王 穎 馬蘭婷 胥保華
(山東農業大學動物科技學院,泰安 271018)
蜜蜂營養需要研究的必要性及策略
王 穎 馬蘭婷 胥保華*
(山東農業大學動物科技學院,泰安 271018)
本文提出了蜜蜂營養需要的概念,對蜜蜂營養需要研究的必要性、應遵循的原則以及蜜蜂營養需要的類型、研究方法、衡量參數等方面進行了闡述,并對蜜蜂營養需要的研究策略進行了討論。
蜜蜂;營養需要;必要性;策略
自然條件下,蜜蜂采集花粉、花蜜、無機鹽和水等營養物質以滿足其生存和繁殖需要[1];同時,蜜蜂作為一種重要的經濟昆蟲,還為人類提供豐富的蜂產品。養蜂生產過程中,貫穿著營養物質和能量在蜜蜂體內以及蜂產品形成過程中的代謝與轉化。因此,蜜蜂與豬、雞等動物一樣,也存在營養需要。所謂蜜蜂營養需要,是指在適宜的環境條件下,蜜蜂維持正常生理活動、生長繁殖和保持最佳生產水平時,蜜蜂在某階段或生產單位蜂產品對營養元素需要的最低限額。由于蜜蜂營養需要研究滯后,目前蜂農使用的蜜蜂飼料多憑經驗配制,不但營養不全面,而且成本較高。蜜蜂飼料的生產需要科學的飼養標準作為指導,因而開展蜜蜂營養需要的研究十分迫切。本文就蜜蜂營養需要研究的必要性、應遵循的原則以及蜜蜂營養需要的類型、研究方法、衡量參數等方面進行闡述,并對蜜蜂營養需要的研究策略進行討論。
合理、均衡的營養物質供應以及適宜的環境條件是蜜蜂健康生長的重要條件,蜜蜂營養需要的研究是制訂蜜蜂飼養標準的前提。研究蜜蜂營養需要,確定蜜蜂適宜營養需要量,制訂科學合理的飼養標準,不但有利于蜜蜂的生長發育、增強蜜蜂抗病能力以及提高養蜂生產效益,而且有利于維持蜂群最佳生產狀態,保證蜂產品的產量和品質。
研究蜜蜂營養需要,實現蜜蜂營養物質定額供給,可以減少飼料資源的浪費,提高投入產出效率。同時,蜜蜂營養需要研究還可為蜜蜂新型飼料資源的開發利用提供理論依據。蜜蜂飼料的來源不再僅僅局限于蜂蜜、蜂花粉、白砂糖等傳統飼料。根據蜜蜂營養標準,利用現有的碳水化合物、蛋白質等飼料資源,配制適口性好、營養全價的配合飼料,不但擴大了蜜蜂飼料的來源,而且也降低了飼養成本。
通過蜜蜂營養需要的研究,確定合理的蜜蜂營養供給量,有利于制訂科學合理的養殖方案,使養蜂生產更加合理、科學。同時,蜜蜂營養需要的研究必將帶動其他養蜂生產要素(如生產工具、飼養技術等)的發展和變革,實現養蜂生產的科學化。根據養蜂生產實際,準確預測蜜蜂的營養需要量,最終實現以最少的資源消耗,獲得最大的生產效益。
根據蜜蜂的生理特點、生物學特性以及蜂群的周年變化規律,開展蜜蜂營養需要研究應遵循多樣性與統一性原則、科學性與實用性相結合原則。
開展蜜蜂營養需要研究應遵循多樣性與統一性原則,是指在蜜蜂營養需要研究過程中應充分考慮蜜蜂種間、種內亞種間、亞種內品系間的差異,如東方蜜蜂和西方蜜蜂之間的差異、西方蜜蜂不同亞種間的差異以及同一亞種不同品系間的差異等。充分考慮到研究對象的差異,區別確定營養需要,此謂多樣性。不同蜂種、亞種和品系的蜜蜂營養需要在表述方法上應該是一致的,此謂統一性。
開展蜜蜂營養需要研究應遵循科學性與實用性相結合原則,是指蜜蜂營養需要的研究方法要科學合理,研究目標要切合實際,研究成果對制定蜜蜂飼養標準、指導養蜂生產具有現實意義。
畜禽營養需要分為維持需要和生產需要2部分[2]。基于蜜蜂的生理特點、生物學特性以及蜂群的周年變化規律,不好明確區分蜜蜂的維持需要和生產需要,因而蜜蜂營養需要類型的劃分不必完全套用現行動物營養需要類型的劃分方式。把蜂群作為一個整體,按照蜂群周年群勢消長規律及蜂產品生產階段的特點,可將蜜蜂營養需要分為發育階段、繁殖階段、蜂產品生產階段和斷子階段營養需要等。各階段營養需要又可分為碳水化合物、蛋白質、脂類、礦物質及維生素等營養需要;發育階段營養需要是指蜜蜂從卵、幼蟲到蛹期至羽化出房階段對營養物質的需要量,繁殖階段營養需要是指蜂群內蜜蜂的數量由少到多、群勢由弱到強階段蜜蜂對營養物質的需要定額,主要包括春繁階段營養需要和秋繁階段營養需要等;蜂產品生產階段營養需要是指蜂產品生產時期蜜蜂對營養物質的需要定額,如蜂王漿生產階段蛋白質營養需要等;斷子階段營養需要指蜂群在斷子條件下蜜蜂對營養物質的需要定額,如中國北方蜂群越冬階段碳水化合物營養需要等。
蜜蜂營養需要的研究可采用蜂群整體營養需要的研究與蜜蜂個體營養需要的研究相結合的方法,利用動物營養需要研究的常規方法(如飼養試驗、消化試驗、代謝試驗及平衡試驗等)以及分子生物學技術等手段研究蜜蜂營養需要。此外,應重視數學模型在研究、描述和預測蜜蜂營養需要中的作用。
蜂群整體營養需要的研究是指通過飼養試驗,把整個蜂群的健康狀況、蜂產品的產量和質量等看作檢驗蜜蜂營養需要的指標,以確定不同階段蜂群的營養需要定額,從而籠統確定蜂群的營養需要量。
Black[3]在研究報告中指出,數量為40 000只蜜蜂的繁殖群每天葡萄糖需要量約為2 kg,總數為20 000只蜜蜂的非繁殖群每天葡萄糖需要量約為0.5 kg。Crailsheim 等[4]對蜜蜂總數約為24 076和25 096只的2個蜂群年花粉消耗量進行了測算,得出年花粉消耗量分別約為13.4和17.8 kg。肖培新等[5]研究了飼喂不同人工代用花粉蜂群之間的群勢和生產性能差異,研究結果表明,飼喂適宜人工代用花粉的蜂群與蜂花粉組的群勢和生產性能基本一致。劉俊峰等[6]報道,添加適宜劑量維生素和礦物質的糖水可以作為天然蜂蜜的替代品,部分地滿足中華蜜蜂越冬階段對維生素和礦物質的營養需求。
蜜蜂個體營養需要的研究主要是指在飼養試驗的基礎上,通過對蜜蜂個體生理生化指標的測定以及對相關基因表達的分析等,確定蜜蜂個體在特定生理階段、特定生產水平下對某一或幾種營養物質的需要量。
可以從以下2個方面對蜜蜂個體營養需要進行研究:一是研究蜜蜂生長發育過程中營養物質在蜜蜂體內的沉積規律;二是研究營養物質在蜜蜂體內的代謝規律。前者通過營養物質在蜜蜂體內的沉積規律估算蜜蜂營養物質的需要量,后者主要通過揭示營養物質在蜜蜂體內的消化吸收及代謝過程來直觀反映蜜蜂營養物質的消化和利用。由于蜂群整體營養需要的研究受環境、蜂群結構等影響較大,如果能結合蜜蜂個體營養需要的研究結果來研究,應該能夠客觀地反映出蜜蜂營養需要。
對蜜蜂個體營養需要的研究已有報道[7-10]。De Groot[11]通過對出生后2~14日齡蜜蜂體重及氮沉積量的測定,證實了蜜蜂所需必需氨基酸與哺乳動物相同。Dirk等[12]等研究蜜蜂幼蟲對玉米花粉的消化試驗表明,其對74.5%的花粉顆粒能夠完全消化,有23.3%部分被消化,未被消化的花粉只占 2.2%。A l-Ghamdi等[13]研究發現不同品質的蛋白質飼料對工蜂咽下腺發育有顯著影響,飼喂蜂糧組工蜂咽下腺發育程度最高。盧宜娟等[14]通過對中華蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂幼蟲及蛹的呼吸代謝規律的研究,發現中華蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂幼蟲期代謝率均隨體重的增加而降低,蛹期的代謝率與體重無明顯相關性。
在大量蜜蜂營養需要試驗數據的基礎上,利用數學方法和數學工具將影響蜜蜂營養需要的各種因素(如環境因素、飼料因素、蜜蜂自身因素以及飼養管理水平因素等)加以整合后獲得的數學結構,就是蜜蜂營養需要的數學模型。
生物科學領域研究中常用的數學模型主要是線性回歸模型和非線性回歸模型[15]。當研究指標(因變量)與影響該指標的因素(自變量)以及它們之間的回歸參數是線性關系時,可以建立線性回歸方程;反之,當這種關系是非線性的關系時,就需用非線性模型進行表示。李成成等[16]探討了蜜蜂營養需要的研究方法,并介紹了蜜蜂飼養試驗中的2種模型:折線模型和拋物線模型。蜜蜂營養需要的數學模型能夠很好地描述蜜蜂營養需要與影響蜜蜂營養需要各因素間的關系,是描述和預測蜜蜂營養需要的重要手段。
蜂群中飼料的采集、加工主要由工蜂完成,工蜂在蜂群飼料的利用過程中扮演了重要的角色,蜜蜂的營養需要在很大程度上可以看作是蜂群內工蜂的營養需要。這種情況下,工蜂的數量和日齡結構是決定蜜蜂營養需要量的最主要因素。蜂群中工蜂的數量是蜂群強弱的標志,蜂群的強弱一般用“群勢”描述。蜂群中蜜蜂數量的單位,建議以“足框蜂”來表示。在使用朗氏蜂箱的情況下,蜜蜂在1張標準蜂脾上均勻展布,覆蓋兩側脾面且不重疊,大約能爬滿2 500只蜜蜂,把這樣的1張蜂脾的蜂量稱為“1足框蜂”。將“1足框蜂”看作是計量蜂群群勢的數量單位,例如,某群蜂有10足框蜂的蜂量,我們描述該蜂群的群勢為10足框蜂。
5.2.1 整體水平蜜蜂營養需要表述方法
在蜜蜂繁殖階段(如春繁、秋繁)和斷子階段(如越冬期)等營養需要的研究中,可以以“1足框蜂”營養需要量作為基本單位,如某品種蜜蜂越冬階段對蔗糖的營養需要量表述為“2 kg/足框蜂”時,即指蜂群中1足框蜂越冬階段需要蔗糖2 kg。蜂產品生產階段的蜜蜂營養需要,按生產單位蜂產品時每足框蜂對營養物質的需要量表示,如某品種蜜蜂蜂王漿生產階段蛋白質營養需要表述為“3 kg/(足框蜂·千克蜂王漿)”時,即指1足框蜂生產1 kg蜂王漿需要蛋白質3 kg。
5.2.2 個體水平蜜蜂營養需要表述方法
蜜蜂個體營養需要的表述方法可根據研究對象的具體情況靈活確定,如可以用每只幼齡蜂日采食量和每只成年蜂日采食量來分別描述不同階段蜜蜂采食量等。
弄清蜜蜂的營養需要是制訂蜜蜂飼養標準的前提,有利于蜜蜂的健康養殖和蜜蜂新型飼料資源的開發利用,有利于提高養蜂生產水平和生產效益。根據蜜蜂的生理特點、生物學特性以及蜂群的周年變化規律,蜜蜂營養需要類型的劃分不必完全套用現行動物營養需要類型的劃分方式。蜜蜂營養需要的研究可采用蜂群整體營養需要研究與蜜蜂個體營養需要研究相結合的方法。在國內外試驗數據的基礎上,建立蜜蜂營養需要數學模型十分必要。
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*Corresponding author,professor,E-mail:bhxu@sdau.edu.cn
(編輯 菅景穎)
Necessity and Strategy for Studying the Nutrient Requirem ents of Honeybee
WANG Ying MA Lanting XU Baohua*
(Collage of Animal Science and Technology,Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China)
In this paper,nutrient requirements of honeybee are defined.Then the necessity,principle,type,research methods and parameters of honeybee nutritient requirements are expounded.The research strategies of honeybee nutrient requirements are also discussed.[Chinese Journal of Animal Nutrition,2011,23(8):1269-1272]
honeybee;nutrient requirements;necessity;strategy
S894.1
A
1006-267X(2011)08-1269-04
10.3969/j.issn.1006-267x.2011.08.003
2011-03-08
項目來源:現代農業蜂產業技術體系建設專項資金(CARS-45);公益性行業(農業)科研專項經費項目(200903006)
王 穎(1987—),男,山東泰安人,碩士研究生,從事蜜蜂營養與飼料科學研究。E-mail:wangyingxiaom ifeng@163.com
*通訊作者:胥保華,教授,博士生導師,E-mail:bhxu@sdau.edu.cn