大豆传粉的主要蜂种

孙智禹 徐凯 何金明 常志光 刘玉玲 牛庆生│文

吉林省养蜂科学研究所

一、引言

大豆作物的栽种最早起源于中国，古称“菽”。因其蛋白质营养价值高，功能多样，现已成为广为种植的世界性作物。据统计，2021 年仅一年，全球生产大豆约有3.361 亿吨。相比之下，我国的大豆仍需要长期进口，供需矛盾越来越突出。如何在有限的耕地上培育出高产的大豆品种是中国科技亟待解决的问题。

二、大豆花序的特点

大豆花为总状花序，具有叶腋开花结荚的特点，且花粉粘重由龙骨瓣包裹，无法像玉米等作物通过风媒完成杂交授粉。同时，大豆花具有蜜腺可分泌少量花蜜，具备一般虫媒花的特征，这为虫媒对其传粉提供可能。虽然长期以来，大豆被归类为自花授粉作物，理论上并不需要传粉昆虫授粉，但是对于某些品种，自花授粉后花朵败育，因此，有些学者认为自花授粉是限制大豆产量的原因。近年来，国内应用传粉蜂进行杂交大豆制种的研究，在取得良好效果的同时，间接证明利用蜂传粉达到大豆高产的可行性。同时，随着农业现代化进程加快，规模化种植区域不断变大，对于养蜂人而言，大豆花粉的甘氨酸含量丰富，植株花序多（部分高产品种的植株有800 朵小花/株，每亩大豆约有8 万朵小花），大豆种植区有望成为饲养蜂群的重要资源宝库。

二、大豆花的主要传粉蜂

1.西方蜜蜂

西方蜜蜂是膜翅目，蜜蜂科，蜜蜂属。由于易饲养、群势大，被广泛应用于农田和设施作物授粉以提高产量，被认为是作物最重要的传粉昆虫。Erickson的研究表明，蜜蜂不仅采集大豆花蜜，而且有助于异花授粉增加产量。在美国威斯康星州、密苏里州和阿肯色州的研究表明，通过蜜蜂授粉，大豆结荚率提高，空夹数降低，大豆总产量提高。国外学者Sheppard 对蜂群群势与大豆种植区域关系的研究认为，1 群蜜蜂可以满足2.3 公顷大豆的异花授粉需要。接下来的研究表明，在蜂群附近区域的大豆产量提高，随着距离的增加其大豆产量呈现逐渐下降的趋势。我国自1999年起，吉林省农业科学院和吉林省养蜂科学研究所合作开展利用蜜蜂为杂交大豆传粉的研究，通过对蜜蜂的定向选育、引诱剂研发、蜂群规模结构、饲喂方法、管理方式等方面的不断改进，实现了人工驯化蜜蜂为杂交大豆高效授粉。

2.熊蜂

熊蜂（Bombus Spp.）是膜翅目，蜜蜂总科，熊蜂属，是一类亚社会性昆虫，与西方蜜蜂一样，是泛化的传粉昆虫，是多种植物（特别是豆科、茄科植物）的重要授粉昆虫。相比于蜜蜂，熊蜂以采集花粉为主，并能够凭借体重优势将特定结构的花朵弹开，使得花朵得以充分授粉。王曙明等学者的试验数据表明，和西方蜜蜂一样，利用熊蜂授粉后，网棚杂交大豆的结荚率明显提高（高达100%），杂交大豆制种平均单株结荚数达到32.3 个。但国内外尚缺乏熊蜂在大豆农田的田间试验。

3.苜蓿切叶蜂

苜蓿切叶蜂属蜜蜂总科，切叶蜂科，切叶蜂属。苜蓿切叶蜂对蜜源花粉的选择性很强，专门采集豆科植物的花粉，是具有群居习性的独居蜂，个体之间几乎没有协调行为，主要用于苜蓿等豆科牧草制种田授粉。苜蓿和大豆同属于豆科植物，向大豆农田内投放苜蓿切叶蜂蜂群时一般在7 月中旬，雌性蜂采集大豆花蜜时，加速了大豆花龙骨瓣张开，并通过腹部粘连的花粉通过连续的采集，将花粉传递给不同的花，完成异花授粉。一般情况下，苜蓿切叶蜂传粉活动以上午10 ∶00～15 ∶00 较为活跃，与西方蜜蜂相比，在经高温、高湿等环境后，其传粉效果更好，其传粉后的大豆的单株授粉结荚仍可达25 个，大豆不育系异交率高达86.3%～93.1%，同时，与蜜蜂、熊蜂相比，苜蓿切叶蜂的活动时间与大豆花泌粉的时间吻合度较高。从大豆的生物学特性、传粉要求及传粉昆虫的传粉特性来看，苜蓿切叶蜂是目前最理想的传粉昆虫。苜蓿切叶蜂原为野生蜂种，因其生物学特性的特殊性及高传粉效率，从上世纪50年代开始引起人们的注意，从60 年代开始美国和加拿大对其生物学特性、人工繁殖技术及应用技术进行大量研究，到70 年代已形成一套完整的人工繁殖技术体系，主要用于苜蓿制种田授粉，但是国内苜蓿切叶蜂饲养技术目前尚不成熟，很难达到规模化饲养的程度。

4.其他传粉蜂

国外学者Rust 对特拉华州北部大豆种植基地的传粉昆虫进行调查，收集到西方蜜蜂和22 种野生蜜蜂，22 种野生蜂中以木蜂（Ceratins calcarata）、隧蜂（Dianus testaceus、Dialicus versaus）最多。1997～2001 年的吉林省农业科学院的大豆野生传粉昆虫资源的调查与鉴定对吉林省中部地区田间大豆传粉昆虫进行系统调查，采集的标本由中国科学院动物所鉴定。鉴定结果表明，已知为大豆传粉的蜂种主要有21 个。其中蜜蜂属有3 个种：Apis mellifera ligusticaL.（意大利蜜蜂）、Apis mellifera caucasicaGorb（高家索蜂）、Apis cerana cerana（中华蜜蜂）；切叶蜂属有6个种：Megachile manchurianaYasum.（北方切叶蜂）、Megachile lagopoda pieliCkll、Megachile maritimeKby、Megachile willoughbiellaKirby（单齿跗切叶蜂）、Megachile aslloughliellaKirby、Megachile spp.；熊 蜂属3个种：Bombus ignitusSmith（红光熊蜂）、Bombus patagiatusNylander（密林熊蜂）、Bombus hypocritaPerel（小峰熊蜂）；地蜂属5个种：Andrena spp.、Andren ovatulaKirby、Andrena kishidaiYasum、Andrena kishidaiYasumatsu、Andrena ovafulaKirby；条蜂属1个种：Anthophora patruelisCkll；隧蜂属1 个种：Lasioglossum subopacumSmith（尖肩淡脉隧蜂）；其他有Rhopalomelissa yasumatsuiHirashima（安棒腹蜂）和Taeniothrips glycinesOkamoto（大豆蓟马）。

三、结语

近年来，由于杂交大豆制种需要，人们对大豆传粉蜂研究兴趣持续增加，随着传粉蜂种类的认识不断得到扩展，传粉蜂保护、繁殖和利用技术日趋完善，蜂、大豆品种及环境之间复杂的相互作用将被逐步破译。传粉蜂也有望提高大豆优势组合的选育效率，使我国大豆杂种优势利用进入崭新阶段。