极端授粉树花量下红富士蜜蜂授粉需蜂量研究

李立新，武文卿，毛益婷，申晋山，张旭凤，宋怀磊，李 磊，马卫华

（1.山西省农业科学院园艺研究所，山西 太原 030031；2.山西涑水河源头省级自然保护区管理局，山西 绛县 043600）

我国是世界第一大苹果生产国[1]，主栽苹果品种为红富士[2]。红富士苹果为异花授粉植物，自交不亲和，在自然条件下自花坐果率极低，因此，需要配置授粉树[3]。目前栽植的果园中，10%的红富士果园无特定授粉树，约60%的果园虽配置授粉树，但授粉树占全园果树总量的比例均不足20%[4]。果园没有配置授粉树和授粉树配置不足是影响苹果稳产和持续增收的一个重要因素[5]。标准化的红富士果园内，应该按照1∶4或1∶5的比例配置授粉树，授粉树配置比例最低也要保证1∶8[6-7]。但是由于授粉树果实的价格大大低于红富士，因此，普通农户为了追求利益最大化，实际生产中授粉树配置比例大部分达不到1∶8。那么在授粉树严重不足的情况下，增加授粉蜜蜂数量是否可以达到生产需求呢？

本研究在授粉树配比为1:20的条件下，通过考察果实坐果率和果实性状，探索极端授粉树花量条件下红富士蜜蜂授粉的需蜂量，以期为解决生产中红富士果园授粉树严重不足而导致红富士产量品质下降的问题提供指导。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在山西省运城市临猗县闫家庄乡东陈翟村进行。该区位于山西省西南部运城盆地三角地带北沿，属暖温带大陆性气候。日照充足，年平均日照时数2 271.6 h，年日照总辐射量为517.9 kJ/cm2。年平均气温13.5℃，年均降水量508.7 mm。

1.2 试验材料

试验主栽树品种为红富士，授粉树的品种为秦冠，树龄16 a，树势良好。供试蜜蜂为当地饲养的西方蜜蜂。每群蜂为3满脾，为避免蜜蜂进入试验网棚后出现撞棚，苹果开花前3 d将试验的蜂群搬离原处3 m，使老蜂无法回巢，在开花前2～3 d[8]将蜂群搬入试验网棚内，让蜜蜂试飞、排泄、认巢，提前适应试验环境。

1.3 试验设计

选择树势、树龄基本一致的3株红富士树，在开花前搭架罩防虫网作为1个试验处理小区[9]，统计小区内红富士的总花量，在红富士树的四周用瓶插授粉枝法配置授粉树，秦冠与红富士比例为1∶20。试验共3个处理，在授粉树比例一定的情况下，每个试验处理按18只蜜蜂、36只蜜蜂、54只蜜蜂配置，即每株苹果树的蜜蜂数量梯度为6，12，18只。红富士苹果初花期放入蜂群，苹果树上花全部落完时撤离蜂群，每天8：00—17:00进行试验。

1.4 蜜蜂数量控制方法

参照“一种蜜蜂授粉强度控制专用箱”（ZL201010505038.6）专利[10]进行试验蜂群蜜蜂数量的控制。打开短管口，放出试验所用蜜蜂，关闭短管口，若蜜蜂飞到树上则开始观察，若个别飞到网上，用捕虫网捕住蜜蜂，再打开短管口放出该蜜蜂，直到蜜蜂飞到树上为止。在打开短管口的同时，打开长管口，注意观察，有几只蜜蜂进入长管口，同一时间内打开短管口，放出同等数量的蜜蜂，以保持网内授粉蜜蜂的数量。

1.5 测定项目及方法

试验前按处理分别统计每小区3株红富士的花量，试验结束后15 d，调查红富士坐果情况，计算坐果率。果实成熟后，每个处理相同方向随机选取果实100个，调查偏斜果实数，计算偏斜果率。每个处理相同方向随机选取果实50个，调查果实种子数和心室数，测量纵径和横径，计算果形指数。

坐果率＝坐果数（花序坐果数）/花朵数（花序数）×100%[11]；偏斜果率＝偏斜果数/100×100%；果形指数＝纵径/横径。

2 结果与分析

2.1 不同蜜蜂数量下红富士坐果情况

从表1可以看出，无论花序坐果率还是花朵坐果率，18只/株蜜蜂处理的坐果率最高，6只/株蜜蜂处理的坐果率最低；随着蜜蜂数量的增加，坐果率逐渐提高。但花序坐果率18只/株蜜蜂处理与其他2个处理不存在极显著差异（P＞0.01）；花朵坐果率18只/株蜜蜂处理与6只/株蜜蜂处理、12只/株蜜蜂处理间差异大极显著水平（P＜0.01）。总体而言，3个处理的蜜蜂数量都能达到生产所需的坐果率。

表1 不同蜜蜂数量下苹果的坐果率

2.2 不同蜜蜂数量下红富士偏斜果情况

表2 不同蜜蜂数量下红富士偏斜果率

从表2可以看出，18只/株蜜蜂处理的偏斜果实数最少，为18%，12只/株蜜蜂处理的为26%，而6只/株蜜蜂处理的最高，为56%。说明1∶20授粉树配置下，蜜蜂数量越多，授粉越充分，苹果果形也越正。

2.3 不同蜜蜂数量下红富士果形指数

表3 不同蜜蜂数量下红富士果形指数

果形指数越接近1，果实越接近圆形。经方差分析，蜜蜂数量为6，12，18只3个处理果形指数没有差异（P≤0.05），3个处理果实都近似于圆形。

2.4 不同蜜蜂数量下红富士种子数量、质量与心室数

从表4可以看出，对种子饱满度来说，3个处理差异不大，但对种子总数来说，18只/株蜜蜂处理最高，50个苹果的种子总数为290个，比6只/株蜜蜂处理（140个）增加了107.14%。

表4 不同蜜蜂数量下红富士种子饱满度

从表5可以看出，无论每果心室数，还是每果种子数，都是18只/株蜜蜂处理最高，分别为4.20，5.80个；6只/株蜜蜂处理最低，分别为2.43，2.80个。可见，随着蜜蜂数量的增加，每果种子数和心室数逐渐增加。经方差分析可知，每果心室数和每果种子数，18只/株蜜蜂处理与12只/株蜜蜂处理、6只/株蜜蜂处理之间存在极显著差异（P＜0.01）。

表5 不同蜜蜂数量下红富士的种子数与心室数

对抽取的50个果实的心室数进行统计（图1）。从图1可以看出，18只/株蜜蜂处理，5心室占到50%，4心室占到30%，3心室以下为20%；12只/株蜜蜂处理，5心室占到36%，4心室占到44%，3心室以下为20%；6只/株蜜蜂处理，5心室只有16%，4心室为8%，3心室以下却占到了76%。由此说明，蜜蜂数量越少，果实心室数也相应减少，发育成商品果的概率也随之降低。

对抽取的50个果实的种子数进行统计（图2）。从图2可以看出，18只/株蜜蜂处理，7个种子以上的占到38%，5～6个种子占到40%，4个种子以下占到22%；12只/株蜜蜂处理，7个种子以上占到24%，5～6个种子占到36%，4个种子以下占到40%；6只/株蜜蜂处理，7个种子以上只占到10%，5～6个种子占到14%，4个种子以下却占到76%。由此说明，蜜蜂数量越多，果实种子数也越多，授粉也更为充分。

3 结论与讨论

由于红富士苹果具有自交不亲和性，在自然条件下自花坐果率很低，因此，授粉树配置就非常必要，而授粉是影响苹果产量和果实品质的重要因素。蜜蜂授粉可以使红富士苹果增加产量和改善品质[12-16]。果形端正是高档红富士苹果的重要指标。果实偏、斜情况严重影响了果实的外观品质和商品价值，果实内种子数量及其发育质量是影响苹果果实端正度的主要因素[17]，若种子在心室中分布均匀则果形指数高[18]。红富士端正果、偏斜果、畸形果的种子数量以及心室中种子的分布情况均存在明显的差异，其中，正常果内的种子数量多，而且种子普遍在每个心室内均匀分布；偏斜果内种子数少于正常果，且在每个心室中分布不均；畸形果果实内有2个或者以上的心室内种子发育不全，平均种子数仅为3.50 个[19]。

本研究分析了在授粉树配比为1∶20的极端情况下，不同授粉蜜蜂数量对红富士苹果果形指数、种子数量、质量与心室数、偏斜果率等与果实端正相关指标的影响，结果表明，苹果的果形指数、心室数、种子数都是18只/株蜜蜂处理的最高。12只/株蜜蜂处理与18只/株蜜蜂处理虽有差异，但差异没有达到极显著水平。6只/株蜜蜂处理，其花朵坐果率虽然能够达到生产的需求，但花序坐果率较低，只有29.97%，疏果后可能对产量造成影响，同时，3心室以下占到76%，4个种子以下占到76%，且偏斜果占到56%，影响到果实外观形状和商品价值。

综上所述，影响苹果优果的主要因素是授粉树的配置与传粉者的数量。山西省红富士系列苹果面积比例逐渐增加，超过苹果总面积的50%[20]，授粉树比例配置较低，果实授粉受精不良，出现了“一树花半树果”或“光开花不结果”的现象[21]。在极端授粉树花量配置下，通过增加传粉者蜜蜂的数量，可以提高苹果的品质，减少偏斜果率。因此，在授粉树配置较少的果园，每株红富士苹果树至少需要12只以上蜜蜂进行授粉才可以达到提高产量、增加心室数和种子数、改善果实的外观形状的效果。