Um recente projeto de pesquisa interdisciplinar sobre como as plantas companheiras que atraem polinizadores ajudam a aumentar o rendimento em algumas safras de horticultura mostra a interseção da excelência quando pesquisadores de diversos campos combinam esforços de pesquisa, ensino e extensão para resolver questões científicas.
O que começou com a intenção de encontrar usos alternativos para algumas de nossas flores silvestres nativas e desenvolvê-las como culturas comerciais em potencial, floresceu em muito mais, disse Michael Arnold, Ph.D., professor de horticultura paisagística no Departamento de Ciências da Horticultura e diretor dos Jardins da Texas A&M University.
"Ficamos interessados ??em como essas plantas atraem polinizadores e sustentam populações de polinizadores. As flores silvestres poderiam ser usadas não apenas como um belo complemento para a paisagem, mas também para atrair polinizadores? emparelhar algumas de nossas flores anuais usuais e flores perenes com plantações de vegetais ou frutas para aumentar seu rendimento? "
O ex-aluno de doutorado em ciências da horticultura John Montoya, Ph.D., usou o plantio de pepinos e pimentas habanero para estudar essas e outras questões relacionadas a como várias técnicas de plantio e condições de cultivo podem afetar a polinização e a produtividade das plantas sazonais.
Por exemplo, como você justifica economicamente a alocação de espaço no campo para flores e plantas ornamentais sem reduzir o rendimento geral da colheita? O plantio de fileiras permanentes de plantas perenes adjacentes às plantações cria um habitat para polinizadores e outros predadores ou insetos benéficos durante todo o ano. A mistura de anuários dentro das linhas permite que você retire os anuários com a cultura e não reduza o espaço total usado pelas plantações de vegetais. Os estudos também se concentraram em aprender quais tipos e quantos polinizadores visitavam as plantações e se eles diferiam de acordo com a estação ou safra.
Arnold montou uma equipe interdisciplinar de toda a faculdade para apoiar a pesquisa de Montoya:
Especialistas em horticultura: a especialidade de Arnold são as plantas ornamentais. Larry Stein, Ph.D., professor e chefe associado dos programas Texas A&M AgriLife Extension Service no Departamento de Ciências da Horticultura, ofereceu experiência em plantações de vegetais e seleções para as condições de cultivo do Texas.
Especialistas em entomologia: Juliana Rangel, Ph.D., diretora do Texas A&M Honey Bee Laboratory e professora associada de apicultura no Departamento de Entomologia, é especialista em polinização, abelhas e abelhas. Ela ajudou a configurar o projeto experimental normalmente usado para estudos de polinizadores. Karen Wright, Ph.D., curadora associada da Texas A&M Insect Collection no Departamento de Entomologia, é especializada em biologia, curadoria e identificação de abelhas nativas. Ela ajudou pesquisadores e alunos a identificar e curar os espécimes coletados para observar a biodiversidade ou o número de espécies e polinizadores individuais que chegam a cada tipo de planta.
Especialistas em economia agrícola: Marco Palma, Ph.D., professor e diretor do Laboratório de Comportamento Humano no Departamento de Economia Agrícola, e Charles Hall, Ph.D., professor e Presidente Ellison em Floricultura Internacional, contribuiu com uma perspectiva de marketing, ajudou calcular os custos associados a várias combinações de tratamento e o que tudo isso significava em termos de lucro ou rendimento e auxiliou os alunos com trabalhos de pesquisa para análise do consumidor.
"Este projeto foi o exemplo perfeito de como professores de diferentes departamentos da faculdade podem se unir para abordar novas questões sobre sistemas específicos e produzir algo empolgante e impactante", disse Rangel.
Olhar para as funções de produção de uma perspectiva econômica envolve considerações direcionadas.
"Neste problema específico, olhamos para o custo de produção do uso desses companheiros polinizadores para determinar se os rendimentos gerados realmente compensaram em termos de um aumento na quantidade", disse Palma. "Também procuramos identificar se havia algum efeito adverso na qualidade e entender se precisávamos levar em consideração quaisquer outros fatores."
A pesquisa de Montoya descobriu que o rendimento de pimentas e alguns pepinos aumentou mesmo usando plantas anuais ou perenes. Em muitos casos, esses rendimentos compensam o uso da terra para plantações perenes - uma situação vantajosa para ambas as partes, uma vez que rendimentos aprimorados podem aumentar a lucratividade. O aumento dos lucros pode compensar os custos do uso de plantas companheiras que atraem polinizadores. Os benefícios do ecossistema associados à melhoria do habitat dos polinizadores e às fontes de alimento também aumentam.
Ensino: resultados de pesquisas inspiram mais projetos conduzidos por alunos
Dados do estudo de Montoya levaram a outras questões que se tornaram uma série de projetos liderados por alunos.
“Pessoas das áreas de pesquisa, ensino e extensão se uniram para promover o sucesso do projeto do Dr. Montoya”, disse Arnold. "Também resultou em informações úteis que levaram à próxima série de perguntas que respondemos. Esse é o ponto principal da ciência."
Três projetos que resultaram das perguntas incluem:
- Híbridos Zinnia. Zinnias, muitas vezes considerado um polinizador-atrator eficaz, não teve um bom desempenho no projeto de Montoya. Danielle Merrell, uma estudante de graduação com especialização em horticultura e entomologia, estudou variedades comerciais de zínias para descobrir o porquê.
"Ela encontrou características interessantes sobre os níveis de fluorescência ultravioleta, tons de cores, guias de néctar e características de tamanho nas flores", disse Rangel. "Ela também comparou as visitas dos polinizadores a essas flores para correlacionar quais tipos de flores aumentam as visitas dos polinizadores."
Arnold disse que o híbrido de zínia usado no projeto de pesquisa original foi selecionado por sua resistência a doenças e pragas. O estudo de Merrell mostrou que, quando observados sob luz ultravioleta, os nectários florais desse híbrido tinham um padrão mais confuso do que os bem definidos das cultivares que os polinizadores costumavam visitar. Sua pesquisa identificou melhores cultivares de zínia para selecionar se você deseja atrair polinizadores. Um artigo que ela escreveu sobre suas descobertas foi submetido a um jornal revisado por pares.
- Seleção de flores silvestres. Selecionar os melhores exemplares de plantas nativas que atraem polinizadores também se tornou um foco de pesquisa. Kaitlin Hopkins, uma estudante de doutorado em ciências da horticultura, estudou Mexican Hat ou tall coneflower, uma flor silvestre nativa do Texas. Ela descobriu que era um forte candidato para uso como planta ornamental com propriedades de atração de polinizadores. Palma e Hall foram consultores para o trabalho de inquérito ao consumidor no projecto. Brent Pemberton, Ph.D., um membro regentes em floricultura no Texas A&M AgriLife Center em Overton, ajudou a avaliar a viabilidade comercial em relação às práticas atuais de produção de plantas para forragem.
Os polinizadores são atraídos pelo chapéu mexicano ou coneflower, uma flor silvestre nativa do Texas. Crédito: MA Arnold
- Plantio de contêineres para áreas urbanas. O candidato ao doutorado em ciências da horticultura, Jonathan Caples, investigou se as descobertas de Montoya são aplicáveis ??em ambientes urbanos. Para isso, ele desenvolveu unidades modulares de contêineres de tamanhos variados para uma varanda, pátio ou quintal. Algumas das unidades pré-montadas incluíam combinações de vegetais e plantas que atraem polinizadores, enquanto outras foram projetadas para que os consumidores comprassem os componentes individuais para um projeto do tipo faça você mesmo. A maior unidade é um jardim com canteiro elevado de 1,2 m por 1,2 m; o menor é um contêiner de 40 litros adequado para um pátio ou varanda.
Ele trabalhou com diferentes combinações de vegetais e plantas que atraem polinizadores para plantações de inverno e verão para encontrar as melhores para atrair polinizadores quando frutas e vegetais estão florescendo ao mesmo tempo que as plantas que atraem polinizadores. Ele também trabalhou com Hall em pesquisas para determinar as preferências do consumidor, como se eles preferem um certo tipo de safra vegetal ou ornamental e quanto estariam dispostos a pagar. A indústria agrícola poderia produzir tal produto e vendê-lo com lucro?
"Entender o que o consumidor deseja e depois tentar voltar na cadeia de suprimentos para fornecer esses produtos é mais fácil do que cultivar o que gostamos e depois tentar encontrar um mercado para isso", disse Palma. "É fundamental saber quais são os motivadores da demanda para melhor adaptar nossas práticas de produção e tudo o mais para atender a essa demanda."
Caples continua a testar em campo o potencial de uso dessas unidades modulares em ambientes urbanos e verificar os impactos na produção mediados por polinizadores.
Trabalhadores estudantes de graduação e estudantes voluntários envolvidos nesses projetos aprenderam sobre plotagem e configuração de design estatístico - técnicas científicas associadas à coleta de vários tipos de dados. Com essas oportunidades de pesquisa, eles puderam aplicar o que aprenderam em suas aulas a um ambiente do mundo real e realizar projetos com resultados relevantes para os consumidores e a indústria.
Extensão: Obtendo informações para consumidores e indústria
Seja um proprietário cultivando plantas para seu quintal ou uma operação comercial tomando uma decisão operacional, os consumidores esperam informações com base científica estabelecidas por dados e evidências. Estudos como os projetos liderados por Montoya, Hopkins e Caples, e a resultante participação de alunos de graduação , informam os especialistas do setor sobre as melhores práticas e traduzem os impactos da pesquisa.
O artigo de dissertação de Montoya, "Plantações de companheiros que atraem polinizadores aumentam a produção de pepinos e pimenta Habanero", foi publicado na American Society for Horticultural Science, ASHS, jornal revisado por pares, HortScience . Recebeu o prêmio ASHS Outstanding Extension Publication Award para artigos publicados em 2020. O comitê de seleção é composto por cientistas, educadores e pessoal de extensão em ASHS.
Arnold disse que o prêmio reflete a relevância e a qualidade da pesquisa proveniente da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida.
"Uma rede altamente integrada de pessoas se reuniu para cumprir objetivos que nenhum de nós poderia realizar individualmente", disse Arnold. "Esse é o objetivo do trabalho interdisciplinar. A Texas A&M AgriLife tem recursos tão diversos de especialização que é difícil pensar em um tópico relacionado à agricultura em que não poderíamos contar com a capacidade de pessoas em vários departamentos para colaborar e encontrar uma solução."
