不同授粉方式对南方设施西甜瓜授粉效果的影响

张华峰 蒋云飞 张蕾琛 马二磊 应泉盛 王毓洪 黄芸萍

摘要：针对南方设施瓜类轻简化栽培省工省力的需求，探究蜜蜂授粉替代人工授粉对设施西瓜甜瓜授粉的影响，比较平湖黑浆蜂和平湖黄浆蜂的耐高温性以及蜂箱箱体放置方式对高温期授粉蜜蜂种群的影响，通过坐果率、畸形果率、单果质量、品质、产量以及经济效益等指标比較平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉在设施西瓜甜瓜上的授粉效果。结果表明，平湖黑浆蜂耐高温性好，可以抵御夏季短时间的高温伤害。蜂箱箱体的1/10放入大棚内，其余9/10的箱体在大棚外的方式可以延长高温期蜜蜂授粉时间5 d，可以延长授粉蜜蜂种群寿命30 d。在中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜上，平湖黑浆蜂访花授粉能力强，增加果实坐果数，果实畸形率低，单瓜质量小于人工授粉，中心可溶性固形物含量和边缘可溶性固形物含量高于人工授粉，每667 m2商品瓜产量均高于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉，增加效益作用突出。

关键词：蜜蜂；南方设施栽培；西瓜；甜瓜；授粉效果

中图分类号：S651；S652 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）11-0062-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.11.015

Abstract： For the demand of saving the input in protected cultivation in South China，the effects of different pollination methods on fruit set and abortion of melon and watermelon were investigated. The high temperature tolerance between Pinghu black bee and Pinghu wasp was compared，and the effects of different placement in the bee box on Pinghu black bee and Pinghu wasp during hot season was studied. The research also worked on the fruit setting rate，fruit abortion rate，single fruit weight，quality and yields among three different pollination methods（Pinghu black bee，Pinghu wasp and human pollination） on melon and watermelon cultivation. The results showed that Pinghu black bee had better tolerance and less injured influenced by high temperature in summer. And，putting 1/10 of the beehive box into greenhouse and remaining 9/10 outside，showed 5 day length elongation of pollination period，and prolong the life span of the bee population for 30 days. Pinghu black bee showed better pollination ability among small and medium size watermelon， and muskmelon cultivation，which increased the fruit setting rate and reduced fruit abortion rate. However，the single fruit weight was lighter，when compared Pinghu black bee pollination to human pollination. The brix in the central part and edge part of fruit showed higher results，which compared Pinghu black bee pollination to human pollination method. Pinghu black bee pollination method showed the highest yields per 667 m2， which increased the economics output of muskmelon and watermelon industry.

Key words： bee； protected cultivation； watermelon； melon； pollination effects

近年来，随着中国社会生产力的发展和农业产业结构的调整升级，农村劳动力大量转移，人工成本越来越高，劳动力短缺和劳动生产成本增加问题日趋凸显。西瓜、甜瓜设施栽培属于劳动密集型产业，劳动量大，技术要求较高。瓜类轻简化栽培成为目前南方设施西瓜、甜瓜栽培中重点研发的技术之一。南方设施西瓜、甜瓜轻简化栽培主要从育苗、耕作、肥水管理、农艺管理、授粉、采收等各个环节开展系统攻关和技术集成，形成涵盖育苗集约化、耕作机械化、授粉蜜蜂化、肥水一体化、农艺管理简约化的西瓜、甜瓜轻简化栽培关键技术体系。

授粉蜜蜂化是南方设施西瓜、甜瓜轻简化栽培关键环节之一，具有节省人工授粉劳动力成本、降低劳动强度、降低果实畸形率、避免使用植物生长调节剂、提高果实产量、改善果实品质、保证农产品质量安全的作用[1]。目前设施西瓜甜瓜授粉一般采用人工授粉或喷施氯吡脲、噻苯隆等坐果灵药剂，授粉过程费工费时，劳动强度大，其中人工授粉易出现花粉涂抹不均匀造成畸形果的情况；坐果灵药剂点花，剂量使用不当易造成果实畸形，影响果实口感风味，而且激素残留可能影响产品质量安全。近年国内对设施西瓜甜瓜蜜蜂授粉技术开展了初步研究[2-5]，但南方地区耕地面积有限，西瓜、甜瓜生产多采用8 m宽的简易钢管大棚，设施内高温高湿的气候对西瓜、甜瓜蜜蜂授粉带来了极大挑战，与此相关研究较少。为此，本研究针对南方中小棚设施高温高湿环境条件开展平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂、人工授粉对南方设施西瓜甜瓜授粉效果研究，以期为南方设施西瓜、甜瓜轻简化栽培蜜蜂授粉技术研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蜜蜂品种选择平湖黑浆蜂和平湖黄浆蜂，由平湖市云飞蜜蜂授粉专业合作社提供，这两个品种属于浙江浆蜂蜂种，是意大利蜜蜂经过长期选育后的地方性蜂种，抗逆性强，耐高温性好，性情温顺，分蜂性弱，易管理。试验用的蜂群在自然条件下现代活框饲养，管理水平一致，健康无病，授粉蜂群为3脾授粉用小蜂群，每箱蜜蜂青壮年采集蜂数量约为6 000只，每333 m2设施放置一箱蜜蜂，用5层遮阳网覆盖遮阴。

中型西瓜品种选用早佳8424，由新疆明鑫科鸿农业科技有限责任公司提供，嫁接砧木品种为甬砧3号，由宁波市农业科学研究院提供；小型西瓜品种选用拿比特，购自杭州三雄种苗有限公司；厚皮甜瓜品种选用甬甜5号，由宁波市农业科学研究院提供。

1.2 试验方法

试验地点位于浙江省宁波市鄞州区古林镇的宁波市鄞州蜃丰果蔬专业合作社。于2017年2月16日播种，3月20日定植，4月23日进入花期，5月25日开始采收。栽培设施为塑料大棚，60目防虫网纱隔离，共9个处理。每个处理设置3次重复，随机区组排列，小区面积为75 m2，每个小区种植60株，行距2.5 m，株距0.5 m。栽培方法采用爬地栽培双蔓整枝，西瓜、甜瓜每蔓留3个结果枝，田间管理同常规。

西瓜、甜瓜花期前5 d将蜂箱放置在大棚中，将得力9010温湿度计置于离地30 cm处，授粉期间每日14：00调查棚内温度。在西瓜、甜瓜鸡蛋大时，调查坐果情况，每个组合选择10株统计总坐果数和畸形果数。果实采收后，选择10个果实测定西瓜、甜瓜的产量、单果质量、中心糖和边缘糖，采用LH-T32型手持式折光糖度计测定糖度。

2 结果与分析

2.1 授粉蜂箱放置方式对蜜蜂授粉的影响

据统计，2017年4月18日至8月20日宁波日最高气温超过30 ℃的天数为57 d，超过35 ℃的天数为36 d，高温天气对蜜蜂的存活和授粉有严重危害。不同的蜂箱放置方式可以影响蜜蜂存活和授粉，如表1所示，处理1是将蜂箱整体放置于大棚内，试验发现高温期蜜蜂访花能力较强，棚内日最高气温超过42 ℃时蜜蜂出现死亡，棚内日最高气温超过36 ℃时蜜蜂访花授粉可以持续5 d，蜜蜂种群数量放入大棚60 d后减少50%，基本满足高温期西瓜、甜瓜授粉需要；处理3是将蜂箱整体放置于大棚外，试验发现当棚内温度超过36 ℃时，处理3的蜜蜂不进棚访花，无法满足高温期西瓜、甜瓜授粉需要；处理2是将蜂箱箱体的1/10放入大棚内，其余9/10的箱体在大棚外，棚内日最高气温超过36 ℃时蜜蜂访花授粉可以持续10 d，蜜蜂种群数量放入大棚90 d后减少50%，高温期访花能力强，可以满足高温期西瓜、甜瓜授粉需要，与处理1相比可以延長高温期授粉时间5 d，可以延长蜜蜂种群寿命30 d。试验表明蜂箱箱体的1/10放入大棚内，其余9/10的箱体在大棚外的方式既保证了蜜蜂出巢授粉，同时可以通过外界空气的流通降低高温对蜜蜂的伤害。

2.2 高温天气对授粉蜜蜂的影响

以甬砧3号嫁接早佳8424长季节轻简化西瓜栽培为例，比较平湖黑浆蜂和平湖黄浆蜂在高温期的种群表现情况，选取长季节轻简化西瓜栽培每一批西瓜蜜蜂授粉结束的时间进行数据测量，自2017年4月18日入棚到2017年8月25日出棚，平湖黑浆蜂和平湖黄浆蜂均呈现蜂群数量减少和子脾孵化率降低的趋势。在2017年4月30日第1批西瓜授粉结束时，平湖黑浆蜂和平湖黄浆蜂在子脾孵化率和蜂群数量无差异。从5月31日第2批西瓜授粉结束到7月25日第4批西瓜授粉结束，平湖黑浆蜂的子脾孵化率从85%下降到40%，蜂群数量减少，仍可以满足第5批西瓜授粉；平湖黄浆蜂子脾孵化率从85%下降到25%，蜂群数量锐减，无法满足第5批西瓜授粉。在2017年8月25日第5批西瓜授粉结束时，平湖黑浆蜂蜂群减少但存活，平湖黄浆蜂整体死亡（表2）。试验表明平湖黑浆蜂耐高温性好，可以抵御夏季短时间的高温伤害。

2.3 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的单株坐果数比较

由图1可知，平湖黑浆蜂授粉的单株平均坐果数在中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜上均高于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉。在中型西瓜上，平湖黑浆蜂授粉的单株平均坐果数比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别增加0.48个和0.79个；在小型西瓜上，平湖黑浆蜂授粉的单株平均坐果数比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别增加0.08个和0.93个；在甜瓜上，平湖黑浆蜂授粉的单株平均坐果数比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别增加0.18个和0.60个。试验表明平湖黑浆蜂在中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜上访花授粉能力强，增加了果实坐果数。

2.4 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的畸形率比较

3种授粉方式对中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜畸形率的影响见图2，在中型西瓜上平湖黑浆蜂授粉西瓜畸形率显著低于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉，而3种授粉方式在小型西瓜和厚皮甜瓜的畸形率上差异不显著。在中型西瓜上平湖黑浆蜂授粉西瓜畸形率比人工授粉低4.87个百分点；在小型西瓜和厚皮甜瓜上平湖黑浆蜂授粉西瓜畸形率比人工授粉分别降低0.07和0.08个百分点，但比平湖黄浆蜂授粉分别增加0.08和0.14个百分点。平湖黑浆蜂授粉西瓜畸形率表现最好，而平湖黄浆蜂授粉在在小型西瓜和厚皮甜瓜上表现最好。分析原因为中型西瓜由于果实体积较大，在果实膨大时容易观察到果实畸形；小型西瓜和厚皮甜瓜由于果实体积较小，在果实膨大时出现细微的果实畸形不易观察出。试验表明平湖黑浆蜂授粉在中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜上果实畸形率低。

2.5 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的单瓜质量比较

由图3可知，单瓜质量上平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉在中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜上无显著差异。平湖黑浆蜂授粉中型西瓜单瓜质量小于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉；平湖黑浆蜂授粉的小型西瓜和厚皮甜瓜单瓜质量均小于人工授粉，大于平湖黄浆蜂授粉。在中型西瓜上，平湖黑浆蜂授粉单瓜质量比平湖黄浆蜂授粉的轻0.02 kg，比人工授粉的轻0.15 kg；在小型西瓜上，平湖黑浆蜂授粉单瓜质量比平湖黄浆蜂授粉的重0.08 kg，比人工授粉的轻0.07 kg；在厚皮甜瓜上，平湖黑浆蜂授粉单瓜质量比平湖黄浆蜂授粉的重0.14 kg，比人工授粉的轻0.08 kg。分析原因为由于平湖黑浆蜂授粉在单株坐果数上大于人工授粉造成营养分流，所以平湖黑浆蜂授粉单瓜质量小于人工授粉。平湖黑浆蜂授粉单瓜质量在小型西瓜和厚皮甜瓜上比平湖黄浆蜂授粉大，分析原因是平湖黑浆蜂在授粉效果上要好于平湖黄浆蜂，花粉量大，有利于果实膨大。试验表明平湖黑浆蜂授粉在中型西瓜的单瓜质量上小于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉，在小型西瓜和厚皮甜瓜的单瓜质量上大于平湖黄浆蜂授粉，小于人工授粉。

2.6 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的可溶性固形物比较

2.6.1 中心可溶性固形物含量 3种授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的中心可溶性固形物含量如图4所示，平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉中型西瓜、小型西瓜的中心可溶性固形物含量无显著差异；平湖黑浆蜂授粉和平湖黄浆蜂授粉厚皮甜瓜的中心可溶性固形物含量无显著差异，两者与人工授粉厚皮甜瓜的中心可溶性固形物相比均有显著差异。平湖黑浆蜂授粉的中型西瓜中心可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别高0.14和0.62个百分点；平湖黑浆蜂授粉的小型西瓜中心可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别高0.11和0.25个百分点；平湖黑浆蜂授粉的厚皮甜瓜中心可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别高0.14和0.92个百分点。试验表明平湖黑浆蜂授粉中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的中心可溶性固形物含量均高于平湖黄浆蜂和人工授粉。

2.6.2 边缘可溶性固形物含量 3种授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物含量如图5所示，平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉中型西瓜、小型西瓜的边缘可溶性固形物含量无显著差异；平湖黑浆蜂授粉和平湖黄浆蜂授粉厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物含量无显著差异，平湖黑浆蜂授粉与人工授粉厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物有显著差异，平湖黄浆蜂授粉与人工授粉厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物含量无显著差异。平湖黑浆蜂授粉的中型西瓜边缘可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉的低0.32个百分点，较人工授粉的高0.13个百分点；平湖黑浆蜂授粉的小型西瓜边缘可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别高0.08和0.43个百分点；平湖黑浆蜂授粉的厚皮甜瓜边缘可溶性固形物含量较平湖黄浆蜂授粉和人工授粉分别高0.14和0.08个百分点。试验表明平湖黑浆蜂授粉小型西瓜和厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物含量均高于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉，在中型西瓜上的边缘可溶性固形物含量高于人工授粉，低于平湖黄浆蜂授粉。

2.7 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的产量比较

3种授粉方式下中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的667 m2产量如图6所示，平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜667 m2商品瓜产量差异显著。平湖黑浆蜂授粉中型西瓜667 m2产量比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉的分别增加88.7 kg和260.9 kg，增长幅度分别为7.51%和25.88%；平湖黑浆蜂授粉的小型西瓜 667 m2产量比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉的分别增加151.6 kg和413.0 kg，增长幅度分别为10.63%和35.48%；平湖黑浆蜂授粉的厚皮甜瓜667 m2产量比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉的分别增加108.6 kg和235.2 kg，增长幅度分别为9.58%和23.35%。试验表明平湖黑浆蜂授粉中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜667 m2商品瓜產量均高于平湖黄浆蜂授粉和人工授粉。

2.8 平湖黑浆蜂、平湖黄浆蜂和人工授粉效益分析

3种不同授粉方式667 m2中型西瓜、小型西瓜、厚皮甜瓜产量、产值、成本和效益分析结果见表3，平湖黑浆蜂授粉667 m2中型西瓜、小型西瓜、厚皮甜瓜的效益均比平湖黄浆蜂授粉和人工授粉的高，其中小型西瓜667 m2收益最高。试验表明蜜蜂授粉比人工授粉在授粉成本上有所增加，但是收益增加明显，尤其是平湖黑浆蜂授粉增加效益作用突出。

3 小结与讨论

环境是影响蜜蜂生存和授粉的重要环境因素。环境温度的变化直接影响蜜蜂的个体发育、群体活动、蜂群繁殖、群势强弱等方面。蜜蜂个体是变温动物，体温会随着外界气温的变化而变化，具有调节蜂巢温湿度的功能，蜂卵孵化的最适温度为34～35 ℃，最适湿度为75%左右[6]。南方夏季持续高温对蜂卵孵化有危害，直接影响蜂群种群数量，间接影响蜜蜂对西瓜和厚皮甜瓜的授粉效果。本试验通过对耐高温蜜蜂品种的筛选，得出平湖黑浆蜂耐高温能力强，在高温期访花能力强，可以抵御夏季短时间的高温伤害，能很好地满足高温期设施西瓜甜瓜的授粉需要，但长时间的高温会伤害蜜蜂，降低蜂卵的孵化率，直至整群蜜蜂死亡。为了更好地完成高温期设施西瓜甜瓜的授粉工作，采用了蜂箱箱体的1/10放入大棚内，其余9/10的箱体在大棚外（巢门在棚内）的方式，加盖5层遮阳网，除此之外还应打开蜂箱1/10部分的箱盖和副盖，在箱盖和副盖之间覆上一块浸透水的毛毡，可以在12：00～15：00之间每小时打开大棚顶部喷淋10 min，对大棚整体降温，在蜂箱四周地面开出0.1 m×0.1 m的水沟，喷淋的水在遮阳网下的水沟内残留时间长，可以降低蜂箱小环境温度，再加上用麦秆、稻草等秸秆覆盖蜂箱上的方式，既保证了蜜蜂出巢授粉，同时可以通过外界空气的流通降低高温对蜜蜂的伤害。

从试验结果可以看出，尽管蜜蜂授粉的西瓜甜瓜单瓜质量比人工授粉的略小，但是蜜蜂授粉通过增加西瓜甜瓜商品果数从而提高了西瓜甜瓜的产量。相比于人工授粉，蜜蜂授粉在西瓜甜瓜产量和商品果数上有着绝对优势。因此，通过授粉可以提高西瓜甜瓜的产量，尤其是平湖黑浆蜂授粉表现极为突出。

在畸形率方面，蜜蜂授粉的中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的畸形率均比人工授粉显著降低，其中平湖黑浆蜂授粉西瓜畸形率表现最好，而平湖黄浆蜂授粉在小型西瓜和厚皮甜瓜上表现最好，与丁桔等[6]在厚皮甜瓜上的研究结果一致。

在品质方面，蜜蜂授粉的西瓜甜瓜中心可溶性固形物含量和边缘可溶性同形物含量都高于人工授粉，其中平湖黑浆蜂授粉中型西瓜、小型西瓜和厚皮甜瓜的中心可溶性固形物以及小型西瓜和厚皮甜瓜的边缘可溶性固形物含量表现最好，平湖黄浆蜂授粉中型西瓜的边缘可溶性固形物含量表现突出。因此，利用蜜蜂授粉能有效提高西瓜甜瓜的品质。

在效益方面，蜜蜂授粉比人工授粉在授粉成本上有所增加，但是收益明显，这与施金虎等[3]在西瓜上的研究结果一致，尤其是平湖黑浆蜂授粉增加效益作用突出，在小型西瓜上667 m2收益最高。

蜜蜂授粉是一项节工省本、提质增效、绿色环保的新技术，可以替代人工授粉，节省人工授粉劳动力成本、降低果实畸形率、避免使用植物生长调节剂、提高西瓜产量、改善果实品质、提高收益，满足南方设施瓜类轻简化栽培省工省力的需求，在农业生产中具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1] 吴丽楠，郎海芳，罗建南，等.浙江省蜜蜂授粉技术的应用现状及对策调查[J].浙江畜牧兽医，2011，36（3）：14-15.

[2] 胡美华，陈能阜.浙江省设施西厚皮甜瓜蜜蜂授粉技术[J].长江蔬菜，2013（21）：46-48.

[3] 施金虎，苏晓玲，华启云，等.设施西瓜中华蜜蜂授粉效益分析与技术要点[J].中国蜂业，2016，67（7）：46-47.

[4] 马二磊，臧全宇，黄芸萍，等.南方中小棚厚皮甜瓜蜜蜂授粉技术[J].浙江农业科学，2016，57（1）：60-62.

[5] 苏晓玲，华启云，赵东绪，等.不同坐果方式对设施长季节栽培西瓜产量和品质的影响[J].中国瓜菜，2016，29（5）：11-13.

[6] 丁 桔，马二磊，臧全宇，等.蜜蜂授粉对浙东地区甜瓜品质的影响[J].中国瓜菜，2016，29（8）：31-33.