晉南棉花不育系的蜜蜂開放授粉研究

吳翠翠 李朋波 夏芝 侯保國 楊六六 潘轉(zhuǎn)霞 曹彩榮 丁霄 蘭剛

摘要 對棉花開放授粉試驗中蜜蜂授粉和人工授粉的農(nóng)藝性狀和考種性狀進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示蜜蜂授粉在鈴數(shù)、單鈴籽粒數(shù)、鈴重、不孕率等方面優(yōu)于人工授粉。對2013和2014年網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉2年結(jié)果與開放條件下蜜蜂授粉進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)開放條件下蜜蜂授粉的單鈴籽粒數(shù)、鈴重、籽指優(yōu)于網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉。最后，對開放條件下蜜蜂授粉進(jìn)行了總結(jié)，旨在推動三系雜交棉制種的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 蜜蜂授粉;人工授粉;農(nóng)藝性狀;籽指

中圖分類號 S562? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2020）20-0034-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.20.010

Honeybee Open Pollination Study on Cotton Sterile Lines in Southern Shanxi Province

WU Cuicui， LI Pengbo， XIA Zhi et al

（Cotton Research Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences/ Shanxi Key Laboratory of Cotton Germplasm Resources Utilization and Molecular Design Breeding，Yuncheng，Shanxi 044000）

Abstract In the open pollination experiment，bee pollination and manual pollination were compared in agronomic traits and seed traits.Bee pollination was superior to artificial pollination in boll number，single boll grain number，boll weight and infertility rate.Comparing the results of pollination in 2013 and 2014 with those under open conditions，it was found that in the aspects of single boll seed number，boll weight and seed finger，bee pollination under open conditions was superior to that under open conditions.The honeybee pollination under open conditions was summarized，which promoted the development of seed production of threeline hybrid cotton.

Key words Bee pollination;Manual pollination;Agronomic traits;Seed index

利用棉花的雜種優(yōu)勢是提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑 [1]。三系雜交棉利用不育系、恢復(fù)系和保持系進(jìn)行雜交棉的生產(chǎn)。用人工進(jìn)行雜交棉制種是傳統(tǒng)的方法，但隨著勞務(wù)工資的大幅增長，制種成本大幅提高，削弱了農(nóng)民植棉積極性，因此阻礙了三系雜交棉的推廣。目前，已有研究人員進(jìn)行了蜜蜂授粉在棉花不育系的試驗 [2-6]，但因晉南氣候特殊，蜜蜂授粉試驗與新疆和河南有很大區(qū)別，因此在晉南進(jìn)行蜜蜂授粉試驗對于山西的雜交棉推廣有重要意義。鑒于此，筆者在2013—2014年進(jìn)行蜜蜂的網(wǎng)室授粉試驗，比較了蜜蜂授粉和人工授粉的農(nóng)藝性狀和考種性狀 [7-9]，并對2013和2014年網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉2年結(jié)果與開放條件下蜜蜂授粉進(jìn)行比較，2018年進(jìn)行棉花不育系蜜蜂開放授粉試驗，對開放條件下蜜蜂授粉進(jìn)行了總結(jié)，旨在推動三系雜交棉制種的 發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

自育的不育系材料21份，恢復(fù)系為H4R。4月12日，人工點(diǎn)種后覆膜，株距40 cm，行距60 cm，父母本比例是1∶2，行長90 m，密度37 500株/hm2。7 d后查看出苗情況，恢復(fù)系出苗較差，80%以上未出苗。4月20日補(bǔ)苗，補(bǔ)苗后基本出苗良好。對照種植在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所牛家洼農(nóng)場內(nèi)，條件與開放蜜蜂授粉條件一致。

1.2 試驗方法 選擇周圍5 km沒有種植棉花的地塊 0.13 hm2左右，種植前整地，施有機(jī)肥等。7月1日傍晚，蜂農(nóng)將蜜蜂授粉蜂箱安置在授粉地塊邊上，利于管理和噴藥。人工授粉在7月2日開始。

1.3 農(nóng)藝性狀調(diào)查

9月10日對蜜蜂授粉和人工授粉分別進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查，每行取30株調(diào)查第一成鈴果枝、空果枝數(shù)、果枝、鈴數(shù)，并取20鈴進(jìn)行考種。

2 結(jié)果與分析

2.1 蜜蜂授粉與人工授粉農(nóng)藝性狀比較

由表1可知，在相同的授粉條件下，蜜蜂授粉的最低成鈴果枝數(shù)是1.9臺，而人工授粉最低的成鈴果枝數(shù)是2.7臺。可以看出，蜜蜂授粉最低成鈴果枝數(shù)低于人工授粉0.8臺。蜜蜂授粉的第一成鈴果枝最高值為5.8臺，較人工授粉的5.3臺大0.5臺。蜜蜂授粉的第一成鈴果枝的平均值為3.6臺，人工授粉為3.8臺。

空果枝數(shù)蜜蜂授粉的浮動較大，從1.7到9.4臺，相差 7.7臺，平均值為6.9臺。人工授粉的空果枝數(shù)為6.2～9.4臺，相差2.8臺，平均值為7.5臺。蜜蜂授粉和人工授粉的果枝平均值均為11.0臺。蜜蜂授粉的鈴數(shù)最小值為2.0個，最大值為7.9個，說明蜜蜂授粉的浮動較大。而人工授粉鈴數(shù)為2.5～4.0個，浮動較小。蜜蜂授粉鈴數(shù)平均值為4.0個，而人工授粉鈴數(shù)3.4個。

2.2 蜜蜂授粉與人工授粉考種比較

由表2可知，蜜蜂授粉單鈴不孕籽為4.4～11.5個，平均值為7.6個;人工授粉的單鈴不孕籽平均值較高，為10.8個。因蜜蜂授粉的不孕率平均值為20.1%，較人工授粉不孕率（31.1%）低11.1%。蜜蜂授粉的單鈴籽粒數(shù)最小為26.1個，人工授粉最小為16.2個，蜜蜂授粉比人工授粉大9.9個。蜜蜂授粉的籽指為13.3 g，較人工授粉籽指（13.8 g）低0.5 g。蜜蜂授粉鈴重為5.3～6.7 g，屬中等大小，而人工授粉最小鈴重為3.7 g，屬較小鈴。蜜蜂授粉衣分平均值為30.7%，與人工授粉的30.2%相差不大。

2.3 開放條件和網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉比較

2013和2014年進(jìn)行網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂在棉花不育系的授粉試驗 [9]。表3比較了網(wǎng)室內(nèi)和開放條件下蜜蜂授粉。由表3可知，在開放條件下，蜜蜂授粉的鈴數(shù)為4.0個，網(wǎng)室內(nèi)為9.7個，說明網(wǎng)室內(nèi)成鈴數(shù)較開放條件下好。開放條件下，蜜蜂授粉的空果枝數(shù)為 6.9臺，而網(wǎng)室內(nèi)為2.6臺，說明網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉的空果枝數(shù)較少。對于單株籽粒數(shù)，開放條件下為30.6個，網(wǎng)室內(nèi)為 20.2個，開放條件比網(wǎng)室內(nèi)大10.4個。開放條件下，蜜蜂授粉的鈴重為6.0 g，網(wǎng)室內(nèi)為4.0 g，開放條件下較網(wǎng)室內(nèi)大 2.0 g。蜜蜂授粉開放條件下籽指為13.3 g，網(wǎng)室內(nèi)籽指為 10.5 g。開放條件和網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉的衣分相差不大。

3 討論

（1）第一成鈴果枝指的是第一個鈴所在的果枝數(shù)，可以反映授粉后棉鈴是否成鈴或者脫落。結(jié)果顯示，蜜蜂授粉較人工授粉成鈴早，主要原因可能是蜜蜂在同一柱頭上多次授粉 [9]。而人工授粉中，人工對于每個不育系花朵的柱頭最多授粉1次。

（2）空果枝數(shù)可以反映出蜜蜂授粉和人工授粉中未授粉的果枝數(shù)，通過調(diào)查所在果枝數(shù)和數(shù)量可以分析沒有成鈴的原因。該試驗中，蜜蜂授粉空果枝數(shù)平均值為6.9臺，而人工授粉為7.5臺，說明蜜蜂授粉的空果枝數(shù)較人工授粉少。調(diào)查顯示，空果枝數(shù)嚴(yán)重的部位是盲蝽象為害嚴(yán)重的時期造成的，盲蝽象對于棉花的危害較嚴(yán)重 [10]，但又很難防治。盲蝽象噴藥后會飛走，等藥效小的時候又飛回來繼續(xù)危害棉花的花朵和嫩葉，給棉花造成十分嚴(yán)重的損害。在此期間總共噴藥2～3次，隔5 d噴施1次。因此，這些天蜜蜂不在棉花上授粉。蜂農(nóng)授粉的經(jīng)驗顯示，大田中不能隨意挪動蜂箱，會驚動蜂王，不利于授粉，這與網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉不同 [9]。因此在開放授粉時，田間噴藥沒有將蜂箱搬離棉田，但是盡量在離蜂箱較近的地方輕噴藥，以免對蜜蜂造成較大傷害。

空果枝數(shù)蜜蜂授粉的浮動范圍較大，為1.7～9.4臺，相差7.7臺，主要原因首先是該試驗只設(shè)置了1個蜂箱，且在邊行（主要是為了噴藥時，蜜蜂受傷害較小），因此離蜂箱較近的棉株以及邊行的棉株授粉效果較好;其次與品種有關(guān)，有些品種受到蜜蜂喜愛，授粉效果較好，使蜜蜂授粉的空果枝數(shù)范圍較大。而人工授粉每天都是相同的人進(jìn)行授粉，不會有很大的浮動。

（3）蜜蜂授粉的單鈴籽粒數(shù)平均值為30.6個，與保持系的單鈴籽粒數(shù)基本無差異，比網(wǎng)室內(nèi)的保持系的單鈴籽粒數(shù)要大 [9]。而人工授粉的單鈴籽粒數(shù)為24.5個。蜜蜂授粉單鈴籽粒數(shù)平均值比人工的單鈴籽粒數(shù)平均值大6.1個，基本為正常棉鈴中一瓣棉花所含的棉籽。單鈴籽粒數(shù)與不孕率緊密相關(guān)，蜜蜂授粉的不孕率平均值為20.1%，而人工授粉不孕率平均值為31.1%，說明蜜蜂授粉較人工授粉效果好。目前，晉南人工授粉存在以下問題：①雇工年齡越來越大，基本在55歲以上。雇工年齡大眼睛會花，在授粉的時候看不清細(xì)小的花粉而使柱頭授粉不完全，因此棉鈴的不孕率會較高。②每年授粉人員都在更換，需要重新培訓(xùn)新的人員，在新人授粉前期會存在授粉不完全、授粉較慢等問題，經(jīng)過大約7 d的訓(xùn)練后基本能進(jìn)入狀態(tài)，但基本也就過了1/3的時間，而且這些人員也沒有嚴(yán)格的制度，剛培訓(xùn)好的人員也會突然離開，又要重新培訓(xùn)新人。③由于年齡較大，授粉效率較低，每人每天能授粉20～30行，授粉成本較高。

（4）針對蜜蜂授粉效果的鈴數(shù)、空果枝數(shù)等，可以看出在開放條件下蜜蜂授粉比網(wǎng)室內(nèi)效果差，主要可能是由于網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂的活動空間有限，因此會集中在棉花花朵上進(jìn)行授粉。在開放條件下雖然盡量選擇周圍無其他蜜源植物的地塊，但是該年的地塊周圍還有向日葵等蜜源植物（向日葵是小麥?zhǔn)崭钜院?月下旬種植），因此對于授粉影響較大。而對于與棉鈴發(fā)育相關(guān)的單鈴籽粒數(shù)、鈴重、籽指等方面，蜜蜂授粉在開放條件下比網(wǎng)室內(nèi)大，說明在開放條件下蜜蜂授粉后棉鈴的發(fā)育較好，不孕率較網(wǎng)室內(nèi)低。因為開放條件下比較適合棉鈴的發(fā)育，網(wǎng)室內(nèi)空間有限且溫度較高，對于棉鈴的發(fā)育有一定的影響。

4 結(jié)論

對晉南蜜蜂授粉初步試驗及其與網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉比較試驗結(jié)果進(jìn)行分析，可得出以下幾點(diǎn)：①在開放條件下進(jìn)行棉花不育系蜜蜂授粉，嚴(yán)格選擇授粉棉田。首先，周圍5 km沒有其他棉花種植，以保證雜交鈴的純度。其次，在棉花授粉期間，周圍最好沒有其他授粉作物，如向日葵等會吸引蜜蜂授粉，棉田里的蜜蜂就會減少，從而減弱授粉效果;此外還要考慮澆水等條件的便利程度。②合理有效的栽培管理措施。從播種前的整地、施肥和澆水開始，棉田需要有專人進(jìn)行管理。肥水管理同大田管理一致，盛花期間的澆水尤為重要，澆水遲7 d可以明顯看到雜交鈴脫落，且原本長勢良好的棉株也明顯受到影響（估計與所選地塊的肥力相關(guān)）。③授粉期間的噴藥。影響授粉最關(guān)鍵的因素就是授粉期間病蟲害的防治。試驗時盲蝽象對于棉田的為害最嚴(yán)重，其次是蚜蟲。在開放條件下，影響蜜蜂授粉的因素較多，需要考慮的因素也較多，但要遵循1個原則：盡量不在盛花期噴藥，或提前3～5 d噴藥，這對雜交鈴產(chǎn)量的提高至關(guān)重要。④蜂箱的管理需要有授粉試驗經(jīng)驗的蜂農(nóng)進(jìn)行。綜合開放條件下蜜蜂授粉和人工授粉，以及與網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉進(jìn)行比較，可以得出盡管開放授粉結(jié)果沒有網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉效果好，但是在目前勞務(wù)工資越來越高的趨勢下，開放條件下蜜蜂授粉仍有較大潛力。因此，改進(jìn)開放條件下蜜蜂授粉對于三系雜交棉的推廣利用作用很大。

參考文獻(xiàn)

[1]張小全，朱偉，呂有軍.棉花雜種優(yōu)勢利用途徑研究進(jìn)展[J].種子，2008，27（6）：39-42，46.

[2] 邢朝柱，郭立平，苗成朵，等.棉花蜜蜂傳粉雜交制種效果研究[J].棉花學(xué)報，2005，17（4）：207-210.

[3] 黃麗葉，陳應(yīng)先，王志剛，等.網(wǎng)室蜜蜂傳粉制棉花不育系技術(shù)的研究[J].石河子大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，26（3）：286-289.

[4] 黃麗葉，陳應(yīng)先，王志剛，等.新疆開放條件下利用蜜蜂繁殖棉花不育系技術(shù)初探[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（13）：5359，5585.

[5] 李靜，張換樣，朱永紅，等.網(wǎng)室內(nèi)棉花不育系蜜蜂授粉試驗[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（19）：2-3.

[6] 夏芝，楊慧勇，吳翠翠，等.網(wǎng)室內(nèi)棉花不育系蜜蜂授粉試驗研究[J].中國棉花，2019，46（2）：16-18.

[7] 吳翠翠，夏芝，侯保國，等.網(wǎng)室內(nèi)蜜蜂授粉和壁蜂授粉對棉花不育系的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（12）：2014-2017，2081.

[8] 吳翠翠，李朋波，曹彩榮，等.棉花雄性不育系網(wǎng)室蜜蜂授粉技術(shù)研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報，2016，6（1）：21-24.

[9] 吳翠翠，李朋波，曹美蓮，等.壁蜂與蜜蜂對棉花胞質(zhì)雄性不育系的傳粉特性比較[J].棉花學(xué)報，2016，28（4）：369-374.

[10] 吳翠翠，張先亮，任文斌，等.棉盲蝽為害日益嚴(yán)重成因和防治策略分析[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（12）：1361-1364.