極端授粉樹花量下紅富士蜜蜂授粉需蜂量研究

李立新，武文卿，毛益婷，申晉山，張旭鳳，宋懷磊，李 磊，馬衛(wèi)華

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西 太原 030031；2.山西涑水河源頭省級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，山西 絳縣 043600）

我國(guó)是世界第一大蘋果生產(chǎn)國(guó)[1]，主栽蘋果品種為紅富士[2]。紅富士蘋果為異花授粉植物，自交不親和，在自然條件下自花坐果率極低，因此，需要配置授粉樹[3]。目前栽植的果園中，10%的紅富士果園無(wú)特定授粉樹，約60%的果園雖配置授粉樹，但授粉樹占全園果樹總量的比例均不足20%[4]。果園沒有配置授粉樹和授粉樹配置不足是影響蘋果穩(wěn)產(chǎn)和持續(xù)增收的一個(gè)重要因素[5]。標(biāo)準(zhǔn)化的紅富士果園內(nèi)，應(yīng)該按照1∶4或1∶5的比例配置授粉樹，授粉樹配置比例最低也要保證1∶8[6-7]。但是由于授粉樹果實(shí)的價(jià)格大大低于紅富士，因此，普通農(nóng)戶為了追求利益最大化，實(shí)際生產(chǎn)中授粉樹配置比例大部分達(dá)不到1∶8。那么在授粉樹嚴(yán)重不足的情況下，增加授粉蜜蜂數(shù)量是否可以達(dá)到生產(chǎn)需求呢？

本研究在授粉樹配比為1:20的條件下，通過考察果實(shí)坐果率和果實(shí)性狀，探索極端授粉樹花量條件下紅富士蜜蜂授粉的需蜂量，以期為解決生產(chǎn)中紅富士果園授粉樹嚴(yán)重不足而導(dǎo)致紅富士產(chǎn)量品質(zhì)下降的問題提供指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西省運(yùn)城市臨猗縣閆家莊鄉(xiāng)東陳翟村進(jìn)行。該區(qū)位于山西省西南部運(yùn)城盆地三角地帶北沿，屬暖溫帶大陸性氣候。日照充足，年平均日照時(shí)數(shù)2 271.6 h，年日照總輻射量為517.9 kJ/cm2。年平均氣溫13.5℃，年均降水量508.7 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)主栽樹品種為紅富士，授粉樹的品種為秦冠，樹齡16 a，樹勢(shì)良好。供試蜜蜂為當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的西方蜜蜂。每群蜂為3滿脾，為避免蜜蜂進(jìn)入試驗(yàn)網(wǎng)棚后出現(xiàn)撞棚，蘋果開花前3 d將試驗(yàn)的蜂群搬離原處3 m，使老蜂無(wú)法回巢，在開花前2～3 d[8]將蜂群搬入試驗(yàn)網(wǎng)棚內(nèi)，讓蜜蜂試飛、排泄、認(rèn)巢，提前適應(yīng)試驗(yàn)環(huán)境。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇樹勢(shì)、樹齡基本一致的3株紅富士樹，在開花前搭架罩防蟲網(wǎng)作為1個(gè)試驗(yàn)處理小區(qū)[9]，統(tǒng)計(jì)小區(qū)內(nèi)紅富士的總花量，在紅富士樹的四周用瓶插授粉枝法配置授粉樹，秦冠與紅富士比例為1∶20。試驗(yàn)共3個(gè)處理，在授粉樹比例一定的情況下，每個(gè)試驗(yàn)處理按18只蜜蜂、36只蜜蜂、54只蜜蜂配置，即每株蘋果樹的蜜蜂數(shù)量梯度為6，12，18只。紅富士蘋果初花期放入蜂群，蘋果樹上花全部落完時(shí)撤離蜂群，每天8：00—17:00進(jìn)行試驗(yàn)。

1.4 蜜蜂數(shù)量控制方法

參照“一種蜜蜂授粉強(qiáng)度控制專用箱”（ZL201010505038.6）專利[10]進(jìn)行試驗(yàn)蜂群蜜蜂數(shù)量的控制。打開短管口，放出試驗(yàn)所用蜜蜂，關(guān)閉短管口，若蜜蜂飛到樹上則開始觀察，若個(gè)別飛到網(wǎng)上，用捕蟲網(wǎng)捕住蜜蜂，再打開短管口放出該蜜蜂，直到蜜蜂飛到樹上為止。在打開短管口的同時(shí)，打開長(zhǎng)管口，注意觀察，有幾只蜜蜂進(jìn)入長(zhǎng)管口，同一時(shí)間內(nèi)打開短管口，放出同等數(shù)量的蜜蜂，以保持網(wǎng)內(nèi)授粉蜜蜂的數(shù)量。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)前按處理分別統(tǒng)計(jì)每小區(qū)3株紅富士的花量，試驗(yàn)結(jié)束后15 d，調(diào)查紅富士坐果情況，計(jì)算坐果率。果實(shí)成熟后，每個(gè)處理相同方向隨機(jī)選取果實(shí)100個(gè)，調(diào)查偏斜果實(shí)數(shù)，計(jì)算偏斜果率。每個(gè)處理相同方向隨機(jī)選取果實(shí)50個(gè)，調(diào)查果實(shí)種子數(shù)和心室數(shù)，測(cè)量縱徑和橫徑，計(jì)算果形指數(shù)。

坐果率＝坐果數(shù)（花序坐果數(shù)）/花朵數(shù)（花序數(shù)）×100%[11]；偏斜果率＝偏斜果數(shù)/100×100%；果形指數(shù)＝縱徑/橫徑。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士坐果情況

從表1可以看出，無(wú)論花序坐果率還是花朵坐果率，18只/株蜜蜂處理的坐果率最高，6只/株蜜蜂處理的坐果率最低；隨著蜜蜂數(shù)量的增加，坐果率逐漸提高。但花序坐果率18只/株蜜蜂處理與其他2個(gè)處理不存在極顯著差異（P＞0.01）；花朵坐果率18只/株蜜蜂處理與6只/株蜜蜂處理、12只/株蜜蜂處理間差異大極顯著水平（P＜0.01）?？傮w而言，3個(gè)處理的蜜蜂數(shù)量都能達(dá)到生產(chǎn)所需的坐果率。

表1 不同蜜蜂數(shù)量下蘋果的坐果率

2.2 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士偏斜果情況

表2 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士偏斜果率

從表2可以看出，18只/株蜜蜂處理的偏斜果實(shí)數(shù)最少，為18%，12只/株蜜蜂處理的為26%，而6只/株蜜蜂處理的最高，為56%。說明1∶20授粉樹配置下，蜜蜂數(shù)量越多，授粉越充分，蘋果果形也越正。

2.3 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士果形指數(shù)

表3 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士果形指數(shù)

果形指數(shù)越接近1，果實(shí)越接近圓形。經(jīng)方差分析，蜜蜂數(shù)量為6，12，18只3個(gè)處理果形指數(shù)沒有差異（P≤0.05），3個(gè)處理果實(shí)都近似于圓形。

2.4 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士種子數(shù)量、質(zhì)量與心室數(shù)

從表4可以看出，對(duì)種子飽滿度來(lái)說，3個(gè)處理差異不大，但對(duì)種子總數(shù)來(lái)說，18只/株蜜蜂處理最高，50個(gè)蘋果的種子總數(shù)為290個(gè)，比6只/株蜜蜂處理（140個(gè)）增加了107.14%。

表4 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士種子飽滿度

從表5可以看出，無(wú)論每果心室數(shù)，還是每果種子數(shù)，都是18只/株蜜蜂處理最高，分別為4.20，5.80個(gè)；6只/株蜜蜂處理最低，分別為2.43，2.80個(gè)?？梢?，隨著蜜蜂數(shù)量的增加，每果種子數(shù)和心室數(shù)逐漸增加。經(jīng)方差分析可知，每果心室數(shù)和每果種子數(shù)，18只/株蜜蜂處理與12只/株蜜蜂處理、6只/株蜜蜂處理之間存在極顯著差異（P＜0.01）。

表5 不同蜜蜂數(shù)量下紅富士的種子數(shù)與心室數(shù)

對(duì)抽取的50個(gè)果實(shí)的心室數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖1）。從圖1可以看出，18只/株蜜蜂處理，5心室占到50%，4心室占到30%，3心室以下為20%；12只/株蜜蜂處理，5心室占到36%，4心室占到44%，3心室以下為20%；6只/株蜜蜂處理，5心室只有16%，4心室為8%，3心室以下卻占到了76%。由此說明，蜜蜂數(shù)量越少，果實(shí)心室數(shù)也相應(yīng)減少，發(fā)育成商品果的概率也隨之降低。

對(duì)抽取的50個(gè)果實(shí)的種子數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖2）。從圖2可以看出，18只/株蜜蜂處理，7個(gè)種子以上的占到38%，5～6個(gè)種子占到40%，4個(gè)種子以下占到22%；12只/株蜜蜂處理，7個(gè)種子以上占到24%，5～6個(gè)種子占到36%，4個(gè)種子以下占到40%；6只/株蜜蜂處理，7個(gè)種子以上只占到10%，5～6個(gè)種子占到14%，4個(gè)種子以下卻占到76%。由此說明，蜜蜂數(shù)量越多，果實(shí)種子數(shù)也越多，授粉也更為充分。

3 結(jié)論與討論

由于紅富士蘋果具有自交不親和性，在自然條件下自花坐果率很低，因此，授粉樹配置就非常必要，而授粉是影響蘋果產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的重要因素。蜜蜂授粉可以使紅富士蘋果增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)[12-16]。果形端正是高檔紅富士蘋果的重要指標(biāo)。果實(shí)偏、斜情況嚴(yán)重影響了果實(shí)的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值，果實(shí)內(nèi)種子數(shù)量及其發(fā)育質(zhì)量是影響蘋果果實(shí)端正度的主要因素[17]，若種子在心室中分布均勻則果形指數(shù)高[18]。紅富士端正果、偏斜果、畸形果的種子數(shù)量以及心室中種子的分布情況均存在明顯的差異，其中，正常果內(nèi)的種子數(shù)量多，而且種子普遍在每個(gè)心室內(nèi)均勻分布；偏斜果內(nèi)種子數(shù)少于正常果，且在每個(gè)心室中分布不均；畸形果果實(shí)內(nèi)有2個(gè)或者以上的心室內(nèi)種子發(fā)育不全，平均種子數(shù)僅為3.50 個(gè)[19]。

本研究分析了在授粉樹配比為1∶20的極端情況下，不同授粉蜜蜂數(shù)量對(duì)紅富士蘋果果形指數(shù)、種子數(shù)量、質(zhì)量與心室數(shù)、偏斜果率等與果實(shí)端正相關(guān)指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，蘋果的果形指數(shù)、心室數(shù)、種子數(shù)都是18只/株蜜蜂處理的最高。12只/株蜜蜂處理與18只/株蜜蜂處理雖有差異，但差異沒有達(dá)到極顯著水平。6只/株蜜蜂處理，其花朵坐果率雖然能夠達(dá)到生產(chǎn)的需求，但花序坐果率較低，只有29.97%，疏果后可能對(duì)產(chǎn)量造成影響，同時(shí)，3心室以下占到76%，4個(gè)種子以下占到76%，且偏斜果占到56%，影響到果實(shí)外觀形狀和商品價(jià)值。

綜上所述，影響蘋果優(yōu)果的主要因素是授粉樹的配置與傳粉者的數(shù)量。山西省紅富士系列蘋果面積比例逐漸增加，超過蘋果總面積的50%[20]，授粉樹比例配置較低，果實(shí)授粉受精不良，出現(xiàn)了“一樹花半樹果”或“光開花不結(jié)果”的現(xiàn)象[21]。在極端授粉樹花量配置下，通過增加傳粉者蜜蜂的數(shù)量，可以提高蘋果的品質(zhì)，減少偏斜果率。因此，在授粉樹配置較少的果園，每株紅富士蘋果樹至少需要12只以上蜜蜂進(jìn)行授粉才可以達(dá)到提高產(chǎn)量、增加心室數(shù)和種子數(shù)、改善果實(shí)的外觀形狀的效果。