蜜蜂授粉的增产机理

四、蜜蜂授粉的增产机理

蜜蜂授粉的增产机理主要是蜜蜂采集花粉后将异花的花粉带到花器上，实现受精，受精后产生一系列的生理反应。蜜蜂使植物及时和较好地实现异花授粉，对于丰富其遗传物质基础，提高其适应能力和抗逆性具有不可代替的作用，也是蜜蜂授粉可以提高作物产量和改善品质的主要原因。

（一）花的构造

一朵完整的花是由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊等部分组成（图6－4－2）。花柄是花连接茎枝的部分；花托是花柄顶端稍膨大部分；花萼位于花的最外轮，通常由若干萼片组成，常呈绿色；花冠位于花萼内方，由若干花瓣组成，常有各种鲜艳彩色。雄蕊是花的雄性器官，不同植物雄蕊的数目和排列方式不相同，每个雄蕊有一细长的丝状柄，顶端有1个囊状的花药，花粉在其中产生和发育，花药里的花粉成熟时，花药开裂释放出花粉。雌蕊是花的雌性器官，位于花的中央，大多数植物只有1个雌蕊，由1个或两个以上的心皮构成。雌蕊通常由基部的子房，细长的花柱和花柱顶端的柱头构成。柱头表面粗糙并有黏性，用于接受花粉。子房是花的重要部分，它含有胚珠，胚珠受精以后形成合子，合子进一步发育再变成种子，子房或附属部分变成果实。

图6－4－2　花的结构

（二）受精生理

以种子或果实为收获对象的作物有性繁殖的每个环节，如花的形成和开花、授粉和受精、胚和胚珠的发育，均会影响到产品的产量和质量，利用蜜蜂授粉就是通过保证这些作物充分授粉受精来提高产品的产量和品质的。

成熟的花粉通过传粉媒介落到雌蕊柱头上，在柱头分泌物的刺激下吸水萌发，形成花粉管。萌发的花粉管沿着花柱内的引导组织伸长，最后进入胚囊，花粉管顶端破裂，释放出细胞质、营养核和两个精核一起流入胚囊，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6－4－3）。

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6－4－3　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。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

2.果实的发育

果实是在胚珠受精以后，由胚囊、花被或花托发育而成，这种果实有种子，所以又称有子果实。种子发育好坏直接关系到果实发育的好坏。研究显示，种子发育良好的草莓果实发育饱满，而在果实发育早期除去种子后，果实则发育很差。

在日常生活中，我们常常会发现一些水果，如苹果、梨和李子，出现一半发育正常一半发育不好，形成歪果的现象，那就是由于发育不良的一边，种子发育不好所致。

（三）蜜蜂授粉增产的机理

1.授粉及时效果好

一般地，植物的花刚开放的一段时间内柱头的活力最强。蜜蜂授粉比人工授粉效果好的主要原因之一，是蜜蜂不间断地在开花植物的花间进行采集时，常从花的柱头上擦过，这样可在花柱头活力最强的时候适时将花粉传到上面，使花粉萌发，形成花粉管，达到受精，而人工授粉由于授粉效率低，未能在柱头活力最强的时候及时授粉，而错过花柱头活力最强的时间，从而造成受精不佳，导致到果品的产量和质量。

2.授粉充分花粉萌发快

蜜蜂的周身密生绒毛，易于粘附花粉，采集过程中，1只蜜蜂体上粘附的花粉，可达1～2.5万粒以上。蜜蜂授粉，一方面可以将身上粘附的大量花粉传至柱头，使作物授粉充分，另一方面1朵花在开放期间，不止被1只蜜蜂采访，多只蜜蜂的采访，确保了每朵花能够得到充分的授粉。柱头上众多的花粉会促使萌发，受精。根据花粉萌发的群体效应原理，经蜜蜂授粉后花粉多花粉萌发得就快。陈盛禄等人观察了蜜蜂授粉和不经蜜蜂授粉柑橘花柱头上的花粉数量，发现蜜蜂授粉的花的柱头上有花粉4000粒，未经蜜蜂授粉的柱头上只有250粒花粉，两者相差16倍。柑橘花经蜜蜂授粉后120h花粉管进人子房，而未经蜜蜂授粉的很难找到花粉管。

3.受精完全果实品质好

由于蜜蜂授粉及时、充分，使得子房中的胚珠都能够及时充分受精，这样就不会因某些子房的胚珠未受精或受精不良影响果实的发育造成畸形果，从而为提高果实的商品质量创造了有利条件。

4.异花授粉花粉萌发快

据对蜜蜂采集桃和红三叶草的花粉的观察认为，蜜蜂后足携带的花粉团每团需要采访84朵桃花，或346朵红三叶花。蜜蜂每次采粉活动采访花数量之多，确保了植物的异花授粉。而异花授粉又可使得花粉快速萌发。俄罗斯干纳基研究棉花的授粉和受精时发现，当自花的花粉落在柱头时，历时2h也未见萌发，但异花花粉落到柱头上只5～10min就开始大量萌发。

5.蜜蜂授粉植株生长兴奋

蜜蜂授粉后使植物提早受精，受精后植物产生一系列受精生理反应。当受精后合子生成，合子中生长激素的合成速度加快，数量增多，刺激营养物质向子房运输，促进果实和种子发育。陈盛禄等人通过用放射性元素32P和14C示踪观察显示，蜜蜂授粉后植物向幼果输送吸收或合成的各种营养物质，比无蜜蜂授粉的快得多。由于植株向幼果输送营养物质增强，避免了因营养不良而使果柄处产生离层，导致营养障碍而大量落果，这也是提高坐果率和结实率，从而增产的又一个原因。

6.有效花得到充分利用

蜜蜂授粉是有选择性的，不是有花就采，而是选择那些健壮鲜艳的花朵。蜜蜂采集时对花的选择，使得有效花朵得到充分利用，从而获得增产。1993年河北省焦南县王明亭的梨园发生了百年不遇的冻害，梨树受害率为20%～85%，由于无法识别受冻花，人工授粉无法进行。后来，在7000m²梨园中摆放了24群蜜蜂，由于蜜蜂的采集活动，使虽受霜冻，但花器官基本正常的花得到授粉，取得未受冻的花坐果率提高到100%的授粉效果，减轻了冻害造成的损失。