地熊蜂在北方冬季温室番茄上的授粉行为研究_黄训兵.pdf

山东农业科学 收稿日期 基金项目 山东省农业科学院农业科技创新工程项目 山东省农业科技资金 林业科技创新 项目 国家自 然科学基金项目 作者简介 黄训兵 男 博士 主要从事农业昆虫学研究 通信作者 李辉 女 博士 副教授 主要从事植物生理生化研究 陈浩 男 博士 副研究员 主要从事系列天敌与授粉昆虫的规模化繁育和应用技术研究 地熊蜂在北方冬季温室番茄上的授粉行为研究 黄训兵 李辉 陈广艳 代晓彦 翟一凡 郑礼 陈浩 朱佩群 丁加刚 临沂大学农林科学学院 山东临沂 山东省农业科学院植物保护研究所 天敌与授粉昆虫研究中心 山东济南 费县农业技术推广中心 山东费县 寿光市农业技术推广中心 山东寿光 摘要 为明确地熊蜂在我国北方冬季温室不同番茄品种上的授粉行为特性 本研究观察并分析了地熊蜂 在硬果型 口感型和樱桃番茄上的授粉行为 结果表明 冬季番茄温室中地熊蜂出巢访花主要集中在温度较 高的 地熊蜂在樱桃番茄温室中的最高出巢数量为 只 单蜂出巢活动时间为 单花 有效访问时间为 访花间隔时间为 均明显低于其余两个番茄品种 但单蜂有效访花数 朵 高于其余两个番茄品种 由此可见 地熊蜂授粉行为受番茄品种的影响有所差异 樱桃番茄生产更 适合采用地熊蜂授粉技术 关键词 地熊蜂 番茄 温室 授粉行为 中图分类号 文献标识号 文章编号 地熊蜂 作为重要的授粉昆 虫 因其环境适应能力强 花粉传递效率高 在农 业生产中的授粉应用越来越广泛 利用地熊 蜂授粉不但省工省力 还可以提高果菜产量和品 质 降低作物病虫害发生 减少高毒化学农药使用 和避免激素残留 对提升经济效益 保护生态环境 和保障消费者食品质量安全具有重要意义 在欧洲发达国家 地熊蜂被广泛应用于设施作物 授粉 发挥出良好的经济价值和生态价值 近年来 地熊蜂授粉技术在中国设施农业生 产中受到一定的重视 特别是在设施番茄授粉上 能够产生较好的经济效益 应用面积逐步增 加 地熊蜂采集番茄花粉时首先用上颚抓紧 花朵 然后靠胸肌的收缩扇动翅膀使花朵震颤 把 花粉从管状花药上震落到身体上 且在黄色花上 留下明显的棕色咬痕 后足上刚毛形成 花粉筐 用来临时携带花粉 据测算 地熊蜂授粉能 够提高大棚番茄坐果率 以上 畸形果率比激 素蘸花下降 番茄果实种子数量是激素 蘸花处理的 倍以上 单株产量提高 以上 地熊蜂授粉番茄每 净产值比激素蘸花 多 元 另外 地熊蜂授粉番茄可溶性糖和 可溶性固形物含量高 口感好 果型好 商品果高 能够显著提高番茄的商品性和市场售价 地熊蜂授粉行为特性的研究能够为其授粉应 用提供理论依据 为推进地熊蜂授粉在中国设施 番茄产业中的进一步应用 结合中国农业生产实 际开展地熊蜂在不同类型番茄上的授粉行为研究 十分必要 因此 本研究通过分析地熊蜂在北方冬 季温室硬果型 口感型和樱桃番茄上的授粉行为特 性 以期加深了解和掌握地熊蜂授粉行为习性 为 地熊蜂授粉技术的进一步推广应用奠定基础 材料与方法 试验材料 番茄品种为硬果型番茄 口感型番 茄乾德香圆 和樱桃番茄 授粉地 熊蜂由山东鲁保科技开发有限公司提供 均为同 时间和条件下繁育的蜂群 大小基本一致 试验 用材料主要有 温湿度计 美国 秒表 深圳市弈圣科技 有限公司 和计数器 中国 等 地熊蜂授粉处理 试验在山东省临沂市费县胡杨镇番茄种植基 地日光温室内进行 温室长 宽 均 进行了加固 堵漏以及防虫网保护 试验棚共 个 分别种植硬果型番茄 口感型 番茄乾德香圆 和樱桃番茄 于 年 月 日定植 高垄双行 垄距 行距 株距 于 月下旬番茄开花 后放入地熊蜂蜂箱 严格按照蜂箱使用规程操作 授粉完成后起出蜂箱 其他措施同常规栽培管 理 温湿度监测及地熊蜂授粉行为观察 温湿度监测 月 日温室 起棚后 采 用 温湿度仪实时监测 的温度 和湿度变化 温湿度感应探头距地面高度 每半小时记录一次 地熊蜂出巢数观测 观测 个温室内 地熊蜂出巢数动态变化 每隔半小时关闭 蜂箱出入口 采用计数器统计温室内地熊蜂数量 清点完毕后重新打开蜂箱出入口 单蜂有效访花数观测 观测 个温室内 地熊蜂单蜂访花数变化 每隔半小时 观察一次 每次 头 采用秒表和计数器观察并 统计单个地熊蜂 的有效访花数量 即单蜂 有效访花数 朵 地熊蜂出巢时间观察 观测 个温室内地熊 蜂在出巢高峰期 的出巢时间 对飞出巢穴 后的地熊峰进行持续跟踪观察 直至飞回巢穴 用 山东农业科学 第 卷 秒表记录出巢到回巢的时间间隔 即地熊蜂出巢 时间 每温室观察 头 地熊蜂访花时间观察 于 随机观察正 在访花的地熊蜂 头 采用秒表观察记录每头地 熊蜂从访花开始到访花结束的时间间隔 即单花 有效访问时间 同时 观测记录地熊蜂从上一 朵花访问结束到下一朵花访问开始的时间间隔 即地熊蜂访花间隔时间 另外 观察记录地熊 蜂正式访花时的悬停时间 即花前悬停时间 数据分析 采用 进行数据统计分析 应用 检验法进行差异显著性检验 结果与分析 不同品种番茄温室内温湿度变化 温度监测发现 图 个番茄品种温室大 棚在 起棚后 温度变化基本一致 整体呈先 上升后下降的变化趋势 达到最高值后逐 渐下降 湿度监测发现 图 个番茄品种温 室大棚湿度日变化规律基本一致 受 起棚影响湿度出现短暂下降 后开始上升 达到最高值后逐渐下降 硬果型番茄 口感型番茄 樱桃番茄 下同 图 不同品种番茄冬季温室内温湿度变化 地熊蜂出巢数 监测结果 图 表明 个番茄品种温室大 棚在 起棚后 地熊蜂出巢数均呈先升高后下 降的变化趋势 硬果型番茄温室中地熊蜂出巢数 在 上升到最高值 只 后逐渐下降 至 温室内地熊蜂不再出巢活动 口感型番茄 第 期 黄训兵 等 地熊蜂在北方冬季温室番茄上的授粉行为研究 温室中地熊蜂出巢数在 上升到最高值 只 后逐渐下降 至 温室内地熊蜂不再出巢 活动 樱桃番茄温室中地熊蜂出巢数在 上 升到最高值 只 后逐渐下降 至 温室内 地熊蜂不再出巢活动 总体来看 冬季番茄温室中地熊蜂活动高峰 期主要集中于 在活动高峰期硬果 型番茄温室中出巢活动地熊蜂的数量最高 樱桃 番茄温室中最低 图 不同品种番茄温室内地熊蜂出巢数变化 地熊蜂单蜂有效访花数 由图 可知 起棚后 个品种番茄温室 大棚中地熊蜂有效访花数均呈先升高后下降的变 化趋势 硬果型番茄温室中地熊蜂有效访花数在 达到最高值 朵 后逐渐下降 至 温室内地熊蜂不再访花 口感型番茄温室 中地熊蜂有效访花数在 达到最高值 朵 后逐渐下降 至 地熊蜂不再访花 樱桃番茄温室中地熊蜂有效访花数在 上升 到最高值 朵 后逐渐下降 至 地 熊蜂不再访花 总体来看 冬季番茄温室中地熊蜂访花主要 集中在 访花高峰期硬果型番茄温室 中地熊蜂有效访花数最低 樱桃番茄温室中最高 地熊蜂出巢活动时间 地熊蜂出巢活动时间分析结果 图 表明 硬果型番茄温室中单头地熊蜂平均出巢活动时间 为 显著 高于口感型番茄温 室 和樱桃番茄温室 后 两者差异不显著 地熊蜂访花时间分析 由表 可知 地熊蜂对硬果型番茄的单花有 效访问时间和访花间隔时间分别为 和 均显著 高于樱桃番茄 和 地熊蜂对口感型番茄的单花有效访问 时间和访花间隔时间分别为 和 与 其他两处理差异不显著 地熊蜂在 种番茄的花 前悬停时间差异不显著 表 地熊蜂访花时间 番茄品种单花有效访问时间访花间隔时间花前悬停时间 山东农业科学 第 卷 图 地熊蜂单蜂有效访花数量变化 图 地熊蜂出巢时间观测 讨论与结论 本研究分析了地熊蜂在 个品种番茄冬季温 室中的授粉行为特性 发现地熊蜂出巢访花随温 度变化呈先升高后下降的变化趋势 其出巢访花 主要集中在温度较高的 在出巢访 花高峰期 硬果型番茄温室中出巢活动地熊蜂的 数量最高 单蜂出巢活动时间 单花有效访问时间 和访花间隔时间最长 但单蜂有效访花数最低 樱 桃番茄温室中出巢活动地熊蜂的数量最低 单蜂 出巢活动时间 单花有效访问时间和访花间隔时 间最短 但单蜂有效访花数最高 由此可见 地熊 蜂为不同番茄品种授粉时 其授粉行为存在一定 差异 温度和湿度是影响地熊蜂出巢访花的重要环 境因子 地熊蜂与蜜蜂相比具有耐低温的 特性 通常温度在 时仍能访花 而蜜蜂一般需 要 以上才能正常工作 本研究发现 在 之间 冬季温室大棚中地熊蜂出巢数量 和单蜂有效访花数随温度的上升而升高 可见 冬季温室内一定范围内的温度升高有助于地熊蜂 出巢访花 地熊蜂的授粉行为与植物类型 特别是植物 的开花量 花色 味道和花期等紧密相关 与樱桃番茄温室相比 硬果型番茄温室中地熊蜂 出巢数最高 单蜂出巢活动时间 单花有效访问时 间和访花间隔时间最长 而单蜂有效访花数却最 低 其原因可能为 首先 樱桃番茄花期的开花数 量显著多于硬果型番茄 为地熊蜂种群繁育提供 了丰富的食物资源 不需要太多的工蜂出来采 食 而出来采食的工蜂则能够在短时间内高 效采集食物 其出巢活动时间 单花有效访问时间 和访花间隔时间明显缩短 硬果型番茄开花数量 第 期 黄训兵 等 地熊蜂在北方冬季温室番茄上的授粉行为研究 较少 地熊蜂食物资源不够充足 工蜂会通过信息 素和行为接触刺激同巢的工蜂离开蜂巢 沿着香 迹去寻找蜜粉源进行食物采集 有限的食物 资源限制了工蜂的采集效率 势必导致出巢活动 时间 单花有效访问时间和访花间隔时间的增加 和单蜂访花数量的降低 其次 通常情况下 地熊 蜂能够识别其他工蜂在花上留下的气味标记来判 断花朵被访情况 不选择多次被访的花 朵 而硬果型番茄在花朵有限的情况下 可能被工蜂多次访过 花粉粒数量偏少 再次 硬 果型番茄可能对冬季低温较敏感 花粉产生慢 花 粉含量低 工蜂需要更长的时间调整翅膀振动幅 度和频率来促进番茄花粉粒的释放 因此 樱 桃番茄可能更适合在冬季采用地熊蜂进行授粉 具体还需在地熊蜂种群数量 番茄授粉效果和果 实品质等方面开展进一步的研究 本研究对冬季地熊蜂在不同番茄品种上的授 粉行为进行了初步观察 后期可以利用无线射频 技术 对地 熊蜂的活动轨迹进行大尺度长时间的实时监测 以便获取更加精确的行为特性数据 从而加深农 业生产者对地熊蜂授粉行为习性的了解 推进地 熊蜂授粉技术的进一步应用 参 考 文 献 刘新宇 高崇东 熊蜂人工繁育与授粉应用 杨凌 西北农林科技大学出版社 安建东 彭文君 梁诗魁 熊蜂的生物学特性及其授粉应 用前景 蜜蜂杂志 彭文君 安建东 梁诗魁 熊蜂生物学特性及授粉机理 中国蜂业 黄家兴 安建东 吴杰 等 熊蜂为温室茄属作物授粉的 优越性 中国农学通报 尹园园 翟一凡 孙猛 等 天敌治虫与熊蜂授粉在设施 黄瓜上的联合应用效果 北方园艺 邢艳红 彭文君 安建东 不同蜂授粉对设施番茄产量和 品质的影响 中国养蜂 胡永军 王守明 吕从海 熊蜂授粉技术在大棚番茄栽培 中的应用 北京农业 王锐竹 王丽 田猛 等 熊蜂授粉对设施番茄产量 品质 及效益的影响 天津农林科技 张凯月 贺春玲 陈玲玲 等 地熊蜂在油用牡丹凤丹上 的传粉生态学研究 河南农业科学 逯彦果 张世文 田自珍 等 温室甜瓜熊蜂授粉采集行 为及泌蜜泌粉规律预测研究 中国蜂业 山东农业科学 第 卷