不同蜂種為紫花苜蓿授粉的行為與效果研究

宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋懷磊，張旭鳳，武文卿

（山西省農業科學院園藝研究所，山西 太原 030031）

不同蜂種為紫花苜蓿授粉的行為與效果研究

宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋懷磊，張旭鳳，武文卿

（山西省農業科學院園藝研究所，山西 太原 030031）

通過自然調查及田間試驗處理，對不同授粉方式下紫花苜蓿的授粉行為、授粉效果進行了研究。結果表明，自然條件下紫花苜蓿的訪花昆蟲主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲和一些蠅類，其中，切葉蜂的訪花時間最短、訪花頻率最高、打開龍骨瓣的速度最快，是紫花苜蓿的最佳授粉昆蟲，其次是蜜蜂；但不同蜂種處理的授粉效果差異不顯著，而且蜜蜂人工飼養技術成熟、蜂群數量大，可解決紫花苜蓿大面積種植中存在的野生蜂不足、無法完全授粉、種子產量低等問題。

紫花苜蓿；授粉效果；授粉行為

紫花苜蓿屬于豆科苜蓿屬，為典型的蟲媒花植物，由于其蛋白質、氨基酸、維生素及各種營養成分豐富而被稱為“牧草之王”[1-2]。

目前，苜蓿大面積種植中遇到的一個突出問題就是紫花苜蓿的小花授粉不足，缺乏足夠數量的種子，影響其蛋白質、氨基酸的含量[1-2]。有研究表明，利用切葉蜂為苜蓿授粉，苜蓿種子不但產量大幅度提高，而且發芽率高，生命力強[3-5]。由于切葉蜂個體小于蜜蜂，可以快速訪問苜蓿等豆科植物緊扣的冠狀花，打開龍骨瓣為其授粉，因此，認為切葉蜂是苜蓿授粉的高效蜂種，但切葉蜂人工飼養困難、成本高，無法大面積推廣應用，而蜜蜂價格低且飼養技術成熟，且蜜蜂授粉效果顯著，能有效提高作物的產量和質量[6-8]。

本研究通過了解3種蜂種為紫花苜蓿的授粉行為差異以及授粉效果比較，旨在為指導大面積種植紫花苜蓿的蜜蜂授粉技術提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在山西省農業科學院園藝研究所試驗地進行，其地處太原市東山腳下，平均海拔約800 m，屬北溫帶大陸性氣候。年平均氣溫9.5℃，年均降水量468.4 mm，氣候溫和，四季分明，光熱資源豐富。

1.2 供試材料

試驗材料為3年生紫花苜蓿，越冬后大約3月底4月初開始生長，5月中旬左右開始開花，15 d后進入盛花期，6月中旬花期基本結束。苜蓿的種植管理一切按常規進行。

試驗在2015年5月下旬進行，熊蜂由吉林省養蜂研究所提供，試驗用西方蜜蜂由晉中蜜蜂授粉合作社提供，試驗前一天晚上蜜蜂回巢后將蜂箱移入試驗地，試驗期間人工喂食花粉。切葉蜂由中國農業大學提供，提前7 d將未羽化的切葉蜂取回實驗室放入羽化盤，在其生長箱內進行羽化，羽化的前一天需將羽化盤放在蜂箱頂部，打開羽化盤的開口，使羽化的切葉蜂可以飛出，羽化溫度為26～28℃，濕度為60%～80%。試驗中選用凹槽板合式蜂箱，凹槽板規格為：巢孔直徑0.7 cm，孔深14.5 cm，由松木制成，使用時蜂箱放在防護架內，防護架置于放蜂田內，面朝正東。

1.3 試驗方法

1.3.1 訪花昆蟲種類調查 在訪花高峰期9：00—10：00，記錄紫花苜蓿樣地訪花昆蟲的種類和單位時間內出現的數量。依據調查結果及實際應用情況，試驗設無蜂授粉、切葉蜂授粉、蜜蜂授粉和熊蜂授粉4個處理。每個處理1個小區，每個小區7.5m2。每個小區內架設5個攝像頭，記錄紫花苜蓿開花和蜂授粉過程。

1.3.2 訪花頻率 在采集高峰期9：00—10：00進行，人工用秒表和計數器記錄蜂采集時間及采集的小花數，訪花頻率＝小花數/采集時間。

1.4 測定項目及方法

試驗前在每個小區隨機選取50個花序進行標記，分別記錄每個花序的小花數，授粉完成后統計單個花序的結莢數，計算結莢率。種子成熟后測定單個莢果所含籽粒數和千粒質量。結莢率=結莢數/小花數×100%。

1.5 數據統計與分析

用SPSS 18.0軟件進行數據的統計分析，用Microsoft Excel進行圖形分析。

2 結果與分析

2.1 傳粉昆蟲種類及訪花行為

試驗地紫花苜蓿的訪花昆蟲主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲和一些蠅類，其中，切葉蜂的數量最多時有10只左右同時訪花，其次是蜜蜂（3只左右）。

切葉蜂主要是采集花粉，蜜蜂以吸蜜為主。由于切葉蜂體型較小，雌蜂可落在紫花苜蓿小花的龍骨瓣上，利用前足抱握花莖部，用力一壓龍骨瓣，打開紫花苜蓿花的龍骨瓣，將雄蕊和雌蕊釋放出來，利用腹部絨毛組成的腹毛刷粘附花粉，在打開下一朵花的龍骨瓣的同時，將身上攜帶的花粉傳到了雌蕊上，完成紫花苜蓿異花授粉過程[9-10]。蜜蜂為紫花苜蓿授粉時，后足蹬翼瓣，頭部頂旗瓣，頭部鉆入花內，把喙伸進龍骨瓣和旗瓣間的蜜腺處吸取花蜜，擠壓過程中，龍骨瓣頂開，致使花粉瞬間飛濺，雌蕊和雄蕊有時會打在蜜蜂的頭部和腹部，使蜜蜂身上的絨毛沾滿花粉，同時可將身上攜帶的其他苜蓿小花的花粉粘附在雌蕊的柱頭上，就完成有效的異花授粉[9]。熊蜂和木蜂體型較大，主要是依靠自身重力的作用將苜蓿小花的龍骨瓣打開，通過身上攜帶花粉，完成苜蓿的授粉過程。

2.2 紫花苜蓿主要傳粉昆蟲的訪花頻率及彈花頻率

通過觀看視頻，拍到一朵苜蓿花自己打開龍骨瓣，持續35 min左右后自動關閉，隨后并未再次打開，同時發現在其打開之前蜜蜂曾訪過此花12 s，但未打開龍骨瓣，由此可見，在沒有外力的情況下苜蓿小花無法自己打開龍骨瓣，必須借助外力才能完成異花授粉。切葉蜂訪花時打開龍骨瓣一般僅用1 s，訪花時間一般在3 s內，每朵花訪1～2次，而蜜蜂訪花時打開龍骨瓣至少需要3 s，訪花時間一般在10 s左右，甚至更長，打開期間至少訪3次。熊蜂訪花時間較長，在10 s以上。一旦龍骨瓣打開后，3 h左右就會閉合，然后慢慢凋零，而無蜂訪的苜蓿小花龍骨瓣不打開，無法完成授粉，花瓣持續開放不閉合直到開始凋謝，大約7 d時間。

2.3 傳粉昆蟲對苜蓿結莢和產量的影響

表1 不同授粉方式的結實情況

由表1可知，蜜蜂授粉和切葉蜂授粉、熊蜂授粉的結莢率非常接近，分別為65.79%，71.34%，71.41%，差異不顯著，無蜂授粉對照區的結莢率僅為0.85%，說明紫花苜蓿是異花授粉植物，必須通過媒介傳粉才能結實。每個花序的結莢數、每莢的籽粒數以及千粒質量等不同蜂授粉處理之間均沒有達到顯著水平，說明在少蜂的地區尤其是在苜蓿大面積種植地，野生蜂不足的情況下可以采用蜜蜂來代替切葉蜂為紫花苜蓿授粉，不會影響到苜蓿種子的產量[6]。

3 結論

紫花苜蓿是異花授粉植物，它的雌蕊、雄蕊又都被龍骨瓣包被著[11]，在沒有外力的情況下，苜蓿小花的龍骨瓣無法自己打開，必須借助外力才能完成異花授粉。紫花苜蓿既是蜜源植物，又是粉源植物[12]，可吸引大量訪花昆蟲，主要有切葉蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，還有瓢蟲和一些蠅類[13]，其中，切葉蜂體型小，最適合為紫花苜蓿授粉，打開龍骨瓣時間僅為1 s，授粉過程一般在3 s完成，其次是蜜蜂，打開龍骨瓣需要3 s，授粉過程一般在10 s左右，雖然蜜蜂訪花時間長，但是從苜蓿的結莢率、每個花序的結莢數、每莢的籽粒數以及千粒質量來評價授粉效果，蜜蜂授粉與切葉蜂授粉、熊蜂授粉均可提高紫花苜蓿的種子產量，而且差異不顯著[14-15]。目前切葉蜂的人工飼養比較困難，熊蜂的價格又比較高，無法大量飼養用于大面積的苜蓿授粉，而蜜蜂人工飼養技術成熟且蜂群數量大，可解決紫花苜蓿大面積種植中存在的野生蜂不足、無法完全授粉、種子產量低的問題。同時，在授粉過程中還能生產出大量的蜂產品，既解決了紫花苜蓿的授粉問題又可增加蜂農的收入，值得大面積推廣。

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Study on Pollinating Behavior and Effect of Different Bees for Alfalfa

SONGZhuoqin，GUOYuan，GAOLei，SONGHuailei，ZHANGXufeng，WUWenqing
（Institute ofHorticulture，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The pollination behavior and effect of alfalfa in different methods were studied by natural investigation and field experiment.The result showed that the mainly pollination insects for alfalfa were leafcutting bee,honeybee,bumblebee,carpenter bee,and including a fewof beetles and flies.With the shortest flower visiting time,the highest flower visiting frequency and the fast speed of carina opening,the leafcutting bee was the optimum insect for alfalfa pollination,but there was no difference in the seed-set rate with honeybee.So because of the low price and the mature feeding techniques,the honeybee could provide a good service for area of alfalfa widely planted.In this case,the problem of insufficient wild wasp,uncompleted pollination and low seed yield can be solved for the widelyplanted alfalfa.

alfala;pollination effect;pollinatingbehavior

S897＋.3

A

1002-2481（2017）11-1856-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.11.30

2017-10-17

現代農業產業技術體系（蜜蜂）建設項目（CARS-44-KXJ2）

宋卓琴（1985-），女，山西屯留人，研究實習員，碩士，主要從事園林生態研究工作。郭 媛為通信作者。