益智作为广东中蜂蜜源植物的试验分析

王华堂 赵红霞 夏晓珊 何春梅 张学锋

（1 广东省生物资源应用研究所 广东省动物保护与资源利用重点实验室 广东省野生动物保护与利用公共实验室，广州 510260； 2 广东省林业科学研究院 广东省森林培育与保护利用重点实验室，广州 510520； 3 湖南文理学院生命与环境科学学院，常德 415000）

花蜜是由植物蜜腺分泌出来的一种甜液，是植物提供给蜜蜂等传粉昆虫最重要的报酬之一[1]。蜜蜂离不开花，蜜蜂离不开蜜源植物，蜜源植物是蜜蜂赖以生存和发展所必需的生活资料[2]。中蜂为分布在我国境内东方蜜蜂的主要亚种，是在长期的进化发展过程中，自然界选择出的一种我国特有的蜜蜂[3]。在意蜂引入以前，中蜂是我国唯一饲养的蜜蜂品种。中蜂嗅觉灵敏，采集勤奋，适应性强，能善于利用小宗零星蜜源。在地形复杂、气候多变、早晚气温低、蜜源植物分散的山区均能繁衍不断，是意蜂不易做到的[4]。中蜂养殖还是山区精准扶贫的好项目，随着我国当前山区精准扶贫战略的全面实施，中蜂的养殖规模还有继续扩大的趋势[5]。然而，近年来随着我国工业经济快速发展的同时，生态环境也遭到了破坏，尤其是森林资源的破坏，直接影响了我国山区蜜源植物的数量和分布[6]。山区蜜源植物的减少，必然不利于中蜂养殖的发展，给中蜂养殖带来了极大的被动。因此，山区蜜源植物资源的合理开发利用已是当前摆在我国中蜂养殖发展上亟需解决的问题。

通常蜜源植物是指供蜜蜂采集花蜜和花粉的植物，它们是蜂农开展养蜂生产的前提[7]。益智Alpinia oxyphyllaMiq.是我国四大著名南药之一，为姜科山姜属植物，喜温暖、湿润气候，主产于海南和广东等地，常栽培于山区林下阴湿处[8]。据王英强等（2005）报道，益智的花期为每年的2月底至4月下旬，花期长，单个花序的花期通常为23～26 天，单花的花蜜分泌量为8.37～15.97 μl，花蜜中的含糖量为30.12%～32.83%；同时，据调查表明，益智的主要传粉昆虫为蜜蜂和木蜂[9]，是十分有潜力的山区候选蜜源植物。然而，目前仅海南等少数地区报道有商品益智蜂蜜的生产，而在其他益智分布地区极少有商品益智蜂蜜生产的报道[10]。

针对现有栽培益智资源作为山区蜜源植物利用不足的现状，本研究于2018～2019年间实地调查了广东茂名地区主栽益智居群的开花情况，花的形态特征，分析了益智花在不同时间段花蜜的分泌量及其花蜜糖的浓度，同时还观察了不同时间段中蜂对益智花的访花频次，以期为提高栽培益智资源作为广东山区中蜂养殖蜜源植物的利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查地点

野外调查工作，主要于2018年2月至2019年3月间在广东省高州市的广河益智种植专业合作社内进行，采用5点取样法，选取该合作社内的5个益智种植点作为本研究的实地调查地点，且所选取的每个益智种植点间距至少1km以上，种植点附近均有蜂农放养中蜂。

1.2 益智生物学与小花的形态特征测量

益智的开花生物学调查。在选取的5个种植点，每个点内随机选取10丛益智，调查每1丛益智中含有总株数。同时，在每个益智种植点内随机选取10个益智花序，采用游标卡尺分别测量单个花序的长度，并统计单个花序中含有的小花数量、单个花序在一天中小花的开花数量和单个花序中所有小花开放结束所需的天数。

益智小花的形态特征测量。在每个益智种植点内随机摘取益智小花30朵，采用游标卡尺分别测量每一朵益智小花的长度、宽度、花冠管的长度、花冠管的下直径、花冠管的上直径和内直径。其中，在测量益智小花的花冠管内直径时，先用剪刀将花冠管的中间部位剪断后再测量，每次测量至少重复3次以上。

1.3 益智花花蜜的分泌量和含糖量测定

益智花花蜜的分泌量测定。参照王英强等（2005）报道的方法并稍做改进。从每天7∶30～17∶30，每隔3 小时用Hirschmann定量毛细管（2 μl和5 μl）分别测量 15朵开花前套袋和不套袋益智小花的花蜜量。测量时，将定量毛细管轻轻与益智小花的雌蕊基部接触，不要伤及组织，沿着其雌蕊基部移动毛细管几周，直至不能吸上为止。

益智花花蜜的含糖量测定。将每次用定量毛细管采集所得到的花蜜，用专门的毛细管吸头吹出，收集于1.5 ml的Eppendorf离心管中待测。用离心管收集花蜜时，为防止水分蒸发，应迅速打开或关闭离心管盖。当离心管内收集的花蜜量达到300～600 μl后，采用手持折射仪直接测定花蜜的含糖量，每次测量至少重复3次以上。

1.4 中蜂对益智花的访花频次观察

在选取的5个益智种植点，每个点内随机选取3枝已开放的益智花序，连续观察3天，重复3次。从每天7∶30～16∶30，每隔3小时统计每30 分钟采集花蜜的中蜂数量。

1.5 数据分析

采用SPSS statistics 22.0软件对数据进行统计和分析处理，平均数据均以“平均值±标准误”（Mean± SE）的形式表示。显著性检验采用邓肯氏新复极差检验（P<0.05）并采用origin绘图软件作图。

表1 田间益智的开花情况调查

2 结果与分析

2.1 益智的田间开花情况

由表1可知，在调查的5个益智种植点内，每丛益智含有108.90±22.09至207.30±46.94株益智，单个益智花序的长度为117.86±7.62 mm至144.02±10.89 mm，单个益智花序中含有68.50±6.37 至84.20±8.76朵小花，当天开放的小花数量为4.6 0±0.6 0 至6.3 0±0.6 7 个，单个花序的开花期持续时间为25.90±0.69 天至28.30±0.65 天，且各种植点间均无显著差异。结果表明，本研究中所调查5个益智种植点内的益智居群生长均匀，开花整齐性好。

2.2 益智小花的形态特征

图1 益智小花的形态特征测量示意图

益智小花的形态特征测量见图1。其中，小花长度为26.50±0.39 mm，宽度为17.08±0.66 mm，花冠管长度为9.26±0.11 mm，花冠管的下直径为2.29±0.03 mm，花冠管的上直径为3.26±0.09 mm，花冠管的内直径为0.98±0.02 mm。据此，以每朵益智小花的花冠管长度和花冠管的内径测算，当其花冠管内充满花蜜时，其含有的花蜜量约为6.62～7.36 μl。

2.3 益智花花蜜的分泌量和含糖量

由图2可知，开花当天气温从7∶30开始不断升高，至14∶00达到最高温度，随后下降。套袋益智小花的花蜜分泌量随着时间变化而增加，7∶30的泌蜜量最低，为2.41±0.31 μl；在10∶30时，其花蜜分泌量达到高峰，为3.23±0.42 μl，随后稍有回落（图3）。可能原因是花蜜中的水分随着温度的升高而蒸发散失，致使花冠管中的花蜜量减少。不套袋益智小花的花蜜分泌量在7∶30～10∶30时间段内随着时间变化而增加，在10∶30～16∶30时间段内随着时间变化而迅速减少（图3）。在10∶30时，不套袋益智小花的花蜜分泌量为2.36±0.20 μl；在13∶30和16∶30时，不套袋益智小花的花蜜分泌量分别为1.72±0.17 μl和1.18±0.24 μl，均极显著少于套袋益智小花花冠管内的花蜜量（P<0.01），这主要可能因中蜂的采集活动而致使花冠管中的花蜜量减少。套袋和不套袋益智小花花蜜中的含糖量均随着时间变化而增加，7∶30时花蜜中的含糖量最低，套袋和不套袋益智小花花蜜中的含糖量分别为11.03±0.09%和11.63±0.24 %；16∶30时花蜜中的含糖量达到高峰，套袋和不套袋益智小花花蜜中的含糖量分别为13.57±0.23%和15.77±1.33%，但二者间均无显著性差异（图3）。

图2 温湿度变化

图3 益智小花的花蜜分泌量和含糖量变化

2.4 中蜂对益智花的访花频次观察

据观察，中蜂对益智花序进行访花时，一般在单朵小花上停留1～2 秒后，再连续访问同一花序上的数朵盛开之花。中蜂访花的目的主要是采集益智花蜜，极少见有花粉采集行为。在较温暖天气情况下（2019年3月11～13日，阴天或晴天，最高气温均>20℃），中蜂对益智花序的访花频率整体随着时间的变化而增加，下午17∶00后，中蜂的访花频率急剧下降。从早上7∶30开始即有少量的中蜂访花，访花频次为每30分钟每个花序1.60±0.52蜂次；上午11∶30时，中蜂对益智花序的访花频率为每30分钟每个花序8.13±1.34蜂次，极显著高于早上7∶30时的访花频率；访花的高峰期发生在下午13∶30～16∶30，每30分钟每个花序最高达12.27±0.98只蜂，显著高于上午11∶30时的访花频率，并维持在较高的水平（图4）。

图4 中蜂对益智小花的访花频率

3 结论与讨论

山区中蜂养殖既不占耕地又不和农作物争水争肥，主要依赖山区的蜜源植物，是投资少、获益大的事业[11]。按照所有权划分，山区蜜源植物包括山区天然野生蜜源植物和山区人工栽培蜜源植物。然而，近年来许多山区天然野生蜜源，如东北的椴树和南方丘陵的柃木，但凡交通便利的地方，都遭到大量的砍伐破坏[12]。因此，合理扩大山区人工蜜源植物的栽培面积和推广有效的高产蜜源植物种植品种，就成为了我国山区中蜂养殖经济发展的主要出路[12]。植物的分株数是植物营养生长的重要指标，也是生殖生长的重要基础，如水稻的分蘖数是水稻高产的基础[13]。本研究调查发现，当前在广东茂名地区主栽益智居群每丛含有157.82±14.63株，花序的长度为130.97±4.21 mm，单个花序中含有75.52±2.62朵小花，花序的长度和单个花序中含有小花的朵数均高于禹玉华等[14]和王英强等[9]所报道华南植物园中的益智居群。

花蜜作为植物对蜜蜂访花的回报，其分泌量明显受环境温度的影响[15]。从不同时段花蜜的累积量可以看出益智花蜜的分泌受到环境温度变化的影响，益智花蜜的分泌量高峰在10∶30，随后随着时间变化而回落，这与王英强等（2005）的测定结果相一致。然而，本次试验地区主栽益智居群花蜜的最高分泌量仅为3.23±0.42μl，且据每朵益智小花的花冠管长度和花冠管的内径测算，当其花冠管内充满花蜜时，其含有的花蜜量也仅约为6.62～7.36μl，均低于华南植物园中益智居群8.37～15.97μl的花蜜分泌量；花蜜的最高糖浓度仅为15.77±1.33%，同样也显著低于华南植物园中益智居群30.12%～32.83%的花蜜含糖量，表明这可能与两地栽培益智居群的遗传种质资源差异有关[9]。益智花花冠管的上直径为3.26±0.09 mm，内直径为0.98±0.02 mm，限定了中蜂的头部是不能深入花冠管内部采集花蜜的，仅能依赖于其吻部伸入花冠管内部进行花蜜的采集；花冠管的长度为9.26±0.11 mm，而广东中蜂的吻长为4.83～4.97 mm[16]，表明花蜜在花冠管内不倾斜流出的情况下，还将有很大体积的花蜜留存在花冠管内而无法被中蜂有效采集。因此，利用不同地区栽培益智居群遗传种质资源，进行杂交育种、诱变育种和生物技术育种等，对于选育含糖量、泌蜜量更高，花冠管长度更短的益智品种还将具有巨大潜力。

在天气较温暖情况下，中蜂对益智花序的访花高峰期发生在13∶30～16∶30，这与陈发军等（2015）报道中蜂在油菜上的访花行为[17]，以及罗文华等（2019）报道中蜂在黄沙白柚上的访花行为相似[18]。与有研究报道蜜蜂日活动规律有两个高峰不同，如申晋山等（2015）报道蜜蜂对苹果花的访花有两个高峰，即在上午11∶00～12∶00和下午15∶00～16∶00各有一个访花高峰期[19]。在本研究中，中蜂对益智花序的访花频率在上午无明显的访花高峰期，这可能与益智花蜜中糖浓度偏低有关。花蜜糖浓度是影响蜜蜂采集行为的重要因素，一般花蜜含糖量在8%以上时，蜜蜂才开始去采集；低于8%时，蜜蜂不去采集或积极性不高；当外界蜜源丰富，蜜蜂往往要等到含糖量达15%～20%以上才去采集[20]。本次试验地区主栽益智居群花蜜的糖浓度为11.03±0.09%至15.77±1.33%，花蜜中的含糖量总体偏低；花期为每年的2月底至4月，与该地区荔枝和龙眼等大宗蜜源植物的花期有所重叠。因此，糖浓度和外界其他蜜源植物的存在，也可能是影响中蜂对益智花访花频率的主要原因。当然，访花昆虫的活动还受其他多种因素影响，如光照、风以及食物资源均会影响访花昆虫的活动规律，不同日期访花格局差异很大，有关于其他环境因子如何影响中蜂对益智花的访花频率还有待进一步研究。