網室內蜜蜂授粉和壁蜂授粉對棉花不育系的影響

吳翠翠，夏 芝，侯保國，曹彩榮

（山西省農業科學院棉花研究所，棉花種質資源利用與分子設計育種山西省重點實驗室，山西運城044000）

昆蟲傳粉對于蟲媒農作物生產具有重要作用[1]。世界上75%的主要農作物生產都依賴于動物傳粉[2]。目前，生產上應用最多的傳粉昆蟲主要有蜜蜂、壁蜂、熊蜂等，均屬于蜜蜂總科。蜜蜂主要用于授粉的果樹有香梨[3]、柑橘[4]、蘋果[5]、扁桃[6]、獼猴桃[7]、荔枝[8]、棗[9]等，研究的作物有向日葵[10]、棉花[11]、油菜[12]、蕎麥[13]、苜蓿[14]等。而蜜蜂在早春低溫條件下，活動能力較差，因此，壁蜂可以取代蜜蜂進行授粉，壁蜂授粉的特點是耐低溫、訪花速度快、授粉效果較好、價格低廉、管理簡便等優點，現已應用于桃[15]、櫻桃[16]、蘋果[17]、沙田柚[18]、青花菜[19]、小油菜[20]等。隨著勞務費的增長，棉花制種的成本也隨之上漲，嚴重阻礙了三系雜交棉的推廣種植。將蜜蜂和壁蜂引入棉花不育系授粉中，可以大幅降低制種成本，對于棉花三系雜交制種具有重要的意義。

本研究用蜜蜂和壁蜂進行棉花不育系網室內制種，比較2種蜂在棉花不育系授粉后農藝性狀、考種、產量等方面的差異，旨在選出更好應用于棉花不育系授粉的蜂和相應管理措施的改進。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 蜜蜂和壁蜂 蜜蜂為意大利蜜蜂（Apis mellifera Ligustica Spinola），為運城當地蜂農飼養。每箱蜂內放6個巢脾，約3 000～4 000只蜜蜂。壁蜂購買于山東煙臺益晟花巢管有限公司。

1.1.2 棉花 供試棉花材料為山西省農業科學院棉花研究所中熟棉課題組培育的6個不育系，分別為56-1A，56-2A，56-3A，56-4A，56-5A和56-6A，晉棉56號作為保持系。其中，保持系為父本，花粉正常發育；不育系為母本，花藥敗育，完全無花粉。

1.2 方法

1.2.1 棉花種植 保持系和不育系的種植比例為1∶2，密度為6萬株 /hm2，行距 66.7 cm，株距25 cm，3次重復。保持系和不育系相間種植，第2，5，8行為保持系，第 1，3，4，6，7，9 行為不育系。2016 年將棉花親本種植在山西省農業科學院棉花研究所牛家凹農場網室內，網室長56 m、寬6 m，總面積為336 m2，網室四周用0.42 mm的尼龍網布隔嚴。

1.2.2 放蜂 在保持系進入初花期（6月下旬），早晨在網室中部進行放蜂，蜜蜂蜂箱放置在距離地面約30 cm高，底部可以用磚頭壘砌，巢門前設置喂水器，每天更換1次清水，至授粉結束（8月上旬）。壁蜂蜂箱放置于離地面約70 cm左右的架子上，箱口朝西南方向，蜂巢管分為黃、紅、綠三色，傍晚進行放蜂，在7月3日、7月16日和7月27日放蜂3次。

1.2.3 測量與考種 9月上旬對蜜蜂和壁蜂授粉的第 1，3，4，6，7，9 行的不育系進行農藝性狀的調查，并在每個重復收30鈴進行考種。全部開花后采收一次，進行測產。

2 結果與分析

2.1 蜜蜂授粉和壁蜂授粉的棉花農藝性狀比較

2.1.1 果枝數 由圖1可知，蜜蜂授粉僅在第6行比壁蜂授粉的果枝數多，壁蜂授粉在其余行中較蜜蜂授粉的果枝數多。壁蜂果枝數在第9行最多，為12.5個，蜜蜂在第7行最多，為10.8個。

2.1.2 空果枝數 從圖2可以看出，壁蜂授粉的空果枝數均高于蜜蜂授粉。壁蜂授粉最高空果枝數為3.4個，最低為2.2個；而蜜蜂授粉最高為2.6個，最低僅為0.7個。

2.1.3 鈴數 由圖3可知，蜜蜂授粉鈴數均值最高在第9行，為21.1個，壁蜂授粉最高在第4行，為15.2個?？傊?，蜜蜂授粉的鈴數高于壁蜂授粉的鈴數。

從圖4可以看出，蜜蜂授粉在第9行鈴數最多，為14.4個，而壁蜂授粉在第4行的鈴數最多，為9.8個。壁蜂授粉僅在第4行的1～4果枝鈴數高于蜜蜂授粉，其余行數都是蜜蜂授粉高于壁蜂授粉。

5～8果枝的鈴數相比較，蜜蜂授粉在第1，6，7，9行多于壁蜂授粉，壁蜂授粉在第4行高于蜜蜂授粉，在第3行二者一致（圖5）。

從圖6可以看出，蜜蜂和壁蜂授粉的9～12果枝鈴數的分布基本一致，壁蜂授粉在第9行鈴數為3.2個，高于蜜蜂授粉的1.6個。整體上9～12果枝鈴數，蜜蜂授粉高于壁蜂授粉。

從圖7可以看出，蜜蜂授粉在1～4果枝是兩邊鈴數較高，第9行明顯高于其他行數，且1～4果枝鈴數高于5～8果枝和9～12果枝的鈴數。5～8果枝鈴數為4.0～6.0個，各行鈴數之間差異較小。9～12果枝鈴數為0～2.0個，各行鈴數差異最小。蜜蜂授粉在1～4果枝的鈴數＞5～8果枝的鈴數＞9～12果枝的鈴數，1～4果枝鈴數除第9行以外，其余行數的鈴數差異基本不大，而與9～12果枝鈴數的差異較大，說明蜜蜂授粉在下部及中部的授粉基本相同，而在上部有所減少。

從圖 8可以看出，壁蜂授粉在 1～4，5～8，9～12果枝鈴數的趨向基本一致，除了1～4果枝鈴數的第4行明顯高于其他行數的鈴數之外。壁蜂的5～8果枝鈴數與1～4果枝鈴數的差異也小于5～8果枝鈴數與9～12果枝鈴數的差異。壁蜂授粉同蜜蜂授粉一樣，在上部的鈴數最少。

2.2 蜜蜂授粉和壁蜂授粉棉花考種比較

2.2.1 鈴質量 從圖9可以看出，蜜蜂授粉和壁蜂授粉鈴質量差異很小，蜜蜂授粉鈴質量為4.7～6.1 g，最大鈴質量與最小鈴質量相差1.4 g；壁蜂授粉鈴質量為5.2～5.7 g，最大鈴質量與最小鈴質量相差0.5 g。壁蜂授粉鈴質量的浮動范圍較小，蜜蜂相對較大。

2.2.2 衣分 從圖10可以看出，蜜蜂授粉和壁蜂授粉衣分差異最大的是第9行，壁蜂授粉較大，為37.1%，而蜜蜂授粉為33.4%，相差3.7百分點。蜜蜂授粉衣分在第6行最高，為36.4%，最低是第1，3行，均為32.2%。蜜蜂授粉衣分最大與最小之間相差3百分點，壁蜂授粉衣分最大與最小之間相差4.9百分點。

2.2.3 不孕率 不孕率反映發育較差的棉籽比率，蜜蜂的不孕率除在第4行明顯高于壁蜂授粉，第3行稍高于壁蜂授粉之外，其余均為壁蜂授粉的不孕率大于蜜蜂授粉。在第6行，壁蜂授粉的不孕率達到了41.0%，壁蜂授粉不孕率最小的是第4行，為17.8%。蜜蜂授粉不孕率最高為36.0%，最低達到了11.9%（圖11）。

2.2.4 制種產量 從圖12可以看出，蜜蜂授粉每公頃制種產量明顯高于壁蜂授粉。蜜蜂授粉種子產量最高的是第7行，為1 360.4 kg/hm2，最低的是第3行，為858.4 kg/hm2。壁蜂授粉的種子產量明顯較低，產量最高的是第4行，為748.0 kg/hm2，最低僅為373.4 kg/hm2。

3 結論與討論

從空果枝數可以發現，壁蜂的空果枝數比較高，而蜜蜂的空果枝數比較低。說明壁蜂在授粉期間有個別果枝由于某些原因沒能成鈴?？展档男纬芍饕且韵略蛟斐傻模菏紫?，授粉期間由于天氣炎熱，蚜蟲等害蟲蔓延速度快，因此，需要噴灑農藥防治，在此期間，蜜蜂和壁蜂均無法授粉，這是造成空果枝數的主要因素。其次，在花鈴期，肥水跟不上會造成蕾鈴脫落，空果枝數增加。壁蜂授粉網室里面紅蜘蛛較多，加上澆水沒有及時跟上，造成了空果枝數較大。還有，壁蜂在放蜂后在第3天開始授粉工作，蜜蜂則在當天早上放蜂之后開始授粉，因此，同一天放蜂，壁蜂授粉要比蜜蜂授粉時間上晚1～2 d。

鈴數中，蜜蜂授粉在第1，9行遠大于壁蜂授粉，說明蜜蜂在邊行的授粉效果較好，與蜜蜂飛翔的習性有關。據觀察，蜜蜂在邊行和網室的門口數量明顯多于棉田內部。而壁蜂授粉則是無規律可循的，也與壁蜂的飛翔習性有很大關系。

分析1～4，5～8，9～12果枝的鈴數分布可知，蜜蜂授粉和壁蜂授粉在1～4果枝鈴數＞5～8果枝鈴數＞9～12果枝鈴數。說明在1～4果枝的時候蜜蜂和壁蜂授粉效果最好，而在棉花的中部即5～8果枝的鈴數下降，原因是噴灑農藥，授粉中止幾天，且此時是盛花期，從而嚴重影響5～8果枝的成鈴。9～12果枝的鈴數形成在7月下旬，花量減少，成鈴少。

壁蜂授粉鈴質量的浮動范圍小于蜜蜂授粉鈴質量的浮動，說明壁蜂授粉無選擇性，基本可以均勻授粉。

蜜蜂授粉衣分最高為36.4%，而壁蜂授粉可達37.1%，說明蜜蜂和壁蜂授粉效果較好。但在第6行壁蜂的不孕率達到了41.0%，第4行蜜蜂的不孕率達到了36.0%，說明在各品種之間蜜蜂和壁蜂授粉是有差異的。

從制種產量分析可知，蜜蜂授粉的產量遠高于壁蜂授粉，主要是由于網室內害蟲的影響在盛花期噴藥，造成授粉中止，產量降低。

各項數據表明，蜜蜂授粉和壁蜂授粉在種子的鈴數、鈴質量、衣分等方面可以達到制種的要求（與人工授粉相比較），制種產量也較人工授粉高。如何更高效的制種可以從以下幾個方面進行改進。首先，棉花的開花分為初花期、盛花期和末花期，初花期前5～7 d要徹底殺蟲除菌，并時刻關注蚜蟲、盲蝽蟓等的危害，噴灑藥物盡量避開盛花期。因盛花期一天一株棉花上開花2～4個不等，有時更多，所以，盛花期盡量堅持授粉。但也要時刻觀察，不能讓蚜蟲等發生嚴重，這樣也會對產量造成影響。其次，在肥水的管理上要跟上?；ㄢ徠谝皶r澆水、施肥。這樣已經成鈴的就不會造成脫落，影響鈴質量和產量等。