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油茶有效传粉蜂种研究进展

2019-12-30胡景华秦加敏

蜜蜂杂志 2019年3期
关键词:传粉油茶昆虫

胡景华,刘 锋,秦加敏

(江西省养蜂研究所,江西 南昌 330052)

油茶(Camellia oleifera Abel.)在我国的栽培历史悠久,是我国重要的本土木本油料植物[1]。油茶树种子含油率高且营养丰富,茶油所含不饱和脂肪酸可达85%~97%,是国际粮农组织首推的卫生保健优质植物食用油,具有保健作用,市场需求量大,具有很好的社会效益及经济效益[2,3]。油茶作为生态经济型树种,主要生长在我国南方亚热带湿润气候地区的天然无污染高山及丘陵地带,分布十分广泛,主要产区集中在江西、湖南、广西等地,全国现有栽培面积近400万hm2,有良好的生态效益和极佳的经济效益[4,5]。因此,发展油茶产业不但可以推动山区经济发展、增加农民收入,同时对增强社会健康粮油发展和我国粮油安全均有十分重要的意义[6]。

然而,油茶普遍出现花多果少现象,使得油茶产量及出油率得不到很好的突破[7]。该现象主要是因为油茶具有典型的自交不亲和特性,不存在无融合生殖和自花授粉等现象,导致其必须借助昆虫传粉实现异花授粉才能结实[7,8]。其次,油茶花期一般从10月直至次年1月,花期处于晚秋和冬季,气候原因导致传粉昆虫匮乏,油茶授粉受到极大限制,使得只开花不结果的现象普遍存在[9]。在实际生产种植中,为提高油茶坐果率和产量经常将几种不同品系油茶混合栽培,但并未能达到理想效果[10]。研究发现,油茶异花授粉率和坐果率均与昆虫活动规律密切相关,实际生产中油茶低产主要是由传粉昆虫种群和数量匮乏造成[11,12]。因此,有效传粉昆虫数量依然是提高油茶产量及坐果率的主要因素。

早期,有大量学者研究利用人工饲养的中华蜜蜂以及意大利蜜蜂为油茶授粉,但油茶花蜜和花粉中含有棉子糖的水解产物半乳糖以及生物碱和甙类,对蜜蜂有毒副作用,会造成蜂群中成蜂和幼虫死亡[13,14]。后期也有大量关于如何缓解蜜蜂中毒的研究以及蜜蜂采集油茶蜜粉期蜂群饲养管理办法[15]。然而,我国油茶种植地域属亚热带地区,油茶花期气温较低,不利于蜜蜂外出采集等活动,虽然中蜂和意蜂人工饲养技术成熟易于控制,但并不是理想的油茶授粉昆虫[15,16]。据统计,目前能够参与油茶传粉的昆虫主要有蜜蜂(Apoidea)、蝇(Cyclorrhapha)、虻(Tabanus)等50余种,但能够实现油茶有效授粉的主要昆虫为蜜蜂中的大分舌蜂(Colletes g i g as)、油茶地蜂(Andrena camellia)、纹地蜂(Andrena striata Wu) 和浙江地蜂(Andrena che k ian g ensis) 等土栖野生蜂[11,17]。下面简要介绍2种研究及利用较广的油茶有效传粉野生蜂。

1 油茶有效传粉蜂种类及特征

1.1 大分舌蜂

大分舌蜂(Colleles g i g as Coc k erell)属膜翅目(H ymenoptera)分舌蜂科(Colletidae)分舌蜂属(Colletes),主要分布于江西、湖南、浙江等油茶主产区[18]。大分舌蜂属野生蜂,经长期的自然演化,能很好地利用油茶花蜜粉,一般只对油茶花和茶花进行访花具有典型寡访花性,是油茶花期主要传粉昆虫之一[19]。

大分舌蜂属1年1代独栖类蜂种,喜欢在红壤及沙质红壤地带集中筑巢,每年11月中旬开始出巢活动,雄蜂出巢时间一般比雌蜂早5 d,雌蜂出巢便可与雄蜂交配、筑巢并采集蜂蜜进行繁殖产卵,但只有雌蜂花粉篮和腹毛刷,因此参与茶花授粉主要是雌性蜂,雄蜂一般只采食花蜜不能进行有效传粉[20-23]。

1.2 油茶地蜂

油茶地蜂(Andrena camellia Wu.)主要分布于江西、浙江、湖南及贵州等地,油茶地蜂比大分舌蜂更耐寒,成虫的活动期从10月开始至翌年1月比大分舌蜂成虫活动期更长,与油茶的花期高度吻合;油茶地蜂的蜜粉源植物与大分舌蜂一致也具有寡访花性,也是油茶花期主要传粉昆虫之一[24,25]。

油茶地蜂也属1年1代独栖蜂,雌蜂长9~12 mm,体黑色并被黄褐色毛,是传粉、采蜜、筑巢及产卵等任务的承担者;雄蜂长8~11 mm,不具采粉器官,主要职责是参与后代繁衍与雌蜂交尾[26,27]。油茶地蜂于每年的10月开始羽化出巢,一般雄性蜂会比雌蜂早出巢2~3 d,故雌蜂在出巢当天即可与雄性蜂进行交尾,雄蜂在与雌蜂交尾后数日后死亡,成功交尾后的雌蜂就近选址筑巢,并开始采粉采蜜繁衍后代[28]。油茶地蜂喜欢在少杂质裸露或被浅草的松软红壤地带营巢,巢穴上空植物的郁闭度低且分布呈一定聚集性,故而在所在区形成多个巢穴群[29,30]。

2 油茶有效传粉蜂传粉特性与引放技术研究现状

2.1 有效传粉蜂传粉特性

(1) 大分舌蜂

大分舌蜂雌性个体参与主要采集工作,是油茶有效传粉承担者;雌蜂访花时主要分布于植物的中上部,由于油茶花朵较大雌蜂可直接落于花朵的花蕊上采粉,属典型的腹部触柱式传粉,访花敏捷,可连续跳跃式访花3~4朵[20,31]。大分舌蜂访花行为与当地气温及光照相关,气温高的晴好天气活动明显更活跃,访花频率也更高,可达10~17次,外出采集时间较长,从早上7:30直至傍晚17:00,一般中午11:30~14:00是大分舌蜂活动的高峰期,低温阴雨天气则很少出巢活动[11,32]。

(2) 油茶地蜂

油茶地蜂是油茶高效传粉昆虫之一。研究发现,油茶地蜂身体总的携粉数量平均可达(2 036±860) 粒[33]。油茶地蜂在访花时可连续随机性访花4~6朵,天气晴好的一天中油茶地蜂采集活动呈“双峰型”访花规律,但2个访花高峰出现的时间随外界气候温度及光照等因素而出现不同变化,一般2个访花高峰出现在12:00~13:00和15:00~16:00这2个时间段。油茶地蜂的采集时间较大分舌蜂短,一般上午9:30出巢,下午16:30就基本回巢,每天进出巢次数较大分舌蜂少,一般只有1~5次,阴天和雨天不出巢,出巢后如突遇阴天便匍匐于原地[33,34]。

2.2 引放技术研究现状

(1) 打孔引放

20世纪80年代,陈鼎源等从野外捕捉油茶地蜂和大分舌蜂,在夜间无光照环境中打孔引放于当地油茶林里,选址时应选择土地疏松适宜其营巢的区域,每孔放一头雌蜂并用碎土堵住洞口,第二天洞口出现细土堆即表明引放成功[35]。后期研究发现,选取刚出洞已交尾的雌蜂进行引放可以极大地提高引放成功率,且引放油茶地蜂或大分舌蜂后油茶的坐果率以及结实率均显著提高[35-37]。

(2) 插花小罩法

在油茶林中选取土层深厚地段松土洒水,并用网罩罩于上方,网罩内放入一定食物,同时插上新鲜的蜜粉源植物油茶花花枝,选择傍晚时分放入油茶地蜂使其于特定地点繁殖产卵,实现定点引放,但这一类引放手段成功率不高[38,39]。

(3)人工巢穴引放法

人工巢穴技术是指人工制造蜂巢来诱集野生蜜蜂资源的一种方法,经常被用于收集和研究野生蜜蜂资源,肖忠优等以PVC管为材料结合人工巢穴技术实现了油茶地蜂的简易收集和引放[40]。先在准备引放的油茶林内挖好坑,坑底放一块铁片或玻璃片防止引放的地蜂继续往下挖洞,然后将准备好的PVC管钻好30~100个小孔并竖直放入挖掘好的坑中,向空的PVC管中填入细土压实并洒水(第一次填土不必填满留5~10 cm),水干后继续向管中填土,填满压实,数日后即有地蜂在PVC管中集中营巢[40,41]。

3 展望

3.1 加强油茶传粉昆虫的挖掘与保护

随着油茶产业的发展,油茶传粉昆虫也受到重视,但目前油茶传粉昆虫的研究较为滞后,且不同地理位置的气候不同,导致传粉昆虫的种类及数量分布不同。因此,应当系统地调查挖掘不同区域的油茶传粉昆虫的种类及数量,从而挖掘更多油茶有效传粉昆虫。此外,大分舌蜂和油茶地蜂等本土野生蜂经过长期的自然演化与当地气候及环境互相选择与适应,食用油茶花粉和花蜜也不会出现中毒现象,是理想的油茶授粉昆虫。近年来,生态破坏等原因导致野生蜂群数总体呈下降趋势,使得原本为数不多的油茶传粉蜂日益减少,导致油茶传粉受到很大限制[8]。因此,目前必须重视对野生蜂类授粉昆虫保护,积极宣传野生蜂地下营巢习性等知识,防止油茶林内土地板结而不利于地蜂营巢,并减少农药的使用,在此基础上着重探索优良授粉昆虫资源的挖掘、保护、推广及引放技术的研究。

3.2 有效传粉昆虫的筛选和确定

目前,油茶传粉昆虫的筛选研究已有相关报道,访花昆虫并不都能进行有效传粉,且传粉效率必定存在一定差异。在调查传粉昆虫种类和数量的同时应该增加传粉效率的研究,包括访花频率、单次花粉移出率、单花停留时间以及连续访花数量等参数。此外,还可以观察传粉昆虫的形态构造,观察传粉昆虫是否有花粉刷、花粉篮等采粉器官,并调查传粉昆虫访花后所携带的花粉数量,从而筛选并确定优势传粉昆虫,为后续实现油茶有效传粉昆虫的人工饲养打好基础。

3.3 有效传粉昆虫的驯化及人工饲养

目前,关于大分舌蜂和油茶地蜂的生活史等生物学特性已有相关研究报道,但并未实现相关传粉昆虫的人工饲养,大分舌蜂及油茶地蜂巢室内的温湿度变化也尚未研究透彻,还不具备实现人工饲养的条件;因此,在前人研究基础上应当进一步研究虫室中幼虫生长温湿度等生长环境的变化,以及幼虫蜂粮的研究以期找到人工饲养地蜂幼虫的方法。只有在解决幼虫生长环境以及粮食的问题后才能实现地蜂幼虫的人工饲养。以期最终实现油茶主要授粉蜂的人工繁育形成成熟的规模化生产,从而解决油茶授粉限制难题,实现油茶高产。

国内有关油茶传粉昆虫的研究还属于起步阶段,随着油茶传粉昆虫生物学逐步深入的系统性研究,我国油茶产业发展中的“瓶颈”定会有所突破,实现油茶高产。

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