趙東緒，陳道印，江 麗，蘇曉玲，李朵姣，華啟云

（金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 金華 321017）

0 引言

蜜蜂是自然界的主要授粉昆蟲之一，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的授粉昆蟲，蜜蜂授粉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值十分顯著[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)在全球的農(nóng)作物生產(chǎn)中，蜜蜂授粉為油料作物產(chǎn)生了39億歐元的價(jià)值，占到了油料作物總產(chǎn)值的16.3%[2]。在發(fā)達(dá)國(guó)家蜜蜂授粉已經(jīng)是一項(xiàng)商品化和規(guī)?；莫?dú)特產(chǎn)業(yè)[3]。雖然近年來(lái)蜜蜂授粉在中國(guó)發(fā)展迅速，但在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的潛能還有待進(jìn)一步的開發(fā)[4-5]。

茶樹(Camellia sinensis)，是山茶科山茶屬茶種植物[6]，是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，茶葉與可可、咖啡并列為世界三大無(wú)酒精飲料[7]。茶葉籽是茶樹的種子，經(jīng)提取的茶葉籽油是一種高品質(zhì)食用植物油，被譽(yù)為“東方橄欖油”[8]。茶葉籽油于2009年12月被國(guó)家衛(wèi)生部正式列為“新資源食品”，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在中國(guó)油料資源緊張的背景下，茶葉籽油產(chǎn)業(yè)具有很大的開發(fā)潛力[9]，然而中國(guó)茶葉籽油行業(yè)仍處于起步階段，產(chǎn)量小，開發(fā)時(shí)間短。目前，茶葉籽油的加工原料——茶籽的保障供給是制約該新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。其中，茶葉籽產(chǎn)量較低是關(guān)鍵問題。在生產(chǎn)栽培中，茶樹花多果少、落花落果嚴(yán)重、座果率低、產(chǎn)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，這極大影響茶葉籽油產(chǎn)業(yè)的高產(chǎn)高效發(fā)展。山茶屬植物屬異花授粉植物，授粉優(yōu)劣是茶籽生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響座果率和果實(shí)發(fā)育[10-11]。另一方面，山茶屬花期缺乏授粉昆蟲，從而導(dǎo)致沒有足夠數(shù)量的花粉傳遞到柱頭上是制約其產(chǎn)量的重要因素[10]。因此，集成一套茶葉授粉增產(chǎn)提質(zhì)的配套技術(shù)已勢(shì)在必行。目前世界范圍內(nèi)已經(jīng)開展一系列的不同蜜蜂對(duì)作物的授粉試驗(yàn)[12]。不同的蜂種具有不同的訪花特性，對(duì)不同的作物具有不同的授粉效果，意大利蜜蜂(Apis mellifera Ligustica)、中華蜜蜂(Apis cerana cerana)與地熊蜂(Bombus terrestris)是目前授粉應(yīng)用較為廣泛的3個(gè)蜂種[13]。

本研究以浙江省‘金茶1號(hào)’為研究對(duì)象，開展蜂媒授粉技術(shù)及增產(chǎn)提質(zhì)影響研究，篩選適宜授粉的蜂種，評(píng)估蜜蜂授粉對(duì)茶葉籽增產(chǎn)提質(zhì)效果，為茶葉授粉增效技術(shù)應(yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年10月—2020年5月在浙江省金華市婺城區(qū)石門農(nóng)墾場(chǎng)科研基地進(jìn)行，基地面積1.34 hm2，主栽品種有‘金茶1號(hào)’等10余個(gè)品種。

1.2 供試材料

試驗(yàn)茶樹品種為‘金茶1號(hào)’，選取健康、長(zhǎng)勢(shì)一致的4年生茶樹植株6株，株行距3 m×2 m，株高1.4～1.5 m，冠幅1.3～1.4 m，黑色地膜覆蓋，生產(chǎn)過程中采用統(tǒng)一的施肥和田間管理方法。

授粉蜂群由金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蜜蜂研究所、吉林省蜜蜂研究所提供，越冬春繁后選擇群勢(shì)強(qiáng)、蜂脾相稱、無(wú)病害的蜂群，中華蜜蜂(Apis cerana cerana)（以下簡(jiǎn)稱中蜂）、意大利蜜蜂(Apis mellifera Ligustica)（以下簡(jiǎn)稱意蜂）和地熊蜂(Bombus terrestris)各9箱。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)時(shí)將基地分為4個(gè)小區(qū)即無(wú)蜂授粉區(qū)（對(duì)照）、意蜂授粉區(qū)、中蜂授粉區(qū)，地熊蜂授粉區(qū)，每個(gè)區(qū)使用防蟲網(wǎng)隔開。試驗(yàn)方法如下：

訪花頻率：統(tǒng)計(jì)一只蜂在1 min內(nèi)訪花的次數(shù)，每個(gè)蜂種重復(fù)統(tǒng)計(jì)不同的30只工蜂；

單花訪問時(shí)間：統(tǒng)計(jì)一只工蜂在每朵花上停留的時(shí)間，每個(gè)蜂種重復(fù)統(tǒng)計(jì)不同的30只工蜂；

柱頭花粉沉降數(shù)：每種蜂訪過的花柱各取下30個(gè)柱頭帶回實(shí)驗(yàn)室，利用體視顯微鏡在50倍數(shù)下統(tǒng)計(jì)柱頭的花粉沉降數(shù)量；

座果率：茶葉盛花期在各試驗(yàn)田中選取開花較多的枝條30條，統(tǒng)計(jì)枝條上花苞數(shù)量并使用標(biāo)簽標(biāo)記。次年油茶樹結(jié)果后清點(diǎn)果實(shí)數(shù)量并統(tǒng)計(jì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算意蜂、中蜂和地熊蜂的訪花頻率、單花訪花時(shí)間、柱頭花粉沉降數(shù)、座果率、茶葉籽油主要成分含量的均值和標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 蜜蜂傳粉效率研究

不同蜂種的傳粉效率見表1，由表1可知，中蜂、意蜂、地熊蜂訪花頻率分別為6.3、3.6、3.5次/min，中蜂的訪花頻率顯著高于意蜂和地熊蜂(P＜0.05)。中蜂、意蜂、地熊蜂單花訪花時(shí)間分別為10.2、9.9、14.3 s，各組間差異不顯著(P＞0.05)。中蜂、意蜂、地熊蜂授粉茶花柱頭花粉沉降數(shù)分別為97.5、160.8、68.2個(gè)，意蜂顯著高于中蜂和地熊蜂，中蜂顯著高于地熊蜂，各組間差異極顯著(P＜0.01)。

表1 不同蜂種的傳粉效率統(tǒng)計(jì)表

2.2 不同蜂種授粉對(duì)茶葉座果率和品質(zhì)的影響

2.2.1 不同蜂種授粉對(duì)茶葉座果率影響 不同蜂種授粉對(duì)茶葉座果率影響見表2，由表2可知，中蜂、意蜂、地熊蜂、對(duì)照組茶葉籽座果率分別是15.11%±9.64%、6.38%±5.28%、5.85%±8.64%和5.54%±6.44%，中蜂授粉組茶葉籽座果率顯著高于其他組別(P＜0.05)。

表2 不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽結(jié)實(shí)率統(tǒng)計(jì)表 %

2.2.2 不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽品質(zhì)的影響

（1）茶多酚含量影響

不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽茶多酚含量的影響見表3。蜜蜂授粉的茶葉籽擁有更高的茶多酚含量，且與無(wú)蜂對(duì)照組存在顯著的差異(P＜0.05)，中蜂授粉的茶葉籽擁有最高的茶多酚含量，高達(dá)1.04%，并與無(wú)蜂對(duì)照組存在極顯著差異(P＜0.01)。地熊蜂、意蜂授粉組的茶多酚含量分別為0.92%、0.93%，兩組間差異不顯著(P＞0.05)。

（2）含油量的影響

不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽含油量的影響見表3，經(jīng)過蜜蜂授粉的茶葉籽擁有更高的含油量。意蜂授粉組茶葉籽的含油量為23.18%，地熊蜂授粉組茶葉籽的含油量為23.28%，中蜂授粉組的茶葉籽含油量為22.65%，3個(gè)試驗(yàn)組之間沒有顯著區(qū)別(P＞0.05)。無(wú)蜂對(duì)照組茶葉籽的含油量為19.22%，與意蜂授粉組(P=0.032)和地熊蜂授粉組(P=0.030)存在顯著差異，與中蜂授粉組不存在顯著差異(P=0.056)。

（3）4類酸含量的影響

不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽4類酸含量的影響見表3，由表3可知，蜜蜂授粉試驗(yàn)組與對(duì)照組之間在棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸含量各處理組間差異不顯著(P＞0.05)。同時(shí)，棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸含量不同蜂種授粉組間差異不顯著(P＞0.05)。

表3 不同蜂種授粉對(duì)茶葉籽品質(zhì)的影響 %

3 結(jié)論與討論

3.1 授粉效率評(píng)估

訪花頻率更適用于評(píng)價(jià)授粉昆蟲對(duì)自交不親和植物的授粉效率。本研究發(fā)現(xiàn)在訪花頻率、單花訪問時(shí)間及柱頭劃分沉降數(shù)等相關(guān)指標(biāo)中，中蜂授粉組的平均訪花頻率為6.3次/min，與意蜂和地熊蜂的訪花頻率達(dá)到了極顯著的差異。意蜂擁有最高的柱頭花粉沉降數(shù)，在單花訪問時(shí)間上3個(gè)組別并無(wú)顯著差異。中蜂授粉組的平均座果率達(dá)到15.11%，其他授粉組的平均座果率均在7%以下（表2），中蜂授粉組的座果率與其他授粉組均達(dá)到了極顯著的差別，這表明訪花頻率可能是該試驗(yàn)中影響座果率的最重要因素。

傳粉昆蟲的傳粉效率通常依賴于昆蟲的傳粉數(shù)量以及質(zhì)量，Suzuki等[14]認(rèn)為可以通過傳粉昆蟲的移出和沉降花粉的效率以及訪花頻率來(lái)評(píng)估該種傳粉昆蟲的傳粉效率，但傳粉效率與傳粉數(shù)量、質(zhì)量并不一定呈正相關(guān)關(guān)系[15]，因此在研究中需要通過研究傳粉昆蟲的訪花行為如訪花頻率、單花訪問時(shí)間、活動(dòng)范圍和花粉沉降數(shù)等參數(shù)來(lái)綜合評(píng)估傳粉昆蟲的傳粉效率。在錦雞兒[16]、塔落巖黃芪[17]、木荷[18]、油用牡丹[19]等被子植物的傳粉昆蟲研究中，用平均花粉沉降能力（即平均訪花頻率×平均單次花粉沉降量）來(lái)評(píng)價(jià)昆蟲的傳粉效率。在本研究中，中蜂的平均花粉沉降能力最高為614.25，地熊蜂最低為238.7，意蜂為578.88，地熊蜂與意蜂之間的平均花粉沉降能力差異高于中蜂與意蜂之間的差異。在實(shí)際座果率結(jié)果中，中蜂的座果率顯著高于意蜂、地熊蜂的座果率，且意蜂與地熊蜂之間的座果率不存在顯著差異，這與平均花粉沉降能力的理論評(píng)估結(jié)果不符。本研究使用防蟲網(wǎng)設(shè)置試驗(yàn)組，并不存在傳粉昆蟲攜帶其他植物的花粉堵塞花粉管進(jìn)而影響最終座果率的可能。這表明該評(píng)價(jià)方法存在一定局限性，并不適用于茶樹的傳粉效率研究中。

茶樹的自交不親和性可能是影響柱頭花粉沉降數(shù)對(duì)授粉效率評(píng)估影響的重要因素。自交不親和是指雌雄同珠在正常情況下自花授粉或相同基因型異花授粉時(shí)不能正常受精的現(xiàn)象[20]，是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的預(yù)防近親繁殖和保存后代遺傳變異的一種異花授粉機(jī)制[21]，廣泛存在于被子植物中。在此次研究中，中蜂與其他2個(gè)授粉蜂種在訪花頻率上存在極顯著的差異，這可能是由于較高的訪花次數(shù)，降低了自花授粉的概率，最終導(dǎo)致了座果率的顯著性差異。訪花頻率更適合用于評(píng)價(jià)授粉昆蟲對(duì)自交不親和植物的授粉效率。

3.2 蜜蜂授粉效果

在此次試驗(yàn)中，蜜蜂授粉能夠增加油茶樹的茶葉籽的座果率與果實(shí)品質(zhì)，且不同蜂種授粉具有不同的效果。對(duì)比自然對(duì)照組，中蜂授粉能顯著提升油茶樹的茶葉籽座果率（表2）與茶葉籽油茶多酚含量（表3），但對(duì)茶葉籽的含油量影響不顯著（表3）；意蜂授粉與地熊蜂授粉對(duì)座果率影響不顯著（表2），但能顯著提升茶葉籽的茶多酚含量與含油量（表3）。

蜜蜂是農(nóng)作物理想的授粉昆蟲[4-5]。蜜蜂等傳粉昆蟲對(duì)被子植物具有決定性的影響，傳粉昆蟲的活動(dòng)促進(jìn)了花型的特化[22]，使得被子植物更有利于傳粉昆蟲的傳粉行為。因此，使用蜜蜂等傳粉昆蟲進(jìn)行授粉的效率理論上會(huì)高于人工授粉。對(duì)比人工授粉與蜜蜂、熊蜂授粉對(duì)錦橙[23]、棗[24]、子蓮[25]、設(shè)施西瓜[26]、設(shè)施草莓[27]等作物授粉效果的研究發(fā)現(xiàn)，蜜蜂、熊蜂授粉能夠顯著降低農(nóng)作物的畸果率，提高座果率以及結(jié)實(shí)率，并顯著提升果實(shí)品質(zhì)。

茶葉籽油是有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的可食用植物油，是可與橄欖油相提并論的高檔食用植物油[28]。茶葉籽油中主要含有的脂肪酸分別為油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸。棕櫚酸和硬脂酸為飽和脂肪酸，過量食用會(huì)增加心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)；油酸與亞油酸、亞麻酸為不飽和脂肪酸，對(duì)于調(diào)節(jié)人體機(jī)能有重要的作用[29]。茶多酚是以茶葉為原料提取的多種酚類物質(zhì)的總稱，其多酚羥基化學(xué)結(jié)構(gòu)客提供質(zhì)子與自由電子或自由基結(jié)合，具有抗氧化、抗輻射的作用[30-31]，還可以調(diào)節(jié)生物體內(nèi)多種酶的活性[32]。在實(shí)際中可以根據(jù)生產(chǎn)需要選擇對(duì)應(yīng)的蜂種進(jìn)行授粉。