鄭宇宇羅愛玉*劉芳軍謝宗江張紅賓常有凱

宋秀秀1呂彥妮1張建華1，2丁耀宏1

（1甘肅省航天育種工程技術(shù)研究中心，甘肅天水 741030；2甘肅省航天工程生物育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅天水 741030）

壁蜂（Osmia）是一類優(yōu)良的傳粉昆蟲，尤其是對(duì)顯花植物的傳粉效果較好。壁蜂具有耐低溫、價(jià)格低廉、活動(dòng)范圍小、管理方便等特點(diǎn)（吳翠翠等，2015），其授粉時(shí)訪花速度快、授粉效果好，幾乎不需要人工飼喂。壁蜂授粉技術(shù)主要大面積應(yīng)用于果樹的授粉，如蘋果（王貴平 等，2013）、杏樹（楊連方 等，1994）、梨樹（呂龍石 等，2004）、桃樹（費(fèi)顯偉 等，1997）、櫻桃（宋建華，2007）、獼猴桃（李治菲 等，2018）等，應(yīng)用效果理想。近年來，壁蜂授粉技術(shù)在其他作物上的應(yīng)用研究也有了一定的進(jìn)展。馬志峰等（2012）的研究表明，利用壁蜂進(jìn)行小網(wǎng)棚油菜制種的授粉，制種產(chǎn)量較人工授粉大幅度提高，制種成本大幅度降低。徐立功和韓太利（2014）利用壁蜂進(jìn)行十字花科蔬菜親本制種的授粉試驗(yàn)，得到與馬志峰等一致的結(jié)論。史小強(qiáng)等（2015）的研究表明，在網(wǎng)棚甘藍(lán)制種中，在單株平均結(jié)莢率、單莢平均結(jié)籽數(shù)和種子產(chǎn)量方面，壁蜂的授粉效果均優(yōu)于蜜蜂。吳翠翠等（2016）的研究表明，利用棉花胞質(zhì)雄性不育系進(jìn)行制種，平均制種產(chǎn)量蜜蜂授粉較壁蜂高，但壁蜂的制種成本低。隨著年輕的授粉人工奇缺，工價(jià)迅速攀升，辣椒制種成本不斷提高，利用壁蜂授粉代替人工授粉進(jìn)行三系配套辣椒制種研究意義重大。目前在辣椒生產(chǎn)上，已有蜂類授粉的相關(guān)研究報(bào)道（羅術(shù)東 等，2015），但在辣椒制種方面，特別是三系配套制種方面，還未見相關(guān)研究報(bào)道。因此，本試驗(yàn)利用壁蜂授粉進(jìn)行制種，旨在為未來辣椒制種授粉作部分技術(shù)儲(chǔ)備，推動(dòng)三系辣椒雜交制種的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 壁蜂和蜂巢 壁蜂和蜂巢均購(gòu)自山東省煙臺(tái)市牟平區(qū)福澤壁蜂專業(yè)合作社，蜂繭置于0～5 ℃冷庫(kù)中備用。

1.1.2 辣椒材料 不育系255F1A和恢復(fù)系255F1C均由天水神舟綠鵬農(nóng)業(yè)科技有限公司研發(fā)和選育，255F1A的不育率為100%，255F1C的恢復(fù)率為100%。

1.2 方法

1.2.1 辣椒定植 試驗(yàn)在天水國(guó)家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)日光溫室內(nèi)進(jìn)行。溫室面積400 m2。2016年種植2個(gè)溫室2016A和2016B。2016A進(jìn)行壁蜂授粉，將溫室三等分，中間用紗網(wǎng)隔離，以父本∶母本的壟比1∶1、1∶2、1∶3分別進(jìn)行定植，每壟36穴，雙株栽培；2016B作為對(duì)照進(jìn)行人工授粉，父母本以辣椒制種慣用壟比1∶3進(jìn)行定植，每壟36穴，雙株栽培。2017年種植2個(gè)溫室2017A和2017B（2個(gè)處理相同），均進(jìn)行壁蜂授粉，父本∶母本以1∶3的比例進(jìn)行定植，與2016年按壟比進(jìn)行配置不同，2017年每壟的每行均進(jìn)行父本、母本間隔栽培，每壟36穴，雙株定植。

1.2.2 管理 辣椒開花前10 d噴施防治蚜蟲的農(nóng)藥，在授粉完成之前不再噴施農(nóng)藥。其他管理措施同溫室辣椒日常管理。

1.2.3 釋放壁蜂 于開花期（2016年開花期為5月7日、2017年開花期為4月29日）傍晚釋放壁蜂。溫室2016A的3個(gè)區(qū)域每個(gè)區(qū)域布局1個(gè)放蜂點(diǎn)。2017A和2017B在走廊前、中、后分別布局3個(gè)放蜂點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)1把椅子，上置1個(gè)開口朝陽(yáng)面的紙箱，內(nèi)置1個(gè)蜂巢，2個(gè)小碟（1個(gè)裝清水，1個(gè)裝泥漿），放蜂時(shí)將蜂繭均勻攤薄在1個(gè)長(zhǎng)方形或正方形開口紙盒內(nèi)，置于蜂巢上。每次放蜂1盒（1 000只），整個(gè)授粉期間放蜂3次，每次間隔10 d左右。放蜂后，每天早晨補(bǔ)充或更換清水和泥漿，方便壁蜂的取食和筑巢。

1.3 人工授粉

人工授粉按照三系配套辣椒制種歷年慣用的授粉方式，在辣椒花期每個(gè)溫室固定2名熟練授粉工人，每天先采集父本辣椒當(dāng)天開放花朵上的新鮮花粉，然后采用點(diǎn)授法進(jìn)行授粉，將花粉點(diǎn)授于母本柱頭上，每授完1朵花后立即進(jìn)行標(biāo)記，以免重復(fù)授粉或出現(xiàn)漏授的情況。

在其余兩系辣椒小面積制種溫室內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行人工授粉效率的統(tǒng)計(jì)。除了人工去雄環(huán)節(jié)，兩系辣椒制種人工授粉方式同三系辣椒制種。

1.4 調(diào)查內(nèi)容

從壁蜂釋放之日起到辣椒授粉結(jié)束，每天觀察壁蜂的活動(dòng)，連續(xù)30 d。2016年，在辣椒盛花期，連續(xù)3 d測(cè)定壁蜂10 min內(nèi)訪問花朵的次數(shù)，從而估算平均1 h的訪花次數(shù)；一天中隨機(jī)選取6個(gè)10 min時(shí)間段，統(tǒng)計(jì)人工平均1 h訪花數(shù)。隨機(jī)選取樣本100株，統(tǒng)計(jì)平均坐果率、平均單株結(jié)果數(shù)，待果實(shí)成熟采收后，每處理隨機(jī)選取100個(gè)果實(shí)，收獲種子后晾干，稱量種子質(zhì)量及種子千粒重，統(tǒng)計(jì)種子粒數(shù)，計(jì)算單果種子質(zhì)量、單果種子粒數(shù)，并估算每667 m2的制種產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 壁蜂在溫室中的活動(dòng)習(xí)性

壁蜂孵化后，第1天不訪花、不采食，雌蜂和雄蜂進(jìn)行交配，第2天開始，雌蜂進(jìn)行訪花采食和取泥營(yíng)巢產(chǎn)卵，此過程一般持續(xù)7～9 d。交配完成后，雄蜂陸續(xù)死亡。釋放前期壁蜂的逃逸行為較為嚴(yán)重，且回巢率極低，約8 d后，逃逸現(xiàn)象明顯減少，回巢率明顯增高，訪花傳粉活動(dòng)趨于正常，但繁殖率依然極低，因此2016～2017年兩年間共獲得極少數(shù)的蜂繭。

通過觀察發(fā)現(xiàn)，壁蜂在辣椒上的訪花方式為相繼訪問整壟相鄰的幾株辣椒花朵，而后隨機(jī)飛到其他壟上，繼續(xù)訪問相鄰的幾株，再隨機(jī)飛到其他壟上，以此循環(huán)，可見壁蜂在溫室辣椒上的訪花方式有一定的規(guī)律可循，因此通過2016年的試驗(yàn)，2017年父、母本不再按照壟比的配置方式進(jìn)行定植，而采用父本、母本間隔栽培的模式。

2.2 不同授粉方式下的訪花次數(shù)

由于溫室內(nèi)中午溫度較高，故壁蜂訪花活動(dòng)主要集中在早晨7∶30～10∶30，下午4∶30～7∶30這兩個(gè)時(shí)間段。工人上班時(shí)間8 h，除去休息時(shí)間，每人每天實(shí)際授粉6 h左右。由表1可知，壁蜂1 d的訪花量可達(dá)4 320朵，而三系辣椒制種人工訪花量?jī)H為1 080朵左右，壁蜂授粉的效率明顯高于人工授粉。

表1 2016年壁蜂授粉和人工授粉的日訪花量

2.3 坐果率和單株結(jié)果數(shù)

由表2可知，壁蜂授粉的坐果率和單株結(jié)果數(shù)與人工授粉相當(dāng)，且壁蜂授粉的穩(wěn)定性較好。從2016年的數(shù)據(jù)可知，父母本配置比例為1∶1時(shí)，坐果率和單株結(jié)果數(shù)略高于配比1∶3，但從制種角度考慮，母本比例越大，制種產(chǎn)量越高，因此三系配套辣椒制種父母本的最佳配置比例為1∶3。2017年在父母本配置比例不變、定植方式調(diào)整后，坐果率有小幅提高。

2.4 制種產(chǎn)量

由表3可知，壁蜂授粉條件下，父母本的配置比例不同，種子的千粒重也不相同，1∶1比例下千粒重最高，相應(yīng)的種子品質(zhì)最好，但由于母本數(shù)目太少，制種產(chǎn)量最低。相同父母本比例下，壁蜂授粉的制種產(chǎn)量高于人工授粉。2017年壁蜂授粉的制種產(chǎn)量均高于2016年，因此2017年的栽培方式是更優(yōu)的。從表3中還可以看出，不論從何種統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目來看，壁蜂授粉的效果均表現(xiàn)穩(wěn)定。

表2 2016～2017年不同授粉處理辣椒坐果率和單株結(jié)果數(shù)

2.5 制種成本

除了壁蜂授粉時(shí)購(gòu)買壁蜂的成本和人工授粉時(shí)人工成本之外，其余的制種成本是相同的。按每個(gè)溫室需壁蜂10盒計(jì)，每盒1 000只，每只0.04元，則每個(gè)溫室壁蜂成本為400元；三系辣椒制種每個(gè)溫室需授粉人員2名，每人日工資50元，授粉時(shí)長(zhǎng)30 d，則每個(gè)溫室人工成本為3 000元；兩系辣椒制種每個(gè)溫室需授粉人員3名，每人日工資50元，授粉時(shí)長(zhǎng)30 d，則每個(gè)溫室人工成本為4 500元。三系辣椒壁蜂授粉比人工三系辣椒制種授粉可降低成本86.7%，三系辣椒人工授粉比兩系辣椒人工授粉可降低成本33.3%。

表3 2016～2017年不同授粉條件下辣椒制種產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

壁蜂對(duì)溫室三系配套辣椒制種具有較好的適應(yīng)性。與人工授粉相比，壁蜂授粉不僅效率高，而且提高了辣椒制種產(chǎn)量，大幅度降低了種子生產(chǎn)成本。因此，壁蜂授粉是提高辣椒制種產(chǎn)量、降低制種成本的一條較好的途徑，但如何延長(zhǎng)壁蜂工作時(shí)間，提高授粉效率，在生產(chǎn)上較大面積應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。

雖然父母本比例為1∶1時(shí)，壁蜂授粉辣椒種子的千粒重最高，品質(zhì)相對(duì)更好，但從2017年田間表現(xiàn)來看，父母本配比1∶3的壁蜂授粉種子的發(fā)芽率、植株長(zhǎng)勢(shì)、株型、果形、結(jié)果量等方面均表現(xiàn)優(yōu)良，因此從三系配套辣椒制種角度考慮，壁蜂授粉時(shí)父母本比例1∶3仍為最優(yōu)配比，且采取間隔種植，效果最佳。

溫室中壁蜂授粉的效果良好，但是壁蜂的逃逸行為嚴(yán)重，且回巢率和繁殖率極低，最終只獲得極少蜂繭，因此，溫室制種時(shí)要做好防護(hù)工作，不能給壁蜂留有逃逸通道。繁殖率極低的問題仍需進(jìn)行大量試驗(yàn)和探索，以期找出一條可行途徑。