李歸林，黃佳聰**，蔣 華，楊曉霞，周 娟，董 瓊

(1.保山市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站，云南 保山，678000；2.保山市林業(yè)和草原科學(xué)研究所，云南 保山，678000；3.西南林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，云南 昆明，650224)

自然界中蟲媒傳粉相較于風(fēng)媒傳粉更加高效而普遍[1-2]，部分植物雖然主要依靠蟲媒傳粉，但風(fēng)媒傳粉也能坐果，如越南篦齒蘇鐵[3]、花毛茛[4]、露蕊烏頭[5]和椰子[6]，且蟲媒傳粉和風(fēng)媒傳粉相結(jié)合的傳粉方式對(duì)提高坐果率具有積極作用。自然界中也存在自交不親和的植物，并出現(xiàn)自交坐果植株的現(xiàn)象，如攸縣油茶[7]、湘林油茶[8]、甜橙[9]和紅雉鳳仙花[10]的異交坐果率均顯著高于自交，但自交也可結(jié)實(shí)，這種交配方式有助于促進(jìn)植物坐果繁殖成功。因此，開展自然傳粉和人工授粉研究，對(duì)探究植物主要傳粉方式、授粉途徑、品種合理配置以及創(chuàng)新良種培育途徑和提高栽培效益具有重要指導(dǎo)意義。

騰沖紅花油茶(Camellia reticulataLindl.) 又名滇山茶、云南山茶花，為山茶科(Theaceae)山茶屬 (Camellia)常綠喬木，是中國(guó)特有的木本食用油料及園林觀賞兼用樹種[11]，因其觀賞價(jià)值高、油用加工性能好、籽油質(zhì)量?jī)?yōu)異而受到中國(guó)油茶科研和生產(chǎn)部門的高度重視[12-13]。云南省騰沖市是騰沖紅花油茶集中栽培和利用區(qū)域，截至2022年，該地騰沖紅花油茶栽培面積1.56×104hm2，投產(chǎn)面積1.10×104hm2，平均干籽產(chǎn)量140.3 kg/hm2(折合籽油約30.9 kg/hm2)，生產(chǎn)效率處于較低水平。騰沖紅花油茶屬于高度異花授粉植物[14]，坐果率是影響其生產(chǎn)效率的主要因素之一，已有學(xué)者研究了蜜蜂傳粉[15-18]、花前授粉時(shí)間選擇[19]、不同花期和植株不同部位方位[20]以及花期物候[21]對(duì)其坐果率的影響，但尚未見風(fēng)媒和蟲媒傳粉、自交和異交人工授粉對(duì)坐果率影響的研究報(bào)道?；诖耍狙芯窟x擇具有代表性的5 個(gè)騰沖紅花油茶種群，設(shè)置系列試驗(yàn)揭示不同傳粉模式對(duì)其坐果率的影響，以期為騰沖紅花油茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在騰沖市選擇5 個(gè)騰沖紅花油茶典型林分開展試驗(yàn)。樣地1：沙壩林場(chǎng)陡山營(yíng)林區(qū) (24°56′29″N，98°35′36″E，海拔2 200～2 280 m)，砂質(zhì)黃壤，坡度15°，東坡；純林200.0 hm2，750 株/hm2，中等撫育，樹高5.5 m，地徑12.8 cm，冠幅11.0 m2。樣地2：騰沖林推站油茶基地(25°03′28″N，98°28′50″E，海拔1 680～1 750 m)，黃壤，坡度15°，全坡向；純林13.3 hm2，900 株/hm2，中等撫育，樹高6.0 m，地徑7.8 cm，冠幅11.0 m2。樣地3：馬站鄉(xiāng)和睦村(25°09′13″N，98°30′18″E，海拔1 940～2 100 m)，火山灰壤，坡度10°，全坡向；散生林地100.0 hm2，300 株/hm2，無撫育，樹高12.0 m，地徑22.1 cm，冠幅92.4 m2。樣地4：中和鎮(zhèn)新歧村帽盔山(24°55′40″N，98°45′33″E，海拔2 100～2 250 m)，砂質(zhì)黃壤，坡度30°，東坡；混交林20.0 hm2，500 株/hm2，粗放撫育，樹高5.0 m，地徑6.7 cm，冠幅9.0 m2。樣地5：中和鎮(zhèn)新歧村袁家地(25°09′36″N，98°59′30″E，海拔1 940～2 000 m)，黃紅壤，梯臺(tái)地，東南坡；純林0.2 hm2，330 株/hm2，中等撫育，樹高2.0 m，地徑3.2 cm，冠幅1.7 m2。

樣地1、2、4 為通過人工直播造林形成的種群，樹齡43 a；樣地3 為近天然起源的種群，樹齡＞100 a；樣地5 為運(yùn)用從樣地1 種群篩選出的4 株優(yōu)樹 (無性系) 培育的2 年生扦插苗，通過人工造林建成的種群，樹齡7 a。樣地5 種群植株個(gè)體相對(duì)矮小，其余4 個(gè)種群植株個(gè)體相對(duì)較高大。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)置蟲媒和風(fēng)媒自然傳粉以及自交和異交人工授粉試驗(yàn)。自然傳粉試驗(yàn)在5 個(gè)種群中開展；人工授粉試驗(yàn)僅在樣地2、5 種群中開展，與自然授粉試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，且試驗(yàn)林分相同。

1.2.1 自然傳粉試驗(yàn)

在5 個(gè)種群中分別選取生長(zhǎng)及開花正常的9～10 株樣株，每株樣株分別選取60 朵花，平均分為A、B 組并作標(biāo)記。A 組花朵：于花開放前1～3 d，用90 目、35 cm×20 cm 的輕質(zhì)塑料網(wǎng)袋套住整朵花以及小花枝，以阻止昆蟲與花朵接觸，視為風(fēng)媒傳粉；B 組花朵：不做處理，為自由授粉。2018 年6 月上旬生理落果結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)每株樣株的坐果數(shù)，并計(jì)算坐果率：坐果率=坐果數(shù)/處理花數(shù)×100%。各林分蟲媒傳粉的貢獻(xiàn)為B 組每株樣株數(shù)據(jù)減A 組的均值，若數(shù)值小于0，則視為0。

1.2.2 人工授粉試驗(yàn)

在樣地2、5 種群中分別選取生長(zhǎng)及開花正常的樣株35 株和16 株。樣地2 種群每株選擇34 朵樣花；樣地5 種群包含4 個(gè)無性系，每個(gè)無性系選取4 株，由于樹齡低、樹體小，每株選擇20～34 朵樣花。將每株樣株上的樣花平均分為C、D 組并作標(biāo)記，每組花均于花臨開放前1～3 d 進(jìn)行人工授粉，C 組中提供花粉的花朵和授粉的花朵屬于同一樣株，D 組中互換樣地2、5 的花朵用于授粉。授粉的具體方法為：用毛筆從花朵雄蕊上蘸取花粉，輕柔地授在樣花柱頭上，用防水膠布迅速密封柱頭。2018 年6 月上旬生理落果結(jié)束后統(tǒng)計(jì)坐果數(shù)并計(jì)算坐果率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel 2007 整理數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析前，先對(duì)百分率數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根轉(zhuǎn)換。使用SPSS 20.0 分析數(shù)據(jù)，采用方差分析和Duncan’s 多重比較分析各種群間蟲媒和風(fēng)媒傳粉坐果率的差異；由于樣地2 和樣地5 自交、異交的坐果率數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，故采用非參數(shù)檢驗(yàn)中的Mann-Whitney 檢驗(yàn)分析2 個(gè)樣地間自交和異交坐果率的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 風(fēng)媒與蟲媒傳粉坐果率的差異

由表1 可知：5 個(gè)種群風(fēng)媒傳粉和蟲媒傳粉的平均單株坐果率分別為3.54%和20.31%，兩者差異極顯著(P＜0.01)。樣地1 種群的風(fēng)媒與蟲媒傳粉間平均單株坐果率差異達(dá)極顯著水平(P＜0.01)，其他4 個(gè)種群的風(fēng)媒與蟲媒傳粉間平均單株坐果率差異均達(dá)顯著水平 (P＜0.05)。5 個(gè)種群風(fēng)媒傳粉的平均單株坐果率為0.67%～7.33%，其中樣地3、4 種群的風(fēng)媒傳粉平均單株坐果率≥7%，且兩者間差異不顯著 (P＞0.05)，但兩者均顯著高于樣地1、2、5 種群，后三者風(fēng)媒傳粉的平均單株坐果率≤1.33%，且三者間差異不顯著(P＞0.05)。5 個(gè)種群蟲媒傳粉的平均單株坐果率為11.80%～27.07%，且各種群間差異不顯著(P＞0.05)。

表1 不同樣地騰沖紅花油茶風(fēng)媒和蟲媒傳粉的單株坐果率Tab.1 The fruit setting rates per plant of Camellia reticulate in different sample plots under wind and insect pollination conditions %

2.2 人工自交和異交授粉坐果率的差異

由表2 可知：樣地2、5 種群異交授粉的平均單株坐果率 (44.34%) 極顯著高于自交授粉(7.40%)，樣地2 種群異交授粉和自交授粉的平均單株坐果率分別為32.61%和5.38%，樣地5 種群異交授粉和自交授粉的平均單株坐果率分別為70.01%和11.81%，各種群異交授粉的平均單株坐果率均極顯著高于自交授粉(P＜0.01)。樣地2、5 種群間自交授粉的平均單株坐果率差異顯著(P＜0.05)，兩者間異交授粉的平均單株坐果率差異極顯著(P＜0.01)。

表2 不同樣地騰沖紅花油茶自交和異交授粉處理的單株坐果率Tab.2 The fruit setting rates per plant of C.reticulata in different sample plots under artificial self-crossing and outcrossing pollination conditions %

3 討論

坐果率是經(jīng)濟(jì)林果豐產(chǎn)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，對(duì)林木繁衍生息亦具有重要意義[22]，尤其對(duì)諸如騰沖紅花油茶等大花朵型植物至關(guān)重要。本研究表明：騰沖紅花油茶蟲媒傳粉的平均單株坐果率為20.31%，極顯著高于風(fēng)媒傳粉(3.54%)，表明蟲媒傳粉是騰沖紅花油茶傳粉坐果的主要方式，風(fēng)媒傳粉亦能坐果但坐果率較低。葛雅婷等[23]對(duì)油茶(C.oleiferaAbel.)的研究發(fā)現(xiàn)：花期放養(yǎng)中蜂和地熊蜂的油茶林坐果率為21.92%，防蟲網(wǎng)兜套住花朵的對(duì)照組 (風(fēng)媒傳粉) 坐果率僅為2.91%，與本研究結(jié)果一致。由于將防蟲網(wǎng)套住的花朵視為風(fēng)媒傳粉未剔除自花授粉等的影響，雖然從諸多樣株坐果率為0 可以看出自花授粉等的影響并不高，但可能會(huì)高估風(fēng)媒傳粉的貢獻(xiàn)，因此，可認(rèn)為騰沖紅花油茶風(fēng)媒傳粉的貢獻(xiàn)非常低。

樣地1、2、5 蟲媒傳粉的平均單株坐果率均高于或接近25%，高于樣地3 (13.40%)和樣地4(11.80%) 種群。究其原因，一方面可能與經(jīng)營(yíng)狀況和林分類型差異有關(guān)。樣地1、2、5 種群人工撫育強(qiáng)度較高，而樣地3、4 無經(jīng)營(yíng)或經(jīng)營(yíng)粗放，導(dǎo)致騰沖紅花油茶植株?duì)I養(yǎng)水平有所差異，進(jìn)而影響其坐果率[24-25]；樣地1、2、5 為騰沖紅花油茶純林，樣地3 為散生，樣地4 為混生林，而純林更有利于昆蟲傳粉；另一方面，可能與其花部形態(tài)變異豐富有關(guān)[26-27]。長(zhǎng)期的調(diào)查觀測(cè)和生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：騰沖紅花油茶的部分雄蕊或雌蕊變異為花瓣 (瓣化)或柱頭位置低于雄蕊甚至被濃密雄蕊遮蓋密閉的植株，其坐果率較低甚至為0?？傊M管樣地1、2、5 種群的蟲媒授粉坐果率明顯高于樣地3、4 種群，但是種群內(nèi)個(gè)體間變異較大(標(biāo)準(zhǔn)差值較大)，從而導(dǎo)致5 個(gè)樣地種群間的蟲媒傳粉坐果率差異不顯著。

本研究中，樣地2、5 種群人工異交授粉的平均單株坐果率為44.34%，極顯著高于自交授粉(7.40%)，也高于蟲媒傳粉，與楊亞等[7]對(duì)攸縣油茶 (C.yuhsienensisHu.)研究結(jié)果的規(guī)律性一致?？梢姡惤蝗斯な诜塾欣谔岣唑v沖紅花油茶的果實(shí)產(chǎn)量。因此，生產(chǎn)上可采用花期一致的多個(gè)品種進(jìn)行方塊狀或條塊狀種植，保證植株相互授粉；在條件允許的情況下，可于花期用噴霧器噴霧花粉進(jìn)行人工授粉，有助于提高坐果率，增加產(chǎn)量。此外，騰沖紅花油茶與其他油茶屬植物自交坐果率極低[28-32]不同，樣地2、5 種群內(nèi)部分植株具有自交坐果能力，一些單株的自交坐果率大于30%，甚至高達(dá)50%，這些植株可選為育種材料，參與自交系育種試驗(yàn)，培育自交系良種，達(dá)到生產(chǎn)上簡(jiǎn)約化栽培單一品種實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)的目的，提升栽培效益。

本研究顯示：樣地5 種群人工異交授粉的平均單株坐果率(70.01%) 極顯著高于樣地2 種群(32.61%)，分析其原因可能是2 個(gè)種群的起源不同，樣地5 為優(yōu)樹無性系種群，所用材料經(jīng)過優(yōu)選，樣地2 為未經(jīng)優(yōu)樹選擇而直播造林形成的種群，故樣地5 種群的人工異交授粉坐果率較高。樣地5 種群蟲媒傳粉的平均單株坐果率(24.44%)與樣地2 種群 (25.27%)差異不顯著，分析其可能原因有以下2 個(gè)方面：第一，盡管樣地5 種群的材料經(jīng)過優(yōu)選，但種群內(nèi)僅有4 個(gè)花期一致性不高的無性系，且栽培面積較小(0.2 hm2)，加之樹體較小，花朵數(shù)量有限，且周邊2 km 內(nèi)無騰沖紅花油茶林分，導(dǎo)致林分吸引授粉昆蟲的能力弱，花粉來源有限，進(jìn)而影響授粉成功率和坐果率；第二，樣地2 種群為直播造林建成的林分，栽培面積較大(13.3 hm2)，其種群內(nèi)種質(zhì)資源相對(duì)豐富，有較多與試驗(yàn)觀測(cè)樣株花期一致的植株，可為昆蟲提供花粉進(jìn)而授粉的可能性高于樣地5，導(dǎo)致其昆蟲傳粉坐果率與樣地2 非常接近。以上結(jié)果說明人工異交授粉可有效提高騰沖紅花油茶坐果率，在以栽培無性系品種為主要生產(chǎn)方式的騰沖紅花油茶生產(chǎn)中，多品種搭配種植、花期放蜂、花期人工噴霧花粉等人工輔助授粉可提高坐果率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

4 結(jié)論

騰沖紅花油茶蟲媒傳粉的平均單株坐果率極顯著高于風(fēng)媒傳粉，是騰沖紅花油茶授粉坐果的主要方式；人工異交授粉的平均單株坐果率高于蟲媒傳粉和人工自交授粉。因此，充分利用蟲媒傳粉和異交授粉坐果率高的特性，合理配置品種并開展人工輔助授粉是促進(jìn)騰沖紅花油茶豐產(chǎn)的高效栽培措施。此外，部分植株人工自交坐果率達(dá)30%～50%，可利用這些單株開展自交系良種培育，是純化優(yōu)良基因、創(chuàng)制新品種的有效途徑。

致謝：騰沖市中和鎮(zhèn)新歧村、馬站鄉(xiāng)和睦村、林業(yè)和草原技術(shù)推廣站、沙壩國(guó)有林場(chǎng)在野外調(diào)查中提供了支持，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所曾杰研究員在論文撰寫過程中給予指導(dǎo)，特致誠(chéng)摯謝意！