2種蜜蜂對新疆溫室草莓的授粉行為和授粉效果

楊佳林　顧向紅　王霞　再那提布　焦子偉

摘要：通過分析溫室中環(huán)境因子對地熊蜂和意大利蜜蜂2種蜂的活動規(guī)律，比較2種蜂對日光溫室草莓的授粉行為及對草莓果實品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，2種蜂訪花行為和傳粉效果不一樣，溫度是影響地熊蜂和意大利蜜蜂出巢的最重要因素，光照強度和濕度對蜂的出巢影響不大；地熊蜂日工作時間顯著長于意大利蜜蜂（P<0.05），出巢溫度和授粉溫度極顯著低于意大利蜜蜂（P<0.01）；地熊蜂授粉的草莓維生素c含量極顯著高于意大利蜜蜂授粉的草莓（P<0.01），還原性糖和總酸差異不顯著。地熊蜂更適合為日光溫室草莓進行授粉。

關(guān)鍵詞：蜜蜂；授粉；環(huán)境因素；果實品質(zhì)；草莓；效果

中圖分類號：S897.3 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0162-03

草莓是我國主要果蔬之一，栽培面積超過10萬hm²，其中85%為設施栽培。溫室草莓開花期正值冬季，溫室內(nèi)濕度大、空氣流動性差、缺少傳粉媒介，不利于草莓的授粉受精。采用人工授粉或蜂授粉，可以提高作物花朵的受精成功率，提高作物果實或種子的產(chǎn)量與品質(zhì)。蜜蜂授粉技術(shù)可以節(jié)約人工成本、減少化學激素的使用量，是發(fā)展綠色、有機食品，保護生態(tài)環(huán)境的重要途徑之一。目前，國內(nèi)應用較多的授粉昆蟲有意大利蜂（Apis mellifera）和小峰熊蜂（Bombus hypocri-ta）、明亮熊蜂（Bombus lucorum）和地熊蜂（Bombus tcrrcstrl～s）等熊蜂屬，有關(guān)熊蜂、意大利蜂、中華蜜蜂（Apis cerana）對草莓授粉情況的比較已有報道，但關(guān)于地熊蜂和意大利蜂在草莓授粉行為、影響因素及授粉效果的系統(tǒng)報道相對較少。新疆維吾爾自治區(qū)冬季時間較長、氣溫低，草莓設施生產(chǎn)是增加產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的重要途徑，蜜蜂授粉技術(shù)也廣泛應用于設施草莓生產(chǎn)中。本試驗在系統(tǒng)分析溫室溫度、濕度及光照強度對地熊蜂和意大利蜂活動規(guī)律影響的基礎上，對比分析這2種蜂的出巢溫度、授粉溫度、工作時間和花上停留時間等授粉行為，對授粉后的草莓進行品質(zhì)測定，以期為新疆溫室草莓生產(chǎn)上利用最佳蜂種授粉提供科學依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2013-2014年在新疆維吾爾自治區(qū)伊犁州察布察爾縣草莓基地12月到次年的3月進行，選擇3座條件和作物長勢基本一致的日光溫室作為試驗區(qū)。日光溫室為鋼筋水泥構(gòu)架棚，南北坐向，溫室高3m、長80m、寬8m，棚前墻和側(cè)墻均為40cm厚的土墻，棚頂部為拱圓形鋼架結(jié)構(gòu)，采用塑料薄膜覆蓋。栽培草莓品種為當?shù)刂髟云贩N土德拉，每年11月下旬定植，小高壟栽培，壟寬1.2m，株距為35cm，行距為50cm，次年2月份左右進入開花、坐果期，3月份收獲。采用常規(guī)水、肥與病蟲害防治方法進行管理。

1.2授粉蜂種

地熊蜂，由荷蘭科伯特熊蜂公司提供，長勢基本一致，授粉時，工蜂數(shù)量為80～100頭/箱，且絕大部分為青壯年工蜂；意大利蜜蜂，由察布查爾縣草莓基地蜂場提供，采用三脾蜂授粉，青壯年工蜂數(shù)量約為6000頭/箱左右。

1.3授粉行為觀察

授粉時，用防蟲網(wǎng)將同一溫室分成大小一致的2份，各授粉區(qū)隨機設置，同時，在另外一頭溫室作為對照。用防蟲網(wǎng)將溫室棚頂部的通風口封住，以防授粉蜂外逃，熊蜂和意大利蜂蜂箱固定在高度為80cm的臺面上，巢門朝南，保證蜂路的暢通；初次放入時，于前1d下午將蜂群搬入溫室靜置，第2天打開蜂箱巢門。授粉期間，不施用任何農(nóng)藥，并在固定的地點放置喂水器，每2d更換1次新水。在草莓花期，每天早晨10：00開始開棚，晴天10：0017：00每隔1h自動記錄溫度、濕度和光照度，記錄蜜蜂出巢溫度和授粉溫度，每隔1h記錄授粉蜂群30min內(nèi)的出巢數(shù)、歸巢數(shù)，利用秒表記錄授粉蜂的工作時間，并記錄授粉蜂在花上的停留時間。為提高試驗的準確性和穩(wěn)定性，試驗在3個溫室中同時進行。

1.4果實品質(zhì)分析

每小區(qū)隨機選取長勢一致的草莓100株作為研究對象，草莓成熟時，選取成熟度一致的草莓果實測定維生素c、還原糖和總酸含量。維生素c、還原糖和總酸含量測定按照GB/T61951986《水果、蔬菜維生素c含量測定法（2.6-二氯靛酚滴定法）》、GB/T124562008《食品中總酸的測定》、GB/T5009.7-2008《食品中還原糖的測定》標準執(zhí)行。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS16.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2.結(jié)果與分析

2.1溫室內(nèi)環(huán)境因子的變化規(guī)律

由圖1、圖2可知，溫度隨時間延長而逐漸上升，在13：00左右達到最高值，為37℃，下午13：0016：00溫度保持在30℃以上，而后逐漸下降；光照度也隨時間延長逐漸增強，在12：0013：00達到最強，為54000lx；濕度與溫度呈現(xiàn)相反的趨勢，隨溫度的升高，相對濕度逐漸降低到10%，13：00后濕度則逐漸升高；溫度和光照度的變化趨勢基本一致，光照度在12：00達到最大值，溫度在13：00達到最大值，溫度達到最大值比光照度滯后約1h左右。

2.2環(huán)境因素對地熊蜂和意大利蜂授粉的影響

由表1可知，環(huán)境因數(shù)中，溫度和濕度、濕度和出巢數(shù)之間呈極顯著負相關(guān)（P<0.01）；環(huán)境因素與地熊蜂活動規(guī)律相關(guān)性中，溫度與出巢數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.900，呈顯著正相關(guān)（P<0.05），溫度是影響地熊蜂活動最主要的環(huán)境因子。

由表2可知，環(huán)境因數(shù)中，溫度和濕度之間呈極顯著負相關(guān)（P<0.01）；環(huán)境因素與意大利蜂活動規(guī)律相關(guān)性分析中，出巢數(shù)與溫度相關(guān)系數(shù)為0.845，呈顯著正相關(guān)（P<0.05），溫度是影響意大利蜂活動最主要的環(huán)境因子。

由表1、表2可知，溫度是影響地熊蜂和意大利蜂出巢數(shù)顯著的環(huán)境因子，而濕度和光照度對2種蜂的活動規(guī)律均影響不明顯。

由圖3可見，地熊蜂在不同的時間段30min內(nèi)出巢數(shù)不同，在上午11：00時，熊蜂出巢數(shù)較少，30min內(nèi)有3頭熊蜂出巢；隨著溫度升高，在12：00、13：00分別達到4、13頭，在13：00左右達到最高值；15：00-17：00，出巢數(shù)逐漸降低，30min內(nèi)出巢數(shù)分別5、5、l頭。

由圖4可見，意大利蜂在不同時間段出巢數(shù)也不同，上午11：00時，意大利蜂出巢數(shù)較少，30min內(nèi)有12頭意大利蜂出巢；隨著溫度升高，出巢蜂數(shù)逐漸增加，在12：00、13：00分別達到113、157頭；15：00左右出巢蜂數(shù)達到最高值，30min內(nèi)達到178頭；16：0017：00，出巢數(shù)逐漸降低，16：00、17：0030min內(nèi)出巢數(shù)分別125、100頭。地熊蜂出巢高峰期比意大利蜂提前1～2h。

2.3地熊蜂和意大利蜂授粉行為比較

由表3可知，地熊蜂出巢溫度顯著低于意大利蜂（P<0.05）；地熊蜂授粉溫度為8.8℃，極顯著低于意大利蜂的授粉溫度15℃（P<0.01）；地熊蜂日工作時間為10.50h，顯著高于意大利蜂的日工作時間7.00h（P<0.05）；地熊蜂在13：00出巢數(shù)達到最大值，在每朵花上平均停留時間達到10.00s，而意大利蜂在同一時間每朵花上的平均停留時間為6.00s，2種蜂在花上停留時間差異不顯著。通過試驗觀察，地熊蜂是通過振動的方式授粉，意大利蜂是通過接觸的方式授粉，地熊蜂趨光性較弱，意大利蜂趨光性強；在13：0015：00溫室內(nèi)溫度到最高值時，地熊蜂訪花比較勤，而意大利蜂訪花比較少，隨光照強度增強和溫度升高，意大利蜂撞棚現(xiàn)象比較多，在溫室塑料薄膜底部出現(xiàn)大量死亡的意大利蜂。

2.4經(jīng)地熊蜂和意大利蜂授粉的草莓果實品質(zhì)比較

由表4可知，意大利蜂授粉的草莓果實維生素c含量為0.0367%，而地熊蜂授粉的草莓果實維生素C含量達到0.0415%，極顯著高于意大利蜂（P<0.01）；2種蜂授粉的草莓果實還原糖、總酸含量差異不顯著。因此，地熊蜂能夠明顯提高草莓果實品質(zhì)，提高草莓的營養(yǎng)價值。

3.結(jié)論與討論

冬季溫室空氣不流通，草莓因授粉受精不良而致畸形果的形成。草莓抗低溫能力弱，開花結(jié)果期最低溫度不能低于5℃，如果溫度在5℃以下，會嚴重影響草莓的生長和授粉，易導致畸形果的出現(xiàn)。本試驗溫室內(nèi)最高溫度為36℃、最低溫度為7℃，滿足了草莓生長發(fā)育所需的溫度。通過對影響地熊蜂和意大利蜂授粉的環(huán)境因子進行分析，結(jié)果表明，溫度是影響地熊蜂和意大利蜂授粉活動的最主要環(huán)境因子。

地熊蜂和意大利蜂是草莓授粉的常用蜂種。試驗結(jié)果表明，地熊蜂對草莓的授粉優(yōu)于意大利蜂，這主要是由2種蜂生物學特性所決定的。地熊蜂進化程度低，趨光性差，比較耐寒，對溫室環(huán)境比較適應；而意大利蜂進化程度高，趨光性強，老年工蜂很難適應溫室環(huán)境，在溫室內(nèi)飛撞塑料薄膜的現(xiàn)象比較嚴重。地熊蜂活動起點溫度低，日工作時間長，而意大利蜂活動起點溫度高，日工作時間短，這與安建東等研究結(jié)論基本一致。

明亮熊蜂和意大利蜂在溫室番茄、草莓和桃上的停留時間分別為4.5、7.1、6.0s和6.4、25.1、7.1s，每一種蜂在不同作物上的停留時間與蜂的種類、不同作物的花部特征、泌蜜特性、花粉量及作物種類有關(guān)。在傳粉行為上，一些植物的花如草莓、番茄、茄子等只有當被昆蟲的嗡嗡聲振動時才能釋放花粉，而地熊蜂是通過聲振傳粉的，這就使得熊蜂成為這些作物的理想授粉者。不過，也有關(guān)于熊蜂以背觸式、腹觸式和足、頭部及前胸接觸等方式傳粉的報道，而意大利蜂主要以接觸式實現(xiàn)授粉。蜂類昆蟲授粉活動可以影響植物的受精，從而進一步影響果實品質(zhì)。試驗采集2種授粉區(qū)成熟度一致的草莓果實進行品質(zhì)測定，結(jié)果表明，地熊蜂授粉的草莓維生素C含量極顯著高于意大利蜂（P<0.01），而總酸和還原糖含量差異不明顯。

新疆伊犁地區(qū)草莓冬季開花期主要在當年12月到次年的4月，當?shù)貧鉁囟酁?20～-5℃之間，在設施溫室中種植草莓，冬季空氣不流通，對溫室草莓受精影響較大，蜜蜂授粉對溫室草莓增產(chǎn)起重要作用。本試驗結(jié)果表明，地熊蜂更適合為溫室草莓進行授粉，并且能夠提高草莓果實的營養(yǎng)品質(zhì)，在設施農(nóng)業(yè)中具有很好的應用前景。