Research Article

Effect of environmental conditions and genotype on nectar secretion in sunflower (Helianthus annuus L.)

Effet des conditions environnementales et du génotype sur la sécrétion de nectar chez le tournesol (Helianthus annuus L.)

¹ Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE), UR406 Abeilles et Environnement, site Agroparc, domaine Saint-Paul, CS 40509, 84914 Avignon cedex 9, France
² Syngenta, 12 chemin de l’Hobit, 31790 Saint-Sauveur, France
³ Arterris Innovation, 24 avenue Marcel-Dassault, 31500 Toulouse, France
⁴ Agrosolutions, 17 rond-point de l’Europe, 51430 Bezannes, France

^* Correspondence: stan.chabert@inrae.fr

Received: 1 May 2020
Accepted: 21 August 2020

Abstract

The sunflower crop provides an important honey flow for beekeepers. In France, beekeepers observed a decrease in honey yield from this crop these past years compared to the 1980s–1990s. They suspect the new cultivars to be less productive in nectar compared to the older ones, but no data is available to support this, and it is known that climate conditions have a strong impact on nectar secretion. This study aimed to explore the effect of abiotic environmental conditions on nectar secretion in sunflower, as well the range of variation of this secretion in a sample of current cultivars. Thirty-four current sunflower hybrid cultivars were sampled in test plots for their nectar secretion under varying conditions of temperature, air humidity and soil moisture. Air humidity controlled the sugar concentration of nectar, and thus its volume. To study nectar secretion independently from this effect, analyses subsequently focused on nectar sugar mass per floret. The nectar sugar mass increased with temperature up to an optimum of 32 °C, while the variation range of soil water tension was not sufficient to detect an effect on nectar sugar mass. This varied by up to 100% among the 34 cultivars (from 101 to 216 μg sugar per staminate floret in average), with a similar range to those reported in the literature for older cultivars. Likewise, oleic cultivars, a new type introduced since the early 2000s, were found to secrete the same amounts of nectar as linoleic cultivars, an older conventional type. The more self-fertile cultivars also showed no reduction in nectar secretion. Finally, we tested the method that measures the nectar gross secretion rate in one hybrid, and we observed that this hybrid secreted in average 28 μg sugar per hour per staminate floret. The potential benefits of this method were discussed.

Résumé

Le tournesol constitue une miellée importante pour les apiculteurs. En France, les apiculteurs ont constaté des baisses de miellées sur cette culture ces dernières années par rapport aux années 1980–1990. Ils suspectent les nouvelles variétés d’être moins nectarifères que les plus anciennes, mais aucune donnée ne permet de l’établir, et l’on sait que les conditions climatiques ont un fort impact sur la sécrétion de nectar. Cette étude avait pour objectif d’explorer l’effet des conditions environnementales abiotiques sur la sécrétion de nectar chez le tournesol, ainsi que la gamme de variation de cette sécrétion sur un échantillon de variétés courantes. Trente-quatre variétés hybrides actuelles de tournesol ont été échantillonnées dans des micro-parcelles pour leur sécrétion nectarifère dans des conditions variables de température et d’humidité de l’air et du sol. L’humidité de l’air contrôlait la concentration du nectar et donc son volume. Pour s’affranchir de cet effet, l’analyse a porté ensuite sur la masse de sucres sécrétée par fleuron. Cette masse de sucres a augmenté avec la température jusqu’à un optimum de 32 °C, tandis que la gamme de variation de la tension hydrique du sol n’a pas été suffisamment importante pour observer une diminution de la masse de sucres par fleuron. Cette masse de sucres a varié du simple au double parmi les trente-quatre variétés étudiées (de 101 à 216 μg de sucres par fleuron staminé en moyenne), mais la gamme de variation observée n’était pas différente de celles rapportées dans la littérature pour des variétés plus anciennes. De même, les variétés oléiques, type nouveau introduit depuis le début des années 2000, ne se sont pas révélées moins nectarifères que le type linoléique conventionnel, plus ancien. Les variétés plus auto-fertiles n’étaient pas non plus moins nectarifères. Enfin, nous avons testé la méthode qui mesure le taux de sécrétion brut du nectar sur un hybride, et nous avons observé que cet hybride sécrétait en moyenne 28 μg de sucres par heure par fleuron staminé. Les potentiels avantages de cette méthode ont été discutés.