Assessing Factors that Influence Pollinator Communities and Coffee Yield Among Three Coffee Production Systems in Honduras

Abstract

Entomophily is known to contribute significantly to agricultural production by improving crop yield. Coffee yield increases in the presence of pollinators, especially in farms close to natural forests, and natural forests are known to host diverse and dense populations of insect pollinators. In Central America, three farm systems are mainly used in coffee production: sun, shade, and integrated open canopy (IOC). The amount and distribution of non-coffee tree cover and forest adjacent to farms differentiate these three coffee farm systems. To inform best agricultural practices for coffee farms, I examined how coffee yield and pollinator community vary among coffee farm systems and with distance from forest patches. To accomplish this, I compared coffee fruit production on branches open and closed (netted) to pollinators. Also, I employed pollinator observation surveys and distance transects to sample insect pollinators that visit the flower of coffee bushes. I used aerial imagery to measure the distance from forest patches to each study farm and calculate the proportion of natural forest within 100, 250, and 500m buffers surrounding each farm. I found that insect pollinator visit rate, density, morphospecies diversity, and richness did not differ among farm systems and with distance from a farm`s forest perimeter. However, I found a negative association between total pollinator density and distance to natural forest patches from 2 - 5ha; and a positive association between proportion of forest within 100m and fly pollinator density and morphospecies richness. Also, coffee yield in open branches increased by 229%, 80%, and 0% compared to closed branches in IOC, shade, and sun farms, respectively. My findings suggest that, while the distance from the local forest patch and the type of coffee farm system did not influence pollinator metrics measured here, coffee production was significantly higher on farms surrounded by more natural forests. This is likely due to the greater pollinator density in natural forests. Coffee producers should carefully consider the value of natural forests surrounding their farms when making land management decisions.

Alternate abstract:

La polinización entomófila contribuye significativamente a la producción agrícola al mejorar el rendimiento de los cultivos. El rendimiento del café aumenta en presencia de insectos polinizadores, especialmente en fincas cercanas a bosques naturales, y se sabe que estos albergan poblaciones densas y diversas de insectos polinizadores. En Centroamérica, se utilizan principalmente tres sistemas agrícolas para la producción de café: sol, sombra y dosel abierto integrado (DAI). La cantidad y distribución de árboles de sombra en cafetales y el bosque adyacente a las fincas diferencian estos tres sistemas. Para fundamentar las mejores prácticas agrícolas en las fincas cafetaleras, examiné cómo varían el rendimiento del café y la comunidad de polinizadores entre los sistemas cafetaleros y la distancia a las parcelas de bosque. Para ello, comparé la producción de frutos de café en ramas abiertas y cerradas (encerradas en mallas) con los polinizadores. Además, empleé estudios de observación de polinizadores y transectos de distancia para muestrear los insectos polinizadores que visitan la flor de los cafetos. Por medio de imágenes aéreas medí la distancia desde las parcelas de bosque hasta cada finca de estudio y calculé la proporción de bosque natural en100, 250 y 500 m alrededor de cada finca. Encontré que la tasa de visitas de insectos polinizadores, la densidad, la diversidad de morfoespecies y la riqueza no difirieron entre los sistemas de fincas ni fueron con la distancia al borde del bosque. Sin embargo, encontré una asociación negativa entre la densidad total de polinizadores y la distancia a parches de bosque natural de 2 a 5 ha; y una asociación positiva entre la proporción de bosque dentro de los 100 m y la densidad de polinizadores de moscas y la riqueza de morfoespecies. Además, el rendimiento del café en ramas abiertas aumentó en un 229%, 80% y 0% en comparación con las ramas cerradas en fincas de DAI, sombra y sol, respectivamente. Mis hallazgos sugieren que, si bien la distancia desde el parche de bosque local y el tipo de sistema de finca de café no influyeron en las métricas de polinización medidas aquí, la producción de café fue significativamente mayor en las fincas rodeadas de bosques naturales. Esto probablemente se deba a la mayor densidad de polinizadores en los bosques naturales. Los productores de café deben considerar cuidadosamente el valor de los bosques naturales que rodean sus fincas al tomar decisiones de manejo de la tierra.