引入中華蜜蜂和地熊蜂授粉對油茶座果率的提升效果

葛雅婷 趙文正 楊慧鵬 姚軍 周丹銀 汪建明 宋金忠 匡海鷗

（1 云南農(nóng)業(yè)大學東方蜜蜂研究所，昆明 650201；2 中國農(nóng)科院蜜蜂研究所，北京 100093；3 重慶市酉陽縣農(nóng)民合作社服務(wù)中心，重慶 409800）

引言

油茶（Camellia oleiferaAbel）屬山茶科山茶屬常綠小喬木或灌木植物，主要分布于我國湖南、江西、廣西、廣東、福建、浙江等南方14省區(qū)，是我國特有的木本油料樹種，已于2016年被國家正式列為大宗油料作物[1]。油茶籽油因油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸含量高達85%～90%，對心腦血管疾病具有良好的預(yù)防和治療效果而被聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦為健康型高級食用油[2]，市場售價100～400元/L (京東網(wǎng)售平臺查詢價)。根據(jù)2019年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國油茶栽培面積達461.7萬hm2,油茶籽和茶籽油年產(chǎn)量分別為267.9萬噸和75.5萬噸[3]，估算市場規(guī)模已達1000～3000億元人民幣。盡管相較于2008年前后，中國油茶產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，但與《全國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2009-2020年）》中設(shè)定的茶籽油產(chǎn)量目標還有很大差距[4]。

目前，我國油茶產(chǎn)業(yè)普遍面臨著由座果率低而導致油茶籽和茶籽油產(chǎn)量低的問題。前期調(diào)查研究表明：除品種問題、栽培管理、病蟲防控外，授粉不足也是制約油茶產(chǎn)量的一個主要因素[5-7]。油茶屬異花授粉可育植物，存在嚴重的自交不親和現(xiàn)象，依賴于鳥類、昆蟲等傳粉者為其傳粉。然而油茶花期主要集中在每年10月下旬至12月底的秋冬季節(jié)，南方多陰雨，氣溫較低。僅發(fā)現(xiàn)有大分舌蜂在陰雨天仍出巢采訪油茶花[8]，絕大多數(shù)鳥類和傳粉昆蟲很少在這樣的天氣條件下出巢采集。在眾多油茶訪花昆蟲中，大分舌蜂（Colletes gigas）和油茶地蜂（Andrena camellia）對其傳粉效率最高[8,9]，但這兩種昆蟲都屬在土壤中筑巢的獨棲蜂類，個體數(shù)量本就有限，加之近年來的農(nóng)藥施用、棲境破壞等因素導致其野生數(shù)量急劇減少。目前人工馴養(yǎng)大分舌蜂和油茶地蜂的難度較大，相對成熟的馴養(yǎng)技術(shù)尚未見報道，尋找替代傳粉者成為解決油茶授粉不足的一條重要途徑。

1993年趙尚武探索了油茶花期的蜂群管理措施，并提出利用蜜蜂為油茶授粉的可能性[10]。李林庶等曾利用西方蜜蜂（Apis mellifera）和東方蜜蜂（Apis cerana）蜂群為云南省騰沖地區(qū)的紅花油茶授粉[11,12]，實驗結(jié)果顯示：兩種蜜蜂均能顯著提高騰沖紅花油茶的座果率和油茶籽產(chǎn)量。中華蜜蜂（Apis cerana cerana）簡稱中蜂，作為我國本土蜂種資源與當?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)歷經(jīng)了長期協(xié)同進化。研究表明：中蜂在抗逆性和低溫訪花積極性方面的表現(xiàn)要顯著優(yōu)于西方蜜蜂（Apis mellifera）。地熊蜂（Bombus terrestris）也稱歐洲地熊蜂，原產(chǎn)地歐洲，因具備傳粉效率較高、耐寒性較強、趨光性較弱等生物學特點而被選中較早地實現(xiàn)了人工馴養(yǎng)，在農(nóng)作物商業(yè)化授粉中廣泛應(yīng)用。本實驗以中華蜜蜂和地熊蜂作為人工釋放的傳粉蜂為開花期的油茶實施授粉，實驗結(jié)果可為進一步探索利用家養(yǎng)蜜蜂為油茶授粉提供數(shù)據(jù)經(jīng)驗。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗于2020年10月～2021年4月在重慶市酉陽縣的油茶林開展。實驗所用9群中華蜜蜂和9群地熊蜂均購買自重慶蜜之甜農(nóng)業(yè)科技有限公司，中華蜜蜂群勢為5框足脾，地熊蜂群勢為＞100只工蜂；長×寬×高=6m×4m×3.5m的防蟲網(wǎng)棚9座；長×寬=40cm×20cm的防蟲網(wǎng)兜150個，網(wǎng)眼均為20目；植物小標牌若干。

1.2 實驗方法

分別選取酉陽縣車田鄉(xiāng)2塊油茶林地和板橋鎮(zhèn)1塊油茶林地作為實驗點（信息詳見圖1）。每個實驗點都設(shè)置空白對照（C）組，中華蜜蜂強制授粉（AC）組，地熊蜂強制授粉（BC）組，中華蜜蜂+地熊蜂強制授粉（ABC）組及中華蜜蜂+地熊蜂自由式授粉（ABF）組。

圖1 實驗點地理位置及分布信息

1.2.1 C組處理方法：油茶開花前選取剛剛結(jié)蕾的花蕾50朵，以防蟲網(wǎng)兜套?。ㄔ斠妶D2）；

1.2.2 AC組處理方法：油茶開花前用防蟲網(wǎng)棚將3～4株油茶罩住，內(nèi)置1群中華蜜蜂，12月中旬用植物小標牌標記每株油茶的花朵數(shù)（詳見圖2）；

圖2 空白對照及各實驗處理組的處理方法

1.2.3 BC組處理方法：油茶開花前用防蟲網(wǎng)棚將3～4株油茶罩住，內(nèi)置1群地熊蜂；12月中旬用植物小標牌標記每株油茶的花朵數(shù)；

1.2.4 ABC組處理方法：油茶開花前用防蟲網(wǎng)棚將3～4株油茶罩住，內(nèi)置中華蜜蜂和地熊蜂各1群，12月中旬用植物小標牌標記每株油茶的花朵數(shù)；

1.2.5 ABF組處理方法：油茶開花前在距離上述空白對照和實驗處理組不超過20 m的地方置中華蜜蜂、地熊蜂各1群，在距離蜂群不超過10 m的地方選取3株油茶并于12月中旬用植物標牌標記每株油茶的花朵數(shù)。

2021年4 月下旬，計數(shù)空白對照組中用防蟲網(wǎng)兜套住的油茶果數(shù)，計數(shù)實驗處理組中用植物小標牌系住的油茶果數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

空白對照組的座果率 =（防蟲網(wǎng)兜套住的油茶果數(shù)/防蟲網(wǎng)兜數(shù)）×100%，實驗處理組的座果率 =（植物小標牌系住的油茶果數(shù)/植物小標牌數(shù)）×100%。利用SigmaPlot v10.0軟件進行座果率平均值的統(tǒng)計計算與作圖，利用R 語言進行不同處理組間的方差分析。

2 結(jié)果與分析

各實驗處理及對照組的座果率數(shù)據(jù)如表1和圖3所示：對照組完全隔絕了外界傳粉昆蟲對油茶花的采訪，其平均座果率僅2.9%，與各處理組間差異極顯著，表明油茶果結(jié)實嚴重依賴外媒帶來的異花花粉。各處理組的平均座果率為18.5%～28.7%，相互間無顯著性差異，強制式授粉措施并不能顯著提升中蜂和地熊蜂對油茶花的采訪積極性。中蜂強制授粉（AC）組和中蜂+地熊蜂自由式授粉（ABF）組中均觀察到座果率（1.572%和1.478%）極低的異常值，超出該組數(shù)據(jù)的5%～95%置信區(qū)間。

表1 空白對照組及實驗處理組的座果率(%)

圖3 空白對照組及各實驗處理組的座果率分布

3 討論

研究表明：油茶座果率與油茶林中蜂類（尤其大分舌蜂和油茶地蜂等獨棲蜂）的密度呈正相關(guān)關(guān)系,蜂類種群數(shù)量較多的油茶林座果率較高，反之座果率則低[13]。本次實驗結(jié)果也證實了這一規(guī)律：完全隔絕蜜蜂（不阻斷空氣）的空白對照組平均座果率僅為2.9%，這與前人的調(diào)查及研究結(jié)果一致[14]，而配備有蜜蜂的實驗處理組平均座果率為18.5%～28.7%，極顯著地高于空白對照，表明由蜂類作為媒介傳播異花（異株）花粉是油茶結(jié)果主要依賴的途徑。

強制授粉組與自由式授粉組之間座果率并無顯著差異，表明：限制活動空間的強制授粉措施并不能顯著提升中蜂和地熊蜂對油茶花的采訪積極性。主要是由于油茶花蜜、花粉中含有一些寡糖和生物堿會造成幼蟲中毒死亡，蜜蜂不喜采集。鑒于此，前人就如何利用油茶花蜜養(yǎng)蜂開展了實踐嘗試并總結(jié)出一些蜂群飼養(yǎng)管理的方法措施[10]。本實驗并未采用任何此類措施，主要考慮到（1）蜂群管理措施可能給授粉實驗結(jié)果造成的影響；（2）商業(yè)化租蜂授粉中相對頻繁地蜂群管理操作不切實際。油茶花期結(jié)束后,僅剩1群中華蜜蜂存活，其余實驗蜂群全部死亡。死亡的中蜂蜂群內(nèi)無蜜粉，蜜蜂個體全部位于蜂箱內(nèi)的箱底或抱團在巢脾上，部分個體喙伸出，可見封蓋已被咬開的深色復(fù)眼蜂蛹，推測是缺乏食物后死于低溫。

在中蜂強制授粉（AC）組和中蜂+地熊蜂自由式授粉（ABF）組中探測到座果率極低的兩株油茶，分別為1.572%和1.478%。而相同處理組內(nèi)其他株的座果率卻顯著高于該株。一方面這可能是該株油茶花期相對較晚，開花時蜂群已經(jīng)死亡導致傳粉不足；另一方面，也可能與油茶株本身的品種類型相關(guān)，同一品種的油茶可按其樹型、果色、果形、花期等生物學特征區(qū)分為許多種類型，油茶人工授粉實驗[15]證實：不同類型植株間雜交傳粉也可能導致較低的座果率，表現(xiàn)出雜交劣勢。