蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中的作用研究

李瑞珍，嚴定春

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所，北京 100193）

0 引言

2021年中央一號文件要求，必須確保重要農(nóng)產(chǎn)品供給不出問題。油菜是國內(nèi)播種面積最大、地區(qū)分布最廣的油料作物[1]，也是蜜源植物。發(fā)展油料產(chǎn)業(yè)最大優(yōu)勢和潛力在于油菜產(chǎn)業(yè)。油菜是典型的蟲媒作物，蜜蜂等昆蟲授粉可提高油菜產(chǎn)量，在沒有昆蟲授粉時，依靠風(fēng)或自花授粉。

世界上約400種農(nóng)作物部分或全部依賴蜜蜂或其他昆蟲授粉[2]。如果缺少蜜蜂等昆蟲授粉，需要投入更多的土地、肥料、勞力等才能獲得同樣產(chǎn)量，這將提升單位產(chǎn)出成本。自第一次世界大戰(zhàn)起，美國水果、堅果、農(nóng)作物種子種植者逐漸意識到蜜蜂授粉是獲得高產(chǎn)的必要手段，尤其是苜蓿種子生產(chǎn)者采用蜜蜂授粉后，將苜蓿發(fā)展為美國種植最為廣泛的四大作物之一[3]。Robinson和Southwick曾研究表明，蜜蜂為美國農(nóng)作物授粉價值大約16億～57億美元，蜜蜂授粉增加的農(nóng)作物價值約為支付給蜂農(nóng)授粉費和聯(lián)邦蜂蜜價格支持項目費用支出之和的68倍[2,4]。Stanley研究愛爾蘭油菜授粉情況表明，為冬油菜授粉的昆蟲包括蜜蜂、熊蜂、獨居蜂、食蚜蠅等，從采集花粉數(shù)量、每朵花訪問頻率和田間相對豐富度而言，蜜蜂、食蚜蠅和熊蜂是愛爾蘭冬油菜最佳授粉者。如果沒有授粉者，籽粒數(shù)將減少27%，每莢籽粒重下降30%。每年昆蟲授粉給愛爾蘭冬油菜、春油菜帶來的經(jīng)濟價值達390萬英鎊[5]。筆者借鑒國內(nèi)外學(xué)者研究方法，從蜜蜂對油菜的授粉服務(wù)價值、油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量2個方面評價蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中的作用，以客觀反映蜜蜂授粉對油菜生產(chǎn)的經(jīng)濟性，以期為推廣油菜蜜蜂授粉技術(shù)提供理論支撐。

1 中國油菜生產(chǎn)概況

中國是油菜籽生產(chǎn)大國，油菜籽播種面積和總產(chǎn)量位居世界第一，播種面積占世界總面積的比例超過25%[6]。油菜按播種季節(jié)分為冬油菜和春油菜，國內(nèi)以冬油菜生產(chǎn)為主，播種面積和產(chǎn)量的90%均是冬油菜[7]。長江流域是冬油菜主產(chǎn)區(qū)，包括四川、貴州、云南、重慶、陜西等長江上游區(qū)，湖南、湖北、江西、安徽、河南等長江中游區(qū)，江蘇、浙江等長江下游區(qū)。春油菜主產(chǎn)區(qū)包括內(nèi)蒙、甘肅、青海等省[7]。

1978—2018年國內(nèi)油菜播種面積和產(chǎn)量變化趨勢如圖1所示。2000年播種面積最大，為749.4萬hm2，2001—2005年播種面積相對穩(wěn)定，均在700萬hm2以上，2006年播種面積大幅下降，較2005年減少17.78%。2008年實施良種補貼等扶持政策，大大提高了農(nóng)民種植的積極性，2008年播種面積有一定程度的提升，2009—2014年基本穩(wěn)定在720萬hm2左右。2015年臨時收儲政策取消，2016年播種面積下降至662.3萬hm2，2018年為655.1萬hm2。產(chǎn)量變化與播種面積一樣呈波動趨勢，2014年產(chǎn)量最高，為1391.4萬t。

圖1 1978—2018年全國油菜籽播種面積和產(chǎn)量

從油菜種植區(qū)域看，長江中游主產(chǎn)區(qū)的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占全國總播種面積和產(chǎn)量的比例最大（近50%），2000年和2018年占比基本持平（表1）。2018年長江上游主產(chǎn)區(qū)的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比均較2000年有所提升；但由于經(jīng)濟發(fā)展重心的偏移，2018年長江下游主產(chǎn)區(qū)油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比較2000年下降明顯；春油菜主產(chǎn)區(qū)油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比基本持平。從各省分布看，湖南、湖北、四川是油菜種植大省，2018年同2000年相比，內(nèi)蒙古、青海的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比基本持平，甘肅、四川、貴州、云南、重慶、陜西、湖南的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比提高，湖北、安徽、江蘇、浙江的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比下降；江西省油菜籽播種面積占比有所下降，但產(chǎn)量占比有所提升；河南省油菜籽播種面積占比下降，但產(chǎn)量占比基本持平。值得注意的是，四川省油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比有顯著增長，安徽、江蘇的油菜籽播種面積和產(chǎn)量占比大幅下滑。

表1 油菜籽播種面積和產(chǎn)量情況

2 蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中作用評價

田自珍等[8]用意大利蜜蜂為白菜型油菜‘青油9號’授粉，結(jié)果表明，授粉距離越近訪花蜜蜂數(shù)越多，授粉效果越好，500～1000 m區(qū)域內(nèi)授粉效果差異極顯著。與自然條件的授粉比較，油菜籽產(chǎn)量增加16.82%～21.52%，千粒重增加9.27%～12.88%，角粒數(shù)增加36.74%～48.90%。謝霖霖等[9]利用紗網(wǎng)隔離，設(shè)置意大利蜜蜂授粉區(qū)和無蜜蜂對照區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)蜜蜂授粉區(qū)油菜籽產(chǎn)量比無蜂區(qū)增產(chǎn)23.8%以上。Perrot等[10]通過田間和植株2個水平研究了昆蟲授粉對油菜產(chǎn)量影響，發(fā)現(xiàn)蜜蜂和野生蜂是油菜主要授粉昆蟲，昆蟲授粉為植株產(chǎn)量貢獻30%，自花授粉、風(fēng)授粉貢獻70%。Ouvrard等[11]比較了1956—2018年發(fā)表的有關(guān)油菜蜜蜂授粉的文獻，發(fā)現(xiàn)油菜昆蟲授粉依賴度隨品種和地區(qū)而異，田間觀察比用網(wǎng)罩觀察結(jié)果更接近現(xiàn)實授粉效果（網(wǎng)罩區(qū)與田間開放區(qū)產(chǎn)量相比，約降低30%～50%），土壤、病蟲防治水平等均影響昆蟲授粉依賴度。

2.1 蜜蜂為油菜授粉價值評估

為估算蜜蜂為油菜授粉年價值，綜合文獻閱讀，借鑒Robinson[4]和劉朋飛[12]采用的授粉依賴度模型，如式(1)。

式中，Vhb為蜜蜂為油菜授粉年價值貢獻。V為油菜籽年產(chǎn)值，數(shù)據(jù)可通過《中國統(tǒng)計年鑒》計算獲得。D為油菜依賴昆蟲授粉程度。P是為油菜授粉昆蟲中蜜蜂所占比例。模型中D是計算難點，采用式(2)計算。

式中，Y0為有昆蟲授粉區(qū)油菜籽產(chǎn)量，Yc為無昆蟲授粉區(qū)油菜籽產(chǎn)量。右側(cè)分子分母同時除以Yc，結(jié)果如式(3)。

式中，△p為有昆蟲授粉區(qū)油菜籽產(chǎn)量較無昆蟲授粉區(qū)油菜籽產(chǎn)量增加的比例，△p可從國內(nèi)外學(xué)者對油菜的授粉試驗研究文獻中獲得。經(jīng)查閱，有關(guān)蜜蜂等昆蟲為油菜授粉效果文獻如表2所示。

表2 蜜蜂等昆蟲為油菜授粉效果文獻列表

從表2可以看出，蜜蜂等昆蟲授粉平均為油菜增產(chǎn)29.59%，因此代入式(3)計算D值為22.83%。油菜授粉昆蟲中蜜蜂所占比例P值的計算，參考表2中Marini和湯順章的研究結(jié)論，取其平均數(shù)69%。

查閱《中國農(nóng)業(yè)年鑒(2019)》，2018年油菜籽總產(chǎn)量為13281300 t，平均市場售價約4980元/t[24]，產(chǎn)值約661.41億元。則根據(jù)式(1)得到2018年蜜蜂為國內(nèi)油菜授粉價值約104.19億元。

授粉價值相當(dāng)于當(dāng)年油菜產(chǎn)值15.75%。從《中國農(nóng)業(yè)年鑒(2019)》查詢2018年各油菜種植省份（自治區(qū)、直轄市）的油菜籽產(chǎn)量數(shù)據(jù)并計算蜜蜂對油菜的授粉價值如表3所示。2018年蜜蜂對油菜的授粉價值在10億元以上的省份有3個，分別是四川、湖北、湖南，油菜生產(chǎn)對蜜蜂授粉的需求量居全國前3位。蜜蜂授粉價值在1億～10億元的省份（自治區(qū)、直轄市）分別是貴州、安徽、江西、云南、重慶、江蘇、內(nèi)蒙古、河南、陜西、甘肅、青海、浙江、新疆。

表3 2018年蜜蜂為油菜授粉價值 億元

2.2 油菜生產(chǎn)對授粉蜂群需求情況

使用蜜蜂為農(nóng)作物授粉技術(shù)是一項行之有效的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)提質(zhì)措施。近年來，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，蜜蜂商業(yè)化授粉應(yīng)用受重視程度越來越高，為進一步推廣蜜蜂授粉技術(shù)，轉(zhuǎn)變養(yǎng)蜂業(yè)生產(chǎn)方式，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《蜜蜂授粉技術(shù)規(guī)程（試行）》[25]，其中規(guī)定，一個15框蜂的蜜蜂強群可承擔(dān)連片分布的油菜作物面積為0.2～0.4 hm2。2018年全國油菜籽播種面積為655.06萬hm2，需要1637.65萬群以上15框蜂的蜜蜂強群授粉。2019年，國內(nèi)有蜂群總量約908.84萬群，為滿足現(xiàn)有油菜播種面積授粉需求，尚需加快現(xiàn)有蜂群授粉利用并力爭培育更多蜂群。根據(jù)2018年全國各地區(qū)油菜籽播種面積，可計算出各地區(qū)油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量情況如表4所示。油菜籽播種面積越大，對授粉蜂群的需求量越大。由表4可知，湖南、四川油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量最大，約占國內(nèi)現(xiàn)有蜂群總量的1/3以上。

表4 2018年油菜生產(chǎn)對授粉蜂群需求量 萬群

3 結(jié)論與討論

油菜是國內(nèi)播種面積最大、地區(qū)分布最廣的油料作物，蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中發(fā)揮較大作用，2018年蜜蜂為油菜的授粉價值約104.19億元，相當(dāng)于油菜年產(chǎn)值661.41億元的15.75%。四川、湖北、湖南油菜生產(chǎn)中，蜜蜂授粉價值均在10億元以上。國內(nèi)油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量較大，按2018年油菜籽播種面積計算，約需要1637.65萬群以上蜜蜂授粉，已超現(xiàn)有的蜂群總量908.84萬群。湖南、四川油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量最大，約占現(xiàn)有蜂群總量的1/3以上。

有研究表明，蜜蜂授粉不僅能有效提高油菜產(chǎn)量和質(zhì)量，也是最經(jīng)濟的增產(chǎn)措施。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸要素中，調(diào)查統(tǒng)計油菜作物生產(chǎn)投入占總產(chǎn)出的百分率分別是化肥投入占產(chǎn)出值的13.22%，農(nóng)藥為3.93%，排灌為2.92%，地膜為2.19%，種子為1.36%，蜜蜂授粉投入占1.90%，蜜蜂授粉費僅占蜜蜂授粉增值部分的5.75%[26]。因此，蜜蜂授粉是油菜生產(chǎn)重要的生產(chǎn)投入，應(yīng)當(dāng)提高民眾對蜜蜂授粉經(jīng)濟價值的認識，大力推廣油菜蜜蜂授粉技術(shù)，不斷加大現(xiàn)有蜂群授粉利用，逐漸擴大現(xiàn)有蜂群數(shù)量，投入更多的資源改善授粉昆蟲管理措施，讓這些授粉者有更多棲息環(huán)境。

本研究評估蜜蜂對油菜的授粉價值以及油菜生產(chǎn)對授粉蜂群的需求量，目的是證實蜜蜂授粉對油菜生產(chǎn)的積極作用，評估油菜蜜蜂授粉的經(jīng)濟價值，明確養(yǎng)蜂業(yè)在油菜生產(chǎn)中的重要經(jīng)濟地位。在當(dāng)前野生授粉昆蟲種類和數(shù)量不斷減少的情況下，蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中的地位愈顯重要。

為更好發(fā)揮蜜蜂授粉在油菜生產(chǎn)中的作用，要注意蜜蜂的安全性保護，正確選擇與科學(xué)施用農(nóng)藥，不斷推廣蜜蜂授粉與綠色防控技術(shù)的集成應(yīng)用；要合理組織授粉蜂群和安排放蜂場地，確保不同地區(qū)的油菜有足夠數(shù)量的授粉蜂群；要加大對蜜蜂授粉增產(chǎn)提質(zhì)的宣傳力度，探索建立蜜蜂授粉社會化服務(wù)組織和蜜蜂授粉補償機制，提高蜜蜂授粉服務(wù)供方（蜂農(nóng)）和需方（油菜種植戶）積極性。一方面，通過蜜蜂授粉實現(xiàn)油菜增產(chǎn)，提高種植戶收入，促進油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)興旺、生活富?！?；另一方面，通過開發(fā)智能化蜜蜂授粉模型[27]，實現(xiàn)油菜種植與蜜蜂養(yǎng)殖結(jié)合，不斷增加蜂農(nóng)收入。此外，蜜蜂授粉減少了農(nóng)藥、化肥使用量，維持了自然界生態(tài)平衡，推動了綠色、環(huán)保生態(tài)農(nóng)業(yè)形成。