網(wǎng)室內(nèi)棉花不育系蜜蜂授粉試驗(yàn)研究

夏芝，楊慧勇，吳翠翠*，侯保國

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西 運(yùn)城044000；2.棉花種質(zhì)資源利用與分子設(shè)計(jì)育種山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 運(yùn)城044000；3.農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030031；4.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西 榆次030600）

目前，我國雜交棉制種主要是人工去雄授粉制種。“三系”雜交棉是指用不育系、恢復(fù)系和保持系進(jìn)行雜交制種，省去了人工去雄環(huán)節(jié)，相對降低了制種成本。隨著近年來勞動(dòng)力工資大幅上漲，人工授粉制種成本越來越高，因此，降低棉花制種成本，提高制種產(chǎn)量，成為當(dāng)前雜交棉推廣的重要前提。棉花屬蟲媒作物，蜜蜂作為1種很好的傳粉媒介，已經(jīng)用于果樹[1-6]、蔬菜[7-11]、農(nóng)作物[12-17]等授粉研究中。蜜蜂在棉花制種中利用蜜蜂傳粉也有報(bào)道[18-20]，邢朝柱等[18]2005年用蜜蜂傳粉進(jìn)行棉花雜交制種試驗(yàn)，結(jié)果表明在當(dāng)時(shí)勞務(wù)工資相對較低的情況下，可節(jié)約成本，且制種效果較好。本試驗(yàn)利用同一保持系培育的不育系進(jìn)行蜜蜂授粉試驗(yàn)，以人工授粉作對照，比較蜜蜂授粉和人工授粉進(jìn)行雜交制種的田間性狀和產(chǎn)量性狀，試圖找出成本低、效率高的制種方法。

1 材料和方法

1.1 材料

當(dāng)?shù)胤滢r(nóng)飼養(yǎng)的本地意蜂，內(nèi)放6個(gè)巢脾，每框蜂約2 500～3 000只蜜蜂。本課題組培育的6個(gè)不育系，分別為晉56-1A、晉56-2A、晉56-3A、晉56-4A、晉56-5A和晉56-6A，以晉棉56作保持系，分別進(jìn)行蜜蜂授粉和人工授粉，以人工授粉為對照（CK1～CK6）。試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牛家凹農(nóng)場（山西省夏縣）建造的網(wǎng)室中進(jìn)行，網(wǎng)室采用鐵架鋼索結(jié)構(gòu)，紗網(wǎng)選擇40目的尼龍篩網(wǎng)布。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1網(wǎng)棚。網(wǎng)棚長56m，寬6m，總面積為336m2，蜜蜂授粉和人工授粉各一個(gè)網(wǎng)棚。不育系和保持系的比例為2∶1，密度為60 000株·hm－2，行距66.7 cm，株距25 cm。行長18 m，設(shè)3個(gè)重復(fù)，不育系隨機(jī)排列，不育系和保持系相間種植，以保證授粉均勻。

1.2.2管理。播種前每100 kg棉花毛籽用70%吡蟲啉500 g將不育系和保持系種子拌種，其它同大田常規(guī)管理。

1.2.3授粉。不育系6月25日開花，在開花前3 d罩上紗網(wǎng)，按設(shè)計(jì)要求分區(qū)隔離。6月28日早上在網(wǎng)室中部放入蜂箱，放在地面上方約50 cm高的木架上，巢門前設(shè)置喂水器，每2天更換1次水。8月2日花期結(jié)束將蜂箱搬出，共35 d。人工授粉與蜜蜂授粉用紗網(wǎng)隔離。

1.2.4性狀調(diào)查。在9月10日對蜜蜂授粉和人工授粉隨機(jī)選取30株進(jìn)行株高、果枝數(shù)及單株結(jié)鈴數(shù)等田間性狀調(diào)查，并10月20進(jìn)行室內(nèi)考種。對6個(gè)不育系和人工授粉產(chǎn)生的種子進(jìn)行發(fā)芽率試驗(yàn)（種子數(shù)量是500粒）。發(fā)芽試驗(yàn)按照NY/T 1385-2007[21]進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 蜜蜂授粉和人工授粉的方差分析

從表1可見，蜜蜂授粉和人工授粉條件下6個(gè)材料的平均單株結(jié)鈴數(shù)和空果枝數(shù)差異極顯著。

表1 蜜蜂授粉和人工授粉的結(jié)鈴表現(xiàn)

從各不育系的單株結(jié)鈴數(shù)、空果枝數(shù)結(jié)果（表2）可知，晉56-1A、晉56-3A、晉56-6A由蜜蜂授粉和人工授粉的單株結(jié)鈴數(shù)有顯著差異；不同授粉方式下，晉56-2A和晉56-5A的單株結(jié)鈴數(shù)差異極顯著。晉56-4A和晉56-6A的空果枝數(shù)在蜜蜂授粉和人工授粉條件下有極顯著差異。

表2 不育系蜜蜂授粉和人工授粉單株結(jié)鈴數(shù)、空果枝數(shù)的t檢驗(yàn)

2.2 蜜蜂授粉和人工授粉室內(nèi)考種及制種產(chǎn)量比較

由表3可知，6個(gè)不育系在蜜蜂授粉和人工授粉條件下鈴重差異較小，在4.1～4.6 g。蜜蜂授粉衣分的范圍是26.3%～39.6%，而人工授粉的衣分范圍是29.4%～35.3%。蜜蜂授粉的平均衣分較人工授粉高。蜜蜂授粉的籽指最低值和最高值均較人工授粉稍高，平均值較人工授粉高0.5 g。人工授粉單鈴籽粒數(shù)最高為28.3，比蜜蜂授粉高0.5。人工授粉單鈴籽粒數(shù)平均值比蜜蜂授粉高2.4。蜜蜂授粉制種產(chǎn)量最高的不育系為晉56-3A，為1 607.3 kg·hm－2；蜜蜂授粉制種產(chǎn)量最高的為CK3，為1 784.9 kg·hm－2。蜜蜂授粉制種產(chǎn)量平均值較人工授粉低253.9 kg·hm－2。蜜蜂授粉和人工授粉所得種子的發(fā)芽率均較高，相差不大；蜜蜂授粉發(fā)芽率平均值較人工授粉高0.7百分點(diǎn)。

表3 蜜蜂授粉和人工授粉室內(nèi)考種及制種產(chǎn)量比較

2.3 蜜蜂活動(dòng)情況及群勢變化

放蜂初期蜜蜂有撞網(wǎng)現(xiàn)象，3天后基本適應(yīng)，白天均可見蜜蜂授粉。中午前后蜜蜂授粉數(shù)量減少，網(wǎng)室內(nèi)溫度相對較高，對蜜蜂的采集活動(dòng)和授粉有一定影響，蜂群群勢有所下降。蜜蜂在陰天、雨天等惡劣天氣的花粉采集活動(dòng)減少。

3 結(jié)論與討論

3.1 蜜蜂授粉的優(yōu)點(diǎn)

本試驗(yàn)蜜蜂授粉用地336 m2，租用授粉蜂價(jià)格是500元。人工授粉與蜜蜂授粉面積相同，每天需用2人，授粉2 h，每小時(shí)8元，30 d的費(fèi)用是960元，因此節(jié)約成本50%左右。晴朗天氣下，蜜蜂會(huì)對同一朵花反復(fù)授粉，使不育系和保持系提早成熟，大大提高霜前花率。本試驗(yàn)10月20日最后一次收獲，全部為霜前花，較人工授粉提早10 d左右。種子的發(fā)芽率均值較人工授粉高，因此用蜜蜂授粉取代人工授粉是可行的。

3.2 利用蜜蜂進(jìn)行棉花不育系授粉應(yīng)注意的問題

3.2.1選擇較強(qiáng)群勢的蜂。群勢弱的蜂箱內(nèi)可以進(jìn)行授粉的雌蜂較少，因此選擇群勢強(qiáng)的蜜蜂可以提高蜜蜂授粉效率。

3.2.2蟲害管理。在開花期前1個(gè)月不能噴灑內(nèi)吸式農(nóng)藥，以防止殘留農(nóng)藥對蜜蜂活性的影響。在授粉期間可選用生物類農(nóng)藥，在噴施農(nóng)藥的前一天傍晚蜜蜂回巢之后，將蜂箱移出網(wǎng)室放在較為安全的地方。生物類農(nóng)藥的特點(diǎn)是毒性小，噴施之后持續(xù)時(shí)間較短，可以選擇幾種生物類農(nóng)藥一起施用，同時(shí)避開盛花期。因?yàn)槭⒒ㄆ诿刻烀恐瓴挥甸_花3～5朵，若在此期間噴藥，會(huì)嚴(yán)重影響制種產(chǎn)量。

目前，由于勞動(dòng)力費(fèi)用日漸增長，利用人工授粉進(jìn)行雜交棉制種成本越來越高。因此，授粉效果好、成本低廉、制種發(fā)芽率高的蜜蜂授粉是較為理想的選擇。當(dāng)然，蜜蜂授粉也有其局限性，當(dāng)遇到陰雨天氣，授粉效果較差時(shí)，要適當(dāng)結(jié)合人工授粉作為補(bǔ)充。