一种提高冬季设施草莓中华蜜蜂授粉效率的方法与流程

本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种提高冬季设施草莓中华蜜蜂授粉效率的方法。

背景技术：

目前冬季设施草莓是草莓栽培以塑料大棚促成栽培为主，采摘期为每年的11月底到翌年3月，正值元旦、春节等重大节日，也是其他新鲜水果上市的空档期，因此，草莓价格很高，经济效益十分可观。由于冬季设施草莓开花期严重缺少传粉媒介，因此需采用人工授粉或蜂授粉的方法来提高授粉率，鉴于人工授粉费时费力，效果欠佳，因此目前常利用蜜蜂等昆虫进行授粉。由于中华蜜蜂apisceranacerana(简称中蜂)具有耐低温的优势，因此作为设施草莓授粉具有其独特的优势，是为冬季及早春温度较低状态下设施草莓授粉效果最佳的蜂种之一。

在以活框饲养方式为主的传统养蜂业中，为了尽可能获取蜂产品以谋求最大的经济利润，蜂农往往会在入冬前将蜂群巢蜜割净，然而为了蜂群在未有巢储蜜的情况下不至于饿死，常采用饲喂糖水的方式维持蜜蜂基本生存。由于设施草莓授粉中的莓农在蜜蜂授粉时，仍遵循蜂农的上述蜜蜂越冬经验，而冬季设施草莓一方面存在低温、潮湿等不利于蜜蜂活力的因素，另一方面蜂农的蜜蜂越冬经验仅为维持蜜蜂基本生存，因此极易造成冬季设施蜜蜂的授粉效率低下，对草莓生产和经济价值造成一定影响。综上所述，非常有必要对现有的蜜蜂授粉措施进行改进和创新，以提高冬季设施草莓蜜蜂的授粉效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种提高冬季设施草莓中华蜜蜂授粉效率的技术方法。

所述的一种提高冬季设施草莓中华蜜蜂授粉效率的技术方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1)冬季设施草莓中华蜜蜂糖水饲喂的改良方法；

2)通过eag实验筛选和设计中华蜜蜂嗅觉活性剂成分；

3)复合糖水嗅觉活性剂配方喷施草莓授粉增效的方法。

进一步的，所述的步骤1)中冬季设施草莓中华蜜蜂糖水饲喂方法的改良方法，其工艺步骤包括：

1)将传统的对中华蜜蜂巢门饲喂改为喷花饲喂；

2)在喷花饲喂时加入嗅觉活性剂的成分。

进一步的，所述的步骤2)中通过eag实验筛选和设计中华蜜蜂嗅觉活性剂成分，其工艺步骤包括：触电电位反应值eagresponsevalue(mv)超过300mv以上的植物信息化合物被选为对中华蜜蜂嗅觉活性有促进作用的待测物。

进一步的，所述的步骤3)复合糖水嗅觉活性剂配方喷施草莓授粉增效的方法中的工艺步骤包括：将候选嗅觉活性剂β-紫罗兰酮与25％的糖水混合，喷施于处理区，并以25％糖水作为对照，同时用记录同一时间段内蜜蜂活动情况，结果表明喷施糖水+β-紫罗兰酮可以有效提高蜜蜂的访花频率，从而提高授粉活性。

本发明中的中华蜜蜂(简称中蜂)为我国的本土蜂种，为了使其在蜜源短缺的冬季维持生命活力，仍然要定时定点地给中蜂饲喂大量的糖水，从而延长其寿命和授粉时间，然而这样不仅增加了人力物力成本，而且这种传统的定时定点饲喂方式并不能激发中蜂的生命活力和授粉热情，中蜂在糖水饲喂时往往会大量出巢，饲喂结束后便纷纷归巢。因此，这种饲喂方式不仅不能刺激蜜蜂采集草莓花粉，更会客观上造成中蜂访花的积极性下降，从而影响草莓授粉效率。因此，本研究旨在改进目前冬季设施中华蜜蜂的饲喂措施，并通过eag实验筛选和开发一种用于提高蜜蜂活性的嗅觉增效剂，为冬季设施草莓的蜜蜂授粉活性提高和草莓增产提供途径。

附图说明

图1a、图1b分别为喂食处理对访花频率和单花停留时间的影响图；

图2a-2c为利用蜜蜂活力计数器监测到的蜜蜂进出状况示意图；

图3a、图3b为喷施嗅觉活性剂处理的访花频率和单花停留时间图。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

实施例1：中蜂饲喂处理改进蜜蜂活性的影响

1.1.材料与方法。由于野生中华蜜蜂活力较强且由于土法圆桶饲养仍有余蜜，因此本实例主要测试饲喂是否会对中华蜜蜂授粉活力产生影响。实验所用中华蜜蜂群购自杭州建德山区，中蜂王为秋繁新王，采用常归土法圆木桶法养殖。试验所用草莓品种为“丰香”。

1.2试验设计

试验时蜂桶放在整个温室正中间，以蜂桶为中间点，将大棚横向分为3等分，其中两头分别为对照和处理区，中间为缓冲区。蜂桶垫高50cm左右，巢门朝南，在蜂桶上方放置1个小碟，用以放置糖水。试验期间温室均不打任何除草剂和杀虫剂。每天上午8:30和下午13:30各饲喂糖水1次。糖水的浓度为50％(1kg白砂糖溶解在2l的水中)。在研究不饲喂糖水对蜜蜂访花频率的影响时，不进行糖水饲喂。每日8:00—16:00，整点时刻观察记录10min内外出蜂巢的工蜂数量，某些特殊时刻，如饲喂糖水时，也需记录蜜蜂的出房率。并记录当时的大棚温度，湿度和光照强度。

1.3测量指标定义

蜜蜂访花频率定义为每只中蜂1min内可以访问的草莓花总数目。在草莓盛花期期间进行。当蜂进入样方访问第1朵花时开始用秒表计时，到其离开样方时停止计时。样方规格为2m×2m。记录此间该中蜂访问的总草莓花朵数。单花停留时间定义为每只中蜂访问1朵花所用的时间，即中蜂从接触1朵花到离开这朵花所经过时间。用秒表计时。

1.4数据统计和处理

用sas软件进行数据统计，计算中蜂访花频率、单花停留时间的均值和标准差，并推导出每只蜂采集时间占其活动时间的百分比、每天每小时访花占所有时期花的百分比，通过显著性分析进一步分析不同处理对试验数据的影响，用excel进行图形分析。

1.5结果和讨论

由图3a可知，饲喂糖水时，中蜂访花频率大多处于8朵/min以下，而未饲喂糖水时，中蜂访花频率大多处于12朵/min以下。相比较饲喂糖水而言，不饲喂糖水时的中蜂的访花频率更高。因此可初步得出结论，不饲喂糖水对中蜂访花有促进作用。由图3b可以看出，不饲喂糖水时，中蜂单花停留时间大多在12s以下；而饲喂糖水时中蜂单花停留时间大多在15s以下。且普遍不饲喂糖水时中蜂的单花停留时间较短。因此，单位时间内，不饲喂糖水时中蜂访问花朵的数目更多一些，这将有助于草莓花朵的授粉。因此，不饲喂糖水对中蜂的访花频率有促进作用。

实施例2：中蜂饲喂处理改进蜜蜂活性的影响

2.1材料与方法

2.1.1供试昆虫

中华蜜蜂为本实验室内人工饲养的种群。饲养条件为：温度(26±1)℃，相对湿度(75±5)％，光周期l:d＝12:12(光12h，暗12h)。待其化蛹、羽化后，收集性成熟时期的雌虫进行实验，实验前饥饿3h。

2.1.2实验仪器和试剂

(1)实验仪器

触角电位仪由荷兰syntech公司生产，由智能化数据获取控制器idac-2、刺激气流控制器(syntechcs-55)、微动操作仪(syntechmn-151)及syntech软件处理系统四部分组成。

(2)试剂。各种实验标准品均购自百灵威公司。导电胶、手术刀，刀片，锡箔纸，定性滤纸等均为国产。

2.2研究方法

(1)试剂及刺激样品的制备

分别将每种化合物溶于液体石蜡，并配成0.1(v/v)溶液进行eag测定。剂量反应测试时，选择荧光结合实验中具有代表性的化合物，用溶剂作为对照。

(2)触角电位测定

1)首先用手术刀将中华蜜蜂触角从基部切下，然后小心地将中华蜜蜂触角的两端用导电胶分别黏在eag的金属电极上。这时观察显示屏上的基线变化情况，等到基线平稳以后，表明触角已经稳定，且反应良好，此时可以开始实验。

2)在滤纸条上(2cm×0.5cm)滴加10ul待测样品溶液，使溶剂挥发一会后，再将滤纸塞进巴斯德管内，用锡箔纸把管口两端封住，防止样品挥发。另取10ul液体石蜡+滤纸作为空白对照。测试时将巴斯德管一端插入送气管外侧直径为2mm的小孔内，送气管管口与触角纵向垂直，并与触角相距1cm左右。同时点击手标和踩脚踏板，刺激时间0.2s，刺激气流为100ml/min，两次刺激时间相隔2min，以保证触角感觉器的感觉功能完全恢复。随机测定待测样品，由于随着时间的延长，触角的生理活性也会跟着降低，为了避免此种情况对实验造成不利的影响，以0.01(v/v)的叶醇(溶剂为液体石蜡)作为标准参照刺激对各测试样品的刺激反应进行标准化校正。因为通过预实验发现中华蜜蜂对叶醇的反应存在稳定的峰值，所以选择叶醇最为标准参照。在测定样品前先进行1次对照ck(液体石蜡)和标准参照刺激，然后测试5个样品，再进行对照和标准参照刺激，如此循环往复，每个触角约测试5个样品，每个待测样品重复6次，eag反应值参照下列方法计算，公式如下:

公式中sr为中华蜜蜂对此种化合物eag反应的相对值，sc为此种化合物的eag反应值，ckm为测定此种化合物前后的对照液体石蜡两次eag反应的平均值，rm为测定此种化合物前的标准参照eag反应的平均值。

2.3数据处理与分析

利用spss16.0软件对所获得的实验数据进行处理和分析。eag反应的相对值采用单因素方差duncan法计算其显著性情况(p<0.05)。

结果显示，通过研究中华蜜蜂对5种植物挥发物和蜜蜂信息素的eag反应，如表1所示，中华蜜蜂工蜂触角对两种花香类物质：β-紫罗兰酮和甲基丁香酚，以及两种蜜蜂信息素：对-羟基苯甲酸甲酯和反，反-法尼醇的反应值最大。中华蜜蜂工蜂对花香类物质的嗅觉反应要较信息素类物质的反应更强烈一些，两类物质表现差异；而同一类型物质内部差异不显著。表明这两种花香类物质更能够引起蜜蜂的嗅觉反应。

表1.中华蜜蜂对几种植物挥发物和蜜蜂信息素的触角电位反应

实施例3：复合糖水嗅觉活性剂配方喷施草莓授粉增效的方法。

如前所述，中蜂对植物花香挥发物和蜜蜂信息素均有较高的嗅觉反应，因此，本研究分别用β-紫罗兰酮和对-羟基苯甲酸甲酯，以及草莓花香的成分等处理蜜蜂蜂群或花朵，以研究嗅觉活性剂对蜜蜂授粉行为的影响。

3.1材料与方法

3.1.1供试昆虫

供试昆虫与前相同，所用中蜂群购自杭州建德山区，采用常归土法圆木桶法养殖。试验所用草莓仍由杭州市农业科学研究院农业生物技术研究所提供。试验在杭州市农业科学研究院农业生物技术研究所温室基地进行。

3.1.2试验方法

(1)、试验设计

试验时蜂桶放在整个温室正中间，以蜂桶为中间点，将大棚横向分为3等分，其中两头分别为对照和处理区，中间为缓冲区。蜂桶垫高50cm左右，巢门朝南，将蜜蜂计数器安装完毕并调试完毕后，记录。试验期间温室均不打任何除草剂和杀虫剂。整个过程不饲喂糖水。分别进行两个处理：b).分别将β-紫罗兰酮和对-羟基苯甲酸甲酯与25％的糖水混合(bc配方)，喷施于处理区，并分别以25％糖水作为对照，同时用记录同一时间段内蜜蜂活动情况。

(2)、测量指标定义

蜜蜂访花频率定义为每只中蜂1min内可以访问的草莓花总数目。在草莓盛花期期间进行。当蜂进入样方访问第1朵花时开始用秒表计时，到其离开样方时停止计时。样方规格为2m×2m。记录此间该中蜂访问的总草莓花朵数。单花停留时间定义为每只中蜂访问1朵花所用的时间，即中蜂从接触1朵花到离开这朵花所经过时间。用秒表计时。

(3)、数据统计方法

用sas软件进行数据的统计，计算中蜂访花频率、单花停留时间的均值和标准差，并推导出每只蜂采集时间占其活动时间的百分比、每天每小时访花占所有时期花的百分比，通过显著性分析进一步分析不同处理对试验数据的影响，用excel进行图形分析。

3.2利用糖水及嗅觉活性剂测试对中蜂活力的影响

通过分别对样方内的草莓喷施糖水+各种嗅觉活性剂的组合，喷施糖水+β-紫罗兰酮可以提高蜜蜂的访花频率。结果如图所示，可以发现：(a).图3a中喷施糖水与空白的访花频率无差异，而图3b中喷施糖水的单花停留时间极显著长于空白对照，表明单纯喷施糖水仅延长单花停留时间，但对访花频率无影响；(b).图3a中糖水+β-紫罗兰酮的访花频率较糖水高，且呈显著差异；而图3b中糖水+β-紫罗兰酮的访花频率较糖水低，且呈极显著差异。表明喷施糖水+β-紫罗兰酮可以提高蜜蜂的访花频率，从而提高授粉活性。(c).喷施糖水+hob相较于喷施糖水而言，单花停留时间和访花频率均无差异，表明hob对于蜜蜂活性无明显影响。以上表明喷施糖水+β-紫罗兰酮可以有效提高蜜蜂的访花频率，从而提高授粉活性。