山東省凹唇壁蜂為櫻桃授粉坐果增產及經濟價值評估

劉麗 李麗莉 歐陽芳 李超 于毅 曲誠懷 曲在亮 葉保華 門興元

摘要：通過設置凹唇壁蜂授粉區和隔離授粉區，統計櫻桃的花朵數、花序數、坐果數，并計算花朵坐果率和花序坐果率;采用蜜蜂依存度市場估價法，計算山東省凹唇壁蜂的授粉服務價值。結果表明，凹唇壁蜂授粉區的花朵坐果率、花序坐果率比隔離授粉區分別增加了6.87、3.06倍;凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量超過30萬噸，授粉經濟服務價值超過180億元。綜之，凹唇壁蜂授粉有利于提高櫻桃產量，具有重要的經濟價值，生產上應注重對凹唇壁蜂的進一步推廣應用。

關鍵詞：凹唇壁蜂;櫻桃;授粉;增產;經濟價值

中圖分類號：S476.3文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）05-0125-04

櫻桃（Cerasuspseudocerasus）屬薔薇科（Rosaceae）李屬（PrunusL.）櫻亞屬（CerasusPers.）落葉喬木植物，其果實果型較大，味美形嬌，營養豐富，深受廣大消費者的喜愛。櫻桃為異花授粉植物，雌雄同體，絕大多數櫻桃自花結實率低或完全自花不實，高度依賴蟲媒進行異花授粉[1，2]。現代甜櫻桃產業的規模化生產、集中區域種植造成了一定區域內授粉昆蟲數量相對不足，不能滿足作物自然授粉的需要，在一定程度上影響了果品產量和品質[3]。此外，櫻桃往往早春開花，環境溫度低，阻礙了昆蟲的授粉行為和花粉管發育[4]。故授粉一直是制約櫻桃產量的一個重要因素[5]。

凹唇壁蜂（OsmiaexcavataAlfken）是蜜蜂總科（Apoidea）切葉蜂科（Megachilidae）壁蜂屬（Osmia）的一種獨棲蜂，每年發生1代，巢外活動的時間主要集中在春季和初夏[6]。雌蜂出繭、完成交配后，開始進行收集花粉花蜜、構建土室等行為，雌蜂平均活躍20～25天[7]。與蜜蜂相比，凹唇壁蜂具有耐低溫、采集速度快、授粉效率高、管理簡便、應用成本低的優勢，近年來被廣泛應用于為水果、蔬菜等作物傳粉[8]。但由于集約化農業、殺蟲劑的使用等，獨居蜂種群數量下降[9]。

關于蜜蜂授粉效果的研究較多，而關于凹唇壁蜂授粉對櫻桃坐果率的作用效果及經濟價值評估的研究報道較少。明確凹唇壁蜂對櫻桃的授粉增產效果，評估凹唇壁蜂對櫻桃的受依賴程度、功能量及經濟服務價值，有利于增強人們對凹唇壁蜂經濟價值的認識，為在櫻桃園應用凹唇壁蜂授粉技術提供數據支持，從而進一步促進其在櫻桃上的推廣應用。因此本研究通過田間試驗測定了凹唇壁蜂對櫻桃的增產效果，并借鑒國外成熟的昆蟲授粉價值評估方法評價了凹唇壁蜂為櫻桃授粉的經濟重要性，以期更好地發揮凹唇壁蜂的傳粉增產功能。

1材料與方法

1.1研究區域概況

本試驗于2018年4月至5月在山東省煙臺市牟平區櫻桃園中進行，采取常規水、肥與病蟲害防治方法進行管理。種植櫻桃品種為美早櫻桃。

1.2供試蟲源

凹唇壁蜂來自山東省煙臺市棲霞蘋果園，該蜂為具有優良授粉性能的本土壁蜂蜂種。

1.3研究方法

1.3.1凹唇壁蜂授粉增產效果試驗設置凹唇壁蜂授粉和隔離授粉兩個處理，在每個處理區組中選取5棵長勢相似的櫻桃樹作為重復樹，在每棵樹的東、西、南、北、中5個方位選取并標記5個枝條，要求標記的枝條長勢基本一致。隔離授粉處理用60目白色防蟲網罩住櫻桃樹枝條，清除網罩內的昆蟲并封閉好蟲網，阻止其他授粉昆蟲進入網罩內;凹唇壁蜂授粉處理按照果園內的常規要求釋放凹唇壁蜂。在櫻桃花開時調查開花數、花序數，在櫻桃長成后調查并計算坐果花序數及坐果率、坐果花朵數及坐果率。

花序坐果率（%）=坐果花序數花序總量×100;

花朵坐果率（%）=坐果花朵數花朵總量×100;

S=P-P0P0×100%。

其中，S為凹唇壁蜂授粉提高的百分率，P為凹唇壁蜂授粉處理的坐果率，P0為隔離授粉處理的坐果率。

1.3.2凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量評價昆蟲授粉功能量與服務價值是維持昆蟲生物多樣性、保護昆蟲授粉者和維護昆蟲授粉過程的重要基礎。通過評價授粉昆蟲對作物的授粉功能量，既可以了解授粉昆蟲對作物產量的生物學和生態學效應，也可以反映出作物對授粉昆蟲授粉的需求量情況。授粉功能量越大，往往在生產中對授粉昆蟲的需要越大。目前，我國蜜蜂授粉價值的定量化研究尚處于起步階段，故借鑒Morse和Calderone方法估算蜜蜂授粉的農業價值[10]，并結合山東省果樹的實際情況，基于2016年山東省櫻桃生產統計數據計算山東省櫻桃生產上凹唇壁蜂傳粉的功能量、服務價值。

授粉依賴程度：

其中，Di為農作物i對昆蟲授粉的依賴程度，或授粉昆蟲對作物的增產效果;Yieldi，open為在開放的或者昆蟲自由授粉區域中農作物i的產量;Yieldi，closed為在控制的或者避免昆蟲授粉區域中農作物i的產量。

馴養昆蟲授粉功能量估算方法：

其中，PFdp為馴養昆蟲對各類蟲媒傳粉作物實物產量的貢獻之和，Yi為第i種作物的實物產量，Di為第i種作物對昆蟲授粉的依賴程度，Pi為馴養授粉昆蟲在第i種作物有效昆蟲傳粉者中的比例估計值。

1.3.3凹唇壁蜂對櫻桃的授粉服務價值評估通過評估凹唇壁蜂對櫻桃的授粉服務價值，可以掌握其在櫻桃授粉上產生的經濟效益，從經濟角度上權衡是否值得相應的投入維持或增強授粉從而滿足櫻桃的授粉需求。

馴養授粉昆蟲授粉的服務價值估算方法：

其中，PSdp為馴養昆蟲對各類蟲媒作物產量授粉服務價值的貢獻之和，PRi為第i種作物的價格。

1.4數據處理

采用SPSS20.0軟件對數據進行統計分析，使用MicrosoftExcel2007繪制圖表。

2結果與分析

2.1凹唇壁蜂對櫻桃授粉的增產效果

于2018年4月12日（即櫻桃開花時間）統計櫻桃花朵、花序數量，2018年5月12日調查櫻桃坐果情況。隔離授粉區和凹唇壁蜂授粉區櫻桃坐果效果如圖1所示，凹唇壁蜂授粉區的櫻桃坐果數量大，且果實飽滿，果形正，個頭大，而隔離授粉區的櫻桃坐果率極低。統計結果發現，不同處理區組的花序總量（F=0.004，df=1，P=0.951）、花朵總量（F<0.001，df=1，P=1.000）沒有顯著差異，而花序坐果率（F=287.402，df=1，P<0.001）、花朵坐果率（F=388.106，df=1，P<0.001）均有顯著差異（表1）。其中，凹唇壁蜂授粉區的花序坐果率和花朵坐果率分別比隔離區增加了3.06倍和6.87倍。

2.2凹唇壁蜂對櫻桃授粉效果評價

以坐果花朵數作為產量，根據公式計算得出櫻桃對凹唇壁蜂的依賴度Di=87.43%。根據2016年山東省櫻桃生產情況和櫻桃對凹唇壁蜂的依賴程度，不考慮其他授粉昆蟲的作用，計算得出凹唇壁蜂對櫻桃的功能量。在已得出的凹唇壁蜂對櫻桃授粉功能量的基礎上，結合櫻桃價格，計算出凹唇壁蜂對櫻桃的經濟服務價值。結果顯示，凹唇壁蜂對櫻桃的授粉功能量超過30萬噸，所帶來的授粉經濟服務價值超過180億元（表2）。

3討論與結論

櫻桃大多具有自花不實性，即使少部分品種具有一定的自花結實能力，結實率也較低，無法滿足生產要求[11]。從櫻桃授粉生物學習性來說，開花后1～4天，授粉能力最強，5～7天較低，7天后極低，未授粉或授粉不良會造成落花，甜櫻桃的落花落果現象日益突出，成為影響產量、效益不容忽視的因素[12]，因此，果農應把握好授粉關鍵時期。成功授粉是櫻桃坐果的關鍵，直接影響櫻桃的產量和經濟效益[13]。自然授粉常受天氣影響，人工授粉成本高、效率低，蜜蜂授粉溫度要求高[14]，在大棚櫻桃生產中，應用蜜蜂往往有撞棚現象。此外蜂群衰竭失調癥（CCD）導致了蜜蜂種群數量下降，蜜蜂的價格上升造成授粉成本增加，故替代蜂種的引入可以減少生產中對蜜蜂的需求從而降低生產成本，提高經濟效益[15]。壁蜂耐低溫、早春訪花頻率高，速度快，是一種投資少、效益高、易管理的傳粉昆蟲，雌性壁蜂每年的可收回量大于釋放的親代壁蜂數量[4，16]。

本試驗結果顯示，凹唇壁蜂授粉區櫻桃的花序坐果率、花朵坐果率分別比隔離授粉區提高了3.06倍和6.87倍，凹唇壁蜂表現出授粉優勢。周浩等[1]在2017年利用地熊蜂和意大利蜜蜂對設施櫻桃進行授粉，其中，地熊蜂授粉坐果率接近60%，意大利蜜蜂授粉坐果率接近55%。應用凹唇壁蜂授粉櫻桃的坐果率效果均高于意大利蜜蜂和地熊蜂，除凹唇壁蜂本身所特有的在授粉形態上的優勢外，還可能與凹唇壁蜂的授粉習性有關。櫻桃對凹唇壁蜂授粉的依賴性達到87.43%，凹唇壁蜂的授粉功能量為31.47萬噸，所帶來的授粉服務價值為188.82億元。反映了櫻桃對凹唇壁蜂的需求量很高，凹唇壁蜂帶來的經濟效應或經濟價值值得投入相應的人力、物力和財力維持或增強凹唇壁蜂的授粉功能。

利用壁蜂授粉可以大大減少人工成本，對保證食品安全具有重大意義。總之，應用凹唇壁蜂授粉符合現代社會對綠色、安全、有機產品的需求。應當重視凹唇壁蜂的經濟價值，推廣櫻桃壁蜂授粉技術，充分發揮凹唇壁蜂的授粉功能。

參考文獻：

[1]周浩，翟一凡，邵莒南，等.地熊蜂和意大利蜜蜂授粉對設施櫻桃落花落果及果實品質的影響[J].山東農業科學，2017，49（8）：107-110.

[2]陳曉流，束懷瑞，陳學森.核果類果樹自交不親和性研究進展[J].植物學通報，2004（6）：755-764.

[3]王亞紅，范東晟，惠雋雄，等.甜櫻桃蜜蜂授粉與病蟲害綠色防控技術集成與示范[J].中國果樹，2016（5）：68-72.

[4]BoschJ，KempWP，TrostleGE.BeepopulationreturnsandcherryyieldsinanorchardpollinatedwithOsmialignaria（Hymenoptera：Megachilidae）[J].JournalofEconomicEntomology，2006，99（2）：408-413.

[5]KaoTH，McCubbinAG.Howfloweringplantsdiscriminatebetweenselfandnon-selfpollentopreventinbreeding[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica，1996，93（22）：12059-12065.

[6]門興元，李麗莉，盧增斌，等.壁蜂生物學特性與傳粉服務功能[J].應用昆蟲學報，2018，55（6）：973-983.

[7]BoschJ，KempWP.DevelopmentandemergenceoftheorchardpollinatorOsmialignaria（Hymenoptera：Megachilidae）[J].EnvironmentalEntomology，2000，29（1）：8-13.

[8]曹衍斌，周仙紅，葉保華，等.山東蘋果園凹唇壁蜂種群的制約因子分析[J].應用昆蟲學報，2017，54（4）：652-659.

[9]BatraSWT.Diversifywithpollenbees[J].Amer.BeeJ.，1994，134（9）：591-594.

[10]RobinsonWS，NowogrodzkiR，MorseRA.ThevalueofhoneybeesaspollinatorsofU.S.crops[J].Amer.BeeJ.，1989，129（13）：411-423，477-486.

[11]韓立群，馬凱，克里木·伊明，等.櫻桃開花生物學與授粉坐果特性的研究[J].新疆農業科學，2017，54（4）：639-644.

[12]郭朝華.露地甜櫻桃落花落果現象調查與預防措施[J].果樹實用技術與信息，2018（5）：41-43.

[13]閔顯寧.大櫻桃壁蜂授粉技術[J].果農之友，2014（3）：25.

[14]姜風濤，秦浩然，婁德龍.山東省果樹蜜蜂授粉管理與效益分析[J].中國蜂業，2017，68（7）：40-41.

[15]WardR，WhyteA，JamesRR.Ataleoftwobees：lookingatpollinationfeesforalmondsandsweetcherries[J].AmericanEntomologist，2010，56（3）：170-177.

[16]BoschJ，KempWP.Exceptionalcherryproductioninanorchardpollinatedwithblueorchardbees[J].BeeWorld，1999，80（4）：163-173.