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(xué) 收稿日期 基金項(xiàng)目 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目 山東省農(nóng)業(yè)科技資金 林業(yè)科技創(chuàng)新 項(xiàng)目 國(guó)家自 然科學(xué)基金項(xiàng)目 作者簡(jiǎn)介 黃訓(xùn)兵 男 博士 主要從事農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)學(xué)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(chóng)的規(guī)?；庇蛻?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(xué)農(nóng)林科學(xué)學(xué)院 山東臨沂 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 天敵與授粉昆蟲(chóng)研究中心 山東濟(jì)南 費(fèi)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 山東費(fèi)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(guó)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(dòng)時(shí)間為 單花 有效訪問(wèn)時(shí)間為 訪花間隔時(shí)間為 均明顯低于其余兩個(gè)番茄品種 但單蜂有效訪花數(shù) 朵 高于其余兩個(gè)番茄品種 由此可見(jiàn) 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(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào) 文章編號(hào) 地熊蜂 作為重要的授粉昆 蟲(chóng) 因其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng) 花粉傳遞效率高 在農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)中的授粉應(yīng)用越來(lái)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(chóng)害發(fā)生 減少高毒化學(xué)農(nóng)藥使用 和避免激素殘留 對(duì)提升經(jīng)濟(jì)效益 保護(hù)生態(tài)環(huán)境 和保障消費(fèi)者食品質(zhì)量安全具有重要意義 在歐洲發(fā)達(dá)國(guó)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(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值 近年來(lái) 地熊蜂授粉技術(shù)在中國(guó)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(jì)效益 應(yīng)用面積逐步增 加 地熊蜂采集番茄花粉時(shí)首先用上顎抓緊 花朵 然后靠胸肌的收縮扇動(dòng)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(lái)臨時(shí)攜帶花粉 據(jù)測(cè)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(shí)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(chǎng)售價(jià) 地熊蜂授粉行為特性的研究能夠?yàn)槠涫诜蹜?yīng) 用提供理論依據(jù) 為推進(jìn)地熊蜂授粉在中國(guó)設(shè)施 番茄產(chǎn)業(yè)中的進(jìn)一步應(yīng)用 結(jié)合中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí) 際開(kāi)展地熊蜂在不同類(lèi)型番茄上的授粉行為研究 十分必要 因此 本研究通過(guò)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(xí)性 為 地熊蜂授粉技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ) 材料與方法 試驗(yàn)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 熊蜂由山東魯保科技開(kāi)發(fā)有限公司提供 均為同 時(shí)間和條件下繁育的蜂群 大小基本一致 試驗(yàn) 用材料主要有 溫濕度計(jì) 美國(guó) 秒表 深圳市弈圣科技 有限公司 和計(jì)數(shù)器 中國(guó) 等 地熊蜂授粉處理 試驗(yàn)在山東省臨沂市費(fèi)縣胡楊鎮(zhèn)番茄種植基 地日光溫室內(nèi)進(jìn)行 溫室長(zhǎng) 寬 均 進(jìn)行了加固 堵漏以及防蟲(chóng)網(wǎng)保護(hù) 試驗(yàn)棚共 個(gè) 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(kāi)花 后放入地熊蜂蜂箱 嚴(yán)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(cè)及地熊蜂授粉行為觀察 溫濕度監(jiān)測(cè) 月 日溫室 起棚后 采 用 溫濕度儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 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(shí)記錄一次 地熊蜂出巢數(shù)觀測(cè) 觀測(cè) 個(gè)溫室內(nèi) 地熊蜂出巢數(shù)動(dòng)態(tài)變化 每隔半小時(shí)關(guān)閉 蜂箱出入口 采用計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)溫室內(nèi)地熊蜂數(shù)量 清點(diǎn)完畢后重新打開(kāi)蜂箱出入口 單蜂有效訪花數(shù)觀測(cè) 觀測(cè) 個(gè)溫室內(nèi) 地熊蜂單蜂訪花數(shù)變化 每隔半小時(shí) 觀察一次 每次 頭 采用秒表和計(jì)數(shù)器觀察并 統(tǒng)計(jì)單個(gè)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(shí)間觀察 觀測(cè) 個(gè)溫室內(nèi)地熊 蜂在出巢高峰期 的出巢時(shí)間 對(duì)飛出巢穴 后的地熊峰進(jìn)行持續(xù)跟蹤觀察 直至飛回巢穴 用 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第 卷 秒表記錄出巢到回巢的時(shí)間間隔 即地熊蜂出巢 時(shí)間 每溫室觀察 頭 地熊蜂訪花時(shí)間觀察 于 隨機(jī)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(kāi)始到訪花結(jié)束的時(shí)間間隔 即單花 有效訪問(wèn)時(shí)間 同時(shí) 觀測(cè)記錄地熊蜂從上一 朵花訪問(wèn)結(jié)束到下一朵花訪問(wèn)開(kāi)始的時(shí)間間隔 即地熊蜂訪花間隔時(shí)間 另外 觀察記錄地熊 蜂正式訪花時(shí)的懸停時(shí)間 即花前懸停時(shí)間 數(shù)據(jù)分析 采用 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用 檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn) 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(cè)發(fā)現(xiàn) 圖 個(gè)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(shì) 達(dá)到最高值后逐 漸下降 濕度監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn) 圖 個(gè)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(kāi)始上升 達(dá)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(cè)結(jié)果 圖 表明 個(gè)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(shì) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 總體來(lái)看 冬季番茄溫室中地熊蜂活動(dòng)高峰 期主要集中于 在活動(dòng)高峰期硬果 型番茄溫室中出巢活動(dòng)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(gè)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(shì) 硬果型番茄溫室中地熊蜂有效訪花數(shù)在 達(dá)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(dá)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(lái)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(dòng)時(shí)間 地熊蜂出巢活動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(shí)間分析 由表 可知 地熊蜂對(duì)硬果型番茄的單花有 效訪問(wèn)時(shí)間和訪花間隔時(shí)間分別為 和 均顯著 高于櫻桃番茄 和 地熊蜂對(duì)口感型番茄的單花有效訪問(wèn) 時(shí)間和訪花間隔時(shí)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(shí)間差異不顯著 表 地熊蜂訪花時(shí)間 番茄品種單花有效訪問(wèn)時(shí)間訪花間隔時(shí)間花前懸停時(shí)間 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第 卷 圖 地熊蜂單蜂有效訪花數(shù)量變化 圖 地熊蜂出巢時(shí)間觀測(cè) 討論與結(jié)論 本研究分析了地熊蜂在 個(gè)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(shì) 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(dòng)地熊蜂的 數(shù)量最高 單蜂出巢活動(dòng)時(shí)間 單花有效訪問(wèn)時(shí)間 和訪花間隔時(shí)間最長(zhǎng) 但單蜂有效訪花數(shù)最低 櫻 桃番茄溫室中出巢活動(dòng)地熊蜂的數(shù)量最低 單蜂 出巢活動(dòng)時(shí)間 單花有效訪問(wèn)時(shí)間和訪花間隔時(shí) 間最短 但單蜂有效訪花數(shù)最高 由此可見(jiàn) 地熊 蜂為不同番茄品種授粉時(shí) 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(shí)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(jiàn) 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(lèi)型 特別是植物 的開(kāi)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(dòng)時(shí)間 單花有效訪問(wèn)時(shí) 間和訪花間隔時(shí)間最長(zhǎng) 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(kāi)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(lái)采 食 而出來(lái)采食的工蜂則能夠在短時(shí)間內(nèi)高 效采集食物 其出巢活動(dòng)時(shí)間 單花有效訪問(wèn)時(shí)間 和訪花間隔時(shí)間明顯縮短 硬果型番茄開(kāi)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(huì)通過(guò)信息 素和行為接觸刺激同巢的工蜂離開(kāi)蜂巢 沿著香 跡去尋找蜜粉源進(jìn)行食物采集 有限的食物 資源限制了工蜂的采集效率 勢(shì)必導(dǎo)致出巢活動(dòng) 時(shí)間 單花有效訪問(wèn)時(shí)間和訪花間隔時(shí)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(shí)別其他工蜂在花上留下的氣味標(biāo)記來(lái)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(guò) 花粉粒數(shù)量偏少 再次 硬 果型番茄可能對(duì)冬季低溫較敏感 花粉產(chǎn)生慢 花 粉含量低 工蜂需要更長(zhǎng)的時(shí)間調(diào)整翅膀振動(dòng)幅 度和頻率來(lái)促進(jìn)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(jìn)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(shí)品質(zhì)等方面開(kāi)展進(jìn)一步的研究 本研究對(duì)冬季地熊蜂在不同番茄品種上的授 粉行為進(jìn)行了初步觀察 后期可以利用無(wú)線射頻 技術(shù) 對(duì)地 熊蜂的活動(dòng)軌跡進(jìn)行大尺度長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 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(duì)地熊蜂授粉行為習(xí)性的了解 推進(jìn)地 熊蜂授粉技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用 參 考 文 獻(xiàn) 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(xué)出版社 安建東 彭文君 梁詩(shī)魁 熊蜂的生物學(xué)特性及其授粉應(yīng) 用前景 蜜蜂雜志 彭文君 安建東 梁詩(shī)魁 熊蜂生物學(xué)特性及授粉機(jī)理 中國(guó)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(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 尹園園 翟一凡 孫猛 等 天敵治蟲(chóng)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(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量和 品質(zhì)的影響 中國(guó)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(duì)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(xué)研究 河南農(nóng)業(yè)科學(xué) 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(cè)研究 中國(guó)蜂業(yè) 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 第 卷