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12 May 2022 Agrochemical bioaccumulation in pitaya cacti (Stenocereus queretaroensis) and its effect on bat interaction and yield
Veronica Zamora-Gutierrez, Viridiana Marcos-Zamora, Domancar Orona-Tamayo, Elizabeth Quintana-Rodríguez, Zenón Cano-Santana, Johnattan Hernández-Cumplido
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Abstract

Bats are among the most valuable pollinators of economically important crops in Mexico including agaves and columnar cacti. High demand for the agricultural products of these crops has resulted in increasing use of agrochemicals, including pesticides and fertilizers, to increase yield and decrease pest damage. However, these compounds can negatively affect crop mutualists such as pollinating bats. In this study, we investigated: (i) how the application of the broad-spectrum pesticide carbamate and/or synthetic fertilizers affect crop yield of the pitaya cacti (Stenocereus queretaroensis); (ii) whether carbamate bioaccumulates in pitaya nectar and fruits; and (iii) whether the application of these agrochemicals affects visitation rates of the pitaya's most efficient pollinators, nectarivorous bats of the genus Leptonycteris. We designed an experiment consisting of four treatments (pesticide, nutrients, both, or neither) applied to pitaya plants. We estimated the effect of each treatment by quantifying pitaya reproductive structures (flower buds and flowers) and fruit yield and quality, performed trace analysis to detect the pesticide in the nectar and fruits, and estimated bat flower visitation rates using camera traps to determine whether the addition of agrochemicals influenced pitaya–bat interactions. We found that none of the treatments increased yield or fruit sweetness, and they did not affect bat visitation rates. Fruit pulp and floral nectar contained pesticide concentrations above those permitted by international environmental agencies. Thus, our results show that adding these agrochemicals to pitaya crops does not improve yield but could negatively affect their crop pollinators, especially since bats apparently do not avoid visiting flowers containing pesticide residues.

Los murciélagos están entre los polinizadores más valiosos de cultivos económicamente importantes en regiones megadiversas, como los agaves y los cactus columnares en México. Sin embargo, la alta demanda de productos agrícolas ha resultado en un aumento en el uso de agroquímicos para mantener altos rendimientos y cultivos libres de plagas. Estos compuestos (i.e., pesticidas y fertilizantes) pueden afectar negativamente a los mutualistas de los cultivos, como los murciélagos polinizadores. En este estudio, investigamos (i) cómo la aplicación del plaguicida de amplio espectro carbamato y/o fertilizantes sintéticos afecta el rendimiento del cultivo de pitaya (Stenocereus queretaroensis); (ii) si el carbamato se bioacumula en el néctar y las frutas de pitaya; y (iii) si la aplicación de estos agroquímicos afecta las tasas de visita de los polinizadores más eficientes de la pitaya, los murciélagos nectarívoros del género Leptonycteris. Diseñamos un experimento que consistió en cuatro tratamientos (pesticida, nutrientes, ambos, ninguno) aplicados a las plantas de pitaya. Estimamos el efecto del tratamiento sobre el rendimiento del cultivo midiendo las estructuras reproductivas de la pitaya (botones y flores), el número de frutos producidos, y la concentración de sacarosa de los frutos. Realizamos un análisis de trazas de plaguicidas en el néctar y los frutos recolectados de los tratamientos para determinar la bioacumulación de plaguicidas. Para determinar si la adición de pesticidas a la planta influyó en la interacción con los murciélagos, estimamos (por cada tratamiento) la tasa de visitas de murciélagos a las flores utilizando cámaras trampa. Encontramos que ninguno de los tratamientos aumentó el rendimiento del cultivo y tampoco afectaron la tasa de visitas de los murciélagos. Se registraron trazas de pesticidas tanto en la pulpa de la fruta como en el néctar floral, en concentraciones superiores a las permitidas por las agencias ambientales internacionales. Nuestros resultados muestran que la adición de agroquímicos a los cultivos de cactus no mejora el rendimiento, pero sí podría afectar a los polinizadores de los cultivos, ya que es posible que los murciélagos no logren discriminar las flores que contienen trazas químicas.

Veronica Zamora-Gutierrez, Viridiana Marcos-Zamora, Domancar Orona-Tamayo, Elizabeth Quintana-Rodríguez, Zenón Cano-Santana, and Johnattan Hernández-Cumplido "Agrochemical bioaccumulation in pitaya cacti (Stenocereus queretaroensis) and its effect on bat interaction and yield," Journal of Mammalogy 103(5), 1094-1102, (12 May 2022). https://doi.org/10.1093/jmammal/gyac037
Received: 15 August 2021; Accepted: 31 March 2022; Published: 12 May 2022
KEYWORDS
agricultura
agriculture
calidad de cultivos
crop quality
crop yield
fertilizantes
fertilizers
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