傳粉昆蟲訪花習性和為韭菜授粉作用

徐衡 李麗莉 盧增斌 董松 李文強 于毅 門興元

（山東省農業科學院植物保護研究所，濟南250100）

傳粉昆蟲訪花習性和為韭菜授粉作用

徐衡 李麗莉 盧增斌 董松 李文強 于毅 門興元

（山東省農業科學院植物保護研究所，濟南250100）

本文對韭菜田傳粉昆蟲訪花習性和韭菜授粉作用進行了研究。結果表明，意大利蜜蜂是白天訪問韭菜花的優勢昆蟲，每次訪花時間為57.13 s，每次訪問韭菜花序1.11個，是韭菜田白天最主要的授粉昆蟲，意大利蜜蜂授粉使韭菜花結籽率提高18.16%，顯著提高了韭菜種子產量。同時，其他昆蟲對韭菜花傳粉作用為64.63%，對于維持韭菜繁殖有重要作用。

韭菜；傳粉昆蟲；意大利蜜蜂；授粉；結籽率

韭菜（Allium Tuberosum），是百合科多年生草本植物[1]，為中國特有蔬菜，是深受人們喜愛的傳統蔬菜，韭菜的葉和花均作蔬菜食用，具有很高的營養價值和經濟價值。由于韭菜是雌雄同花且異花授粉植物，為典型蟲媒花，因此昆蟲對韭菜授粉及種子的形成具有關鍵性作用。

在顯花植物與昆蟲協同進化過程中，傳粉昆蟲是花粉從花的雄性結構運輸到雌性結構的載體。傳粉昆蟲在生態系統中發揮著關鍵的生態服務功能，對于維持植物多樣性和提高農業生產力至關重要。已知顯花植物85%是蟲媒授粉的，只有10%是風媒傳粉，5%是自花授粉，昆蟲傳粉增加了全球近1/3的糧食產量[2]，昆蟲在我國農業生產中傳粉服務價值為6000多億元，占農作物生產總經濟價值的50%以上[3]。韭菜花是錐型總苞包被的傘形花序，內有小花20～30朵。小花為兩性花，花冠白色，花被片6片，雄蕊6枚。雖然韭菜在我國已有三千多年的栽培歷史，其傳粉結籽依賴于蟲媒，但是哪些昆蟲為韭菜傳粉？傳粉增產作用如何？未見報道。為此，本文通過田間調查韭菜的昆蟲種類結構和昆蟲訪花行為，明確傳粉優勢昆蟲，并用罩網法評估了傳粉昆蟲的增產作用，為韭菜昆蟲授粉和韭菜高效生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

山東省聊城市茌平縣肖莊鎮，是我國北方韭菜的重要生產地。試驗地為4年生的繁種田，面積超過1公頃。在韭菜開花前，不施用任何殺蟲劑。

1.2 昆蟲調查方法

在2016年9月韭菜盛花期，采用5點隨機取樣的方法，每點1m2，用目測法、掃網法和黃板誘捕法，調查韭菜田節肢動物的種類和數量。

選擇用直接觀測法，在晴朗的天氣，在田間隨機選取5個樣點，每個樣點1m2，觀察簇盛開的韭菜花序上訪花的昆蟲，連續觀測15分鐘，記錄樣點內出現的昆蟲種類及其在花朵上停留的時間，以及每只昆蟲的停留期間訪問小花的數量。

1.3 昆蟲傳粉作用調查

在韭菜始花期，隨機選取5點，用80目的1m×1m× 1.5m（長×寬×高）尼龍網罩罩住韭菜，該網罩阻隔飛行訪花昆蟲，但是對底部爬行的節肢動物沒有阻隔作用。在每個網罩內，選取10個大小一致、處于花苞期的韭菜花序進行標記。同時在網罩外隨機5點取樣，每點1 m2，選取10個大小一致、處于花苞期的韭菜花序進行標記，作為對照。1個月后，去除籠罩，統計花序的結籽數和敗育數，計算結籽率。

2 結果與分析

2.1 韭菜田節肢動物群落的結構和優勢度

在韭菜園調查到節肢動物包括昆蟲綱和蛛形綱兩大類群，昆蟲綱包括8目（直翅目、雙翅目、鞘翅目、半翅目、鱗翅目、膜翅目、纓翅目、脈翅目）24種昆蟲，蛛形綱包括5種蜘蛛，合計29種昆蟲。其中，蛛形綱的優勢度為 22.83%，昆蟲綱中鞘翅目的優勢度最高為21.74%，雙翅目次之為18.48%，其他各目的優勢度均低于10%，其中直翅目最低位1.09%（圖1）。

圖1 韭菜田節肢動物群落各類群的優勢度

2.2 訪花昆蟲的種類和訪花行為

表1 1小時內訪花昆蟲的個體數和訪花時間

從表1看，訪問的韭菜花主要昆蟲有意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica Spinola）、 姬 蜂（Ichneunmonidae）、食蚜蠅（Syrphidae）、龜紋瓢蟲（Propylaea japonica Thunberg）等，1小時的時間內，四種訪花昆蟲的訪花個體數(F=142.29,df=3,P＜0.001)和訪問時間(F= 16.90,df=3,P＜0.001)均存在極顯著差異。其中，意大利蜜蜂的訪問個體數為43.20只，占訪花昆蟲總個體數的93.10%，顯著高于其他3種昆蟲的訪花個體數。1小時的時間內意大利蜜蜂的訪花時間為2559.30s，占所有昆蟲訪花時間的95.36%，顯著高于其他3種昆蟲，后三者間沒有顯著性差異。因此，單位時間內意大利蜜蜂的訪花個體數和訪花時間在所有訪花昆蟲中均占有絕對優勢，是白天韭菜的主要傳粉昆蟲。

表2 意大利蜜蜂的訪花行為

觀察了55只意大利蜜蜂的訪花行為，每只意大利蜜蜂平均每次訪花的時間57.13s，訪花時間變化很大，最短為5s，最長為252s，每次平均訪問1.11個花序，每分鐘每只意大利蜜蜂可以訪問1.17個花序。

2.3 飛行傳粉昆蟲對韭菜傳粉結實的作用

圖2 罩籠和不罩籠韭菜結籽率比較

由圖2可知，意大利蜜蜂等飛行昆蟲對韭菜的結籽率有非常顯著的影響作用，不罩籠韭菜結籽率為82.79%，顯著高于罩籠外韭菜結籽率64.63%（F=8.39，P=0.012），不罩籠的比罩籠的高18.16%。

3 討論

韭菜是典型的蟲媒傳粉植物，因此韭菜田的昆蟲等節肢動物對韭菜授粉極為重要。韭菜是百合科植物，具有特殊的揮發性氣味，能夠起到化感作用并對田間的昆蟲結構產生影響[4，5]，例如對有些昆蟲產生排斥和趨避作用[5，6]，也會對有些昆蟲產生吸引作用[7]。白天韭菜田觀察到的訪花昆蟲種類比較少，其中意大利蜜蜂的數量和訪花時間均處于絕對優勢，因此可以確定意大利蜜蜂是韭菜田花期白天授粉的昆蟲，韭菜氣味對其沒有排斥作用。本文對意大利蜜蜂的訪花習性進行了觀察，發現意大利蜜蜂每次訪花的時間為57.13s，這與每個韭菜花序上有20～30個小花有關，其每分鐘可以訪問1.17個花序，表明其有較高的訪花效率。罩籠隔絕了蜜蜂的傳粉作用，使韭菜結籽率降低了18.16%，表明意大利蜜蜂對韭菜結籽有明顯的傳粉作用。已經有研究表明，人工釋放蜜蜂可以增加作物產量，例如在為白蓮授粉的試驗中發現，蜜蜂授粉比無蜂授粉提高40～50%的結實率，白蓮增產達到23.83%[8]；枸杞利用蜜蜂授粉，坐果率平均提高12.90%，結果率平均提高25.74%，蜜蜂授粉能顯著提高枸杞產量[9]。因此，在韭菜花期人工釋放蜜蜂可以增加韭菜結籽數量和產量。

同時，研究中罩籠的處理中，避免了蜜蜂等飛行昆蟲的訪花，底部的爬行昆蟲可以進出，該處理區的韭菜結籽率仍然有64.63%，表明其他昆蟲對韭菜的傳粉作用超過了50%，對于韭菜的繁殖有非常重要的作用。Walker等（2011）研究了小型節肢動物對洋蔥潛在的傳粉作用，發現小型節肢動物的多樣性、豐度及其對農作物傳粉的貢獻，決定了其作為潛在傳粉者的價值[10]。本文調查韭菜花期田間節肢動物的群落，發現29種節肢動物，物種多樣性較高，其中蛛形綱和鞘翅目的昆蟲的優勢度最高，而蜜蜂等膜翅目昆蟲優勢度低于10%，各種節肢動物在傳粉中的作用還需要進一步研究。

本研究首次研究了韭菜田節肢動物的群落及其對韭菜授粉作用，發現意大利蜜蜂是白天訪問韭菜花的主要昆蟲，也是重要的授粉昆蟲，其對韭菜結籽增產作用為18.16%。

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[4]吳莉，陳文利.韭葉中化學成分的生物活性研究[J].化學與生物工程，2005，22(2):49-51．

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[7]薛明,袁林,徐曼琳.韭菜遲眼蕈蚊成蟲對揮發性物質的嗅覺反應及不同殺蟲劑的毒力比較 [J].農藥學學報，2002,4（2）：50-56.

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[10]Walker MK，Howlett BG，Wallace AR，et al．The diversity and abundance ofsmall arthropods in onion[J]，Allium cepa，seed crops，and their potential role in pollination[J]．Journal of Insect Science，2011，11(2):160－166．

Visiting characteristics of insect pollinators and its pollination function for Chinese chives

Xu Heng，Li Lili，Lu Zengbin，Dong Song，Li Wenqiang，Yu Yi，Men Xingyuan

（Institute of Plant Protection,Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100,China）

Behavior and pollination function of insect pollinators to Chinese chives（Allium Tuberosum）were studied.The results showed that Apis mellifera ligustica Spinola was the most dominant insect of visiting Chinese chive flowers and the most important pollinator in the daytime.Its visiting time lasted 57.13s in one visitation,and visited 1.11 flowers per time.Pollination of A.mellifera ligustica promoted 18.16%Chinese chive seed setting rate.Other insects also contributed 64.63%pollination,which was important to maintain the Chinese chive production.

Allium Tuberosum，Insect pollinators，Apis mellifera，ligustica Spinola,pollination，seed setting rate

山東省現代農業產業技術體系蜂產業創新團隊

門興元（1974－），男，研究員，從事生態學和昆蟲生態服務功能研究，E-mail:menxy2000@hotmail.com。