宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋懷磊，張旭鳳，武文卿

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西 太原 030031）

不同蜂種為紫花苜蓿授粉的行為與效果研究

宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋懷磊，張旭鳳，武文卿

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西 太原 030031）

通過(guò)自然調(diào)查及田間試驗(yàn)處理，對(duì)不同授粉方式下紫花苜蓿的授粉行為、授粉效果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，自然條件下紫花苜蓿的訪花昆蟲(chóng)主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲(chóng)和一些蠅類(lèi)，其中，切葉蜂的訪花時(shí)間最短、訪花頻率最高、打開(kāi)龍骨瓣的速度最快，是紫花苜蓿的最佳授粉昆蟲(chóng)，其次是蜜蜂；但不同蜂種處理的授粉效果差異不顯著，而且蜜蜂人工飼養(yǎng)技術(shù)成熟、蜂群數(shù)量大，可解決紫花苜蓿大面積種植中存在的野生蜂不足、無(wú)法完全授粉、種子產(chǎn)量低等問(wèn)題。

紫花苜蓿；授粉效果；授粉行為

紫花苜蓿屬于豆科苜蓿屬，為典型的蟲(chóng)媒花植物，由于其蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素及各種營(yíng)養(yǎng)成分豐富而被稱(chēng)為“牧草之王”[1-2]。

目前，苜蓿大面積種植中遇到的一個(gè)突出問(wèn)題就是紫花苜蓿的小花授粉不足，缺乏足夠數(shù)量的種子，影響其蛋白質(zhì)、氨基酸的含量[1-2]。有研究表明，利用切葉蜂為苜蓿授粉，苜蓿種子不但產(chǎn)量大幅度提高，而且發(fā)芽率高，生命力強(qiáng)[3-5]。由于切葉蜂個(gè)體小于蜜蜂，可以快速訪問(wèn)苜蓿等豆科植物緊扣的冠狀花，打開(kāi)龍骨瓣為其授粉，因此，認(rèn)為切葉蜂是苜蓿授粉的高效蜂種，但切葉蜂人工飼養(yǎng)困難、成本高，無(wú)法大面積推廣應(yīng)用，而蜜蜂價(jià)格低且飼養(yǎng)技術(shù)成熟，且蜜蜂授粉效果顯著，能有效提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量[6-8]。

本研究通過(guò)了解3種蜂種為紫花苜蓿的授粉行為差異以及授粉效果比較，旨在為指導(dǎo)大面積種植紫花苜蓿的蜜蜂授粉技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所試驗(yàn)地進(jìn)行，其地處太原市東山腳下，平均海拔約800 m，屬北溫帶大陸性氣候。年平均氣溫9.5℃，年均降水量468.4 mm，氣候溫和，四季分明，光熱資源豐富。

1.2 供試材料

試驗(yàn)材料為3年生紫花苜蓿，越冬后大約3月底4月初開(kāi)始生長(zhǎng)，5月中旬左右開(kāi)始開(kāi)花，15 d后進(jìn)入盛花期，6月中旬花期基本結(jié)束。苜蓿的種植管理一切按常規(guī)進(jìn)行。

試驗(yàn)在2015年5月下旬進(jìn)行，熊蜂由吉林省養(yǎng)蜂研究所提供，試驗(yàn)用西方蜜蜂由晉中蜜蜂授粉合作社提供，試驗(yàn)前一天晚上蜜蜂回巢后將蜂箱移入試驗(yàn)地，試驗(yàn)期間人工喂食花粉。切葉蜂由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)提供，提前7 d將未羽化的切葉蜂取回實(shí)驗(yàn)室放入羽化盤(pán)，在其生長(zhǎng)箱內(nèi)進(jìn)行羽化，羽化的前一天需將羽化盤(pán)放在蜂箱頂部，打開(kāi)羽化盤(pán)的開(kāi)口，使羽化的切葉蜂可以飛出，羽化溫度為26～28℃，濕度為60%～80%。試驗(yàn)中選用凹槽板合式蜂箱，凹槽板規(guī)格為：巢孔直徑0.7 cm，孔深14.5 cm，由松木制成，使用時(shí)蜂箱放在防護(hù)架內(nèi)，防護(hù)架置于放蜂田內(nèi)，面朝正東。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 訪花昆蟲(chóng)種類(lèi)調(diào)查 在訪花高峰期9：00—10：00，記錄紫花苜蓿樣地訪花昆蟲(chóng)的種類(lèi)和單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)量。依據(jù)調(diào)查結(jié)果及實(shí)際應(yīng)用情況，試驗(yàn)設(shè)無(wú)蜂授粉、切葉蜂授粉、蜜蜂授粉和熊蜂授粉4個(gè)處理。每個(gè)處理1個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)7.5m2。每個(gè)小區(qū)內(nèi)架設(shè)5個(gè)攝像頭，記錄紫花苜蓿開(kāi)花和蜂授粉過(guò)程。

1.3.2 訪花頻率 在采集高峰期9：00—10：00進(jìn)行，人工用秒表和計(jì)數(shù)器記錄蜂采集時(shí)間及采集的小花數(shù)，訪花頻率＝小花數(shù)/采集時(shí)間。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)前在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取50個(gè)花序進(jìn)行標(biāo)記，分別記錄每個(gè)花序的小花數(shù)，授粉完成后統(tǒng)計(jì)單個(gè)花序的結(jié)莢數(shù)，計(jì)算結(jié)莢率。種子成熟后測(cè)定單個(gè)莢果所含籽粒數(shù)和千粒質(zhì)量。結(jié)莢率=結(jié)莢數(shù)/小花數(shù)×100%。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，用Microsoft Excel進(jìn)行圖形分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳粉昆蟲(chóng)種類(lèi)及訪花行為

試驗(yàn)地紫花苜蓿的訪花昆蟲(chóng)主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲(chóng)和一些蠅類(lèi)，其中，切葉蜂的數(shù)量最多時(shí)有10只左右同時(shí)訪花，其次是蜜蜂（3只左右）。

切葉蜂主要是采集花粉，蜜蜂以吸蜜為主。由于切葉蜂體型較小，雌蜂可落在紫花苜蓿小花的龍骨瓣上，利用前足抱握花莖部，用力一壓龍骨瓣，打開(kāi)紫花苜?；ǖ凝埞前?，將雄蕊和雌蕊釋放出來(lái)，利用腹部絨毛組成的腹毛刷粘附花粉，在打開(kāi)下一朵花的龍骨瓣的同時(shí)，將身上攜帶的花粉傳到了雌蕊上，完成紫花苜蓿異花授粉過(guò)程[9-10]。蜜蜂為紫花苜蓿授粉時(shí)，后足蹬翼瓣，頭部頂旗瓣，頭部鉆入花內(nèi)，把喙伸進(jìn)龍骨瓣和旗瓣間的蜜腺處吸取花蜜，擠壓過(guò)程中，龍骨瓣頂開(kāi)，致使花粉瞬間飛濺，雌蕊和雄蕊有時(shí)會(huì)打在蜜蜂的頭部和腹部，使蜜蜂身上的絨毛沾滿(mǎn)花粉，同時(shí)可將身上攜帶的其他苜蓿小花的花粉粘附在雌蕊的柱頭上，就完成有效的異花授粉[9]。熊蜂和木蜂體型較大，主要是依靠自身重力的作用將苜蓿小花的龍骨瓣打開(kāi)，通過(guò)身上攜帶花粉，完成苜蓿的授粉過(guò)程。

2.2 紫花苜蓿主要傳粉昆蟲(chóng)的訪花頻率及彈花頻率

通過(guò)觀看視頻，拍到一朵苜?；ㄗ约捍蜷_(kāi)龍骨瓣，持續(xù)35 min左右后自動(dòng)關(guān)閉，隨后并未再次打開(kāi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在其打開(kāi)之前蜜蜂曾訪過(guò)此花12 s，但未打開(kāi)龍骨瓣，由此可見(jiàn)，在沒(méi)有外力的情況下苜蓿小花無(wú)法自己打開(kāi)龍骨瓣，必須借助外力才能完成異花授粉。切葉蜂訪花時(shí)打開(kāi)龍骨瓣一般僅用1 s，訪花時(shí)間一般在3 s內(nèi)，每朵花訪1～2次，而蜜蜂訪花時(shí)打開(kāi)龍骨瓣至少需要3 s，訪花時(shí)間一般在10 s左右，甚至更長(zhǎng)，打開(kāi)期間至少訪3次。熊蜂訪花時(shí)間較長(zhǎng)，在10 s以上。一旦龍骨瓣打開(kāi)后，3 h左右就會(huì)閉合，然后慢慢凋零，而無(wú)蜂訪的苜蓿小花龍骨瓣不打開(kāi)，無(wú)法完成授粉，花瓣持續(xù)開(kāi)放不閉合直到開(kāi)始凋謝，大約7 d時(shí)間。

2.3 傳粉昆蟲(chóng)對(duì)苜蓿結(jié)莢和產(chǎn)量的影響

表1 不同授粉方式的結(jié)實(shí)情況

由表1可知，蜜蜂授粉和切葉蜂授粉、熊蜂授粉的結(jié)莢率非常接近，分別為65.79%，71.34%，71.41%，差異不顯著，無(wú)蜂授粉對(duì)照區(qū)的結(jié)莢率僅為0.85%，說(shuō)明紫花苜蓿是異花授粉植物，必須通過(guò)媒介傳粉才能結(jié)實(shí)。每個(gè)花序的結(jié)莢數(shù)、每莢的籽粒數(shù)以及千粒質(zhì)量等不同蜂授粉處理之間均沒(méi)有達(dá)到顯著水平，說(shuō)明在少蜂的地區(qū)尤其是在苜蓿大面積種植地，野生蜂不足的情況下可以采用蜜蜂來(lái)代替切葉蜂為紫花苜蓿授粉，不會(huì)影響到苜蓿種子的產(chǎn)量[6]。

3 結(jié)論

紫花苜蓿是異花授粉植物，它的雌蕊、雄蕊又都被龍骨瓣包被著[11]，在沒(méi)有外力的情況下，苜蓿小花的龍骨瓣無(wú)法自己打開(kāi)，必須借助外力才能完成異花授粉。紫花苜蓿既是蜜源植物，又是粉源植物[12]，可吸引大量訪花昆蟲(chóng)，主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲(chóng)和一些蠅類(lèi)[13]，其中，切葉蜂體型小，最適合為紫花苜蓿授粉，打開(kāi)龍骨瓣時(shí)間僅為1 s，授粉過(guò)程一般在3 s完成，其次是蜜蜂，打開(kāi)龍骨瓣需要3 s，授粉過(guò)程一般在10 s左右，雖然蜜蜂訪花時(shí)間長(zhǎng)，但是從苜蓿的結(jié)莢率、每個(gè)花序的結(jié)莢數(shù)、每莢的籽粒數(shù)以及千粒質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)授粉效果，蜜蜂授粉與切葉蜂授粉、熊蜂授粉均可提高紫花苜蓿的種子產(chǎn)量，而且差異不顯著[14-15]。目前切葉蜂的人工飼養(yǎng)比較困難，熊蜂的價(jià)格又比較高，無(wú)法大量飼養(yǎng)用于大面積的苜蓿授粉，而蜜蜂人工飼養(yǎng)技術(shù)成熟且蜂群數(shù)量大，可解決紫花苜蓿大面積種植中存在的野生蜂不足、無(wú)法完全授粉、種子產(chǎn)量低的問(wèn)題。同時(shí)，在授粉過(guò)程中還能生產(chǎn)出大量的蜂產(chǎn)品，既解決了紫花苜蓿的授粉問(wèn)題又可增加蜂農(nóng)的收入，值得大面積推廣。

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Study on Pollinating Behavior and Effect of Different Bees for Alfalfa

SONGZhuoqin，GUOYuan，GAOLei，SONGHuailei，ZHANGXufeng，WUWenqing
（Institute ofHorticulture，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The pollination behavior and effect of alfalfa in different methods were studied by natural investigation and field experiment.The result showed that the mainly pollination insects for alfalfa were leafcutting bee,honeybee,bumblebee,carpenter bee,and including a fewof beetles and flies.With the shortest flower visiting time,the highest flower visiting frequency and the fast speed of carina opening,the leafcutting bee was the optimum insect for alfalfa pollination,but there was no difference in the seed-set rate with honeybee.So because of the low price and the mature feeding techniques,the honeybee could provide a good service for area of alfalfa widely planted.In this case,the problem of insufficient wild wasp,uncompleted pollination and low seed yield can be solved for the widelyplanted alfalfa.

alfala;pollination effect;pollinatingbehavior

S897＋.3

A

1002-2481（2017）11-1856-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.30

2017-10-17

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（蜜蜂）建設(shè)項(xiàng)目（CARS-44-KXJ2）

宋卓琴（1985-），女，山西屯留人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，主要從事園林生態(tài)研究工作。郭 媛為通信作者。