蜜蜂授粉在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

祁海萍，郭 嬡，邵有全，祁 蕾

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山西太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西太原030031）

說起蜜蜂，人們自然會想到蜂蜜、花粉和蜂王漿，這些蜂產(chǎn)品對人類健康起著十分重要的作用，但是蜜蜂對人類最重要的貢獻(xiàn)，是為植物傳花授粉，提高植物的產(chǎn)量及質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界80%的開花植物由昆蟲授粉，其中的85%靠蜜蜂授粉，90%的果樹靠蜜蜂授粉，如果沒有蜜蜂的傳播花粉，很多植物會繁殖困難，瀕臨滅絕。大量的研究結(jié)果表明，蜜蜂授粉對人類的生存和生態(tài)保護(hù)具有重要作用，尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，它為農(nóng)作物、果樹、蔬菜、牧草植物傳粉的價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蜂產(chǎn)品的價(jià)值，因此，蜜蜂授粉是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中不可替代的一項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)，可以全面提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

筆者論述了我國應(yīng)用蜜蜂授粉效果顯著的幾種主要的經(jīng)濟(jì)作物，旨在為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綠色高效發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

1 蜜蜂授粉對植物“傳宗接代”的作用

多數(shù)植物的“傳宗接代”都要經(jīng)過有效的傳粉，而傳粉是種子植物雄蕊花藥中的成熟花粉，通過媒介傳到雌蕊的柱頭上。植物的傳粉方式多種多樣，有風(fēng)媒和水媒傳粉，二者都屬于非生物傳粉，而大部分的植物要依靠其他生物幫助傳粉。據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳粉昆蟲的數(shù)量達(dá)上百種，而蜜蜂占傳粉昆蟲的85%。蜜蜂作為一種群居性昆蟲，以采集花粉及花蜜為食，由于它的體態(tài)構(gòu)造比較特殊，全身長有大量分叉、羽毛狀絨毛，可以黏附500余萬粒花粉，同時(shí)還有靈巧的花粉刷、花粉櫛、花粉耙和花粉籃，在長期的進(jìn)化過程中，與植物彼此適應(yīng)，協(xié)同進(jìn)化，植物在開花季節(jié)，蜜蜂穿梭于花叢中，在采食過程中掉落一些花粉到花上，這些掉落的花粉在植物繁衍過程中起著非常重要的作用，實(shí)現(xiàn)了植物的異花授粉，完成植物繁衍后代的任務(wù)。因此，人們將蜜蜂稱為帶翅膀的“月下老人”。

2 蜜蜂授粉在農(nóng)作物、果樹上的應(yīng)用

隨現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，傳粉昆蟲大量減少，蜜蜂的傳粉作用顯得非常重要，在大多數(shù)農(nóng)作物如油料、蔬菜、西瓜、果樹等制種和生產(chǎn)上已廣泛應(yīng)用。

2.1 蜜蜂為棉花授粉

棉花在我國種植面積大，也是主要的蜜源植物之一。早在20世紀(jì)70年代，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所的霍福山[1]進(jìn)行了利用蜜蜂為棉花授粉的對比試驗(yàn)，結(jié)果表明，蜜蜂為棉花授粉結(jié)鈴率提高39%，皮棉產(chǎn)量提高38%，棉絨長度提高8.6%，發(fā)芽率提高27.4%。由此可見，蜜蜂為棉花授粉是棉花生產(chǎn)中不增加勞力和耕作投資的增產(chǎn)技術(shù)，特別是在自然界昆蟲不斷減少的情況下，該技術(shù)顯得尤為重要，應(yīng)大面積推廣應(yīng)用；至于棉田放蜂與打農(nóng)藥治蟲之間的矛盾，可以通過部門間協(xié)調(diào)解決，確保蜜蜂安全，實(shí)現(xiàn)棉花與蜂產(chǎn)品雙贏。

2.2 蜜蜂為油菜授粉

油菜是我國四大油料作物之一，也是典型的蟲媒作物，蜜蜂傳粉對其產(chǎn)量和質(zhì)量的影響很大。2006年以來，四川省開展了蜜蜂授粉油菜增產(chǎn)試驗(yàn)與應(yīng)用推廣[2]，結(jié)果表明，蜜蜂授粉的油菜親本種子純度達(dá)99.4%，產(chǎn)量比自然風(fēng)力和人工授粉分別提高251.7，133.5 kg/hm2；蜜蜂授粉大田油菜產(chǎn)量達(dá)2 605.5 kg/hm2，比無蜂區(qū)增產(chǎn) 1 081.2 kg/hm2，增產(chǎn)率達(dá)70.93%。因此，蜜蜂為油菜授粉，可提高油菜種子純度和產(chǎn)量，是一項(xiàng)較理想和成熟的增產(chǎn)技術(shù)。

2.3 蜜蜂為向日葵授粉

向日葵在我國北方地區(qū)栽培面積較大，山西省的種植面積達(dá)到4.53萬hm2。向日葵是典型的異花昆蟲傳粉作物，雖然存在一定的自花授粉能力，但自花授粉結(jié)實(shí)率極低，僅為0.36%～1.43%。張?jiān)埔愕萚3]進(jìn)行了蜜蜂授粉對向日葵結(jié)籽率影響的研究，結(jié)果表明，采集蜂強(qiáng)度與飽籽率呈正相關(guān)關(guān)系，采集蜂強(qiáng)度最高時(shí)，飽籽率最大；蜂場之間的距離不得超過2 600 m。劉朋飛等[4]采用蜜蜂授粉依存度評價(jià)法，對我國向日葵蜜蜂授粉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行了評估，僅2012—2014年間向日葵蜜蜂授粉的年均價(jià)值高達(dá)30.42億美元，2014年全國需求授粉蜂群的數(shù)量為94.85萬～142.2萬群（15框蜂)。

2.4 蜜蜂為蘋果樹授粉

蘋果在我國遼寧、河北、山西、山東、陜西、甘肅、四川、西藏常見栽培，適生在海拔50～2 500 m的山坡梯田、平原以及黃土丘陵等地，栽培歷史悠久。大多數(shù)品種只接受不同品種的花粉才可結(jié)實(shí)。近年來，由于果樹面積發(fā)展很快，在果樹種植上推廣蜜蜂授粉意義更大。鹿明芳等[5]利用蜜蜂為紅富士、喬納金、新紅星3個(gè)品種授粉，結(jié)果表明，蜜蜂授粉對蘋果品種間的坐果率、產(chǎn)量影響不大，但與自然授粉比較，坐果率提高40%～51.3%，紅富士增產(chǎn)26.2%，喬納金、新紅星均增產(chǎn)31%。

近年來，山西省蘋果花期氣候多變造成了蘋果總產(chǎn)量的不穩(wěn)定。邵有全等[6]應(yīng)用蜜蜂為大田蘋果授粉，當(dāng)年果樹開花前期連續(xù)降雨、雨后又遭大風(fēng)降溫，形成霜凍，嚴(yán)重影響授粉，坐果率下降、總產(chǎn)量降低。但采用蜜蜂授粉的果園較自然授粉組增產(chǎn)效果明顯，紅富士、新紅星的坐果率分別提高14.7%和26.3%；紅富士平均單株總產(chǎn)量（69.80 kg），是自然授粉組（31.88 kg）的2.19倍；新紅星的平均單株總產(chǎn)量（87.50 kg），是自然授粉組（34.125 kg）的2.56倍。因此，應(yīng)用蜜蜂為大田蘋果授粉可以顯著提高產(chǎn)量。

2.5 蜜蜂為梨樹授粉

梨樹是我國主要的栽培果樹，截止2012年全國栽培面積為113.67萬hm2，梨產(chǎn)量達(dá)到1 626.6萬t，面積和產(chǎn)量均居世界首位。梨樹絕大多數(shù)品種自交不親和，必須進(jìn)行異花輔助授粉，目前大多采取的人工授粉方法，花粉和人工費(fèi)高達(dá)7 500元/hm2，若1/3的梨樹采用人工授粉，每年需要授粉費(fèi)用達(dá)到28.4億元。如果用蜜蜂授粉替代人工授粉，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。近年來，山西省農(nóng)業(yè)科院學(xué)園藝研究所科研人員開展了梨樹授粉蜂種篩選、蜜蜂授粉調(diào)控技術(shù)、授粉蜂群管理技術(shù)、授粉蜂安全技術(shù)、梨樹配套管理技術(shù)等專題研究[7-8]，成功將蜜蜂授粉技術(shù)應(yīng)用到梨樹生產(chǎn)中，授粉成本降到750元/hm2，比人工授粉降低90%。

2.6 蜜蜂為獼猴桃授粉

獼猴桃為雌雄異株的大型落葉木質(zhì)藤本植物。雄株多毛葉小，開花較早；雌株少毛或無毛，花葉均大于雄株，花期為5—6月，不論雌花還是雄花泌蜜量都很低。果實(shí)大小與受精充分與否有直接關(guān)系，雌花只有獲得2 000～3 000粒具有活力的花粉，才能結(jié)出質(zhì)量為72 g的果實(shí)。江山科研人員利用蜜蜂為10 hm2獼猴桃授粉，取得了良好效果。結(jié)果表明，蜜蜂不僅可替代人工授粉，而且坐果率提高25%以上，商品果增產(chǎn)19.4%，優(yōu)質(zhì)果增加14.1%，每公頃增收3 900元，全市獼猴桃凈增收360萬元。實(shí)現(xiàn)了獼猴桃與蜜蜂兩大產(chǎn)業(yè)資源的有機(jī)結(jié)合和優(yōu)質(zhì)、高效、低耗生產(chǎn)。李曉峰[9]利用蜜蜂為獼猴桃授粉，坐果率由66.1%增加到90.6%，增加24.5百分點(diǎn)；畸形果由39%下降到14.5%，下降24.5百分點(diǎn)；二級果由13%增加到16.3%，增加3.3百分點(diǎn)；一級果由48%增加到69.2%，增加21.2百分點(diǎn)；每公頃產(chǎn)量由17 225.1 kg增加到35 301.5 kg，增產(chǎn)105%。

2.7 蜜蜂為西瓜授粉

西瓜為葫蘆科植物，雌、雄同株異花，雌花大小為雄花的1/4，花粉黏而且重。瓜花5：00初開，6：00盛開，每朵花的有效授粉時(shí)間5～6 h，最佳授粉時(shí)間 9：00—10：00，一朵雌花需采訪 36 次，有 500～1 000粒花粉才能完成授粉，以保證良好的瓜形。浙江平湖大棚栽培西瓜有10余年，由于棚內(nèi)無授粉昆蟲，坐瓜少，產(chǎn)量低，采用激素雖解決了坐瓜難的問題，但畸形瓜多，風(fēng)味差。2002年大面積應(yīng)用蜜蜂授粉技術(shù)[10]，取得豐碩成果。結(jié)果表明，蜜蜂授粉比激素處理省工省時(shí)，單株平均坐果增加0.8個(gè)，單瓜增質(zhì)量0.1kg，單株增產(chǎn)0.91kg，每公頃增產(chǎn)8289.8kg，增收22 979元，且果型圓、光潔度好、口感脆。實(shí)施蜜蜂授粉后平均售價(jià)4元/kg以上，比市場價(jià)高0.40～1.00元/kg。6 a來，全市累計(jì)推廣 1 400 hm2，產(chǎn)值達(dá)1億元以上，增加收入6 000多萬元。

2.8 蜜蜂為草莓授粉

草莓營養(yǎng)價(jià)值豐富，被譽(yù)為是“水果皇后”，含有豐富的維生素C、維生素A、維生素E等營養(yǎng)物質(zhì)。近年來在冬季和早春，溫室種植面積越來越大，大多數(shù)草莓品種是自花可結(jié)實(shí)的，但還有一些品種，特別是品質(zhì)好的品種由于柱頭高、雄蕊短，授粉困難，需要昆蟲傳粉。

鄭茂啟等[11]利用蜜蜂對溫室草莓進(jìn)行了授粉技術(shù)研究。結(jié)果表明，蜜蜂授粉和人工授粉相比較，產(chǎn)量分別是42，21 t/hm2，增產(chǎn)97.4%；畸形果率分別為3.6%和38.2%，降低90.6%，在全縣年推廣8 hm2，產(chǎn)量達(dá) 36.75 t/hm2，產(chǎn)值達(dá) 22 萬元 /hm2。

2.9 蜜蜂為西葫蘆授粉

西葫蘆為雌雄同株異花，花期1 d，蜜粉充足，屬蟲媒作物。西葫蘆最佳授粉時(shí)間在9：00—11：00，隨著氣溫升高到13：00以后花凋謝。近年來，保護(hù)地栽培面積不斷擴(kuò)大，由于棚內(nèi)沒有任何授粉昆蟲，菜農(nóng)主要靠涂抹2，4-D進(jìn)行生產(chǎn)。山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所將蜜蜂授粉應(yīng)用于西葫蘆生產(chǎn)上，取得了顯著成效[12]。第一，一個(gè)300 m2的節(jié)能溫室采用蜜蜂授粉，每天省去0.5個(gè)勞動力涂抹2，4-D，一個(gè)生產(chǎn)周期可節(jié)約75個(gè)勞動力，如果按100元/（人·天）計(jì)算，可節(jié)約工資7 500元；第二，西葫蘆最高增產(chǎn)34.9%，最低增產(chǎn)13.4%，平均增產(chǎn)22.1%；第三，提高了產(chǎn)品的商品性狀，經(jīng)過對蜜蜂授粉區(qū)一次采收的1 904條瓜進(jìn)行鑒定，畸形瓜僅有174條，占總瓜數(shù)9.1%。而涂抹2，4-D生產(chǎn)區(qū)采摘的1 555條瓜中，畸形瓜有657條，占總瓜數(shù)的42.25%，畸形瓜下降了33百分點(diǎn)；第四，產(chǎn)品無污染，貯藏期延長。

2.10 蜜蜂為黃瓜授粉

黃瓜雌雄同株異花，雄花簇生，雌花單生，為蟲媒作物，每朵花需授粉9次，最佳授粉時(shí)間為9：00—11：00。近年來，雖然培育了不少單性結(jié)實(shí)的品種，但諸多研究表明，不論是單性還是有性結(jié)實(shí)、大田還是保護(hù)地栽培，采用蜜蜂授粉，產(chǎn)量都可提高。孫永深等[13]應(yīng)用熊蜂為溫室黃瓜授粉，授粉組比無蜂組坐果率增加了335%；產(chǎn)量提高了294%；把柄長度降低了202%，而果實(shí)大小與含糖量、Vc、硝酸鹽和亞硝酸含量差異不大。

3 蜜蜂授粉為人類提供直接、間接產(chǎn)品的同時(shí)也為自身生存提供食物

蜜蜂以植物的花粉、花蜜為食物，為植物傳粉，也為自身提供食物，兩者互利互惠，不斷協(xié)同進(jìn)化。在完成授粉的同時(shí)，為人類提供了更多可直接利用的水果、谷物和蜂蜜、蜂王漿、蜂毒、蜂膠等，還利用增產(chǎn)的牧草，飼養(yǎng)更多的畜禽，間接地提供質(zhì)優(yōu)的畜產(chǎn)品，因此，蜜蜂授粉不僅經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯著，社會和生態(tài)效益也非常可觀。

4 蜜蜂授粉的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

近年來，我國高度重視蜜蜂授粉工作，國家相繼做出了重要批示：“蜜蜂授粉月下老人的作用，對農(nóng)業(yè)的生態(tài)、增產(chǎn)效果應(yīng)刮目相看”；“我國是世界第一養(yǎng)蜂大國，蜂資源豐富，應(yīng)采取有力舉措，充分發(fā)揮蜂業(yè)的作用”；2010年農(nóng)業(yè)部又制定出臺了“關(guān)于加快蜜蜂授粉技術(shù)推廣，促進(jìn)養(yǎng)蜂業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見”和“蜜蜂授粉技術(shù)規(guī)程（試行）”，明確提出“全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持發(fā)展養(yǎng)蜂生產(chǎn)與推進(jìn)農(nóng)作物授粉并舉，加快推動蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展”等指導(dǎo)思想。蜜蜂授粉在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，作用也越來越大，不僅增加了產(chǎn)量，還改善了果實(shí)和種子的品質(zhì)、提高了后代的生活力、改善了生態(tài)環(huán)境和保障了人們的身體健康。據(jù)2006—2008年的數(shù)據(jù)顯示[14-17]，蜜蜂授粉對我國36種作物生產(chǎn)貢獻(xiàn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到3 042.20億元，占這些作物總產(chǎn)值的36.25%，相當(dāng)于全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的12.30%，是我國養(yǎng)蜂業(yè)總產(chǎn)值的76倍。因此，利用蜜蜂授粉的經(jīng)濟(jì)效益顯著、生態(tài)效益深遠(yuǎn)。