中國(guó)蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展

王貴平，林樂(lè)紅，薛曉敏，王金政，陶吉寒*

(1.山東省果樹(shù)研究所，山東泰安 271000；2.山東省榮成市人和鎮(zhèn)人民政府)

壁蜂(Osmia)是眾多野生蜜蜂中廣泛用于栽培作物傳粉的重要類(lèi)群之一，是蘋(píng)果、梨、桃、櫻桃等薔薇科果樹(shù)的優(yōu)良傳粉昆蟲(chóng)，倍受世界各國(guó)的重視。筆者就中國(guó)蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)的概況進(jìn)行詳述，以供果品生產(chǎn)者參考(圖1)。

（三）吃足初乳 在正常情況下，仔豬生后靠觸覺(jué)尋找乳頭吮乳，并具有固定奶頭吮乳習(xí)性，自行固定需時(shí)較長(zhǎng)，弱小仔豬常被健壯仔豬擠掉，母豬的乳房沒(méi)有乳池，不能隨時(shí)排乳，且放乳時(shí)間很短，仔豬因爭(zhēng)斗而影響哺乳，宜于仔豬出生后自選并加以人工輔助，盡快固定奶頭吃奶。

圖1 壁蜂授粉

1 中國(guó)壁蜂授粉技術(shù)的歷史沿革

1.1 技術(shù)引進(jìn)形成階段(1987～1989)

1987年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物防治研究所從日本島根大學(xué)引進(jìn)角額壁蜂在河北省和山東省釋放成功[1,2]，1989年在引進(jìn)角額壁蜂的同時(shí)，經(jīng)人工設(shè)置巢管誘集中國(guó)的野生壁蜂并開(kāi)始了研究及應(yīng)用。

1.2 技術(shù)發(fā)展成熟階段(1990～2006)

20世紀(jì)90年以來(lái)，壁蜂授粉技術(shù)受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注，對(duì)于壁蜂生物學(xué)特性及授粉效果進(jìn)行了大量研究。1990年，西北農(nóng)業(yè)大學(xué)袁鋒教授等在陜西省禮泉誘集到3種壁蜂：凹唇壁蜂(Osmiaexcavata)、角額壁蜂(Osmiacornifrons)和叉壁蜂(Osmiapedicomis)[3]；周偉儒、魏樞閣等對(duì)3種壁蜂的人工應(yīng)用技術(shù)做了進(jìn)一步研究，并在山東省煙臺(tái)、威海部分果園開(kāi)始推廣應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了山東省當(dāng)?shù)胤浞N凹唇壁蜂和紫壁蜂(OsmiajacotiCockell)[4]。1992年，魏樞閣等對(duì)角額壁蜂的形態(tài)分布和生物學(xué)特性進(jìn)行觀(guān)察研究顯示，河北省昌黎、撫寧角額壁蜂較多，石家莊以凹唇壁蜂為主，滄州收集到較多紫壁蜂，陜西、四川多為叉壁蜂，山東省膠東半島角額壁蜂、凹唇壁蜂和紫壁蜂都有分布，紫壁蜂繁殖系數(shù)較高[5]。2000年，魏永平等提出5種壁蜂的鑒別特征[6]，從分子學(xué)角度研究凹唇壁蜂的耐寒性及生殖潛力[7]；同時(shí)，魏樞閣等進(jìn)行了階梯式蜂巢提高壁蜂授粉效果的研究，即在授粉樹(shù)不足的蘋(píng)果園和花粉量少的桃園利用階梯式人工蜂箱釋放壁蜂，巢管前的紙板上撒花粉，壁蜂出巢訪(fǎng)花時(shí)傳帶，顯著提高了授粉效果[8]。2001年，魏樞閣成功地研究了1～2月在溫室內(nèi)釋放壁蜂無(wú)高飛和撞擊棚頂現(xiàn)象[9]。1994年徐環(huán)李對(duì)壁蜂的寄生蜂進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了叉唇寡毛土蜂[10]；2006年金大勇等報(bào)道了角額壁蜂的另一種寄生蜂青蜂[11]。

1991年開(kāi)始，北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在北京地區(qū)篩選出適宜北方果樹(shù)授粉的蜂種凹唇壁蜂，經(jīng)初步觀(guān)察研究，基本掌握其生活史及授粉效能，并已在北京市順義、平谷、海淀等區(qū)縣部分果園釋放成功；徐智功等人對(duì)壁蜂授粉試驗(yàn)、示范、推廣、開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行，截至1996年，已累計(jì)推廣壁蜂授粉面積4600hm2(6.9萬(wàn)畝)。

1.3 技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段(2007～2013)

2008年以來(lái)，隨著壁蜂授粉技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，涌現(xiàn)出一批小中型壁蜂銷(xiāo)售企業(yè)(棲霞市壁蜂銷(xiāo)售中心、霞春杰果壁蜂授粉銷(xiāo)售中心、棲霞市忠湖果壁蜂授粉銷(xiāo)售中心等)，養(yǎng)殖銷(xiāo)售企業(yè)主要集中在山東省煙臺(tái)，產(chǎn)業(yè)化程度也越來(lái)越高，銷(xiāo)量每年合計(jì)在10億頭左右，壁蜂授粉技術(shù)產(chǎn)業(yè)化初顯。隨之，批量生產(chǎn)壁蜂巢管公司成立(煙臺(tái)益晟花巢管有限公司，2009年)，打破了傳統(tǒng)使用蘆葦管和紙管的歷史局面，巢管質(zhì)量已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。2012年，北京市順義區(qū)楊鎮(zhèn)漢石橋村的北京市授粉蜂繁育基地建成，每年可提供授粉壁蜂500萬(wàn)頭。2013年，山東省果樹(shù)研究所王貴平等人研究不同材料不同顏色巢管的角額壁蜂的回收率表明，紙巢管和蘆葦巢管的營(yíng)巢管率顯著高于塑料巢管，蘆葦管的營(yíng)巢管率高于紙巢管。其對(duì)管口的顏色選擇不一，紅色、黃色、綠色、黑色和藍(lán)色封口率總體差別不明顯[12]。

1.4 技術(shù)升級(jí)發(fā)展階段(2014至今)

近幾年，壁蜂授粉技術(shù)應(yīng)用已推廣至全國(guó)，蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)基本都在應(yīng)用，山東省應(yīng)用的最為普遍，比例90%左右。同時(shí)各蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)技術(shù)規(guī)程初步形成，這為各地蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)的有效應(yīng)用提供了支撐和參考[13-18]。

2 中國(guó)蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)研究進(jìn)展

2.1 壁蜂資源

目前中國(guó)果樹(shù)生產(chǎn)中已應(yīng)用的壁蜂有5種：凹唇壁蜂、紫壁蜂、角額壁蜂、壯壁蜂和叉壁蜂。其中凹唇壁蜂分布廣，主要是遼寧、山東、河南、河北、陜西、山西、江蘇等地，是北方果園的主要傳粉昆蟲(chóng)[19,20]。角額壁蜂和紫壁蜂主要分布在渤海灣地區(qū)，壯壁蜂主要分布于中國(guó)南方，叉壁蜂主要分布于江西和四川等地。壁蜂授粉技術(shù)使用普遍，環(huán)渤海灣產(chǎn)區(qū)和黃土高原產(chǎn)區(qū)使用比例較高。早中晚熟品種都適宜，主要是富士、喬納金。

2.2 壁蜂生物學(xué)研究

生活史。5種壁蜂均為1年1代，以卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)在巢管內(nèi)越夏越冬，成蟲(chóng)在巢管外活動(dòng)約20天，卵期6～14天，幼蟲(chóng)期15～25天，前蛹期60～66天，蛹期15～30天，整個(gè)發(fā)育階段均在蜂繭內(nèi)完成[21-25]。角額壁蜂成蟲(chóng)8月中下旬羽化，凹唇壁蜂、紫壁蜂8月下旬至9月下旬陸續(xù)羽化，成蟲(chóng)羽化后仍在繭內(nèi)，須經(jīng)過(guò)冬季足夠長(zhǎng)的低溫才能打破滯育，滯育期210～270天[26,27]。成蟲(chóng)于3月下旬日均溫度達(dá)12～13℃時(shí)破繭出巢活動(dòng)，7～10天內(nèi)大部分成蜂出繭。雄蜂破繭早于雌蜂2～4天，可便于雌雄及時(shí)交配，有利于雌蜂在活動(dòng)期內(nèi)有足夠的時(shí)間尋巢、筑巢、采集花粉及繁衍后代。成蜂活動(dòng)時(shí)間約60天，5月上旬成蜂壽命結(jié)束。

尋巢、選巢與營(yíng)巢。早春果樹(shù)開(kāi)花時(shí)，壁蜂破繭出巢，雄蜂與雌蜂在巢附近集中巡飛交尾后2～3天雌蜂開(kāi)始來(lái)回進(jìn)出巢管，進(jìn)行標(biāo)記，選擇合適的巢管。一旦選好，雌蜂將巢管打掃干凈，開(kāi)始營(yíng)巢，營(yíng)巢完1管繼續(xù)在附近巢管中尋找合適的巢管，部分雌蜂飛到其它巢箱中尋巢定巢。楊龍龍等試驗(yàn)表明，紫壁蜂選擇內(nèi)徑4～7mm的巢管營(yíng)巢，以?xún)?nèi)徑約5.5mm巢管為主；凹唇壁蜂選擇內(nèi)徑5～8mm的巢管營(yíng)巢，以?xún)?nèi)徑6.6mm的巢管為主。雌蜂先在巢管底端用泥漿或葉漿構(gòu)筑一層保護(hù)壁，之后開(kāi)始采集花粉與花蜜，在花粉團(tuán)前端產(chǎn)1粒卵。產(chǎn)完卵后立即開(kāi)始在緊靠第1個(gè)巢室的前面構(gòu)筑第2個(gè)完全相同的巢室保護(hù)壁，為第2個(gè)巢室采集蜂糧、產(chǎn)卵，然后依次構(gòu)造新巢室。凹唇壁蜂用泥漿筑壁，每支巢管內(nèi)可連筑4～8個(gè)巢室。紫壁蜂用嚼爛的葉子筑壁，每支巢管筑10～15個(gè)巢室。壁蜂構(gòu)筑1支巢管需3～5天。最高產(chǎn)卵量角額壁蜂23粒，凹唇壁蜂30粒，紫壁蜂33粒。自然界中的野生蜂尋找石縫、磚瓦下、房屋墻壁縫隙或蘆葦管用泥漿或葉漿筑巢。

訪(fǎng)花特性。壁蜂耐低溫，日工作時(shí)間長(zhǎng)，訪(fǎng)花速度快，傳粉效果好。各種壁蜂在花期氣溫12～16℃時(shí)即能正常采粉、采蜜和營(yíng)巢。從早6～7時(shí)出巢采集花粉，至下午6～7時(shí)停止訪(fǎng)花采粉，每天活動(dòng)時(shí)間12小時(shí)以上，日訪(fǎng)花量達(dá)4200朵，授粉能力強(qiáng)，訪(fǎng)花 1 次授粉率高達(dá)40%[12,28]。而蜜蜂的活動(dòng)適溫是20～30℃，低于17℃時(shí)不利于訪(fǎng)花授粉；每分鐘訪(fǎng)花5～8朵，日訪(fǎng)花量?jī)H720朵 。

2.3 壁蜂繁殖技術(shù)

壁蜂繁殖主要是不完全的人工飼養(yǎng)，僅需為壁蜂的繁殖提供巢管和巢箱、收存巢管巢箱和采取適當(dāng)措施控制壁蜂出訪(fǎng)時(shí)間等即可，不需要人工提供飼料和飼養(yǎng)管理。其繁殖倍數(shù)角額壁蜂約為3.5倍，紫壁蜂5.0倍，凹唇蜂6.5倍。

①蜂種來(lái)源。為引進(jìn)和誘集。②巢管和巢箱的制作。巢管根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源，選用蘆葦或者廢舊報(bào)紙制作。不同蜂種應(yīng)選擇相應(yīng)的內(nèi)徑和最經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)度范圍，直徑6.0～6.8mm，長(zhǎng)度l5～17cm為佳。巢箱用瓦棱紙疊制或用舊紙箱改制，僅一面敞口，其內(nèi)長(zhǎng)、寬、高分別為 15～25cm、15cm、25cm為宜。③巢箱放置。設(shè)置于位置明顯、箱前開(kāi)闊、背風(fēng)向陽(yáng)處，以招引壁蜂。為增加壁蜂的種群數(shù)量，最好選擇多樹(shù)種果園，以延長(zhǎng)壁蜂采粉、產(chǎn)卵、營(yíng)巢、封管的時(shí)間，并在果園四周多設(shè)巢箱，避免壁蜂的流失，增加繁殖數(shù)量。④壁蜂回收。果樹(shù)謝花后7～10天取回巢管，清理出有蜂的巢管，集中保存。

2.4 壁蜂授粉對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)量品質(zhì)的影響

據(jù)調(diào)查，利用凹唇壁蜂授粉，果樹(shù)坐果率明顯提高，富士提高0.3～2.7倍，金元帥提高0.3～1.4倍，果形周正，單果重增加5～20g[29,30]。

角額壁蜂授粉的新紅星花朵坐果率平均為45.98%，蜜蜂授粉的坐果率30.63%，自然授粉的14.6%。壁蜂授粉的紅富士花朵坐果率為59.2%，蜜蜂授粉的38.3%，自然授粉的23.4%；壁蜂授粉的小國(guó)光花朵坐果率為62.6%，蜜蜂授粉的39.2%，自然授粉的18.8%。另外，放蜂果園的果形端正，對(duì)新紅星、紅富士、小國(guó)光的果實(shí)剖查，平均單果種子含量增加2～4粒，單果重增加30～45g，提高了果品質(zhì)量[31]。

葫蘆島市連山區(qū)塔山鄉(xiāng)，利用角額壁蜂授粉的紅富士、喬納金花朵坐果率61.7%，對(duì)照自然授粉的坐果率僅29.6%。秋季果實(shí)品質(zhì)調(diào)查表明，壁蜂授粉的果形端正，種子發(fā)育飽滿(mǎn)，果實(shí)著色好，單果重增加25～35g，增加了果園產(chǎn)量，平均每666.7m2增產(chǎn)467.5kg(每公頃7012.5kg)，果實(shí)品質(zhì)各指標(biāo)均大于對(duì)照?qǐng)@[12]。與單純?nèi)斯な诜巯啾?，角額壁蜂輔助授粉的蘋(píng)果梨單果種子數(shù)增加1.62粒，正常果率由36.98%提高到61.64%，平均單果重增加63.71g，每666.7m2凈收益增加5440.38元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)存在的問(wèn)題

一是技術(shù)不規(guī)范。目前中國(guó)北方人工繁育的壁蜂蜂繭約有數(shù)千萬(wàn)頭，均分布于家庭果樹(shù)種植園內(nèi)授粉繁育，沒(méi)有建立起大型繁蜂基地，巢管種類(lèi)多樣，尺寸大小標(biāo)準(zhǔn)不一，蜂繭質(zhì)量難以得到有效保證，長(zhǎng)此下去，易造成蜂繭質(zhì)量退化，影響授粉效果。

二是產(chǎn)業(yè)化水平較低。中國(guó)的壁蜂授粉技術(shù)應(yīng)用已取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)，如壁蜂的溫控、田間釋放技術(shù)等。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比研究進(jìn)展仍較緩慢。壁蜂基地化育種方面深入研究報(bào)道的很少，國(guó)外關(guān)于壁蜂果樹(shù)授粉的研究較為系統(tǒng)，且已形成了產(chǎn)業(yè)化。一些授粉公司迫切想進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，但由于壁蜂價(jià)格昂貴、繁殖能力弱、生態(tài)入侵風(fēng)險(xiǎn)等多種因素，短期內(nèi)還不可能大規(guī)模利用國(guó)外蜂種。因此中國(guó)的壁蜂產(chǎn)業(yè)化、專(zhuān)業(yè)化、操作管理設(shè)施配套化勢(shì)在必行。

三是壁蜂的繁殖效率低。在利用壁蜂為蘋(píng)果樹(shù)授粉時(shí)存在些問(wèn)題，如不適當(dāng)補(bǔ)水、授粉期間施用殺蟲(chóng)劑、花源單一、巢管制作不規(guī)范等，致使壁蜂的繁殖率大大降低。

4 壁蜂授粉技術(shù)應(yīng)用前景展望

由于農(nóng)藥和化肥的大量使用，果樹(shù)的授粉昆蟲(chóng)越來(lái)越少，人工放蜂授粉可彌補(bǔ)與發(fā)揮天然蟲(chóng)媒的不足。在人工放蜂授粉下，果實(shí)的果形正、色澤艷、風(fēng)味好，可贏(yíng)得顧客和市場(chǎng)。中國(guó)是養(yǎng)蜂大國(guó)，擁有近400萬(wàn)群流動(dòng)蜂。但是絕大多數(shù)是為采蜜用，授粉效果不佳。壁蜂授粉技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度亟待提高。

一是規(guī)范配套蜂具。使用木制巢管提高整齊度，一次做成后可以多年連續(xù)使用。制作直徑為6.5～7.0cm孔洞的專(zhuān)用壁蜂釋放盒，放入巢箱中的巢管上部，釋放盒小孔朝外。防護(hù)架是保護(hù)蜂箱和筑巢雌蜂免受不利環(huán)境條件的影響，使采集歸來(lái)的雌蜂容易迅速返回蜂箱的裝置，在田間例行農(nóng)藥防治時(shí)便于移動(dòng)，解決春季放蜂與防治果樹(shù)病蟲(chóng)害的矛盾。

二是建立壁蜂專(zhuān)用冷藏室。自然條件下，壁蜂3月底4月初破繭出巢，應(yīng)將出巢時(shí)間設(shè)定在果樹(shù)開(kāi)花之前。推遲壁蜂出巢時(shí)間，可在早春氣溫回升前，將上年回收的蜂繭放在冷藏室內(nèi)保存，調(diào)節(jié)溫度控制壁蜂破繭出巢時(shí)間，使壁蜂采集花粉花蜜的時(shí)間與果樹(shù)開(kāi)花期相吻合，以達(dá)到授粉目的。

三是提高壁蜂的繁殖率。提高壁蜂的增殖系數(shù)及授粉效果，在果樹(shù)行間種植一些早春開(kāi)花的植物如油菜、大白菜、百脈根和三葉草等，為壁蜂提供較充足的食物來(lái)源,果樹(shù)授粉期結(jié)束后，既可作為壁蜂的蜜粉源以延長(zhǎng)壁蜂繁殖時(shí)間，提高回收率，又可蓄養(yǎng)天敵，減少果樹(shù)病蟲(chóng)害的發(fā)生。

四是建設(shè)壁蜂良種繁育基地。目前，中國(guó)北方大多數(shù)果園依然靠家庭果樹(shù)種植園內(nèi)授粉繁育，規(guī)范化、商業(yè)化大型繁蜂基地缺乏。建議有條件的地區(qū)建立大型壁蜂繁育基地，提供充足的水源，種植壁蜂喜歡上訪(fǎng)的鮮花植物，不施任何殺蟲(chóng)劑，設(shè)立固定蜂巢巢穴，篩選優(yōu)良壁蜂蜂種，使其達(dá)到最大的繁殖量，以提供足量的壁蜂為早春果樹(shù)授粉。

五是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，各地的壁蜂授粉技術(shù)規(guī)程亟待提上工作日程，建議各蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)相關(guān)部門(mén)人員制定適宜本地區(qū)的蘋(píng)果壁蜂授粉技術(shù)規(guī)程。