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植物與授粉昆蟲之間的密切關系,是在億萬年的進化過程中形成的。在長期進化過程中,植物和授粉昆蟲之間,互利互惠,協同進化。一方面,因為昆蟲的活動,植物完成了授粉,植物物種得以繁衍和進化;另一方面,植物分泌的花蜜、散出的花粉,逐漸成為授粉昆蟲的食物來源,花蜜也是植物給授粉昆蟲的“酬勞”。
授粉昆蟲作為生態系統的重要組成部分,是最重要的傳粉者。隨著設施農業的迅速發展,溫室作物授粉已經成為重要的農藝措施。現在,除了人們熟知的蜜蜂,熊蜂也實現了人工繁育,并迅速推廣應用于溫室作物授粉。
熊蜂是蜂的一種,隸屬于昆蟲綱、膜翅目、蜜蜂科、熊蜂屬,是溫室作物理想的授粉昆蟲。熊蜂全身被有絨毛,多數有彩色條紋,性情溫順,酷似熊貓類動物,故稱之為熊蜂。熊蜂在溫帶高海拔地區種類尤為豐富,是高山植物的主要傳粉者。熊蜂進化程度處于獨居蜂到高度社會性蜜蜂的中間階段,熊蜂終生以花蜜和花粉為食,
1.熊蜂的生活史 熊蜂在溫帶地區一般1年1代。冬季,蜂王在地下冬眠越冬;次年春季,伴隨早春植物開花,蜂王結束冬眠,采集花蜜,補充營養,尋找筑巢地點。桃花、櫻花、杏花都容易發現它們活動的身影。隨后,蜂王尋找地下的洞穴定居下來,蜂王獨自采集花粉、產卵,并開始飼養幼蟲。這個時期蜂王忙碌,自己筑巢、產卵、孵化、飼喂幼蟲,白天還要擠出時間出去采集花蜜、花粉。經過25天左右的精心飼喂,蜂王終于孵化出第一批工蜂,數量幾只到二十幾只。由于受營養、氣候等因素影響,工蜂出房的時間差別很大,有時工蜂要經過40多天才能出房,而且工蜂的個體大小差異很大。工蜂出房后,蜂群開始出現分工合作。蜂王在蜂巢內產卵、孵化,工蜂采集花蜜、花粉,擴大巢房,蜂群進入快速發展階段。第二批工蜂出房后,工蜂數量可達幾十至幾百只,不同品種之間差別很大。一般認為,工蜂數量超過60只,就可以用于溫室作物授粉。之后,蜂群出現新的蜂王與雄蜂。新蜂王可達幾十至上百只,雄蜂的數量一般會更多。之后,新蜂王和雄蜂出巢尋找配偶。蜂王交配后離開蜂巢,繼續采食花蜜,貯備足夠的脂肪,尋找地下洞穴準備越冬。老蜂王、工蜂和雄蜂陸續死亡,原來的蜂群崩解。第二年春季,蜂王再開始自己新的生活。
2.熊蜂與溫室授粉的優越性 ①熊蜂耐寒。熊蜂一般在8~10℃情況下就能正常授粉,而蜜蜂15℃以上才出巢采集。因此,冬季遇到陰天或是降雪天氣,蜜蜂不能飛翔,而熊蜂卻能正常授粉。冬季溫室放簾子后總有一小部分蜂留在花上來不及飛回去,溫室夜晚溫度較低,蜜蜂在低于8℃時就凍僵了,但熊蜂耐寒,早晨照常可以飛回去,繼續授粉。②熊蜂趨光性差。熊蜂在狹小的空間里比較適應,只要溫室中有花,就安心采集,不發生撞膜現象。蜜蜂在溫室中總會有一部分蜜蜂撞棚,往溫室外面飛。我們在藍莓溫室做授粉試驗時統計發現,平均每天超過100只蜜蜂撞膜死亡,數量是相當驚人的。在氣溫較高的中午,蜜蜂撞膜現象更為明顯。③熊蜂授粉的效率高。在藍莓溫室,蜜蜂每分鐘能采2~3朵花,而熊蜂能采12~13朵花,差異顯著。如果細心觀察會發現,熊蜂授粉效率高是因為熊蜂有聲震授粉的功能,它在花冠口下面通過翅膀的高頻振動,把花粉振落下來,快速收集花粉。④熊蜂應用范圍廣。與蜜蜂相比,熊蜂最大的優勢是可以為西紅柿、茄子、辣椒等茄科作物授粉。由于蜜蜂不采集西紅柿花粉,目前只能是人工蘸花或是噴灑促生長劑。應用植物生長促進劑的西紅柿不經過受精作物,缺少籽實,口感差。因此,使用熊蜂授粉,不但可以提高果蔬產量,還有利于食品安全。熊蜂目前主要用于溫室藍莓授粉,與蜜蜂相比,用熊蜂授粉的藍莓成熟較早。此外,草莓、桃、櫻桃、西瓜等溫室作物都適于熊蜂授粉。與人工授粉等傳統授粉方法相比,作物的平均產量提高15%~30%。
3.冬季溫室內熊蜂箱的擺放 一般將熊蜂授粉箱掛在溫室后墻上,距離地面1~1.2米,在蜂箱上面搭建遮陽板,防止日光直曬蜂箱。北方的冬季,溫室夜間溫度低、濕度大,最好同時做好保溫防潮措施,比如夜間給蜂箱加蓋透氣的薄棉被。熊蜂入溫室靜置半小時后,等蜂群安靜下來,再打開蜂箱巢門。最好是晚間放入溫室,蜂群安靜后打開巢門,第二天早晨溫室開簾子后,熊蜂就可以正常授粉了。
4.使用熊蜂授粉需要注意的問題 在棚室頂部的通風口及放風口用防蟲網封閉,以防熊蜂外逃。在作物開花數量達到20%左右時開始放置熊蜂進行授粉。應該準確預測花期,提前預訂熊蜂授粉。授粉適宜溫度10~30℃,溫度過高、過低都會導致畸形花的發生。溫度過低,熊蜂會有更多的工蜂參與保溫、孵化等工作;溫度過高,工蜂會采取振翅扇風的方式降溫,影響正常出勤。授粉適宜濕度為相對濕度50%~90%,濕度過高以及低光照會影響花的發育與花粉活力,也會影響授粉效果,因此,熊蜂授粉過程中要注意通風。在熊蜂的授粉期間不能使用農藥。如溫室中使用過農藥,需要在農藥的殘效期后再使用熊蜂。如果授粉期間必須使用農藥,等熊蜂回箱后把蜂箱移出溫室再施藥,2天后再放回原地。熊蜂授粉期間要避免強烈振動或敲擊蜂箱,以免被蟄。
5.熊蜂的更換與補充 熊蜂授粉面積與作物種類、開花多少等多種因素有關。一般來說,一箱熊蜂工蜂有80~100只,可以為1畝地溫室作物授粉,授粉時間可達4~7周。但授粉時間同樣會受溫室的溫度、濕度、花的種類等因素影響,因此要根據熊蜂訪花情況決定是否需要增加蜂群。比如藍莓花期較短,蜜、粉豐富,一般每畝溫室放1箱基本滿足授粉需要。西紅柿、草莓花蜜少,花期長,最好適當補充飼料并及時更換熊蜂。
基金項目:遼寧省大學生創新訓練項目(項目編號:201411779031)。
作者簡介:安城,男,在讀本科,主要從事熊蜂溫室授粉研究。
通訊作者:王星,Email:wangxing529@126.com。