地熊蜂在北方冬季溫室番茄上的授粉行為研究_黃訓(xùn)兵.pdf

山東農(nóng)業(yè)科學 收稿日期 基金項目 山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項目 山東省農(nóng)業(yè)科技資金 林業(yè)科技創(chuàng)新 項目 國家自 然科學基金項目 作者簡介 黃訓(xùn)兵 男 博士 主要從事農(nóng)業(yè)昆蟲學研究 通信作者 李輝 女 博士 副教授 主要從事植物生理生化研究 陳浩 男 博士 副研究員 主要從事系列天敵與授粉昆蟲的規(guī)模化繁育和應(yīng)用技術(shù)研究 地熊蜂在北方冬季溫室番茄上的授粉行為研究 黃訓(xùn)兵 李輝 陳廣艷 代曉彥 翟一凡 鄭禮 陳浩 朱佩群 丁加剛 臨沂大學農(nóng)林科學學院 山東臨沂 山東省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所 天敵與授粉昆蟲研究中心 山東濟南 費縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 山東費縣 壽光市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 山東壽光 摘要 為明確地熊蜂在我國北方冬季溫室不同番茄品種上的授粉行為特性 本研究觀察并分析了地熊蜂 在硬果型 口感型和櫻桃番茄上的授粉行為 結(jié)果表明 冬季番茄溫室中地熊蜂出巢訪花主要集中在溫度較 高的 地熊蜂在櫻桃番茄溫室中的最高出巢數(shù)量為 只 單蜂出巢活動時間為 單花 有效訪問時間為 訪花間隔時間為 均明顯低于其余兩個番茄品種 但單蜂有效訪花數(shù) 朵 高于其余兩個番茄品種 由此可見 地熊蜂授粉行為受番茄品種的影響有所差異 櫻桃番茄生產(chǎn)更 適合采用地熊蜂授粉技術(shù) 關(guān)鍵詞 地熊蜂 番茄 溫室 授粉行為 中圖分類號 文獻標識號 文章編號 地熊蜂 作為重要的授粉昆 蟲 因其環(huán)境適應(yīng)能力強 花粉傳遞效率高 在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)中的授粉應(yīng)用越來越廣泛 利用地熊 蜂授粉不但省工省力 還可以提高果菜產(chǎn)量和品 質(zhì) 降低作物病蟲害發(fā)生 減少高毒化學農(nóng)藥使用 和避免激素殘留 對提升經(jīng)濟效益 保護生態(tài)環(huán)境 和保障消費者食品質(zhì)量安全具有重要意義 在歐洲發(fā)達國家 地熊蜂被廣泛應(yīng)用于設(shè)施作物 授粉 發(fā)揮出良好的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值 近年來 地熊蜂授粉技術(shù)在中國設(shè)施農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)中受到一定的重視 特別是在設(shè)施番茄授粉上 能夠產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益 應(yīng)用面積逐步增 加 地熊蜂采集番茄花粉時首先用上顎抓緊 花朵 然后靠胸肌的收縮扇動翅膀使花朵震顫 把 花粉從管狀花藥上震落到身體上 且在黃色花上 留下明顯的棕色咬痕 后足上剛毛形成 花粉筐 用來臨時攜帶花粉 據(jù)測算 地熊蜂授粉能 夠提高大棚番茄坐果率 以上 畸形果率比激 素蘸花下降 番茄果實種子數(shù)量是激素 蘸花處理的 倍以上 單株產(chǎn)量提高 以上 地熊蜂授粉番茄每 凈產(chǎn)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 能夠顯著提高番茄的商品性和市場售價 地熊蜂授粉行為特性的研究能夠為其授粉應(yīng) 用提供理論依據(jù) 為推進地熊蜂授粉在中國設(shè)施 番茄產(chǎn)業(yè)中的進一步應(yīng)用 結(jié)合中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實 際開展地熊蜂在不同類型番茄上的授粉行為研究 十分必要 因此 本研究通過分析地熊蜂在北方冬 季溫室硬果型 口感型和櫻桃番茄上的授粉行為特 性 以期加深了解和掌握地熊蜂授粉行為習性 為 地熊蜂授粉技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ) 材料與方法 試驗材料 番茄品種為硬果型番茄 口感型番 茄乾德香圓 和櫻桃番茄 授粉地 熊蜂由山東魯?？萍奸_發(fā)有限公司提供 均為同 時間和條件下繁育的蜂群 大小基本一致 試驗 用材料主要有 溫濕度計 美國 秒表 深圳市弈圣科技 有限公司 和計數(shù)器 中國 等 地熊蜂授粉處理 試驗在山東省臨沂市費縣胡楊鎮(zhèn)番茄種植基 地日光溫室內(nèi)進行 溫室長 寬 均 進行了加固 堵漏以及防蟲網(wǎng)保護 試驗棚共 個 分別種植硬果型番茄 口感型 番茄乾德香圓 和櫻桃番茄 于 年 月 日定植 高壟雙行 壟距 行距 株距 于 月下旬番茄開花 后放入地熊蜂蜂箱 嚴格按照蜂箱使用規(guī)程操作 授粉完成后起出蜂箱 其他措施同常規(guī)栽培管 理 溫濕度監(jiān)測及地熊蜂授粉行為觀察 溫濕度監(jiān)測 月 日溫室 起棚后 采 用 溫濕度儀實時監(jiān)測 的溫度 和濕度變化 溫濕度感應(yīng)探頭距地面高度 每半小時記錄一次 地熊蜂出巢數(shù)觀測 觀測 個溫室內(nèi) 地熊蜂出巢數(shù)動態(tài)變化 每隔半小時關(guān)閉 蜂箱出入口 采用計數(shù)器統(tǒng)計溫室內(nèi)地熊蜂數(shù)量 清點完畢后重新打開蜂箱出入口 單蜂有效訪花數(shù)觀測 觀測 個溫室內(nèi) 地熊蜂單蜂訪花數(shù)變化 每隔半小時 觀察一次 每次 頭 采用秒表和計數(shù)器觀察并 統(tǒng)計單個地熊蜂 的有效訪花數(shù)量 即單蜂 有效訪花數(shù) 朵 地熊蜂出巢時間觀察 觀測 個溫室內(nèi)地熊 蜂在出巢高峰期 的出巢時間 對飛出巢穴 后的地熊峰進行持續(xù)跟蹤觀察 直至飛回巢穴 用 山東農(nóng)業(yè)科學 第 卷 秒表記錄出巢到回巢的時間間隔 即地熊蜂出巢 時間 每溫室觀察 頭 地熊蜂訪花時間觀察 于 隨機觀察正 在訪花的地熊蜂 頭 采用秒表觀察記錄每頭地 熊蜂從訪花開始到訪花結(jié)束的時間間隔 即單花 有效訪問時間 同時 觀測記錄地熊蜂從上一 朵花訪問結(jié)束到下一朵花訪問開始的時間間隔 即地熊蜂訪花間隔時間 另外 觀察記錄地熊 蜂正式訪花時的懸停時間 即花前懸停時間 數(shù)據(jù)分析 采用 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 應(yīng)用 檢驗法進行差異顯著性檢驗 結(jié)果與分析 不同品種番茄溫室內(nèi)溫濕度變化 溫度監(jiān)測發(fā)現(xiàn) 圖 個番茄品種溫室大 棚在 起棚后 溫度變化基本一致 整體呈先 上升后下降的變化趨勢 達到最高值后逐 漸下降 濕度監(jiān)測發(fā)現(xiàn) 圖 個番茄品種溫 室大棚濕度日變化規(guī)律基本一致 受 起棚影響濕度出現(xiàn)短暫下降 后開始上升 達到最高值后逐漸下降 硬果型番茄 口感型番茄 櫻桃番茄 下同 圖 不同品種番茄冬季溫室內(nèi)溫濕度變化 地熊蜂出巢數(shù) 監(jiān)測結(jié)果 圖 表明 個番茄品種溫室大 棚在 起棚后 地熊蜂出巢數(shù)均呈先升高后下 降的變化趨勢 硬果型番茄溫室中地熊蜂出巢數(shù) 在 上升到最高值 只 后逐漸下降 至 溫室內(nèi)地熊蜂不再出巢活動 口感型番茄 第 期 黃訓(xùn)兵 等 地熊蜂在北方冬季溫室番茄上的授粉行為研究 溫室中地熊蜂出巢數(shù)在 上升到最高值 只 后逐漸下降 至 溫室內(nèi)地熊蜂不再出巢 活動 櫻桃番茄溫室中地熊蜂出巢數(shù)在 上 升到最高值 只 后逐漸下降 至 溫室內(nèi) 地熊蜂不再出巢活動 總體來看 冬季番茄溫室中地熊蜂活動高峰 期主要集中于 在活動高峰期硬果 型番茄溫室中出巢活動地熊蜂的數(shù)量最高 櫻桃 番茄溫室中最低 圖 不同品種番茄溫室內(nèi)地熊蜂出巢數(shù)變化 地熊蜂單蜂有效訪花數(shù) 由圖 可知 起棚后 個品種番茄溫室 大棚中地熊蜂有效訪花數(shù)均呈先升高后下降的變 化趨勢 硬果型番茄溫室中地熊蜂有效訪花數(shù)在 達到最高值 朵 后逐漸下降 至 溫室內(nèi)地熊蜂不再訪花 口感型番茄溫室 中地熊蜂有效訪花數(shù)在 達到最高值 朵 后逐漸下降 至 地熊蜂不再訪花 櫻桃番茄溫室中地熊蜂有效訪花數(shù)在 上升 到最高值 朵 后逐漸下降 至 地 熊蜂不再訪花 總體來看 冬季番茄溫室中地熊蜂訪花主要 集中在 訪花高峰期硬果型番茄溫室 中地熊蜂有效訪花數(shù)最低 櫻桃番茄溫室中最高 地熊蜂出巢活動時間 地熊蜂出巢活動時間分析結(jié)果 圖 表明 硬果型番茄溫室中單頭地熊蜂平均出巢活動時間 為 顯著 高于口感型番茄溫 室 和櫻桃番茄溫室 后 兩者差異不顯著 地熊蜂訪花時間分析 由表 可知 地熊蜂對硬果型番茄的單花有 效訪問時間和訪花間隔時間分別為 和 均顯著 高于櫻桃番茄 和 地熊蜂對口感型番茄的單花有效訪問 時間和訪花間隔時間分別為 和 與 其他兩處理差異不顯著 地熊蜂在 種番茄的花 前懸停時間差異不顯著 表 地熊蜂訪花時間 番茄品種單花有效訪問時間訪花間隔時間花前懸停時間 山東農(nóng)業(yè)科學 第 卷 圖 地熊蜂單蜂有效訪花數(shù)量變化 圖 地熊蜂出巢時間觀測 討論與結(jié)論 本研究分析了地熊蜂在 個品種番茄冬季溫 室中的授粉行為特性 發(fā)現(xiàn)地熊蜂出巢訪花隨溫 度變化呈先升高后下降的變化趨勢 其出巢訪花 主要集中在溫度較高的 在出巢訪 花高峰期 硬果型番茄溫室中出巢活動地熊蜂的 數(shù)量最高 單蜂出巢活動時間 單花有效訪問時間 和訪花間隔時間最長 但單蜂有效訪花數(shù)最低 櫻 桃番茄溫室中出巢活動地熊蜂的數(shù)量最低 單蜂 出巢活動時間 單花有效訪問時間和訪花間隔時 間最短 但單蜂有效訪花數(shù)最高 由此可見 地熊 蜂為不同番茄品種授粉時 其授粉行為存在一定 差異 溫度和濕度是影響地熊蜂出巢訪花的重要環(huán) 境因子 地熊蜂與蜜蜂相比具有耐低溫的 特性 通常溫度在 時仍能訪花 而蜜蜂一般需 要 以上才能正常工作 本研究發(fā)現(xiàn) 在 之間 冬季溫室大棚中地熊蜂出巢數(shù)量 和單蜂有效訪花數(shù)隨溫度的上升而升高 可見 冬季溫室內(nèi)一定范圍內(nèi)的溫度升高有助于地熊蜂 出巢訪花 地熊蜂的授粉行為與植物類型 特別是植物 的開花量 花色 味道和花期等緊密相關(guān) 與櫻桃番茄溫室相比 硬果型番茄溫室中地熊蜂 出巢數(shù)最高 單蜂出巢活動時間 單花有效訪問時 間和訪花間隔時間最長 而單蜂有效訪花數(shù)卻最 低 其原因可能為 首先 櫻桃番茄花期的開花數(shù) 量顯著多于硬果型番茄 為地熊蜂種群繁育提供 了豐富的食物資源 不需要太多的工蜂出來采 食 而出來采食的工蜂則能夠在短時間內(nèi)高 效采集食物 其出巢活動時間 單花有效訪問時間 和訪花間隔時間明顯縮短 硬果型番茄開花數(shù)量 第 期 黃訓(xùn)兵 等 地熊蜂在北方冬季溫室番茄上的授粉行為研究 較少 地熊蜂食物資源不夠充足 工蜂會通過信息 素和行為接觸刺激同巢的工蜂離開蜂巢 沿著香 跡去尋找蜜粉源進行食物采集 有限的食物 資源限制了工蜂的采集效率 勢必導(dǎo)致出巢活動 時間 單花有效訪問時間和訪花間隔時間的增加 和單蜂訪花數(shù)量的降低 其次 通常情況下 地熊 蜂能夠識別其他工蜂在花上留下的氣味標記來判 斷花朵被訪情況 不選擇多次被訪的花 朵 而硬果型番茄在花朵有限的情況下 可能被工蜂多次訪過 花粉粒數(shù)量偏少 再次 硬 果型番茄可能對冬季低溫較敏感 花粉產(chǎn)生慢 花 粉含量低 工蜂需要更長的時間調(diào)整翅膀振動幅 度和頻率來促進番茄花粉粒的釋放 因此 櫻 桃番茄可能更適合在冬季采用地熊蜂進行授粉 具體還需在地熊蜂種群數(shù)量 番茄授粉效果和果 實品質(zhì)等方面開展進一步的研究 本研究對冬季地熊蜂在不同番茄品種上的授 粉行為進行了初步觀察 后期可以利用無線射頻 技術(shù) 對地 熊蜂的活動軌跡進行大尺度長時間的實時監(jiān)測 以便獲取更加精確的行為特性數(shù)據(jù) 從而加深農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)者對地熊蜂授粉行為習性的了解 推進地 熊蜂授粉技術(shù)的進一步應(yīng)用 參 考 文 獻 劉新宇 高崇東 熊蜂人工繁育與授粉應(yīng)用 楊凌 西北農(nóng)林科技大學出版社 安建東 彭文君 梁詩魁 熊蜂的生物學特性及其授粉應(yīng) 用前景 蜜蜂雜志 彭文君 安建東 梁詩魁 熊蜂生物學特性及授粉機理 中國蜂業(yè) 黃家興 安建東 吳杰 等 熊蜂為溫室茄屬作物授粉的 優(yōu)越性 中國農(nóng)學通報 尹園園 翟一凡 孫猛 等 天敵治蟲與熊蜂授粉在設(shè)施 黃瓜上的聯(lián)合應(yīng)用效果 北方園藝 邢艷紅 彭文君 安建東 不同蜂授粉對設(shè)施番茄產(chǎn)量和 品質(zhì)的影響 中國養(yǎng)蜂 胡永軍 王守明 呂從海 熊蜂授粉技術(shù)在大棚番茄栽培 中的應(yīng)用 北京農(nóng)業(yè) 王銳竹 王麗 田猛 等 熊蜂授粉對設(shè)施番茄產(chǎn)量 品質(zhì) 及效益的影響 天津農(nóng)林科技 張凱月 賀春玲 陳玲玲 等 地熊蜂在油用牡丹鳳丹上 的傳粉生態(tài)學研究 河南農(nóng)業(yè)科學 逯彥果 張世文 田自珍 等 溫室甜瓜熊蜂授粉采集行 為及泌蜜泌粉規(guī)律預(yù)測研究 中國蜂業(yè) 山東農(nóng)業(yè)科學 第 卷