茴香花粉传播距离隔离结实规律

摘 要 ：运用花粉捕捉法和15N示踪技术研究了茴香（Foeniculum vulgare Mill.）不同开花时期在不同栽培环境下的花粉风力和昆虫传播距离,同时研究了花期隔离对茴香种子产量的影响.结果表明,茴香生长环境是影响花粉风力传播距离和数量的重要因素,在空旷的蔬菜地最远传播距离为900 m,棉花区亦为900 m,玉米区花粉传播距离最远为450 m.通过对昆虫的传播距离研究可知,茴香良种繁育有效距离在蔬菜区（空旷地）应在2 200 m外,中秆作物区（棉花区）应在2 000 m外,高秆隔离区（玉米区）应在1 200 m外.与全隔离区相比,对照（自然授粉）和上部隔离授粉分别增产251.4%和125.0%.

关 键 词 ：茴香（Foeniculum vulgare Mill.）；花粉；传播距离；风力；昆虫；15N示踪

中图分类号：S636；Q948.12+2.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）23-5794-03

茴香（Foeniculum vulgare Mill.）为伞形科1～2年生草本植物,全株具有特殊芳香气味,病虫害少,污染轻,且含有大量的维生素C、维生素B、胡萝卜素及各种人体必需的氨基酸,是一种营养价值很高的蔬菜.中国茴香资源丰富,生长特性存在差异[1-3],水分含量、土壤含盐量等都可以影响其生长[4,5].传粉距离是影响作物产量及良种繁育理论间隔的重要因素[6-8].关于茴香花粉传播距离及花期隔离对种子产量的影响未见报道.为此,本试验通过花粉捕捉和15N示踪的方法研究了茴香花粉的风力和昆虫传播距离,同时,通过花期隔离的方法研究了昆虫传粉对茴香种子产量的影响,以期为茴香良种繁育隔离和茴香种子高产提供理论依据和实践基础.

1.材料与方法

试验于2010年在山东德州夏津县进行,试验地属暖温带大陆性季风气候,年均气温12.9 ℃,年均降水量547.5 mm,年均无霜期208 d.

1.1 材料

供试茴香品种为德农1号.播种量67.5 kg/hm2, 4月12日播种,播种前结合翻耕每公顷施入优质干鸡粪37 500 kg、过磷酸钙750 kg、尿素300 kg、硫酸钾225 kg.植株长到20 cm左右时,按行距50 cm、株距10 cm间苗,10月收获.生产过程按常规管理进行.

1.2 方法

1.2.1 花粉传播距离及高度试验设计和测定方法 试验根据茴香周围栽培作物特点设3个处理.处理1：蔬菜区（无障碍区）.在夏津县南城镇蔬菜产区,茴香开花期正处在土地换茬和低矮蔬菜（葱、韭菜、绿叶菜类等）生长期,远低于茴香高度；处理2：棉花区（半障碍区）.在夏津长安集鑫秋棉花良种繁育基地,栽培地周围作物为棉花,高度和茴香高度基本一致,或略低于茴香高度；处理3：玉米区（高障碍区）.在夏津长安集,栽培地周围作物为玉米,茴香花期玉米高度远高于茴香,形成遮挡.各处理播种茴香60 m2为粉源.

1）茴香花粉风力传播距离及传播高度.以粉源为中心按东西南北4个方向摆放捕粉板,500 m内间隔距离为50 m,500 m外间隔距离为100 m,风力传播距离统计至1 200 m.在粉源地上方以茴香高度为0,设7个高度进行捕粉,分别为0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m,3次重复.捕粉时期分别设在茴香初花期、盛花期和末花期,捕粉板设计及花粉计数参考文献[6]进行.

2）茴香花粉综合传播距离.在茴香各处理粉源地按东西南北中五点设5个微区,用长1.0 m、宽1.0 m、高0.5 m 的镀锌铁皮框围成,垂直放入土壤0.45 m深,露出地表0.05 m,微区面积为1 m × 1 m.以微区为中心,按东西南北4个方向呈辐射状播种茴香,每一播种小区5 m2,1 000 m内按100、500、1 000 m间隔播种,以后每200 m设一个播种区.于种子成熟期按播种距离收获,4个方向同一距离收获在一起,并测定15N丰度.

3）植株15N丰度测定.采收种子在烘干箱中于80 ℃烘至恒重,粉碎后备用.将凯氏定氮后的蒸馏液酸化后浓缩至3 mL,用MAT-251质谱仪测定样品的15N丰度.并按照Zati等[9]的方法计算种子15N含量,15N在茴香种子内的最远分布距离即为昆虫传粉距离.

1.2.2 昆虫传粉对茴香结实量影响的试验设计和测定方法 在茴香开花前通过300目纱网对茴香进行隔离,按隔离程度设3个处理.①全隔离区：纱网罩住整个小区,使与小区传粉昆虫绝对隔离；②上部隔离区：传粉昆虫可以从小区四周自由进出；③对照（自然授粉）：无笼罩物.每个小区2 m2,3次重复.茴香种子成熟收获时进行单株产量、小区产量统计,并计算每公顷产量和千粒重.

2.结果与分析

2.1 茴香花粉风力传播距离

由表1可以看出,茴香花粉风力传播数量随测量距离的增加而逐渐减少,但不同处理之间花粉数量随距离的增加分布情况不同,蔬菜区最远检测距离为900 m,棉花区也为900 m,即两者花粉风力传播距离相等,但花粉测量总数量蔬菜区为2 753粒,棉花区为2 135粒,前者较后者高29.0%.与前两者相比玉米区花粉最远检测距离及花粉检测数量要低很多,花粉最远风力传播距离和总检测数量分别为450 m和326粒.同时,在茴香不同花期花粉风力传播距离也有很大不同,各处理皆以盛花期花粉传播距离和传播数量最大,初花期次之,末花期最小.

2.2 0～50 m茴香花粉风力传播高度

0～50 m茴香花粉风力传播高度和不同栽培环境、不同开花时期关系密切（表2）.从表2可以看出,各处理随着高度增加花粉量不断减少,减少的幅度以0～1.0 m最大,在此高度内各处理花粉减少量占初始测量量的比例蔬菜区、棉花区和玉米区分别为75.9%、74.9%、80.2%.各处理在不同开花期花粉量的变化亦随高度的增加呈递减趋势,花粉数量表现为盛花期>初花期>末花期.