摘""要:咖啡是云南省重要的經(jīng)濟(jì)作物,為了探明蜜蜂授粉對(duì)咖啡種植生產(chǎn)的影響,本研究在云南省西盟縣力所鄉(xiāng)的咖啡花期調(diào)查了訪花蜜蜂的種類及優(yōu)勢蜂種的訪花行為,并對(duì)蜜蜂自由授粉組和對(duì)照組咖啡果實(shí)性狀進(jìn)行測定和差異分析。結(jié)果表明:咖啡花期訪花蜂種包括大蜜蜂(Apis"dorsata)、中華蜜蜂(A."cerana"cerana)、小蜜蜂(A."florea)和熊蜂(Bombus"spp.),主要為大蜜蜂和中華蜜蜂。1天中9:00—17:00期間均有大蜜蜂訪花,而中華蜜蜂訪花主要集中在上午,但中華蜜蜂的單花停留時(shí)間極顯著長于大蜜蜂(Plt;0.01);人工引入中華蜜蜂群,可增加咖啡訪花蜜蜂數(shù)量;蜜蜂自由授粉組與對(duì)照組相比,咖啡坐果率、單果質(zhì)量、種子質(zhì)量和種子數(shù)顯著增高,果皮變薄,其他性狀變優(yōu),同時(shí)采摘成熟度高的果實(shí)占比較高。由此可見,蜜蜂授粉可顯著改善咖啡果實(shí)性狀,促進(jìn)果實(shí)成熟,有效提高咖啡的品質(zhì),本研究結(jié)果可為咖啡種植提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:咖啡;授粉;中華蜜蜂;品質(zhì);成熟度;訪花中圖分類號(hào):S571.2""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Effects"of"Bee"Pollination"on"Coffee"Fruit"Traits
DENG"Shangkao1,"QIN"Jiamin1,"ZHAN"Jiang1,"ZHANG"Yangyi1,"TAO"Yubo2,"YAN"Tianhao2,"LI"Jinsong2,"ZHANG"Fen2,"WANG"Daneng2,"LIANG"Cheng1*
1."Sericulture"and"Apiculture"Research"Institute,"Yunnan"Academy"of"Agricultural"Sciences,"Mengzi,"Yunnan"661101,"China;"2."Animal"Husbandry"Workstation,"Bureau"of"Agriculture,"Rural"Areas,"Science"and"Technology"of"Ximeng"Va"Autonomous"County,"Ximeng,"Yunnan"665700,"China
Abstract:"Coffee"is"an"important"economic"crop"in"Yunnan,"China."To"investigate"the"effects"of"bee"pollination"on"coffee"production,"this"study"examined"the"species"of"pollinating"bees"and"the"foraging"behavior"of"dominant"bee"species"during"the"coffee"flowering"period"in"Lisou,"Ximeng,"Yunnan."Additionally,"the"study"evaluated"and"compared"the"fruit"traits"of"coffee"under"bee"pollination"and"control"groups."The"results"showed"that"the"bee"species"visiting"coffee"flowers"included"Apis"dorsata,"Apis"cerana"cerana,"Apis"florea"and"bumblebees"(Bombus"spp.),"with"A."dorsata"and"A."cerana"cerana"being"the"dominant"species."A."dorsata"visited"coffee"flowers"throughout"the"day"(from"9:00"to"17:00),"while"A."cerana"cerana"primarily"foraged"in"the"morning."However,"the"visiting"duration"per"flower"of"A."cerana"cerana"was"extremely"significantly"longer"than"that"of"A."dorsata"(Plt;0.01)."Introducing"A."cerana"cerana"colonies"increased"the"number"of"flower-visiting"bees."Compared"with"the"control"group,"the"bee"pollination"group"showed"significantly"higher"fruit"set"rates,"single"fruit"weight,"seed"weight,"and"seed"number."Moreover,"the"fruit"skins"became"thinner,"and"other"traits"improved,"with"a"higher"proportion"of"fruits"reaching"high"maturity"at"harvest."The"findings"suggest"that"bee"pollination"can"significantly"improve"coffee"fruit"traits,"promote"fruit"maturation,"and"effectively"enhance"coffee"quality."The"results"would"provide"a"theoretical"basis"for"improving"coffee"cultivation"and"productivity.
Keywords:"coffee;"pollination;"Apis"cerana"cerana;"quality;"maturity;"flower-visiting
DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2025.06.012
咖啡(Coffea"arabica"L.)為茜草科(Rubiaceae)咖啡屬(Coffea)多年生常綠灌木[1],是世界三大飲料作物之一[2]??Х仍串a(chǎn)于埃塞俄比亞地區(qū),主要分布在熱帶地區(qū)[3],早在15世紀(jì)已經(jīng)開始種植,18世紀(jì)以來,在歐洲、亞洲、非洲和拉丁美洲的熱帶、亞熱帶地區(qū)開始廣泛種植,現(xiàn)已成為世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物之一[4]。19世紀(jì),咖啡開始引入我國,隨后在云南、海南等地廣泛種植,目前云南省已成為我國最大的咖啡種植地區(qū)和出口產(chǎn)地[5],我國約99%的產(chǎn)量和種植面積都在云南省,在國內(nèi)外市場上具有較強(qiáng)的市場競爭力[6]。近年來,隨著咖啡消費(fèi)量的快速增長,咖啡產(chǎn)業(yè)在云南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位,在推進(jìn)邊疆地區(qū)鄉(xiāng)村振興中起到非常重要的作用。隨著國民生活水平的日益提高,以咖啡為主要原材料的各大飲品需求量越來越大,進(jìn)而對(duì)咖啡豆(咖啡種子)品質(zhì)要求也越來越高。然而云南各地區(qū)咖啡產(chǎn)量和品質(zhì)參差不齊,除品種、種植管理和產(chǎn)地等因素外,咖啡豆的產(chǎn)量和質(zhì)量與生產(chǎn)中的授粉有很大關(guān)系。
咖啡是云南省普洱市西盟佤族自治縣的支柱產(chǎn)業(yè),為促進(jìn)咖啡種植提質(zhì)增效,增加農(nóng)民的收入,引入蜜蜂為咖啡授粉作為一項(xiàng)栽培技術(shù)在當(dāng)?shù)亻_展。蜜蜂授粉是我國農(nóng)業(yè)綠色、優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)的重要配套技術(shù)[7]。由于咖啡屬于自花授粉植物[8],蜜蜂為咖啡授粉可顯著增加咖啡雄蕊花粉落到雌蕊柱頭的概率,同時(shí)也增加了異花授粉的機(jī)率,從而提高咖啡的結(jié)實(shí)率[9-12]??Х榷故强Х戎饕目墒秤貌糠郑芯勘砻?,通過蜜蜂授粉可以顯著增加咖啡果實(shí)的產(chǎn)量與質(zhì)量,增加優(yōu)質(zhì)咖啡豆的產(chǎn)出率,帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[8,"13-17]。西盟縣咖啡連片種植且面積較大,但授粉蜂的種類、數(shù)量及其授粉行為,以及引入人工培育的蜂群對(duì)咖啡坐果率及果實(shí)性狀的影響尚不清楚。
咖啡果實(shí)性狀會(huì)影響其商品價(jià)值,國際市場競爭激烈,唯有優(yōu)良的品質(zhì)才有較好的競爭力。因此,本研究以云南省西盟縣力所鄉(xiāng)咖啡為研究對(duì)象,探究蜜蜂授粉對(duì)咖啡果實(shí)性狀的影響,以期為咖啡種植生產(chǎn)技術(shù)集成提供參考。
1.1""材料
1.1.1""試驗(yàn)地概況""試驗(yàn)于2023年2月至2024年2月在云南省西盟佤族自治縣力所鄉(xiāng)開展。西盟縣位于云南省西南部,地處99°21′E~99°33′E,22°35′N~22°43′N,境內(nèi)溝壑縱橫,最高海拔2458.9"m,最低海拔590.0"m,河流交叉分布,呈樹枝狀由北向南注入南卡江。西盟縣受孟加拉灣西南暖濕氣流影響,屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年均溫15.3"℃,年均降水量2758.3"mm,降雨主要集中在夏秋兩季,干濕分明,常年無霜。
1.1.2""試驗(yàn)材料""西盟縣力所鄉(xiāng)茨米竹村種植的卡帝姆(Catimor"CIFC7963)咖啡,授粉蜂群為當(dāng)?shù)仫曫B(yǎng)的中華蜜蜂(Apis"cerana"cerana),每群為4足框,巢框內(nèi)圍尺寸長428.00"mm,高202.00"mm,上框梁寬25.00"mm。
1.1.3""主要設(shè)備""360智能攝像頭小水滴AI版(D930,北京視覺世界科技有限公司)、數(shù)顯游標(biāo)卡尺(南京蘇測計(jì)量儀器有限公司)、白色透明尼龍網(wǎng)袋(40目)、電子稱、照相機(jī)等。
1.2""方法
1.2.1""訪花蜂種多樣性調(diào)查及優(yōu)勢蜂種訪花行為觀察""在咖啡花期觀察,于每天中9:00、11:00、13:00、15:00和17:00的5個(gè)時(shí)間點(diǎn),記錄每株樹上訪花蜜蜂的種類及其數(shù)量。采用Berger-Parker指數(shù)(D)分析訪花蜂種的物種多度(優(yōu)勢度),計(jì)算公式:D=Ni/N,式中Ni為第i種訪花蜂種個(gè)體的數(shù)量,N為所有訪花蜂種的總數(shù)量。依據(jù)正態(tài)分布的原則,定義為D≥0.10時(shí)為訪花蜂種優(yōu)勢種;0.05≤Dlt;0.10時(shí)為豐盛種;0.01≤Dlt;0.05時(shí)為常見種;Dlt;0.01時(shí)為稀有種。
在咖啡林不同方向選擇3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)選擇1株長勢開花狀態(tài)相似的咖啡樹作為觀測目標(biāo),對(duì)每天9:00、11:00、13:00、15:00、17:00的5個(gè)時(shí)間點(diǎn)1"min內(nèi)同一株樹上訪問咖啡花的優(yōu)勢蜂種的數(shù)量進(jìn)行記錄,連續(xù)記錄3"d。此外,還記錄蜜蜂單花停留時(shí)間(蜜蜂在1朵花上采集的時(shí)間),連續(xù)記錄3"d。
中華蜜蜂出、歸巢活動(dòng)調(diào)查:咖啡盛花期,選取3群群勢相當(dāng)?shù)娜斯ひ氲闹蟹淙海诜湎涑查T口放置360智能攝像頭,24"h拍攝記錄巢門口工蜂活動(dòng)情況,通過視頻回放,記錄每天7:00—19:00每個(gè)整點(diǎn)1"min內(nèi)出巢、歸巢和攜帶花粉的工蜂數(shù)量,連續(xù)晴暖天氣記錄3"d。
1.2.2""不同授粉方式對(duì)咖啡果實(shí)性狀的影響""采用分區(qū)對(duì)比的試驗(yàn)方法,在咖啡園同一試驗(yàn)地選擇樹齡、冠幅、樹高、花蕾數(shù)量相似且健康的咖啡12株,分別設(shè)置1個(gè)自由授粉組(蜜蜂授粉試驗(yàn)區(qū))和1個(gè)對(duì)照組(隔離無蜂授粉試驗(yàn)區(qū)),每個(gè)試驗(yàn)區(qū)6株咖啡樹。自由授粉組:每株掛牌標(biāo)記50枝花朵露白即將要開放的花枝,共300枝,記錄每個(gè)花枝上的花蕾數(shù)量,花朵開放后讓蜜蜂自由采集咖啡花;對(duì)照組:在每株咖啡樹掛牌標(biāo)記50枝開花狀態(tài)與蜜蜂自由授粉組相似的花枝,共300枝,分別記錄每個(gè)花枝上的花蕾數(shù)量,并用尼龍網(wǎng)袋罩上,防止蜜蜂接觸花朵。坐果率調(diào)查:花期結(jié)束30"d后,分別統(tǒng)計(jì)蜜蜂自由授粉組和對(duì)照組咖啡的坐果數(shù)量。坐果率=(坐果數(shù)/花蕾數(shù))×"100%;咖啡果實(shí)采摘期,將之前標(biāo)記的自由授粉組和對(duì)照組咖啡果實(shí)全部摘下。果實(shí)參照KAZAMA等[18]和李亞麒等[19]對(duì)咖啡成熟度的分類方法,將咖啡果實(shí)的成熟度按照顏色分為Ⅰ(綠色)、Ⅱ(紅綠色)、Ⅲ(紅黃色)、Ⅳ(紅色)、Ⅴ(紫紅色)5個(gè)等級(jí)(圖1),統(tǒng)計(jì)不同顏色等級(jí)咖啡果實(shí)的數(shù)量,稱取果質(zhì)量(g)、種子質(zhì)量(g)。
咖啡果實(shí)性狀測定:各成熟度隨機(jī)選取100個(gè)果實(shí)用于果實(shí)性狀測定。利用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果皮厚、種子縱徑、種子橫徑,精確到0.01"mm。記錄種子數(shù),并計(jì)算果形指數(shù)、種形指數(shù)。此外,分別記錄不同試驗(yàn)組500個(gè)果實(shí)每個(gè)果實(shí)的種子總數(shù),并計(jì)算種子數(shù)分別為0、1、2、3粒的果實(shí)百分比。果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑;種形指數(shù)=種子縱徑/種子橫徑。
1.3""數(shù)據(jù)處理
利用SPSS"26.0軟件對(duì)每天不同時(shí)段咖啡樹上訪花蜜蜂數(shù)量、中蜂的出巢、歸巢及攜粉蜜蜂數(shù)量、不同成熟度果實(shí)性狀進(jìn)行單因素方差分析(one-way"ANOVA);對(duì)優(yōu)勢蜂種的單花停留時(shí)間、不同授粉方式咖啡坐果率和果實(shí)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并t檢驗(yàn)。每天5個(gè)時(shí)段咖啡植株未觀察到蜜蜂的時(shí)段,訪花蜜蜂數(shù)量記錄為0,數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后,進(jìn)行差異性分析。
2.1""訪花蜂種多樣性調(diào)查及優(yōu)勢蜂種訪花行為觀察
在咖啡園能觀察到大蜜蜂(A."dorsata)、中華蜜蜂(A."cerana"cerana)、小蜜蜂(A."florea)和熊蜂(Bombus"spp.)4種蜜蜂,3"d觀察記錄訪花蜜蜂共1906頭,其中大蜜蜂1222頭,占比64.11%(D=0.6411);中華蜜蜂669頭,占比35.10%(D=0.3510),小蜜蜂13頭,占比0.68%(D=0.0068),熊蜂2頭,占比0.10%(D=0.0010),其中大蜜蜂和中華蜜蜂為咖啡的優(yōu)勢訪花蜂種。
通過對(duì)不同時(shí)間1"min內(nèi)同一株咖啡樹上訪花的大蜜蜂和中華蜜蜂數(shù)量進(jìn)行比較,結(jié)果顯示1天中9:00、11:00、13:00、15:00和17:00各個(gè)時(shí)段大蜜蜂和中華蜜蜂數(shù)量差異顯著(Plt;0.05),17:00大蜜蜂數(shù)量顯著低于15:00(Plt;0.05),9:00、11:00、13:00、15:00之間大蜜蜂數(shù)量差異不顯著;9:00和11:00中華蜜蜂數(shù)量差異不顯著,但顯著高于15:00和17:00(Plt;0.05),13:00、15:00和17:00中華蜜蜂數(shù)量差異不顯著(表1)。在9:00—17:00時(shí)間段均有大蜜蜂訪問咖啡花,且在各時(shí)間點(diǎn)1"min內(nèi)1株樹上約有3頭以上大蜜蜂訪花,15:00時(shí)1"min內(nèi)觀察到訪花的大蜜蜂數(shù)量最多(7.08±3.82)頭;而中華蜜蜂訪問咖啡花主要在上午,15:00以后幾乎無中華蜜蜂訪花(表1)。
對(duì)中華蜜蜂和大蜜蜂的單花停留時(shí)間進(jìn)行比較分析,結(jié)果顯示:中華蜜蜂和大蜜蜂的單花停留時(shí)間分別為(13.19±2.40)s和(4.41±0.35)s,中華蜜蜂的單花停留時(shí)間顯著高于大蜜蜂(Plt;0.01)(圖2)。
1"d中不同時(shí)間點(diǎn)1"min內(nèi),中華蜜蜂出巢、歸巢和攜粉的工蜂數(shù)量均有差異。11:00、12:00時(shí)間點(diǎn)1"min內(nèi)出巢的工蜂數(shù)量最多,分別為(136.5±7.1)頭、(151.3±16.1)頭,顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)(Plt;0.05),其次是13:00,為(99.1±6.7)頭,數(shù)量最少的是19:00,為(10.9±1.1)頭,蜜蜂出巢時(shí)間主要集中在10:00—14:00之間;同樣,在11:00、12:00的2個(gè)時(shí)間點(diǎn)1"min內(nèi)蜜蜂歸巢數(shù)量最多,分別為(107.0±6.1)頭、(105.0±9.5)頭,顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)(Plt;0.05),其次是13:00,為(72.8±6.0)頭,14:00,為(51.9±4.8)頭,歸巢數(shù)量最少的是8:00,為(9.5±0.8)頭,蜜蜂歸巢時(shí)間主要集中在11:00—14:00之間;攜粉蜜蜂數(shù)量最多的時(shí)間點(diǎn)為11:00、12:00、13:00,顯著高于其他時(shí)間點(diǎn)(Plt;0.05),其次為10:00、14:00時(shí)間點(diǎn),顯著高于7:00、8:00、9:00、15:00、16:00、17:00、18:00、19:00時(shí)間點(diǎn)(Plt;0.05)(表2)。
綜上所述,力所鄉(xiāng)咖啡園內(nèi)野生大蜜蜂是咖啡主要的訪花昆蟲,人工引入中華蜜蜂群,可以增加咖啡訪花昆蟲數(shù)量,中華蜜蜂出巢、歸巢高峰時(shí)段滯后于咖啡訪花高峰時(shí)段,其采集活動(dòng)可能受到咖啡林周邊其他蜜粉源植物的影響。
2.2""不同授粉方式對(duì)咖啡坐果率及單果質(zhì)量、種子質(zhì)量的影響
由表3可見,蜜蜂自由授粉組咖啡坐果率為95.06%,對(duì)照組坐果率為84.55%,通過蜜蜂授粉坐果率提高10.51%,說明蜜蜂授粉能有效增加咖啡的坐果率。
蜜蜂授粉成熟度Ⅰ的咖啡單果質(zhì)量和對(duì)照差異不顯著,但Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的單果質(zhì)量和種子質(zhì)量均極顯著高于對(duì)照(Plt;0.01)(表4),表明蜜蜂授粉可以有效提高咖啡豆的品質(zhì)。隨著成熟度的增加,單果質(zhì)量和種子質(zhì)量逐漸增大,成熟度Ⅴ紫紅色單果質(zhì)量和種子質(zhì)量最優(yōu)。
2.3""不同授粉方式對(duì)咖啡果實(shí)外觀性狀影響
由圖3可以看出,在咖啡果同一采收時(shí)間點(diǎn),自由授粉成熟度Ⅴ的果實(shí)占比最高(41.24%),其次是Ⅳ,占比37.69%,Ⅰ占比最少(3.38%)。對(duì)照組成熟度Ⅳ占比最高(31.17%),其次是Ⅲ,占比26.88%,成熟度Ⅴ僅占比19.68%。整體而言,相同種植管理模式下,同批次開花的咖啡,同一采收期,自由授粉的成熟度Ⅳ和Ⅴ占比較高,表明蜜蜂授粉促進(jìn)咖啡果成熟,有利于采收期咖啡果實(shí)整齊度。
對(duì)不同成熟度的咖啡果實(shí)性狀進(jìn)行比較分析,結(jié)果見表5,自由授粉的果形指數(shù)和種形指數(shù)大于對(duì)照,種子數(shù)極顯著多于對(duì)照(Plt;0.01)。其中,成熟度Ⅰ的咖啡果,自由授粉后果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、種子縱徑、種子橫徑、種子數(shù)5項(xiàng)指標(biāo)均顯著高于對(duì)照(Plt;0.05),但果實(shí)縱徑、果皮厚度、種形指數(shù)與對(duì)照相比差異不顯著。成熟度Ⅱ的咖啡果,自由授粉后果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、種子縱徑、種子橫徑、種形指數(shù)、種子數(shù)6項(xiàng)指標(biāo)均極顯著高于對(duì)照(Plt;0.01),果形指數(shù)顯著高于對(duì)照(Plt;0.05)。成熟度Ⅲ的咖啡果,自由授粉的果實(shí)種子數(shù)極顯著高于對(duì)照(Plt;0.01),果實(shí)縱徑、種子縱徑和種子橫徑均顯著高于對(duì)照(Plt;0.05)。成熟度Ⅳ的咖啡果,自由授粉的果形指數(shù)、種子橫徑均顯著高于對(duì)照(Plt;0.05),種子數(shù)極顯著高于對(duì)照(Plt;0.01),果皮厚顯著低于對(duì)照(Plt;0.05)。成熟度Ⅴ的咖啡果,果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、種子數(shù)均極顯著高于對(duì)照(Plt;0.01),種子橫徑顯著高于對(duì)照(Plt;0.05),果皮厚極顯著低于對(duì)照(Plt;0.01)。隨著成熟度的增加,果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果皮厚、種子橫徑、種子縱徑逐漸增加,果形指數(shù)、種形指數(shù)總體上逐漸減小,種子數(shù)變化不大(表5)。
咖啡果實(shí)一般有2粒種子,也存在1?;蛘?粒;含有2粒種子者,種子呈半橢球形;1粒者呈橄欖球形,俗稱圓豆;3粒者呈三角形,俗稱三角豆[20]。通過對(duì)自由授粉、對(duì)照的咖啡種子數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖4),結(jié)果顯示:自由授粉種子數(shù)為0和1粒的果實(shí)占比分別為0.18%和13.44%,低于對(duì)照的1.77%和36.72%,種子數(shù)為2粒和3粒的果實(shí)分別占比84.71%和1.66,均高于對(duì)照的61.52%和0.59%。表明自由授粉可以減少咖啡種子為0(空仁)和種子為1(圓豆)的比例,增加種子數(shù),改善咖啡豆品質(zhì)。
綜上所述,自由授粉后不同成熟度咖啡果的種子數(shù)極顯著高于對(duì)照,果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、種子縱徑、種子橫徑、種形指數(shù)和單果種子數(shù)7項(xiàng)指標(biāo)整體高于對(duì)照,果皮厚低于對(duì)照,表明自由授粉可以有效改善咖啡果的外觀性狀。
咖啡是高度依賴蜜蜂授粉的植物[21],RICKETTS[9]和YOUNG等[22]研究發(fā)現(xiàn),咖啡主要依靠獨(dú)居蜂或群居蜜蜂授粉,獨(dú)居蜂與群居蜜蜂相比,喙更長,更易吸食到花蜜,訪花積極性更高,成功為咖啡授粉的機(jī)率更高,所以獨(dú)居蜂單次訪問咖啡坐果率更高[23]。本研究也發(fā)現(xiàn)在一天中的9:00—17:00時(shí)間段均有野生大蜜蜂訪問咖啡花,咖啡的花冠小且比較深,大蜜蜂體型大且喙較長,即便一天中只有少量花蜜也可以進(jìn)行采集。但是因?yàn)閱味淇Х然▔勖?,單朵花?duì)蜜蜂的吸引力只有1"d,長期進(jìn)化過程中蜜蜂已有最佳訪花時(shí)間[12,"24],野生蜜蜂有自身的適應(yīng)性,其中大蜜蜂因體型大訪花積極性較高,小蜜蜂與之相反,但二者的種群數(shù)量不穩(wěn)定,易遷徙、對(duì)生存環(huán)境要求較高、不受人為控制,對(duì)咖啡規(guī)模種植模式的授粉的性能存在不確定性[25-27]。雖然本研究發(fā)現(xiàn)中華蜜蜂訪問咖啡花主要集中在上午,但中華蜜蜂的單花停留時(shí)間顯著高于大蜜蜂,引入飼養(yǎng)的中華蜜蜂群也可增加訪花蜜蜂的數(shù)量,中華蜜蜂的授粉效果還需在其他生境中進(jìn)一步評(píng)價(jià)。與野生蜜蜂相比,中華蜜蜂可人工飼養(yǎng)擴(kuò)繁、可控制、可移動(dòng),咖啡花期雖然中蜂訪花行為受到其他蜜粉源植物影響,但適當(dāng)增加蜂群數(shù)量,可大幅提高采集咖啡花的中華蜜蜂數(shù)量。所以,對(duì)于規(guī)?;N植咖啡,引入人工飼養(yǎng)的中華蜜蜂群,能更好地保障咖啡授粉結(jié)實(shí)。西盟縣多山,自然環(huán)境較好,目前咖啡訪花野生蜜蜂較多,證明了傳粉昆蟲多樣性保障作物增產(chǎn)的重要性,發(fā)展種植業(yè)同時(shí)保護(hù)野生蜜蜂意義重大。熊蜂作為半社會(huì)性昆蟲,季節(jié)性出沒,春季是種群數(shù)量最少的時(shí)期,野生熊蜂對(duì)于規(guī)?;N植的咖啡授粉效果不明顯。目前熊蜂已實(shí)現(xiàn)工廠化周年繁育,在野生蜜蜂較少地區(qū),商業(yè)授粉熊蜂也可作為咖啡授粉的選擇,從生態(tài)保護(hù)方面,本土熊蜂的馴化與利用尤為重要。
近年來,隨著農(nóng)業(yè)集約化和野生蜜蜂的棲息地遭受破壞,授粉蜜蜂種群數(shù)量下降[28-29],利用人工飼養(yǎng)的蜜蜂為作物授粉受到了高度重視。咖啡是否需要引入蜜蜂授粉深受人們的關(guān)注,早期研究認(rèn)為咖啡屬于自花授粉植物,不需要蜜蜂進(jìn)行授粉[30],但隨后大多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),引入蜜蜂授粉可顯著改善咖啡的產(chǎn)量與質(zhì)量[8,"31]。本研究也發(fā)現(xiàn)引入飼養(yǎng)的蜜蜂與野生蜜蜂同時(shí)自由采集咖啡花,咖啡坐果率及果實(shí)性狀均優(yōu)于隔離授粉咖啡組。另外,咖啡群體花期較長,咖啡蜜中含有豐富的營養(yǎng)和生物成分[32],因此,在咖啡花期引入蜜蜂進(jìn)行授粉,不但可以提高咖啡坐果率及改善咖啡果實(shí)性狀以增加咖啡種植戶的收入,同時(shí)蜂農(nóng)還可以采收咖啡蜜,實(shí)現(xiàn)咖啡種植戶和養(yǎng)蜂人的雙豐收。
咖啡果實(shí)品質(zhì)也受采收成熟度的影響[33],成熟度影響咖啡豆的揮發(fā)性物質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì),因?yàn)橄銡夂惋L(fēng)味特性直接影響人們對(duì)咖啡飲料的興趣[18]。由于咖啡開花不均勻且分批次開放,從而導(dǎo)致咖啡果實(shí)的成熟度不一致[34-35]。采摘咖啡時(shí),由于不同的人對(duì)成熟度的認(rèn)知不一致,會(huì)把一些不成熟或者過熟的咖啡果混雜在一起,從而對(duì)咖啡的品質(zhì)產(chǎn)生影響[19]。本研究發(fā)現(xiàn),同一采收期,自由授粉的成熟度Ⅳ和Ⅴ的咖啡果實(shí)數(shù)量占比較高,表明自由授粉促進(jìn)咖啡果成熟,有利于采收期咖啡果實(shí)成熟整齊度;另外,自由授粉后不同成熟度咖啡果的種子數(shù)極顯著高于對(duì)照組,果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、種子縱徑、種子橫徑、種形指數(shù)6項(xiàng)指標(biāo)整體均高于對(duì)照,果皮厚低于對(duì)照,隨著成熟度的增加果實(shí)性狀越好,進(jìn)一步證明自由授粉有力促進(jìn)咖啡種植生產(chǎn)提質(zhì)增效。
咖啡種植生產(chǎn)的根本目標(biāo)是提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì),從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益??Х茸杂墒诜劭商岣咦剩麑?shí)性狀顯著優(yōu)于對(duì)照,降低果實(shí)空仁的比率,促進(jìn)咖啡果實(shí)成熟,表明自由授粉可以有效提高咖啡的品質(zhì),助力咖啡種植生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展。
參考文獻(xiàn)