蜜蜂群勢對大棚甜瓜授粉效果的影響

申晉山，王 怡，李立新，李 捷，智海英，馬海龍，雷 佳，馬衛(wèi)華

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院），山西太原030031）

隨著現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的異軍突起，農(nóng)作物生產(chǎn)克服了不利于生長的自然條件，實現(xiàn)了產(chǎn)量增加和整年供應(yīng)[1]。甜瓜是設(shè)施農(nóng)業(yè)中重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，雌雄同株。其香味濃郁，口感酥脆，含糖量高，深受消費者喜愛[2]。為提高大棚甜瓜結(jié)實率，必須進(jìn)行輔助授粉，包括人工授粉和蜜蜂授粉。研究表明，采用蜜蜂授粉相對人工授粉能大大節(jié)省人力，節(jié)約成本，尤其在勞動力緊缺時期有重要意義[3-4]。此外，蜜蜂傳粉可保證花朵在活性最強(qiáng)時完成受精[5]，顯著提高甜瓜果實的維生素含量、瓜腔寬度和單瓜質(zhì)量等品質(zhì)[6]。

作物的授粉效果與蜜蜂密度有關(guān)[7]。為農(nóng)作物授粉所需蜂群的群勢，取決于授粉作物的種類、栽培特點及長勢等[8]。當(dāng)蜜蜂密度過高時，造成授粉過度[9]；而不足時，則會造成授粉不充分，影響坐果率。因此，為提高蜜蜂在甜瓜大棚的授粉效果，需要合適的蜜蜂密度，使其均勻分散于大棚內(nèi)[10-11]。

在大棚甜瓜栽培過程中，花期前后需要除雨天外其他時間開啟全部通風(fēng)口，一方面通風(fēng)降溫，另一方面通風(fēng)授粉。因此，本試驗在半封閉（開啟大棚全部通風(fēng)口）的條件下，將不同脾數(shù)的蜜蜂放置于甜瓜大棚內(nèi)，調(diào)查訪花蜜蜂與坐果情況，明確適合于大棚甜瓜授粉的最佳蜜蜂密度。

1 材料和方法

1.1 供試材料

甜瓜品種選用芝麻蜜，來源于中國長春大富農(nóng)種苗科貿(mào)有限公司。蜜蜂為西方蜜蜂Apismellifera（Linnaeus），由五臺山蜂業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗方法

試驗于2019年4月14日至5月28日在忻州市忻府區(qū)鮮特佳農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社塑料大棚進(jìn)行。大棚東西走向，坐北朝南。塑料大棚長100 m，寬8 m，甜瓜種植面積為480 m2。

1.2.1 傳粉昆蟲調(diào)查 大棚的通風(fēng)口不設(shè)防蟲網(wǎng)，昆蟲能夠自由進(jìn)出。在一排大棚的兩端和中部各選1個塑料大棚即3個塑料大棚內(nèi)進(jìn)行調(diào)查，每1個大棚又分成3個區(qū)域即距大棚門口20、40、60 m，10：00—16：00調(diào)查甜瓜傳粉昆蟲，每小時觀察記錄10 min，連續(xù)觀察3 d。

1.2.2 不同脾數(shù)訪花蜜蜂數(shù)量 將群勢為1.5、2.0、3.0脾的3個蜂群分別放入3個塑料大棚中部，每一個大棚分成3個區(qū)域即距大棚門口20、40、60 m，9：00—16：00調(diào)查訪花蜜蜂數(shù)量，每30 min觀察記錄10 min，連續(xù)觀察3 d。

1.2.3 不同脾數(shù)甜瓜坐果率 將蜂群群勢為1.5、2.0、3.0脾的3個蜂群分別放入3個塑料大棚中部，不放置蜜蜂的自然狀態(tài)授粉為對照。每個大棚一群，在距塑料大棚門口20、40、60 m 3個區(qū)域每個區(qū)域各標(biāo)記甜瓜花朵30朵，在授粉結(jié)束后調(diào)查坐果數(shù)，計算坐果率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行開平方轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SPSS 19.0軟件的Means和one-way ANOVA中的Tukey進(jìn)行分析和顯著性檢驗。利用Excel 2007作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳粉昆蟲調(diào)查

由圖1可知，距大棚門不同距離訪花的總傳粉昆蟲數(shù)（F＝0.805，df＝2，8，P＝0.49）與傳粉蜜蜂數(shù)（F＝1.962，df＝2，8，P＝0.221）差異均不顯著。調(diào)查可知，每日10：00—16：00距大棚門20 m訪花的總傳粉昆蟲數(shù)約為20只，訪花蜜蜂數(shù)約為17只，蜜蜂占總傳粉昆蟲的比例為85.00%；距大棚門40 m訪花的總傳粉昆蟲數(shù)約為21只，訪花蜜蜂數(shù)約為20只，蜜蜂占總傳粉昆蟲的比例為95.24%；距大棚門60 m訪花的總傳粉昆蟲數(shù)約為23只，訪花蜜蜂數(shù)約為22只，蜜蜂占總傳粉昆蟲的比例為95.65%。蜜蜂占總傳粉昆蟲的比例為85.00%～95.65%。

2.2 不同脾數(shù)訪花蜜蜂數(shù)量

由圖2可知，不同脾數(shù)蜜蜂每日訪花動態(tài)一致，9：00—14：00為高峰期。放置不同脾數(shù)蜜蜂后，訪 花 蜜 蜂 數(shù) 量 差 異 顯 著（F＝9.5，df＝2，8，P＝0.014），每日9：00—16：00，1.5脾的訪花蜜蜂數(shù)量約為36只，2.0脾的訪花蜜蜂數(shù)約為44只，3.0脾的訪花蜜蜂數(shù)量約為66只（圖3）。訪花蜜蜂數(shù)（y）與蜜蜂脾數(shù)（x）呈正相關(guān)關(guān)系，線性方程為y＝14.66x＋19.22（R2＝0.923）。

2.3 不同脾數(shù)甜瓜坐果率

由圖4可知，放置不同脾數(shù)蜜蜂后，甜瓜坐果率差異顯著（F＝73.332，df＝3，11，P＜0.05）。1.5、2.0、3.0脾的蜜蜂授粉后甜瓜坐果率分別為50.00%、58.89%和68.89%，未放置蜜蜂的坐果率為41%。坐果率（y）與蜜蜂脾數(shù)（x）呈正相關(guān)關(guān)系，線性方程為y＝9.223x＋31.66（R2＝0.999）。與自然情況下坐果率相比，采用1.5、2.0、3.0脾蜜蜂授粉后坐果率分別提高了21.63%、43.25%和67.58%。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，盡管開啟大棚通風(fēng)口后，有一定數(shù)量的傳粉昆蟲幫助甜瓜授粉，但數(shù)量依然嚴(yán)重不足。在甜瓜訪花昆蟲中，蜜蜂占到了85.00%～95.65%，為甜瓜訪花昆蟲中的優(yōu)勢種群。10：00—16：00，傳粉昆蟲總數(shù)只有56～74只，其中，蜜蜂有52～67只。其他授粉昆蟲只占到7%～10%，主要是食蚜蠅類，個別為地蜂類，因此，授粉效果差，甜瓜坐果率僅為41%。甜瓜芝麻蜜雖然雌雄同花，自然授粉可以結(jié)果，但是在春季開花期溫度低，棚內(nèi)濕度大，日照時間短，光照弱，昆蟲活動量少，嚴(yán)重影響甜瓜花藥開裂及花粉飛散，導(dǎo)致授粉不良，授粉效果差，坐果率低，收獲期推后，品質(zhì)嚴(yán)重下降[12-13]。因此，大棚種植甜瓜在花期需要蜜蜂授粉。

從蜂群群勢對大棚甜瓜授粉效果看，蜜蜂采集甜瓜花的時間是9：00—14：00，14：00后數(shù)量很少，這與甜瓜芝麻蜜開花習(xí)性相一致。將不同脾數(shù)的蜜蜂放置于大棚后，訪花蜜蜂數(shù)量及甜瓜坐果率均顯著提升，大棚甜瓜坐果率與蜂群群勢呈正相關(guān)，呈現(xiàn)出顯著的線性增長模式。在蜜蜂脾數(shù)為3脾時，甜瓜坐果率接近70%，較無蜜蜂授粉下的坐果率提高67.58%。蜜蜂在授粉過程中存在對植物花朵密度、自身密度的聯(lián)合功能反應(yīng)[14-15]。一方面，蜜蜂訪花存在上限；另一方面，授粉的蜜蜂為增加個體授粉花朵數(shù)而與同種其他個體相遇時表現(xiàn)出相互干擾作用。從理論上分析，當(dāng)空間內(nèi)植物花朵數(shù)一定時，蜜蜂的個體授粉能力隨自身密度的增加而降低，這是由于蜜蜂個體間的相互干擾、種內(nèi)競爭所引起的[16-18]。同時，植物花朵密度與蜜蜂密度對功能反應(yīng)存在交互作用，在不同的植物花朵密度下，蜜蜂對自身密度的功能反應(yīng)不同，當(dāng)蜜蜂自身密度發(fā)生變化時，它對植物花朵密度的功能反應(yīng)也發(fā)生變化[14]。蜜蜂是社會化程度很高的昆蟲，發(fā)達(dá)的通訊能力使其種群以一個整體對資源的變化做出迅速反應(yīng)。本試驗的甜瓜大棚面積約為480 m2，隨大棚面積的增大，蜂群群勢應(yīng)相應(yīng)增加。因此，在標(biāo)準(zhǔn)甜瓜種植模式下，甜瓜大棚適宜的蜜蜂脾數(shù)約為60脾/hm2。