王凤鹤 徐希莲 陈 强 杨 甫 郭志弘
(北京市农林科学院农业科技信息研究所,100097)
北京蜜蜂授粉工作研究进展
王凤鹤 徐希莲 陈 强 杨 甫 郭志弘
(北京市农林科学院农业科技信息研究所,100097)
北京市20世纪80年代中期开始蜜蜂授粉研究,从1986年蜜蜂在蔬菜亲本繁育制种和果树、西瓜生产授粉试验开始,历经20多个春秋的持续不断、坚持不懈的努力探索,先后完成了包括西方蜜蜂、壁蜂、熊蜂、切叶蜂、中华蜜蜂、无刺蜂等系列蜂种授粉研究。进行了授粉蜂优势蜂种的筛选、鉴定、生活规律、人工繁殖与训化、主要蜂病防治技术、标准蜂具及工厂化生产技术等研究工作。开展了不同蜂种、在不同环境、不同条件、不同季节、对不同作物的授粉机理及效果实验,提出了系列蜜蜂授粉的配套关键技术和操作规范,建立了蜜蜂生产繁育基地与授粉示范基地,持续开展了对蜂友和果农、菜农、瓜农授粉应用技术培训。在政府和地方主管部门长期大力支持下,建立了养蜂专业合作社和蜂授粉专业服务队,蜂授粉推广工作已被纳入市农业规划,蜂授粉产业正在逐步向批量化生产,规模化推广,市场化运作,专业化服务等体系建立方向发展。北京多种作物授粉后增产效果为:西瓜经西方蜜蜂授粉后与人工授粉相比,每亩增产500kg,番茄经熊蜂授粉与人工授粉比较,每亩增产488kg;在低产果园中,红星苹果经壁蜂授粉对照未放蜂授粉,每亩增产900kg;草莓经中华蜜蜂授粉比照西方蜜蜂授粉每亩可增加产量227kg,比熊蜂授粉每亩可增产67kg。切叶蜂为大豆育种和苜蓿授粉可以收到很好的增产效果。无刺蜂是热带和亚热带地区的重要传粉昆虫之一,从4月下旬~9月中旬可在北京公园社区家庭院落作为观赏昆虫释放繁衍,10月~翌年4月(冬季)在北京室内保证一定温度和饲喂条件下可以安全越冬。
西方蜜蜂,壁蜂,熊蜂,切叶蜂,中华蜜蜂,无刺蜂;授粉进展
2011年全市蜜蜂饲养量达到29万群,比去年同期增长10.3%,引进优良种蜂王1500只,蜜蜂良种率达58%;蜂蜜产量750万kg,比去年增加19.6%;蜂王浆产量12.6万kg,比去年增加10.5%;全市共有蜂业专业合作组织54个,有蜂业产业基地56个,售蜂收入680万元,蜂授粉收入1600万元,养蜂总产值1.9亿元,蜂产品加工产值超过9亿元,出口创汇超过1100万美元。目前全市有37家蜂产品加工企业,蜂产品销售专柜1500余个,已初步形成了生产、加工、销售一条龙产业链。蜂产品的产量、质量不断增多和提高,新产品的不断开发和推广保障了市场不断增长的需求。蜂产品已成为消费者达成共识不可缺少的营养健康产品。同时,北京市62%山区生态涵养的可持续发展需求和都市型现代农业发展,特别是农产品安全生产、籽种产业和设施农业对蜜蜂授粉提出强烈需求,凸显出蜜蜂授粉的重要性,发展鼓励山区养蜂与平原作物授粉的有机结合是“十二五”期间的重点。
北京市的山区和半山区县已制订了发展养蜂的优惠和鼓励政策,如免费提供蜜蜂种王、对养蜂进行奖励补贴、定期组织培训提高总体业务水平等,2008年已帮扶500户,在昌平等9个区县成立了蜜蜂授粉服务队,目前本市年养蜂29万箱,推广蜜蜂授粉30万亩,使农作物增收5亿元,全市发展养蜂户达7500户,其中5500户已加入全市40个养蜂合作社,有34%(约2200户)的养蜂户收入超过了万元。
据统计,在地球上已知的37万种植物中,显花植物约占20万种,而其中80%的植物依靠昆虫传粉受精而繁衍后代,在依靠昆虫传粉的显花植物中有85%是由蜜蜂完成的。这说明蜜蜂与植物的繁衍关系密切,进而就与人类的生存和发展息息相关,因而,开展蜜蜂授粉相关研究工作就显得尤为必要,这也是我们研究蜜蜂及其授粉的最重要理由之一。
随着上世纪80年代国内工业的高速发展,自然界资源被掠夺性的开发,不可再生能源被过度消耗,土壤、水源、空气被大量污染,河流干枯、土地荒漠化、南北极冰川迅速融化、全球性变暖和生态环境的恶化,使多种动植物灭绝或濒危灭绝,也给蜜蜂及其他传粉昆虫带来厄运。这一切以破坏生态平衡为代价的现代化进程使人类认识到社会、经济的发展,一定要与自然界生态环境相协调、相适应。蜜蜂授粉相关研究工作是在保护蜜蜂资源的条件下开展的,从这一角度来说,开展蜜蜂授粉研究对于蜜蜂资源的保护具有积极的意义,这是我们研究蜜蜂授粉的理由之二。
蜜蜂传粉可以增加农作物产量并提升产品质量,增收幅度15%以上,蜜蜂授粉可以减少劳动成本,替代人工,提高劳动效率,减缓化学药剂的使用。蜜蜂授粉是生产安全食品的一个技术手段。蜜蜂传粉解决了在设施封闭环境中授粉昆虫缺乏的问题,在设施农业中已成为不可缺少的重要技术措施之一,授粉在农业新品种选育、商业制种等方面表现出优质、高产、高效等特点,为育种专家降低了育种速度和籽种产业良性发展奠定了坚实基础。这是我们研究蜜蜂授粉的理由之三。蜜蜂授粉在农业上应用研究及推广是我们的研究重点,也是我们主要的工作任务。
在蜜蜂授粉研究的20多年时间里,我室科研人员先后研究和开发系列授粉蜂种首先在十余种十字花科蔬菜育种开始,以后逐步涉及到西瓜、苹果、草莓、番茄、大椒、香瓜等数十种作物授粉方面展开了多项工作,取得了大量的第一手资料和成果。先后选育了为西瓜授粉的西方蜜蜂,为果树授粉的壁蜂,为茄果类作物授粉的熊蜂,为豆科植物授粉的切叶蜂,为草莓授粉的中华蜜蜂,为公园社区提供的无刺蜂等系列授粉蜂种。在北京顺义湿地园区建立了年生产3万群熊蜂的周年繁育生产车间,标志着北京蜜蜂授粉技术向产业化生产、商业化经营、市场化运作迈出了可喜的一步。
北京蜜蜂授粉应用推广经历了一段艰难的过程,1984年以前,种植户不了解或者完全拒绝蜜蜂传粉,后来从逐步了解到慢慢接受,直到主动购买蜂群为作物授粉,推广规模逐年扩大,从开始的每年推广单一蜂种数十群到现在的年推广5个蜂种近数万群蜂。北京蜜蜂授粉产业正向区域化、规模化、定向化方向发展。蜂授粉技术从北京郊区逐步推广到河北、山东、河南、辽宁、浙江、宁夏等省市,创社会经济效益5亿元。多年来,蜂授粉室获得多项市级奖励,获专利12项,发表论文50余篇,与国内外有关单位开展了广泛的技术交流与合作。
在西蜂研究方面,首先开展了有王蜂群、无王蜂群的蔬菜亲本繁育授粉技术研究,解决了蜜蜂在设施作物中撞棚不授粉的难题,研发了一次性方便快捷瓦楞纸授粉蜂具,提高了产量、节约了授粉成本,改进了授粉作物品质,获专利3项。
Wang(1989)等利用西方蜜蜂在蔬菜育种上开展授粉效果研究,当时我国蔬菜研究单位和蔬菜制种公司全部采用人工蕾期授粉,每棚(667m2)授粉雇工费约5000元,授粉效果不理想。针对育种单位十字花科籽种生产情况,开展了有王蜂群、无王蜂群授粉技术研究,结合西方蜜蜂生物学习性,解决了蜜蜂撞棚不授粉的技术难题,研发了瓦楞纸一次性蜂箱,在蔬菜亲本繁育上,先后解决完成了白菜、萝卜、橄榄、花椰菜、黄瓜、大椒等十余个品种蜜蜂授粉技术壁垒,利用蜜蜂替代人工蕾期授粉,大大降低了育种生产成本,使蔬菜种子产量成倍增加、籽粒饱满、发芽率整齐,加快了蔬菜育种人员的育种速度。蔬菜育种利用蜜蜂授粉技术迅速在国内育种单位推广开来。
蜜蜂为西瓜授粉:西瓜属葫芦科植物,雌雄同株,自花结实率很低,1991年以前,北京地区在十万亩西瓜生产中全部采用人工辅助兑花授粉。西瓜有效开花期坐果时间较短,为一周左右,最佳授粉时间在上午8:30~11:30。在有效授粉期和最佳授粉时间内完成(3~10亩)西瓜授粉工作量较大,人工在瓜秧中来回穿梭找花、摘花、兑花(授粉),经常造成枝叶损伤,增加植株感病机率。面对生产需求,Wang(1991)等在北京顺义区小店镇田家营大队开展西方蜜蜂为陆地西瓜和棚室西瓜蜜蜂授粉实验。授粉实验结果令人振奋,每朵雌花一天最多可被蜜蜂上访24次,坐瓜整齐,露地种植西瓜增产16.5%,棚室西瓜增产22%,蜜蜂授粉西瓜与人工授粉西瓜相比总体表现在坐果均匀,西瓜含糖量提高约0.5%,中心糖度与边缘糖度均匀,采摘期提前2~3天;每亩可增产500kg以上,目前,北京设施西瓜蜜蜂授粉技术正在向常规技术应用方向发展。北京蜂授粉西瓜已在超市形成品牌,深受广大消费者的青睐。北京10万亩设施西瓜已作为市政府设施西瓜蜜蜂授粉定量配置工程进行推广。为保证西瓜授粉时期用蜂资源,2007年,北京市农林科学院信息所与北京区县及周边地区组建了蜜蜂授粉专业繁育蜂场,成立了授粉蜜蜂养殖专业联合体,采用了设施西瓜有王蜂群繁育和无王蜂群授粉技术,西瓜推广面积迅速扩大。我们与蚕蜂站合作分别制定了地方设施西瓜蜜蜂授粉规范标准,设施草莓蜜蜂授粉标准规范,设施番茄熊蜂授粉技术规范标准。
筛选出了适应北方早春果树授粉的本地凹唇壁蜂优良蜂种,研究并打破了壁蜂滞育时间问题,使壁蜂提前45天破茧出房;利用温控技术随时调节壁蜂羽化时间。解决了北方早春果树在温度较低环境下的授粉关键技术,大幅度提升了初春果树授粉效果,研发了壁蜂重组蜂巢及配套蜂具,节约了资金,获专利2项。
壁蜂是北方多种落叶果树的优良传粉昆虫。属于蜜蜂总科切叶蜂科,壁蜂属,为野生独栖性传粉昆虫。壁蜂具有耐低温、用蜂量少(每667m2果园用蜂200~400头)、气温在12℃环境下可出采集,采集速度快等特点,授粉有效范围为60m,一次性采集花朵授粉率在80%以上,壁蜂整个生活周期不需要人工饲喂与管理,被广泛用于为北方果树传粉。
20 世纪90年代初期,北京200万亩果园有1/3品种需采用人工授粉,种植户组织人力白天收集花朵,晚上将花朵放入锅中用微火烤干,筛出花粉粒,加入滑石粉,装入呢绒袜带里,绑在竹竿上为花朵授粉,有些种植户采用毛笔蘸花,在果树花期,果树周围同时有好几个人开展授粉,早春因农村劳力紧张短缺,一些果园都雇不到授粉工,有的果园因花期授粉不足造成减产,多数果园时常出现开花不结果或千花一果现象普遍。为解决北京果树人工授粉难题,筛选适应早春果树授粉昆虫,Wang(1995)等进行了北京地区早春野生传粉蜂种资源普查。在北京郊区43各乡镇设置了158个诱捕点,释放巢管15万只,先后诱捕7种壁蜂,即角额壁蜂、凹唇壁蜂、叉壁蜂、紫壁蜂、壮壁蜂、红壁蜂和蓝壁蜂,其中以凹唇壁蜂种群数量最大,从此对山区果园数量较多分布较广的凹唇壁蜂开展了生物学研究。
凹唇壁蜂一年一代,在人工驯养利用的条件下,喜欢在芦苇管内营巢,纸型巢管、木质重组巢管内营巢。幼虫和蛹及羽化后的成虫均在巢管内生长发育,经过滞育状态越冬后的成虫,一般在早春3月下旬破茧出房,迎接早春最早开花植物,采集花蜜、繁衍后代,在5月上旬,随着北方多种果树花期结束,成蜂寿命结束。成蜂工作时间约60天,壁蜂个体繁育数量每年可增殖3.8倍。Wang(2000)等在顺义区闫家渠、平谷区夏各庄、延庆县四海建立三个壁蜂繁殖基地,年繁育壁蜂近200万头。截止目前,在北京郊区及河北地区累计推广壁蜂为果树授粉面积20000亩以上,亩平均增产30%,每亩增加收入500元以上,累计增加直接经济效益1000万元以上。在技术上解决了提前打破壁蜂滞育方法,研制壁蜂重组蜂巢和专用授粉箱并在推广中广泛应用。壁蜂授粉配套技术的使用,提升了壁蜂传粉工作效率与授粉面积,同时延长了壁蜂产卵繁育时间。在北京平谷、顺义两地区县,建立了万亩壁蜂授粉繁育基地,年繁蜂茧近数百万头。
Wang(1995)等在顺义区木林镇陈各庄和南彩镇河北村果园开展壁蜂为苹果授粉试验,壁蜂为红星苹果授粉对照未放蜂授粉,每亩可增产900kg,壁蜂授粉后果型圆整,着色好,种子粒数增多,增收效益显著,利用泡桐木材制作的重组巢管释放壁蜂,可使用户做到一次性投入常年可以重复利用,每年留足自身所需蜂茧之外,繁育过剩的大量蜂茧可以提供给其他果园进行出售使用。
(未完待续)