張未仲,胡嘉雋,趙龍龍*,胡增麗,劉朝紅,韓 鳳
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所,山西 太原 030031;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,山西 太谷 030801)
薔薇科(Rosaceae)屬被子植物門(Angiospermae)、雙子葉植物綱(Dicotyledoneae)、原始花被亞綱(Archichlamydeae)、薔薇目(Rosales),在全球范圍內(nèi)皆有分布,以北半球溫帶地區(qū)分布最為廣泛。作為薔薇科植物原生中心之一的中國,共有該科植物55屬,1 000多種[1]。此科多數(shù)植物為重要的經(jīng)濟植物,如蘋果(Malus)、梨(Pyurs)、杏(Prunusarmeniaca)等皆屬于此科,在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟方面占據(jù)著十分重要的地位。
薔薇科果樹大多屬于典型蟲媒傳粉植物。傳粉昆蟲是訪花昆蟲的重要組成部分,主要分屬于膜翅目、雙翅目、鞘翅目、鱗翅目、半翅目、直翅目以及纓翅目、其中膜翅目占43.7%,雙翅目占28.4%,鞘翅目占14.1%,其余幾目共占13.8%[2]。
傳粉昆蟲同果樹的坐果率及產(chǎn)量密切相關(guān)。研究表明在蜜蜂授粉后,香梨坐果率要比在自然授粉條件下提高25%,同時其產(chǎn)量增加32%以上,商品率提高50%[3]。據(jù)歐陽芳等利用昆蟲生態(tài)服務(wù)定量估算的方法,2007年我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中昆蟲傳粉功能的服務(wù)價值為6 790.3億元[4]。由此可見傳粉昆蟲在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面創(chuàng)造了難以估量的價值。
近年來,隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?;彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展,薔薇科果樹的種植面積不斷擴大。而在病蟲害管理中,多采用化學(xué)防控措施進行調(diào)控,致使果園生態(tài)環(huán)境惡化,物種多樣性降低,授粉昆蟲比例下降。加上自然氣候變化無常,“倒春寒”侵襲等原因,使得在種植園區(qū)內(nèi),傳粉昆蟲不能滿足薔薇科果樹的授粉需求。在授粉不良的情況下,一方面會導(dǎo)致薔薇科果樹的坐果率、果形指數(shù)及產(chǎn)量下降;另一方面,相比于昆蟲授粉,人工授粉需要更多人力物力且效率較低,無法滿足日益增長的生產(chǎn)需求。鑒于此,為了了解薔薇科果園傳粉昆蟲特點組成,對常見薔薇科果樹訪花昆蟲進行了系統(tǒng)性調(diào)查,以期進一步保護與利用傳粉昆蟲資源。
試驗于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所中李園、桃園、梨園、山楂、蘋果園5個園區(qū)中進行。
試驗分別于2016年-2019年4月山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所各果園調(diào)查,其中李園調(diào)查日期為4月1日-4月11日,桃園為4月9日-5月1日,梨園與山楂園、蘋果園為4月11日-5月1日,每日從上午8:00開始觀測至下午18:00結(jié)束。
1.3.1 傳粉昆蟲種類調(diào)查
采用網(wǎng)捕法與拍攝法進行調(diào)查,將捕捉到的昆蟲迅速置于帶有硅膠干燥劑的塑料管中,毒殺,展翅后針扎制作成標(biāo)本,若不便捕捉則使用相機拍照進行記錄。最后統(tǒng)計結(jié)果,結(jié)合資料對昆蟲進行鑒定。
1.3.2 昆蟲日活動規(guī)律
于各果樹的盛花期在果園內(nèi)隨機選取果樹(樹高2~3 m,樹展1.5~2.5 m),用捕蟲網(wǎng)捕蟲法(于選定果樹東南西北4個方向分別掃網(wǎng)20次),在上午8:00-10:00,午間12:00-14:00,下午16:00-18:00,3個時間段分別對果樹上訪花昆蟲種類與數(shù)量進行統(tǒng)計,通過觀察主要傳粉昆蟲的活動規(guī)律分析其訪花習(xí)性。
1.3.3 盛花期花蜜量調(diào)查
于各園盛花期隨機選取果樹,采摘開放旺盛且花藥未枯萎的花朵置于密封塑料管中,在室內(nèi)使用鑷子去除其花藥、花絲等部位,將內(nèi)徑為0.3 mm的玻璃毛細(xì)管直接伸入其花托部吸取花蜜,并測量其長度。
將桃、李、梨、山楂、蘋果5個園區(qū)內(nèi)采集所得標(biāo)本結(jié)合拍攝所得照片,整理鑒定訪花昆蟲共34種,隸屬5目,28科。主要有膜翅目、雙翅目、鞘翅目、鱗翅目與半翅目昆蟲。其中以膜翅目昆蟲種類最多,共12種;其次為雙翅目昆蟲,共9種;半翅目昆蟲種類最少,僅有3種。不同果樹上分布的昆蟲種類為李21種,桃16種,山楂14種,梨13種,蘋果9種,試驗已知昆蟲種類名錄見表1。
表1 不同果園訪花昆蟲種類
果樹種類昆蟲種類 李桃山楂梨蘋果鱗翅目Lepidoptera膜翅目Hymenoptera半翅目Hemiptera雙翅目Diptera纓翅目Thysanoptera粉蝶科Pieridae蛺蝶科Nymphalidae鳳蝶科Papilionidae天蛾科Sphingidae蜜蜂科Apidae葉蜂科 Tenthredinidae莖蜂科 Cephidae隧蜂科Halictidae熊蜂科Bombidae胡蜂科 Vespidae蟻科 Formicidae蝽科 Pentatomidae盲蝽科 Miridae獵蝽科Reduviidae花蠅科Anthomyiidae麗蠅科Calliphoridae麻蠅科 Sarcophagoidea食蚜蠅科 Syrphidae毛蚊科 Bibionidae薊馬科Thripidae菜粉蝶Pierisrapae√√√黃蛺蝶Polygonia c-album√√√√絲帶鳳蝶Sericinusmontelus√√平帶長喙天蛾Macroglossumcorythusluteata√意大利蜜蜂Apismellifera √√√√√中華蜜蜂Apiscerana√√√√√條蜂Anthophora√√梨實蜂Hoplocampapyricola√李實蜂Hoploampafulvicornis √梨莖蜂Janus piri√√√√金環(huán)胡蜂Vespa mandarinia廣大頭蟻Pheidolemegacephala√√√√√麻皮蝽Erthesinafullo√√牧草盲蝽Lyguspratensis√√花蠅Anthomyiid fly√√√√√√√√√√√細(xì)腹食蚜蠅Sphaerophoriasp√√√√√黃顏食蚜蠅Syrphusribesii√√√凹帶食蚜蠅Syrphusnitens √墨蚜蠅Melanostoma√√√
不同果樹訪花昆蟲數(shù)量如圖1所示。所有園區(qū)均為中午時間段昆蟲數(shù)量最多。除蘋果園外,其余果園的昆蟲數(shù)量下午均高于上午。不同果園中3個時間段昆蟲數(shù)量均為李園最多。上午37頭,中午70頭,下午47頭。其次為桃園,最少為山楂園。
圖1 不同果園訪花昆蟲數(shù)量
各種果樹在盛花期花蜜量統(tǒng)計結(jié)果如圖2所示。桃花的花蜜量最多,李花最少,山楂、蘋果花蜜量居中。
圖2 不同果樹花蜜量
訪花昆蟲種類較多,形態(tài)特征、行為目的均有所不同,它們在植物傳粉中發(fā)揮的作用有很大差異。對5種果樹園區(qū)調(diào)查可知,訪花昆蟲種類主要為膜翅目與雙翅目,二者中又以膜翅目昆蟲居多。所有園區(qū)膜翅目昆蟲種類達(dá)到12種,主要有意大利蜜蜂、中華蜜蜂、條蜂、李實蜂以及螞蟻等。蜜蜂類昆蟲由于具備特有的采粉器官如花粉籃、花粉刷等,配合其較長的口器,使得蜜蜂能夠從花朵上得到充分食物且不對花朵造成損害[5],因此成為傳粉昆蟲的優(yōu)勢種。果園捕捉到的蜜蜂類昆蟲中,其攜粉足以及體壁上具有凝結(jié)成顆粒狀的花粉。雙翅目訪花昆蟲中占主要地位的是食蚜蠅類,雖然食蚜蠅沒有蜜蜂類昆蟲的攜粉足,但是在取食花蜜的過程中,體毛也可黏附花粉對植物進行傳粉[6、7],而且本研究表明食蚜蠅在5個園區(qū)均有分布,因此食蚜蠅對果樹的傳粉作用也不容忽視。相較于膜翅目、雙翅目昆蟲,鱗翅目雖然種類及數(shù)量較少,但昆蟲體型較大,在吸食花蜜時會與花粉充分接觸,停留時間較長,可攜帶較多花粉,因此對薔薇科果樹的傳粉有著積極意義[8]。
鞘翅目昆蟲尤其是瓢蟲在各個園區(qū)中都有出現(xiàn),也可攜帶較多花粉,但由于體表結(jié)構(gòu)光滑,停花時間短等原因,不是傳粉的主要昆蟲[9]。同翅目的蝽與盲蝽、瓢蟲類似,據(jù)有關(guān)資料顯示,其吸食花蜜方式特殊,僅頭、足部攜帶少量花粉,故認(rèn)為其不是薔薇科果樹的有效傳粉者[8]。
所有園區(qū)訪花昆蟲均是中午最多,大部分果園下午的昆蟲量居中,上午最少。推測訪花昆蟲的數(shù)量與植物蜜源的分泌節(jié)律有關(guān)。
比較各種果樹訪花昆蟲種類與數(shù)量及花蜜量,李花的花蜜量雖然最少,但是昆蟲種類與數(shù)量均最多。桃的花蜜量最多,桃樹上昆蟲種類與數(shù)量僅次于李樹。其余3種果樹,梨花蜜量較少,但是,昆蟲種類與山楂、蘋果較為接近。從結(jié)果可知,花蜜量與訪花昆蟲種類及數(shù)量沒有明顯相關(guān)性。推測李花的訪花昆蟲多是由于開花最早,沒有競爭植物所致。
在果園建設(shè)中應(yīng)當(dāng)注重品種多樣性,提高環(huán)境的異質(zhì)性[11],花期禁用高毒農(nóng)藥,保護訪花昆蟲資源,充分提高訪花昆蟲的訪花頻率,延長訪花時間,實現(xiàn)自然條件下傳粉昆蟲授粉效益最大化。