蜂類授粉對宛芝16 芝麻產(chǎn)量貢獻的研究

劉 焱，謝富欣，王飛雪，張文菁，馬文才

（南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 南陽 473083）

芝麻（Sesamum indicumL.）隸屬胡麻科（Pedalia ceaie）胡麻屬（Sesamum），具有較大的花冠和蜜腺，是傳粉昆蟲的主要訪問對象，在自身沒有花粉的情況下，昆蟲異花傳粉可以使芝麻相對結(jié)實率達到43.70%，芝麻傳粉昆蟲主要以蜜蜂、切葉蜂等為主［1-3］。宛芝16 芝麻花冠較大、顏色純白、泌蜜量大，更能吸引授粉昆蟲的訪問。為了明確授粉昆蟲，特別是蜂類授粉，對宛芝16 芝麻產(chǎn)量及制種的影響，合理安排制種區(qū)，開展了蜂類授粉對宛芝16 芝麻產(chǎn)量貢獻的研究。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗地概況

試驗所用品種為宛芝16。試驗于南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地進行，該基地位于南陽市臥龍區(qū)，東經(jīng)112°25′，北緯32°54′，海拔高度120 m，處于亞熱帶向暖溫帶的過渡地帶，屬典型的季風(fēng)大陸半濕潤氣候，光熱水資源豐富；土壤類型為黃褐土，肥力中上等，前茬作物為小麥，收獲后立即犁耙地，并施三元素復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）375 kg/hm2，后旋耙2 次，再用木耙耙實。2017 年6 月10 日播種，6月14 日全苗，7 月1 日和7 月5 日間苗，7 月15 日定苗，密度150 000 株/hm2。9 月2 日收獲，全生育期81 d。

1.2 試驗設(shè)計與方法

1.2.1 昆蟲對宛芝16 產(chǎn)量形成的貢獻率 共設(shè)3 個處理，每個處理3 次重復(fù)，每小區(qū)10 m2（2 m×5 m）。處理一為網(wǎng)帳覆蓋隔離傳粉昆蟲；處理二為網(wǎng)帳半覆蓋（只覆蓋住植株頂部和底部，留下開花部位裸露以便昆蟲訪問），基本不能隔離傳粉昆蟲，但小區(qū)氣候與處理一接近；處理三為對照，即不做任何處理，昆蟲自然授粉。

1.2.2 蜂類在宛芝16 傳粉昆蟲中的比率 在上述試驗地中，在地塊中部區(qū)域，于盛花期，用細竹竿和紅繩子標(biāo)注2 m2的區(qū)域，在距紅繩標(biāo)注的區(qū)域2 m外處進行觀察。每天7：30-18：00 對目標(biāo)區(qū)域進行觀測，每個小時觀測10 min，記錄昆蟲訪問數(shù)量和昆蟲訪問次數(shù)，并區(qū)分訪問昆蟲屬類（蜂類、蛾類和蝶類），連續(xù)觀測3 d。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳粉昆蟲對宛芝16 產(chǎn)量形成的影響及貢獻率

2.1.1 對照選擇 根據(jù)前期研究，傳粉昆蟲的存在可以提高宛芝16 開花期授粉效率，增加單株有效蒴果數(shù)和每蒴粒數(shù)。在本試驗中，由于考慮到網(wǎng)帳隔離帶來的小氣候條件對芝麻生長發(fā)育有一定的影響，故此增加了半封閉處理，半封閉處理的小區(qū)氣候條件既與全封閉處理較為接近，又對傳粉昆蟲的影響較小。由表1 可知，半封閉處理和對照的各個測定指標(biāo)存在一定差異；其中，單株有效蒴數(shù)較對照降低4.99%，每蒴粒數(shù)較對照降低1.24%，千粒重較對照降低0.94%，單株產(chǎn)量降低7.95%，產(chǎn)量較對照降低15.85%，表明網(wǎng)帳隔離的小氣候條件對芝麻產(chǎn)量性狀有一定影響。在本試驗中，自然條件下的對照已經(jīng)不能滿足結(jié)果分析的需求，因此選取半封閉式處理小區(qū)作為傳粉昆蟲對宛芝16 產(chǎn)量形成的貢獻率研究的對照。

2.1.2 無授粉昆蟲情況下產(chǎn)量降低率 以半封閉處理為對照，在沒有傳粉昆蟲存在的情況下，芝麻單株有效蒴數(shù)降低20.15%，每蒴粒數(shù)降低5.51%，千粒重降低6.37%，單株產(chǎn)量下降4.32%，產(chǎn)量下降6.06%（表1）。

表1 不同處理的產(chǎn)量性狀分析

2.1.3 傳粉昆蟲貢獻率 在傳粉昆蟲存在的情況下，芝麻單株有效蒴果數(shù)較沒有傳粉昆蟲存在的條件下增加25.23%，每蒴粒數(shù)增加5.83%，千粒重增加6.80%，單株產(chǎn)量增加4.51%，小區(qū)產(chǎn)量增加6.45%。因此，可以認(rèn)為傳粉昆蟲對芝麻的產(chǎn)量貢獻率為6.45%，其中對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為25.23%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.83%，對千粒重的貢獻率為6.80%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為4.51%（表2）。

表2 授粉昆蟲對產(chǎn)量性狀貢獻率分析

2.2 芝麻盛花期授粉昆蟲的訪花行為觀察

在宛芝16 盛花期選擇天氣晴朗無風(fēng)或微風(fēng)的3天進行傳粉昆蟲的訪花行為觀察，結(jié)果見表3。在7：30-17：30 的觀測時間段內(nèi)，傳粉昆蟲的訪問數(shù)量在1～68 個/（h·m2），高峰時期出現(xiàn)在上午8：30-9：30和中午12：30-13：30，其中蜂類的訪問數(shù)量在0～55個/（h·m2），蜂類平均占所有傳粉昆蟲的76.88%。傳粉昆蟲的訪花次數(shù)為1～174 次/（h·m2），高峰時期出現(xiàn)在8：30-12：30，其中蜂類的訪花次數(shù)在0～174 次/（h·m2），蜂類占所有傳粉昆蟲訪花次數(shù)的85.99%。在所觀察到的傳粉昆蟲中，蜂類的訪問頻率要高于其他昆蟲，所有昆蟲中的訪問頻率為2.46 次/個，而蜂類的訪問頻率為2.76 次/個，這表明蜂類是宛芝16主要的傳粉昆蟲，且訪問次數(shù)和訪問頻率均較高。

表3 芝麻盛花期傳粉昆蟲訪花行為觀察結(jié)果

2.3 蜂類授粉對芝麻產(chǎn)量形成的貢獻率

由表4 可知，昆蟲授粉對芝麻的產(chǎn)量貢獻率為6.45%，其中對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為25.23%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.83%，對千粒重的貢獻率為6.80%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為4.51%。在昆蟲的有效訪問中，蜂類的訪問次數(shù)占所有昆蟲訪問次數(shù)的85.99%。由此可知，蜂類對宛芝16 產(chǎn)量的貢獻率為5.55%，對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為21.70%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.01%，對千粒重的貢獻率為5.85%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為3.88%。

表4 蜂類授粉對產(chǎn)量的貢獻率

3 討論

芝麻作為蜜源作物之一，是許多傳粉昆蟲的訪問對象［4］。本研究發(fā)現(xiàn)，傳粉昆蟲對芝麻的產(chǎn)量貢獻率為6.45%，這與孫健等［5，6］研究結(jié)果相近，對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為25.23%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.83%，對千粒重的貢獻率為6.80%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為4.51%。在傳粉昆蟲中，蜂類的訪問次數(shù)占所有昆蟲訪問次數(shù)的85.99%，與呂偉等［4］研究結(jié)果一致。蜂類授粉對宛芝16 產(chǎn)量的貢獻率為5.55%，這與孫建等［5，6］研究結(jié)果基本一致；蜂類授粉對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為21.70%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.01%，對千粒重的貢獻率為5.85%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為3.88%，這與呂偉等［4］研究結(jié)果存在差異，可能與試驗點的溫濕度、降雨量、環(huán)境條件等因素有關(guān)。

試驗中統(tǒng)計的蜂類包括蜜蜂、切葉蜂、熊蜂等多種蜂類昆蟲，其中主要以蜜蜂和切葉蜂為主。一方面由于工作量和觀測人員對蜂類品種的辨別存在技術(shù)上的不足，難以細化到具體蜂類，更難以辨別蜜蜂的品種；另一方面，蜂類的品種與周邊人工飼養(yǎng)蜜蜂的品種和周邊環(huán)境有直接關(guān)系，該研究只是對蜂類昆蟲進行了大范圍觀測計數(shù)。

4 結(jié)論

蜂類對宛芝16 芝麻產(chǎn)量的貢獻率為5.55%，其中對單株有效蒴果數(shù)的貢獻率為21.70%，對每蒴粒數(shù)的貢獻率為5.01%，對千粒重的貢獻率為5.85%，對單株產(chǎn)量的貢獻率為3.88%，該結(jié)果可為宛芝16規(guī)范性制種提供理論依據(jù)。