熊蜂授粉和蜜蜂授粉对设施番茄产量与品质的影响.pdf

第五届生物多样性保护与利用高新科学技术国际研讨会 熊蜂授粉和蜜蜂授粉对设施 番茄产量与品质的影响 E f f e c t so fb u m b l e b e ea n d 安建东 黄家兴吴杰 中国农业科学院蜜蜂研究所北京 1 0 0 0 9 3 o ny i e l da n df r u i tq u a l i t yo fg r e e n h o u s e t o m a t o A NJ i a n D o n g H U A N GJ i a X i n g W UJ i e I n s t i t u t eo fA p i c u l t u r a lR e s e a r c h C A A S B e i j i n g1 0 0 0 9 3 C h i n a A b s t r a c tUn l i k eh o n e y b e eA p i sm e l l i f e r a b u m b l e b e eB o m b u sf u c o r u mh a v ed i f f e r e n t p o l l i n a t i o nb e h a v i o ro ng r e e n h o u s et o m a t o T h e yh a v em o r ea b i l i t yt or e s i s tl o w e rt e m p e r a t u r ea n dl o w e ri l l u m i n a t i o n t h e i rw o r k i n gh o u r sp e rd a ya r el o n g e rt h a nh o n e y b e e S t h e yg a t h e rp o l l e nf r o mf l o w e r sb yv i b r a t i n gt h e i rw i n g sw h i l eh o n e y b e et o u c h i n gf l o w e r s w i t ht h e i rb o d y C o m p a r et ot h et r a d i t i o n a lm e t h o do ft r e a tf l o w e r s b y h o r m o n e h o n e y b e e Sp o l l i n a t i o ni m p r o v et h ef r u i tq u a l i t y b u tt h e r ei s n od i f f e r e n c eo ny i e l db e t w e e nt h e m T h ee f f e c to fb u m b l e b e e Sp o l l i n a t i o ni sm u c hm o r es i g n i f i c a n tt h a nt h et w o m e t h o d s i tn o to n l yi m p r o v et h ef r u i tq u a l i t y b u ta l s oi n c r e a s e st h ey i e l d t h ef r u i ts i z e a n dt h es e e dp e rf r u i t d e c r e a s e st h er a t eo fc a t f a c ef r u i t I naw o r d e f f e c to fh o n e y b e e p o l l i n a t i o ni sb e t t e rt h a nh o r m o n et r e a t m e n t S b u te f f e c t o fb u m b l e b e ep o l l i n a t i o ni st h e b e s ta m o n gt h r e em e t h o d s K e yw o r d sg r e e n h o u s et o m a t o p o l l i n a t i o n B o m b u sl u c o r u m A p i sm e l l i f e r a y i e l d f r u i tq u a l i t y 摘要在番茄温室内 熊蜂和蜜蜂的授粉习性不同 熊蜂的出巢温度低 日工作时 间长 趋光性差 主要采用振动方式授粉 蜜蜂的出巢温度高 日工作时间短 趋光 性强 主要采用接触方式授粉 与常规生产中采用的喷施激素方法相比 利用蜜蜂为 设施番茄授粉 可以改善果实品质 但在产量上和喷施激素方法没有区别 采用熊蜂 为设施番茄授粉 效果比蜜蜂更为显著 熊蜂授粉不仅可以改善番茄果实的营养品 质 而且还可以显著提高产量 降低畸形果的比率 果实大而充实 种子数量多 商 品性好 总之 对于设施番茄 蜜蜂授粉效果优于喷施激素处理 熊蜂授粉效果优于 蜜蜂授粉 关键词番茄 授粉 熊蜂 蜜蜂 产量 品质 设施番茄是我国主要设施蔬菜之一 在栽培面积上占有很大的比重 到2 0 0 2 年 农业结构调接重大技术研究专项项目 项目编号 0 5 0 5 0 2 A 通讯作者A u t h o rf o rc o r r e s p o n d e n c e E m a i l 塑t 坚d 蛆g Y 些 坐 塑 1 5 7 T h eF i f t hI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c e0 1 1B i o d i v e r s i t yC o n s e r v a t i o na n dU t i l z a t i o n 为止 我国各类设施番茄栽培面积近1 0 0 万公顷 占世界第一位 但我们不是设施番 茄生产的强国 在荷兰 以色列等农业发达国家 设施番茄的平均年产量高达4 0 0 0 0 千克 亩 个别离的可达5 0 0 0 0 千克 亩 而我们的产量仅为他们的1 4 1 3 差距 很大 究其原因 除了品种选育相对落后和冬冷夏热的气候因素外 配套技术研究比 较薄弱 智能化 标准化技术体系不够完善是我国设施番茄产量和品质低下 年利用 率不高的主要因素 J 授粉技术是设施番茄生产过程中的重要配套技术之一 过去 主要采用喷施座果 素 人工振动授粉等方式进行 这些方法虽有 定的效果 但都存在着不同的弊端 如喷施座果素在增加产量上较为理想 但果实品质差 更重要的是还会造成激素残 留 影响消费者的身体健康 这一方法在一些农业发达国家已被禁止 但在国内还普 遍使用 振动授粉需要每天定时操作 劳动强度大 而且还容易造成植物杆茎伤痕 引发病害感染 蜜蜂不喜欢番茄花朵所具有的特殊气味 在设施番茄生产上也较少应 用 2 0 世纪8 0 年代末 欧洲一些农业发达国家利用熊蜂为设施番茄等蔬菜授粉 在 增加产量和改善果实品质上 取得了理想的效果 他们认为熊蜂是设施茄果类蔬菜授 粉的最佳昆虫 此后近二十年来 在全球范围内掀起了设施农业应用熊蜂授粉的热 潮 2 安建东等人利用进口熊蜂为设施茄子和桃等授粉 也获得了很好的效 果 5 6 最近几年 我国在熊蜂的人工繁育方面取得较大的突破 本试验采用我国本土熊 蜂和蜜蜂为设施番茄授粉 旨在探明和国内普遍采用的喷施激素方法相比 这两种蜂 的授粉习性及其对设施番茄产量和品质的影响 1 材料和方法 1 1 试验园地 试验于2 0 0 4 年1 0 月 2 0 0 5 年4 月在北京市巨山绿色食品中心进行 温室类型 塑膜日光温室 结构为二四双层砖墙 墙厚0 6 m 高2 1 m 后坡仰角3 5 中脊高 度3 2 m 内跨6 6 m 长度8 0 m 前屋面为圆拱形钢架结构 塑膜上加盖一层由自动 卷铺系统控制的复合保温被 供试番茄品种为中杂1 2 号 由中国农业科学院蔬菜花 卉研究所提供 授粉熊蜂为明亮熊蜂 B o m b u sl u c o r u m 授粉蜜蜂为意大利蜜蜂 A p i sm e f f f 知r o 由中国农业科学院蜜蜂研究所提供 座果素为保果宁2 号 由北 京市植物保护站提供 1 2 田间管理 供试番茄属于越冬栽培 2 0 0 4 年1 0 月2 7 日定植 采用小高畦栽培方式 密度 1 0 0 c mx5 0 c m 5 0 c m 生长过程采用常规的水肥管理方法 用防虫网封上温室前屋 面的通风窗口 防止熊蜂和蜜蜂外逃 2 0 0 4 年1 1 月1 0 日番茄开始开花 在熊蜂试 验区内放入一箱熊蜂 巢门朝南挂于试验区中部墙壁 高度1 0 0 c m 左右 静置2 h 后 打开巢门 所有授粉工作均由熊蜂完成 在蜜蜂试验区内放入一箱蜜蜂 巢门朝南置 于试验区的中部 高度2 0 c m 左右 静置2 h 后打开巢门 所有授粉工作由蜜蜂完成 1S R 第五届生物多样性保护与利用高新科学技术国际研讨会 2 0 0 4 年1 2 月2 5 日 在两试验区内各换一箱新蜂群 开花期间如要喷洒农药 应在 前一天晚上关闭两蜂箱巢门 将蜂箱移至安全地带 打药第二天一早原位放回即可 在对照区内 开花期间隔天上午喷施一次座果素 2 0 0 5 年2 月8 日番茄打尖 授粉 结束 2 0 0 5 年1 月1 2 日开始采收 2 0 0 5 年4 月11 日采收完毕 1 3 设计与测定方法 将整个温室用防虫网分成三个试验区 熊蜂授粉区 蜜蜂授粉区和喷花对照 区 采用完全随机区组设计 在三个试验区内各选取6 个小区 小区面积l O m 2 试 验设置3 次重复 记录各小区的产量和畸形果率 于盛果期采集第二穗果的果实 测 定单果重 种子数 果实大小 可溶性固形物含量 V c 含量 总糖含量和总酸含量 可溶性固形物含量采用阿坝折射仪法 总糖和总酸含量采用滴定法 V c 含量采用碘 滴定法 2 结果与分析 2 1熊蜂和蜜蜂授粉习性的观察 熊蜂比蜜蜂的进化程度低 两种蜂的授粉习性明显不同 观察发现 在番茄温室 内 当温度达到7 1 7 时 熊蜂就会出巢试探性地飞翔 当温度达到8 3 3 时 就 可进行正常采集授粉 平均日工作时间为6 9 8 h 而蜜蜂的出巢温度为1 1 3 3 授 粉温度为1 2 8 3 平均日工作时间为5 0 5 h 熊蜂和蜜蜂在出巢温度 授粉温度和 日工作时间上存在显著差异 说明熊蜂比较耐寒 在较低温度环境下能够较好完成授 粉任务 熊蜂平均每分钟访花1 3 3 3 朵 蜜蜂平均每分钟访花9 3 3 朵 在授粉过程 中 熊蜂通常先用前足抓住番茄花朵的花冠管 然后振动翅膀 发出 嗡嗡 的声 音 使成熟花粉粒释放出来 落在雌蕊的柱头上完成受精 部分释放出来的花粉粒粘 附在熊蜂的绒毛上 在采集下一花朵时起到异花授粉的作用 蜜蜂则更喜欢采集花 蜜 通常在吸取花蜜的同时身体接触到花朵的雄蕊 将花粉粘附在浑身的绒毛上 在 蜜蜂采集下一朵花时起到授粉的作用 另外 蜜蜂的趋光性强 在温室内撞棚现象比 较严重 而熊蜂对于光照强度不是很敏感 很少发生撞棚现象 表1 熊蜂和蜜蜂在设施番茄上的授粉习性 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 0 5 不同大写字母表示差异极显著 P 0 0 1 1 5 9 T h eF i f t hI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nB i o d i v e r s i t yC o n s e r v a t i o na n dU t i l z a t i o n 2 2熊蜂和蜜蜂授粉对设施番茄产量与品质的影响 表2 熊蜂 蜜蜂授粉对设施番茄产量 畸形果率和单果重的影响 h i工m 小区产量 折合产量畸形果率单果重 k g l O m 2 k g 6 6 7 m 2 g 果 熊蜂授粉5 3 4 5 3 1 8a A3 5 6 5 1 27 4 7 o 4 2aA 2 0 3 2 0 4 5 1 3aA 蜜蜂授粉3 9 2 8 1 9 3 b B 2 6 1 9 9 81 1 6 7 0 7 1bA1 6 7 9 0 3 2 0bB 喷花 C K 3 9 7 2 2 8 5 bB2 6 4 9 3 2 1 9 9 34 2 6 4cA1 5 4 2 0 士6 0 7cB 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 0 5 不同大写字母表示差异极显著 P 0 0 1 表3 熊蜂 蜜蜂授粉对设施番茄果实种子数和果实大小的影响 注 不同小写字母表示差异显著 P 0 0 5 不同大写字母表示差异极显著 P O 0 1 表2 表明 熊蜂组番茄的折合产量达3 5 6 5 1 2 k g 6 6 7 m 2 与蜜蜂组和对照组相比分 别增加了3 6 0 7 和3 4 5 7 差异极显著 而蜜蜂组和对照组在产量上相差无几 在 三组之间 熊蜂组果实的畸形果率最低 为7 4 7 比蜜蜂组和对照组分别下降了 5 6 2 2 和1 6 6 8 0 而且 熊蜂组果实的单果重也明显大于蜜蜂组和对照组 单果重 达2 0 3 2 0 9 从表3 可以看出 在果实种子数上 熊蜂组和蜜蜂组均明显高于对照组 且熊蜂组最高 每果达3 1 6 1 7 粒 比蜜蜂组和对照组分别增加了6 7 0 8 和6 3 5 7 9 在果实大小方面 除了蜜蜂组的果径小于熊蜂组外 其他各组之间差异不显著 结果表明 与国内常规生产中采用的喷施激素方法相比 采用蜜蜂为设施番茄授 粉 可使果实畸形果率降低 单果重和果实种子数增加 但对产量和果实大小没有影 响 但熊蜂的授粉效果更为显著 因为熊蜂授粉不仅可以降低畸形果的比率 果实明 显大于蜜蜂组和对照组 单果重和种子数更高 而且 熊蜂授粉可以显著提高产量 从表4 可以看出 与对照组相比 蜜蜂组和熊蜂组果实的固形物含量 总糖含量 和V c 含量均明显高于对照组 而且 果实风味也优于对照组 结果说明 与喷施激 素方法相比 利用熊蜂和蜜蜂为设施番茄授粉 均能改善番茄果实的营养品质 表4 熊蜂 蜜蜂授粉对设施番茄果实营养品质的影响 竺竺翌主二 羔量篁篁 墨 熊蜂4 7 34 0 2 9aA1 6 2 7 0 7 1aA2 6 74 0 0 8aA0 3 94 0 0 2aA6 9 54 0 5 4aA 蜜蜂4 3 7 0 3 1 aA1 5 5 0 0 6 0aA2 5 44 0 0 8a bA0 4 04 0 0 6aA6 6 14 1 0 6a bA B 喷花3 8 3 4 0 2 2bA1 1 3 3 0 5 1bB2 0 3 0 2 6bA0 4 l4 0 0 4aA4 9 0 4 0 1 4b B 注 不同小写字母表示差异显著 P O 0 5 不同大写字母表示差异极显著 P 0 0 1 1 6 0 第五届生物多样性保护与利用高颓科学技术国际研讨会 3 小结与讨论 熊蜂和蜜蜂的授粉习性不同 在番茄温室内 熊蜂的出巢温度低 日工作时间长 趋光性差 主要采用振动方式授粉 蜜蜂的出巢温度高 日工作时间短 趋光性强 主 要采用接触方式授粉 与常规生产中采用的喷施激素方法相比 利用蜜蜂为设施番茄授 粉 也能改善果实品质 但在产量上和喷施激素方法没有区别 采用熊蜂为设施番茄授 粉 效果比蜜蜂更为显著 因为熊蜂授粉不仅可以改善番茄果实的营养品质 而且还可 以显著提高产量 降低畸形果的比率 果实大 重量高 种子数量多 总之 对于设施 番茄 蜜蜂授粉效果优于喷施激素处理 熊蜂授粉效果优于蜜蜂授粉 蜜蜂和熊蜂授粉的效果好于激素处理 这是因为激素处理是通过化学物质刺激子 房发育 果实发育没有经过正常的受精过程 所以 果实品质差 畸形果率高 种子 数量少 而蜜蜂和熊蜂对于花粉具有很强的辨别能力 能在番茄花粉成熟最佳的时候 进行适时授粉 果实经过正常的受精和发育 所以 果实大且营养品质高 畸形果率 低 种子数量多 对于设施番茄 熊蜂的授粉效果优于蜜蜂 原因可能有三个 一是熊蜂的进化程 度低 趋光性差 在温室内比蜜蜂更为适应 二是熊蜂比蜜蜂耐寒 它的出巢温度 低 日工作时间长 三是授粉方式不同 蜜蜂主要为接触性授粉 而熊蜂主要靠翅膀 的震动促进花粉的释放 熊蜂个体大 声震大 有利于花粉的释放 而且熊蜂体表密 布绒毛 更加有利于花粉的粘附和传播 熊蜂和蜜蜂为设施番茄授粉的机理还有待进 一步的研究 参考文献 l W a n gS o n g t a o 2 0 0 4 M a n u f a c t o r ya g r i c u l t u r ei st h es y m b o lo fm o d e r na g r i c u l t u r e G r e e n h o u s eH o r t i c u I t u r e 1 1 2 1 5 王松涛 2 0 0 4 工厂化农业是现代化农业的重要标志 温室园艺 1 1 2 1 5 2 D o g t e r o mM H M a t t e o n iJ A P l o w r i g h tR C 1 9 9 8 P o l l i n a t i o no fg r e e n h o u s et o m a t o e sb y t h eN o r t h A m e r i c a nB o m b 獬v o s n e s e n s k i i H y m e n o p t e m A r a a 丑e J o u r n a lo fE c o n o m i cE n t o m o l o g y 1 9 9 1 7 1 7 5 3M o r a n d i nL A K e v a nP G L a v e r t yT M 2 0 0 1 E f f e c to fb u m b l e b e e H y m e n o p t e r a A p i d a e p o l l i n a t i o ni n t e n s i t yo nt h eq u a l i t yo fg r e e n h o u s et o m a t o e s J o u r n a lo fE c o n o m i cE n t o m o l o g y 1 9 9 4 1 1 7 2