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草莓生物授粉技术

  • 日期:2020-12-02 11:18
  • 作者:张鑫焱
  • 浏览数:479



引   言



设施农业由于其管理方便、经济效益好等优点,已经逐渐发展成了高新技术产业,尤其是像日光温室草莓种植,规模也日益增大。由于草莓是两性花,充分的授粉才能结出光滑周正的草莓,这样草莓的经济价值才高,但温室内一般无授粉媒介,最常采用的激素授粉费时费力,同时又会产生食品污染等其他问题,目前,利用蜂类昆虫为设施草莓进行授粉已经发展成为一项不可或缺的配套农业措施。

在实际生产中,蜜蜂授粉是草莓优质生产的常用技术,但蜜蜂授粉对授粉环境要求苛刻,阴雨天不能有效授粉,低温影响蜜蜂活动,授粉效果差。大量的研究表明,在设施栽培环境中熊蜂具有活动温度低、在阴雨天仍能授粉、日工作时间长、趋光性弱等优点,且熊蜂体型大、使用震动授粉的方式,一次访花就可以给草莓授粉完全;熊蜂习性温和、无信息沟通系统等优势。熊蜂为番茄、甜瓜和樱桃等果蔬的授粉效果优于蜜蜂。然而,关于利用蜂类为设施草莓授粉的相关技术指导较少,同时不同的授粉方式有什么利弊,如何正确使用蜜蜂或熊蜂授粉研究也比较少,本章将针对草莓授粉的相关问题展开描述,以供读者在草莓授粉应用中参考。


草莓授粉原理


草莓,多年生蔷薇科草本植物,高10 - 40 cm,叶三出,呈倒卵形,聚合果,呈尖卵形,表面光滑。草莓的花为多为两性花,萼片卵形,倒卵椭圆形白色花瓣,一般有5 - 8个花瓣(图1)。草莓花从表面看起来是一朵花,但它的结构比较特殊,它有雄蕊30 - 40个,雌蕊离生,200 - 400个螺旋状排列在花托上。草莓外面一粒粒种子就是这些雌蕊生长发育而来的(图2)。授粉时,草莓花的上百个雌蕊需要同时受精,种子才能发育的更好,果肉才能更加饱满圆润。授粉时,如果有些雌蕊没有受精,有些雌蕊受精了,那没有受精的雌蕊处的种子就无法发育,果肉也无法生长,所以草莓外表就会有缺陷或者外形长歪,也就是所谓的畸形果(图3),而有些草莓由于授粉充分,所以果实饱满,果型周正。


   

图1 草莓花         图2 由雌蕊演变来的种子镶嵌在草莓表面(图片来源:嘉禾源硕生态科技有限公司)


图3 草莓果(图片来源:嘉禾源硕生态科技有限公司)



草莓授粉方式


由于草莓花的特殊结构,所以授粉是草莓果实形成重要的一环,但不同的授粉方式,会产生不同的授粉效果,本节将结合嘉禾源硕公司多年来在熊蜂授粉应用领域取得的经验,以及不同授粉方式的特点展开介绍。

人工授粉

在温室内种植草莓,花期一般在每年12月到次年3月。人工授粉因其劳动强度大,人工成本高,不适合大面积推广应用。同时,人工授粉很容易导致植株和果实感染病菌病毒等。为了提高座果率,果农想到使用人工微风辅助授粉,此办法在授粉效率和座果率虽然有所提高,但随之而来的是授粉不均匀,畸形果率也随之增加,影响果实品质和产量。所以目前温室草莓授粉一般采用蜜蜂授粉或者熊蜂授粉。

蜜蜂授粉

蜜蜂是农业中重要的授粉昆虫,在为农业物授粉中起主导作用。温室草莓种植,授粉是一项非常重要的过程。大量的数据表明,温室草莓采用蜜蜂授粉,与人工授粉相比,草莓的增产效果显著,提高坐果率和减少畸形果数量。蜜蜂授粉已经是一项常用授粉技术,其成本计算方式如下,蜜蜂可以从头年12月用到次年3月份,一次性投入成本,每亩成本约500元左右,相对于人工授粉来说,减少了人工成本。但蜜蜂授粉也有局限性,蜜蜂授粉对授粉环境要求苛刻,阴雨天不能有效授粉,低温高湿影响蜜蜂活动,授粉效果差,在15℃以上才出巢访花。而且由于蜜蜂身材细长,为草莓授粉时喜欢停留在花的一侧吸取花蜜,通常需要3 - 5次才能完成一朵花的授粉。同时,蜂群管理,对果农养蜂技术要求较高,不便操作。

熊蜂授粉

熊蜂(图4、图5)是膜翅目蜜蜂总科熊蜂属昆虫的总称。目前,熊蜂是温室果类蔬菜理想的授粉者,同时也是应用最为广泛的传粉昆虫。

熊蜂之所以比蜜蜂更适合为温室草莓授粉是因为熊蜂的一些活动特性优越于蜜蜂。比如熊蜂采集力旺盛、日工作时间长;能抵抗恶劣的环境、对低温和低光密度适应力强(表1)。即使在蜜蜂不出巢的阴冷天气,熊蜂仍继续出巢采集;熊蜂的趋光性比较差,不会像蜜蜂那样碰撞棚壁;熊蜂也没有像蜜蜂那样灵敏的信息交流系统,能专心为温室作物授粉,很少从通气孔飞出去;熊蜂能直接适应温室环境,立即授粉,而蜜蜂进入温室需要一段适应过程。

其使用成本计算如下,每亩需使用一箱熊蜂,价格在400左右,熊蜂使用周期6 - 8周,草莓整个花期需要购买2次熊蜂,每亩共投入授粉成本800元。表面上看熊蜂成本比蜜蜂成本高,但在实际使用过程中,由于温室内环境复杂多变,采用熊蜂授粉比蜜蜂授粉效果更稳定。熊蜂授粉较蜜蜂授粉显著提高草莓的单果重、降低草莓畸形果率,从而提高草莓单位面积产量(表2),同时更有营养(表3)。这种稳定性会给果农带来更高的收益,从而平衡用蜂成本,同时熊蜂不需要像蜜蜂那样管理,使用简单方便。


 


图4 熊蜂




 图5 采集花粉的熊蜂(图片来源:嘉禾源硕生态科技有限公司)



表1意大利蜜蜂和明亮熊蜂为温室草莓的授粉行为比较观察

类别

意大利蜜蜂授粉

明亮熊蜂授粉

开始访花时间

9:24-9:40

8:00-8:05

停止访花时间

15:29-15:30

15:55-16:05

开始访花温度

>15°

12-13°

个体日活动时间

180.00±2.64

271.43±4.48s

采集时间

76.43±3.83s

105.71±1.16s

平均访花数

2.38±0.15

8.44±0.44

访花间隔

6.0±0.48s

3.81±0.42s

每天访早期花

34.00%

55.00%

平均移动距离

1.1m

5.2m

(数据来源于昆虫学报2006年4月期,作者为中国农业科学院蜜蜂研究所的李继莲、吴杰、彭文君等。)

 

 

表2 不同授粉方式对草莓1亩的产量,平均单果重,平均畸形果率的比较

类别

蜜蜂授粉

熊蜂授粉

产量Yield (kg)

3032.80

3383.80

单果重平均值g

8.09

11.08

畸形果平均率

11.08%

5.28%

(数据来源于北方园艺2016年第4期,作者为潍坊科技学院生物工程研发中心彭佃亮,刘永光,夏海波等。)



(数据来源于北方园艺2016年第4期,作者为潍坊科技学院生物工程研发中心彭佃亮,刘永光,夏海波等。)



表3 不同授粉方式对草莓营养成分的比较

类别

蜜蜂授粉

熊蜂授粉

VC平均含量

0.5970mg/g

0.6660mg/g

可溶性糖平均值

6.03%

4.94%

可滴性酸平均含量

0.1265mmol/g

0.1235mmol/g

(数据来源于蜜蜂杂志月刊20057月期,作者为中国农业科学院蜜蜂研究所的李继莲、吴杰、彭文君等)



结合以上三种授粉方式的特点,以及嘉禾源硕公司客户授粉结果反馈,建议选择使用蜜蜂授粉的草莓种植基地在特殊天气比较集中的季节里使用熊蜂授粉作为必要补充;建议欧美草莓品种或者其他茎秆比较粗壮的草莓品种直接使用熊蜂授粉。

草莓使用蜜蜂或熊蜂授粉时特别注意两点:第一要避免授粉过度现象发生(图6),第二就是注意有毒杀虫剂杀菌剂等药物的使用。

授粉过度的避免方法:1)蜜蜂、熊蜂数量与授粉面积科学匹配。当草莓棚室面积小于1亩,蜂多花少不推荐使用。建议1~2亩地使用60~80只熊蜂或2~3脾蜜蜂,而且建议在盛花期使用;2)花量不足时应采取简单应急措施:熊蜂授粉时,观察授粉效率,如有授粉过度现象,选择下午关闭半天蜂箱,或隔一天放蜂一次,控制蜂群授粉时间;蜜蜂授粉时,观察授粉效率,如有授粉过度现象,应适当控制蜂群繁殖(如用王笼囚禁蜂王产卵),关小巢门,以减少蜂群的活动,适当补充花粉和糖水等。3)特殊的草莓品种,茎秆弱小、花弱小的草莓品种不推荐使用熊蜂授粉,最好选择蜜蜂授粉。

杀虫剂、杀菌剂等农药的使用注意事项:首先,在种植过程中,不要底施、喷施、熏蒸高毒、高内吸、高残留的药剂,如:一颗一片、辛硫磷、甲拌磷、特丁硫磷、吡虫啉、高效氯氰菊酯、毒死蜱、1605、甲胺磷、氧乐果、烟熏制剂、乳油类药物、敌敌畏、菊酯类药物等等,如果在温室中使用过高毒、高残留、高内吸的农药,很容易在使用蜜蜂或熊蜂时导致蜂死亡或者缩短使用时间;其次,使用蜜蜂授粉时,应先将蜂群搬走,然后施药,并尽量使用对蜜蜂低毒、残效期短的药物,用药后及时放风,在确保蜜蜂安全后再将蜂群搬进棚内继续授粉。使用熊蜂授粉要严格按农药隔离期收蜂放蜂,回收熊蜂时,将可进可出的口关闭,将只进不出的口打开,回收4个小时左右,关闭蜂箱出口,用纱网包裹系紧后搬出。打药时使用熏棚剂隔离至少20~30天,杀菌剂隔离至少3天以上,将农药残留气体排散干净,杀虫剂熏棚直接不要使用。在使用过程中,如果作物需要打药,请参照用药指南使用间隔(表4)。如果所使用的药剂成分与用药指南有出入,尽量联系熊蜂授粉技术人员指导用药,切勿盲目用药。

近年来,农药对蜜蜂和熊蜂的影响的研究越来越多。譬如天然杀虫剂会损伤蜜蜂和熊蜂的飞行能力。加拿大研究显示,熊蜂的成年蜂在幼虫发育阶段接触到杀虫剂菜喜,会损伤它们的飞行能力。(《国外蜂业信息》 中国养蜂 2005年第56卷第11期)还有试验证明新烟碱类杀虫剂噻虫嗪的使用会降低熊蜂的传粉效率。(《中国蜂业-国外蜂业信息》 2016年3月第67卷)



图6 授粉过度草莓花(右下)



表5 草莓不同作物时期主要病虫害防治药物及蜂箱移出天数

主要病虫害

防治药剂

蜂箱移出天数

灰霉病、白粉病、褐斑病、炭疽病

哈茨木霉菌

嘧霉胺

异菌脲

嘧菌环胺

啶菌恶唑

乙嘧酚

25%嘧菌酯悬浮剂

丁子香酚

6.5%多霉威超细粉尘剂

50%乙烯菌核利可湿性粉剂

70%丙森锌

氟吗啉

65%甲基硫菌灵--乙霉威可湿性粉剂

1

1

1

2

1

1

1

1

1

1

1

1

1

蚜虫、蓟马

溴氰菊酯

抗蚜威

敌敌畏

苦参碱

鱼藤酮

噻嗪酮

噻虫啉(喷雾)

噻虫啉(灌根)

烟碱

啶虫脒

氟胺氰菊酯

吡虫啉

联苯菊酯

联苯肼脂

异丙威

噻虫嗪

噻虫嗪

吡蚜酮

矿物油

金龟子绿僵菌RF

唑蚜威

3

1

3

1

1

1

2

1

2

3

2

30

10

5

7

15

15

1

1

1

1

斜纹夜蛾

茚虫威

20%氯虫苯甲酰胺

虫酰肼

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐

甲萘威

2.5%多杀霉素(*1

多杀霉素(*2

印楝素

氟铃脲

氟啶脲

丁醚脲

高效氟氯氰菊酯

高效氯氰菊酯

氯氰菊酯

甲氰菊酯

氰戊菊酯

3

1

1

1

2

1

2

1

2

2

1

30

30

14

7

30

红蜘蛛

快螨特

硫丹

溴螨酯

氟胺氰菊酯

除螨灵

哒螨灵

四螨嗪

杀虫环

三氯杀螨醇

苯螨特

噻螨酮

螺螨酯

苯丁锡

甲氧虫酰胺

乙螨唑

1

14

1

2

15

1

1

1

1

1

1

7

1

1

3

(数据来源于嘉禾源硕生态科技有限公司)



草莓使用熊蜂授粉的案例展示


熊蜂应用于温室草莓授粉中,嘉禾源硕公司收集了大量的客户案例,这些案例不仅仅是草莓熊蜂授粉情况真实的反馈,也同时方便读者欣赏以供参考。




嘉禾源硕客户展示基地一(青龙湖上万村南国安农庄,位于北京市房山区)


   


   



图7 熊蜂在不同草莓花上的采集行为(以上图片均来自北京国安农业发展有限公司




嘉禾源硕客户展示基地二(阜康市九龙果业,位于新疆昌吉州阜康市)


  

图8 熊蜂授粉后圆润饱满的草莓果(以上图片均来自阜康市九龙果业有限公司)



嘉禾源硕客户展示基地三 (三仓润丰现代农业产业园,位于江苏省东台市)


   


   

图9 熊蜂的采集行为和圆润饱满的草莓(以上图片均来自江苏东台三仓润丰现代农行产业园有限公司)




嘉禾源硕客户展示基地四(普罗米基地,位于广东省深圳市)


   


   

图10 草莓花和熊蜂的采集行为(以上图片均来自深圳市普罗米绿色能源有限公司)




嘉禾源硕客户展示基地五 (金风科技-金果舒植物工厂,位于北京市)


   


   

图11 立体种植模式的草莓和熊蜂的采集行为(以上图片均来自北京金风科技)




嘉禾源硕客户展示基地六(鹏城农夫,位于广东省深圳市)


   


    


图12 有土栽培模式的草莓和熊蜂的采集行为(以上图片均来自深圳鹏城农夫草莓园)


结   语


总之,与蜜蜂授粉相比,熊蜂授粉能有效提高草莓果实单果重、果实大小、单位面积产量,改善了果实品质。熊蜂授粉方式更适宜为日光温室及大棚的草莓授粉,可以提高产量、产品单价和利润,为农民创造较高的收入,为读者使用熊蜂授粉方式代替蜜蜂授粉方式提供了依据,也方便草莓种植管理人员与技术人员学习参考,为熊蜂授粉技术在草莓应用提供技术指导。


资料来源:嘉禾源硕生态科技有限公司



公司官网:www.fengboshi365.com 

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碧奥特授粉熊蜂官网(物授粉技术网站): www.shoufenxiongfeng.com

嘉禾源硕官网:www.jhys365.com

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