广西荔枝蜜蜂访花行为及授粉效果研究

梁盛凯，洪日新，周大维，陆启皇，孙 甜，秦献泉，覃斯华，陆宇明

(1.广西农业科学院园艺研究所，广西 南宁 530007；2.广西壮族自治区养蜂指导站，广西 南宁 530022；3.广西农业科学院，广西 南宁 530007)

【研究意义】广西是我国荔枝主产区之一，荔枝是雌雄同株异花的树种，绝大部份荔枝品种每个花穗雌花和雄花开花时间不一致，必须依靠虫媒才能实现传粉，但是随着现代农业耕作制度和耕作模式的改变、农药的使用、农艺干预措施的频率提高，全球飞行昆虫呈现出不断减少的趋势，大片荔枝主产区出现缺乏传粉昆虫而导致“颗粒无收”的现象越来越多，其涉及地区包括广东、海南等地，研发相应的昆虫传粉技术是大势所趋，利用蜜蜂对荔枝进行授粉可增加异花授粉的机率，提高荔枝坐果，保障荔枝丰收，开展荔枝蜜蜂访花行为及授粉效果的研究对荔枝产业发展具有重要意义。【前人研究进展】有关研究结果表明，除部份作物(苦瓜等)外[1]，利用蜜蜂等昆虫为西瓜、甜瓜、桃、香瓜、苹果、梨等大部份作物授粉都能提高其产量，并能提高Vc等营养物质的含量，并且体现出不同的发育规律[2-7]，黄昌贤等[8]首次利用中华蜜蜂对糯米糍荔枝品种进行授粉试验，其试验结果表示蜜蜂授粉能提高荔枝坐果数，利用蜜蜂或者野外昆虫传粉坐果数相比对照组(无昆虫传粉)坐果数分别提高了2.48和2.9倍。李江红等[9]对荔枝授粉昆虫进行调查，结果表明，膜翅目类昆虫是荔枝主要传粉昆虫之一，进一步证实了利用蜜蜂为荔枝授粉的可行性；方文富等[10]比较了中蜂和意蜂对荔枝和龙眼进行授粉作用的比较，结果认为意蜂比中蜂更适合荔枝和龙眼授粉。吴杰等[11]研究了不同群势、不同状态下的中华蜜蜂对荔枝、龙眼的授粉效果对比，结果表明，有王蜂群比无王蜂群授粉效果要好，但是可食率、维生素、Vc含量差异均不显著。【本研究切入点】虽然在我国荔枝主产区已利用蜜蜂为荔枝授粉，但蜜蜂传粉的访花规律、特性、传粉效率、利用蜜蜂授粉与荔枝花开花协同进化之间的关系、不同授粉方式下的落果规律差异等基础研究较少。【拟解决的关键问题】开展荔枝蜜蜂访花行为与授粉效果研效究，为集成荔枝蜜蜂授粉技术提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018年3月3日至2018年6月18日在广西农业科学院园艺研究所荔枝栽培试验基地进行。供试荔枝品种为桂味，由广西农业科学院园艺研究所提供；授粉蜂群为中华蜜蜂(3脾/群)，由广西壮族自治区养蜂指导站提供。

1.2 试验方法

在同一基地选择长势树形(树冠、树高、树干大小)基本一致、树龄都为3年且产量历年大致相同的桂味荔枝树12棵，设置网内强化蜜蜂授粉和蜜蜂自由授粉、网内隔离无蜂授粉3个处理。蜜蜂授粉处理：选择其中连续的4棵试验荔枝树用11 m×5 m×4 m 的尼龙网在开花前罩严，避免外界昆虫进入，待准备开花提前1 d把1群3足框中华蜜蜂放置到网室内授粉，授粉昆虫只有中华蜜蜂。蜜蜂自由授粉：选择另外4棵荔枝树在开花前1d在旁边2 m处放置1群3足框中华蜜蜂，自由授粉，授粉昆虫为蜜蜂和野外昆虫。网内隔离无蜂授粉：同样选择其中连续的4棵试验荔枝树用11 m×5 m×4 m的尼龙网在开花前罩严，避免外界昆虫进入，不采取任何措施授粉，一直到试验结束，此处理为对照组。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 蜜蜂访花行为 访花时间：即访花持续时间，是指落在花上至离开的时间(s/朵)，本试验采用追踪法来研究昆虫的单花访花时间。任选处于采集活动的单只工蜂，从其落到定的荔枝花上访花开始，同时开启计时器的T1，T2计时；当蜜蜂结束前一朵花的访问时结束T2的计时，开始访下一朵花时再开启T2的计时，直至蜜蜂结束访花行为飞离第一朵花，同时结束T1，T2 的计时。T1记录的是蜜蜂整个访花过程所用的时间(以下均表示为总时间)，T2记录的是蜜蜂总的单花访问时间(以下均表示为总访花时间)。同时，使用计数器记录蜜蜂在整个访花过程中的访花数量。总访花时间除以访花数量，就得到了蜜蜂的单花访花时间。

携粉蜂比例:当蜜蜂开始大量访花后，用计数器和秒表分别观察记录8:00-8:05；9:00-9:05、10:00-10:05； 11:00-11:05、12:00-12:05；13:00-13:05；14:00-14:05；15:00-15:05；16:00-16:05；17:00-17:05；18:00-18:05共11个时间段回巢蜂的数量A1和携带花粉的蜂数A2，携粉蜂比例(%)=A2/A1×100。

1.3.2 坐果指标 每棵树选择横经、纵经、花枝数相近、不同方向(东、南、西、北、上5个方向)的5个花序，每个处理共选择20个花序，对观察的花序进行挂牌标记，利用托盘接住落下的雌花B1，花期结束后计算记录座果数B2，在采收时记录结实数B3。

单穗总雌花=B1+B2

绝对坐果率=B2/(B1+B2)

落果数=B3-B2

落果率(%)=(B3-B2)/B2×100

相对坐果率(%)=B3/B2×100

1.3.3 产量指标 果实成熟后，对参试果树果实进行逐一采摘，称重测产。

1.3.4 品质指标 取样方法：从每个处理实验树的果实中，随机取样1 kg带回实验室进行测定和分析。

品质测定指标：可滴定酸，维生素C，蔗糖，还原糖，总糖。检测依据：SB/T 10203，GB 5009.86-2016，GB 5009.8-2016，GB 5009.7-2016。主要检测仪器：电子天平，滴定管，液相色谱仪。

1.4 统计分析

试验数据采用Excel 2010和SPSS 18.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 荔枝蜜蜂访花行为

从图1可以看出，蜜蜂单花访花时间平均为29.3 s，单花访花时间为20.0～30.0 s时比例最大，达到了25.51 %，访花时间为10.0～20.0 s的比例为23.4 %，访花时间为30.0～40.0 s的比例为20.40 %。单花访花时间在40.0 s以上的蜜蜂比例为20.57 %。在观察过程中发现，蜜蜂在荔枝花序上活动时表现出较强的“掠夺式”采集，对单一花序的专注性采集并不强，这可能与中蜂习惯采集零星花蜜等习惯有和荔枝树花量、泌蜜量较大有关，从传粉角度来看，这有助于花粉在不同花序和不同植株之间的快速传输。

从图2可知，从不同时段内的回巢携粉蜂数量来看，在早上10:00之前，回巢的携粉蜂数量非常少，蜜蜂尚未大量出巢，这时候采集花粉并不是蜂群的主要工作，只有少数的蜜蜂出巢采集露水。在观察过程中发现，9:30-10:00期间蜜蜂开始大量出巢，10:00携粉蜂数量为160头，达到峰值，呈单峰格局，因此可以初步判定早上10:00是蜜蜂为荔枝传粉的高峰期，主要的传粉工作也在这一阶段完成；10:00后，回巢采粉蜂数量骤降，到11:00采蜂粉只有30头，12:00-18:00采粉蜂的数量一直保持在60头以下。

从不同时段的回巢携粉蜂比例来看，其波动规律与不同时段携粉蜂数量基本一致，同样是早上10:00为采粉高蜂期，其回巢携粉蜂比例达85.56 %，出巢蜜蜂几乎全部都是采粉蜂，在下午15:00和16:00，回巢携粉蜂比例还有个小高峰，其携粉蜂比例分别达到了51.02 %和54.00 %，在这两个时间段有一半以上的出巢工作蜂都为采粉蜂，都携带有花粉回巢，虽然下午18:00携粉蜂比例也高达78.95 %，但是其携粉蜂数量仅有30头，并且欧良喜[12]的研究表明，花丝伸长达到一半以上但花药还未开裂期间的有效花粉发芽数量最高，雌花一般早上7:00-8:00和下午14:00-17:00开放最多，大部份雄花一般也是在8:00-16:00开放最盛，花药于8:00-14:00开裂最多，并且荔枝新鲜花粉在自然条件下放置2 h，活力丧失50 %以上[13]，因此这一阶段是实现传粉的最佳时期，虽然在17:00之后仍然有传粉媒介，采粉蜂比例较高，但是此时却不是最佳的传粉时机，并不能算传粉高峰期。综合不同时段的采粉蜂数量和比例来看，利用蜜蜂为荔枝授粉，最佳的传粉时机为早上10:00-11:00，绝大部份的传粉工作也是在这一阶段完成(表1)。

图1 蜜蜂访花时间分布Fig.1 Time distribution of bee visits

图2 不同时段携粉蜂数量和携粉蜂比例Fig.2 The number of powdered bees and the proportion of powdered bees in different time periods

2.2 蜜蜂授粉对座果的影响

从不同授粉处理坐果表现(表2)可知，平均总雌花数量、平均坐果数量、平均落花总计数、平均绝对坐果率、平均结实数、平均单穗坐落果数量这6个指标都是蜜蜂自由授粉数值最高，其次为网室强化蜜蜂授粉，最后为网内隔离无蜂授粉，这3个处理的5个指标趋势一致。其差异主要体现在平均相对坐果率和平均单穗落果率方面，虽然蜜蜂自由授粉结实最多，但是其落果数量也比网室强化蜜蜂授粉和网内隔离无蜂授粉处理要高，因此综合起来，网室强化蜜蜂授粉相对坐果率最高，其次为蜜蜂自由授粉，网内隔离无蜂授粉最低。

表1不同时段观察回巢蜂数量

Table 1 Observation of the number of returning nestlings in different time periods

时间Time回巢蜜蜂数量(头)The number of returning8:00429:00510:0018711:009812:0013213:0013914:0010315:009816:007017:0010618:0038

表2 不同授粉处理坐果表现

总体来看，蜜蜂自由授粉结实最多，落果最多，网内隔离无蜂授粉结实最少，落果也最少，蜜蜂授粉能显著降低落果率，提高相对坐果率，网室强化蜜蜂授粉处理平均单穗落果率最低(80.93 %)，相对坐果率最高(19.06 %)。

2.3 蜜蜂授粉对产量的影响

各处理果实产量差异较大(表3)，网室强化蜜蜂授粉处理总产量达到40.90 kg，蜜蜂自由授粉总产量为33.40 kg，而网内隔离无蜂授粉总产量仅为18.85 kg，网室强化蜜蜂授粉产量分别比蜜蜂自由授粉和网室无蜂授粉提高了22.40 %和169.76 %。网内隔离无蜂授粉4号试验树并无结果，网内隔离无蜂授粉1～3号试验树能结果的大部份原因是风媒和小部份虫媒的作用(主要为蚂蚁)。

2.4 蜜蜂授粉对果实品质的影响

由表4可见，网室强化蜜蜂授粉处理的果实蔗糖和还原糖含量均比其它两个处理的果实含量要高，并且网室强化蜜蜂授粉处理的荔枝果实可滴定酸仅为0.14(g/100g)，含量最低，荔枝属于鲜食品种，果实高糖中酸，风味浓，品质优，因此，通过网室强化蜜蜂授粉的荔枝果实糖和酸之间的比例更优，口感更好；另外，网室强化蜜蜂授粉和蜜蜂自由授粉两个处理的果实维生素含量均高于网内隔离无蜂授粉处理2.4(mg/100g)以上，这说明经过蜜蜂授粉的荔枝果实新陈代谢优于无蜜蜂授粉的荔枝果实。

3 讨 论

3.1 蜜蜂访花行为

已有文献研究证明不同的传粉昆虫访花行为与不同作物品种之间有相互影响关系[14]，特别是利用蜜蜂为不同作物授粉时蜜蜂的访花活跃时间差异较大[15]，包括草莓、梨树、油菜等，中蜂活动时间较长，授粉活力强。荔枝花蜜属于大蜜源，本研究中中华蜜蜂对荔枝花的采集表现出“掠夺式“的行为，其平均单花访花时间仅为29.3 s，绝大部份的蜜蜂单花访花时间为10～40 s，“专一性”不够强，这与中蜂采集习性比较擅长采集较为零星的蜜源有关[16]，费约果等作物蜜蜂活动时间一般在下午13:00前便停止，虽然荔枝蜜蜂授粉早上10:00是传粉高峰期，但中蜂对荔枝的采集时间可一直延续到下午18:00之后。

表3 不同授粉处理产量表现

表4 不同授粉处理果实品质差异

3.2 蜜蜂授粉对坐果和产量的影响

有研究表明，蜜蜂授粉梨树花朵坐果率比自然授粉提高201.8 %[17]，蜜蜂授粉还可以提高包括西瓜、黄瓜、火龙果等瓜果等的高坐果率[18-19]，本试验观察过程中发现，蜜蜂授粉可减少荔枝落果率，提高相对坐果率和产量，蜜蜂授粉可提高荔枝坐果率和产量的原因可能有以下几个方面，一是在授粉结束后第5天，观察到网内无蜂授粉处理的试验树仍然存在大量无法受精的雌花，而另外两个处理通过大量蜜蜂的花间运动可清理掉大量的枯枝、烂叶、无法结实的雌花，增加受精雌花接受阳光的机会，减少“焗花”和 “沤果”现象，提高坐果率；二是花粉萌发具有集约效应，花粉量越大，其受精效果越好，蜜蜂授粉可增加荔枝异花授粉的机会，从而提高坐果率，蜜蜂通过身体绒毛携带大量的作物供体花粉在花序间爬行在最佳时间实现传粉，并且授粉均匀，并且其传粉时间可持续到下午18:00之后，授粉时间较长，可提高花粉在柱头的沉降比例，这是人工授粉无法完成的；三是蜜蜂传粉可增加异花授粉的机率。荔枝的开花周期较长，并且是分批开花，在第一批花期时，不同处理的雌花数量差异并不大，其雌花数量与坐果差异主要体现在第二、三批雌花的开放，推测这可能与蜜蜂运动及时清理掉无法受精的雌花，为下一批雌花开放创造了良好的条件有关，这涉及到传粉昆虫与植物之间的协同进化，有待进一步探讨。

3.3 蜜蜂授粉对果实品质的影响

蜜蜂授粉对不同果实品质的影响己有一定的研究，包括蜜蜂授粉可提高果实芳香物质含量、糖、VC等的含量及成分[20]，本研究中有蜜蜂授粉的荔枝果实无论是蔗糖还是还原糖含量均比无蜂授粉处理的荔枝果实要高，本研究认为，蜜蜂授粉提高荔枝果实品质主要通过提高荔枝果实中糖酸的比例实现，改善口感，并且蜜蜂授粉的果实VC含量也比无蜂授粉处理的要高，这可能与果实发育过程中的SPS活性密切相关，其有待进一步证实。

4 结 论

荔枝蜜蜂授粉平均访花时间29.30 s，有效授粉高峰期为早上10:00-11:00，蜜蜂授粉可减少荔枝落果率，提高相对坐果率和产量，改善荔枝果实品质，是一项绿色简约化栽培配套技术。