王庭云，陳大福，梁 勤，李江紅

(福建農林大學蜂學學院，福建福州350002)

蜜蜂是社會性昆蟲，群內各成員之間有著嚴密的分工.在羽化后2－3個星期內，工蜂一般從事巢內的保溫、清潔和哺育等工作，羽化3個星期后從事巢外采集的工作［1，2］.這種分工會隨著蜂群內外的環(huán)境變化而做出調整，在極端情況下，幼年蜜蜂可能提早外出采集，而年老的蜜蜂也可轉化成哺育蜂［3－5］.蜜蜂行為發(fā)育模式及其轉變的分子機制已經成為蜜蜂生物學的研究熱點［6－9］.

蜜蜂訪問種類繁多的植物，采集花蜜和花粉，構成整個蜂群賴以生存和發(fā)展的基礎.蜜蜂在采集食物的同時，也幫助植物完成傳粉工作，這對植物的生存和繁衍有著重要影響.通過這種方式，蜜蜂在很大程度上影響和維系著整個地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展.在農業(yè)生產領域，蜜蜂授粉為農作物的增產、增質等所發(fā)揮的作用得到愈來愈多的重視［10－15］.

中華蜜蜂(Apis cerana cerana)是我國特有的重要蜜蜂資源，是我國眾多野生植物和農作物的重要傳粉者.盡管西方蜜蜂(Apis mellifera)引入中國約100年，并在全國范圍內得到大規(guī)模飼養(yǎng)，但是，中華蜜蜂因其具有食譜廣泛、抗病力強等生物學特性，仍然是我國養(yǎng)蜂業(yè)的重要組成部分，在維護我國自然生態(tài)系統(tǒng)平衡和農業(yè)生產方面發(fā)揮著十分重要的作用.但是關于中華蜜蜂的社會分工、個體發(fā)育、采集活動規(guī)律及其行為發(fā)育等基礎生物學研究相對薄弱，影響了中華蜜蜂的飼養(yǎng)、科學研究和開發(fā)利用，也阻礙了中華蜜蜂一些優(yōu)良性狀形成機制的研究.

電子標簽又稱無線射頻識別技術(radio frequency identification，RFID)，原理是利用射頻信號通過空間耦合實現對目標物體的自動識別，其主要特點是不與目標直接接觸即可進行識別.與傳統(tǒng)研究方法相比，利用該技術觀察蜜蜂進出巢活動，具有簡便、準確、系統(tǒng)等優(yōu)勢.目前RFID技術在蜜蜂行為研究中已有所應用［16－19］.

為系統(tǒng)研究中華蜜蜂的出巢活動規(guī)律，本研究標記一定數量的初始羽化蜜蜂，利用RFID技術檢測所標記蜜蜂進出蜂巢情況，分析其出巢活動規(guī)律，以期為深入研究中華蜜蜂的社會分工及其行為發(fā)育奠定基礎.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用蜂種中華蜜蜂來自福建農林大學蜂學學院教學蜂場，于2013年4月至6月開展試驗.檢測蜜蜂進出的RFID設備，包括讀寫器、電子標簽、天線及相應的計算機分析軟件XCRF－800 V1.40(遠望谷，廣東深圳).其他試驗材料包括昆蟲膠膠水，剪刀、透氣的盒子(盛待標記和標記后的蜜蜂)、鑷子、槍頭(涂抹膠水)等，以及蜂群日常飼養(yǎng)管理的工具起刮刀、蜂帽等.

1.2 蜂群組織

受RFID系統(tǒng)檢測通道通行能力(20 mm×8 mm)限制，為保證順利檢測全部標記的工蜂，同時又不影響蜂群的正?；顒?，試驗蜂群不宜過大.所用蜂群為2足框的繁殖期正常蜂群，經定群確認成年蜜蜂約5000只，子脾約1.2脾，蜂王產卵正常，并有一定儲蜜.

1.3 蜜蜂標記

確定試驗蜂群后，選擇蜂群中剛羽化新蜂的巢脾，徒手抓取剛羽化的成年蜜蜂(盡量避免對蜜蜂造成傷害)，將預先用槍頭涂布有昆蟲膠的電子標簽用鑷子夾住輕輕粘在剛羽化出房蜜蜂的中胸背板稍偏前位置，避免遮擋蜜蜂的翅膀而影響飛行.將粘有電子標簽的蜜蜂放在一透氣的盒子內15 min，確保電子標簽的牢固性.隨后將粘好標簽的蜜蜂放回試驗蜂群，正常飼養(yǎng).

1.4 系統(tǒng)搭建和運行

蜜蜂標記完成之后，立即搭建RFID檢測系統(tǒng)，將檢測通道與蜜蜂的巢門相連接，避免空隙，確保檢測通道是所有蜜蜂進出蜂箱的唯一出口.連接檢測通道與檢測器，并連接電腦，調控監(jiān)控程序，對標記蜜蜂進出巢門的情況進行檢測.檢測工作一直持續(xù)到所標記的蜜蜂全部死亡為止.檢測期間，為防止數據丟失或其他意外情況發(fā)生，每天晚上將當天的檢測數據進行保存，并及時檢查設備的運行情況.

1.5 數據處理

人工導出系統(tǒng)每日所檢測到的數據，剔除重復記錄，分別統(tǒng)計每只蜂最早出巢時間，最后歸巢時間，每日出巢采集的次數，每次在外采集的時間，采集返巢后在巢內停留的時間等.同時記錄來自地方氣象站的天氣信息，以便分析數據時使用.使用SPSS 18.0軟件進行數據統(tǒng)計分析，使用Micosoft Excel 2003(版本:SP3)進行繪圖.

2 結果與分析

2.1 工蜂壽命

由于標簽遺失，試驗蜜蜂個體不正常死亡等原因，根據蜜蜂自羽化至自然消失階段的出入蜂群記錄，最終獲得18只工蜂的數據.其中，觀察到存活時間小于20 d的蜜蜂3只，最短為17 d，有9只存活20－30 d，有6只存活時間大于30 d，最長為35 d.經統(tǒng)計分析表明，所標記蜜蜂的壽命為(26.89±5.51)d.

2.2 工蜂首次出巢日齡

通過記錄所標記的18只蜜蜂的首次出巢活動時間.其中，12只蜜蜂在4日齡進行首次出巢活動，3只蜜蜂在5日齡時進行首次出巢活動，另有3只分別在7、8和11日齡進行首次出巢活動(表1).蜜蜂的首次出巢活動在當天只進行1次，持續(xù)時間為2－3 min，僅有1只蜜蜂的首次出巢活動時間超過5 min.因此，中華蜜蜂一般在羽化后4－5 d進行首次出巢活動，其首次出巢活動持續(xù)時間較短.

2.3 工蜂日活動頻率

通過記錄18只蜜蜂不同日齡出巢活動情況，計算每日出巢蜜蜂占所標記蜜蜂的比例.在羽化后的前3 d沒有蜜蜂出巢活動，自4日齡開始到10日齡，僅部分蜜蜂出巢活動，每天的比例不等，自11日齡開始直至最后1只蜜蜂死亡，幾乎所有標記蜜蜂每天均外出活動(圖1A).進一步分析每日出巢蜜蜂的平均出巢次數(出巢頻率)，結果發(fā)現前3 d蜜蜂不出巢活動，4－15日齡每日出巢1次，自16日齡前后的4－6次開始，每日出巢的次數逐漸增加，至20日齡前后為8－10次，30日齡前后可達14－16次(圖1B).這說明蜜蜂外出活動的積極性是隨著日齡的增加而增加的，每日平均出巢次數也是隨著日齡的增加而逐漸增加.

表1 中華蜜蜂工蜂首次出巢日齡Table 1 Age of worker Apis cerana cerana first out hive activity

圖1 中華蜜蜂工蜂日齡與出巢比例和頻率的關系Fig.1 Relationship between ages and the frequency and ratio of worker Apis cerana cerana out hive activity

2.4 工蜂日活動時間

通過觀察蜜蜂每日出巢活動時間，發(fā)現所標記蜜蜂第1次出巢活動在下午14:30至15:30進行.隨后幾天的出巢活動時間會逐日提前，但主要集中在11:00至15:00.自11日齡之后，蜜蜂飛行的時間可提前至約8:00，一直持續(xù)到下午約15:00.自14日齡開始，蜜蜂的出巢活動自早上約5:00開始，一直持續(xù)至下午17:30甚至更晚(圖2).這說明羽化后成年蜜蜂的早期出巢活動在11:00至15:00進行，隨著日齡增加，其活動時間范圍逐漸擴展至早上5:00至下午17:30.

圖2 不同日齡標記中華蜜蜂工蜂活動的時間區(qū)間Fig.2 Age and the time range of out hive activity of labeled worker Apis cerana cerana

2.5 工蜂單次出巢活動時間

2.5.1 活動持續(xù)時間與日齡的關系 分析不同日齡蜜蜂單次巢外活動的持續(xù)時間，自開始進行巢外活動的4日齡至16日齡，蜜蜂單次出巢活動的時間較短，平均出巢活動時間為2－3 min.至17日齡時，蜜蜂單次出巢活動時間明顯增加，超過16 min，此后，每次外出活動時間約30 min(圖3).根據蜜蜂在巢外活動持續(xù)時間的長短，可將蜜蜂羽化后的巢外活動分為2個階段，一是自羽化至16日齡，這期間每次外出活動時間只持續(xù)2－3 min.二是17日齡之后，單次采集時間顯著增加至20－30 min.

圖3 不同日齡標記中華蜜蜂工蜂單次出巢活動時間Fig.3 Age and lasting time of per out hive activity of labeled worker Apis cerana cerana

2.5.2 采集持續(xù)時間 通過對20日齡后處于采集階段的蜜蜂外出活動持續(xù)時間進行檢測和分析.檢測數據之間差異顯著，時間短的只有幾分鐘甚至1 min，這種數據約占400個，可能是一些守衛(wèi)蜂在巢門口不斷進出而被反復檢測的結果.有35個檢測數據為100 min以上，甚至有1個數據是226 min.大多數的數據為20－60 min.為進一步研究蜜蜂實際外出采集持續(xù)的時間，時間太長和太短均不符合蜜蜂的采集習性和特點，因此去除小于10 min和大于100 min的數據，共獲得數據783個，經統(tǒng)計分析為(32.61±10.04)min.說明試驗期間處于采集階段的蜜蜂外出一次采集持續(xù)時間平均約為33 min.

2.6 工蜂單次巢內停留時間

為確定蜜蜂在2次采集活動之間停留在蜂巢內部的時間，選擇20日齡后在天氣晴朗的4天記錄數據，計算每只標記蜜蜂在出巢返回后停留在巢內的時間.研究表明，蜜蜂在巢內的停留時間范圍較大，短的只有幾分鐘甚至1－2 min，長的則大于100 min，最長達到319 min.在獲得的347個數據中，10 min以下的數據有150個，10－99 min的數據有168個，而大于100 min的數據有29個.時間太長或者太短均與連續(xù)的采集活動無關，因此去除小于10 min和大于100 min的數據，剩余168個數據經統(tǒng)計分析結果為(28.75±10.79)min.說明蜜蜂采集返巢后在巢內停留的時間約為29 min.

3 討論

本研究利用RFID系統(tǒng)研究了春季中華蜜蜂羽化后的進出巢活動情況.研究表明，新羽化蜜蜂一般在4－5日齡進行第1次出巢活動，持續(xù)時間較短.此后至16日齡，蜜蜂每天均會在11:00至15:00外出1次，持續(xù)時間1－2 min，這段時間對應蜜蜂的內勤蜂時期.17日齡之后，蜜蜂外出活動積極，活動時間擴展至整個白天，每次外出的持續(xù)時間為20－30 min，外出采集的次數隨日齡的增加而增加，這段時期對應蜜蜂的外勤蜂階段.與西方蜜蜂相比(一般為21－24日齡外出采集)，中華蜜蜂17日齡就開始外出采集［20］.中華蜜蜂的采集行為發(fā)育明顯比西方蜜蜂要早，是其行為發(fā)育的典型特征之一.該結果補充了中華蜜蜂的生物學內容，為其行為相關的研究和應用奠定基礎.

在測定的數據中，9、10、25－27日齡的出巢蜜蜂比例、活動時間、出巢次數等與分別之前的8、23、24日齡和之后的11、28、29日齡的數據有較大差異，經核對氣象信息，這幾天均有中或大暴雨，天氣狀況顯著影響了蜜蜂的出巢活動.此外，檢測結果顯示羽化后至16日齡前后的所謂內勤蜂階段，蜜蜂每天都會出巢1次，只是持續(xù)的時間較短，這與以往一般認為內勤蜂只從事巢內工作而不出巢活動有所不同［1］.17日齡后的采集蜂階段，隨日齡的增加，蜜蜂每日采集次數逐漸增加，反映了蜜蜂的自主學習能力促進了采集活動.

統(tǒng)計分析表明，試驗期間蜜蜂的平均壽命為27 d，比一般30－60 d的理論數據稍短.分析主要原因如下:一是粘貼電子標簽可能對新出房蜜蜂造成一定的影響，試驗中也發(fā)現部分蜜蜂因粘貼標簽受傷而不能飛行，最后死亡.測試的蜜蜂雖然可以連續(xù)2個星期以上檢測到出巢活動記錄，但對蜜蜂的飛行乃至壽命有無影響還無法完全排除.二是試驗蜂群的群勢只有2脾，蜂群有較強的發(fā)展需求，培育了大量幼蟲，而且試驗時間，外界的蜜粉源情況較好，蜜蜂的哺育和采集活動強度均較大，這也會減少蜜蜂的壽命.但總體而言，檢測壽命與一般蜜蜂生物學理論基本一致［21，22］.

工蜂采集時間和巢內停留時間，短的只有1－2 min，長的可達200 min以上.蜜蜂的采集活動一般為幾十分鐘，返巢后巢內停留時間也如此，太短和太長都與蜜蜂的實際采集活動不符，因此選用10－100 min的數據以反映蜜蜂的采集和群內停留時間.采集和巢內停留時間較短可能與守衛(wèi)蜂的頻繁進出巢門活動有關，但有些蜜蜂采集活動時間持續(xù)幾百分鐘，其生物學意義還需進一步探討.

致謝:福建農林大學蜂學學院蜂學2010級的任明顯，黃倩倩，易小鳳，周金仙同學參與了蜜蜂標記及電子標簽系統(tǒng)搭建、運行和日常監(jiān)測及數據收集的工作.此外，評審專家也對論文提出了許多建設性的意見和建議，在此一并表示感謝!

［1］WINSTON，M L.The biology of the honey bee［M］.Cambridge，MA，Harvard University Press，1987.

［2］ROBINSON G E，PAGE R E，STRAMBI C，et al.Mechanisms of behavioral reversion in honey bee colonies［J］.Ethology，1992，90(4):336－348.

［3］BLOCH G，ROBINSON G E.Reversal of honey bee behavioural rhythms［J］.Nature，2001，410，6832:1048.

［4］TOMA D P，BLOCH G，MOORE D，et al.Changes in period mRNA levels in the brain and division of labor in honey bee colonies［J］.PNAS，2000，97(12):6914－6919.

［5］ROBINSON G E.Regulation of division of labor in insect societies［J］.Ann Rev Entomol，1992(37):637－665.

［6］BEHURA S K，WHITFIELD C W.Correlated expression patterns of microRNA genes with age－dependent behavioural changes in honeybee［J］.Insect Mol Biol，2010，19(4):431－439.

［7］LATTORFF H M，MORITZ R F.Genetic underpinnings of division of labor in the honeybee(Apis mellifera)［J］.Trends Genet，2013，29(11):641－648.

［8］KUCHARSKI R，MALESZKA R.Evaluation of differential gene expression during behavioral development in the honeybee using microarrays and northern blots［J］.Genome Biol，2002，3(2):RESEARCH0007.

［9］RAY S，FERNEYHOUGH B.Behavioral development and olfactory learning in the honeybee(Apis mellifera)［J］.Dev Psychobiol，1999，34(1):21－27.

［10］安建東，陳文鋒.全球農作物蜜蜂授粉概況［J］.中國農學通報，2011，27(1):374－382.

［11］武文卿，郭媛，申晉山，等.梨樹蜜蜂授粉現狀調查［J］.中國蜂業(yè)，2011，62(4):40－44.

［12］石元元，管翠，曾志將，等.蜜蜂為油菜授粉增產效果及機理研究［J］.江西農業(yè)大學學報，2009，31(6):994－999.

［13］LOSEY J E，VAUGHAN M.The economic value of ecological services provided by insects［J］.BioScience，2006，56(4):311－323.

［14］吳杰，周冰峰，彭文君，等.蜜蜂為龍眼、荔枝授粉增產技術的研究［J］.中國養(yǎng)蜂，2004，55(5):4－5.

［15］MORSE R A，CALDERONE N W.The value of honeybees as pollinators of U.S.crops in 2000［J］.Bee Culture，2000(128):1－15.

［16］HE X，WANG W，QIN Q，et al.Assessment of flight activity and homing ability in Asian and European honey bee species，Apis cerana and Apis mellifera，measured with radio frequency tags［J］.Apidologie，2013，44(1):38－51.

［17］SCHNEIDER C W，TAUTZ J，GRüNEWALD B，et al.RFID tracking of sublethal effects of two neonicotinoid insecticides on the foraging behavior of Apis mellifera［J］.PLoS ONE，2012，7(1):e30023.doi:10.1371.

［18］何旭江.蜜蜂RFID技術及中蜂與意蜂學習記憶比較［D］.江西:江西農業(yè)大學，2011:1－64.

［19］何旭江，曾志將，王文祥，等.RFID技術在蜜蜂研究中的應用［J］.中國蜂業(yè)，2010，61(11):19－21.

［20］FAHRBACH S E，ROBINSON G E.Behavioral development in the honey bee:toward the study of learning under natural conditions［J］.Learn Mem，1995，2(5):199－224.

［21］FREE J B，SPENCER－BOOTH Y.The longevity of worker honey bees(Apis mellifera)［M］.London 34A，Proc R Entomol Soc，1959:141－150.

［22］MAURIZIO A.The influence of pollen feeding and brood rearing on the length of life and physiological conditions of the honeybee［J］.Bee World，1950(31):9－12.