张静 原晓华 任淑文 范娟 杨立军 牛德芳│文
1黑龙江省蚕业研究所,哈尔滨 150086;2江苏农牧科技职业学院食品科技学院,泰州 225300
虫媒植物和授粉昆虫在自然选择的作用下,不断地协同进化,逐渐形成了依赖于昆虫授粉的虫媒植物和依赖于从植物花朵上取食的授粉昆虫[1]。可见昆虫授粉在农业生态系统发挥了重大作用,维护着生态系统的平衡与稳定。据研究报道,全球主要农作物的85%通过昆虫授粉来提高产量。而在众多的授粉昆虫中,蜜蜂为农作物授粉贡献是最大的,成为最理想的授粉昆虫[2]。由于蜜蜂和熊蜂授粉活动方式的不同,蜜蜂比较适合为大田农作物授粉,熊蜂更适合为温室作物授粉[3]。本文就熊蜂生物学特性、授粉优势以及黑龙江省熊蜂授粉的应用前景进行论述,旨在提高人们对熊蜂授粉增产效果的意识,也为农民增产增收提供理论基础。
熊蜂属昆虫纲( Insecta) 、膜翅目( Hymenoptera)、蜜蜂科( Apidae ) 、熊蜂族( Bombini ) 、熊蜂属(Bombus)的昆虫,是一类多食性社会性昆虫,是多种植物(尤其是茄科和豆科植物)的重要授粉者。其进化程度处于独居蜂到营社会性蜜蜂的中间阶段,世界五大洲都有分布,广泛分布于寒带、温带地区[4]。熊蜂与植物长期的协同进化使其外部形态及生物学行为上都完全特化[5],其特殊的生物学特性在温室大棚授粉中发挥着越来越重要的作用。
熊蜂个体大、采集能力强,全身密集绒毛,携带花粉量大,具有较长的吻,可采集一些深冠管花朵(如番茄、辣椒等),对这些植物的授粉特别有效。熊蜂可以为声震作物授粉,如茄科、杜娟科为孔裂花药的植物,只有被昆虫嗡嗡声震动时才能释放花粉达到授粉目的[6]。
熊蜂为温室作物授粉的优势在于:在人为控制条件下,缩短或打破蜂王的滞育期,在任何季节都可以根据温室蔬菜授粉的需要来周年繁育蜂群;耐寒性比较强,在6℃就能出巢,8℃~10℃就能进行正常采集授粉活动[7];在大棚内,熊蜂趋光性比较差,能很温驯地在花朵上采集,不会像蜜蜂那样向上飞撞玻璃;熊蜂的进化程度比较低,可以专心地在温室内为作物采集授粉。有研究报道,在温室番茄作物授粉中引入熊蜂,坐果率以及单位面积产量比激素授粉方式分别提高了9.59%和18.65%以上,畸形果的比率也下降5.21%,平均单果结种数量增加了一倍多[8]。熊蜂为樱桃番茄授粉产量相比激素处理、机械振动和对照组分别高出24.1%、33.0%和42.3%,且利用熊蜂授粉的果实具有较高含量的维生素C和可溶性糖[9]。在对比不同蜂种为温室内草莓授粉试验中发现,熊蜂授粉的草莓产量高、果实畸形率降低、单果质量增大[10]。可见熊蜂成为温室作物授粉的重要理想昆虫,且应用熊蜂授粉不仅能显著提高产量和品质,还在降低畸形果的比率、生态环境效益方面发挥重要作用[11]。
熊蜂为温室作物(番茄)授粉在欧洲、美国、新西兰、日本、智利和以色列国家已经广泛应用[12]。而且熊蜂授粉已经发展成为一种产业,即提供商业授粉完成商业服务,Roseler研究报道,为达到这种产业化发展的目的,熊蜂种群已经实现周年化繁育[13]。可见西方一些发达国家早就意识到熊蜂授粉的重要作用,并开始进行应用研究。我国虽然对于熊蜂授粉的应用研究起步比较晚(上个世纪90年代开始立项研究[14]),但很快就取得较好的成效,突破了熊蜂的人工繁育技术并开始批量生产,为设施农业授粉提供服务。目前,中国农科院蜜蜂研究所课题组科技人员已掌握熊蜂周年繁育关键技术,在国内首次成功饲养三种野生熊蜂,并已建立具有调温调湿设备、年繁育千群的熊蜂蜂群繁育实验室,为熊蜂工厂化繁育、供种和授粉服务产业化打下良好的基础[15]。
我国是农业生产大国,农作物种植面积达1.3亿公顷,农作物种类达120种[16]。其中设施(塑料中小拱棚、地膜、日光温室、双层活动层面温室等)面积已近179万公顷,80%以上用于进行蔬菜生产。高寒地区冬季也可以生产喜温果菜和耐寒的蔬菜,进行周年生产,解决蔬菜淡季问题[17]。
黑龙江省是蔬菜生产大省,又是养蜂业资源大省和全国优质蜂产品产地。熊蜂授粉在黑龙江省已经逐步开始推广,哈尔滨呼兰区棚室蔬菜熊蜂授粉试验项目已经实施三年,不仅有显著的经济效益和社会效益,而且具有良好的生态效益[18]。为了研究本地优势野生熊蜂的室内饲养,促进熊蜂在温室作物授粉中的应用,黑龙江省蚕蜂技术指导总站成立专项课题组开展“寒地熊蜂授粉技术的研究与应用”,在我省虎林、饶河等地筛选出适合寒地授粉的野生熊蜂种。经试验示范对寒地熊蜂授粉技术进行初步推广应用,并在黑龙江省虎林、饶河、宁安和牡丹江等地成功为我省温室番茄授粉千余亩[19]。
随着社会生活水平不断提高,人民对于绿色蔬菜的需求将大大增加,发展绿色蔬菜有着强有劲的市场优势。发达国家以绿色环保为设施农业发展的前提,为控制温室内部的化学物质污染,其要求减少化学农药的使用量,利用天敌、防虫网、色板诱杀、性诱、紫外线和臭氧水杀菌等方法进行综合治理,防治温室作物病虫害的发生,并且利用蜂类辅助授粉促进作物优质增产增收,减少激素类物质的使用,大力发展生物防治技术[20]。我们可以借鉴发达国家的先进技术,利用熊蜂为温室作物授粉,根据黑龙江省当地实际情况进行合理布局,生产绿色无公害蔬菜,实现熊蜂授粉蔬菜果实优质优价,增加农民经济收入,真正实现高收入、高产出、高收益。
熊蜂授粉市场前景十分广阔,大力发展熊蜂授粉业是一项低成本、高效率、无污染、又能获取综合效益的现代化生态农业措施。我们坚信,在政府相关部门的高度重视下,随着科研人员的不懈努力和全社会人们对熊蜂授粉重要性意识的不断提高,熊蜂授粉这一农业增产措施,势必在我省农业生产中广泛应用并发挥重要作用。而这一行业必将向专业化、规范化、商业化和产业化的方向发展。