蜂类授粉对宛芝16 芝麻产量贡献的研究

刘 焱，谢富欣，王飞雪，张文菁，马文才

（南阳市农业科学院，河南 南阳 473083）

芝麻（Sesamum indicumL.）隶属胡麻科（Pedalia ceaie）胡麻属（Sesamum），具有较大的花冠和蜜腺，是传粉昆虫的主要访问对象，在自身没有花粉的情况下，昆虫异花传粉可以使芝麻相对结实率达到43.70%，芝麻传粉昆虫主要以蜜蜂、切叶蜂等为主［1-3］。宛芝16 芝麻花冠较大、颜色纯白、泌蜜量大，更能吸引授粉昆虫的访问。为了明确授粉昆虫，特别是蜂类授粉，对宛芝16 芝麻产量及制种的影响，合理安排制种区，开展了蜂类授粉对宛芝16 芝麻产量贡献的研究。

1 材料与方法

1.1 材料及试验地概况

试验所用品种为宛芝16。试验于南阳市农业科学院试验基地进行，该基地位于南阳市卧龙区，东经112°25′，北纬32°54′，海拔高度120 m，处于亚热带向暖温带的过渡地带，属典型的季风大陆半湿润气候，光热水资源丰富；土壤类型为黄褐土，肥力中上等，前茬作物为小麦，收获后立即犁耙地，并施三元素复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）375 kg/hm2，后旋耙2 次，再用木耙耙实。2017 年6 月10 日播种，6月14 日全苗，7 月1 日和7 月5 日间苗，7 月15 日定苗，密度150 000 株/hm2。9 月2 日收获，全生育期81 d。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 昆虫对宛芝16 产量形成的贡献率 共设3 个处理，每个处理3 次重复，每小区10 m2（2 m×5 m）。处理一为网帐覆盖隔离传粉昆虫；处理二为网帐半覆盖（只覆盖住植株顶部和底部，留下开花部位裸露以便昆虫访问），基本不能隔离传粉昆虫，但小区气候与处理一接近；处理三为对照，即不做任何处理，昆虫自然授粉。

1.2.2 蜂类在宛芝16 传粉昆虫中的比率 在上述试验地中，在地块中部区域，于盛花期，用细竹竿和红绳子标注2 m2的区域，在距红绳标注的区域2 m外处进行观察。每天7：30-18：00 对目标区域进行观测，每个小时观测10 min，记录昆虫访问数量和昆虫访问次数，并区分访问昆虫属类（蜂类、蛾类和蝶类），连续观测3 d。

2 结果与分析

2.1 传粉昆虫对宛芝16 产量形成的影响及贡献率

2.1.1 对照选择 根据前期研究，传粉昆虫的存在可以提高宛芝16 开花期授粉效率，增加单株有效蒴果数和每蒴粒数。在本试验中，由于考虑到网帐隔离带来的小气候条件对芝麻生长发育有一定的影响，故此增加了半封闭处理，半封闭处理的小区气候条件既与全封闭处理较为接近，又对传粉昆虫的影响较小。由表1 可知，半封闭处理和对照的各个测定指标存在一定差异；其中，单株有效蒴数较对照降低4.99%，每蒴粒数较对照降低1.24%，千粒重较对照降低0.94%，单株产量降低7.95%，产量较对照降低15.85%，表明网帐隔离的小气候条件对芝麻产量性状有一定影响。在本试验中，自然条件下的对照已经不能满足结果分析的需求，因此选取半封闭式处理小区作为传粉昆虫对宛芝16 产量形成的贡献率研究的对照。

2.1.2 无授粉昆虫情况下产量降低率 以半封闭处理为对照，在没有传粉昆虫存在的情况下，芝麻单株有效蒴数降低20.15%，每蒴粒数降低5.51%，千粒重降低6.37%，单株产量下降4.32%，产量下降6.06%（表1）。

表1 不同处理的产量性状分析

2.1.3 传粉昆虫贡献率 在传粉昆虫存在的情况下，芝麻单株有效蒴果数较没有传粉昆虫存在的条件下增加25.23%，每蒴粒数增加5.83%，千粒重增加6.80%，单株产量增加4.51%，小区产量增加6.45%。因此，可以认为传粉昆虫对芝麻的产量贡献率为6.45%，其中对单株有效蒴果数的贡献率为25.23%，对每蒴粒数的贡献率为5.83%，对千粒重的贡献率为6.80%，对单株产量的贡献率为4.51%（表2）。

表2 授粉昆虫对产量性状贡献率分析

2.2 芝麻盛花期授粉昆虫的访花行为观察

在宛芝16 盛花期选择天气晴朗无风或微风的3天进行传粉昆虫的访花行为观察，结果见表3。在7：30-17：30 的观测时间段内，传粉昆虫的访问数量在1～68 个/（h·m2），高峰时期出现在上午8：30-9：30和中午12：30-13：30，其中蜂类的访问数量在0～55个/（h·m2），蜂类平均占所有传粉昆虫的76.88%。传粉昆虫的访花次数为1～174 次/（h·m2），高峰时期出现在8：30-12：30，其中蜂类的访花次数在0～174 次/（h·m2），蜂类占所有传粉昆虫访花次数的85.99%。在所观察到的传粉昆虫中，蜂类的访问频率要高于其他昆虫，所有昆虫中的访问频率为2.46 次/个，而蜂类的访问频率为2.76 次/个，这表明蜂类是宛芝16主要的传粉昆虫，且访问次数和访问频率均较高。

表3 芝麻盛花期传粉昆虫访花行为观察结果

2.3 蜂类授粉对芝麻产量形成的贡献率

由表4 可知，昆虫授粉对芝麻的产量贡献率为6.45%，其中对单株有效蒴果数的贡献率为25.23%，对每蒴粒数的贡献率为5.83%，对千粒重的贡献率为6.80%，对单株产量的贡献率为4.51%。在昆虫的有效访问中，蜂类的访问次数占所有昆虫访问次数的85.99%。由此可知，蜂类对宛芝16 产量的贡献率为5.55%，对单株有效蒴果数的贡献率为21.70%，对每蒴粒数的贡献率为5.01%，对千粒重的贡献率为5.85%，对单株产量的贡献率为3.88%。

表4 蜂类授粉对产量的贡献率

3 讨论

芝麻作为蜜源作物之一，是许多传粉昆虫的访问对象［4］。本研究发现，传粉昆虫对芝麻的产量贡献率为6.45%，这与孙健等［5，6］研究结果相近，对单株有效蒴果数的贡献率为25.23%，对每蒴粒数的贡献率为5.83%，对千粒重的贡献率为6.80%，对单株产量的贡献率为4.51%。在传粉昆虫中，蜂类的访问次数占所有昆虫访问次数的85.99%，与吕伟等［4］研究结果一致。蜂类授粉对宛芝16 产量的贡献率为5.55%，这与孙建等［5，6］研究结果基本一致；蜂类授粉对单株有效蒴果数的贡献率为21.70%，对每蒴粒数的贡献率为5.01%，对千粒重的贡献率为5.85%，对单株产量的贡献率为3.88%，这与吕伟等［4］研究结果存在差异，可能与试验点的温湿度、降雨量、环境条件等因素有关。

试验中统计的蜂类包括蜜蜂、切叶蜂、熊蜂等多种蜂类昆虫，其中主要以蜜蜂和切叶蜂为主。一方面由于工作量和观测人员对蜂类品种的辨别存在技术上的不足，难以细化到具体蜂类，更难以辨别蜜蜂的品种；另一方面，蜂类的品种与周边人工饲养蜜蜂的品种和周边环境有直接关系，该研究只是对蜂类昆虫进行了大范围观测计数。

4 结论

蜂类对宛芝16 芝麻产量的贡献率为5.55%，其中对单株有效蒴果数的贡献率为21.70%，对每蒴粒数的贡献率为5.01%，对千粒重的贡献率为5.85%，对单株产量的贡献率为3.88%，该结果可为宛芝16规范性制种提供理论依据。