无人机辅助授粉 湖北方案解决油茶“千花一果”国际性难题

湖北日报全媒记者 汪训前 通讯员 杨光明 孙亮油茶树上，洁白的油茶花绽放枝头，小蜜蜂嗡嗡地在花丛中忙着采集花粉。空中，无人机贴着油茶林飞行，进行授粉作业。10月30日，来自广东、湖南、江西、重庆等地30余位专家汇集麻城市风簸山油茶基地，现场观摩蜜蜂采集油茶花粉、无人机辅助授粉演示。这是省林科院主持的“油茶蜂花粉高效采集与无人机辅助授粉技术”项目在油茶生产中的应用场景。如今这一科研成果在湖北、四川、广西等地推广应用，解决了油茶“千花一果”、坐果率低的国际性难题，为提高油茶产量和品质提供湖北方案。“花”而不实，坐果率低——油茶产业提质增效遭遇难题油茶是我国主要木本油料之一，它不与粮争地，耐贫瘠，适生范围广，一次种植多年受益，兼具生态效益和经济效益，被誉为山上“铁杆庄稼”。2023年，国家三部委联合印发《加快油茶产业发展三年行动方案（2023—2025年）》，扩大油茶生产上升为国家战略。到2025年，全国油茶种植面积预计达到9000万亩以上，茶油产能目标设定为200万吨。全国油茶主产省份与国家林草局签订目标任务书，扎实推进油茶生产扩面提质增效行动，发展壮大“绿色油库”，保障国家粮油安全。根据国家设定的茶油产能目标推算，进入盛果期的油茶高产林平均亩产茶油需达40公斤。因此，植株坐果率要达到20%—30%，结实率要达到15%—25%，才能实现高产。然而，目前大部分油茶林跟国家丰产林标准还有一定距离。油茶产量为何上不去？业内人士介绍，坐果率低和“花”而不实是油茶生产的国际性难题。“植物花开得再多，如果授粉不充分，也会出现坐果率低，甚至‘花’而不实的现象。”湖北省林业科学研究院副研究员夏剑萍介绍，油茶自花授粉基本不孕，自交坐果率仅3%。油茶需要异花授粉来实现坐果。研究发现，油茶花的花粉粒体积大且黏重，限制其传播能力。在自然条件下，油茶传粉依赖特定的传粉蜂，例如大分舌蜂和油茶地蜂等土栖蜂类。“人们在油茶集约化生产过程中，由于喷洒农药和进行机械化整地等活动，破坏土蜂栖息地，导致自然授粉昆虫数量减少，进而影响油茶授粉效率和坐果率。”夏剑萍说，尽管油茶花粉数量多，但由于自然授粉不足，结实率通常只有5%—7%。如何让油茶多结果？夏剑萍说，为了实现产业目标，除推广优良品种，保障油茶树足够养分外，对油茶进行人工干预授粉，是现阶段提升坐果率的有效且低成本手段。小蜜蜂上阵，无人机加持——湖北方案解决油茶增产瓶颈2019年，湖北省林业科学研究院承担“油茶蜂花粉高效采集与无人机辅助授粉技术”研究项目。该项目是中央财政林业科技推广示范项目、湖北省林业局重大科技攻关项目，获得国家自然科学基金支持。项目主持人夏剑萍介绍，该项目开展油茶蜂花粉的高效采集、无人机辅助授粉综合研究，解决油茶因为花粉限制导致的低产低效问题，为油茶产业的提质增效提供技术支撑。按照每亩5克—10克的花粉用量计算，预计到2025年，全国油茶实施人工辅助授粉所需花粉量将达到45万公斤至90万公斤。因此，开发规模化的授粉用花粉收集和生产技术显得尤为紧迫。自然界中，蜜蜂是采集花粉的能手。项目组从油茶林下规模化养殖蜜蜂入手，以获取足够的花粉源。从事昆虫研究的夏剑萍说，大分舌蜂、油茶地蜂是高效传粉蜂，但这些昆虫未被驯化，还无法规模化养殖用于林业生产。西方蜜蜂因具有可移动性、数量大的优势进入项目组视野。然而，油茶花蜜中含有棉子糖、水苏糖等化学成分，西方蜜蜂幼虫和成蜂食用后容易中毒。油茶林下规模化养殖西方蜜蜂还需突破技术瓶颈。经过摸索，科研人员通过调整西方蜜蜂的育王时间、饲喂方式，控制幼虫和幼蜂不接触或尽量少接触油茶花蜜，避免出现中毒现象。他们制定出油茶林下西方蜜蜂健康养殖技术标准，为规模化养殖铺路。同时，他们建立一套蜂花粉收集、干燥、质检和储存的工厂化生产工艺，保障采集的花粉活力高。紧接着，项目组研究科学高效的人工授粉技术。夏剑萍说，油茶林常常几百上千亩连片栽培，分布低山丘陵地区，依靠人力授粉效率低且成本高，使用无人机授粉效率高、操作灵活、成本低，是油茶林目前最适宜的授粉方式。一次又一次、一年又一年，科研人员反复实验，筛选合适的无人机机型，配制油茶授粉液，确保花粉活性，提高授粉效果。最终，项目组确定无人机授粉关键技术参数，制定无人机授粉技术规程。项目组20余名科研人员经过5年潜心研究，完成“油茶蜂花粉高效采集与无人机辅助授粉技术”项目，提出油茶提质增效的湖北方案。该项目申请发明专利4项、授权软件专著3项，制定团体标准1项。油茶增产空间大，蜂产品收益可观——我省500万亩油茶林蕴藏巨大价值10月17日，“油茶蜂花粉高效采集与无人机辅助授粉技术”项目获得专家评审通过。专家组认为，该项目的科技成果整体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平，生态效益和经济效益显著。此项科研成果已在湖北、四川、广西等3个油茶产区推广应用。这些技术的综合运用不仅直接增加油茶种植户经济收益，还提升油茶出油率和品质，增强市场竞争力。目前项目组推广油茶林养蜂面积1万余亩，无人机授粉5000余亩。试验表明，通过对不同栽培类型的油茶林实施无人机辅助授粉，油茶坐果率至少提高5%，株坐果率最高可达65%；增产幅度最低20%，最高达300%，平均增产50%。该技术投资成本大约为30—50元/亩。通过无人机授粉，试验区油茶的鲜果产量可以从原来的100—200公斤/亩增加到300—500公斤/亩。按照市场价格2元/公斤计算，这意味着每亩油茶林可以增加350元—550元收入。初冬时节，武汉市黄陂区西李家大湾油茶基地生机勃勃。基地负责人韩长勇介绍，这片油茶林面积200亩，往年平均亩产鲜果400斤。2023年10月，在项目组专家帮助下，他实施无人机辅助授粉，今年平均亩产1350斤鲜果，同比增加237.5%。增产效果非常明显。油茶林下养殖蜜蜂，蜂产品收益也非常可观。每群蜂平均可产约5公斤花粉，毛收入500元/群，除去饲料、人工等成本，每个花期可获纯利330元/群。麻城市野山花养蜂专业合作社利用该技术，在福田河镇油茶基地养蜂5年，最高峰达到4000箱，5年间仅在油茶花季新增销售额725万元，新增利润478万元。蜜蜂和无人机犹如奇兵利器，为油茶增产保驾护航。省林业局油茶办负责人陈清波介绍，湖北是全国第四大油茶主产区，目前种植面积超过500万亩，蕴藏巨大的生态价值和经济价值。随着这项技术推广应用，绿水青山转化为金山银山的路径更宽广。