王 颖 马兰婷 胥保华
(山东农业大学动物科技学院,泰安 271018)
蜜蜂营养需要研究的必要性及策略
王 颖 马兰婷 胥保华*
(山东农业大学动物科技学院,泰安 271018)
本文提出了蜜蜂营养需要的概念,对蜜蜂营养需要研究的必要性、应遵循的原则以及蜜蜂营养需要的类型、研究方法、衡量参数等方面进行了阐述,并对蜜蜂营养需要的研究策略进行了讨论。
蜜蜂;营养需要;必要性;策略
自然条件下,蜜蜂采集花粉、花蜜、无机盐和水等营养物质以满足其生存和繁殖需要[1];同时,蜜蜂作为一种重要的经济昆虫,还为人类提供丰富的蜂产品。养蜂生产过程中,贯穿着营养物质和能量在蜜蜂体内以及蜂产品形成过程中的代谢与转化。因此,蜜蜂与猪、鸡等动物一样,也存在营养需要。所谓蜜蜂营养需要,是指在适宜的环境条件下,蜜蜂维持正常生理活动、生长繁殖和保持最佳生产水平时,蜜蜂在某阶段或生产单位蜂产品对营养元素需要的最低限额。由于蜜蜂营养需要研究滞后,目前蜂农使用的蜜蜂饲料多凭经验配制,不但营养不全面,而且成本较高。蜜蜂饲料的生产需要科学的饲养标准作为指导,因而开展蜜蜂营养需要的研究十分迫切。本文就蜜蜂营养需要研究的必要性、应遵循的原则以及蜜蜂营养需要的类型、研究方法、衡量参数等方面进行阐述,并对蜜蜂营养需要的研究策略进行讨论。
合理、均衡的营养物质供应以及适宜的环境条件是蜜蜂健康生长的重要条件,蜜蜂营养需要的研究是制订蜜蜂饲养标准的前提。研究蜜蜂营养需要,确定蜜蜂适宜营养需要量,制订科学合理的饲养标准,不但有利于蜜蜂的生长发育、增强蜜蜂抗病能力以及提高养蜂生产效益,而且有利于维持蜂群最佳生产状态,保证蜂产品的产量和品质。
研究蜜蜂营养需要,实现蜜蜂营养物质定额供给,可以减少饲料资源的浪费,提高投入产出效率。同时,蜜蜂营养需要研究还可为蜜蜂新型饲料资源的开发利用提供理论依据。蜜蜂饲料的来源不再仅仅局限于蜂蜜、蜂花粉、白砂糖等传统饲料。根据蜜蜂营养标准,利用现有的碳水化合物、蛋白质等饲料资源,配制适口性好、营养全价的配合饲料,不但扩大了蜜蜂饲料的来源,而且也降低了饲养成本。
通过蜜蜂营养需要的研究,确定合理的蜜蜂营养供给量,有利于制订科学合理的养殖方案,使养蜂生产更加合理、科学。同时,蜜蜂营养需要的研究必将带动其他养蜂生产要素(如生产工具、饲养技术等)的发展和变革,实现养蜂生产的科学化。根据养蜂生产实际,准确预测蜜蜂的营养需要量,最终实现以最少的资源消耗,获得最大的生产效益。
根据蜜蜂的生理特点、生物学特性以及蜂群的周年变化规律,开展蜜蜂营养需要研究应遵循多样性与统一性原则、科学性与实用性相结合原则。
开展蜜蜂营养需要研究应遵循多样性与统一性原则,是指在蜜蜂营养需要研究过程中应充分考虑蜜蜂种间、种内亚种间、亚种内品系间的差异,如东方蜜蜂和西方蜜蜂之间的差异、西方蜜蜂不同亚种间的差异以及同一亚种不同品系间的差异等。充分考虑到研究对象的差异,区别确定营养需要,此谓多样性。不同蜂种、亚种和品系的蜜蜂营养需要在表述方法上应该是一致的,此谓统一性。
开展蜜蜂营养需要研究应遵循科学性与实用性相结合原则,是指蜜蜂营养需要的研究方法要科学合理,研究目标要切合实际,研究成果对制定蜜蜂饲养标准、指导养蜂生产具有现实意义。
畜禽营养需要分为维持需要和生产需要2部分[2]。基于蜜蜂的生理特点、生物学特性以及蜂群的周年变化规律,不好明确区分蜜蜂的维持需要和生产需要,因而蜜蜂营养需要类型的划分不必完全套用现行动物营养需要类型的划分方式。把蜂群作为一个整体,按照蜂群周年群势消长规律及蜂产品生产阶段的特点,可将蜜蜂营养需要分为发育阶段、繁殖阶段、蜂产品生产阶段和断子阶段营养需要等。各阶段营养需要又可分为碳水化合物、蛋白质、脂类、矿物质及维生素等营养需要;发育阶段营养需要是指蜜蜂从卵、幼虫到蛹期至羽化出房阶段对营养物质的需要量,繁殖阶段营养需要是指蜂群内蜜蜂的数量由少到多、群势由弱到强阶段蜜蜂对营养物质的需要定额,主要包括春繁阶段营养需要和秋繁阶段营养需要等;蜂产品生产阶段营养需要是指蜂产品生产时期蜜蜂对营养物质的需要定额,如蜂王浆生产阶段蛋白质营养需要等;断子阶段营养需要指蜂群在断子条件下蜜蜂对营养物质的需要定额,如中国北方蜂群越冬阶段碳水化合物营养需要等。
蜜蜂营养需要的研究可采用蜂群整体营养需要的研究与蜜蜂个体营养需要的研究相结合的方法,利用动物营养需要研究的常规方法(如饲养试验、消化试验、代谢试验及平衡试验等)以及分子生物学技术等手段研究蜜蜂营养需要。此外,应重视数学模型在研究、描述和预测蜜蜂营养需要中的作用。
蜂群整体营养需要的研究是指通过饲养试验,把整个蜂群的健康状况、蜂产品的产量和质量等看作检验蜜蜂营养需要的指标,以确定不同阶段蜂群的营养需要定额,从而笼统确定蜂群的营养需要量。
Black[3]在研究报告中指出,数量为40 000只蜜蜂的繁殖群每天葡萄糖需要量约为2 kg,总数为20 000只蜜蜂的非繁殖群每天葡萄糖需要量约为0.5 kg。Crailsheim 等[4]对蜜蜂总数约为24 076和25 096只的2个蜂群年花粉消耗量进行了测算,得出年花粉消耗量分别约为13.4和17.8 kg。肖培新等[5]研究了饲喂不同人工代用花粉蜂群之间的群势和生产性能差异,研究结果表明,饲喂适宜人工代用花粉的蜂群与蜂花粉组的群势和生产性能基本一致。刘俊峰等[6]报道,添加适宜剂量维生素和矿物质的糖水可以作为天然蜂蜜的替代品,部分地满足中华蜜蜂越冬阶段对维生素和矿物质的营养需求。
蜜蜂个体营养需要的研究主要是指在饲养试验的基础上,通过对蜜蜂个体生理生化指标的测定以及对相关基因表达的分析等,确定蜜蜂个体在特定生理阶段、特定生产水平下对某一或几种营养物质的需要量。
可以从以下2个方面对蜜蜂个体营养需要进行研究:一是研究蜜蜂生长发育过程中营养物质在蜜蜂体内的沉积规律;二是研究营养物质在蜜蜂体内的代谢规律。前者通过营养物质在蜜蜂体内的沉积规律估算蜜蜂营养物质的需要量,后者主要通过揭示营养物质在蜜蜂体内的消化吸收及代谢过程来直观反映蜜蜂营养物质的消化和利用。由于蜂群整体营养需要的研究受环境、蜂群结构等影响较大,如果能结合蜜蜂个体营养需要的研究结果来研究,应该能够客观地反映出蜜蜂营养需要。
对蜜蜂个体营养需要的研究已有报道[7-10]。De Groot[11]通过对出生后2~14日龄蜜蜂体重及氮沉积量的测定,证实了蜜蜂所需必需氨基酸与哺乳动物相同。Dirk等[12]等研究蜜蜂幼虫对玉米花粉的消化试验表明,其对74.5%的花粉颗粒能够完全消化,有23.3%部分被消化,未被消化的花粉只占 2.2%。A l-Ghamdi等[13]研究发现不同品质的蛋白质饲料对工蜂咽下腺发育有显著影响,饲喂蜂粮组工蜂咽下腺发育程度最高。卢宜娟等[14]通过对中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂幼虫及蛹的呼吸代谢规律的研究,发现中华蜜蜂和意大利蜜蜂工蜂幼虫期代谢率均随体重的增加而降低,蛹期的代谢率与体重无明显相关性。
在大量蜜蜂营养需要试验数据的基础上,利用数学方法和数学工具将影响蜜蜂营养需要的各种因素(如环境因素、饲料因素、蜜蜂自身因素以及饲养管理水平因素等)加以整合后获得的数学结构,就是蜜蜂营养需要的数学模型。
生物科学领域研究中常用的数学模型主要是线性回归模型和非线性回归模型[15]。当研究指标(因变量)与影响该指标的因素(自变量)以及它们之间的回归参数是线性关系时,可以建立线性回归方程;反之,当这种关系是非线性的关系时,就需用非线性模型进行表示。李成成等[16]探讨了蜜蜂营养需要的研究方法,并介绍了蜜蜂饲养试验中的2种模型:折线模型和抛物线模型。蜜蜂营养需要的数学模型能够很好地描述蜜蜂营养需要与影响蜜蜂营养需要各因素间的关系,是描述和预测蜜蜂营养需要的重要手段。
蜂群中饲料的采集、加工主要由工蜂完成,工蜂在蜂群饲料的利用过程中扮演了重要的角色,蜜蜂的营养需要在很大程度上可以看作是蜂群内工蜂的营养需要。这种情况下,工蜂的数量和日龄结构是决定蜜蜂营养需要量的最主要因素。蜂群中工蜂的数量是蜂群强弱的标志,蜂群的强弱一般用“群势”描述。蜂群中蜜蜂数量的单位,建议以“足框蜂”来表示。在使用朗氏蜂箱的情况下,蜜蜂在1张标准蜂脾上均匀展布,覆盖两侧脾面且不重叠,大约能爬满2 500只蜜蜂,把这样的1张蜂脾的蜂量称为“1足框蜂”。将“1足框蜂”看作是计量蜂群群势的数量单位,例如,某群蜂有10足框蜂的蜂量,我们描述该蜂群的群势为10足框蜂。
5.2.1 整体水平蜜蜂营养需要表述方法
在蜜蜂繁殖阶段(如春繁、秋繁)和断子阶段(如越冬期)等营养需要的研究中,可以以“1足框蜂”营养需要量作为基本单位,如某品种蜜蜂越冬阶段对蔗糖的营养需要量表述为“2 kg/足框蜂”时,即指蜂群中1足框蜂越冬阶段需要蔗糖2 kg。蜂产品生产阶段的蜜蜂营养需要,按生产单位蜂产品时每足框蜂对营养物质的需要量表示,如某品种蜜蜂蜂王浆生产阶段蛋白质营养需要表述为“3 kg/(足框蜂·千克蜂王浆)”时,即指1足框蜂生产1 kg蜂王浆需要蛋白质3 kg。
5.2.2 个体水平蜜蜂营养需要表述方法
蜜蜂个体营养需要的表述方法可根据研究对象的具体情况灵活确定,如可以用每只幼龄蜂日采食量和每只成年蜂日采食量来分别描述不同阶段蜜蜂采食量等。
弄清蜜蜂的营养需要是制订蜜蜂饲养标准的前提,有利于蜜蜂的健康养殖和蜜蜂新型饲料资源的开发利用,有利于提高养蜂生产水平和生产效益。根据蜜蜂的生理特点、生物学特性以及蜂群的周年变化规律,蜜蜂营养需要类型的划分不必完全套用现行动物营养需要类型的划分方式。蜜蜂营养需要的研究可采用蜂群整体营养需要研究与蜜蜂个体营养需要研究相结合的方法。在国内外试验数据的基础上,建立蜜蜂营养需要数学模型十分必要。
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*Corresponding author,professor,E-mail:bhxu@sdau.edu.cn
(编辑 菅景颖)
Necessity and Strategy for Studying the Nutrient Requirem ents of Honeybee
WANG Ying MA Lanting XU Baohua*
(Collage of Animal Science and Technology,Shandong Agricultural University,Tai’an271018,China)
In this paper,nutrient requirements of honeybee are defined.Then the necessity,principle,type,research methods and parameters of honeybee nutritient requirements are expounded.The research strategies of honeybee nutrient requirements are also discussed.[Chinese Journal of Animal Nutrition,2011,23(8):1269-1272]
honeybee;nutrient requirements;necessity;strategy
S894.1
A
1006-267X(2011)08-1269-04
10.3969/j.issn.1006-267x.2011.08.003
2011-03-08
项目来源:现代农业蜂产业技术体系建设专项资金(CARS-45);公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903006)
王 颖(1987—),男,山东泰安人,硕士研究生,从事蜜蜂营养与饲料科学研究。E-mail:wangyingxiaom ifeng@163.com
*通讯作者:胥保华,教授,博士生导师,E-mail:bhxu@sdau.edu.cn