(北京市农林科学院农业科技信息研究所,100097)
(续2012年第9期上旬刊)
筛选鉴定了适于北方授粉的野生熊蜂蜂种,在大陆首个完成了熊蜂驯化和工厂化生产配套技术(蜂王储藏、培育蜂王、孵化、饲养、商品用蜂、配套蜂具)与授粉应用技术等,并制定了技术规程和设施番茄地方授粉标准规范。
熊蜂是蜜蜂科熊蜂属的社会性昆虫,广泛分布于北半球,在北温带地区最为集中,熊蜂在全世界有300余种,中国大陆约有120余种。熊蜂群是由一只蜂王、工蜂、雄蜂组成。熊蜂群大小因种类不同存在较大差异,多数蜂种每群只有几十只到数百只不等,Bombus terrestris每群大约有400只左右的熊蜂。野生熊蜂每年繁殖一代,人工养殖后可一年多代。熊蜂以植物的花粉和花蜜为食,全身长满绒毛,并有采集花粉的专门器官,能携带大量花粉穿梭飞行于花间,为植物传粉。一只熊蜂一天能采访2000~3000朵花,采集范围可达数百米。多数熊蜂品种具有长吻、旺盛的采集力和对低光密度的良好适应,因此,熊蜂成为设施作物授粉应用中的佼佼者。
Wang(2000)等在北京及周边地区开展熊蜂野外资源调查,在京郊、河北、内蒙古等地捕捉到不同种类野生熊蜂350多头,经中国科学院动物研究所吴燕如、王淑芳研究员鉴定后确定为7个品种,此后,我们相续对红光熊蜂和小蜂熊蜂进行了室内饲养繁育技术研究。
2000年5月,我所从新西兰引进了数百头短舌熊蜂开展室内饲养,并和国内饲养熊蜂在繁育生物学等方面开展对比实验。国内蜂种有50%产卵繁殖,10%形成蜂群,引进蜂种有60%产卵繁殖,20%形成蜂群,但是,引进蜂王体表带有寄生螨,发病率较高;本地红光熊蜂新王交尾率极低,此种现象至今未能得到有效解决。小蜂熊蜂与短舌熊蜂新王交尾率较高。Wang(2005)等开展熊蜂为番茄作物授粉实验,通过实验比较得出:使用熊蜂授粉与人工使用2,4-D进行授粉两者坐果率无显著差异,均显著高于自然授粉对照区39%的坐果率。通过熊蜂为番茄授粉实验,证明利用熊蜂可以取代人工授粉,熊蜂授粉后的番茄具有果型圆整,籽粒饱满,口感好等特点。Wang(2005)等人工饲养繁育熊蜂成群率达75%,攻关并解决了蜂王交尾、蜂王储存等多项技术难题。同年,熊蜂周年饲养繁育项目获得北京市科委重点项目资金资助,我们在北京顺义区三高科技园区建立了年生产3万群熊蜂的工厂化生产车间。该厂房现已转迁入顺义区汉石桥湿地建设,自该项目立项实施以来,我们在熊蜂饲养繁育技术、不同授粉作物应用、配套蜂具研发以及授粉期间管理等方面技术手段发展趋于成熟。熊蜂授粉示范推广工作在京郊及河北、山东、东北等27个地区39个单位用户逐步开展。熊蜂授粉技术在春秋季节棚室番茄、大椒、秋冬季节棚室草莓等作物上得到广泛应用。商品熊蜂可根据各地生产需求周年提供。2006~2008年,Wang等在河北省徐水县高林村镇麒麟店村开展熊蜂为番茄授粉与人工授粉对比试验,熊蜂为番茄授粉与人工授粉比较,每棚(1.4亩)增产680千克;熊蜂授粉使番茄品质改善,价格提高,平均每棚增收5371元。
有效地挽救了北京中蜂濒危物种的灭绝,建立了中蜂保护区及核心繁育区,对半野生饲养的中蜂进行了提纯复壮,研制了新型蜂具,确定了中蜂授粉效果,获专利3项。2011年建立了中蜂科普馆,向市民成功推出了密云“中蜂生态观光谷”与“中蜂割蜜节”活动。
中华蜜蜂简称“中蜂”,广泛分布于华南、西南、中南、东北、西北及华北等地。中蜂是大陆本土生长的主要蜂种。近百年来,因西方蜜蜂的引进,中蜂的分布区逐步缩小75%,在北方部分地区,中华蜜蜂已经濒危。1960年以前,北京约有中蜂4~5万群(桶),分布于城郊及远郊区,2007年统计,北京郊区中蜂不足千群,半数以上中蜂集中于房山区蒲洼乡(2011年因病虫害侵入损失较大),少量分布其他区县深山密林。为保护和利用北京地区中蜂资源,2008年,Wang等申请并承担了“北京中华蜜蜂种群恢复与授粉应用技术研究”项目。该项目实施后,在密云县石城镇黄峪口村开展了中蜂良种保护与繁育基地建设工作,起初由2007年全村2户16桶蜂逐步发展2011年24户500群,计划在“十二五”期间发展中蜂1500~3000群,在10千米山区蛇鱼川沟峪中形成“中华蜜蜂生态观光谷”,通过传统、现代、组合、吊挂、领养等方式饲养,利用中蜂科普馆对外开展中蜂科普活动,引领游客体验割蜜活动,有效促进和带动了当地中蜂产业可持续发展。
研究表明,中蜂可以有效地为果树、草莓、籽莲等多种作物授粉,并取得明显增产效果。中蜂善于利用零星蜜源,能节约饲料,适应性广,抗寒性强,野生中蜂可在北京山林树洞、石缝安全越冬,为本地区耐寒植物授粉发挥了重要作用。我们利用中蜂为秋冬季节棚室草莓授粉,无论在授粉效率和应用效果上均优于西方蜜蜂和熊蜂,初步证明中华蜜蜂是北方冬季棚室草莓授粉应用蜂种之一。中蜂饲养历史悠久,但我们对其开展授粉应用研究较晚。Wang(2008)等在顺义三高科技农业试验示范园开展用中华蜜蜂、意大利蜜蜂和熊蜂为草莓授粉田间行为比较实验。从草莓始花期(10%开花)开始,放蜂一直到花期结束,每天8:00~16:00每隔1h以温湿度计,(THG-9312)观测蜂室温度、湿度各一次。小蜂熊蜂、东方蜜蜂和西方蜜蜂为温室草莓授粉的田间行为观察显示,平均单花停留时间:中华蜜蜂为1.52±2.32s,小蜂熊蜂为2.5±1.71s,意大利蜜蜂为 1.94±2.25s。实验结果说明,在相同工作时间内,中华蜜蜂比小蜂熊蜂和意大利蜜蜂能访问更多的花。2008年12月,我们在上年科研成果的基础上,推广中蜂为草莓作物授粉,推广数量达500余棚(利用1/2蜂脾小蜂群),在实际推广过程中受到用蜂户的好评。目前,我们在中蜂良种选育、快速繁殖、冬季授粉应用配套技术等方面正在与黄峪口基地开展后续研究。
在中国大陆筛选出了优良蜂种,进行了人工繁育技术试验,初步解决了切叶蜂繁育与天敌危害中的长期技术壁垒。为大豆育种和苜蓿制种提供了最佳传粉蜂种,为减少进口用量提供技术支持。
切叶蜂的种类较多,其中分布广、数量多,传粉效果好的有苜蓿切叶蜂、淡翅切叶蜂、北方切叶蜂等。切叶蜂营独栖生活,每年繁殖1~2代,寡食性或多食性,采访苜蓿、草木樨、白三叶草、红三叶草等多种豆科牧草植物,也采访薄荷、益母草、野坝子、香茶菜等唇形科植物,访花速度快,每分钟约11~15朵花。雌蜂能将花朵龙骨瓣打开,用“腹毛刷”采集花粉。切叶蜂为农作物授粉有许多优点,为苜蓿授粉表现尤为出色。切叶蜂繁殖速度快,采集范围相对较小,其卓越的授粉表现和便于运输等特点,不用饲喂和繁琐管理使其授粉应用越来越受到重视,形成了新的重要商业授粉昆虫。加拿大年生产切叶蜂数亿头,除满足自身苜蓿制种用蜂外,每年向其他国家出口蜂茧。吉林省常从国外进口切叶蜂和相关配套工具开展大豆育种工作。切叶蜂已在大豆杂交育种方面得到广泛应用,并取得了新的进展。为开发利用国内切叶蜂资源,在北京市自然科学基金项目支持下,我们进行了切叶蜂田间诱捕及相关生物学技术研究,取得了相应的研究成果。
Wang(2007,2008)等在顺义区小店镇田家营村开展苜蓿切叶蜂(Megachile rotundata)田间诱捕和人工释放试验,对苜蓿切叶蜂的采集、筑巢及日活动规律有了全面的认识。苜蓿切叶蜂在整个花期的采集活动都很活跃,平均每块蜂巢进出蜂数量最多时达426头。切叶蜂放入田间后第3天,孵化率达70~80%,雌蜂交配后立即开展花粉和花蜜采集活动,然后携带花粉回巢寻找合适的巢孔,开展切叶筑巢行为,继续采集花粉和花蜜并贮于巢房内,随后在新巢房里产下1粒卵,最后用3~4片圆型叶片封闭巢室顶部,这样一个巢室就算建成。第二个巢室直接筑于第一个巢室上,首尾相连,一字排列,直到整个巢孔填满,再选另一孔继续做巢。放蜂第11天开始封孔,封孔的高峰期出现在开始封孔的第9天,最多一天观察封孔总数达185个,切叶蜂活动的高峰期刚好是苜蓿开花盛期。每天10:00~16:00为切叶蜂活动高峰,早晨10:00~11:00的活动比下午14:00~17:00积极。采集活动最高峰时每10分钟进巢的切叶蜂总数为20头。
苜蓿切叶蜂为苜蓿等牧草授粉的卓越授粉能力是其他授粉者无法比拟的,在欧美等畜牧业发达国家,应用切叶蜂授粉已经成为苜蓿种子生产过程中不可缺少的措施之一。我国应用苜蓿切叶蜂授粉技术,不仅可以大大提高苜蓿种子的产量,解决我国苜蓿种子大部分从国外进口的局面,而且有利于扩大苜蓿的种植面积,不断适应我国畜牧业发展过程中对优良牧草的需求;在大豆育种方面,仅吉林省每年需要切叶蜂的数量为百万头以上,因此,苜蓿切叶蜂在中国有广泛的市场前景,国内切叶蜂人工繁育工作正在有序进行,建议有关部门应加大投入力度和病虫害方面上的研究进度。
无刺蜂具有体积小、无蜇刺;既能为植物传播花粉又能采集蜂胶和酸蜜,为都市农业、观光、采摘农业、家庭社区、生态旅游、园林公园提供安全可靠的传粉蜂种。还可在家庭院落作为观赏昆虫饲养。Wang(2009)等在云南西双版纳地区考察无刺蜂资源时,对无刺蜂的蜂巢结构进行了观察和测量,蜂巢长度一般为40~60厘米,直径8~15厘米,蜂巢底部的储蜜区由储蜜罐构成;储蜜罐数量有80~150个不等,整个储蜜罐区总长度为15~20厘米,宽度8~12厘米,高度为6~8厘米。蜂巢中部为花粉储藏区,有数十个花粉罐来储存花粉,花粉总重量约0.5~1.0千克。粉罐内花粉为颗粒状,颗粒较大,含水分高,花粉罐和储蜜罐顶部均用蜂蜡密封严实。蜂巢上部为繁育区,长为13~16厘米,直径8厘米。蜂巢两端用蜂胶和蜡质材料封严,巢门出入口多数留在蜂巢中间,巢门用蜂蜡做成长条状喇叭形,长2~15厘米,口呈扁平状,整个通道从巢门口一直通到繁殖区域。在西双版纳地区获取无刺蜂6群并带到北京开展生物学习性研究,首先按照无刺蜂生物学习性制作了无刺蜂饲养蜂箱,蜂箱的尺寸为:长55厘米,宽15厘米,高15厘米;该蜂箱应具备转运、操作和管理方便等功能,可以方便及时检查蜂群内部状况。在外界蜜粉源匮乏时节,定时饲喂糖水与蜂花粉可使蜂群正常繁殖。经过一年多的饲养,无刺蜂繁育状况良好,说明过箱繁育并在北方越冬饲养切实可行,无刺蜂在北京周年饲养繁育技术正在完善之中。
无刺蜂已在许多国家作为重要传粉昆虫、宠物观赏昆虫和药用昆虫来应用。马来西亚、日本、巴西等国利用无刺蜂为多种作物授粉并取得了良好效果。巴西和马来西亚的无刺蜂繁育技术相对成熟,蜂群销售已进入商业化阶段。巴西的无刺蜂在小型蜂箱内被吊挂在院落和店铺门口作为一种装饰品和宠物来饲养,无刺蜂变得比较普及。
我们对无刺蜂开展的研究及将要开展的研究主要有:云南西双版纳原始森林中的无刺蜂物种资源保护与可持续开发;无刺蜂良种选育与人工扩繁;设施籽种产业与无刺蜂传粉增产实验;无刺蜂酸蜜和蜂胶生产;都市生态花园与传粉观赏两用昆虫配置技术等。
2004年美国在发表蜜蜂基因组序列的评论中称:“如果没有蜜蜂,整个生态系统将会崩溃。”可见蜂授粉具有维持生态系统稳定性、保护生物多样性的重要作用。同时,蜂授粉后植物种籽和果实发育较好,这不仅为种植农业提供优良种籽给出了一种生产途径;也为农产品市场供应优质有机瓜果、蔬菜等给出了一种生产技术手段。因此,对系列传粉蜂种的研究开发与推广应用工作有必要不断加强,用研究开发成果更好地服务于生产实践,以解决现实生活中的生产实际问题。
蜜蜂授粉工作在北京地区正在稳步开展,重视程度逐年增加,但是,在推广和应用中也存在一些问题,许多工作还要进一步去完善。例如:(1)如何使传粉蜂种繁育基地持续稳定发展下去;(2)如何建立授粉蜂与种植户之间的协作网络;(3)怎样建立并维持授粉蜂群售后服务管理体系;(4)怎样使蜜蜂授粉市场化运作不至于相互竞争;(5)怎样完善传粉蜂种授粉产业技术体系;(6)在研究方面“红光熊蜂”交尾率提高问题,“短舌熊蜂”生产繁育雌雄比等问题还需加强深入研究。
总之,蜜蜂授粉产业机遇与挑战并存,“蜜蜂虽小,产业巨大;前景广阔,商机无限。”相信在全体同仁的共同努力下,在“中央一号”文件科技兴农的政策感召下,北京蜂授粉产业必定会持续健康的发展下去,蜜蜂授粉产业的明天一定美好而又甜蜜。