●詹洪平 賀興江 萬 煒 于瀛龍 周文才 李 應(yīng) 黎華君
(貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所 貴州 貴陽 550006)
授粉是開花植物雄蕊花藥里成熟的花粉借助媒介,傳到雌蕊的柱頭上或直接傳到胚珠上,并能正常受精結(jié)實的過程[1]。開花植物的主要授粉媒介是昆蟲,全世界有107種[2]、我國有32種[3]主要農(nóng)作物依賴昆蟲授粉。自然界中授粉昆蟲種類很多,包括蜜蜂、甲蟲、蝴蝶和蛾類等,其中可移動、可訓(xùn)練、能夠大規(guī)模人工飼養(yǎng)的蜜蜂在授粉上更加高效和專業(yè)。一方面,蜜蜂可選擇最佳時間進行授粉,蜜蜂在采集花蜜和花粉的過程中為植物傳播花粉,與植物長期協(xié)同進化,對成熟花粉的識別能力極強,在野外長時間的飛行活動中,多次擦過花柱頭,極易在柱頭活力最強的時間段將花粉傳到柱頭上,完成授粉行為,而人工授粉每天只能進行1~2次,容易錯過花柱頭活動最強的時間,造成受精不佳。另一方面,蜜蜂授粉充分,蜜蜂特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)使其更易于收集花粉,授粉時落到柱頭上的花粉數(shù)量遠遠大于人工授粉,授粉充分的作物坐果率高、產(chǎn)量高、果實品質(zhì)好[4]。世界上約85%的農(nóng)作物經(jīng)蜜蜂授粉后,13種作物增產(chǎn)幅度達90%以上,30種作物增產(chǎn)幅度為40%~90%[2]。
蜜蜂授粉是重要的農(nóng)業(yè)投入要素,經(jīng)濟價值巨大,2006~2008年間對我國36種作物生產(chǎn)貢獻的經(jīng)濟價值高達3042.20億元,占這些作物總產(chǎn)值的36.25%,相當(dāng)于全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的12.30%,是我國養(yǎng)蜂業(yè)總產(chǎn)值的76倍[5-6]。同時,蜜蜂授粉還具有非常顯著的社會和生態(tài)效益,在農(nóng)業(yè)生態(tài)中既能保護植物多樣性,又能有效改善生態(tài)環(huán)境[7]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;?、集約化發(fā)展,以及生境喪失和破碎化、農(nóng)藥、外來物種、氣候變化等[8]諸多因素導(dǎo)致包括蜜蜂在內(nèi)的許多傳粉昆蟲大規(guī)模減少,影響了作物的授粉,導(dǎo)致作物減產(chǎn)降質(zhì)。近年來,貴州大力發(fā)展精品水果(如藍莓、獼猴桃、櫻桃)、蔬菜(如瓜果類)等優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè),這些產(chǎn)業(yè)中的大部分作物都需要蜜蜂授粉來提質(zhì)增效。為此,本文通過調(diào)研及查閱文獻資料,梳理國內(nèi)外蜜蜂授粉發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合在貴州特色果業(yè)方面蜜蜂授粉的應(yīng)用現(xiàn)狀,分析貴州地區(qū)蜜蜂授粉存在的主要問題并探討解決措施,旨在提高養(yǎng)蜂從業(yè)者的認知水平,增強應(yīng)用蜜蜂為主要作物授粉的意識,使蜜蜂授粉更好地為發(fā)展貴州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、推動鄉(xiāng)村振興服務(wù)。
利用蜜蜂為農(nóng)作物授粉是發(fā)達國家保障農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一項重要措施,歐美國家對家養(yǎng)蜜蜂授粉的研究工作極為重視,許多國家成立了蜜蜂授粉服務(wù)機構(gòu),授粉產(chǎn)業(yè)信息化[9-10],養(yǎng)蜂業(yè)的主要收入來源于蜜蜂授粉。
美國是農(nóng)作物依賴蜜蜂授粉程度最強的國家,蜜蜂授粉在其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)十分重要的地位[11]。在北美,蜜蜂為90~130種農(nóng)作物授粉,如蘋果、蔓越莓、草莓、西瓜、柑橘等,杏仁和鱷梨等100%依靠蜜蜂授粉,否則顆粒無收[12]。絕大多數(shù)養(yǎng)蜂人在農(nóng)作物開花期間攜帶蜂箱周年為各種作物授粉,2月上旬到加州為巴旦木授粉,3月為華盛頓州的蘋果授粉,4 月到5月為藍莓、蘋果、苜蓿、棉花、向日葵、哈密瓜授粉,形成了以授粉為主的流動養(yǎng)蜂模式。美國有規(guī)范可行的養(yǎng)蜂登記制度,并且擁有良好的蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈,商業(yè)養(yǎng)蜂者一般只需提供蜂群和收費,其余的工作都交給蜂群經(jīng)紀(jì)人,政府部門也會在在授粉期間協(xié)調(diào)施藥時間以及施藥范圍等,以保證蜜蜂的安全[13]。2019年10月全美蜜蜂總量超過301萬群,全年授粉收入超3億美元,約占養(yǎng)蜂總收入的80%。蜜蜂授粉每年可為美國農(nóng)業(yè)帶來200億~300億美元的經(jīng)濟價值,而蜂產(chǎn)品價值僅約1.5億美元[11-12]。
英國的情況與美國相似,蜜蜂授粉的年經(jīng)濟價值達10億英鎊,油菜、草莓、蘋果、山莓和梨是主要授粉對象,其中油菜所占的比例最大,蜜蜂為油菜授粉的年增產(chǎn)效益達4億英鎊,占全國農(nóng)作物蜜蜂授粉增產(chǎn)總值的40%[10]。有學(xué)者對英國蜜蜂授粉的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進行估算,結(jié)果顯示英國有2490萬個家庭愿意為保護蜜蜂授粉每年支付17.7億英鎊,蜜蜂授粉在英國的受重視程度可見一斑[14]。
加拿大蜜蜂授粉每年貢獻的經(jīng)濟收益價值在273億~378億加元,蜜蜂主要為油菜、蘋果、藍莓等授粉[15-16]。蜜蜂為油菜授粉后,油菜產(chǎn)值最高可以增加近20%。2016年,油菜產(chǎn)值中蜜蜂授粉貢獻了316.42億加元;蘋果總產(chǎn)值中蜜蜂授粉占90%,為13.76億加元;藍莓產(chǎn)值中蜜蜂授粉約占90%,為16.16億加元[15]。
興都庫什-喜馬拉雅地區(qū)(Hindu Kush-Himalayan,HKH)的許多國家也意識到了蜜蜂授粉的重要性。近期國際山地綜合發(fā)展中心(The International Centre for Integrated Mountain Development,ICIMOD)和巴基斯坦奇特拉爾的Aga Khan農(nóng)村支持計劃(AKRSP)進行的一項合作研究,得出的結(jié)論是,引入蜜蜂進行授粉,培訓(xùn)農(nóng)民正確管理蜂群,可將蘋果的坐果率提高14%,將過早落果率降低至6%,并將總果實產(chǎn)量提高48%,還提高了蘋果的質(zhì)量[17]。印度喜馬拉雅山西北部喜馬偕爾邦的果農(nóng)利用蜜蜂為蘋果授粉,并在政府的支持下,建立了授粉組織,用于雇傭和租用蜂群進行蘋果授粉,目前雇傭蜂群的價格是每群蜂12~15美元(https://www.icimod.org/rms/managed-pollination-services/)。
我國是世界養(yǎng)蜂大國,蜂群數(shù)量和蜂產(chǎn)品產(chǎn)量多年來一直穩(wěn)居世界首位,但我國養(yǎng)蜂業(yè)的發(fā)展主要以獲取蜂產(chǎn)品為主,出租或銷售蜂群授粉占養(yǎng)蜂收入的比例很低,蜂農(nóng)對通過出租或銷售蜂群進行蜜蜂授粉獲得收入的養(yǎng)蜂經(jīng)營模式知之甚少[18],廣大種植戶對蜜蜂授粉的重要性仍缺乏認識,各級政府重視不夠,且授粉市場缺乏管理,價格混亂。當(dāng)前國內(nèi)蜜蜂授粉主要應(yīng)用于溫室大棚內(nèi)的作物,以及部分地區(qū)(如新疆等地)的水果,糧油棉作物和果蔬瓜類接受專業(yè)蜂群授粉的面積極小,不到作物總量的1%??傮w來說,我國的蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)還處于起步階段[19-20]。
近年來,國家對蜂業(yè)發(fā)展愈加重視,陸續(xù)出臺了《關(guān)于加快蜜蜂授粉技術(shù)推廣促進養(yǎng)蜂業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》《全國養(yǎng)蜂業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》《蜜蜂授粉技術(shù)規(guī)程(試行)》等扶持政策,開展蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)摸底調(diào)查,在“十二五”期間開展了油菜、蘋果、梨及設(shè)施作物的蜜蜂授粉技術(shù)及授粉蜂種的繁育、開發(fā)、利用等研究并取得顯著進展,油菜增產(chǎn)10%~47.5%,蘋果增產(chǎn)5%~30%,梨樹增產(chǎn)15%~30%[9]。此外,國家還成立了現(xiàn)代蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系,通過開展蜜蜂授粉關(guān)鍵及配套技術(shù)研究,解決大豆、苜蓿、番茄、梨、向日葵等作物授粉中存在的授粉效率低、成本高等問題,實現(xiàn)農(nóng)作物高效授粉。
在利用蜜蜂授粉的同時,為保護蜜蜂的安全,2014年農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司會同全國農(nóng)技中心與中國農(nóng)科院蜜蜂所、植保所,組織相關(guān)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)植保機構(gòu)在13個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的10 種作物上建立了20個蜜蜂授粉與綠色防控技術(shù)集成應(yīng)用示范基地。2015年在全國15個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的13種作物上建立了28個試驗示范基地,其中4 個為蜜蜂授粉與病蟲害綠色防控技術(shù)集成應(yīng)用整建制推進示范區(qū)。2年的試驗示范結(jié)果表明,蜜蜂授粉對于多數(shù)作物如蜜柚、向日葵、油菜、番茄、草莓、大豆、梨樹、櫻桃、棗樹、蘋果等,提質(zhì)增產(chǎn)效果顯著[21]。
國內(nèi)各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的蜜蜂授粉情況有較大差異,北方和東南省份的相關(guān)研究報道較多。山東的蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)起步較早,早在1952年就有利用蜜蜂為果樹授粉增產(chǎn)的例子,授粉作物種類范圍寬、區(qū)域廣,授粉蜂品種應(yīng)用廣泛,產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式多樣化,市場潛力巨大,蜜蜂授粉收入占蜂農(nóng)總收入的比重在不斷增加,煙臺、濰坊、青島等地有組織租蜂授粉。但與可利用規(guī)模相比,蜜蜂授粉比率不高,各級政府未引起足夠的重視,缺乏相關(guān)法律保護和足夠的資金支持[22]。北京自20世紀(jì)80年代末開始蜜蜂授粉的研究與應(yīng)用,建設(shè)了蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)化體系,建立了蜜蜂授粉示范基地10個,每年為大棚、大田作物授粉超過3.31萬公頃,農(nóng)業(yè)總增產(chǎn)值達6億元,節(jié)支3200多萬元,但無信息化平臺,信息化程度不夠[23]。江西省近年來在油菜、紫云英制種、蘆筍制種、西瓜、白蓮、蜜柚等做了大量的蜜蜂授粉研究和推廣工作,經(jīng)蜜蜂授粉后增產(chǎn)提質(zhì)效果明顯,但民眾對蜜蜂授粉的重要性認識不足,也缺乏相關(guān)政策支持[24]。浙江省在建德、蘭溪、婺城等重點縣(區(qū))培育和改造提升專業(yè)化授粉蜂場20多個,授粉蜂群2500余箱,通過租售授粉蜂群,增加授粉效益達62.5萬~87.5萬元,建立蜜蜂授粉示范基地130個,制定蜜蜂授粉地方標(biāo)準(zhǔn)4個,農(nóng)作物蜜蜂授粉面積達6.7萬公頃,授粉基地果蔬畝均增收10%~20%,經(jīng)濟效益明顯,但蜂農(nóng)授粉增產(chǎn)意識不強,產(chǎn)業(yè)化、組織化以及合作化水平不高[25]。河南省2009~2011年間蜜蜂對農(nóng)業(yè)授粉服務(wù)的年均經(jīng)濟價值為478.75億元,占全省年均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的15.05%[26],2017~2021年間農(nóng)作物生產(chǎn)的授粉蜂群潛在需求量均大于285萬群,需求缺口較大[27]。
近年來,貴州大力發(fā)展水果產(chǎn)業(yè),藍莓和李子栽培面積居全國第一,獼猴桃栽培面積居全國第三。Robinson等[28]研究表明,這3種水果對蜜蜂授粉的依賴程度極高。但由于起步晚、規(guī)模小、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度不高等原因,貴州蜜蜂授粉業(yè)在全國一直處于落后狀態(tài)?,F(xiàn)有文獻資料顯示,蜜蜂總科約有10類授粉蜂,其中西方蜜蜂和中華蜜蜂是主要的授粉蜂種[29]。截至2019年底貴州省蜂群量達58萬群,占全國蜂群量的1/6,其中中蜂51萬群,占全國中蜂總量的10%[30]。為推動水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展和貴州蜜蜂養(yǎng)殖,貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所(以下簡稱“現(xiàn)代所”)科研團隊對種植面積較大、種植區(qū)域較集中的獼猴桃、藍莓、油茶、火龍果產(chǎn)業(yè)開展了蜜蜂授粉的有益探索。
2018~2020年,連續(xù)3年圍繞果園概況、授粉方式、花粉來源、授粉成本和授粉存在的主要困難等方面,對貴州省修文縣、開陽縣、水城縣等地78家獼猴桃種植大戶、合作社和企業(yè)進行了調(diào)查研究,結(jié)果表明,獼猴桃園均以人工授粉為主(94.7%),蜜蜂授粉占比較?。?.3%)。
制約蜜蜂授粉技術(shù)在獼猴桃產(chǎn)業(yè)上推廣的主要因素有四點。一是貴州省獼猴桃果園的雄樹配置太少,樹齡5年以上的獼猴桃園中,每667m2地僅配置1~2株雄樹,且分布于果園邊角,導(dǎo)致獼猴桃果園中花粉缺乏,不利于蜜蜂采集。二是雌雄樹的花期不同步,雄花開花3~5 d,雌花才開花,大大減少了蜜蜂同期訪問雄花和雌花的頻率,降低了蜜蜂的授粉總量。三是獼猴桃用藥相對較多,增加了花期蜂群的管理難度,同時因獼猴桃蜜腺不發(fā)達,不能生產(chǎn)商品蜜,蜂農(nóng)授粉的積極性不高。四是果農(nóng)對蜜蜂授粉的意識不高,由于缺乏相應(yīng)的宣傳,果農(nóng)對蜜蜂授粉的提質(zhì)增產(chǎn)意識不夠,不接受有償授粉服務(wù)。
貴州省藍莓的大面積種植區(qū)域以黔東南州為主,其中麻江縣最早開始引種、種植[31]。由于藍莓花器不宜使用人工授粉,靠風(fēng)傳播花粉比較困難,藍莓授粉主要靠昆蟲來完成[32]。2015年開始,現(xiàn)代所科研團隊以麻江藍莓為切入點[33],開展中蜂授粉試驗示范,形成中蜂藍莓授粉技術(shù)體系,并在全縣推廣授粉蜂群培育、蜜蜂授粉、花期蜂群繁育等關(guān)鍵技術(shù),建立中蜂藍莓授粉試驗示范基地1個,累計引入3.1萬群授粉蜂,為6200 hm2藍莓園提供授粉技術(shù)服務(wù),經(jīng)中蜂授粉的藍莓坐果率、果實可溶性糖等指標(biāo)顯著提高[34],與其他研究結(jié)果相符[32,35,36],并且中蜂授粉可有效穩(wěn)定藍莓品質(zhì),延長貯藏保鮮期[37]。中蜂為藍莓授粉時,可生產(chǎn)大量藍莓蜜[38],對其理化指標(biāo)、抗氧化指標(biāo)、多酚進行系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),藍莓蜜酸度偏高、易結(jié)晶,抗氧化活性較強[39]。開展中蜂授粉試驗示范以來,藍莓銷售價提高2~5元/kg,實現(xiàn)藍莓畝產(chǎn)增加10%~30%,即75~225 kg,經(jīng)濟效益1500萬元以上,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藍莓蜜18.6萬千克,實現(xiàn)經(jīng)濟效益1488萬元。技術(shù)推廣覆蓋8個貧困行政村,幫助360戶1350人順利脫貧摘帽,實現(xiàn)果農(nóng)、蜂農(nóng)雙豐收。經(jīng)過多年持續(xù)推進,當(dāng)?shù)厮{莓種植戶與蜜蜂養(yǎng)殖戶均已接受這一技術(shù),“蜂農(nóng)放蜂采蜜,果農(nóng)授粉增產(chǎn)提質(zhì)”已成為當(dāng)?shù)卣攸c推廣的雙贏發(fā)展模式。同時,現(xiàn)代所科研團隊也為黃平、惠水等藍莓種植縣提供蜜蜂授粉技術(shù)援助。
貴州是全國重點油茶產(chǎn)區(qū)之一,油茶主要分布在黔東南州、銅仁、黔西南州等地[40],然而全省油茶產(chǎn)量普遍偏低[41]。油茶是典型的異花蟲媒植物,授粉昆蟲的多寡直接影響油茶產(chǎn)量[42-43]。為提高貴州油茶產(chǎn)量,科學(xué)保護和利用授粉昆蟲資源,現(xiàn)代所科研團隊研究了不同生境油茶林授粉昆蟲的多樣性及其優(yōu)勢種的訪花行為,以及油茶花及花蜜的氣味物質(zhì)化學(xué)成分。結(jié)果發(fā)現(xiàn)中華蜜蜂為高寒山區(qū)油茶的優(yōu)勢授粉昆蟲,其數(shù)量隨氣候、油茶林下土地利用方式以及油茶田間管理方法變化而有差異[41],但油茶花或花蜜中缺少吸引授粉昆蟲的揮發(fā)性氣味物質(zhì)[44],因此在貴州油茶產(chǎn)業(yè)中發(fā)展蜜蜂授粉,需在油茶林附近及林下套種其他冬季蜜源植物[45]。
貴州火龍果種植區(qū)域主要分布在羅甸、關(guān)嶺、鎮(zhèn)寧、貞豐、望謨等5縣,但授粉困難仍是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。為解決火龍果授粉難的問題,現(xiàn)代所科研團隊研究了羅甸縣紅皮紅肉型火龍果的花粉活性以及運用中華蜜蜂授粉的群勢搭配。結(jié)果表明,火龍果在夜間22:30~23:30花粉活性達到最佳值,用群勢相對較強的1群4脾授粉蜂群為火龍果授粉能獲得最高的授粉效益,利用一定條件的人工誘導(dǎo),中華蜜蜂授粉甚至可以達到與人工授粉相當(dāng)?shù)氖诜鄢晒β屎褪袌鲂б鎇46-48]。
貴州地區(qū)蜜蜂授粉在特色果業(yè)應(yīng)用中存在的問題主要表現(xiàn)在五個方面:一是涉農(nóng)機構(gòu)、果農(nóng)授粉意識弱,有償授粉接受度低;二是全省缺乏蜜蜂授粉經(jīng)濟價值的科學(xué)評估數(shù)據(jù);三是極度缺乏授粉技術(shù)人才與技術(shù)服務(wù);四是較為缺乏蜜蜂授粉技術(shù)規(guī)程及產(chǎn)業(yè)模式;五是全省蜜蜂引種混亂,病蟲害嚴重,蜂群價格波動大,可用于授粉的蜜蜂少。
在農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革不斷深入推進的形勢下,未來農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的進一步調(diào)整將產(chǎn)生更多的作物授粉需求,養(yǎng)蜂業(yè)的重要性將不斷加強[49]。因此,要促進貴州省養(yǎng)蜂業(yè)和蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)快速持續(xù)發(fā)展,可以從以下六個方面著手。一是加大宣傳力度,創(chuàng)新宣傳方式,突出重點典型,注重宣傳效果,提升管理部門、涉農(nóng)機構(gòu)、果農(nóng)、蜂農(nóng)的授粉意識,促進有償授粉業(yè)的發(fā)展,加大蜜蜂授粉推廣力度;二是通過項目支撐等方式,支持科研人員收集全省依賴蜜蜂授粉的農(nóng)作物種植面積、產(chǎn)值等數(shù)據(jù),科學(xué)評估蜜蜂授粉為貴州省農(nóng)作物增產(chǎn)帶來的經(jīng)濟價值及效益,為制定授粉技術(shù)規(guī)程和政府決策提供數(shù)據(jù)支持;三是加強蜂業(yè)人才的吸納與培養(yǎng),組建貴州省授粉技術(shù)團隊,包括科研團隊與各地區(qū)技術(shù)服務(wù)團隊,通過長期、連續(xù)開展基層技術(shù)培訓(xùn),加強地方授粉技術(shù)人才培育,提高全省蜂業(yè)從業(yè)人員的養(yǎng)蜂水平和授粉技術(shù)服務(wù)能力;四是研究本地水果、蔬菜產(chǎn)業(yè)蜜蜂授粉技術(shù),集成為技術(shù)規(guī)程進行大力推廣,探索更多的蜜蜂授粉產(chǎn)業(yè)模式,并協(xié)調(diào)果樹、園藝、植保等學(xué)科合作,共同推進蜜蜂授粉綠色技術(shù)服務(wù)體系的建立;五是加強蜜蜂種質(zhì)資源、授粉蜂種選育及病蟲害防治研究,保證有足夠的蜂群滿足授粉需要;六是政府積極發(fā)揮引導(dǎo)作用,分類別實施蜜蜂授粉補貼,促進蜂農(nóng)增收,調(diào)動蜂農(nóng)的養(yǎng)蜂積極性,并鼓勵公眾充分利用城市公園、綠化帶等地域種植蜜粉源植物,保護蜜蜂生存和擴繁。
經(jīng)過多年的不懈努力,貴州的蜜蜂授粉業(yè)已初具雛形,下一步,現(xiàn)代所科研團隊將以精品水果為中心,集成3~5項授粉技術(shù)體系,在全省推廣普及,為貴州現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)插上“農(nóng)業(yè)之翼”,帶動農(nóng)民增收致富。