Čmeláci a další hmyzí opylovatelé ve službách zemědělství

11. 05. 2020 Ing. Kateřina Smékalová, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Technologie pěstování Zobrazeno 4805x

Výnos mnoha druhů zemědělských plodin, jejichž sklizňovou část představují plody nebo semena, ovlivňuje ve vysoké míře kvalita opylení jejich květů hmyzem. Týká se to většiny druhů ovocných dřevin v sadech, jahodníku, plodové zeleniny (rajčata, okurky, tykve aj.), máku, ale třeba také ostropestřce mariánského, který se v posledním desetiletí s 3–5 tisíci ha pěstební plochy stal nejpěstovanější léčivou rostlinou v ČR.

Nezastupitelnou roli však hmyzí opylovatelé hrají také při produkci osiva mnoha různých plodin, a to především pícnin a olejnin, ale i meziplodin a zeleninových či okrasných nebo lučních druhů. Přítomnost hmyzích opylovatelů v české kulturní krajině však veřejnost laická, ale i odborná, zemědělská, dlouho považovala za samozřejmost a teprve v několika posledních desetiletích se monitoringu výskytu různých druhů hmyzích opylovatelů, jejich potravním preferencím, efektivitě opylování a v neposlední řadě i možnostem jejich komerčního chovu dostává větší pozornosti.

Včela medonosná

Jako hlavní opylovatelé jsou tradičně vnímány včely medonosné. Obliba včel a zájem o jejich chov samozřejmě pramení především z produkce medu, který byl dlouho považován za jejich hlavní hospodářský přínos. Včelaření se lidstvo v různých podobách věnuje již od starší doby kamenné (12 tisíc let), ale navzdory tomu, že opylovací aktivita včel a význam pro rostlinnou výrobu s ní spojený, byly později samozřejmě objeveny, zůstává jejich důležitost stále poněkud nedoceněna. Příkladem takového přístupu může být Situační a výhledová zpráva Včely (MZe ČR, 2017). Zpráva hned v úvodu připomíná, že: „Produkce medu je jen malou součástí významu chovu včel jako takového. V rámci Evropské unie je přínos z chovu včel pro společnost vyčíslen částkou 14, 2 miliardy EUR ročně. Je velmi důležité si uvědomit, že 84 % druhů rostlin a 76 % potravinové výroby je závislé na opylování včelami a současně chov včel zásadním způsobem přispívá k zachování ekonomického přínosu pro společnost, zachování ekologické rovnováhy v krajině a ochraně biologické rozmanitosti.“ V celém dalším textu však již hodnota opylování není jakkoli zmíněna a veškeré ukazatele výroby se soustřeďují výhradně na počet včelařů a chovaných včelstev, chov včelích matek a produkci, spotřebu a zahraniční obchod s medem či voskem. Ve srovnání s ostatními druhy hmyzích opylovatelů je však opylovací servis, který světovým ekosystémům poskytují včely medonosné, ještě uznávaný a poměrně často zmiňovaný.

Další hmyzí opylovatelé

V souvislosti se stále trvající hrozbou syndromu CCD (Colony collapse disorder - hromadné úhyny včelstev bez zjevné příčiny), který již udeřil v Severní Americe, ale později i v Polsku, Španělsku a Švýcarsku, ale i kvůli dalším rizikům, zejména chorobám a škůdcům, které včelám medonosným v chovech nepřetržitě hrozí, se teprve v posledních několika letech zvýšil zájem o další druhy hmyzích opylovatelů. Hodnocení opylovacích schopností, stejně jako studium výživy a reprodukce jako podmínek komerčního chovu se tedy zaměřilo na různé druhy čmeláků, tzv. včel samotářek a pestřenek. Každá z těchto skupin hmyzích opylovatelů se živí na různých květech a opylovává tedy různé druhy rostlin. Jejich zástupci však patří k polyfágním nebo alespoň oligofágním druhům (jsou schopni přijímat různorodou potravu), a proto jsou tito alternativní opylovatelé společnými silami včely medonosné v opylování naprosté většiny rostlinných druhů plnohodnotně zastoupit. Pro některé druhy rostlin, a mezi nimi i některé druhy polních plodin, př. jetele, jsou dokonce vhodnějšími opylovateli, než včely medonosné. Většina druhů rostlin také může být stejně úspěšně opylena několika různými druhy opylovatelů a tento křížový efekt, pokud není významně narušován jinými vlivy, zajišťuje zachování přirozené biodiverzity rostlin i hmyzu.

Rizika pro opylovatele

Nejen včely medonosné jsou však ve své existenci nepřetržitě ohrožovány celou řadou rizik. Také mnozí další zástupci prospěšného hmyzu jsou na svých původních lokalitách výskytu na ústupu. Jejich přirozenými nepřáteli jsou jednak různí predátoři, choroby a škůdci, ale největší hrozbou je jim především člověk a jeho stále sílící vliv na životní prostředí. Mezi významné antropogenní faktory, které naše životní prostředí ovlivňují negativně, bývá často řazeno právě zemědělství. V některých případech je jeho kritika zřejmě oprávněná (pesticidy, hnojiva, regulace vodního režimu krajiny aj.), ale z pohledu biodiverzity, chápané jako celkový počet druhů (rostlin, živočichů i hub) vyskytujících se na určitém území, má zemědělství vliv jednoznačně pozitivní. Bez přítomnosti člověka - zemědělce by se na území ČR vyskytovalo výrazně méně druhů, než v současnosti, a to především méně druhů, jejichž výskyt je vázán na louky, pastviny a pole. Bez zemědělství by většinu našeho území pokrýval les a jeho druhová pestrost je přece jen omezená. Tolik alespoň ve srovnání s obdobím před více než 100–150 lety, poté naopak - a překvapivě opět kvůli zemědělství resp. jeho intenzifikaci - začala diverzita druhů na území ČR zase klesat.

Pro opylující hmyz je při současné intenzivní zemědělské výrobě největším problémem úbytek kvetoucích rostlin a vhodných úkrytů a hnízdišť v krajině. Týká se to jak dramatických změn v druhovém složení pěstovaných plodin (viz stále se snižující výměry pícnin, které mizí ve prospěch obrovských lánů obilnin a řepky), tak téměř dokonalé hubení plevelů, které v porostech kulturních rostlin zajišťovaly tolik žádoucí pestrost hmyzí pastvy. Krajina, která dříve překypovala nektarodárnými a pylodárnými květy po celou vegetační dobu, se během několika desítek let proměnila v prostředí, kde jarní záplavu až nadbytek květů ovocných dřevin, pampelišek a řepky, střídá letní „zelená poušť“ a hlad. Nedostatek vhodných úkrytů a hnízdišť zase souvisí s rozoráváním mezí, rušením remízků a stromořadí v doletové vzdálenosti různých druhů prospěšného hmyzu ke zdrojům potravy.

Čmeláci

Všechny tyto aspekty a souvislosti lze přesně demonstrovat právě na čmelácích. Na území ČR bylo popsáno 38 druhů čmeláků a pačmeláků, kteří jsou řazeni do společného rodu Bombus. Mnohé z těchto druhů jsou však vzácné, některé již dokonce pravděpodobně vyhynulé. Čmeláci žijí sociálním způsobem v jednoleté kolonii, kterou na jaře zakládá jediná oplozená samička - mladá matka, která přečkala zimní období ve vhodném úkrytu. V létě, v době největšího rozvoje, je ve velkých čmeláčích hnízdech v přírodě obvykle 100–200, výjimečně až 500 dělnic.

Mohutnější tělesná konstituce a silné hrudní svaly, jejichž třesením čmeláci udržují svoji tělesnou teplotu i stabilní teplotu v hnízdě, z nich dělá hmyz poměrně odolný vůči nízkým teplotám. V porovnání s drobnějšími včelami jsou čmeláci schopni létat a tedy i opylovat i v chladnějším a vlhčím počasí, což je vlastnost neobyčejně ceněná zvláště u časně kvetoucích zemědělských plodin. Nestálé jarní počasí, při kterém teplé slunečné dny podněcují kvetení např. u ovocných stromů, nezřídka rychle vystřídá chladnější a deštivá perioda. Včely však v takových podmínkách nejsou letu a tedy ani opylování schopné a hrozí nízká násada plodů, špatný výnos i hospodářský výsledek. Čmeláci však na takové změny reagují podstatně lépe, a proto jsou třeba v ovocných sadech vítanějšími pomocníky, než včely.

Čmeláci a včely mají, co se výběru svých živných rostlin týče, podobný vkus a navštěvují a tedy i opylují podobné druhy rostlin. Na rozdíl od včel mají ale čmeláci delší jazyk, a proto mohou lépe využívat nektar uložený v hlubších květech. Typickým příkladem jsou dlouhé květní trubky bobovitých (různé druhy jetele, vikve aj.) a hluchavkovitých (hluchavky, šalvěje aj.) druhů, pro které jsou hlavními opylovateli právě čmeláci. Při pokusech ve Výzkumném ústavu pícninářském v Troubsku bylo např. zjištěno, že při opylování vojtěšky je čmelák více než 50× výkonnější než včela medonosná. Na rozdíl od včel ale navštěvují čmeláci např. i rostliny z čeledi lilkovitých (Solanaceae), kterým se včely vyhýbají. Jako jediní jsou totiž čmeláci schopni bzučet tak silně, že bzučením způsobené vibrace uvolní pylová zrna z prašníků. Této vlastnosti, a také pověstné čmeláčí mírnosti a jejich schopnosti snášet uzavřené prostory se také dnes již běžně využívá při opylování skleníkových rajčat. Toto řešení bylo poprvé vyzkoušeno někdy kolem roku 1985 v Belgii a bylo natolik úspěšné, že dnes se jen v Evropě za tímto účelem prodávají statisíce čmeláčích hnízd z komerčních chovů ročně. Plně laboratorní chov čmeláků, tedy chov v in-door podmínkách po celou dobu životního cyklu čmeláčího hnízda, se však poprvé podařil až v roce 1961.

Čmelák skalní na svazence vratičolisté

Čmelák zemní na svazence vratičolisté

Chovy čmeláků

Čmeláci z laboratorních chovů ale nezůstávají pouze v laboratořích, sklenících a jiných uzavřených prostorách. Používají se i při opylování ovocných sadů, u výsadeb jahodníku apod., ale takové řešení s sebou přináší i jisté ekologické riziko. Nejčastěji chovaným druhem v Evropě je čmelák zemní (Bombus terrestris), který na laboratorní chov reaguje nejlépe. Čmelák zemní se však na světě vyskytuje v několika poddruzích. V ČR je původní čmelák zemní pravý (Bombus terrestris terrestris), ale komerční chovy se většinou zaměřují na poddruh Bombus terrestris dalmatinus, který se množí rychleji a jeho chov je tedy efektivnější a výnosnější. Vypouštění těchto „cizích“ čmeláků do české přírody však ohrožuje konkurenceschopnost původního poddruhu nebo může případně vést i k vymizení jejich genotypu dlouhodobě přizpůsobenému našim podmínkám.

Všichni čmeláci jsou v ČR zákonem chráněni. I přesto však odborníci upozorňují na dlouhodobý pokles ve stavu jejich populací a tento smutný stav se bohužel netýká jen našeho území a čmeláků. Na dlouhotrvající pokles četnosti u všech významných skupin opylovatelů upozorňují i vědecké publikace z Velké Británie, Nizozemí i dalších zemí. Hodnocení dlouhodobých trendů ve stavu populace čmeláků i dalších opylovatelů a doporučení vedoucí k jejich podpoře však předpokládá předchozí důkladné studium jejich přirozené sezónní variability na menších územích.

Výskyt čmeláků v Olomouci

Zhodnocení výskytu tří různých skupin čmeláků, běžně se vyskytujících v ČR, na vybraných rostlinných druzích, se stalo cílem experimentu prováděného v letech 2016–2018 v Olomouci.

U deseti vybraných druhů (brutnák lékařský, bukvice lékařská, čičorka pestrá, dobromysl obecná, levandule lékařská, oman pravý, saturejka horská, svazenka vratičolistá, šalvěj přeslenitá a yzop lékařský) byla na parcelách o velikosti 2 m² po celou dobu jejich kvetení počítána návštěvnost jejich květů čmeláky. Hodnocení probíhalo v pracovní dny, 6× denně (v 7:00, 8:00, 9:00, 10:00, 11:00 a 14:00 hodin), jen s vyloučením dnů s vytrvalým deštěm. Skupina „čmelák zemní“ zahrnovala všechny druhy čmeláků se žlutými proužky a bílým zadečkem, skupina „čmelák skalní“ všechny druhy čmeláků s tmavou hrudí a oranžovým zadečkem a do skupiny „čmeláci jiní“ byli započítávány všichni drobní čmeláci s hnědým zbarvením (čmelák rolní) i všichni ostatní čmeláci, které nebylo možné zařadit do žádné z předchozích dvou skupin.

Bylo zjištěno, že celková návštěvnost čmeláků na květech v průběhu tří hodnocených let postupně klesala (tab. 1). Nejvíce čmeláků bylo pozorováno v roce 2016 (18 258 jedinců), v roce 2017 jejich počet klesl o 9,27 % a v roce 2018 o 23,47 % v porovnání s rokem 2017, ale až o 30,57 % v porovnání s rokem 2016. V letech 2016 a 2017 byl na pokusném stanovišti v Olomouci pozorován výrazně vyšší celkový výskyt čmeláků ze skupiny „zemních“, oproti čmelákům „skalním“, v roce 2018 se ale vzájemný poměr různých druhů resp. skupin čmeláků obrátil a na pozorovaných druzích rostlin byli častějšími návštěvníky čmeláci „skalní“ (graf 1). Pokles návštěvnosti čmeláků „zemních“ na pozorovaných rostlinách a naopak zvýšená četnost čmeláků „skalních“ mohla být zapříčiněna různou úspěšností přezimování jednotlivých druhů, resp. skupin. Návštěvnost čmeláků ze skupiny „jiní“ byla v poměru k návštěvnosti čmeláků „zemních“ a „skalních“ ve všech hodnocených letech téměř zanedbatelná. Výsledky této studie jsou silně ovlivněny vlastnostmi stanoviště (silná přirozená populace čmeláků a cílený výběr atraktivních druhů rostlin), a proto z nich nelze odvozovat celkovou situaci na větším území. Výsledky však přesto naznačují, že na malých stanovištích, na kterých nebyly prováděny žádné významné agrotechnické ani jiné zásahy, podléhají populace čmeláků výrazným sezónním výkyvům v četnosti jednotlivých druhů. Pro přesnější monitoring by bylo nutné hodnotit návštěvnost na více pokusných stanovištích ve více pokusných letech.

Tab. 1: Návštěvnost čmeláků na květech deseti vybraných druhů rostlin v letech 2016–2018

Graf 1: Poměr četnosti tří skupin čmeláků pozorovaných na květech (2016–2018)

Závěr

Závěrem můžeme shrnout, že na opylování a tedy zajištění výnosu celé řady zemědělských plodin se kromě včel medonosných podílí i celá řada dalších druhů hmyzích opylovatelů.

V přehledu ekonomických ekosystémových služeb, které jsou relevantní pro ČR, byla hodnota opylení stanovena na 1378,76 EUR/ha (Vačkář a kol., 2014). Skutečná hodnota práce hmyzích opylovatelů je však nevyčíslitelná a podpora, a v mnoha případech i ochrana, těchto veskrze nenáročných a nikým neplacených dříčů, skutečných hrdinů našich polí, sadů i luk, by se proto měla stát samozřejmostí. Bez jejich úsilí se totiž zemědělství, jako výrobní sektor, prostě neobejde.

Použitá literatura:
Krejčík, P.: Situační a výhledová zpráva Včely. Ministerstvo zemědělství, Praha, 2017. Pp. 27. Dostupné z: www.eagri.cz
Vačkář, D. a kol. Metodologický rámec integrovaného hodnocení ekosystémových služeb v České republice [online]. 2014, [cit. 2015-11-23]. Dostupné z: www.minzp.sk