山東省凹唇壁蜂為櫻桃授粉坐果增產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)價值評估

劉麗 李麗莉 歐陽芳 李超 于毅 曲誠懷 曲在亮 葉保華 門興元

摘要：通過設(shè)置凹唇壁蜂授粉區(qū)和隔離授粉區(qū)，統(tǒng)計櫻桃的花朵數(shù)、花序數(shù)、坐果數(shù)，并計算花朵坐果率和花序坐果率;采用蜜蜂依存度市場估價法，計算山東省凹唇壁蜂的授粉服務(wù)價值。結(jié)果表明，凹唇壁蜂授粉區(qū)的花朵坐果率、花序坐果率比隔離授粉區(qū)分別增加了6.87、3.06倍;凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量超過30萬噸，授粉經(jīng)濟(jì)服務(wù)價值超過180億元。綜之，凹唇壁蜂授粉有利于提高櫻桃產(chǎn)量，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，生產(chǎn)上應(yīng)注重對凹唇壁蜂的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：凹唇壁蜂;櫻桃;授粉;增產(chǎn);經(jīng)濟(jì)價值

中圖分類號：S476.3文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）05-0125-04

櫻桃（Cerasuspseudocerasus）屬薔薇科（Rosaceae）李屬（PrunusL.）櫻亞屬（CerasusPers.）落葉喬木植物，其果實果型較大，味美形嬌，營養(yǎng)豐富，深受廣大消費者的喜愛。櫻桃為異花授粉植物，雌雄同體，絕大多數(shù)櫻桃自花結(jié)實率低或完全自花不實，高度依賴蟲媒進(jìn)行異花授粉[1，2]。現(xiàn)代甜櫻桃產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)、集中區(qū)域種植造成了一定區(qū)域內(nèi)授粉昆蟲數(shù)量相對不足，不能滿足作物自然授粉的需要，在一定程度上影響了果品產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。此外，櫻桃往往早春開花，環(huán)境溫度低，阻礙了昆蟲的授粉行為和花粉管發(fā)育[4]。故授粉一直是制約櫻桃產(chǎn)量的一個重要因素[5]。

凹唇壁蜂（OsmiaexcavataAlfken）是蜜蜂總科（Apoidea）切葉蜂科（Megachilidae）壁蜂屬（Osmia）的一種獨棲蜂，每年發(fā)生1代，巢外活動的時間主要集中在春季和初夏[6]。雌蜂出繭、完成交配后，開始進(jìn)行收集花粉花蜜、構(gòu)建土室等行為，雌蜂平均活躍20～25天[7]。與蜜蜂相比，凹唇壁蜂具有耐低溫、采集速度快、授粉效率高、管理簡便、應(yīng)用成本低的優(yōu)勢，近年來被廣泛應(yīng)用于為水果、蔬菜等作物傳粉[8]。但由于集約化農(nóng)業(yè)、殺蟲劑的使用等，獨居蜂種群數(shù)量下降[9]。

關(guān)于蜜蜂授粉效果的研究較多，而關(guān)于凹唇壁蜂授粉對櫻桃坐果率的作用效果及經(jīng)濟(jì)價值評估的研究報道較少。明確凹唇壁蜂對櫻桃的授粉增產(chǎn)效果，評估凹唇壁蜂對櫻桃的受依賴程度、功能量及經(jīng)濟(jì)服務(wù)價值，有利于增強(qiáng)人們對凹唇壁蜂經(jīng)濟(jì)價值的認(rèn)識，為在櫻桃園應(yīng)用凹唇壁蜂授粉技術(shù)提供數(shù)據(jù)支持，從而進(jìn)一步促進(jìn)其在櫻桃上的推廣應(yīng)用。因此本研究通過田間試驗測定了凹唇壁蜂對櫻桃的增產(chǎn)效果，并借鑒國外成熟的昆蟲授粉價值評估方法評價了凹唇壁蜂為櫻桃授粉的經(jīng)濟(jì)重要性，以期更好地發(fā)揮凹唇壁蜂的傳粉增產(chǎn)功能。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域概況

本試驗于2018年4月至5月在山東省煙臺市牟平區(qū)櫻桃園中進(jìn)行，采取常規(guī)水、肥與病蟲害防治方法進(jìn)行管理。種植櫻桃品種為美早櫻桃。

1.2供試蟲源

凹唇壁蜂來自山東省煙臺市棲霞蘋果園，該蜂為具有優(yōu)良授粉性能的本土壁蜂蜂種。

1.3研究方法

1.3.1凹唇壁蜂授粉增產(chǎn)效果試驗設(shè)置凹唇壁蜂授粉和隔離授粉兩個處理，在每個處理區(qū)組中選取5棵長勢相似的櫻桃樹作為重復(fù)樹，在每棵樹的東、西、南、北、中5個方位選取并標(biāo)記5個枝條，要求標(biāo)記的枝條長勢基本一致。隔離授粉處理用60目白色防蟲網(wǎng)罩住櫻桃樹枝條，清除網(wǎng)罩內(nèi)的昆蟲并封閉好蟲網(wǎng)，阻止其他授粉昆蟲進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi);凹唇壁蜂授粉處理按照果園內(nèi)的常規(guī)要求釋放凹唇壁蜂。在櫻桃花開時調(diào)查開花數(shù)、花序數(shù)，在櫻桃長成后調(diào)查并計算坐果花序數(shù)及坐果率、坐果花朵數(shù)及坐果率。

花序坐果率（%）=坐果花序數(shù)花序總量×100;

花朵坐果率（%）=坐果花朵數(shù)花朵總量×100;

S=P-P0P0×100%。

其中，S為凹唇壁蜂授粉提高的百分率，P為凹唇壁蜂授粉處理的坐果率，P0為隔離授粉處理的坐果率。

1.3.2凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量評價昆蟲授粉功能量與服務(wù)價值是維持昆蟲生物多樣性、保護(hù)昆蟲授粉者和維護(hù)昆蟲授粉過程的重要基礎(chǔ)。通過評價授粉昆蟲對作物的授粉功能量，既可以了解授粉昆蟲對作物產(chǎn)量的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)效應(yīng)，也可以反映出作物對授粉昆蟲授粉的需求量情況。授粉功能量越大，往往在生產(chǎn)中對授粉昆蟲的需要越大。目前，我國蜜蜂授粉價值的定量化研究尚處于起步階段，故借鑒Morse和Calderone方法估算蜜蜂授粉的農(nóng)業(yè)價值[10]，并結(jié)合山東省果樹的實際情況，基于2016年山東省櫻桃生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算山東省櫻桃生產(chǎn)上凹唇壁蜂傳粉的功能量、服務(wù)價值。

授粉依賴程度：

其中，Di為農(nóng)作物i對昆蟲授粉的依賴程度，或授粉昆蟲對作物的增產(chǎn)效果;Yieldi，open為在開放的或者昆蟲自由授粉區(qū)域中農(nóng)作物i的產(chǎn)量;Yieldi，closed為在控制的或者避免昆蟲授粉區(qū)域中農(nóng)作物i的產(chǎn)量。

馴養(yǎng)昆蟲授粉功能量估算方法：

其中，PFdp為馴養(yǎng)昆蟲對各類蟲媒傳粉作物實物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)之和，Yi為第i種作物的實物產(chǎn)量，Di為第i種作物對昆蟲授粉的依賴程度，Pi為馴養(yǎng)授粉昆蟲在第i種作物有效昆蟲傳粉者中的比例估計值。

1.3.3凹唇壁蜂對櫻桃的授粉服務(wù)價值評估通過評估凹唇壁蜂對櫻桃的授粉服務(wù)價值，可以掌握其在櫻桃授粉上產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，從經(jīng)濟(jì)角度上權(quán)衡是否值得相應(yīng)的投入維持或增強(qiáng)授粉從而滿足櫻桃的授粉需求。

馴養(yǎng)授粉昆蟲授粉的服務(wù)價值估算方法：

其中，PSdp為馴養(yǎng)昆蟲對各類蟲媒作物產(chǎn)量授粉服務(wù)價值的貢獻(xiàn)之和，PRi為第i種作物的價格。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，使用MicrosoftExcel2007繪制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1凹唇壁蜂對櫻桃授粉的增產(chǎn)效果

于2018年4月12日（即櫻桃開花時間）統(tǒng)計櫻桃花朵、花序數(shù)量，2018年5月12日調(diào)查櫻桃坐果情況。隔離授粉區(qū)和凹唇壁蜂授粉區(qū)櫻桃坐果效果如圖1所示，凹唇壁蜂授粉區(qū)的櫻桃坐果數(shù)量大，且果實飽滿，果形正，個頭大，而隔離授粉區(qū)的櫻桃坐果率極低。統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同處理區(qū)組的花序總量（F=0.004，df=1，P=0.951）、花朵總量（F<0.001，df=1，P=1.000）沒有顯著差異，而花序坐果率（F=287.402，df=1，P<0.001）、花朵坐果率（F=388.106，df=1，P<0.001）均有顯著差異（表1）。其中，凹唇壁蜂授粉區(qū)的花序坐果率和花朵坐果率分別比隔離區(qū)增加了3.06倍和6.87倍。

2.2凹唇壁蜂對櫻桃授粉效果評價

以坐果花朵數(shù)作為產(chǎn)量，根據(jù)公式計算得出櫻桃對凹唇壁蜂的依賴度Di=87.43%。根據(jù)2016年山東省櫻桃生產(chǎn)情況和櫻桃對凹唇壁蜂的依賴程度，不考慮其他授粉昆蟲的作用，計算得出凹唇壁蜂對櫻桃的功能量。在已得出的凹唇壁蜂對櫻桃授粉功能量的基礎(chǔ)上，結(jié)合櫻桃價格，計算出凹唇壁蜂對櫻桃的經(jīng)濟(jì)服務(wù)價值。結(jié)果顯示，凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量超過30萬噸，所帶來的授粉經(jīng)濟(jì)服務(wù)價值超過180億元（表2）。

3討論與結(jié)論

櫻桃大多具有自花不實性，即使少部分品種具有一定的自花結(jié)實能力，結(jié)實率也較低，無法滿足生產(chǎn)要求[11]。從櫻桃授粉生物學(xué)習(xí)性來說，開花后1～4天，授粉能力最強(qiáng)，5～7天較低，7天后極低，未授粉或授粉不良會造成落花，甜櫻桃的落花落果現(xiàn)象日益突出，成為影響產(chǎn)量、效益不容忽視的因素[12]，因此，果農(nóng)應(yīng)把握好授粉關(guān)鍵時期。成功授粉是櫻桃坐果的關(guān)鍵，直接影響櫻桃的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[13]。自然授粉常受天氣影響，人工授粉成本高、效率低，蜜蜂授粉溫度要求高[14]，在大棚櫻桃生產(chǎn)中，應(yīng)用蜜蜂往往有撞棚現(xiàn)象。此外蜂群衰竭失調(diào)癥（CCD）導(dǎo)致了蜜蜂種群數(shù)量下降，蜜蜂的價格上升造成授粉成本增加，故替代蜂種的引入可以減少生產(chǎn)中對蜜蜂的需求從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益[15]。壁蜂耐低溫、早春訪花頻率高，速度快，是一種投資少、效益高、易管理的傳粉昆蟲，雌性壁蜂每年的可收回量大于釋放的親代壁蜂數(shù)量[4，16]。

本試驗結(jié)果顯示，凹唇壁蜂授粉區(qū)櫻桃的花序坐果率、花朵坐果率分別比隔離授粉區(qū)提高了3.06倍和6.87倍，凹唇壁蜂表現(xiàn)出授粉優(yōu)勢。周浩等[1]在2017年利用地熊蜂和意大利蜜蜂對設(shè)施櫻桃進(jìn)行授粉，其中，地熊蜂授粉坐果率接近60%，意大利蜜蜂授粉坐果率接近55%。應(yīng)用凹唇壁蜂授粉櫻桃的坐果率效果均高于意大利蜜蜂和地熊蜂，除凹唇壁蜂本身所特有的在授粉形態(tài)上的優(yōu)勢外，還可能與凹唇壁蜂的授粉習(xí)性有關(guān)。櫻桃對凹唇壁蜂授粉的依賴性達(dá)到87.43%，凹唇壁蜂的授粉功能量為31.47萬噸，所帶來的授粉服務(wù)價值為188.82億元。反映了櫻桃對凹唇壁蜂的需求量很高，凹唇壁蜂帶來的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)或經(jīng)濟(jì)價值值得投入相應(yīng)的人力、物力和財力維持或增強(qiáng)凹唇壁蜂的授粉功能。

利用壁蜂授粉可以大大減少人工成本，對保證食品安全具有重大意義?？傊?，應(yīng)用凹唇壁蜂授粉符合現(xiàn)代社會對綠色、安全、有機(jī)產(chǎn)品的需求。應(yīng)當(dāng)重視凹唇壁蜂的經(jīng)濟(jì)價值，推廣櫻桃壁蜂授粉技術(shù)，充分發(fā)揮凹唇壁蜂的授粉功能。

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