张旭凤 武敏 郭丽娜 郭媛│文
1 山西农业大学园艺学院,太原 030031;2 山西农业大学动物科学学院,晋中 030801
梨是我国传统栽培的主要果树之一,是我国重要的原产果树,被称为“百果之宗”,是仅次于苹果和柑橘的第三大水果,距今已有3000多年的栽培历史。其栽培面积、产量、出口量均居世界第一位,我国在世界梨产业中占有主导地位。据国家统计局数据显示,2021年,我国梨种植面积达1382.42万亩,较2020年的1450.14万亩下降了67.72万亩,降幅约4.67%;与2010年的1455.41万亩相比,近11年间减少约72.99万亩,降幅约5.02%;受全国农业产业结构调整以及主粮化战略等综合因素的影响,预计接下来几年中国梨种植面积将会稳中有降,2022年中国梨种植面积预计约1370万亩。山西是我国梨种植的主产区之一,梨在山西省是仅次于苹果和桃的第三大经济果树,品种以酥梨为主。
山西梨树种植历史悠久,据国家统计局数据显示,2020年山西省梨栽培面积和产量均居全国第九,分别为4.67万hm2和97.7万t,目前,山西已形成四个主产区,忻定盆地梨区,晋中梨区,晋南梨区和晋东南梨区。其中,晋南梨区是山西省梨树栽培面积最大和产量最高的产区。四大梨区栽培面积占全省梨栽培面积的87%,产量占全省梨总产量的91%[1]。
梨树是自花授粉不结实的果树,自花授粉结实率低且品质差。因此,梨树种植必须合理配置授粉品种并且进行辅助授粉,才能确保梨树丰产、稳产和果实的优质美观。现阶段梨树主要的辅助授粉方式有人工授粉、液体喷粉和外界昆虫辅助授粉[2]。人工授粉技术费时费工,增加成本支出的同时,还容易出现授粉不均匀的情况,影响后期果实生长发育。据了解,人工授粉每年在梨花花期前一个月,需要买花制粉,一亩梨树地至少需要花费500元,从授粉人工投入来说,一亩梨树地平均要用三个人工为其点粉,一个人工每天100元,价格昂贵。同时,人工授粉工续繁琐,还需制备特殊的授粉工具,例如用鸡毛、塑料袋等制作授粉专用工具。依据种植户的种植面积和雇佣人员的数量分发下去以备使用[3],人工授粉由于雇佣人员的年龄结构以及授粉技术熟练程度的不同,也会对授粉效果造成不同程度影响。据统计,目前我国有45%的梨树需要人工授粉,而人工授粉的大面积使用已导致出现了“用工荒”这一社会问题。液体喷粉技术降低劳动成本的同时,对花期较短的果树,可以快速、均匀、准确地为主栽品种喷施花粉,且先前已有研究表明,在晋中主栽品种酥梨进行液体授粉试验,可以显著提高果实坐果率[4],设施条件下花粉悬浮液喷施可以提高授粉翠冠梨的坐果率[5]。但是随着农业现代化集约化模式的发展,土地过度利用、农药的大量喷施和使用,自然界野生传粉昆虫的生存环境受到严重破坏,造成野生传粉昆虫种类和数量明显下降[6];与此同时,梨树种植品种单一化,种植面积也在不断增大,造成梨树花期授粉昆虫种类和数量明显不足。现今为梨树授粉应用较多的昆虫为西方蜜蜂(Apis mellifera)、中华蜜蜂(Apis cerana cerana)、熊蜂(Bombussp.)和壁蜂(Osmiasp.)。而西方蜜蜂因其适合转地运输、易于饲养管理和回收的特性,现今梨树授粉应用最多的昆虫为西方蜜蜂。
山西梨树依据种植模式和规模的不同,采用的授粉方式也不同。以晋南梨区和晋中梨区为例,祁县属于晋中梨区,是山西酥梨种植的主要县区之一,全县耕地面积约46万亩,梨种植面积约为15万亩,约占耕地面积的1/3,为增加梨树产量,梨园建立之初的授粉树均被更换为主载品种,因此,严重缺乏合理配置的授粉树,全县梨树授粉只能依靠人工授粉[7]。平遥县也属于晋中梨区,平遥县襄垣乡,耕地面积7.23万亩,其中酥梨种植面积5.5万亩,是一个以酥梨为主导产业的“一乡一业”特色乡镇,而郝温村地处丘陵地带,耕地面积约4860亩,全部种植酥梨,也是典型的“一村一品”主导产业村。该村的梨树种植特点为一部分种植户在梨园内配置了一定数量的授粉树,一部分种植户并未种植授粉树。2020年之前,该村梨树开花期授粉主要依靠人工进行授粉。而2020年起由于新冠疫情的影响,人员雇佣和正常有序流动受到了极大的限制,一度出现无人可雇佣为梨树授粉的情况,全村种植户在郝温村益铭果品专业合作社许一民社长的带领下,联系到山西农业大学园艺学院郭媛研究员,果断开始尝试使用梨树蜜蜂授粉技术,三年来,在该村连续使用蜜蜂为梨树授粉效果初显,梨种植户对蜜蜂授粉技术的认可度显著提升,梨果实产量和品质也得到显著提升。据当地梨农反映,人工授粉雇工100元/人/天,人工授粉需花费350元/亩。现在蜜蜂授粉仅需50元/亩,政府部门和国家蜂产业技术体系项目补助20元/亩,梨农仅需投入30元/亩,成本大大降低。蜜蜂授粉后,梨坐果率显著提高,增产约1000斤/亩,收益显著提升。运城盐湖区属于晋南梨区,是山西的梨树主产区,栽培面积和产量在山西均居首位,是全国水果的特色优势区,与河南的三门峡市和陕西的渭南市构成全国水果黄河金三角主产区,仅运城市酥梨、红香酥梨等品种加起来约33.8万亩的种植面积。多年来,本研究团队一直在运城盐湖区开展蜜蜂授粉技术的推广和应用,在合理配置授粉树的情况下,蜜蜂为梨树授粉已经取得了较好的效果,梨农对蜜蜂授粉技术的认可和接收程度大幅提升,80%的梨农将过去的人工授粉技术更换为使用蜜蜂授粉,节约劳动成本的同时,省时、省工且高效地为梨树实现授粉。
现今的梨树种植均为大面积、单一化连片种植,该种植方式导致野生传粉昆虫栖息环境的多样性遭到破坏,野生传粉昆虫数量急剧下降,无法满足实际生产需求;加之种植户在经济利益的驱动下,常将授粉品种改接为主栽品种,以此来提高果园的经济收入,果园内缺乏合理配置的授粉树,梨树的自交不亲和性造成同一品种无法为梨树实现授粉,从而采用人工授粉[8]。人工授粉费时、费工的同时也很难像蜜蜂可以掌握梨花的最佳授粉时机,容易造成授粉不均匀,导致果实畸形,不利于梨产业的规模化发展。
蜜蜂与植物长期的协同进化也使其具备多种为植物授粉的特殊体征,如具翅可飞行,全身被毛,具有蜜囊且后足携带花粉筐。人类长期的农业生产实践表明,蜜蜂是农作物最理想的授粉昆虫。据FAO数据显示,农业对蜜蜂授粉的依赖性与日俱增,蜜蜂授粉对农业的贡献也日益突出。蜜蜂作为农业发展的重要生产资料,蜜蜂授粉技术也已成为农业绿色生产和发展的重要一环。但是,梨农种植户还存在对蜜蜂授粉技术认识不足的情况,梨农普遍担忧自己租蜂授粉,放在自己果园里的蜜蜂并不是仅仅在自己的果园飞行,也会飞到其他果园内,担心蜜蜂授粉的效果不如雇佣人工在自己果园逐一点粉的效果好,蜜蜂授粉的贡献和价值常被忽视。我国梨树花期常与大宗蜜源植物油菜花期重叠,蜂农因为梨树花期短,泌蜜少且租金低的原因,蜂农为梨树授粉的意愿也不强烈。
相较于人工授粉和其他授粉技术,蜜蜂为梨树授粉技术的节本、增效的优势日益凸显。近年来已有较多研究表明,梨树蜜蜂授粉技术作为一种重要的增产措施,节约劳动力成本,省时、省工、高效,且可以显著提升梨树产量,改善梨果实品质和口感[9-11]。大力推广和应用梨树蜜蜂授粉技术势在必行。
正确引导梨农在梨树果园种植之初,就需要配置与主栽品种数量合适的授粉树,已经建成多年的果园,如果缺乏授粉树,可以考虑按照栽培面积在果园内主栽品种上合理嫁接授粉枝条,以确保主栽品种有充足的异源花粉可以实现授粉。
采用科技下乡的形式,正确引导梨树种植户认识蜜蜂授粉技术的可行性和必要性,加强蜜蜂授粉技术的宣传,同时可以在还未使用梨树授粉技术并配有合理授粉树的种植区域,小范围开展梨树蜜蜂授粉技术的应用和示范。逐步以实际效果带动全域应用梨树蜜蜂授粉技术。
梨树蜜蜂授粉技术的成功应用和推广,离不开当地政府和农业相关负责部门的政策扶持,在应用梨树蜜蜂授粉技术之初,梨农还未建立对蜜蜂授粉技术的信任时,当地政府部门可以适当给予梨农一定金额的租蜂补贴,使他们在使用蜜蜂授粉后可以逐步建立对该技术的信心,同时,有偿的授粉服务也可以吸引蜂农自愿为梨树授粉。梨树蜜蜂授粉技术的大面积推广,势必会助力我国蜜蜂有偿授粉服务产业的发展。
本团队研究已表明,蜜蜂授粉后的梨果实中的苹果酸、柠檬酸和奎尼酸含量显著下降,果实的酸度显著降低;而葡萄糖、蔗糖和山梨醇的含量显著上升,梨果实的甜度得到显著提升。因此,应用蜜蜂授粉技术对果实品质和口感的改善使果品更有竞争力。可以针对使用蜜蜂授粉技术的梨种植区,尝试打造蜜蜂授粉梨品牌,提升品牌和声誉,打造区别于其他授粉方式的特色梨品牌,为消费者提供绿色、优质的果品,从而有效提升梨果品的竞争力。