蜜蜂群勢(shì)對(duì)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(zhǎng)的自然條件，實(shí)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(fèi)者喜愛(ài)[2]。為提高大棚甜瓜結(jié)實(shí)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(duì)人工授粉能大大節(jié)省人力，節(jié)約成本，尤其在勞動(dòng)力緊缺時(shí)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(shí)完成受精[5]，顯著提高甜瓜果實(shí)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(shì)，取決于授粉作物的種類(lèi)、栽培特點(diǎn)及長(zhǎng)勢(shì)等[8]。當(dāng)蜜蜂密度過(guò)高時(shí)，造成授粉過(guò)度[9]；而不足時(shí)，則會(huì)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(guò)程中，花期前后需要除雨天外其他時(shí)間開(kāi)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(yàn)在半封閉（開(kāi)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(lái)源于中國(guó)長(zhǎng)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(tái)山蜂業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)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(zhuān)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(zhǎng)100 m，寬8 m，甜瓜種植面積為480 m2。

1.2.1 傳粉昆蟲(chóng)調(diào)查 大棚的通風(fēng)口不設(shè)防蟲(chóng)網(wǎng)，昆蟲(chóng)能夠自由進(jìn)出。在一排大棚的兩端和中部各選1個(gè)塑料大棚即3個(gè)塑料大棚內(nèi)進(jìn)行調(diào)查，每1個(gè)大棚又分成3個(gè)區(qū)域即距大棚門(mén)口20、40、60 m，10：00—16：00調(diào)查甜瓜傳粉昆蟲(chóng)，每小時(shí)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(shì)為1.5、2.0、3.0脾的3個(gè)蜂群分別放入3個(gè)塑料大棚中部，每一個(gè)大棚分成3個(gè)區(qū)域即距大棚門(mén)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(shì)為1.5、2.0、3.0脾的3個(gè)蜂群分別放入3個(gè)塑料大棚中部，不放置蜜蜂的自然狀態(tài)授粉為對(duì)照。每個(gè)大棚一群，在距塑料大棚門(mén)口20、40、60 m 3個(gè)區(qū)域每個(gè)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(jì)算坐果率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)平方轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(yàn)。利用Excel 2007作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳粉昆蟲(chóng)調(diào)查

由圖1可知，距大棚門(mén)不同距離訪花的總傳粉昆蟲(chóng)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(mén)20 m訪花的總傳粉昆蟲(chóng)數(shù)約為20只，訪花蜜蜂數(shù)約為17只，蜜蜂占總傳粉昆蟲(chóng)的比例為85.00%；距大棚門(mén)40 m訪花的總傳粉昆蟲(chóng)數(shù)約為21只，訪花蜜蜂數(shù)約為20只，蜜蜂占總傳粉昆蟲(chóng)的比例為95.24%；距大棚門(mén)60 m訪花的總傳粉昆蟲(chóng)數(shù)約為23只，訪花蜜蜂數(shù)約為22只，蜜蜂占總傳粉昆蟲(chóng)的比例為95.65%。蜜蜂占總傳粉昆蟲(chóng)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(dòng)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(kāi)啟大棚通風(fēng)口后，有一定數(shù)量的傳粉昆蟲(chóng)幫助甜瓜授粉，但數(shù)量依然嚴(yán)重不足。在甜瓜訪花昆蟲(chóng)中，蜜蜂占到了85.00%～95.65%，為甜瓜訪花昆蟲(chóng)中的優(yōu)勢(shì)種群。10：00—16：00，傳粉昆蟲(chóng)總數(shù)只有56～74只，其中，蜜蜂有52～67只。其他授粉昆蟲(chóng)只占到7%～10%，主要是食蚜蠅類(lèi)，個(gè)別為地蜂類(lèi)，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(kāi)花期溫度低，棚內(nèi)濕度大，日照時(shí)間短，光照弱，昆蟲(chóng)活動(dòng)量少，嚴(yán)重影響甜瓜花藥開(kāi)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(shì)對(duì)大棚甜瓜授粉效果看，蜜蜂采集甜瓜花的時(shí)間是9：00—14：00，14：00后數(shù)量很少，這與甜瓜芝麻蜜開(kāi)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(shì)呈正相關(guān)，呈現(xiàn)出顯著的線性增長(zhǎng)模式。在蜜蜂脾數(shù)為3脾時(shí)，甜瓜坐果率接近70%，較無(wú)蜜蜂授粉下的坐果率提高67.58%。蜜蜂在授粉過(guò)程中存在對(duì)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(gè)體授粉花朵數(shù)而與同種其他個(gè)體相遇時(shí)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(shí)，蜜蜂的個(gè)體授粉能力隨自身密度的增加而降低，這是由于蜜蜂個(gè)體間的相互干擾、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)所引起的[16-18]。同時(shí)，植物花朵密度與蜜蜂密度對(duì)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(duì)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(shí)，它對(duì)植物花朵密度的功能反應(yīng)也發(fā)生變化[14]。蜜蜂是社會(huì)化程度很高的昆蟲(chóng)，發(fā)達(dá)的通訊能力使其種群以一個(gè)整體對(duì)資源的變化做出迅速反應(yīng)。本試驗(yàn)的甜瓜大棚面積約為480 m2，隨大棚面積的增大，蜂群群勢(shì)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。