劉志剛 任紅松 馮廣余 買買提·艾合買提 胡西旦·買買提 阿木提·庫爾班 王瑞華 郭紅梅 王建 李海峰1

摘要：以吐魯番春季溫室優(yōu)冠番茄為試材，通過利用番茄熊蜂授粉和激素噴花（CK）2個不同授粉處理在吐魯番4月高溫期對番茄坐果特性、果實(shí)性狀、產(chǎn)量品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較，篩選出春季番茄設(shè)施生產(chǎn)比較理想的授粉方式，為熊蜂授粉在新疆吐魯番地區(qū)設(shè)施春季番茄的技術(shù)示范和推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，熊蜂授粉替代激素授粉，番茄坐果率提高5.6百分點(diǎn)，畸形果率降低10.6百分點(diǎn);熊蜂授粉番茄不僅外觀品質(zhì)好，銷售價格高，而且內(nèi)在品質(zhì)在維生素C含量比激素授粉番茄（CK）高18.56 mg/kg;熊蜂授粉番茄比對照處理產(chǎn)量提高17.19%，增收約32.49萬元/hm2，二者差異極顯著。說明在生產(chǎn)中既要考慮到設(shè)施番茄生產(chǎn)的人工成本和物料成本等因素，更要考慮番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)，相比對熊蜂授粉方式結(jié)合提早定植、增加蜂量、上下通風(fēng)口提前放風(fēng)等方法進(jìn)行改良，是春季設(shè)施番茄生產(chǎn)較理想的選擇。

關(guān)鍵詞：設(shè)施;番茄;熊蜂;產(chǎn)量;品質(zhì);授粉

中圖分類號： S897+.3;S641.204 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0107-04

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展，設(shè)施蔬菜栽培面積不斷擴(kuò)大，極大地保障了蔬菜生產(chǎn)供應(yīng)，降低了天氣災(zāi)害對蔬菜生產(chǎn)的影響，然而設(shè)施環(huán)境限制了蟲媒、風(fēng)媒等傳粉媒介，降低了蔬菜作物的授粉效率，導(dǎo)致坐果差、結(jié)實(shí)率低等現(xiàn)象[1]。提高產(chǎn)量品質(zhì)對農(nóng)作物生產(chǎn)至關(guān)重要，授粉是保證產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。日光溫室的結(jié)構(gòu)和小氣候環(huán)境阻礙了傳粉昆蟲的進(jìn)入，如果設(shè)施蔬菜在開花期間不能良好地授粉，就會嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在生產(chǎn)上通常采用人工授粉或昆蟲授粉。昆蟲授粉一直被認(rèn)為是園藝作物的最佳授粉方式[2]。熊蜂授粉作為一種最貼近自然授粉的授粉新技術(shù)，近幾年在設(shè)施果菜種植中得到廣泛應(yīng)用。熊蜂授粉不僅省工省時，有效提高坐果率和產(chǎn)量，同時還可以改善果實(shí)品質(zhì)，避免人為激素污染，保證農(nóng)產(chǎn)品安全[3]。

研究者較多是利用熊蜂[4-6]在正常設(shè)施溫度條件下對番茄進(jìn)行授粉和熊蜂習(xí)性的調(diào)查，通過熊蜂授粉、激素授粉2種授粉方法進(jìn)行比較，研究者在新疆吐魯番地區(qū)4—6月高溫期研究熊蜂授粉對設(shè)施番茄果實(shí)生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響相對較少。為此，本研究通過探討不同的授粉方法對設(shè)施番茄坐果特性、果實(shí)生長發(fā)育特性、產(chǎn)量品質(zhì)及效益的影響，以期為熊蜂授粉在吐魯番春季設(shè)施番茄生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在2018、2019年1—6月吐魯番市高昌區(qū)亞爾鎮(zhèn)呂宗村設(shè)施農(nóng)業(yè)基地溫室進(jìn)行，試驗(yàn)地土質(zhì)為沙壤土，肥力中等，土壤有機(jī)質(zhì)含量 10.73 g/kg、堿解氮含量89.6 mg/kg、速效磷含量176.9 mg/kg、速效鉀含量395 mg/kg，pH值為7.62。試驗(yàn)溫室為2009年建下挖式干打壘土墻竹木結(jié)構(gòu)型日光溫室，溫室跨度為11 m，東西長 148 m，脊高4.2 m，后墻為泥土堆積碾壓墻，墻底寬3.8 m，上寬1.6 m，竹木結(jié)構(gòu)，三排立柱，無滴膜覆蓋，棉被保溫;建造時為便于卷簾機(jī)的操作，在溫室中間打了1道土墻，將溫室分為2個面積均約 667 m2，土壤條件基本一致的溫室。授粉用箱式熊蜂由新疆農(nóng)墾科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所提供，每箱 20～30只;噴花用植物生長調(diào)節(jié)劑65%甲硫·乙霉威可濕性粉劑3 000倍液，由住友化學(xué)（上海）有限公司生產(chǎn);供試番茄品種為優(yōu)冠，早熟性好，成熟果粉紅色，果實(shí)高圓形，上色均勻，耐儲運(yùn)，商品性好，抗病性強(qiáng)，單果質(zhì)量約350 g，由北京北農(nóng)亨利種子有限公司生產(chǎn)，由吐魯番市育苗中心提供，為50穴穴盤育苗。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)熊蜂輔助授粉、植物生長調(diào)節(jié)劑噴花2個處理，分別在單獨(dú)的溫室內(nèi)進(jìn)行操作管理，除授粉方式、風(fēng)口防蟲網(wǎng)2個操作不同，番茄品種、整枝打杈、水肥管理等都一致。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個處理為1個小區(qū)，面積36 m2，每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)30株，共90株。熊蜂授粉試驗(yàn)溫室上下放風(fēng)口各拉寬1.2 m防蟲網(wǎng)，初花期在溫室中部放入2箱熊蜂。激素授粉試驗(yàn)溫室，當(dāng)開花植株數(shù)達(dá)到50%時，用植物生長調(diào)節(jié)劑65%甲硫·乙霉威可濕性粉劑3 000倍液正對噴花。

1.2.2 田間管理 番茄開花大約5%時，夜晚將蜂箱拿入熊蜂授粉溫室中間位置，使蜂巢門朝向東南方向，靜置1～2 h后打開巢門。番茄苗1月29日定植，第1穗果開花為2月10日，開花期間用60目防蟲網(wǎng)封住溫室上下放風(fēng)口，防止熊蜂飛出溫室而使群勢受影響?；ㄆ诮Y(jié)束時間為4月17日，初次采摘為4月3日，末次采摘為6月13日。授粉期間溫室08：30開棚升棉被，10：30開50%上風(fēng)口，12：00打開全部上風(fēng)口，溫室中午棚內(nèi)溫度高于35 ℃時打開下風(fēng)口進(jìn)行降溫，激素授粉棚從盛花初期開始每天08：00—11：00噴花，每隔2～3 d噴1次，2種授粉方式番茄植株都留5穗果打頂。

1.2.3 調(diào)查與測定 在番茄授粉期觀察熊蜂的活動情況及授粉習(xí)性，記錄出巢、回巢的時間和溫度。每小區(qū)分別在溫室前部、中部、后部各隨機(jī)選取3株，共9株掛牌標(biāo)記，在盛花初期定株調(diào)查各小區(qū)植株的總花數(shù)、坐果數(shù)、畸形果數(shù)。4月25日果實(shí)采收初期調(diào)查番茄的單果質(zhì)量、籽粒數(shù)、單株產(chǎn)量，用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)縱橫徑，并在不同果肉部位重復(fù)測定3次可溶性固形物含量，采用WYT手持式折光測糖儀測定可溶性固形物含量，用2，6-二氯酚靛酚法測定維生素C含量，用滴定法測定總糖含量，用酸堿中和滴定法測定總酸含量。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)與分析 采用DPS 14.5對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將2018、2019年2年物候期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值，采用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行生物學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，不同大寫、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 熊蜂在日光溫室番茄上的授粉特性

據(jù)觀察，由于吐魯番春季氣溫升溫快，熊蜂早晨出巢早，中午回巢早，下午出巢晚，進(jìn)巢晚;熊蜂在早上溫室內(nèi)溫度9～12 ℃開始出巢活動，溫室1月底種植番茄后，第1穗果開花時2月中下旬溫度較低，早晨揭棉被后10：00左右開始有熊蜂開始活動，每天早上每箱蜂飼喂1瓶蓋糖水，10：30左右熊蜂出巢開始授粉活動，12：30左右棚內(nèi)溫度開始迅速升高時開始回巢，隨外界氣溫的升高，熊蜂早上出巢時間提早，回巢時間也提早;中午在棚內(nèi)通風(fēng)降溫后，17：00開始逐漸出巢授粉，20：30左右時仍有3～5只/箱熊蜂在采集花粉，熊蜂活動時間7～8 h/d。

通過長時間的觀察發(fā)現(xiàn)，熊蜂的對番茄的授粉效率很高，僅1只熊蜂在番茄花上授粉，用自己的吸器邊吸蜜采花粉邊繞花朵的柱頭1～2圈，平均每 2～3 s 就可以完成1朵花的授粉，完成1朵花的授粉后，立即飛到另一朵花上完成同樣的授粉，不僅授粉充分，而且授粉效率高。從形態(tài)上熊蜂與普通蜜蜂相比，熊蜂體型大、體力強(qiáng)、全身有細(xì)絨毛，授粉和飛行中發(fā)出嗡嗡聲，能夠使花粉充分釋放出來，有利于花粉的傳播。同時，觀察到熊蜂的趨光性較差，而熱感覺靈敏，打開蜂箱后熊蜂在整個溫室空間分布均勻;防蟲網(wǎng)雖然能防止熊蜂飛走，但影響高溫期溫室放風(fēng)效果。如果及時打開上下風(fēng)口放風(fēng)，熊蜂就授粉時間長，中午回巢時間晚，如果放風(fēng)不及時，溫室內(nèi)溫度很快升高到接近40 ℃，這個過程中溫室溫度上升到一定程度，大部分熊蜂回巢，30～45只/hm2找到縫隙逃走，15～30只/hm2被夾到棚膜和防蟲網(wǎng)中間死亡，有個別熊蜂出現(xiàn)“撞棚”現(xiàn)象，造成熊蜂數(shù)量減少，所以需要2箱熊蜂授粉，以確保授粉效果。

2.2 不同授粉方式對番茄坐果的影響

從表1可以看出，春季日光溫室4—6月高溫期番茄采用熊蜂授粉，坐果率為95.2%，與對照激素處理相比提高5.6百分點(diǎn)，而畸形果率下降10.6百分點(diǎn)，其授粉結(jié)實(shí)效果優(yōu)于激素授粉，二者差異顯著;熊蜂授粉番茄的果實(shí)橫徑、縱徑均高于激素授粉處理，但對果形指數(shù)影響不明顯。由此可見，由于春季前期棚內(nèi)溫度低，激素濃度或品種等原因，激素授粉導(dǎo)致畸形果率明顯比熊蜂授粉高，同時，由于新疆吐魯番4月初開始外界氣溫的迅速升高，試驗(yàn)溫室上下風(fēng)口都拉了防蟲網(wǎng)，降低了風(fēng)口的通風(fēng)降溫效果，加上棚主溫室較多，激素授粉人工需求量大，放風(fēng)降溫措施不及時，后期連續(xù)開花坐果期溫度偏高等因素也影響了番茄坐果。因此，在溫室番茄管理中，為了促進(jìn)坐果和果實(shí)發(fā)育，控制好花期和坐果期溫度是管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.3 熊蜂授粉對番茄產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，熊蜂授粉番茄果實(shí)心室數(shù)略高于激素授粉處理，2處理分別為3.80、3.20個，二者差異不顯著，但籽粒數(shù)極顯著高于激素授粉處理，分別為34、13個。通過熊蜂授粉的番茄單平均果質(zhì)量為229.72 g，激素授粉處理的平均單質(zhì)量為202.35 g，產(chǎn)量分別達(dá)141 139.2、165 398.4 kg/hm2，熊蜂授粉比激素噴花產(chǎn)量增加17.19%，二者差異顯著;從外觀來看，熊蜂授粉的番茄果個大，果實(shí)圓滑豐滿，紅色均勻，心室內(nèi)籽粒多，湯汁飽滿，而激素授粉的番茄果實(shí)稍小，由于湯汁和籽粒均少，各心室處呈凹陷。表明熊蜂授粉方式有利于番茄果實(shí)的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的提高。

2.4 熊蜂授粉對番茄品質(zhì)的影響

從表3可以看出，熊蜂授粉番茄果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo)可溶性固形物、維生素C、總糖、總酸含量均高于激素授粉處理，分別比激素授粉處理高0.8百分點(diǎn)、18.56 mg/kg、9.49 g/kg、0.9 g/kg，同時，前者果實(shí)風(fēng)味（糖酸比）也稍好于后者。試驗(yàn)采用熊蜂授粉的番茄果實(shí)平均可溶性固形物和總酸含量分別為6.7%和4.2 g/kg，而激素授粉番茄的分別為5.9%和3.3 g/kg，二者可溶性固形物含量相比均呈顯著差異，而總酸含量相比差異不顯著;熊蜂授粉的番茄果實(shí)平均維生素C和總糖含量分別為 137.24 mg/kg 和36.81 g/kg，激素授粉番茄的分別為118.68 mg/kg和27.32 g/kg，二者相比均呈極顯著差異;而熊蜂授粉的番茄果實(shí)平均糖酸比為8.76，高于激素授粉番茄的8.28。相比激素授粉處理，熊蜂授粉的番茄不僅內(nèi)在品質(zhì)好，而且外觀品質(zhì)圓潤飽滿，果實(shí)周正，顏色均勻。由此可見，熊蜂授粉能不僅改善番茄果實(shí)的品質(zhì)，而且能提高果實(shí)商品性。

2.5 不同授粉方式的經(jīng)濟(jì)效益分析

從表4可以看出，番茄人工激素授粉需要噴花225次/hm2，每次按1個工100元計(jì)算，勞務(wù)成本約在22 500元/hm2，購買激素藥物等物化成本約為 4 500元/hm2，激素授粉的總成本約27 000元/hm2;熊蜂授粉僅需在番茄開花授粉期內(nèi)釋放30箱/hm2蜂即可滿足設(shè)施番茄春季授粉的需求，熊蜂價格為400元/箱，購買熊蜂需12 000元/hm2，購買熊蜂擺放架和遮陽布等需1 500元/hm2，上下防蟲網(wǎng)需要70 m×1.2 m×2元/m2÷667 m2×2（表示上下共2道）×15×667 m2/hm2=5 040元/hm2，可使用2年，年均2 520元/hm2，勞務(wù)成本 3 000元/hm2，熊蜂授粉的總成本約19 020元/hm2，比激素授粉節(jié)約7 980元/hm2。

番茄熊蜂授粉比激素授粉的平均產(chǎn)量提高17.19%，可增產(chǎn)24 259.2 kg/hm2，畸形果率降低10.6%，產(chǎn)量和品質(zhì)提高，銷售價格也隨之提高，除去所有生產(chǎn)成本，增收約32.49萬元/hm2，且番茄熊蜂授粉總產(chǎn)值和純收入與激素授粉相比差異極顯著。

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，熊蜂授粉替代激素授粉可促進(jìn)番茄充分授粉和果實(shí)生長發(fā)育，顯著降低果實(shí)畸形率，提高熊蜂授粉番茄的坐果率、平均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量，且果實(shí)周正、飽滿、圓潤，湯汁多，口感好，富含種子;另外，熊蜂授粉番茄的籽粒發(fā)育比較齊全，平均籽粒數(shù)34粒，明顯高于激素授粉番茄平均籽粒數(shù)21粒，激素授粉番茄的籽粒有50%以上未發(fā)育，以上研究結(jié)論與前人的研究結(jié)果[7-9]一致。

番茄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)主要包括可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量、維生素E含量、硝酸鹽、番茄紅素、蛋白質(zhì)含量等[8]，而番茄果實(shí)風(fēng)味主要取決于糖、酸的絕對含量[10]。從營養(yǎng)角度看，本研究中熊蜂授粉的番茄果實(shí)平均維生素C含量為137.24 mg/kg，平均總糖含量為36.81 g/kg，平均總酸含量為4.2 g/kg，平均糖酸比為8.76，這些主要品質(zhì)指標(biāo)均高于激素授粉處理，可見熊蜂授粉對番茄的內(nèi)在品質(zhì)改善效果明顯。研究結(jié)果表明，與激素授粉處理相比，熊蜂授粉的番茄果實(shí)總糖含量、可溶性固形物含量、維生素C含量均提高[11-13]。本研究結(jié)果顯示，熊蜂授粉與激素授粉處理相比可以極顯著提高番茄果實(shí)的可溶性總糖和維生素C含量，對提高糖酸比和可溶性固形物含量也有一定作用，可以明顯改善番茄果實(shí)風(fēng)味和品質(zhì)，這與相關(guān)研究結(jié)論一致。

熊蜂授粉不用人工噴花，省時省工，避免了激素授粉對溫室環(huán)境和作物的污染等問題，且熊蜂對農(nóng)藥敏感，要求農(nóng)民用藥更符合安全標(biāo)準(zhǔn)，更加科學(xué)精準(zhǔn)，極大地降低了農(nóng)藥使用量，提高用藥效率，為設(shè)施番茄的綠色生產(chǎn)起到了保障作用。大量研究結(jié)果表明，熊蜂授粉方式的坐果率、果實(shí)商品性和安全性較好[14-18]，但在生產(chǎn)示范過程中，個別種植戶擔(dān)心吐魯番4月的高溫會影響溫室內(nèi)熊蜂出巢授粉和正常壽命，熊蜂授粉會降低坐果率而影響產(chǎn)量，但試驗(yàn)結(jié)果證明，熊蜂授粉不但效率高，坐果率、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益均明顯提高。

通過試驗(yàn)觀察，建議廣大種植戶在種植設(shè)施春季番茄、茄子等果蔬過程中，根據(jù)天氣情況盡早在 1月底前完成定植，在開花期前提高地溫，加強(qiáng)溫度和水肥管理，促進(jìn)營養(yǎng)生長，初花期開始采用 30箱/hm2 熊蜂進(jìn)行授粉，同時結(jié)合提前通風(fēng)、灌水、遮陰等降溫管理技術(shù)措施，在4—6月高溫期來臨前盡量多留果，根據(jù)天氣情況適時適期通風(fēng)，合理保溫，促進(jìn)果蔬生長發(fā)育。通過早定植將授粉期提前，提高熊蜂的授粉效率，延長熊蜂的有效授粉期和授粉壽命，提高果蔬的坐果率，為設(shè)施熊蜂授粉技術(shù)進(jìn)一步在新疆吐魯番地區(qū)設(shè)施生產(chǎn)推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝 鶴. 熊蜂及其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)授粉實(shí)踐中的應(yīng)用研究[J]. 中國蜂業(yè)，2012（7）：29-30.

[2]殷學(xué)云，高 龍，葛 亮，等. 科伯特熊蜂授粉技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2016，36（31）：62-64.

[3]黃家興，安建東，吳 杰，等. 熊蜂為溫室茄屬作物授粉的優(yōu)越性[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（3）：5-9.

[4]Ravestijn W V，Vander J S. Use of bumblebees for the pollination of glasshouse tomatoes[J]. Acta Hort，1991，288（6）：204-212.

[5]Lee S B，Bae T W，Kim S E，et al. The influence of over foraging，and pollinating activities on tomato fruits by a Korean native bumblebee，Bombus ignitus S. （Hymenoptera：Apidae） in cherry-tomato houses[J]. Korean Journal of Applied Entomology，2003，42（4）：293-300.

[6]Meisels S，Chiasson H . Effectiveness of Bombus impatiens Cr. as pollinators of greenhouse sweet peppers （Capsicum annuum L.）[J]. Acta Horticulturae，1997（437）：425-430.

[7]陳 紅，祝 花，王孝琴，等. 熊蜂授粉技術(shù)在早春大棚番茄生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（4）：875-877.

[8]Favati F，Lovelli S，Galgano F，et al. Processing tomato quality as affected by irrigation scheduling[J]. Scientia Horticulturae，2009，122（4）：562-571.

[9]張瑞雪，張 影，孫鳳剛，等. 衡水市設(shè)施番茄熊蜂授粉技術(shù)試驗(yàn)示范推廣分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)村科技，2018（7）：67-68.

[10]Malundo T M，Shewfelt R L，Scott J W. Flavor quality of fresh tomato （Lycopersicoue sculeutu Mill.） as affected by sugar and acid levels[J]. Postharvest Biology and Technology，1995，6（1）：103-110.

[11]牛慶生，閻德斌，王 志，等. 熊蜂為溫室番茄授粉效果研究[J]. 蜜蜂雜志，2015，35（6）：5-6.

[12]邢艷紅，彭文君，安建東. 不同蜂授粉對設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國養(yǎng)蜂，2005，56（7）：8-10.

[13]周 進(jìn)，吳楊煥，張愛萍. 不同授粉方法對設(shè)施番茄果實(shí)生長發(fā)育的影響[J]. 北方園藝，2017（10）：47-53.

[14]陳 方，孫雄軍，程鵬飛. 大棚番茄熊蜂授粉技術(shù)應(yīng)用效果研究[J]. 中國瓜菜，2013，26（5）：34-35，38.

[15]安建東，童越敏，國占寶，等. 熊蜂為溫室茄子授粉試驗(yàn)[J]. 中國養(yǎng)蜂，2004，55（3）：7-8.

[16]王 強(qiáng)，李翠梅，李鵬發(fā)，等. 南疆日光溫室番茄熊蜂授粉試驗(yàn)[J]. 長江蔬菜，2013（20）：27-29.

[17]Asada S，Ono M. Crop pollination by Japanese bumblebees，Bombus spp.（Hymenoptera：Apidae）：tomato foraging behavior and pollination efficiency[J]. Applied Entomology and Zoology，1996，31（4）：581-586.

[18]Attal Y Z，Kasrawi M A，Nazer I K. Influence of pollination technique on greenhouse tomato production[J]. University Journal for Scientific Research Agricultural Sciences，2003，8（1）：21-26.