展 江,梁 鋮,秦加敏
(云南省農(nóng)業(yè)科學院蠶桑蜜蜂研究所,云南 蒙自 661101)
草 莓 (Fragaria ananassa) 為 薔 薇 科(R osaceae) 植物,其果實營養(yǎng)豐富,被譽為“水果皇后”。特別是草莓含有豐富的維生素,具有較高營養(yǎng)價值,口感質(zhì)軟而多汁,香味濃厚,略酸微甜,深受消費者的喜愛[1]。隨著人們對優(yōu)質(zhì)水果、反季節(jié)水果的需求越來越大,種植設(shè)施草莓已成為多個地區(qū)發(fā)展現(xiàn)代效益農(nóng)業(yè)的重要方式。在種植過程中,由于溫室草莓開花期室內(nèi)濕度高,空氣流動性差,且缺少傳粉媒介,不利于花粉萌發(fā)受精。如果開花期間草莓不能充足授粉,會造成坐果率低、畸形果多等問題,直接影響了產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,需采用人工授粉或蜜蜂授粉的方法來提高授粉率,但人工授粉費時費力,且最佳授粉時間難以掌握,效果并不理想[2]。目前,一般設(shè)施大棚常利用蜜蜂等昆蟲為草莓授粉[3]。
熊蜂(Bom bus spp) 屬于膜翅目(H ym enoptera) 蜜蜂科(A pidae) 熊蜂屬(Bom bus Latreille),全球約260 種,廣泛分布于寒帶和溫帶地區(qū),其進化程度處于獨居蜂到社會性蜜蜂的中間階段,是眾多植物的傳粉者[4,5]。熊蜂渾身絨毛攜粉量大、采集力強、喙長、飛行能力強、趨光性較差、耐低溫、低光照、聲震大以及授粉蜂群便于管理等特性,再者其信息交流系統(tǒng)不發(fā)達,采集半徑小,比家養(yǎng)蜜蜂更適應(yīng)溫室內(nèi)環(huán)境,適合為設(shè)施作物授粉[4]。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,授粉勞動成本上升,以及人們對天然果實的需求越來越多,熊蜂對溫室作物的授粉服務(wù)變得越來越重要,需求量越來越大[6]。近二十年來,全球很多國家都認識到了運用熊蜂給溫室內(nèi)草莓、番茄、黃瓜、辣椒、茄子等授粉所帶來的經(jīng)濟效益,以及減少激素類農(nóng)藥的使用。本文在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上總結(jié)熊蜂為草莓授粉的優(yōu)勢,授粉技術(shù)的應(yīng)用,熊蜂授粉與綠色防控,授粉蜂群組織與管理,以及目前授粉中存在的問題等內(nèi)容,期待熊蜂為草莓及其他農(nóng)作物授粉普及推廣,為鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。
楊甫等人通過觀察熊蜂、中華蜜蜂(以下簡稱中蜂) 和意大利蜜蜂(以下簡稱意蜂) 為溫室草莓授粉的行為發(fā)現(xiàn),中蜂第3 d 才正常采集,而熊蜂入場后第2 d 就開始出巢采集,且工蜂不撞塑料薄膜,而中蜂和意蜂均出現(xiàn)撞棚現(xiàn)象[7]。熊蜂日工作時間長,且出巢溫度低。當溫室內(nèi)溫度達到6℃時,熊蜂就會出巢飛翔,溫度達到9℃時開始采集。而中蜂和意蜂活動起點溫度更高,這意味著日工作時間更短[7,8]。雖然熊蜂平均訪花頻率不如中蜂和意蜂,但熊蜂單花訪問時間高于中蜂和意蜂[9]。此外,熊蜂訪花具有選擇性,偏愛訪早期花,且在花間和花簇間活動頻繁,為日光溫室草莓授粉的活動特性優(yōu)越于意蜂,從而產(chǎn)生更高的授粉效益[10]??傮w而言,熊蜂比中蜂和意蜂更能適應(yīng)溫室草莓環(huán)境。
多項研究表明,熊蜂授粉能夠顯著增加設(shè)施草莓的產(chǎn)量[11-13]。與未授粉相比,熊蜂授粉80.0% 的花朵發(fā)育成草莓,未授粉的花朵只有26.6% 的花發(fā)育成草莓,熊蜂授粉的草莓平均重量為4.9 g,顯著大于無授粉處理組[12]。與蜜蜂授粉相比,經(jīng)熊蜂授粉的草莓單果更重,草莓果縱徑、橫徑以及單果種子數(shù)均顯著提高。2008 年,利用熊蜂授粉的草莓平均產(chǎn)量可達16 708.5 kg/hm2,比采用蜜蜂授粉增產(chǎn)35.0% ,且單果重量更高,比采用蜜蜂授粉的增加58.6%[11]。熊蜂授粉的草莓單果重平均值分別為11.08 g,較蜜蜂授粉的草莓單果重增加36.96% ,利潤增加了33.80%[15]。與人工授粉相比,利用熊蜂授粉的溫室草莓單果重提高了近1 倍[16],草莓果實的橫徑、縱徑、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量及一級果平均單果重顯著高于人工授粉,與激素授粉相比,熊蜂授粉方式的結(jié)果數(shù)較激素授粉增加1 個,單株產(chǎn)量為287.5 g 較激素授粉增加41.6 g,平均產(chǎn)量32 341.5 kg/hm2顯著高于激素授粉4 671 kg/hm2和7 675.5 kg/hm2[17]。2016 年,與自然授粉相比,熊蜂授粉的草莓平均產(chǎn)量為20 190.45 kg/hm2,比自然授粉增產(chǎn)38.81% ;平均單果重量為15.10 g,較自然授粉10.02 g提高37.02%[18]。綜上所述,熊蜂授粉相比其他授粉方式,無論是果實橫徑和縱徑、還是單果重、株產(chǎn)量、果實種子數(shù)都更加優(yōu)異,而且可以不使用激素,提升草莓經(jīng)濟價值。
經(jīng)熊蜂授粉的草莓果形周正,果色鮮亮,髓心小,口感好,且畸形果率低,維生素C含量高。熊蜂授粉的草莓畸形果率(5.28%)低于蜜蜂授粉(11.08%),但2 種蜂授粉方式的坐果率均為100%[15],與人工授粉相比,畸形果率降低了33.35%[16]。草莓果實可溶性糖、可滴定酸營養(yǎng)等指標,熊蜂授粉與人工授粉、自然授粉差異不大[16,18]。熊蜂授粉的草莓果實形狀為圓錐形,果味甜,可溶性固性物(12.80%)、可溶性糖含量(11.22%) 顯著高于較激素授粉和人工授粉,維生素C 含量(81.33 m g/100 g),較激素授粉和人工授粉分別增加6.83 m g/100 g 和8.86 m g/100 g,而可滴定酸含量(0.34%) 顯著少于激素授粉(0.39%)[17]。另外,熊蜂授粉的草莓固形物含量和類黃酮含量顯著高于人工授粉,固酸比顯著低于人工授粉,表明熊蜂授粉的草莓抗氧化能力更強,一定程度上可以延緩果實衰老[19]??傮w而言,熊蜂授粉方式可有效提升草莓品質(zhì)[20]。
大棚草莓開花多在冬季,自花授粉困難,人工授粉和激素授粉成本高,畸形果率高,近年來人們通過蜂類授粉試驗,不僅成本下降,畸形果率降低,還提高了草莓的品質(zhì),利于果蔬的有機生產(chǎn)[21-24]。但溫室大棚內(nèi)設(shè)施結(jié)構(gòu)、溫濕度、光照強度等環(huán)境條件,對草莓開花生物學特性與熊蜂群的發(fā)育、工蜂采集行為的影響均有明顯不同,因此加強溫室大棚內(nèi)蜂群的管理,了解蜂群溫室大棚授粉的注意事項,在實際生產(chǎn)過程中尤為重要。對于授粉蜂群:一方面應(yīng)根據(jù)授粉作物花期和使用面積(每公頃750~1 200 只熊蜂) 來選擇群勢強弱的蜂群,控制成本投入,對于草莓來說花期長需要的授粉時間長,應(yīng)選擇群勢比較強的授粉蜂群;另一方面蜂群擺放,在草莓開花初期把蜂群放入溫室大棚中間位置,避免強光直射,蜂箱不直接擺放地面上,底部放支架,墊高,避免土壤溫度和濕度變化影響蜂群繁殖和訪花行為,安裝防蟲網(wǎng)防止熊蜂逃逸,噴灑農(nóng)藥時應(yīng)把蜂群提前一天移出大棚[25-28]。日常管理,不要頻繁震動蜂箱,挪動蜂箱位置。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,在農(nóng)業(yè)上,物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)技術(shù)管理相結(jié)合來推廣綠色防控技術(shù)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)大棚,中國西南地區(qū)單體面積最大最先進的智慧大棚就利用了熊蜂授粉配套技術(shù)等措施[29],熊蜂為設(shè)施果蔬授粉,在提高產(chǎn)量的同時,還改善了果蔬品質(zhì),提高了生產(chǎn)效率,規(guī)避了用化學授粉帶來的激素污染等問題[30]。利用熊蜂授粉,可以使灰霉病等病害發(fā)生率降低,從而減少了化學藥物防治,其次熊蜂對農(nóng)藥特別敏感,就不得不減少化學農(nóng)藥的使用量,取而代之是綠色防控技術(shù),熊蜂就成為了綠色防控技術(shù)“監(jiān)督員”[31]。在對設(shè)施作物栽培時利用熊蜂授粉技術(shù)、雙色地膜、天敵防治等綠色防控措施是提高果蔬品質(zhì)的重要舉措[32,33]??偠灾?,大棚設(shè)施內(nèi)環(huán)境密閉,影響其他授粉昆蟲進入,與人工授粉、激素授粉、蜜蜂授粉等授粉方式相比,熊蜂授粉更有優(yōu)勢和潛力,引入熊蜂授粉也成為現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)高效益,綠色防控技術(shù)配套措施的一部分,對我國發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與安全等方面具有重要意義。
目前授粉熊蜂的運輸系統(tǒng)不完善,且沒有針對性的運輸方式,運輸要求相對較高致使運輸成本增加,導(dǎo)致人們對熊蜂授粉使用大幅減少。熊蜂進入大棚授粉,蜂群管理存在以下問題:(1)大棚使用農(nóng)藥時,沒有提前一天晚上搬離蜂箱關(guān)閉巢門,可能引起蜂群中毒死亡;(2)進出大棚時不立即關(guān)閉大棚門讓在棚內(nèi)采集的熊蜂逃逸,造成蜂群壽命縮短;(3)草莓花期長,一般熊蜂群使用時間為45~60 d,沒有適時增添或替換蜂群,會出現(xiàn)授粉效果不理想情況。加之,人們對熊蜂授粉認知力度不足,接受度不高,增加了技術(shù)的推廣難度,授粉熊蜂主要依賴國外進口,我國對本土熊蜂的資源和使用還不充分,沒有實現(xiàn)規(guī)模化繁殖,授粉穩(wěn)定性相比外來熊蜂還存在一定的差距[34]。
草莓熊蜂授粉增加平均單果重,提升單產(chǎn),增加了草莓總體的產(chǎn)量,降低了果實的畸形率,提升草莓的口感與外觀,增加維生素C含量,提高了草莓的營養(yǎng)價值,增加種植戶的經(jīng)濟效益。隨著熊蜂授粉技術(shù)的推廣和授粉知識的普及,相信在不久之后熊蜂授粉將會成為溫室大棚作物栽培技術(shù)的關(guān)鍵配套技術(shù),不僅符合了綠色天然食品的生產(chǎn)概念,也為我國現(xiàn)代新農(nóng)人計劃添磚加瓦,這將使我國的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)不斷提高,降低了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的勞動力成本和勞動強度,加速推進了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力,為國家農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量。