dzikich pszczołowatych ograniczona jest także okresami całkowitego zachmurzenia, podczas gdy trzmiele latają nawet w takich warunkach. Trzmiele są więc wyjątkowo odporne na niekorzystne warunki atmosferyczne. Pracują w czasie niepogody, wiatru, niskiej temperatury i opadów, nawet trwających dłużej. Wykonują loty wtedy gdy inne owady zapylające nie latają. Najbardziej wrażliwe na warunki atmosferyczne są dzikie pszczołowate, w tym murarka ogrodowa. Owady te w czasie niesprzyjających warunków pogodowych silnie redukują loty lub wcale ich nie wykonują.
Warunkiem oblotu kwiatów jest także dostarczanie przez nie pożytku, czyli pokarmu dla owadów, w postaci nektaru i pyłku. Gdy jest słonecznie i ciepło, rośliny nektarują lepiej niż w czasie chłodnych i wilgotnych dni. Wraz ze wzrostem temperatury, której zwykle towarzyszy spadek wilgotności powietrza, maleje ogólna ilość nektaru w kwiatach, ale wzrasta koncentracja zawartych w nim cukrów, a także bezwzględna ilość cukrów. Warunki atmosferyczne podczas kwitnienia roślin oddziałują także na liczbę nanoszonych na znamiona słupków ziarn pyłku oraz na jego kiełkowanie. Opady deszczu niszczą pyłek już rozwiniętych kwiatów i zmywają kleistą ciecz (ułatwiającą przylepianie się ziaren pyłku) ze znamion słupka, co uniemożliwia zapylenie. Kombinacja wilgotności względnej powietrza i temperatury ma duże znaczenie dla pękania pręcików i wysypywania się pyłku. Dlatego niska temperatura i wysoka wilgotność mają podwójny efekt redukujący: ograniczają aktywność pszczół i opóźniają uwalnianie się pyłku.

Wierność kwiatowa
Znaczenie w efektywności zapylania ma także wierność kwiatowa owadów zapylających Pszczoła miodna odwiedza kwiaty tego samego gatunku nawet jeśli inne równocenne pod względem pokarmowym rośliny są w tym czasie dostępne. Sprzyja to szybkiemu i sprawnemu zapyleniu roślin, szczególnie dużych powierzchni upraw monokulturowych. Stałość w odwiedzaniu roślin znacznie silniej zaznacza się u pszczół miodnych niż u trzmieli. Samice murarki ogrodowej natomiast łatwo zmieniają odwiedzane rośliny. Wynika to z odmiennej strategii wykorzystywania bazy pokarmowej. Robotnice pszczoły miodnej porozumiewają się tańcem, dzieląc się informacjami dotyczącymi między innymi miejsca i atrakcyjności pożytku. Dlatego potrafią efektywniej wykorzystać większe skupiska roślin. Natomiast pszczoły samotne i trzmiele podczas poszukiwania i zbioru pokarmu nie wymieniają informacji między sobą. Penetrują teren otaczający gniazdo z jednakowym nasileniem we wszystkich kierunkach. Dużym zagrożeniem dla efektywnego zapylania roślin przez murarkę ogrodową są rosnące w pobliżu plantacji rośliny wiatropylne, takie jak orzech włoski, topola czy dąb. Rośliny te mają bardzo wysoką wydajność pyłkową, co powoduje że samice murarki się nimi interesują. Aby zmniejszyć odciągający wpływ roślin wiatropylnych gniazda murarki ustawia się w odległości co najmniej 350 m od wiatropylnych roślin.

Odległość pożytku
Ważnym czynnikiem efektywnego zapylania jest odległość gniazd owadów zapylających od kwitnących roślin. Pszczoły miodne zwykle nie wylatują na odległość większą niż 3 km od gniazda, a około 75% zbieraczek lata na odległość nie większą niż 1 km. Natomiast młode, niedoświadczone robotnice wylatują po pokarm nie dalej niż na kilkaset metrów od ula. Dlatego już w odległości 150 m od ula na kwitnących roślinach można zauważyć wyraźne zmniejszenie liczby pszczół. Podczas niekorzystnych warunków atmosferycznych zasięg lotów pszczół nie przekracza 30–50 m, a wówczas dobry plon owoców i nasion uzyskuje się z roślin znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie rodzin pszczelich. Trzmiele w poszukiwaniu pokarmu nie wylatują daleko od gniazda. Zasięg ich lotu wynosi około 1 km, a prawie 40% robotnic nie wylatuje na odległość większą niż 100–200 m od gniazda. Także murarka ogrodowa poszukuje pokarmu w niewielkiej odległości od gniazda. W korzystnych warunkach pogodowych i przy dużej obfitości pokarmu wylatuje na odległość 100–200 m od gniazda. Efektywność zapylania wszystkich przedstawionych zapylaczy jest więc tym większa im mniejsza jest odległość pożytku od gniazda czy ula. Dlatego ważne jest aby ule czy gniazda umieszczać blisko kwitnących roślin, w środku uprawy, najlepiej grupami.

Czas pracy
Kolejnym czynnikiem wpływającym na skuteczność zapylania jest czas pracy owadów zapylających na kwiatach. Trzmiele w ciągu dnia pracują dłużej niż zbieraczki pszczoły miodnej i samice murarki ogrodowej. Zaczynają obloty wcześniej kończą je nawet po zachodzie słońca. Powoduje to wydłużenie ich czasu pracy nawet o 2–3 godzin w ciągu dnia w porównaniu do pszczoły miodnej. Najkrócej na kwiatach pracują samice murarki ogrodowej, ale skuteczność zapylania jest równie wysoka jak pszczoły miodnej. Ciężar owoców przy zapyleniu murarką i pszczołą miodną jest porównywalny. Zarówno trzmiele jak i samice murarki w tym samym czasie odwiedzają więcej kwiatów niż pszczoły, krócej na nich pracując. Przez co ilość owadów potrzebnych dla dobrego zapylenia powierzchni uprawy ulega znacznemu zmniejszeniu. Samice murarki ogrodowej oraz trzmiele wylatując po pokarm zbierają jednocześnie nektar oraz pyłek. Odwiedzając kwiaty owady te kontaktują się z częściami generatywnymi kwiatu, przez co wskutek ich odwiedzin każdorazowo dochodzi do zapylenia. Ocierając się o pręciki powodują osypywanie pyłku, który łatwo się przyczepia do silnie owłosionego ciała i równie łatwo „przykleja się” do wydzieliny znamienia słupka kolejno odwiedzanego kwiatu. Natomiast w rodzinie pszczelej, wśród pszczół lotnych wyróżnić można zbieraczki nektaru, pyłku oraz obu tych surowców. Strategie zbioru nektaru i pyłku są odmienne. Zbieraczki pyłku są bardziej wartościowe w zapylaniu aniżeli zbieraczki nektaru: przenoszą na ciele więcej ziarn pyłku, odwiedzają kwiaty młodsze z receptywnym znamieniem słupka, krócej przebywają na kwiecie i co najważniejsze znacznie częściej mają kontakt ze znamieniem słupka. Doświadczone zbieraczki nektaru siadają na płatkach kwiatu i tylko pobierają słodką ciecz z nektarników, unikając kontaktu z częściami generatywnymi kwiatu, nie przenoszą pyłku na słupek.
Brak lub niedostateczna liczba owadów zapylających nie tylko na plantacjach wielu roślin uprawnych, w tym rzepaku skutkuje niedostatecznym zapyleniem kwiatów, co z kolei powoduje gorsze wykształcenie się owoców, gorszą jakość nasion o mniejszej sile kiełkowania. Dobrym przykładem jest truskawka, która bez udziału pszczół w zapylaniu wydaje podobną liczbę owoców jak w przypadku zapylenia kwiatów przez owady, ale plon tych owoców, które są zdeformowane i drobne jest nawet o 20% niższy.