传粉昆虫访花习性和为韭菜授粉作用

徐衡 李丽莉 卢增斌 董松 李文强 于毅 门兴元

（山东省农业科学院植物保护研究所，济南250100）

传粉昆虫访花习性和为韭菜授粉作用

徐衡 李丽莉 卢增斌 董松 李文强 于毅 门兴元

（山东省农业科学院植物保护研究所，济南250100）

本文对韭菜田传粉昆虫访花习性和韭菜授粉作用进行了研究。结果表明，意大利蜜蜂是白天访问韭菜花的优势昆虫，每次访花时间为57.13 s，每次访问韭菜花序1.11个，是韭菜田白天最主要的授粉昆虫，意大利蜜蜂授粉使韭菜花结籽率提高18.16%，显著提高了韭菜种子产量。同时，其他昆虫对韭菜花传粉作用为64.63%，对于维持韭菜繁殖有重要作用。

韭菜；传粉昆虫；意大利蜜蜂；授粉；结籽率

韭菜（Allium Tuberosum），是百合科多年生草本植物[1]，为中国特有蔬菜，是深受人们喜爱的传统蔬菜，韭菜的叶和花均作蔬菜食用，具有很高的营养价值和经济价值。由于韭菜是雌雄同花且异花授粉植物，为典型虫媒花，因此昆虫对韭菜授粉及种子的形成具有关键性作用。

在显花植物与昆虫协同进化过程中，传粉昆虫是花粉从花的雄性结构运输到雌性结构的载体。传粉昆虫在生态系统中发挥着关键的生态服务功能，对于维持植物多样性和提高农业生产力至关重要。已知显花植物85%是虫媒授粉的，只有10%是风媒传粉，5%是自花授粉，昆虫传粉增加了全球近1/3的粮食产量[2]，昆虫在我国农业生产中传粉服务价值为6000多亿元，占农作物生产总经济价值的50%以上[3]。韭菜花是锥型总苞包被的伞形花序，内有小花20～30朵。小花为两性花，花冠白色，花被片6片，雄蕊6枚。虽然韭菜在我国已有三千多年的栽培历史，其传粉结籽依赖于虫媒，但是哪些昆虫为韭菜传粉？传粉增产作用如何？未见报道。为此，本文通过田间调查韭菜的昆虫种类结构和昆虫访花行为，明确传粉优势昆虫，并用罩网法评估了传粉昆虫的增产作用，为韭菜昆虫授粉和韭菜高效生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

山东省聊城市茌平县肖庄镇，是我国北方韭菜的重要生产地。试验地为4年生的繁种田，面积超过1公顷。在韭菜开花前，不施用任何杀虫剂。

1.2 昆虫调查方法

在2016年9月韭菜盛花期，采用5点随机取样的方法，每点1m2，用目测法、扫网法和黄板诱捕法，调查韭菜田节肢动物的种类和数量。

选择用直接观测法，在晴朗的天气，在田间随机选取5个样点，每个样点1m2，观察簇盛开的韭菜花序上访花的昆虫，连续观测15分钟，记录样点内出现的昆虫种类及其在花朵上停留的时间，以及每只昆虫的停留期间访问小花的数量。

1.3 昆虫传粉作用调查

在韭菜始花期，随机选取5点，用80目的1m×1m× 1.5m（长×宽×高）尼龙网罩罩住韭菜，该网罩阻隔飞行访花昆虫，但是对底部爬行的节肢动物没有阻隔作用。在每个网罩内，选取10个大小一致、处于花苞期的韭菜花序进行标记。同时在网罩外随机5点取样，每点1 m2，选取10个大小一致、处于花苞期的韭菜花序进行标记，作为对照。1个月后，去除笼罩，统计花序的结籽数和败育数，计算结籽率。

2 结果与分析

2.1 韭菜田节肢动物群落的结构和优势度

在韭菜园调查到节肢动物包括昆虫纲和蛛形纲两大类群，昆虫纲包括8目（直翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目、鳞翅目、膜翅目、缨翅目、脉翅目）24种昆虫，蛛形纲包括5种蜘蛛，合计29种昆虫。其中，蛛形纲的优势度为 22.83%，昆虫纲中鞘翅目的优势度最高为21.74%，双翅目次之为18.48%，其他各目的优势度均低于10%，其中直翅目最低位1.09%（图1）。

图1 韭菜田节肢动物群落各类群的优势度

2.2 访花昆虫的种类和访花行为

表1 1小时内访花昆虫的个体数和访花时间

从表1看，访问的韭菜花主要昆虫有意大利蜜蜂（Apis mellifera ligustica Spinola）、 姬 蜂（Ichneunmonidae）、食蚜蝇（Syrphidae）、龟纹瓢虫（Propylaea japonica Thunberg）等，1小时的时间内，四种访花昆虫的访花个体数(F=142.29,df=3,P＜0.001)和访问时间(F= 16.90,df=3,P＜0.001)均存在极显著差异。其中，意大利蜜蜂的访问个体数为43.20只，占访花昆虫总个体数的93.10%，显著高于其他3种昆虫的访花个体数。1小时的时间内意大利蜜蜂的访花时间为2559.30s，占所有昆虫访花时间的95.36%，显著高于其他3种昆虫，后三者间没有显著性差异。因此，单位时间内意大利蜜蜂的访花个体数和访花时间在所有访花昆虫中均占有绝对优势，是白天韭菜的主要传粉昆虫。

表2 意大利蜜蜂的访花行为

观察了55只意大利蜜蜂的访花行为，每只意大利蜜蜂平均每次访花的时间57.13s，访花时间变化很大，最短为5s，最长为252s，每次平均访问1.11个花序，每分钟每只意大利蜜蜂可以访问1.17个花序。

2.3 飞行传粉昆虫对韭菜传粉结实的作用

图2 罩笼和不罩笼韭菜结籽率比较

由图2可知，意大利蜜蜂等飞行昆虫对韭菜的结籽率有非常显著的影响作用，不罩笼韭菜结籽率为82.79%，显著高于罩笼外韭菜结籽率64.63%（F=8.39，P=0.012），不罩笼的比罩笼的高18.16%。

3 讨论

韭菜是典型的虫媒传粉植物，因此韭菜田的昆虫等节肢动物对韭菜授粉极为重要。韭菜是百合科植物，具有特殊的挥发性气味，能够起到化感作用并对田间的昆虫结构产生影响[4，5]，例如对有些昆虫产生排斥和趋避作用[5，6]，也会对有些昆虫产生吸引作用[7]。白天韭菜田观察到的访花昆虫种类比较少，其中意大利蜜蜂的数量和访花时间均处于绝对优势，因此可以确定意大利蜜蜂是韭菜田花期白天授粉的昆虫，韭菜气味对其没有排斥作用。本文对意大利蜜蜂的访花习性进行了观察，发现意大利蜜蜂每次访花的时间为57.13s，这与每个韭菜花序上有20～30个小花有关，其每分钟可以访问1.17个花序，表明其有较高的访花效率。罩笼隔绝了蜜蜂的传粉作用，使韭菜结籽率降低了18.16%，表明意大利蜜蜂对韭菜结籽有明显的传粉作用。已经有研究表明，人工释放蜜蜂可以增加作物产量，例如在为白莲授粉的试验中发现，蜜蜂授粉比无蜂授粉提高40～50%的结实率，白莲增产达到23.83%[8]；枸杞利用蜜蜂授粉，坐果率平均提高12.90%，结果率平均提高25.74%，蜜蜂授粉能显著提高枸杞产量[9]。因此，在韭菜花期人工释放蜜蜂可以增加韭菜结籽数量和产量。

同时，研究中罩笼的处理中，避免了蜜蜂等飞行昆虫的访花，底部的爬行昆虫可以进出，该处理区的韭菜结籽率仍然有64.63%，表明其他昆虫对韭菜的传粉作用超过了50%，对于韭菜的繁殖有非常重要的作用。Walker等（2011）研究了小型节肢动物对洋葱潜在的传粉作用，发现小型节肢动物的多样性、丰度及其对农作物传粉的贡献，决定了其作为潜在传粉者的价值[10]。本文调查韭菜花期田间节肢动物的群落，发现29种节肢动物，物种多样性较高，其中蛛形纲和鞘翅目的昆虫的优势度最高，而蜜蜂等膜翅目昆虫优势度低于10%，各种节肢动物在传粉中的作用还需要进一步研究。

本研究首次研究了韭菜田节肢动物的群落及其对韭菜授粉作用，发现意大利蜜蜂是白天访问韭菜花的主要昆虫，也是重要的授粉昆虫，其对韭菜结籽增产作用为18.16%。

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[10]Walker MK，Howlett BG，Wallace AR，et al．The diversity and abundance ofsmall arthropods in onion[J]，Allium cepa，seed crops，and their potential role in pollination[J]．Journal of Insect Science，2011，11(2):160－166．

Visiting characteristics of insect pollinators and its pollination function for Chinese chives

Xu Heng，Li Lili，Lu Zengbin，Dong Song，Li Wenqiang，Yu Yi，Men Xingyuan

（Institute of Plant Protection,Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100,China）

Behavior and pollination function of insect pollinators to Chinese chives（Allium Tuberosum）were studied.The results showed that Apis mellifera ligustica Spinola was the most dominant insect of visiting Chinese chive flowers and the most important pollinator in the daytime.Its visiting time lasted 57.13s in one visitation,and visited 1.11 flowers per time.Pollination of A.mellifera ligustica promoted 18.16%Chinese chive seed setting rate.Other insects also contributed 64.63%pollination,which was important to maintain the Chinese chive production.

Allium Tuberosum，Insect pollinators，Apis mellifera，ligustica Spinola,pollination，seed setting rate

山东省现代农业产业技术体系蜂产业创新团队

门兴元（1974－），男，研究员，从事生态学和昆虫生态服务功能研究，E-mail:menxy2000@hotmail.com。