不同蜂种为紫花苜蓿授粉的行为与效果研究

宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋怀磊，张旭凤，武文卿

（山西省农业科学院园艺研究所，山西 太原 030031）

不同蜂种为紫花苜蓿授粉的行为与效果研究

宋卓琴，郭 媛，高 磊，宋怀磊，张旭凤，武文卿

（山西省农业科学院园艺研究所，山西 太原 030031）

通过自然调查及田间试验处理，对不同授粉方式下紫花苜蓿的授粉行为、授粉效果进行了研究。结果表明，自然条件下紫花苜蓿的访花昆虫主要有切叶蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，还有瓢虫和一些蝇类，其中，切叶蜂的访花时间最短、访花频率最高、打开龙骨瓣的速度最快，是紫花苜蓿的最佳授粉昆虫，其次是蜜蜂；但不同蜂种处理的授粉效果差异不显著，而且蜜蜂人工饲养技术成熟、蜂群数量大，可解决紫花苜蓿大面积种植中存在的野生蜂不足、无法完全授粉、种子产量低等问题。

紫花苜蓿；授粉效果；授粉行为

紫花苜蓿属于豆科苜蓿属，为典型的虫媒花植物，由于其蛋白质、氨基酸、维生素及各种营养成分丰富而被称为“牧草之王”[1-2]。

目前，苜蓿大面积种植中遇到的一个突出问题就是紫花苜蓿的小花授粉不足，缺乏足够数量的种子，影响其蛋白质、氨基酸的含量[1-2]。有研究表明，利用切叶蜂为苜蓿授粉，苜蓿种子不但产量大幅度提高，而且发芽率高，生命力强[3-5]。由于切叶蜂个体小于蜜蜂，可以快速访问苜蓿等豆科植物紧扣的冠状花，打开龙骨瓣为其授粉，因此，认为切叶蜂是苜蓿授粉的高效蜂种，但切叶蜂人工饲养困难、成本高，无法大面积推广应用，而蜜蜂价格低且饲养技术成熟，且蜜蜂授粉效果显著，能有效提高作物的产量和质量[6-8]。

本研究通过了解3种蜂种为紫花苜蓿的授粉行为差异以及授粉效果比较，旨在为指导大面积种植紫花苜蓿的蜜蜂授粉技术提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在山西省农业科学院园艺研究所试验地进行，其地处太原市东山脚下，平均海拔约800 m，属北温带大陆性气候。年平均气温9.5℃，年均降水量468.4 mm，气候温和，四季分明，光热资源丰富。

1.2 供试材料

试验材料为3年生紫花苜蓿，越冬后大约3月底4月初开始生长，5月中旬左右开始开花，15 d后进入盛花期，6月中旬花期基本结束。苜蓿的种植管理一切按常规进行。

试验在2015年5月下旬进行，熊蜂由吉林省养蜂研究所提供，试验用西方蜜蜂由晋中蜜蜂授粉合作社提供，试验前一天晚上蜜蜂回巢后将蜂箱移入试验地，试验期间人工喂食花粉。切叶蜂由中国农业大学提供，提前7 d将未羽化的切叶蜂取回实验室放入羽化盘，在其生长箱内进行羽化，羽化的前一天需将羽化盘放在蜂箱顶部，打开羽化盘的开口，使羽化的切叶蜂可以飞出，羽化温度为26～28℃，湿度为60%～80%。试验中选用凹槽板合式蜂箱，凹槽板规格为：巢孔直径0.7 cm，孔深14.5 cm，由松木制成，使用时蜂箱放在防护架内，防护架置于放蜂田内，面朝正东。

1.3 试验方法

1.3.1 访花昆虫种类调查 在访花高峰期9：00—10：00，记录紫花苜蓿样地访花昆虫的种类和单位时间内出现的数量。依据调查结果及实际应用情况，试验设无蜂授粉、切叶蜂授粉、蜜蜂授粉和熊蜂授粉4个处理。每个处理1个小区，每个小区7.5m2。每个小区内架设5个摄像头，记录紫花苜蓿开花和蜂授粉过程。

1.3.2 访花频率 在采集高峰期9：00—10：00进行，人工用秒表和计数器记录蜂采集时间及采集的小花数，访花频率＝小花数/采集时间。

1.4 测定项目及方法

试验前在每个小区随机选取50个花序进行标记，分别记录每个花序的小花数，授粉完成后统计单个花序的结荚数，计算结荚率。种子成熟后测定单个荚果所含籽粒数和千粒质量。结荚率=结荚数/小花数×100%。

1.5 数据统计与分析

用SPSS 18.0软件进行数据的统计分析，用Microsoft Excel进行图形分析。

2 结果与分析

2.1 传粉昆虫种类及访花行为

试验地紫花苜蓿的访花昆虫主要有切叶蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，还有瓢虫和一些蝇类，其中，切叶蜂的数量最多时有10只左右同时访花，其次是蜜蜂（3只左右）。

切叶蜂主要是采集花粉，蜜蜂以吸蜜为主。由于切叶蜂体型较小，雌蜂可落在紫花苜蓿小花的龙骨瓣上，利用前足抱握花茎部，用力一压龙骨瓣，打开紫花苜蓿花的龙骨瓣，将雄蕊和雌蕊释放出来，利用腹部绒毛组成的腹毛刷粘附花粉，在打开下一朵花的龙骨瓣的同时，将身上携带的花粉传到了雌蕊上，完成紫花苜蓿异花授粉过程[9-10]。蜜蜂为紫花苜蓿授粉时，后足蹬翼瓣，头部顶旗瓣，头部钻入花内，把喙伸进龙骨瓣和旗瓣间的蜜腺处吸取花蜜，挤压过程中，龙骨瓣顶开，致使花粉瞬间飞溅，雌蕊和雄蕊有时会打在蜜蜂的头部和腹部，使蜜蜂身上的绒毛沾满花粉，同时可将身上携带的其他苜蓿小花的花粉粘附在雌蕊的柱头上，就完成有效的异花授粉[9]。熊蜂和木蜂体型较大，主要是依靠自身重力的作用将苜蓿小花的龙骨瓣打开，通过身上携带花粉，完成苜蓿的授粉过程。

2.2 紫花苜蓿主要传粉昆虫的访花频率及弹花频率

通过观看视频，拍到一朵苜蓿花自己打开龙骨瓣，持续35 min左右后自动关闭，随后并未再次打开，同时发现在其打开之前蜜蜂曾访过此花12 s，但未打开龙骨瓣，由此可见，在没有外力的情况下苜蓿小花无法自己打开龙骨瓣，必须借助外力才能完成异花授粉。切叶蜂访花时打开龙骨瓣一般仅用1 s，访花时间一般在3 s内，每朵花访1～2次，而蜜蜂访花时打开龙骨瓣至少需要3 s，访花时间一般在10 s左右，甚至更长，打开期间至少访3次。熊蜂访花时间较长，在10 s以上。一旦龙骨瓣打开后，3 h左右就会闭合，然后慢慢凋零，而无蜂访的苜蓿小花龙骨瓣不打开，无法完成授粉，花瓣持续开放不闭合直到开始凋谢，大约7 d时间。

2.3 传粉昆虫对苜蓿结荚和产量的影响

表1 不同授粉方式的结实情况

由表1可知，蜜蜂授粉和切叶蜂授粉、熊蜂授粉的结荚率非常接近，分别为65.79%，71.34%，71.41%，差异不显著，无蜂授粉对照区的结荚率仅为0.85%，说明紫花苜蓿是异花授粉植物，必须通过媒介传粉才能结实。每个花序的结荚数、每荚的籽粒数以及千粒质量等不同蜂授粉处理之间均没有达到显著水平，说明在少蜂的地区尤其是在苜蓿大面积种植地，野生蜂不足的情况下可以采用蜜蜂来代替切叶蜂为紫花苜蓿授粉，不会影响到苜蓿种子的产量[6]。

3 结论

紫花苜蓿是异花授粉植物，它的雌蕊、雄蕊又都被龙骨瓣包被着[11]，在没有外力的情况下，苜蓿小花的龙骨瓣无法自己打开，必须借助外力才能完成异花授粉。紫花苜蓿既是蜜源植物，又是粉源植物[12]，可吸引大量访花昆虫，主要有切叶蜂、蜜蜂、熊蜂、木蜂，除此以外，还有瓢虫和一些蝇类[13]，其中，切叶蜂体型小，最适合为紫花苜蓿授粉，打开龙骨瓣时间仅为1 s，授粉过程一般在3 s完成，其次是蜜蜂，打开龙骨瓣需要3 s，授粉过程一般在10 s左右，虽然蜜蜂访花时间长，但是从苜蓿的结荚率、每个花序的结荚数、每荚的籽粒数以及千粒质量来评价授粉效果，蜜蜂授粉与切叶蜂授粉、熊蜂授粉均可提高紫花苜蓿的种子产量，而且差异不显著[14-15]。目前切叶蜂的人工饲养比较困难，熊蜂的价格又比较高，无法大量饲养用于大面积的苜蓿授粉，而蜜蜂人工饲养技术成熟且蜂群数量大，可解决紫花苜蓿大面积种植中存在的野生蜂不足、无法完全授粉、种子产量低的问题。同时，在授粉过程中还能生产出大量的蜂产品，既解决了紫花苜蓿的授粉问题又可增加蜂农的收入，值得大面积推广。

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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

现代农业产业技术体系（蜜蜂）建设项目（CARS-44-KXJ2）

宋卓琴（1985-），女，山西屯留人，研究实习员，硕士，主要从事园林生态研究工作。郭 媛为通信作者。