熊蜂授粉對設施番茄產量和品質的影響

劉志剛 任紅松 馮廣余 買買提·艾合買提 胡西旦·買買提 阿木提·庫爾班 王瑞華 郭紅梅 王建 李海峰1

摘要：以吐魯番春季溫室優冠番茄為試材，通過利用番茄熊蜂授粉和激素噴花（CK）2個不同授粉處理在吐魯番4月高溫期對番茄坐果特性、果實性狀、產量品質、經濟效益進行比較，篩選出春季番茄設施生產比較理想的授粉方式，為熊蜂授粉在新疆吐魯番地區設施春季番茄的技術示范和推廣應用提供理論依據。結果表明，熊蜂授粉替代激素授粉，番茄坐果率提高5.6百分點，畸形果率降低10.6百分點;熊蜂授粉番茄不僅外觀品質好，銷售價格高，而且內在品質在維生素C含量比激素授粉番茄（CK）高18.56 mg/kg;熊蜂授粉番茄比對照處理產量提高17.19%，增收約32.49萬元/hm2，二者差異極顯著。說明在生產中既要考慮到設施番茄生產的人工成本和物料成本等因素，更要考慮番茄的產量和品質，相比對熊蜂授粉方式結合提早定植、增加蜂量、上下通風口提前放風等方法進行改良，是春季設施番茄生產較理想的選擇。

關鍵詞：設施;番茄;熊蜂;產量;品質;授粉

中圖分類號： S897+.3;S641.204 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0107-04

隨著設施農業發展，設施蔬菜栽培面積不斷擴大，極大地保障了蔬菜生產供應，降低了天氣災害對蔬菜生產的影響，然而設施環境限制了蟲媒、風媒等傳粉媒介，降低了蔬菜作物的授粉效率，導致坐果差、結實率低等現象[1]。提高產量品質對農作物生產至關重要，授粉是保證產量的關鍵技術環節。日光溫室的結構和小氣候環境阻礙了傳粉昆蟲的進入，如果設施蔬菜在開花期間不能良好地授粉，就會嚴重影響產量和品質。因此，在生產上通常采用人工授粉或昆蟲授粉。昆蟲授粉一直被認為是園藝作物的最佳授粉方式[2]。熊蜂授粉作為一種最貼近自然授粉的授粉新技術，近幾年在設施果菜種植中得到廣泛應用。熊蜂授粉不僅省工省時，有效提高坐果率和產量，同時還可以改善果實品質，避免人為激素污染，保證農產品安全[3]。

研究者較多是利用熊蜂[4-6]在正常設施溫度條件下對番茄進行授粉和熊蜂習性的調查，通過熊蜂授粉、激素授粉2種授粉方法進行比較，研究者在新疆吐魯番地區4—6月高溫期研究熊蜂授粉對設施番茄果實生長發育、產量及品質的影響相對較少。為此，本研究通過探討不同的授粉方法對設施番茄坐果特性、果實生長發育特性、產量品質及效益的影響，以期為熊蜂授粉在吐魯番春季設施番茄生產中的應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在2018、2019年1—6月吐魯番市高昌區亞爾鎮呂宗村設施農業基地溫室進行，試驗地土質為沙壤土，肥力中等，土壤有機質含量 10.73 g/kg、堿解氮含量89.6 mg/kg、速效磷含量176.9 mg/kg、速效鉀含量395 mg/kg，pH值為7.62。試驗溫室為2009年建下挖式干打壘土墻竹木結構型日光溫室，溫室跨度為11 m，東西長 148 m，脊高4.2 m，后墻為泥土堆積碾壓墻，墻底寬3.8 m，上寬1.6 m，竹木結構，三排立柱，無滴膜覆蓋，棉被保溫;建造時為便于卷簾機的操作，在溫室中間打了1道土墻，將溫室分為2個面積均約 667 m2，土壤條件基本一致的溫室。授粉用箱式熊蜂由新疆農墾科學院畜牧獸醫研究所提供，每箱 20～30只;噴花用植物生長調節劑65%甲硫·乙霉威可濕性粉劑3 000倍液，由住友化學（上海）有限公司生產;供試番茄品種為優冠，早熟性好，成熟果粉紅色，果實高圓形，上色均勻，耐儲運，商品性好，抗病性強，單果質量約350 g，由北京北農亨利種子有限公司生產，由吐魯番市育苗中心提供，為50穴穴盤育苗。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 設熊蜂輔助授粉、植物生長調節劑噴花2個處理，分別在單獨的溫室內進行操作管理，除授粉方式、風口防蟲網2個操作不同，番茄品種、整枝打杈、水肥管理等都一致。試驗采用隨機區組設計，每個處理為1個小區，面積36 m2，每個處理3個重復，每個重復30株，共90株。熊蜂授粉試驗溫室上下放風口各拉寬1.2 m防蟲網，初花期在溫室中部放入2箱熊蜂。激素授粉試驗溫室，當開花植株數達到50%時，用植物生長調節劑65%甲硫·乙霉威可濕性粉劑3 000倍液正對噴花。

1.2.2 田間管理 番茄開花大約5%時，夜晚將蜂箱拿入熊蜂授粉溫室中間位置，使蜂巢門朝向東南方向，靜置1～2 h后打開巢門。番茄苗1月29日定植，第1穗果開花為2月10日，開花期間用60目防蟲網封住溫室上下放風口，防止熊蜂飛出溫室而使群勢受影響。花期結束時間為4月17日，初次采摘為4月3日，末次采摘為6月13日。授粉期間溫室08：30開棚升棉被，10：30開50%上風口，12：00打開全部上風口，溫室中午棚內溫度高于35 ℃時打開下風口進行降溫，激素授粉棚從盛花初期開始每天08：00—11：00噴花，每隔2～3 d噴1次，2種授粉方式番茄植株都留5穗果打頂。

1.2.3 調查與測定 在番茄授粉期觀察熊蜂的活動情況及授粉習性，記錄出巢、回巢的時間和溫度。每小區分別在溫室前部、中部、后部各隨機選取3株，共9株掛牌標記，在盛花初期定株調查各小區植株的總花數、坐果數、畸形果數。4月25日果實采收初期調查番茄的單果質量、籽粒數、單株產量，用游標卡尺測量果實縱橫徑，并在不同果肉部位重復測定3次可溶性固形物含量，采用WYT手持式折光測糖儀測定可溶性固形物含量，用2，6-二氯酚靛酚法測定維生素C含量，用滴定法測定總糖含量，用酸堿中和滴定法測定總酸含量。

1.2.4 統計與分析 采用DPS 14.5對數據進行處理，將2018、2019年2年物候期的試驗數據取平均值，采用Duncans新復極差法進行生物學統計分析，不同大寫、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上差異顯著。

2 結果與分析

2.1 熊蜂在日光溫室番茄上的授粉特性

據觀察，由于吐魯番春季氣溫升溫快，熊蜂早晨出巢早，中午回巢早，下午出巢晚，進巢晚;熊蜂在早上溫室內溫度9～12 ℃開始出巢活動，溫室1月底種植番茄后，第1穗果開花時2月中下旬溫度較低，早晨揭棉被后10：00左右開始有熊蜂開始活動，每天早上每箱蜂飼喂1瓶蓋糖水，10：30左右熊蜂出巢開始授粉活動，12：30左右棚內溫度開始迅速升高時開始回巢，隨外界氣溫的升高，熊蜂早上出巢時間提早，回巢時間也提早;中午在棚內通風降溫后，17：00開始逐漸出巢授粉，20：30左右時仍有3～5只/箱熊蜂在采集花粉，熊蜂活動時間7～8 h/d。

通過長時間的觀察發現，熊蜂的對番茄的授粉效率很高，僅1只熊蜂在番茄花上授粉，用自己的吸器邊吸蜜采花粉邊繞花朵的柱頭1～2圈，平均每 2～3 s 就可以完成1朵花的授粉，完成1朵花的授粉后，立即飛到另一朵花上完成同樣的授粉，不僅授粉充分，而且授粉效率高。從形態上熊蜂與普通蜜蜂相比，熊蜂體型大、體力強、全身有細絨毛，授粉和飛行中發出嗡嗡聲，能夠使花粉充分釋放出來，有利于花粉的傳播。同時，觀察到熊蜂的趨光性較差，而熱感覺靈敏，打開蜂箱后熊蜂在整個溫室空間分布均勻;防蟲網雖然能防止熊蜂飛走，但影響高溫期溫室放風效果。如果及時打開上下風口放風，熊蜂就授粉時間長，中午回巢時間晚，如果放風不及時，溫室內溫度很快升高到接近40 ℃，這個過程中溫室溫度上升到一定程度，大部分熊蜂回巢，30～45只/hm2找到縫隙逃走，15～30只/hm2被夾到棚膜和防蟲網中間死亡，有個別熊蜂出現“撞棚”現象，造成熊蜂數量減少，所以需要2箱熊蜂授粉，以確保授粉效果。

2.2 不同授粉方式對番茄坐果的影響

從表1可以看出，春季日光溫室4—6月高溫期番茄采用熊蜂授粉，坐果率為95.2%，與對照激素處理相比提高5.6百分點，而畸形果率下降10.6百分點，其授粉結實效果優于激素授粉，二者差異顯著;熊蜂授粉番茄的果實橫徑、縱徑均高于激素授粉處理，但對果形指數影響不明顯。由此可見，由于春季前期棚內溫度低，激素濃度或品種等原因，激素授粉導致畸形果率明顯比熊蜂授粉高，同時，由于新疆吐魯番4月初開始外界氣溫的迅速升高，試驗溫室上下風口都拉了防蟲網，降低了風口的通風降溫效果，加上棚主溫室較多，激素授粉人工需求量大，放風降溫措施不及時，后期連續開花坐果期溫度偏高等因素也影響了番茄坐果。因此，在溫室番茄管理中，為了促進坐果和果實發育，控制好花期和坐果期溫度是管理的關鍵環節。

2.3 熊蜂授粉對番茄產量的影響

從表2可以看出，熊蜂授粉番茄果實心室數略高于激素授粉處理，2處理分別為3.80、3.20個，二者差異不顯著，但籽粒數極顯著高于激素授粉處理，分別為34、13個。通過熊蜂授粉的番茄單平均果質量為229.72 g，激素授粉處理的平均單質量為202.35 g，產量分別達141 139.2、165 398.4 kg/hm2，熊蜂授粉比激素噴花產量增加17.19%，二者差異顯著;從外觀來看，熊蜂授粉的番茄果個大，果實圓滑豐滿，紅色均勻，心室內籽粒多，湯汁飽滿，而激素授粉的番茄果實稍小，由于湯汁和籽粒均少，各心室處呈凹陷。表明熊蜂授粉方式有利于番茄果實的生長發育和產量品質的提高。

2.4 熊蜂授粉對番茄品質的影響

從表3可以看出，熊蜂授粉番茄果實的品質指標可溶性固形物、維生素C、總糖、總酸含量均高于激素授粉處理，分別比激素授粉處理高0.8百分點、18.56 mg/kg、9.49 g/kg、0.9 g/kg，同時，前者果實風味（糖酸比）也稍好于后者。試驗采用熊蜂授粉的番茄果實平均可溶性固形物和總酸含量分別為6.7%和4.2 g/kg，而激素授粉番茄的分別為5.9%和3.3 g/kg，二者可溶性固形物含量相比均呈顯著差異，而總酸含量相比差異不顯著;熊蜂授粉的番茄果實平均維生素C和總糖含量分別為 137.24 mg/kg 和36.81 g/kg，激素授粉番茄的分別為118.68 mg/kg和27.32 g/kg，二者相比均呈極顯著差異;而熊蜂授粉的番茄果實平均糖酸比為8.76，高于激素授粉番茄的8.28。相比激素授粉處理，熊蜂授粉的番茄不僅內在品質好，而且外觀品質圓潤飽滿，果實周正，顏色均勻。由此可見，熊蜂授粉能不僅改善番茄果實的品質，而且能提高果實商品性。

2.5 不同授粉方式的經濟效益分析

從表4可以看出，番茄人工激素授粉需要噴花225次/hm2，每次按1個工100元計算，勞務成本約在22 500元/hm2，購買激素藥物等物化成本約為 4 500元/hm2，激素授粉的總成本約27 000元/hm2;熊蜂授粉僅需在番茄開花授粉期內釋放30箱/hm2蜂即可滿足設施番茄春季授粉的需求，熊蜂價格為400元/箱，購買熊蜂需12 000元/hm2，購買熊蜂擺放架和遮陽布等需1 500元/hm2，上下防蟲網需要70 m×1.2 m×2元/m2÷667 m2×2（表示上下共2道）×15×667 m2/hm2=5 040元/hm2，可使用2年，年均2 520元/hm2，勞務成本 3 000元/hm2，熊蜂授粉的總成本約19 020元/hm2，比激素授粉節約7 980元/hm2。

番茄熊蜂授粉比激素授粉的平均產量提高17.19%，可增產24 259.2 kg/hm2，畸形果率降低10.6%，產量和品質提高，銷售價格也隨之提高，除去所有生產成本，增收約32.49萬元/hm2，且番茄熊蜂授粉總產值和純收入與激素授粉相比差異極顯著。

3 討論與結論

研究結果表明，熊蜂授粉替代激素授粉可促進番茄充分授粉和果實生長發育，顯著降低果實畸形率，提高熊蜂授粉番茄的坐果率、平均單果質量和單株產量，且果實周正、飽滿、圓潤，湯汁多，口感好，富含種子;另外，熊蜂授粉番茄的籽粒發育比較齊全，平均籽粒數34粒，明顯高于激素授粉番茄平均籽粒數21粒，激素授粉番茄的籽粒有50%以上未發育，以上研究結論與前人的研究結果[7-9]一致。

番茄果實品質指標主要包括可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量、維生素E含量、硝酸鹽、番茄紅素、蛋白質含量等[8]，而番茄果實風味主要取決于糖、酸的絕對含量[10]。從營養角度看，本研究中熊蜂授粉的番茄果實平均維生素C含量為137.24 mg/kg，平均總糖含量為36.81 g/kg，平均總酸含量為4.2 g/kg，平均糖酸比為8.76，這些主要品質指標均高于激素授粉處理，可見熊蜂授粉對番茄的內在品質改善效果明顯。研究結果表明，與激素授粉處理相比，熊蜂授粉的番茄果實總糖含量、可溶性固形物含量、維生素C含量均提高[11-13]。本研究結果顯示，熊蜂授粉與激素授粉處理相比可以極顯著提高番茄果實的可溶性總糖和維生素C含量，對提高糖酸比和可溶性固形物含量也有一定作用，可以明顯改善番茄果實風味和品質，這與相關研究結論一致。

熊蜂授粉不用人工噴花，省時省工，避免了激素授粉對溫室環境和作物的污染等問題，且熊蜂對農藥敏感，要求農民用藥更符合安全標準，更加科學精準，極大地降低了農藥使用量，提高用藥效率，為設施番茄的綠色生產起到了保障作用。大量研究結果表明，熊蜂授粉方式的坐果率、果實商品性和安全性較好[14-18]，但在生產示范過程中，個別種植戶擔心吐魯番4月的高溫會影響溫室內熊蜂出巢授粉和正常壽命，熊蜂授粉會降低坐果率而影響產量，但試驗結果證明，熊蜂授粉不但效率高，坐果率、產量和經濟效益均明顯提高。

通過試驗觀察，建議廣大種植戶在種植設施春季番茄、茄子等果蔬過程中，根據天氣情況盡早在 1月底前完成定植，在開花期前提高地溫，加強溫度和水肥管理，促進營養生長，初花期開始采用 30箱/hm2 熊蜂進行授粉，同時結合提前通風、灌水、遮陰等降溫管理技術措施，在4—6月高溫期來臨前盡量多留果，根據天氣情況適時適期通風，合理保溫，促進果蔬生長發育。通過早定植將授粉期提前，提高熊蜂的授粉效率，延長熊蜂的有效授粉期和授粉壽命，提高果蔬的坐果率，為設施熊蜂授粉技術進一步在新疆吐魯番地區設施生產推廣應用奠定基礎。

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