网室内蜜蜂授粉和壁蜂授粉对棉花不育系的影响

吴翠翠，夏 芝，侯保国，曹彩荣

（山西省农业科学院棉花研究所，棉花种质资源利用与分子设计育种山西省重点实验室，山西运城044000）

昆虫传粉对于虫媒农作物生产具有重要作用[1]。世界上75%的主要农作物生产都依赖于动物传粉[2]。目前，生产上应用最多的传粉昆虫主要有蜜蜂、壁蜂、熊蜂等，均属于蜜蜂总科。蜜蜂主要用于授粉的果树有香梨[3]、柑橘[4]、苹果[5]、扁桃[6]、猕猴桃[7]、荔枝[8]、枣[9]等，研究的作物有向日葵[10]、棉花[11]、油菜[12]、荞麦[13]、苜蓿[14]等。而蜜蜂在早春低温条件下，活动能力较差，因此，壁蜂可以取代蜜蜂进行授粉，壁蜂授粉的特点是耐低温、访花速度快、授粉效果较好、价格低廉、管理简便等优点，现已应用于桃[15]、樱桃[16]、苹果[17]、沙田柚[18]、青花菜[19]、小油菜[20]等。随着劳务费的增长，棉花制种的成本也随之上涨，严重阻碍了三系杂交棉的推广种植。将蜜蜂和壁蜂引入棉花不育系授粉中，可以大幅降低制种成本，对于棉花三系杂交制种具有重要的意义。

本研究用蜜蜂和壁蜂进行棉花不育系网室内制种，比较2种蜂在棉花不育系授粉后农艺性状、考种、产量等方面的差异，旨在选出更好应用于棉花不育系授粉的蜂和相应管理措施的改进。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 蜜蜂和壁蜂 蜜蜂为意大利蜜蜂（Apis mellifera Ligustica Spinola），为运城当地蜂农饲养。每箱蜂内放6个巢脾，约3 000～4 000只蜜蜂。壁蜂购买于山东烟台益晟花巢管有限公司。

1.1.2 棉花 供试棉花材料为山西省农业科学院棉花研究所中熟棉课题组培育的6个不育系，分别为56-1A，56-2A，56-3A，56-4A，56-5A和56-6A，晋棉56号作为保持系。其中，保持系为父本，花粉正常发育；不育系为母本，花药败育，完全无花粉。

1.2 方法

1.2.1 棉花种植 保持系和不育系的种植比例为1∶2，密度为6万株 /hm2，行距 66.7 cm，株距25 cm，3次重复。保持系和不育系相间种植，第2，5，8行为保持系，第 1，3，4，6，7，9 行为不育系。2016 年将棉花亲本种植在山西省农业科学院棉花研究所牛家凹农场网室内，网室长56 m、宽6 m，总面积为336 m2，网室四周用0.42 mm的尼龙网布隔严。

1.2.2 放蜂 在保持系进入初花期（6月下旬），早晨在网室中部进行放蜂，蜜蜂蜂箱放置在距离地面约30 cm高，底部可以用砖头垒砌，巢门前设置喂水器，每天更换1次清水，至授粉结束（8月上旬）。壁蜂蜂箱放置于离地面约70 cm左右的架子上，箱口朝西南方向，蜂巢管分为黄、红、绿三色，傍晚进行放蜂，在7月3日、7月16日和7月27日放蜂3次。

1.2.3 测量与考种 9月上旬对蜜蜂和壁蜂授粉的第 1，3，4，6，7，9 行的不育系进行农艺性状的调查，并在每个重复收30铃进行考种。全部开花后采收一次，进行测产。

2 结果与分析

2.1 蜜蜂授粉和壁蜂授粉的棉花农艺性状比较

2.1.1 果枝数 由图1可知，蜜蜂授粉仅在第6行比壁蜂授粉的果枝数多，壁蜂授粉在其余行中较蜜蜂授粉的果枝数多。壁蜂果枝数在第9行最多，为12.5个，蜜蜂在第7行最多，为10.8个。

2.1.2 空果枝数 从图2可以看出，壁蜂授粉的空果枝数均高于蜜蜂授粉。壁蜂授粉最高空果枝数为3.4个，最低为2.2个；而蜜蜂授粉最高为2.6个，最低仅为0.7个。

2.1.3 铃数 由图3可知，蜜蜂授粉铃数均值最高在第9行，为21.1个，壁蜂授粉最高在第4行，为15.2个。总之，蜜蜂授粉的铃数高于壁蜂授粉的铃数。

从图4可以看出，蜜蜂授粉在第9行铃数最多，为14.4个，而壁蜂授粉在第4行的铃数最多，为9.8个。壁蜂授粉仅在第4行的1～4果枝铃数高于蜜蜂授粉，其余行数都是蜜蜂授粉高于壁蜂授粉。

5～8果枝的铃数相比较，蜜蜂授粉在第1，6，7，9行多于壁蜂授粉，壁蜂授粉在第4行高于蜜蜂授粉，在第3行二者一致（图5）。

从图6可以看出，蜜蜂和壁蜂授粉的9～12果枝铃数的分布基本一致，壁蜂授粉在第9行铃数为3.2个，高于蜜蜂授粉的1.6个。整体上9～12果枝铃数，蜜蜂授粉高于壁蜂授粉。

从图7可以看出，蜜蜂授粉在1～4果枝是两边铃数较高，第9行明显高于其他行数，且1～4果枝铃数高于5～8果枝和9～12果枝的铃数。5～8果枝铃数为4.0～6.0个，各行铃数之间差异较小。9～12果枝铃数为0～2.0个，各行铃数差异最小。蜜蜂授粉在1～4果枝的铃数＞5～8果枝的铃数＞9～12果枝的铃数，1～4果枝铃数除第9行以外，其余行数的铃数差异基本不大，而与9～12果枝铃数的差异较大，说明蜜蜂授粉在下部及中部的授粉基本相同，而在上部有所减少。

从图 8可以看出，壁蜂授粉在 1～4，5～8，9～12果枝铃数的趋向基本一致，除了1～4果枝铃数的第4行明显高于其他行数的铃数之外。壁蜂的5～8果枝铃数与1～4果枝铃数的差异也小于5～8果枝铃数与9～12果枝铃数的差异。壁蜂授粉同蜜蜂授粉一样，在上部的铃数最少。

2.2 蜜蜂授粉和壁蜂授粉棉花考种比较

2.2.1 铃质量 从图9可以看出，蜜蜂授粉和壁蜂授粉铃质量差异很小，蜜蜂授粉铃质量为4.7～6.1 g，最大铃质量与最小铃质量相差1.4 g；壁蜂授粉铃质量为5.2～5.7 g，最大铃质量与最小铃质量相差0.5 g。壁蜂授粉铃质量的浮动范围较小，蜜蜂相对较大。

2.2.2 衣分 从图10可以看出，蜜蜂授粉和壁蜂授粉衣分差异最大的是第9行，壁蜂授粉较大，为37.1%，而蜜蜂授粉为33.4%，相差3.7百分点。蜜蜂授粉衣分在第6行最高，为36.4%，最低是第1，3行，均为32.2%。蜜蜂授粉衣分最大与最小之间相差3百分点，壁蜂授粉衣分最大与最小之间相差4.9百分点。

2.2.3 不孕率 不孕率反映发育较差的棉籽比率，蜜蜂的不孕率除在第4行明显高于壁蜂授粉，第3行稍高于壁蜂授粉之外，其余均为壁蜂授粉的不孕率大于蜜蜂授粉。在第6行，壁蜂授粉的不孕率达到了41.0%，壁蜂授粉不孕率最小的是第4行，为17.8%。蜜蜂授粉不孕率最高为36.0%，最低达到了11.9%（图11）。

2.2.4 制种产量 从图12可以看出，蜜蜂授粉每公顷制种产量明显高于壁蜂授粉。蜜蜂授粉种子产量最高的是第7行，为1 360.4 kg/hm2，最低的是第3行，为858.4 kg/hm2。壁蜂授粉的种子产量明显较低，产量最高的是第4行，为748.0 kg/hm2，最低仅为373.4 kg/hm2。

3 结论与讨论

从空果枝数可以发现，壁蜂的空果枝数比较高，而蜜蜂的空果枝数比较低。说明壁蜂在授粉期间有个别果枝由于某些原因没能成铃。空果枝数的形成主要是以下原因造成的：首先，授粉期间由于天气炎热，蚜虫等害虫蔓延速度快，因此，需要喷洒农药防治，在此期间，蜜蜂和壁蜂均无法授粉，这是造成空果枝数的主要因素。其次，在花铃期，肥水跟不上会造成蕾铃脱落，空果枝数增加。壁蜂授粉网室里面红蜘蛛较多，加上浇水没有及时跟上，造成了空果枝数较大。还有，壁蜂在放蜂后在第3天开始授粉工作，蜜蜂则在当天早上放蜂之后开始授粉，因此，同一天放蜂，壁蜂授粉要比蜜蜂授粉时间上晚1～2 d。

铃数中，蜜蜂授粉在第1，9行远大于壁蜂授粉，说明蜜蜂在边行的授粉效果较好，与蜜蜂飞翔的习性有关。据观察，蜜蜂在边行和网室的门口数量明显多于棉田内部。而壁蜂授粉则是无规律可循的，也与壁蜂的飞翔习性有很大关系。

分析1～4，5～8，9～12果枝的铃数分布可知，蜜蜂授粉和壁蜂授粉在1～4果枝铃数＞5～8果枝铃数＞9～12果枝铃数。说明在1～4果枝的时候蜜蜂和壁蜂授粉效果最好，而在棉花的中部即5～8果枝的铃数下降，原因是喷洒农药，授粉中止几天，且此时是盛花期，从而严重影响5～8果枝的成铃。9～12果枝的铃数形成在7月下旬，花量减少，成铃少。

壁蜂授粉铃质量的浮动范围小于蜜蜂授粉铃质量的浮动，说明壁蜂授粉无选择性，基本可以均匀授粉。

蜜蜂授粉衣分最高为36.4%，而壁蜂授粉可达37.1%，说明蜜蜂和壁蜂授粉效果较好。但在第6行壁蜂的不孕率达到了41.0%，第4行蜜蜂的不孕率达到了36.0%，说明在各品种之间蜜蜂和壁蜂授粉是有差异的。

从制种产量分析可知，蜜蜂授粉的产量远高于壁蜂授粉，主要是由于网室内害虫的影响在盛花期喷药，造成授粉中止，产量降低。

各项数据表明，蜜蜂授粉和壁蜂授粉在种子的铃数、铃质量、衣分等方面可以达到制种的要求（与人工授粉相比较），制种产量也较人工授粉高。如何更高效的制种可以从以下几个方面进行改进。首先，棉花的开花分为初花期、盛花期和末花期，初花期前5～7 d要彻底杀虫除菌，并时刻关注蚜虫、盲蝽蟓等的危害，喷洒药物尽量避开盛花期。因盛花期一天一株棉花上开花2～4个不等，有时更多，所以，盛花期尽量坚持授粉。但也要时刻观察，不能让蚜虫等发生严重，这样也会对产量造成影响。其次，在肥水的管理上要跟上。花铃期要及时浇水、施肥。这样已经成铃的就不会造成脱落，影响铃质量和产量等。