四種花粉對地熊蜂發(fā)育的影響

吳光安時成浩董小林王福蓮陳浩高歡歡劉艷蘇龍孫猛呂召云鄭禮翟一凡

(1. 長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院/湖北省農(nóng)林病害蟲預(yù)警與調(diào)控工程技術(shù)研究中心，湖北荊州 434025；2. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山東濟(jì)南 250100；3. 山東省蠶業(yè)研究所，山東煙臺 264001)

地熊蜂(Bombus terrestris)屬膜翅目(Hymenoptera)蜜蜂科(Apidae)熊蜂屬(Bombus)，常用于設(shè)施果菜授粉[1]。 相較于蜜蜂，熊蜂耐低溫、趨光性更弱、授粉能力強(qiáng)，可為作物進(jìn)行聲震授粉[2]。 熊蜂授粉可節(jié)約大量人工，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提升果實(shí)商品性，減少病害發(fā)生幾率，避免激素殘留，促使種植者減少使用高毒高殘留化學(xué)農(nóng)藥[2-3]。 有研究表明，熊蜂為植物授粉的價值高達(dá)每公頃963 美元[4]。

自然條件下，熊蜂的營養(yǎng)主要來源于天然植物花粉[5]，同樣在熊蜂工廠化繁育過程中，天然植物花粉是其飼料的主要組成部分[6]。 不同種類植物的花粉其營養(yǎng)成分不同[7-8]，對熊蜂蜂群的發(fā)育影響也各不相同:地熊蜂微蜂群取食單一蒲公英花粉，其發(fā)育狀況相對較差[9]；飼喂板栗花粉的熊蜂幼蟲體重高于向日葵花粉[10]；自然界中，熊蜂更加喜歡采集蛋白質(zhì)含量較高的花粉[11-12]。 另外，飼料中增加油酸的含量可以提高熊蜂的記憶和生存能力[13]，而脂質(zhì)含量過高的花粉飼料可能對熊蜂產(chǎn)生負(fù)面影響[14-15]。

熊蜂的微蜂群能夠用于快捷地檢測飼料營養(yǎng)對熊蜂發(fā)育的影響，微群落可以由年齡未知的工蜂建立[16-17]，也可以用新出房的工蜂建立[18-19]。與使用日齡較大、不同日齡的工蜂相比，使用新出房的統(tǒng)一日齡的工蜂組建熊蜂微蜂群是研究試驗(yàn)處理效果的最佳選擇[20]。

山東省櫻桃[21]、梨[22]、蘋果[23]種植區(qū)域廣、面積大，其花粉可大量獲得，雜花粉也可從泰山和蒙山區(qū)域大量獲得，而這四種花粉對地熊蜂蜂群發(fā)育的影響尚未見報道。 本研究以地熊蜂作為試驗(yàn)蜂種，比較分析櫻桃花粉、梨花粉、蘋果花粉、雜花粉不同配比組合飼料對地熊蜂微蜂群生長發(fā)育的影響，為工廠化繁育地熊蜂工藝的改進(jìn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時間和地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2022 年6 月1 日至6 月30 日在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所天敵與授粉昆蟲創(chuàng)新團(tuán)隊實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 地熊蜂微蜂群的構(gòu)建

供試地熊蜂由山東魯保科技開發(fā)有限公司提供。 熊蜂微蜂群的構(gòu)建參照Klinger 等[20]總結(jié)的方法并加以改進(jìn)。 選擇10 個群勢相當(dāng)?shù)慕】凳诜鄯淙海瑢⒎淙簝?nèi)的蛹取出置于網(wǎng)籠內(nèi)，待蜂蛹羽化出房后選取體型大小相近的1 日齡工蜂共450頭置于同一蜂箱中混合飼養(yǎng)，24 h 后隨機(jī)選取5頭工蜂組成微蜂群，共60 個微蜂群。 將60 個微蜂群分為15 組，每組4 個重復(fù)，分別飼喂15 種不同配方飼料，置于溫度(26±1) ℃、相對濕度(60±5)%的黑暗條件下飼養(yǎng)。

1.3 供試花粉及其配比組合

供試新鮮櫻桃花粉、梨花粉、蘋果花粉均為當(dāng)年采集蜂花粉，純度大于95%；新鮮雜花粉為當(dāng)年在泰山蜜蜂養(yǎng)殖場采集，多為草本植物花粉，于-20 ℃環(huán)境下保存。 四種花粉按試驗(yàn)設(shè)計比例進(jìn)行混配，組成15 種花粉配比組合處理(表1)。

表1 不同花粉配比處理設(shè)計

1.4 飼喂處理

每個微蜂群飼喂對應(yīng)編號的飼料配方和工廠化繁育用糖水。 早上9∶00—10∶00 飼喂花粉團(tuán)6～8 g，糖水100 mL 左右，每周飼喂1 次。 根據(jù)地熊蜂繁殖特性，所有處理在微蜂群構(gòu)建第28 天時(圖1)終止飼喂，于-20 ℃條件下冷凍處死，最后將蜂巢解剖并統(tǒng)計相關(guān)發(fā)育性狀指標(biāo)。

圖1 15種不同配比花粉飼喂得到的地熊蜂微蜂群蜂巢

1.5 指標(biāo)觀察及統(tǒng)計

產(chǎn)卵前時間:每天飼喂蜂群時觀察微蜂群情況，將構(gòu)建微蜂群到工蜂產(chǎn)第一粒卵的時間視為產(chǎn)卵前時間。

幼蟲總數(shù)、幼蟲總重和蛹總數(shù)、蛹總重:終止飼喂后，解剖蜂巢，統(tǒng)計每個微蜂群幼蟲、蛹總數(shù)，用電子分析天平分別稱取幼蟲和蛹的總重并計算幼蟲平均重和蛹平均重。

出房雄蜂數(shù)量:終止飼喂后，將出房的雄蜂總數(shù)量記作出房雄蜂數(shù)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

利用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用GraphPad Prism 9.4.0 作圖。 不同處理的產(chǎn)卵前時間、幼蟲總數(shù)、幼蟲總重、幼蟲平均重、蛹總數(shù)、蛹總重、蛹平均重、出房雄蜂數(shù)采用單因素方差分析，Duncan’s 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花粉配比對微蜂群工蜂產(chǎn)卵前時間的影響

從圖2 可以看出，不同花粉配比處理下各微蜂群工蜂均能產(chǎn)卵。 在單種花粉飼喂處理中，處理1(櫻桃花粉)產(chǎn)卵前時間最長，為(5.25±0.25)天，顯著大于其它3 個處理，其它3 個處理間無顯著差異。 在兩種花粉混合飼喂處理中，處理7(櫻桃花粉和雜花粉)產(chǎn)卵前時間最長，為(4.5±0.5)天，顯著大于其它5 個處理；處理8 產(chǎn)卵前時間位居第2，與處理6 差異不顯著，但顯著大于其它3個處理；處理6 與其它3 個處理間無顯著差異。在三種花粉混合飼喂處理中，處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)和處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)產(chǎn)卵前時間最短，為2 天，顯著低于單種花粉飼喂處理和處理7、處理8，但各個三種花粉混合處理之間差異均不顯著。 三種花粉混合處理工蜂的產(chǎn)卵前時間與四種花粉混合處理間無顯著差異。

圖2 不同花粉配比處理下微蜂群工蜂產(chǎn)卵前時間

2.2 不同花粉配比對微蜂群幼蟲發(fā)育的影響

從圖3 可以看出，在不同花粉配比處理下，各處理的幼蟲總數(shù)、幼蟲總重、幼蟲平均重均各不相同。 在單種花粉飼喂處理中，處理4(雜花粉)幼蟲總數(shù)最少，為(25.00±2.35)頭，顯著少于處理1(櫻桃花粉)和處理2(梨花粉)。 在兩種花粉混合飼喂處理中，處理10(蘋果花粉和雜花粉)幼蟲總數(shù)最少，為(19.00±1.47)頭，顯著少于處理5(櫻桃、梨花粉)和處理6(櫻桃、蘋果花粉)，其它3 個處理間無顯著差異。 三種花粉混合和四種花粉混合處理的幼蟲總數(shù)之間無顯著差異。

圖3 不同花粉配比處理下微蜂群幼蟲發(fā)育表現(xiàn)

處理4 的幼蟲總重最小，為(1.29±0.39) g，其它處理的幼蟲總重?zé)o顯著差異。

在單種花粉飼喂處理中，各處理的幼蟲平均重?zé)o顯著差異。 在兩種花粉混合飼喂處理中，處理10(蘋果花粉和雜花粉)幼蟲平均重最高，為(0.20±0.03) g，顯著大于其它處理，其它5 個處理之間無顯著差異。 三種花粉混合飼喂處理中，處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)和處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)顯著大于處理13(櫻桃、蘋果花粉和雜花粉)和處理14(梨、蘋果花粉和雜花粉)。

2.3 不同花粉配比對微蜂群蛹發(fā)育的影響

從圖4 可以看出，在不同花粉配比處理下，各處理蛹總數(shù)、蛹總重、蛹平均重均各不相同。 在單種花粉飼喂處理中，處理1(櫻桃花粉)和處理2(梨花粉)蛹總數(shù)顯著大于處理3(蘋果花粉)和處理4(雜花粉)。 在兩種花粉飼喂處理中，處理9(梨花粉和雜花粉)和處理10(蘋果花粉和雜花粉)蛹總數(shù)顯著少于其它4 個處理，其它4 個處理之間無顯著差異。 在三種花粉飼喂處理中，處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)蛹總數(shù)最少，為(14.75±1.11 )頭，顯著少于處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)和處理13(櫻桃、蘋果花粉和雜花粉)。

圖4 不同花粉配比處理下微蜂群蛹發(fā)育表現(xiàn)

在單種花粉飼喂處理中，處理3(蘋果花粉)和處理4(雜花粉)蛹總重顯著小于處理1(櫻桃花粉)和處理2(梨花粉)。 在兩種花粉混合飼喂處理中，處理9(梨花粉和雜花粉)和處理10(蘋果花粉和雜花粉)蛹總重顯著小于其它4 個處理，其它4 個處理間無顯著差異。 在三種和四種花粉混合飼喂中，處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)蛹總重最小，為(5.98±0.78) g，顯著小于處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)、處理14(梨、蘋果花粉和雜花粉)和處理15(櫻桃、梨、蘋果花粉和雜花粉)。

處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)蛹平均重最大，為(0.74±0.48) g，其它處理間無顯著差異。

2.4 不同花粉配比對微蜂群雄蜂出房數(shù)量的影響

從圖5 可以看出，在單種花粉飼喂處理中，4個處理的雄蜂出房數(shù)無顯著差異。 在兩種花粉混合飼喂處理中，處理10(蘋果花粉和雜花粉)雄蜂出房數(shù)最多，為(14.25±1.96)頭，顯著高于處理8(梨、蘋果花粉)，其雄蜂出房數(shù)只有(0.25±0.25)頭，其它4 個處理間無顯著差異。 三種花粉混合飼喂處理中，處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)和處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)雄蜂出房數(shù)顯著多于處理13(櫻桃、蘋果花粉和雜花粉)和處理14(梨、蘋果花粉和雜花粉)，也顯著多于四種花粉混合飼喂的處理15。

圖5 不同花粉配比處理下微蜂群雄蜂出房數(shù)量表現(xiàn)

3 討論

本研究表明，不同花粉配比飼料對熊蜂發(fā)育不同階段的影響不同，飼料中增加花粉種類可促使熊蜂提前產(chǎn)卵，添加雜花粉有利于加快蜂群發(fā)育，即飼喂單一種類花粉，熊蜂微蜂群產(chǎn)卵較慢，飼喂含有三種和四種花粉的混合飼料微蜂群產(chǎn)卵較快。 這可能是由于室內(nèi)繁育過程中，混合花粉相比單一花粉更能夠通過不同植物花粉營養(yǎng)差異彌補(bǔ)單一花粉造成的營養(yǎng)不均衡問題，從而為熊蜂提供更全面的營養(yǎng)[24-25]。 處理11(櫻桃、梨、蘋果花粉)和處理12(櫻桃、梨花粉和雜花粉)微蜂群各項發(fā)育指標(biāo)相對較好:產(chǎn)卵時間最短，幼蟲數(shù)量較少但平均重較高，蛹數(shù)量較少但雄蜂出房數(shù)最多，說明其發(fā)育最快。

處理4(雜花粉)微蜂群發(fā)育表現(xiàn)較差，試驗(yàn)結(jié)束時尚未有雄蜂出房，且幼蟲和蛹的各項發(fā)育指標(biāo)均處于較低水平。 雖然雜花粉含有多種植物花粉，但并非飼料中花粉種類越多，其指標(biāo)就一定越好，飼料中的花粉種類多樣性并不是飼料質(zhì)量的決定因素，與低質(zhì)量的多種花粉混合飼料相比，熊蜂取食高質(zhì)量的單一種類花粉飼料發(fā)育得更好[26-27]。 Tasei 等[9]的研究表明，影響熊蜂發(fā)育的營養(yǎng)因素中，飼料中的蛋白質(zhì)含量比花粉種類更重要，同時飼料中的必需氨基酸含量降低，會抑制熊蜂微蜂群的發(fā)育[28]。

本研究僅從宏觀生態(tài)上比較了不同種類花粉配比飼料對地熊蜂微蜂群發(fā)育的影響，但不同植物花粉的蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)含量和各種配比飼料中對蜂群生長發(fā)育等起關(guān)鍵作用的營養(yǎng)成分尚需做進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

工廠化繁育過程中，熊蜂取食的飼料配比關(guān)系到成群率、繁育效率、蜂群授粉能力、使用壽命等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)。 本研究通過對比不同花粉配比飼料配方對地熊蜂發(fā)育的影響，篩選出兩組較好的花粉配比飼料，即櫻桃花粉、梨花粉、蘋果花粉等比混合配方(處理11)和櫻桃花粉、梨花粉、雜花粉等比混合配方(處理12)，這兩種配方飼料飼喂地熊蜂后，地熊蜂產(chǎn)卵快、發(fā)育好，可應(yīng)用于熊蜂的工廠化繁育。