福州地區(qū)中華蜜蜂(Apis cerana cerana)工蜂春季活動(dòng)規(guī)律初探

王庭云，陳大福，梁 勤，李江紅

(福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)學(xué)院，福建福州350002)

蜜蜂是社會(huì)性昆蟲(chóng)，群內(nèi)各成員之間有著嚴(yán)密的分工.在羽化后2－3個(gè)星期內(nèi)，工蜂一般從事巢內(nèi)的保溫、清潔和哺育等工作，羽化3個(gè)星期后從事巢外采集的工作［1，2］.這種分工會(huì)隨著蜂群內(nèi)外的環(huán)境變化而做出調(diào)整，在極端情況下，幼年蜜蜂可能提早外出采集，而年老的蜜蜂也可轉(zhuǎn)化成哺育蜂［3－5］.蜜蜂行為發(fā)育模式及其轉(zhuǎn)變的分子機(jī)制已經(jīng)成為蜜蜂生物學(xué)的研究熱點(diǎn)［6－9］.

蜜蜂訪問(wèn)種類繁多的植物，采集花蜜和花粉，構(gòu)成整個(gè)蜂群賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ).蜜蜂在采集食物的同時(shí)，也幫助植物完成傳粉工作，這對(duì)植物的生存和繁衍有著重要影響.通過(guò)這種方式，蜜蜂在很大程度上影響和維系著整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，蜜蜂授粉為農(nóng)作物的增產(chǎn)、增質(zhì)等所發(fā)揮的作用得到愈來(lái)愈多的重視［10－15］.

中華蜜蜂(Apis cerana cerana)是我國(guó)特有的重要蜜蜂資源，是我國(guó)眾多野生植物和農(nóng)作物的重要傳粉者.盡管西方蜜蜂(Apis mellifera)引入中國(guó)約100年，并在全國(guó)范圍內(nèi)得到大規(guī)模飼養(yǎng)，但是，中華蜜蜂因其具有食譜廣泛、抗病力強(qiáng)等生物學(xué)特性，仍然是我國(guó)養(yǎng)蜂業(yè)的重要組成部分，在維護(hù)我國(guó)自然生態(tài)系統(tǒng)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮著十分重要的作用.但是關(guān)于中華蜜蜂的社會(huì)分工、個(gè)體發(fā)育、采集活動(dòng)規(guī)律及其行為發(fā)育等基礎(chǔ)生物學(xué)研究相對(duì)薄弱，影響了中華蜜蜂的飼養(yǎng)、科學(xué)研究和開(kāi)發(fā)利用，也阻礙了中華蜜蜂一些優(yōu)良性狀形成機(jī)制的研究.

電子標(biāo)簽又稱無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(radio frequency identification，RFID)，原理是利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的自動(dòng)識(shí)別，其主要特點(diǎn)是不與目標(biāo)直接接觸即可進(jìn)行識(shí)別.與傳統(tǒng)研究方法相比，利用該技術(shù)觀察蜜蜂進(jìn)出巢活動(dòng)，具有簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì).目前RFID技術(shù)在蜜蜂行為研究中已有所應(yīng)用［16－19］.

為系統(tǒng)研究中華蜜蜂的出巢活動(dòng)規(guī)律，本研究標(biāo)記一定數(shù)量的初始羽化蜜蜂，利用RFID技術(shù)檢測(cè)所標(biāo)記蜜蜂進(jìn)出蜂巢情況，分析其出巢活動(dòng)規(guī)律，以期為深入研究中華蜜蜂的社會(huì)分工及其行為發(fā)育奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用蜂種中華蜜蜂來(lái)自福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)學(xué)院教學(xué)蜂場(chǎng)，于2013年4月至6月開(kāi)展試驗(yàn).檢測(cè)蜜蜂進(jìn)出的RFID設(shè)備，包括讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、天線及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)分析軟件XCRF－800 V1.40(遠(yuǎn)望谷，廣東深圳).其他試驗(yàn)材料包括昆蟲(chóng)膠膠水，剪刀、透氣的盒子(盛待標(biāo)記和標(biāo)記后的蜜蜂)、鑷子、槍頭(涂抹膠水)等，以及蜂群日常飼養(yǎng)管理的工具起刮刀、蜂帽等.

1.2 蜂群組織

受RFID系統(tǒng)檢測(cè)通道通行能力(20 mm×8 mm)限制，為保證順利檢測(cè)全部標(biāo)記的工蜂，同時(shí)又不影響蜂群的正?；顒?dòng)，試驗(yàn)蜂群不宜過(guò)大.所用蜂群為2足框的繁殖期正常蜂群，經(jīng)定群確認(rèn)成年蜜蜂約5000只，子脾約1.2脾，蜂王產(chǎn)卵正常，并有一定儲(chǔ)蜜.

1.3 蜜蜂標(biāo)記

確定試驗(yàn)蜂群后，選擇蜂群中剛羽化新蜂的巢脾，徒手抓取剛羽化的成年蜜蜂(盡量避免對(duì)蜜蜂造成傷害)，將預(yù)先用槍頭涂布有昆蟲(chóng)膠的電子標(biāo)簽用鑷子夾住輕輕粘在剛羽化出房蜜蜂的中胸背板稍偏前位置，避免遮擋蜜蜂的翅膀而影響飛行.將粘有電子標(biāo)簽的蜜蜂放在一透氣的盒子內(nèi)15 min，確保電子標(biāo)簽的牢固性.隨后將粘好標(biāo)簽的蜜蜂放回試驗(yàn)蜂群，正常飼養(yǎng).

1.4 系統(tǒng)搭建和運(yùn)行

蜜蜂標(biāo)記完成之后，立即搭建RFID檢測(cè)系統(tǒng)，將檢測(cè)通道與蜜蜂的巢門(mén)相連接，避免空隙，確保檢測(cè)通道是所有蜜蜂進(jìn)出蜂箱的唯一出口.連接檢測(cè)通道與檢測(cè)器，并連接電腦，調(diào)控監(jiān)控程序，對(duì)標(biāo)記蜜蜂進(jìn)出巢門(mén)的情況進(jìn)行檢測(cè).檢測(cè)工作一直持續(xù)到所標(biāo)記的蜜蜂全部死亡為止.檢測(cè)期間，為防止數(shù)據(jù)丟失或其他意外情況發(fā)生，每天晚上將當(dāng)天的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并及時(shí)檢查設(shè)備的運(yùn)行情況.

1.5 數(shù)據(jù)處理

人工導(dǎo)出系統(tǒng)每日所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，剔除重復(fù)記錄，分別統(tǒng)計(jì)每只蜂最早出巢時(shí)間，最后歸巢時(shí)間，每日出巢采集的次數(shù)，每次在外采集的時(shí)間，采集返巢后在巢內(nèi)停留的時(shí)間等.同時(shí)記錄來(lái)自地方氣象站的天氣信息，以便分析數(shù)據(jù)時(shí)使用.使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，使用Micosoft Excel 2003(版本:SP3)進(jìn)行繪圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 工蜂壽命

由于標(biāo)簽遺失，試驗(yàn)蜜蜂個(gè)體不正常死亡等原因，根據(jù)蜜蜂自羽化至自然消失階段的出入蜂群記錄，最終獲得18只工蜂的數(shù)據(jù).其中，觀察到存活時(shí)間小于20 d的蜜蜂3只，最短為17 d，有9只存活20－30 d，有6只存活時(shí)間大于30 d，最長(zhǎng)為35 d.經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析表明，所標(biāo)記蜜蜂的壽命為(26.89±5.51)d.

2.2 工蜂首次出巢日齡

通過(guò)記錄所標(biāo)記的18只蜜蜂的首次出巢活動(dòng)時(shí)間.其中，12只蜜蜂在4日齡進(jìn)行首次出巢活動(dòng)，3只蜜蜂在5日齡時(shí)進(jìn)行首次出巢活動(dòng)，另有3只分別在7、8和11日齡進(jìn)行首次出巢活動(dòng)(表1).蜜蜂的首次出巢活動(dòng)在當(dāng)天只進(jìn)行1次，持續(xù)時(shí)間為2－3 min，僅有1只蜜蜂的首次出巢活動(dòng)時(shí)間超過(guò)5 min.因此，中華蜜蜂一般在羽化后4－5 d進(jìn)行首次出巢活動(dòng)，其首次出巢活動(dòng)持續(xù)時(shí)間較短.

2.3 工蜂日活動(dòng)頻率

通過(guò)記錄18只蜜蜂不同日齡出巢活動(dòng)情況，計(jì)算每日出巢蜜蜂占所標(biāo)記蜜蜂的比例.在羽化后的前3 d沒(méi)有蜜蜂出巢活動(dòng)，自4日齡開(kāi)始到10日齡，僅部分蜜蜂出巢活動(dòng)，每天的比例不等，自11日齡開(kāi)始直至最后1只蜜蜂死亡，幾乎所有標(biāo)記蜜蜂每天均外出活動(dòng)(圖1A).進(jìn)一步分析每日出巢蜜蜂的平均出巢次數(shù)(出巢頻率)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前3 d蜜蜂不出巢活動(dòng)，4－15日齡每日出巢1次，自16日齡前后的4－6次開(kāi)始，每日出巢的次數(shù)逐漸增加，至20日齡前后為8－10次，30日齡前后可達(dá)14－16次(圖1B).這說(shuō)明蜜蜂外出活動(dòng)的積極性是隨著日齡的增加而增加的，每日平均出巢次數(shù)也是隨著日齡的增加而逐漸增加.

表1 中華蜜蜂工蜂首次出巢日齡Table 1 Age of worker Apis cerana cerana first out hive activity

圖1 中華蜜蜂工蜂日齡與出巢比例和頻率的關(guān)系Fig.1 Relationship between ages and the frequency and ratio of worker Apis cerana cerana out hive activity

2.4 工蜂日活動(dòng)時(shí)間

通過(guò)觀察蜜蜂每日出巢活動(dòng)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)所標(biāo)記蜜蜂第1次出巢活動(dòng)在下午14:30至15:30進(jìn)行.隨后幾天的出巢活動(dòng)時(shí)間會(huì)逐日提前，但主要集中在11:00至15:00.自11日齡之后，蜜蜂飛行的時(shí)間可提前至約8:00，一直持續(xù)到下午約15:00.自14日齡開(kāi)始，蜜蜂的出巢活動(dòng)自早上約5:00開(kāi)始，一直持續(xù)至下午17:30甚至更晚(圖2).這說(shuō)明羽化后成年蜜蜂的早期出巢活動(dòng)在11:00至15:00進(jìn)行，隨著日齡增加，其活動(dòng)時(shí)間范圍逐漸擴(kuò)展至早上5:00至下午17:30.

圖2 不同日齡標(biāo)記中華蜜蜂工蜂活動(dòng)的時(shí)間區(qū)間Fig.2 Age and the time range of out hive activity of labeled worker Apis cerana cerana

2.5 工蜂單次出巢活動(dòng)時(shí)間

2.5.1 活動(dòng)持續(xù)時(shí)間與日齡的關(guān)系 分析不同日齡蜜蜂單次巢外活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間，自開(kāi)始進(jìn)行巢外活動(dòng)的4日齡至16日齡，蜜蜂單次出巢活動(dòng)的時(shí)間較短，平均出巢活動(dòng)時(shí)間為2－3 min.至17日齡時(shí)，蜜蜂單次出巢活動(dòng)時(shí)間明顯增加，超過(guò)16 min，此后，每次外出活動(dòng)時(shí)間約30 min(圖3).根據(jù)蜜蜂在巢外活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，可將蜜蜂羽化后的巢外活動(dòng)分為2個(gè)階段，一是自羽化至16日齡，這期間每次外出活動(dòng)時(shí)間只持續(xù)2－3 min.二是17日齡之后，單次采集時(shí)間顯著增加至20－30 min.

圖3 不同日齡標(biāo)記中華蜜蜂工蜂單次出巢活動(dòng)時(shí)間Fig.3 Age and lasting time of per out hive activity of labeled worker Apis cerana cerana

2.5.2 采集持續(xù)時(shí)間 通過(guò)對(duì)20日齡后處于采集階段的蜜蜂外出活動(dòng)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)和分析.檢測(cè)數(shù)據(jù)之間差異顯著，時(shí)間短的只有幾分鐘甚至1 min，這種數(shù)據(jù)約占400個(gè)，可能是一些守衛(wèi)蜂在巢門(mén)口不斷進(jìn)出而被反復(fù)檢測(cè)的結(jié)果.有35個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)為100 min以上，甚至有1個(gè)數(shù)據(jù)是226 min.大多數(shù)的數(shù)據(jù)為20－60 min.為進(jìn)一步研究蜜蜂實(shí)際外出采集持續(xù)的時(shí)間，時(shí)間太長(zhǎng)和太短均不符合蜜蜂的采集習(xí)性和特點(diǎn)，因此去除小于10 min和大于100 min的數(shù)據(jù)，共獲得數(shù)據(jù)783個(gè)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析為(32.61±10.04)min.說(shuō)明試驗(yàn)期間處于采集階段的蜜蜂外出一次采集持續(xù)時(shí)間平均約為33 min.

2.6 工蜂單次巢內(nèi)停留時(shí)間

為確定蜜蜂在2次采集活動(dòng)之間停留在蜂巢內(nèi)部的時(shí)間，選擇20日齡后在天氣晴朗的4天記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算每只標(biāo)記蜜蜂在出巢返回后停留在巢內(nèi)的時(shí)間.研究表明，蜜蜂在巢內(nèi)的停留時(shí)間范圍較大，短的只有幾分鐘甚至1－2 min，長(zhǎng)的則大于100 min，最長(zhǎng)達(dá)到319 min.在獲得的347個(gè)數(shù)據(jù)中，10 min以下的數(shù)據(jù)有150個(gè)，10－99 min的數(shù)據(jù)有168個(gè)，而大于100 min的數(shù)據(jù)有29個(gè).時(shí)間太長(zhǎng)或者太短均與連續(xù)的采集活動(dòng)無(wú)關(guān)，因此去除小于10 min和大于100 min的數(shù)據(jù)，剩余168個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為(28.75±10.79)min.說(shuō)明蜜蜂采集返巢后在巢內(nèi)停留的時(shí)間約為29 min.

3 討論

本研究利用RFID系統(tǒng)研究了春季中華蜜蜂羽化后的進(jìn)出巢活動(dòng)情況.研究表明，新羽化蜜蜂一般在4－5日齡進(jìn)行第1次出巢活動(dòng)，持續(xù)時(shí)間較短.此后至16日齡，蜜蜂每天均會(huì)在11:00至15:00外出1次，持續(xù)時(shí)間1－2 min，這段時(shí)間對(duì)應(yīng)蜜蜂的內(nèi)勤蜂時(shí)期.17日齡之后，蜜蜂外出活動(dòng)積極，活動(dòng)時(shí)間擴(kuò)展至整個(gè)白天，每次外出的持續(xù)時(shí)間為20－30 min，外出采集的次數(shù)隨日齡的增加而增加，這段時(shí)期對(duì)應(yīng)蜜蜂的外勤蜂階段.與西方蜜蜂相比(一般為21－24日齡外出采集)，中華蜜蜂17日齡就開(kāi)始外出采集［20］.中華蜜蜂的采集行為發(fā)育明顯比西方蜜蜂要早，是其行為發(fā)育的典型特征之一.該結(jié)果補(bǔ)充了中華蜜蜂的生物學(xué)內(nèi)容，為其行為相關(guān)的研究和應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

在測(cè)定的數(shù)據(jù)中，9、10、25－27日齡的出巢蜜蜂比例、活動(dòng)時(shí)間、出巢次數(shù)等與分別之前的8、23、24日齡和之后的11、28、29日齡的數(shù)據(jù)有較大差異，經(jīng)核對(duì)氣象信息，這幾天均有中或大暴雨，天氣狀況顯著影響了蜜蜂的出巢活動(dòng).此外，檢測(cè)結(jié)果顯示羽化后至16日齡前后的所謂內(nèi)勤蜂階段，蜜蜂每天都會(huì)出巢1次，只是持續(xù)的時(shí)間較短，這與以往一般認(rèn)為內(nèi)勤蜂只從事巢內(nèi)工作而不出巢活動(dòng)有所不同［1］.17日齡后的采集蜂階段，隨日齡的增加，蜜蜂每日采集次數(shù)逐漸增加，反映了蜜蜂的自主學(xué)習(xí)能力促進(jìn)了采集活動(dòng).

統(tǒng)計(jì)分析表明，試驗(yàn)期間蜜蜂的平均壽命為27 d，比一般30－60 d的理論數(shù)據(jù)稍短.分析主要原因如下:一是粘貼電子標(biāo)簽可能對(duì)新出房蜜蜂造成一定的影響，試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)部分蜜蜂因粘貼標(biāo)簽受傷而不能飛行，最后死亡.測(cè)試的蜜蜂雖然可以連續(xù)2個(gè)星期以上檢測(cè)到出巢活動(dòng)記錄，但對(duì)蜜蜂的飛行乃至壽命有無(wú)影響還無(wú)法完全排除.二是試驗(yàn)蜂群的群勢(shì)只有2脾，蜂群有較強(qiáng)的發(fā)展需求，培育了大量幼蟲(chóng)，而且試驗(yàn)時(shí)間，外界的蜜粉源情況較好，蜜蜂的哺育和采集活動(dòng)強(qiáng)度均較大，這也會(huì)減少蜜蜂的壽命.但總體而言，檢測(cè)壽命與一般蜜蜂生物學(xué)理論基本一致［21，22］.

工蜂采集時(shí)間和巢內(nèi)停留時(shí)間，短的只有1－2 min，長(zhǎng)的可達(dá)200 min以上.蜜蜂的采集活動(dòng)一般為幾十分鐘，返巢后巢內(nèi)停留時(shí)間也如此，太短和太長(zhǎng)都與蜜蜂的實(shí)際采集活動(dòng)不符，因此選用10－100 min的數(shù)據(jù)以反映蜜蜂的采集和群內(nèi)停留時(shí)間.采集和巢內(nèi)停留時(shí)間較短可能與守衛(wèi)蜂的頻繁進(jìn)出巢門(mén)活動(dòng)有關(guān)，但有些蜜蜂采集活動(dòng)時(shí)間持續(xù)幾百分鐘，其生物學(xué)意義還需進(jìn)一步探討.

致謝:福建農(nóng)林大學(xué)蜂學(xué)學(xué)院蜂學(xué)2010級(jí)的任明顯，黃倩倩，易小鳳，周金仙同學(xué)參與了蜜蜂標(biāo)記及電子標(biāo)簽系統(tǒng)搭建、運(yùn)行和日常監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)收集的工作.此外，評(píng)審專家也對(duì)論文提出了許多建設(shè)性的意見(jiàn)和建議，在此一并表示感謝!

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