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蜜蜂授粉学
第一章绪论
第一节养蜂业发展壮大起来的新型趋势——蜜蜂授粉业
随着养蜂业的不断发展壮大,以及养蜂技术的提高。
人类发展养蜂不仅能生产多种多样的蜜蜂产品,更为重要的是蜜蜂在采集农作物、果树、蔬菜、中药材等栽培植物的花粉时,可使其产品大幅度增产,质量也显著提高,其经济价值远远超过蜜蜂产品本身的价值。
同时,也是解决大田作物增产、提高其产品质量的有效措施之一。
现在,许多国家已形成“蜜蜂授粉业”。
“蜜蜂授粉业”是随着养蜂业发展壮大起来的一种新型趋势。
养蜂不仅可得到各种各样的蜜蜂产品,用途广泛,价值很高。
然而,蜜蜂授粉促进大田作物增产的价值,远比蜜蜂产品的价值高。
因此,养蜂业被誉为“农业之翼”;蜜蜂是各种农作物的“月下老人”。
“蜜蜂授粉业”在发展现代化大农业生产中越来越起到不可磨灭的作用。
现在,养蜂不仅是获取各种各样的蜜蜂产品,同时,还出租健康的蜂群,使之为农作物授粉,以达到增产的效果。
然而,果农的果树产量也得以提高,果农也增加了收入,蜂农和果农获得双赢。
也有的果农在果园里饲养一定数量蜂群,为果树授粉提高产量、质量。
世界农业生产实践证明,利用蜜蜂授粉,是农业增产的一项有力措施,已日益受到世界各国的重视。
许多先进国家,已将养蜂授粉发展成一项专业,这也是农业现代化发展的必然趋势。
与蜜蜂的产品相比,蜜蜂在促进农作物授粉,提高农产品产量、质量方面,有着更大的潜力,更广阔的前景。
蜜蜂授粉学的概念
蜜蜂授粉学是在研究蜜蜂与植物的协同进化的基础上,养蜂业发展壮大起来的趋势下,研究利用蜜蜂为果树、农作物授粉而使之达到增产、增质和增效的作用,为现代化大农业生产服务的一门学科。
第二节蜜蜂授粉在现代大农业中的作用
蜜蜂授粉可以使各种农作物增产、增质、增效,这样,蜜蜂授粉在现代大农业生产中的作用就显得越来越重要。
可以从以下几个方面来加以论述:
.蜜蜂授粉在现代大农业中的作用主要体现在那些方面?
一、对植物传宗接代的作用
植物,尤其是显花植物,为了使蜜蜂为之传粉,完成受精,实现自身的传宗接代,形成了对蜜蜂的各种适应性反应(在第二章第一节中重点论述)。
可以想象,如果没有蜜蜂为植物的传粉,植物就不能完成受精,植物也不能实现传宗接代。
二、对果树、农作物增产、增质、增效的作用
根据实验证明,有蜜蜂比没有蜜蜂作媒介,各种作物可以增产23%到一倍不等。
三、产生巨大的授粉经济价值,为人类提供直接、间接可利用的产品,也为自身提供食物而生存
1、授粉经济价值:
以蜜蜂传粉为例,蜜蜂为作物传粉使作物高产而获得的经济价值,要比蜜蜂生产蜂产品的获益高数百倍。
2、为人类提供农牧产品的需求:
世界人口急剧增长,需要不断提高各类农牧产品的产量。
人类利用传粉昆虫为作物授粉,一方面可以获得更多可直接利用的产品,如水果、谷物等,另一方面可以利用增加的产物,如牧草,饲养更多家畜家禽增加畜禽产品,为不断增长的人口提供更多的产品。
3、为人类提供营养成分丰富全面的蜜蜂产品的需求:
蜜蜂产品主要有蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂蜡、蜂毒、蜂胶及蜂幼虫。
蜜蜂产品用途广泛,经济价值高,国内外需要量极大。
以下介绍蜂花粉的用途。
蜂花粉的成分丰富全面,不但含有人体所必需的蛋白质、糖类、脂肪等一般营养成分,而且含有对新陈代谢具有特殊调节作用的酶类、维生素、微量元素、黄酮类化合物等生物活性物质,因而有“浓缩的营养库”之称。
4、为自身提供食物而生存:
蜜蜂以植物的花粉、花蜜为食物,蜜蜂在自然界中才能生存和繁衍后代。
所以,蜜蜂在采集花粉、花蜜的过程中为植物传播花粉,两者在互利互惠的条件下相互适应,这是长期自然选择不断协同进化。
四、对美化环境和维护自然生态平衡的作用
传粉昆虫,特别是蜜蜂在美化环境及维护自然生态平衡中起着不容忽视的作用。
昆虫为植物传粉的结果,大大提高了植物异花授粉的机率,使得地球上的植物多样化。
这既使得自然界生机勃勃,又维护了自然界的生态平衡。
第二章蜜蜂授粉概论
蜜蜂以植物的花粉、花蜜为食物,并在采集花粉、花蜜的过程中为植物传播花粉,两者在自然条件下相互适应,是长期自然选择的不断进化、不断完善的结果。
植物的花器和蜜蜂的形态构造和生理上的巧妙适应,在遗传性上形成了它们之间的内在联系。
如果没有传粉昆虫,植物不能传播花粉,显花植物也不能传宗接代。
此中包含着植物进化的丰富内容,也是现代农业利用蜜蜂传粉的理论根据。
第一节蜜蜂与植物的协同进
一、植物对蜜蜂的适应
植物为了使蜜蜂为之传粉,形成了以下适应性反应:
1、花的颜色和气味的适应:
在自然界里,能为植物传粉的动物较多,其中主要包括鸟类(蜂鸟)、蛾类及蜂类(主要为蜜蜂)。
这些授粉者,若其生态位完全相同,则在自然界的竞争中,体小的蜂类和蛾类肯定早已被体大竞争性强的蜂鸟淘汰,早已灭绝于地球上。
然而事实并非如此,寻找其原因,显然主要是由于它们的生态位的差异,这种差异似乎受植物所控制,其实只能说是植物对授粉动物的适应,因为授粉动物之间的竞争未必对植物有利。
因此,植物在长期的进化中,开始有部分植物在夜间开花流蜜,使蛾类开始在生态位置上与其它的授粉动物发生差异,蛾类在晚上活动,去采集晚上植物的流蜜,至此,蛾类从授粉动物之间激烈的竞争中分离出来。
那么,白天活动的鸟类与蜂类之间的竞争又是如何解决呢?
自然界的奥秘确实令人惊奇。
植物为避免这场竞争,有一部分植物开花的颜色是非常鲜艳的红色,并无气味,这正好符合对红色特别敏感而嗅觉不灵的蜂鸟。
而有一些植物所开的花颜色虽然不鲜艳,但能发出诱人的芳香,而蜂类的嗅觉对此特别敏感,因此这部分植物自然形成了蜂类授粉的植物。
在整个自然界内,晚上开花流蜜的植物种类是屈指可数的。
同样,花色成纯显眼的红色且无味是十分有限的。
大多数的植物开的花呈黄色、白色和紫色,这正在蜜蜂的视角范围内,且花又有味,因此,蜂类是植物的主要授粉者。
2、花蜜组成的适应:
花蜜的主要成分蔗糖、葡萄糖和果糖,主要是供应能量。
据Baker(1937)报道,花蜜中也含有少量的氨基酸,他调查了加里福尼亚州的226种鲜花植物,并分析了它们的氨基酸的组成,见表2-1。
表2-1不同植物的花蜜内氨基酸含量
花的类型
花的品种数目
组氨酸水平(ug/g)
蝇类
8
9.25
蝶类
41
6.68
鸟类
49
5.22
蜂类
95
4.76
从列表2-1可知,专一性由蝇授粉的花分泌的花蜜,氨基酸水平最高,蝶类次之,鸟媒、蜂媒较少,这样的结果可以理解为:
一种动物要获得生存,除了要获得能量物质——糖类外,还必须以其他方式去获得蛋白质。
蝇类、蝶类由于以其他方式获得蛋白质的能力小,因此对花蜜中的氨基酸的依赖性强,因此氨基酸的含量高;蜂鸟可以取食其他的昆虫来获得蛋白质,故花蜜中的氨基酸含量较低;蜜蜂的特殊适应性,使它可以从花粉中得到蛋白质,因此也对花蜜中的氨基酸依赖很小。
从以上可以看出,植物中所分泌的花蜜组成也是与各种授粉动物相互适应的。
植物是否可以控制花蜜中氨基酸的含量来控制为之授粉动物的种类,这是一个值得深思的问题。
3、流蜜多少的适应:
(判断题)
各种植物流蜜的大小是不同的。
这一现象也是植物对授粉动物的适应性反应。
一只100mg的雄蜂在花上爬行时每分钟消耗约0.33J热量,可是一只3000mg的蜂鸟在爬行时每分钟消耗46.1J的热量,相当于雄蜂的140倍,因此蜂鸟所授粉的植物,必须要留足够量的花蜜,来补充多消耗的能量,否则蜂鸟绝不会光临这种植物。
小型授粉动物的植物,流蜜量可以少一些,因为小型的授粉动物(如蜜蜂)在采集时,能量消耗较少。
这样由小型动物授粉的植物就通过流蜜的数量来限制许多大型动物为其植物授粉。
人们自然会问:
是否小型的授粉动物可以随意地去采集植物流蜜呢?
答案是否定的。
事实上,某些流蜜量较大的植物(如唇形科、茄科)会进化发展成一种加长了的筒状花冠,结果只有较大的授粉动物才能得到这一奖赏。
若在同一地区,流蜜量不同的几种植物同时流蜜,那么蜜蜂只会采集那些流蜜量大且符合蜜蜂营养要求的植物,流蜜量小的植物将会被遗弃。
为了避免这种竞争,植物可以通过以下几种方式来解决这个问题。
在同一季节里,每种植物的流蜜期错开;如果几种植物在同一天、同一地区同时流蜜,各种植物流蜜时间也可以错开。
比如,一种在早上进行大流蜜,另一种在下午进行大流蜜;在同一天内,几种植物同时开花,可以一种是蜜源,另一种是粉源,这是一种营养互补现象。
4、开花习性的适应:
这里要讨论的是植物流蜜受温度影响而对蜜蜂所产生的适应性。
对变温动物蜜蜂来说,温度对蜜蜂的新陈代谢影响甚大。
在较低的温度时,蜜蜂必须消耗较多的能量——花蜜来维持一定的体温。
因此,在较低的温度下,授粉的植物开花流蜜必须比在较高的温度下提供较多的热量报酬——花蜜,其途径要么这些植物生长开花时间较集中;要么植物开的花必须挤在一起。
只有这两种方式才能来补充蜜蜂在低温下多消耗的能量物质。
以上所需要的两个方式,在自然界也是常见的。
如在早春时,在同一地区,植物开花多数是一大丛一大丛或许多种植物同时开花,因此人们常用百花盛开来形容春天。
又如,在愈靠近北方的地区,植物开花更为集中,且流蜜量大在寒冷的草原地区常可以看到万花齐放的景色。
这些巧妙适应的结果,都是植物在协同进化过程中对授粉动物的适应性反应。
二、蜜蜂对植物的适应
蜜蜂对植物的适应性反应是蜜蜂与植物协同进化的另一方面。
1、蜜蜂个体结构对植物的适应:
蜜蜂周身长满了绒毛,这既有利于蜜蜂收集蛋白质饲料——花粉,又有利于植物授粉;蜜蜂的口器是属于有长吻的嚼吸式口器,且上颚发达,这种口器结构有利于吸取植物深花管内的花蜜;后足最发达,且在后足的胫节近端部较宽大,外侧的中间凹陷,此凹陷部分的外周由许多又长又硬的毛所包围的花粉框,是用来装运花粉的;工蜂的消化道,可以观察到工蜂的前肠中的嗉囊部分特化为蜜囊,这是其他昆虫不具备的。
以上这些蜜蜂形态结构的特点,都是蜜蜂适应植物的反应。
2、采集专一性适应:
在所有的授粉动物中,蜂类的授粉最为专一,而在蜂类中又要算蜜蜂专一性最高。
根据Grant在1950年调查的结果进行统计,结果见表2—2。
表2-2不同蜂类所采集花粉的纯度分析
调查次数
蜂的属
带纯花粉的百分数
1
2
3
地花蜂
44
64
蜜蜂
62
88
93
花蜂
20
熊蜂
59
49
57
集蜂
84
75
切叶蜂
75
55
如果花粉的原来纯度按90%计算,蜜蜂采集花粉的纯度可达99%。
这说明蜜蜂能保持在同一植物上进行采集活动。
Grant认为:
蜂媒植物的新种形成要比杂媒植物快得多。
由上可知,蜜蜂对植物采集专一性的适应性反应,对加速植物种的进化是极为重要的。
(判断题)
第二节植物的开花、传粉与受精
一、花的结构
花是被子植物的生殖器官。
一朵典型的花通常由花柄、花托、花萼、花冠、雌蕊群和雄蕊群组成(图2-1)。
(填空题)
图2-1 花的结构
⒈柱头⒉花柱⒊花粉粒⒋花粉管⒌花瓣⒍萼片⒎心皮⒏胚珠⒐子房⒑花药
花柄是花在植物体上着生处,起着向花输送营养和支持花的作用。
花托是花柄顶端集生花萼、花冠、雌雄蕊群部分。
花萼是花的最外层,由若干个绿色花萼片组成,起着保护幼花的作用。
花冠位于花萼内轮,有若干花瓣组成,是花中最美丽的部分,具有各种形态、颜色和气味,起着保护花内生殖器官和招引传粉昆虫的作用。
雄蕊群是一朵花中所有雄蕊的总称,是花的雄性生殖器官。
每个雄蕊由花丝和花药两部分组成。
花丝细长,着生于花托和花冠上。
花药是花丝顶端的囊状物,能产生大量的花粉。
雌蕊群是一朵花中所有雌蕊的总称,是花的雌性生殖器官。
雌蕊位于花的中央,由柱头、花柱和子房组成。
柱头位于雌蕊的上部,常扩展为各种形状,能承接花粉粒。
花柱是连接柱头和子房的细长管,是萌发的花粉管进入子房的通道。
子房是雌蕊基部膨大的囊状物,内有胚珠,雌性生殖细胞位于胚珠中,经过传粉受精后,形成种子。
花的模式结构,缺少花萼或花瓣的称为单被花。
如菠菜、荔枝;有花萼和花冠的称为两被花。
如棉花、油菜、花生等的花;花萼、花冠都没有,称为无被花或裸花。
如杨、柳等。
只有雄蕊或只有雌蕊者,或是两者都有,但其中之一已丧失繁殖功能者,称为单性花,分别叫雄花或雌花。
如南瓜;花中兼有雌蕊和雄蕊,称为两性花。
如:
油菜、白菜、小麦、苹果等;既无雌蕊,又无雄蕊,称为无性花或中性花。
如向日葵花序边缘的舌状花等。
花内蜜腺一般位于花冠内的雌蕊或雄蕊基部,花粉成熟时,分泌大量甜的蜜汁,引诱昆虫为之传粉。
但有的植物的蜜腺位于花冠之外,如棉花在萼片上,橡胶树的叶脉上,称为花外蜜腺,但分泌蜜汁的时间与开花期基本一致,也起作引诱昆虫的作用。
(判断题)
二、开花(判断、填空)
当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已经成熟,雌蕊和雄蕊暴露出来的现象叫做开花。
开花是植物生活史一个重要时期,各种植物的开花都有一定的规律。
大多数植物的开花都有一定的昼夜周期性,例如,在正常的气候条件下,许多禾本科植物的花,一般在上午7~8时开始开放,11时左右最盛,午后减少。
但也有例外,如高粱一般在凌晨2~3时开始开花。
小麦开花的昼夜周期出现两次高峰,第一次在上午9~11时,第二次在下午3~6时。
作物每天开花的时间常与气候条件有关,如果天气晴朗、气温较高、湿度较低,每天开花的时间可以提早:
反之,阴雨天气、气温较低,则推迟到下午才开放。
植物开花对温度、湿度的要求相当敏感,例如水稻、玉米开花的最适温度分别为28~300C和20~280C;最适的相对湿度分别为70%~80%和65%~90%。
各种植物每朵花的开放时间也有长短不同,如小麦只有5~30分钟:
水稻为1~2小时;南瓜、西瓜等在清晨开始开放,中午闭合;棉花在早晨开放,傍晚开始萎蔫,次日逐渐凋落。
植物的开花期,开花的昼夜周期性,每朵花的开放时间等特性,都是植物在一定的环境条件下对传粉作用的适应。
开花期(花期)是指一株植物,从第一朵花开放到最后一朵花开完所经历的时间。
不同的植物,开花期有很大的区别,比如油菜为20~40天;柑橘、梨、苹果为6~12天;棉花为一个多月。
这四个时期需要记忆性作答
在养蜂生产中,把植物开花20%~30%,有大量散粉,并有少数蜜蜂从事采集,叫初花期;开花40%~70%,植物大量流蜜,多数蜜蜂从事采集时,叫盛花期;开花80%以上,蜜蜂采集减少,则叫末花期。
蜜蜂为果树、农作物授粉应在初花期前3~5天进入场地。
三、传粉
植物的花能吐粉、泌蜜,为昆虫提供丰富的食料;而昆虫在采集粉、蜜的过程中,又为植物进行相互间的传粉。
它们之间的这种极其妥贴的相互适应关系,是生物界在长期自然选择的作用下,不断进化的结果。
成熟的花粉粒借外力的作用从雄蕊花药传到雌蕊柱头上的过程,称为传粉。
一般植物的传粉是在开花、花药开裂、花粉粒散出之后完成。
传粉是受精的前提。
是有性生殖过程的重要环节。
植物传粉有自花传粉和异花传粉两种方式。
1、传粉方式的演化
异花传粉植物的传粉媒介,在自然情况下有水媒、风媒和动物媒等。
植物与传粉媒介两者之间产生了一些相互适应性的结构。
水媒是最原始的传粉方式,如胡椒靠雨水传粉、苔藓植物靠水传播有性孢子等。
水媒植物的种类极少。
随着植物的进化,风媒逐渐代替了水媒。
依靠风力来传送花粉的叫风媒花。
被子植物的前身——裸子植物,都是风媒植物。
风媒花的特点
依靠风力传播花粉,其授粉机率很低。
森林中的植物大部分是靠风来传粉的。
如赤杨类、桦木类、松类。
风媒花一般花被很小或退化,不具鲜艳的颜色;花无蜜腺和香气;花丝细长,易为风吹摆动,散布花粉;风媒花的花粉粒数目较多、颗粒较小而轻、无黏性、呈圆形或谷粒状,外壁光滑干燥,适于乘风远播;风媒花的柱头大,常作羽毛状,伸出花被外,有利于接受花粉粒,这些特点适应于异花传粉,以提高结实率
植物演化为显花植物阶段后,动物媒相应产生。
动物媒是一种高级传粉方式,它具有最高的授粉效率。
大多数的异花授粉植物是靠动物授粉。
授粉动物的种类很多分列于下:
(1)蜗牛类及蜘蛛类少数生长在湿地的植物靠蜗牛授粉。
(2)鸟类
(3)哺乳类蝙幅
(4)昆虫类授粉昆虫的种类很多,有蚂蚁、蚜虫、蜂类、甲虫、蝴蝶、蛾类、蚊子、蓟马、胡蜂及苍蝇等。
能授粉的昆虫类以蜜蜂类为最重要。
如上所述,动物媒的种类很多,但主要是鸟类和昆虫类两类。
然而,某些鸟类(如太阳鸟、啄花鸟、蜂鸟)
依靠昆虫(如蜂、蝶、蛾、蝇、蚁)为媒介进行传粉的花,称为虫媒花,如油菜、柑橘、向日葵、瓜类等。
虫媒花的特点:
虫媒花一般花冠大而显著,有彩色、香气或蜜腺;花粉粒较大,外壁粗糙有花纹,有粘性,易粘附虫体上;花粉粒有丰富的营养物质,如蛋白质、糖等,可作为昆虫的食物,这些性状皆有利于昆虫传粉。
虫媒花的大小、结构和蜜腺的位置等,往往与传粉的虫体大小、口器结构等特征相适应。
在植物的进化过程中,从自花传粉到异花传粉是发展的总趋势。
(填空)
植物进入由昆虫传授花粉阶段后,植物界的面貌也大为改观,裸子植物向更高级的被子植物演化,饱子叶球演变成为被子植物的花,同时演变成具有鲜艳颜色,芳香气味,蜜汁丰富的花朵,以引诱昆虫为之传粉。
80%的被子植物是依靠昆虫传粉的。
在植物进化过程中,蜜蜂类已逐渐代替了其他昆虫,成为主要的传粉者。
研究证明,蜜蜂的眼对红颜色与黑色、深灰色无法区别开来。
鲜红色对蜜蜂是色盲,所以在大自然中,绝大多数植物的花都是黄色和白色。
这是长期自然选择过程中,花的颜色的形成也是与传粉昆虫的视力特点密切相关的。
大量的观察显示,蜜蜂在授粉昆虫中占85%以上。
2、自花传粉和异花传粉
成熟的花粉粒传到同一朵花的雌蕊柱头上的过程,叫自花传粉。
但自花传粉的含义常被扩大,如在农作物中常把同株异花间的传粉也叫自花传粉。
在果树栽培上甚至将同一品种植株之间的传粉也叫自花传粉。
最典型的自花传粉方式为闭花受精,如大麦、豌豆和花生植株下的花,花还未开放,其花粉粒已经成熟,并在花粉囊中萌发,产生花粉管,把精子送入胚囊受精。
异花授粉是植物界最普遍的传粉方式。
异花传粉,就是一朵花的花粉粒传到另一朵花的柱头上去。
玉米、油菜、向日葵、梨、苹果、南瓜等植物都是异花传粉植物。
从生物学意义来讲,异花传粉比自花传粉优越。
因为自花传粉时,卵细胞和精细胞产生于基本相同的环境条件,它们的遗传性差异较小,结合后产生的后代,其生活力对环境的适应性也就比较小。
而异花传粉时,由于卵和精子在差别较大的环境中产生,遗传性具有较大的差异,它们结合产生的后代就具有较高的生活力和较强的适应性。
3、植物对异花传粉的适应(四个方面)
由于长期自然选择的结果,植物的花在结构上和生理上形成了许多适应于异花传粉的性状。
显花植物通过异花传粉才能产生更强壮的生活力强的丰产后代。
不仅绝大多数植物需要异花授粉,而且自花授粉对植物是有害的,即所谓“自然厌弃自交”。
显花植物是高等植物,经过了几千万年的自然选择和不断演化,为了保持种的生存和繁盛,而有避免自花传粉,产生较为完善的对异花传粉的适应性。
因此,大多数的显花植物,都具有无法自花授粉的适应性,它们必须杂交授粉才能产生更强的后代。
植物的这种无法自花授粉的适应性,通常表现在下列几种表现形式:
(1)单性花:
具有单性花的植物必然需要异花传粉。
例如,雌雄同株的植物,雄花和雌花各自长在同一植株上,能较好地防止自花传粉。
雌雄异株的植物,雄花和雌花分别长在不同植株上,而是最有效地防止自花传粉。
(2)雌、雄蕊异熟:
是指一株植物或一朵花上的雌蕊和雄蕊成熟时间不一致。
雌雄蕊异熟也可以有效地防止自花传粉。
这也是植物适应异花授粉,不断完善的结果。
(3)雌、雄蕊异长:
是指两性花中雌雄蕊长度不同。
(4)自花不孕:
是指花粉粒落到同一朵花或同一植株的柱头上不能结实的一种现象。
为什么说利用蜜蜂为果树授粉是大有作为的?
(论述题)
在自然界两个品种间,只有利用昆虫及时为之授粉,才能结出较多果实。
由于生理因素抑制自花花粉萌发或受精,也是避免自花传粉的一种适应。
果树自花不亲合性很普遍,在梨的几个品系和苹果许多品种中,都有明显的不亲合性,非经授粉媒介进行异花传粉,否则就不能结实。
植物对异花传粉的适应性说明:
大部分异花授粉植物必需借助昆虫授粉,如缺少授粉媒介,则无法正常受精结实。
在大量施用农药,授粉昆虫数目日益减少的情况下,利用蜜蜂授粉是当务之急,因为蜜蜂授粉可以人为地避开农药的危害。
因此,在现代化大农业生产过程中,必需重视和充分利用蜜蜂等昆虫作媒介,对作物、果树、蔬菜、牧草和中药材进行异花传粉,才能获得较大的经济效益。
所以,利用蜜蜂为果树授粉是大有作为的。
4、蜜蜂对植物传粉的适应性
在传粉昆虫中,包括蜜蜂、胡蜂、蛾类、蝶类、蓟马、甲虫等。
蜜蜂具有独特的许多可贵的条件,或者说更巧妙的适应,是最有效和唯一可靠的传粉昆虫。
蜜蜂对传粉的适应,主要表现在它的解剖结构、生理习性等方面。
从解剖结构来看,①蜜蜂的足具有专门适应采集花粉的花粉刷、花粉栉、花粉耙和花粉蓝;②蜜蜂周身的绒毛,有的呈分叉羽毛状,便于粘附花粉;③蜜蜂具有特别的视觉和嗅觉,两只眼睛很像望远镜,能看到很远的地方,能分辩白、黄、蓝和淡紫色,并能看到人眼所不能见到的紫外线。
它的嗅觉器官是一对触角,一刻也不停地向四面八方转动,能嗅出花粉内微量花蜜的香味。
因此使它能即时找到采集目标,没有花蜜的花就放弃不采,节约了劳动时间。
④同时它有两个异常强健的翅膀,飞行速度快,一只蜜蜂一次飞行常常采集几百朵花,因此有很高的效率。
此外,⑤蜜蜂体内有贮存花蜜的蜜囊,容量可达体重的一半,在蜂巢内有贮存花粉和花蜜的仓库,使之能长期不倦地工作。
从生理习性上来看,蜜蜂是能适应多种气候条件的群居性的昆虫,数量大而集中,它们分工严密,有条不紊形成了一个“社会性”的统一的生物群。
“蜂舞”有人称为蜜蜂的“语言”,能告之同伴采集地点的方位、距离和蜜源的种类,使蜂群有可能组织最大限度的力量来完成采集和传粉的任务。
同时蜜蜂采集具有专一性,每次外出只采集一种植物的花粉和花蜜,一直到花谢蜜少的时候才转移到别的地方。
这些习性不但有利蜜蜂采集和保存食物,战胜自然灾害和种间斗争,使自己的种族生存下来,而且对植物传粉也是极为有利的。
蜜蜂与植物传粉的巧妙适应,是其他昆虫不可比拟的,是难以取代的最理想的传粉昆虫。
四、受精
雌、雄性细胞,即卵细胞和精子相互融合过程,叫受精。
被子植物的卵细胞位于胚囊内,故必须借助花粉管把精子送入胚囊中,才能受精。
整个子房发育为果实,胚珠发育为种子。
在自然情况下,任何一种植物开花时,都有机会接受多种多样的花粉,但只有接受在遗传性上相配的花粉,才能顺利完成受精作风。
一般情况开花后传粉越快,受精的可能性越大。
两个精核分别与卵细胞和极核相融合。
花粉萌发和花粉管生长有群体效应,也就是在一定面积内花粉数量越多,萌发生长越好(图2-3)。
花粉落到柱头上后能否萌发,花粉管能否生长并通过花柱组织进人胚囊进行受精,取决于花粉与雌蕊的“亲和性”。
据估计,自然界中被子植物一半以上存在自交不亲和性。
图2-3 矮牵牛花花粉密度与花粉萌发的关系
1、影响受精的因素
影响花粉受精的因素主要有花粉的活力、柱头的生活力和环境条件等。
⑴花粉的活力:
一般地,刚从花药中散发出来的成熟花粉其活力最强,随时间延长,花粉的活力渐渐下降。
花粉的活力不但关系到受精的好坏,而且还会影响以后籽实的发育。
⑵柱头的生活力:
柱头的生活力关系到花粉落到柱头上后能否萌发,花粉管能否生长,所以柱头生活力直接关系到受精的成败,一般情况下开花当天活力最强,以后逐渐下降。
有些植物花的柱头具有活力的时间较长,开花几天,柱头仍有活力,但有些植物柱头的活力时间很短,只有4~5h,或者更短。
⑶环境条件:
温度对花药的开裂、花粉的萌发和花粉的生长都有较大影响,并从而影响受精。
相对湿度低于30%时,对花粉的活力和花柱的活力都不利。
第三节
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