唐明珠，王 玨，方獻平，余 紅，李紅亮*(.中國計量學院生命科學學院,浙江杭州 3008; .杭州市農業(yè)科學研究院,浙江杭州 3004)

?

中華蜜蜂對冬季設施草莓授粉活動規(guī)律和增效的初步研究

唐明珠1，王 玨1，方獻平2，余 紅2，李紅亮1*
(1.中國計量學院生命科學學院,浙江杭州 310018; 2.杭州市農業(yè)科學研究院,浙江杭州 310024)

摘 要：中華蜜蜂(簡稱中蜂)是我國的本土蜂種,也是目前廣泛應用于冬季草莓大棚的授粉蜂種。利用中蜂授粉是保證大棚草莓優(yōu)質高產的必需條件,但在冬季低溫環(huán)境下中蜂的授粉效率常常比較低,因此需要通過各種手段和措施提高中蜂的授粉效率。通過對冬季草莓大棚內中蜂的日?；顒右?guī)律進行跟蹤記錄,獲得中蜂在大棚內不同光照、時間段的訪花規(guī)律;然后分別在食物飼喂和添加嗅覺活性劑等不同處理條件下研究中蜂對大棚草莓的授粉效率,結果顯示,在不提供食物飼喂時,其訪花頻率和單花停留時間均顯著高于提供食物,而施加嗅覺活性劑則與對照組無顯著差異。

關鍵詞：中華蜜蜂;溫室草莓;授粉效率;增效

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160208

近年來,溫室栽培草莓由于經濟效益好,種植面積在不斷增加,僅2013年浙江省草莓種植面積就近5 000 hm2,產量達10萬t,是全國鮮食草莓的重要產地之一［1］。浙江草莓栽培以塑料大棚促成栽培為主,采摘期為每年的11月底到翌年5月,正值元旦、春節(jié)等重大節(jié)日,也是其他新鮮水果上市的空檔期,因此,草莓價格很高,經濟效益十分可觀［2］。由于溫室草莓開花期正值冬季,溫室內濕度大,空氣流動性差,且缺少傳粉媒介,不利于其授粉受精,因此需采用人工授粉或蜂授粉的方法來提高授粉率［3］。鑒于人工授粉費時費力,且效果并不理想［4］,因此目前一般設施大棚常利用蜜蜂等昆蟲為草莓進行授粉［5］。目前常用的授粉蜂主要有明亮熊蜂、意大利蜜蜂(簡稱“意蜂”)和中華蜜蜂(簡稱中蜂)［6-7］,經過綜合評價和比較研究,多數學者認為中蜂作為設施草莓授粉具有其獨特的優(yōu)勢,是冬季及早春溫度較低狀態(tài)下為設施草莓授粉效果最佳的蜂種之一［8-12］。

在以意蜂活框養(yǎng)殖技術為主的養(yǎng)蜂業(yè)中,往往在流蜜期會將蜜蜂的巢蜜割凈,以獲得最大的經濟利潤,然而冬季來臨時意蜜并沒有充足的野外蜜源,因此蜂農為了能夠保證蜂群能安全過冬,常采用飼喂糖水的方式維持蜜蜂的基本生存,不至于因缺少食物而死亡［13］。不過由于耐寒和適應性強等優(yōu)點,浙江省冬季草莓溫室大棚主要采用中蜂作為授粉蜂,這些野生中蜂多來自浙西山區(qū),是傳統(tǒng)的圓桶飼養(yǎng),非活框養(yǎng)殖,因此一般留有儲蜜。但是目前莓農根據一般的冬季蜜蜂飼養(yǎng)經驗,仍然要定期給中蜂飼喂大量的糖水,目的是保持其活力,延長其授粉時間,然而這樣不僅增加了人力物力成本,而且這種飼喂方式由于并不符合中蜂天生天養(yǎng)的習性和規(guī)律,由此是否會在客觀上造成中蜂懶惰、活力下降,甚至影響草莓授粉效率則不得而知。因此,本研究旨從冬季設施中中蜂的活動規(guī)律入手,通過喂食與否以及通過施用中蜂嗅覺活性物質,來探索提高草莓大棚中中蜂授粉效率的方法和策略,為冬季設施草莓的增產提供途徑。

1　材料與方法

1.1材料

試驗所用中蜂群購自杭州建德山區(qū)。中蜂王為秋繁新王,采用常規(guī)土法圓木桶法養(yǎng)殖。試驗所用草莓品種為豐香［14］,由杭州市農業(yè)科學研究院農業(yè)生物技術研究所提供。試驗在杭州市農業(yè)科學研究院農業(yè)生物技術研究所溫室基地進行。溫室類型為普通塑料大棚。根據李紅亮等［15-17］獲得的中蜂嗅覺較為敏感的氣味物質作為試驗所用嗅覺活性劑。具體為苯甲醛、壬醛和癸醛按15∶11∶5混合,封存于密封管內并投入活性炭,利用活性炭吸附嗅覺活性劑。

1.2處理設計

試驗時蜂桶放在整個溫室正中間,以蜂桶為中間點,將大棚橫向分為3等分,其中兩頭分別為對照和處理區(qū),中間為緩沖區(qū)。蜂桶墊高50 cm左右,巢門朝南,在蜂桶上方放置1個小碟,用以放置糖水。試驗期間溫室均不打任何除草劑和殺蟲劑。每天上午8:30和下午13:30各飼喂糖水1次。糖水的濃度為50% (1 kg白砂糖溶解在2 L的水中)。在探究嗅覺活性劑因素［17］對蜜蜂訪花頻率的影響時,將吸附有嗅覺活性劑的活性炭放在草莓花朵附近。在探究不飼喂糖水對蜜蜂訪花頻率的影響時,不進行糖水飼喂。每日8:00—16:00,整點時刻觀察記錄10 min內外出蜂巢的工蜂數量,某些特殊時刻,如飼喂糖水時,也需記錄蜜蜂的出房率。并記錄當時的大棚溫度,濕度和光照強度。

1.3測量指標定義

蜜蜂訪花頻率定義為每只中蜂1 min內可以訪問的草莓花總數目。在草莓盛花期進行。當蜂進入樣方訪問第1朵花時開始用秒表計時,到其離開樣方時停止計時。樣方規(guī)格為2 m×2 m。記錄此間該中蜂訪問的總草莓花朵數。單花停留時間定義為每只中蜂訪問1朵花所用的時間,即中蜂從接觸1朵花到離開這朵花所經過時間。用秒表計時。

1.4數據統(tǒng)計方法

用SAS軟件進行數據的統(tǒng)計,計算中蜂訪花頻率、單花停留時間的均值和標準差,并推導出每只蜂采集時間占其活動時間的百分比、每天每小時訪花占所有時期花的百分比,通過顯著性分析進一步分析不同處理對試驗數據的影響,用Excel進行圖形分析。

2　結果與分析

2.1中蜂在溫室中的日活動規(guī)律

根據試驗數據,觀察中蜂在溫室中的日活動規(guī)律。在9:00和13:35—13:45這2個時間點,中蜂活動較頻繁,且這2個時間點恰巧為飼喂糖水后0.5 h左右。中蜂在其他時間點雖有活動現象,但都不明顯,故初步得出,中蜂的活動與糖水有關,且對糖水有較高的敏感度,喂食糖水可增加中蜂的活動力度。試驗期間,從早上8:00開始,大棚內的溫度一直都在7℃以上,一般至少在10℃以上。根據之前的研究表明［8,13］,當溫室內溫度達到6.0℃時,中蜂就會出巢活動。當溫室內溫度達到9.0℃時,中蜂就會有采集花朵的行為。因此根據實際大棚中的溫度,可以判斷大棚內溫度對中蜂日活動規(guī)律有一定的影響。

2.2不飼喂糖水對中蜂訪花頻率和單花停留時間的影響

由圖1可以看出,飼喂糖水時,中蜂訪花頻率大多處于8朵·min-1。而未飼喂糖水時,中蜂訪花頻率大多處于12朵·min-1。比較飼喂糖水而言,不飼喂糖水的中蜂訪花頻率更高。因此,可初步認為,不飼喂糖水對中蜂訪花有促進作用。不飼喂糖水時,中蜂單花停留時間大多在12 s以下;而飼喂糖水時中蜂單花停留時間大多在15 s以下。且普遍不飼喂糖水時中蜂的單花停留時間較短。因此,單位時間內,不飼喂糖水時中蜂訪問花朵的數目更多一些,這將有助于草莓花朵的授粉。所以可以得出結論,不飼喂糖水對中蜂的訪花頻率有促進作用。

圖1　飼喂處理對訪花頻率和單花停留時間的影響

2.3添加嗅覺活性劑對中蜂訪花頻率和單花停留時間的影響

由圖2可以看出,添加嗅覺活性劑后,并未使得中蜂的訪花頻率明顯增加或減少,也未明顯改變中蜂的單花停留時間,處理前后的2條曲線差異不明顯。因此可初步得出結論,本次試驗中,在草莓花朵上放置吸附有嗅覺活性劑的活性炭并不能使中蜂有明顯的提高訪花頻率和單花停留時間的現象。

圖2　添加嗅覺活性劑處理對訪花頻率和單花停留時間的影響

2.4顯著性分析

根據顯著性分析結果(圖3)可以看出,試驗不提供食物時的中蜂訪花頻率和單花停留時間都具有顯著性差異;而試驗添加嗅覺活性劑時的中蜂訪花頻率和單花停留時間相對之前并沒有顯著性差異。這與之前通過對比數據所得的結果一致,表明不提供食物對中蜂訪花頻率和單花停留時間有明顯影響,而添加嗅覺活性劑對中蜂訪花頻率和單花停留時間沒有明顯影響,因此更有力地證明了之前得出的結論。

3　討論

通過觀察中蜂在溫室中的日活動規(guī)律發(fā)現,中蜂在飼喂糖水后0.5 h左右的時間內活動較頻繁。因此我們判斷,中蜂的活動規(guī)律與糖水有關,喂食糖水可以增加中蜂的出巢活動力度,但中蜂是否在大棚內訪花并進行授粉行為還有待進一步研究［18］。同時也發(fā)現,大棚內溫度對中蜂日活動規(guī)律也有一定的影響,中蜂的出巢及訪花行為都需要在特定的溫度范圍內進行［8,13］。因此,可以對設施大棚內的溫度進行控制,來達到提高中蜂授粉率的目的,同時也有利于中蜂的繁殖和生存［19］。

對是否飼喂糖水對中蜂的訪花頻率的影響進行比較后發(fā)現一個非常有趣的現象,即相對飼喂糖水而言,不飼喂糖水時的中蜂的訪花頻率更高,單花停留時間普遍較短,且兩者呈顯著性差異。由此可知,不飼喂糖水可能迫使中蜂通過提高訪花頻率來維持其蜂群機能,從而間接提高溫室草莓產量。由于中蜂是為冬季及早春溫度較低狀態(tài)下設施草莓授粉效果最佳的蜂種之一［12］,但其數量相對較少,故在實際生產中多使用意大利蜜蜂等西方蜜蜂［19］。根據現有的設施草莓授粉蜂管理綜合技術,都有提到要給蜜蜂喂食糖水或花粉［13,18-20］,究其原因是意蜂等西方蜜蜂采用的是活框養(yǎng)殖技術——這種養(yǎng)殖主要優(yōu)勢就是非常方便割蜜,而在冬季來臨之前蜂農一般會割走大部分蜜脾,導致其在冬季沒有足夠的儲蜜過冬,從而需要喂食糖水等幫助其過冬。然而授粉中蜂大多用土法圓桶養(yǎng)殖——這種方法由于非活框,因而較難也不取蜜,因此在客觀上保證了中蜂在冬季有足夠的儲蜜越冬。相反,給蜜蜂提供糖水飼喂后,由于不采蜜就能獲得足夠蜜源,可能會使蜜蜂變得懶惰,更加不愿出去采蜜而導致授粉效率下降。但需說明的是,中蜂巢內必須具備充足的儲蜜時才無需飼喂,否則必然會由于基本儲能不足而引起蜂群活力下降甚至潰滅。

對是否添加嗅覺活性劑對中蜂的訪花頻率的影響進行比較發(fā)現,添加嗅覺活性劑后,并未使得中蜂的訪花頻率和單花停留時間有明顯的增加或減少。故本次試驗中,在草莓花朵上添加含有嗅覺活性劑的活性炭并未使中蜂有明顯的提高訪花頻率和單花停留時間的現象。究其原因,一方面,嗅覺活性劑吸附在活性炭中的量較少,緩釋作用差,故而作用時間短,效果不明顯;另一方面,嗅覺活性劑可能只對部分蜂產生刺激作用,而在整個蜂群中并不是每只蜂都會去訪花采蜜,只有特定的蜂來完成這些行為［18,21］,所以嗅覺活性劑可能對其他蜂沒有作用,自然也就不會有明顯的提高訪花頻率和單花停留時間的現象。

圖3　訪花頻率和單花停留時間顯著性分析

參考文獻:

［1］趙密珍,王靜,王壯偉,等.世界草莓產業(yè)發(fā)展現狀及江浙滬草莓產業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策［J］.江蘇農業(yè)科學,2012 (2):1-3.

［2］沈華榮.建德市草莓產業(yè)發(fā)展中農業(yè)技術的作用分析及發(fā)展對策研究［D］.杭州:浙江大學,2014.

［3］孫猛,劉國成.日光溫室凱特杏花器官和果實發(fā)育動態(tài)觀察［J］.山西果樹,2003 (6):3-6.

［4］付寶春,楊蛟峰.常見授粉蜂種在設施農業(yè)中的應用［J］.山西農業(yè)科學,2014,42 (8):925-928.

［5］李海燕.中國蜜蜂授粉的經濟價值研究［D］.福州:福建農林大學,2012.

［6］謝文聞,姜秋玲,刁青云.中國蜂類授粉研究最新進展［J］.中國蜂業(yè),2007 (6):12-14.

［7］羅建能,范益飛,金湯東.對中華蜜蜂Apis.c.c為溫室草莓授粉模型的初步研究［J］.養(yǎng)蜂科技,2005 (4):28-30.

［8］李繼蓮,彭文君,吳杰,等.明亮熊蜂和意大利蜜蜂為溫室草莓的授粉行為比較觀察［J］.昆蟲學報,2006 (2):342-348.

［9］羅建能,裘建榮,張立權.對中蜂和意蜂為大棚草莓授粉效果的研究初報［J］.養(yǎng)蜂科技,2002 (4):2-3.

［10］解文飛,余林生,紀鴻,等.意大利蜜蜂和中華蜜蜂在溫室內傳粉行為的比較［J］.蜜蜂雜志,2009 (1):11-13.

［11］孫梅梅,陳若霞,諶江華,等.不同蜂授粉對設施草莓產量和品質的影響［J］.寧波農業(yè)科技,2008 (4):10-12.

［12］楊甫,王鳳鶴,徐希蓮.明亮熊蜂·中華蜜蜂和意大利蜜蜂為溫室草莓授粉的行為觀察［J］.安徽農業(yè)科學,2010,38 (20):10711-10713.

［13］聶洪光,焦明亮,彭殿林.設施草莓蜜蜂授粉技術［J］.農業(yè)科技與裝備,2012 (11):79-80.

［14］姜卓俊.豐香草莓的品種特性及豐產栽培［J］.落葉果樹,2000 (3):37-38.

［15］李紅亮,張林雅,倪翠俠,等.中華蜜蜂化學感受蛋白AcerCSP3的配基結合功能分析［J］.昆蟲學報,2011,54 (3):259-264.

［16］李紅亮,張林雅,莊樹林,等.中華蜜蜂普通氣味結合蛋白ASP2的氣味結合功能模式分析［J］.中國農業(yè)科學,2013,46 (1):154-161.

［17］KLATT B K,BURMEISTER C,WESTPHAL C,et al.Flower volatiles,crop varieties and bee responses［J］.PloS One,2013,8 (8):e72724.

［18］雷震,吉挺,顏志立,等.為大棚草莓授粉蜂群飼養(yǎng)技術細節(jié)調查研究［J］.蜜蜂雜志,2014 (11):16-18.

［19］申晉山,武文卿,馬衛(wèi)華,等.蜜蜂授粉與噴施赤霉素對棗樹坐果及品質的影響［J］.山西農業(yè)科學,2012,40 (12):1308-1310.

［20］馮國明.北方草莓促成栽培蜜蜂輔助授粉技術［J］.種子科技,2011 (4):35-36.

［21］高法暖.冬季大棚草莓授粉蜂群的管理［J］.中國養(yǎng)蜂,1998 (6):16.

(責任編輯：張瑞麟)

通信作者:李紅亮,副教授,博士,從事蜜蜂生物學研究工作,E-mail:hlli@cjlu.edu.cn。

作者簡介:唐明珠(1992—),女,湖北隨州人,碩士生,研究方向為蜜蜂授粉。

基金項目:國家自然科學基金(31372254);中國博士后科學基金(2014M560488,2015T80624);杭州市科學計劃項目(20140432B12)

收稿日期:2015-11-19

中圖分類號：S668.4

文獻標志碼：A

文章編號：0528-9017(2016)02-0174-04

文獻著錄格式:唐明珠,王玨,方獻平,等.中華蜜蜂對冬季設施草莓授粉活動規(guī)律和增效的初步研究［J］.浙江農業(yè)科學,2016,57 (2):174-177.