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熊蜂授粉技术在西兰花杂交制种上的应用

花匠小妙招
2024-11-25 00:29

引用本文

檀国印, 高旭, 朱长志, 章红运, 何道根. 熊蜂授粉技术在西兰花杂交制种上的应用[J]. 浙江农业科学, 2020,61(5):917-919
[J]. ZHEJIANG NONGYE KEXUE,2020,61(5): 917-919

doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20200534
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《浙江农业科学》编辑部所有

1.台州市农业科学研究院蔬菜研究所,浙江临海 317000

2.浙江勿忘农种业股份有限公司,浙江杭州 310020

何道根,E-mail:daogenhe@163.com。

作者简介:檀国印,男,安徽池州人,农艺师,从事青花菜育种研究工作,E-mail:523078384@qq.com。

基金项目:

浙江省农业新品种选育重大科技专项(2016C02051-5-2)

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台州市重点科技创新团队项目(2014-1)

熊蜂是一类重要的传粉昆虫, 早在20世纪40年代, 欧美国家己开始熊蜂的人工应用研究, 但直到20世纪80年代, 熊蜂才被广泛用于农业生产。熊蜂是多种虫媒植物, 特别是豆科、茄科及一些濒危植物的重要授粉者。研究表明, 熊蜂具有独特的形态特征和生物学特性, 利用熊蜂为设施作物授粉, 不但可提高产量, 改善果实品质, 减少畸形果率, 缩短果实成熟期, 还可以解决应用化学激素的使用而带来的污染问题[1]。

西兰花为十字花科芸薹属植物, 其食用部分为绿色幼嫩的花茎和花蕾, 营养丰富。目前西兰花在生产上广泛采用雄性不育杂交制种, 需要通过蜜蜂传播花粉。采用熊蜂在作物上制种已在白菜、黄瓜、番茄、草莓等作物上报道[2, 3, 4, 5], 但其在温室西兰花雄性不育杂交制种上则鲜见报道。本文介绍了蜜蜂种类和熊蜂数量对西兰花制种的影响, 以及熊蜂的授粉优势和授粉管理技术, 旨在为提高西兰花雄性不育杂交制种的产量和质量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以台州市农业科学研究院蔬菜所西兰花课题组选育的台绿1号的父、母本为研究对象, 试验设在本院试验基地。

1.2 方法

1.2.1 蜜蜂种类试验

西兰花杂交制种需要蜜蜂辅助授粉才能结籽收获种子, 不同的蜜蜂有不同的生活和授粉习性, 选择哪种蜜蜂授粉是设施西兰花高产杂交制种的关键技术之一。试验根据蜜蜂种类设土蜂、熊蜂和意蜂, 3个处理, 4个重复, 随机区组排列。每个小拱棚1个处理, 面积320 m2。土蜂每小棚1桶, 熊蜂每小棚2箱, 意蜂每小棚1箱。土蜂为农户饲养, 用圆桶装。选取蜂量多、无病虫害、活力强的土蜂进行试验。熊蜂为北京市农林科学研究院信息所生产, 意蜂为平湖云飞蜜蜂授粉专业合作社生产。栽植方式为父母本按2:1配植, 每畦3列, 中间为母本, 两侧为父本。父本分2期播种定植, 定植后田间统一管理, 待植株初花期时放入熊蜂。

1.2.2 熊蜂数量试验

通过观察熊蜂的数量与西兰花杂交制种产量的关系, 确定每667 m2需要的熊蜂箱数, 以降低成本。试验设熊蜂1箱和熊蜂2箱两个处理, 每处理10个小区, 每个小拱棚为1个小区, 面积为320 m2, 两处理间隔排列。栽植方式为父母本按2:1配植, 每畦3列, 中间为母本, 两侧为父本, 父本分2期播种定植, 定植后田间统一管理, 待植株初花期时放入熊蜂。

1.3 数据统计与分析

待种子成熟时, 每小区选取10株考察单株有效荚数、每荚粒数及单株产量。利用Excel 2010软件进行数据统计, DPS 7.0统计分析软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 蜜蜂种类对西兰花杂交制种的影响

由表1可知, 熊蜂的授粉效果较好, 其单株有效荚数、每荚粒数、单株产量和667 m2产量极显著优于土蜂和意蜂。虽然成本较高, 但产量带来的效益增加几倍。通过田间试验发现, 由于土蜂和意蜂的进化程度高于熊蜂, 趋光性较强, 初次飞入时冲撞薄膜而导致大量死亡; 另外初花期花粉量不够, 还需要喂食糖水, 管理上比熊蜂要麻烦。

表1 蜜蜂种类对西兰花制种产量及产量性状的影响

2.2 熊蜂数量对西兰花制种的影响

试验结果(表2)表明, 2箱熊蜂的授粉效果比1箱效果好, 两者间单株有效荚数、每荚粒数、单株产量和产量均存在极显著差异。虽然2箱的成本增加1倍, 但产量提高39.2%, 提高的产量完全可以抵消成本, 而且效益增加几倍。

表2 熊蜂数量对西兰花杂交制种产量及产量性状的影响

2.3 熊蜂授粉的优点

熊蜂为膜翅目蜜蜂总科熊蜂族熊蜂亚科熊蜂属昆虫。全世界约有熊蜂种类250余种, 我国的熊蜂资源极其丰富, 约有110种[6, 7]。熊蜂主要取食植物的花粉和花蜜, 经过与植物的协同进化, 从外部形态到内部结构及生物学行为上都完全特化。近年研究结果表明, 红光熊蜂、明亮熊蜂、小熊熊蜂、火红熊蜂和密林熊蜂等种类的群势强大, 易于人工饲养, 具有重要的授粉利用价值[8]。目前商业化应用较多的是明亮熊蜂, 如科伯特(北京)农业有限公司、北京市农林科学院、山东丰登生物科技有限公司等单位商品化的熊蜂已经广泛用于蔬菜水果等农作物的授粉。

熊蜂为西兰花授粉具有以下优点:

采集力强。熊蜂个体较大, 体长约20 mm, 全身被覆长毛, 绒毛多, 飞行距离在5 km以上, 最远可飞行13 km, 对蜜源的利用较其他蜂更高效, 1次飞行最多可采集5 000朵花。

耐低温低光照。熊蜂日出授粉日落休息, 露水、气温、阴雨对熊蜂的工作时间没有多大影响, 特别是遇到阴冷天气, 熊蜂照常可以出巢采粉。

趋光性差。在温室内, 熊蜂不会像蜜蜂那样在初次飞行时冲撞塑料膜而导致死亡, 而是很顺利地在花上采集花粉。

采集专注。熊蜂的进化程度低, 对于新发现的蜜源不能像蜜蜂那样相互传递信息, 也就是说, 熊蜂能专心地在温室内采集授粉, 而不像蜜蜂那样到处乱飞, 甚至找到漏洞飞出温室采粉。

2.4 熊蜂授粉管理技术

为保证熊蜂的授粉时间和效果, 在熊蜂为西兰花授粉的应用过程中, 科学的管理技术非常重要, 如果操作不当, 就会使熊蜂授粉效果显著降低。

2.4.1 检查温室密闭

为保证制种纯度, 放蜂前需要检查温室的密闭情况, 在温室内通过挂网纱与外界环境进行隔离, 防止熊蜂飞进飞出。

2.4.2 放蜂技术

在开花前1周左右引进熊蜂, 一般于傍晚将熊蜂放入大棚, 置于大棚1/4和3/4处, 摆放在黑膜上出口处朝东南方向, 注意防晒、隔热、防湿、防蚂蚁, 静置30 min左右再打开出蜂口。放蜂时需要注意被蜜蜂蜇咬。

2.4.3 农药管理

在放入熊蜂前7~10 d和授粉期间禁止使用对熊蜂有害的农药, 无论是喷洒杀虫剂还是杀菌剂, 都可能对熊蜂的授粉效果产生不利影响。使用熊蜂进行授粉的温室中, 应当限制农药的使用, 积极倡导进行病虫害的绿色防治。如果必须使用化学农药, 需要提前将熊蜂收起来, 间隔一段时间再放出。

2.4.4 防止温度过高

熊蜂比较耐寒, 在低温条件下授粉效果较好, 当温室内温度高于8 ℃时, 即可出巢采集授粉。但当温度超过35 ℃时, 熊蜂则不再出巢, 而在蜂箱内振翅降温。所以在晴好天气的中午需要遮阳处理, 注意控制棚内温度, 避免阳光直射蜂箱巢门。

2.4.5 及时更换蜂群

在温室内, 熊蜂的授粉寿命约40 d, 对于分期播种和花期过长的西兰花处理, 需要根据花期情况及时更换蜂群。另外需要检查每箱熊蜂的质量, 对于不正常的蜂群也要及时更换, 保证授粉达到最佳效果。

2.4.6 授粉后管理

当花期全部结束后, 选择傍晚熊蜂回巢关闭巢门, 将蜂箱移出授粉棚。另外, 及时拔除父本, 防止种子混杂, 保持田间通风, 促进母本种荚生长、成熟。

3 小结

目前我国的西兰花种植面积逐年扩大, 分布范围广泛, 但品种依旧以日本和欧美进口为主。我国西兰花育种起步较晚, 国内几家育种单位和公司近年来在新品种选育上都取得较大进步, 选育的新品种品质逐渐提高, 已经可以逐步或部分替代国外品种[9, 10, 11]。台州市农业科学研究院自2003年着手开展西兰花新品种选育以来, 2011年审定了浙江省首个中晚熟品种台绿1号, 相继审定了早熟品种台绿2号、中熟偏迟品种台绿3号和晚熟品种台绿5号, 目前台绿系列西兰花新品种在全国各地已累计推广23 667 hm2[12, 13, 14, 15], 为西兰花种子国产化迈出了坚实的一步。新品种的大面积推广过程中一个很重要的门槛, 就是制种技术有没有获得突破, 种子的产量和纯度有没有跟上。本文在结合相关文献和个人实践经验的基础上, 介绍了熊蜂授粉技术在西兰花制种上的应用, 但不同品种与环境会有一定的差异, 制种工作者可根据具体情况而定。

(责任编辑:张瑞麟)

参考文献:

[1]王琦, 李江红. 熊蜂授粉技术在现代设施农业中的应用前景[J]. 中国蜂业, 2017, 68(12): 39-42.[本文引用:1][2]韩太利, 谭金霞. 熊蜂授粉在大白菜育种中的利用[J]. 中国蔬菜, 2013(15): 50-51.[本文引用:1][3]王凤贺, 刘娟, 徐希莲, 等. 雌雄两系黄瓜制种熊蜂授粉应用技术[J]. 蜜蜂杂志, 2016(2): 7-8.[本文引用:1][4]郑子南, 吴晓磊. 设施番茄熊蜂授粉试验研究[J]. 蔬菜, 2019(3): 18-21.[本文引用:1][5]李上星, 谭光仙, 杨建福, 等. 熊蜂授粉对草莓产量和品质的影响[J]. 长江蔬菜, 2016(2): 56-58.[本文引用:1][6]陈强, 徐希莲, 王凤贺. 熊蜂为植物授粉的行为适应性研究[J]. 北方园艺, 2010(3): 233-234.[本文引用:1][7]吴杰, 安建东, 李继莲, 等. 我国熊蜂的研究与应用[C]//中国养蜂学会蜜源与授粉专业委员会第七次学术研讨会会议论文. 2006: 124-136.[本文引用:1][8]李继莲, 彭文君, 吴杰. 明亮熊蜂和意大利蜜蜂为温室草莓的授粉行为比较观察[J]. 昆虫学报, 2006, 49(2): 342-348.[本文引用:1][9]王建升, 虞慧芳, 赵振卿, 等. 青花菜新品种浙青80的选育[J]. 长江蔬菜, 2019(8): 56-57.[本文引用:1][10]王建升, 虞慧芳, 赵振卿, 等. 晚熟青花菜新品种浙青95的选育[J]. 长江蔬菜, 2018(12): 56-58.[本文引用:1][11]刘莉莉, 江汉民, 单晓政, 等. 青花菜新品种‘领秀二号’的选育[J]. 中国瓜菜, 2018(8): 26-28.[本文引用:1][12]何道根, 何贤彪, 陈银龙, 等. 青花菜台绿1号的选育、特征特性及栽培技术[J]. 浙江农业科学, 2013(1): 24-25.[本文引用:1][13]何道根, 张志仙, 朱长志, 等. 青花菜台绿2号选育、特征特性及栽培技术[J]. 浙江农业科学, 2016(2): 164-165.[本文引用:1][14]何道根, 朱长志, 张志仙, 等. 青花菜台绿3号的选育、特征特性及栽培技术[J]. 浙江农业科学, 2017(2): 205-206.[本文引用:1][15]佚名. 晚熟、高产西兰花新品种台绿5号[J]. 浙江农业科学, 2019, 60(2): 348.[本文引用:1]