猕猴桃授粉方法与标准化发展

赵艳丽 李春游 李鑫

摘要 通过剖析猕猴桃开花授粉机理，总结人工授粉现状及存在的问题，提出机械授粉与智能授粉是今后发展方向的同时，认为以纯干粉使用、近距离微喷、精量控制的授粉方法，是猕猴桃授粉方法探索的主要任务，其关键在于喷头工程工艺的攻关和智能识别及其关键标准参数的确定，并能够满足农户、家庭农场和农业公司猕猴桃生产的授粉需要。

关键词 猕猴桃；结果机理；授粉方法；标准参数；关键点

中图分类号 S663.4 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）07-0024-04

Standardization-based Pollination Methods of Kiwifruit

ZHAO Yan-li1， LI Chun-you2*， LI Xin3

（1.Station of Beijie Town Agricultural Technique Extension of Suichang County， Suichang， Zhejiang 323300；2.Center of Zhouzhi County Agricultural Technique Extension， Zhouzhi， Shaanxi 710400；3. Institute of Yangling Modern Agricultural Standardization， Yangling， Shaanxi 712100）

Abstract

Through analyzing the mechanisms of flowering and pollination and the existing problems of artificial pollination， the future development direction of pollination was proposed towards mechanical pollination and intelligent pollination. The pollination method which used pure dry powder， close micro-jet and precise control should be explored from agricultural standardization perspectives preferentially. The key of this method lied in the development of manufacturing process for nozzle and the determination of key standard parameters. The method should meet the needs of farmers， family farms and farm for pollination in kiwifruit production.

Key words Kiwifruit；Fruiting mechanism；Pollination methods；Standard parameters；Key point

猕猴桃号称“维生素果王”，南方市场上又称“奇异果”，是健康营养的搭配美果，市场前景广阔。浙江中山、丘陵区及陕西秦岭北麓近几年猕猴桃产业发展迅速，经济收入显著。遂昌县2015年猕猴桃总生产面积超过200 hm2，约占该县水果生产总面积的25%，居水果产业首位，是当地农民脱贫致富的重要经济来源。然而，与产业发展势头及脱贫欲望难匹配的是相关生产技术的跟进，尤其是猕猴桃授粉环节难以满足生产的发展需求。在农业市场经济迅速发展的情形下，如何做好最佳投入产出、做好最优商品价格回报，以及具备这些目标所要求的多重因素满足的潜力，是猕猴桃生产水平提高的关键因素。运用农业标准化理论与方法，指导獼猴桃生产，特别是授粉座果质量的提升，是猕猴桃产业升级的生物学关键。笔者初步调查，浙江中山、丘陵地区及陕西秦岭北麓猕猴桃生产中的授粉座果，已经大量应用多种人工方法，如花对花授粉、毛笔蘸粉、手动或电动喷粉器等。其中，喷粉器多为网购获得，果农用之授粉，效果却差别较大，质量难以保证。究其原因主要是相关人员缺乏猕猴桃授粉基本知识，缺乏高效、统一、适用性强的授粉方法，缺乏对授粉与气象结合的关键时空把握。笔者通过对猕猴桃授粉机理的剖析，总结生产中常用的猕猴桃授粉方法，比较和分析授粉效果及其在生产中的适用性，进而提高我国猕猴桃授粉标准化水平，从而夯实猕猴桃产业健康发展的标准化技术基础。

1 猕猴桃结果机理

猕猴桃果实是目前能够上市获利的唯一产业经济来源部分，而果实必须有开花和授粉过程。研究表明，猕猴桃要结出高档商品果，必须有良好和高质量授粉保障。猕猴桃果是多籽果实，授粉的充分性与质量高低直接关系到果实大小与内在品质。因此，了解猕猴桃的开花结果及其发育机理是做好授粉工作的保障。

1.1 植物学特性

猕猴桃属于猕猴桃科（Actinidiaceae）猴桃属（Actinidia Lindl.）的一类植物，原产于我国，有54个种和21个变种，共分75个类群，且绝大多数是雌雄异株，仅极少数的雌雄同株或两性花存在性别的多样性[1]。研究表明，猕猴桃至少有6种不同的性别表现型：①完全两性株，花形似雌花但所有的花药内均具有生活力的花粉；②雌株，花藥内具无生活力的花粉；③不完全雌株，部分花药具有生活力花粉；④可结果雄株，同时具有雄花和两性花；⑤雄株，仅具有雄花；⑥中性株，花形似雄花但无生活力花粉。其中，雌雄同株或两性花只是偶然现象，并无稳定表现。猕猴桃的花器从形态上看是完全花，只是花器发育不健全，即要么雄蕊退化而变成实际上的雌花，要么雌蕊退化而变成实际上的雄花。由于雌蕊子房的退化，实际上的雄花花朵明显小于雌花，因而在实际中容易辨认。

1.2 成花机理

猕猴桃在越冬芽中孕育着花的原始体，冬前不进行形态分化。随着芽的萌动，花原基开始形态的分化；猕猴桃植株在展叶时，开始花萼原基的分化，萼片原基分化后，花芽形态分化，且分化速度很快，花瓣、雄蕊、雌蕊原基的分化仅需要8 d；花序和花器各部分的分化共需约30 d。从分化时间看，不同种之间略有差异；在相同环境下，雄株的花芽分化一般比雌株早5～7 d[2]。当开花过程气候正常、温度平稳时，猕猴桃开花整齐，授粉时限集中，授粉质量好；雌花单花开放期为1～2 d，柱头可授性在开花后1～2 d最强，花开后3～5 d可授性逐渐降低，花后第6天丧失可授性。因此，掌握猕猴桃开花期及其花期气候变化非常重要，同时还要把握好雌雄花的先后最佳时间差。

1.3 授粉机理

猕猴桃属于异花授粉果树，且授粉过程复杂。雄花的花粉（雄配子体）通过传粉媒介（风、昆虫、人工等）携带而落到雌花的雌蕊柱头上，在亲和条件下（与猕猴桃种、环境和植株生理期有关）萌发长出花粉管，花粉管穿过柱头表面的乳突细胞进入到花柱，在花柱引导组织中向花基部生长。花粉管的正常生长受多种信号分子调控，在花粉或花粉管细胞感知到外部信号后，通过信号转导级联反应，控制花粉萌发，调整花粉管生长方向及速度等。雌花接授花粉后，花粉在2～4 h从雌花柱头上萌发，长出花粉管，沿柱头向柱头基部的子房长进，经过48～120 h（品种不同，时间不同），花粉管便进入子房，直达胚珠，完成受精。此期，若天气良好，即能保证良好授精，而猕猴桃植株的健壮也是必备的基本条件，可以在人工授粉时选择良好的天气，如在清晨以最快的时间完成授粉时，能够提供给猕猴桃植株最长时限的生理发育和最佳授精质量的保障。

1.4 产量与品质要素

猕猴桃是多籽果实，种子的多少不仅决定猕猴桃果实的大小，还与果实的质量直接相关，在很大程度上直接决定果实能否成为商品果或高档果。而每一粒种子都需要一次授粉和受精，要种子多，就必须授粉多。研究表明，果实重量随着授粉的柱头数目增多而增加，即种子数量的多少。能够使猕猴桃授粉座果的种子量应在10粒以上，但这种果很小，无商品性；种子数目在370粒以上时，才能生产出72 g的最低出口限度的商品果实。要生产单果在100 g以上的果实，则需要850粒以上的种子，最好在1 000～1 400粒，使质量稳定而可靠。要生产优质猕猴桃果，种子必须达到800～1 000粒。由此可知，在现代市场要求下，猕猴桃必须加强人工授粉，充分授粉，以提高果实中的种子数量，从而保证猕猴桃果实的商品性和高档性。

1.5 授粉关键期

要掌握最佳授粉关键期，首先必须了解猕猴桃开花与环境主要因素间的适应关系。总体上看，猕猴桃授粉关键期的主要影响因素是温度。因此，猕猴桃花期的早晚及其开花时间的长短主要由春季温度决定。从单株看，受气温影响的开花顺序：先内后外，先下后上；同一枝条上，先中间后两头；同一花序看，先顶花后侧花[3]。总开花时长：雌株5～7 d，雄株7～12 d。猕猴桃的花多为晴天的清晨始开放，天亮后30 min为最盛，下午也会有少量的雄花开放；遇到阴天时，全天都有少量的雌、雄花开放；雄蕊的花粉释放在天气晴朗08∶00左右，阴或雨天时则延后30 min。从单个花看，雌花柱头的生命力在开花前2 d到花后3～4 d生命力最强，可授粉期约为6 d；雄花的花粉，在花瓣始开时即开始散落，到花瓣完全展开时有超过50%的已经散落，且持续散落1～2 d，开花3～4 d后花枯萎；雄花的生命力在开花前1～2 d到花后4～5 d。

人工授粉应抓住3个关键期，即采粉、制粉和授粉期。具体做法：在花蕾期，注意天气变化，掌握雄花开放时间，于晴天清晨至10∶00之间，选择摘取含苞待放的雄花朵置表面光滑、底部密封的容器内，带回处理；人工授粉则选择雌花瓣张开60%时进行。

2 猕猴桃自然授粉

我國猕猴桃野生资源丰富，其授粉是在纯自然状态下进行的，一般结果率低、果个小、单果重低。其果实除种性未经改良外，授粉不充分也是导致果实很小的重要原因之一。猕猴桃自然传粉方式主要有风媒和蜂媒授粉2种。

2.1 风媒授粉

风媒授粉是指猕猴桃雄花花粉借助风力到达雌花柱头并完成授粉受精的过程。然而，猕猴桃花粉粒较重，有效传粉距离一般不超过3 m，无法满足授粉需要[4]。且生产中连片栽植、猕猴桃叶幕遮蔽加之风速、风力变动系数大，因此生产中仅靠风媒传粉无法满足生产需求。

有果园采取在T形架下的每根水泥柱前加栽1雄株，同时用雌株换掉园中原有雄株的措施，从而降低了雌雄株比。在花后修剪时，对雄株树冠回缩，降低其空间占有面积，一定程度上起到了改善风媒授粉效果的作用[5]。

然而，風媒授粉受自然因素制约大，导致授粉效果不能得到量化保证；降低雌雄株比的措施与生产中利益最大化标准相悖，也与产业化、机械化、规范化、标准化发展趋势相悖。

2.2 蜂媒授粉

研究表明，在不需要人工疏果情况下蜜蜂授粉是猕猴桃优质高效的一项重要技术措施，但前提是有足量的蜜蜂提供授粉工作[6]。

猕猴桃花为干花粉，不产生花蜜，相较于其他花对蜜蜂吸引力小。为提高蜜蜂授粉积极性，对蜜蜂进行授粉训练和管理十分重要；如事先对猕猴桃雌花喷洒糖水或蜂蜜液、每2 d用50%糖水喂养蜜蜂、用浸猕猴桃花的糖浆对蜂群进行奖励饲喂等方法对蜂群进行人工训练[6-8]。

猕猴桃花期较晚，应避免果园周围有刺槐等与猕猴桃花期相近的果树，在蜜蜂进园前对果园内绿肥植物割刈1次防止花期相遇[5]。

猕猴桃产区一般难以提供足量的蜜蜂用于授粉工作，而且蜜蜂活动受环境因素影响大，阴雨天、大风天等均影响蜜蜂的出巢活动；猕猴桃雌雄花花期短且盛花期往往交错，严重制约蜜蜂的授粉时间。

蜂媒授粉具有良好的授粉效果，但前提条件苛刻，推广蜜蜂授粉技术受到限制。为了提高猕猴桃生产效益，增加结果的商品性能，必须进行人工授粉。

3 獼猴桃人工授粉

现代猕猴桃生产中，人工授粉成为提高果实产量与质量的关键措施之一，是弥补自然授粉不足的重要工作。人工授粉方法随着技术的进步而不断改进，可分为简易授粉和机械授粉2类，再发展必定会出现智能授粉。人工授粉首先要解决花粉问题，可采用原粉就近使用，也可通过适当工艺制备花粉完成授粉。简易授粉主要有2种，即雄花碰雌花的方式和毛笔蘸粉涂抹柱头的方式。

3.1 花对花授粉

摘取当天开放的雄花移向雌株，直接涂抹雌花的柱头。一朵雄花可对授5～8朵雌花[9-10]。

对花授粉虽能达到较高的坐果率和授粉效果，但明显耗工耗时、效率低下。猕猴桃雄株和雌株花期很短，单花最佳授粉期更短，且常盛花期交错，从而严重制约了授粉的进行。同时，此法用工量极大，用花粉量也大，需要更多雄株使果园雌雄株比降低，影响果园整体产量。综合评价，该授粉方法必然被取代。

3.2 毛笔点授粉

毛笔授粉的方法迄今是我国猕猴桃产区常用的授粉方法之一。用中号或小号毛笔蘸取粗制的花粉（采集雄花，反复揉捻，过筛得粉），点授在雌花柱头以达到授粉受精的目的。

由于猕猴桃开花不整齐，此法授粉需要多次进行，费工耗时，还因授粉不充分常导致坐果率低、单果重小和果实畸形率高等后果，影响猕猴桃商品性和产量。这比花对花的授粉方式先进。

3.3 针管接触式授粉

针管接触式授粉法是陕西猕猴桃产区应用较多的方法。该方法是借助于西北农林科技大学专家团队研发并享有专利的猕猴桃专用授粉器开展。目前广泛用于生产的是一代筒式手持猕猴桃授粉器和二代精准充分授粉器。

针管接触式授粉器（一代）结构上形似注射器，头端盖子可取下，装入花粉后推动助推杆对雌花进行授粉，使用完后再盖上盖子。此款授粉器的优点是使用方便，可以满足猕猴桃充分授粉需求；授粉器使用成本低、无技术含量。缺点仍是单花对接的重复，效率有待提高。

精准授粉器（二代）是在一代授粉器的基础上，授粉器头端添加控制授粉量的芯片，达到精准充分授粉的效果。根据猕猴桃充分授粉理论，通过试验研究不同猕猴桃品种达到充分授粉时所需授粉柱头数；然后在授粉时使用不同孔数的隔离芯片进行精准充分控制授粉，达到在充分授粉的前提下同时节约花粉用量的目的[3]。

精准授粉器的优点是能够充分授粉，使坐果率、单果重、果形指数等指标达标，保证产量的同时又节约花粉用量，授粉成本降低的同时可使果园雄株比例下降，雌株增多，从而增加果量而增产增收。

参照浙江遂昌猕猴桃产区授粉实际，一代授粉器既可满足产区绝大部分企业、合作社、果农对授粉技术的要求，使得授粉效果、猕猴桃产量和果品质量有质的提升。对于对产业利润有更高要求且有一定管理水平的企业、合作社，可采用二代精准授粉器，达到充分授粉效果的同时可节约花粉用量，降低成本。

针管接触式授粉器能够在最大程度上降低自然因素对猕猴桃授粉的不利影响，具有广泛适用性的特点。鉴于当下农村劳动力大部分外流和留守劳动者年龄大及文化素质普遍低的实情，这类授粉器值得大力推广。

4 花粉制备

高效授粉中，无论哪种方式，制备花粉是授粉的基础工作和首要任务。花粉制备可分为花粉的收集、调制和存贮三大内容，大致要经过采摘花朵、处理花药（脱离、除杂与干燥）、收集花粉和调制成品等步骤。

4.1 花朵采集

于雄株上采收大蕾期的雄花蕾，即花蕾处于含苞待放、如铃铛状的花朵，采摘带回室内，摊晾于隔潮光滑膜上。采花所用的花蕾容器，以平底30 cm×20 cm×20 cm为宜，自带方便；运输花器的容器不宜大，多容器盛装，严防挤压发热。一批采收结束后，人工用牙刷、小剪刀或镊子将花药取下，置硫酸纸或玻璃纸或塑料纸上，室温下干燥；将散出的花粉收集于贴有标签的干燥小玻璃瓶内，置冰箱中保存在5 ℃左右条件下。

4.2 花药干燥

将花药平摊在硫酸纸或玻璃纸或塑料纸面上，花药厚度≤0.5 cm，在室内温度23～25 ℃条件下阴干，或在距花药上方1 m处悬挂1只100 W电灯照射24 h。若有恒温箱干燥条件，制取更为方便。

4.3 花粉分离

将阴干或烘干的花药过100目筛，采用“筛出花粉-研磨机研磨筛上的花药”的方法，重复3次研磨和过筛，直至花粉从花药中充分分离出来。

4.4 花粉制备与使用

分2种情况，即原粉制备和授粉前处理。原粉制备是将过筛出的猕猴桃花粉收集在小玻璃瓶中，与前面散落花粉合并，保存于冰箱5 ℃左右條件下。授粉前处理又分为2种情况，一是喷用干粉时，需要将准备好的花粉与其他稀释料，如松树花粉、干淀粉或滑石粉，按花粉加稀释料在1∶10下充分混匀后使用；制备好的花粉，应在1～2 d使用，当天使用剩余的花粉，应放回5 ℃冰箱中过夜；二是喷雾授粉，按照花粉1 g、硼砂2 g、蔗糖或葡萄糖100 g加水调制成0.1%的花粉悬浊液，并充分搅拌均匀后使用；此法制成的悬浊液必须在2 h内喷授结束。

5 机械授粉

目前所用的器械，市场上出售的形状多样，均为手持式，动力有电动也有手动，也有借助于其他器械而自制完成，如手持吹风机、手持喷雾器稍加改良即可做喷雾授粉使用。此类授粉方法目前尚处于初级状态，授粉效果及质量很不稳定，无统一的器械标准及授粉效果评价标准，给猕猴桃生产过程的系统质量控制和过程质量把握造成困难。

5.1 喷粉授粉法

该法是模仿自然风式授粉，将花粉盛入喷粉机械容器，通过定向喷粉，使均匀喷出的花粉直喷雌花柱头，完成授粉。该授粉法的优点是省时省力，工作效率高[11]。

从浙江遂昌县猕猴桃从业者从网上购买手动或电动授粉器的情形看，授粉器的授粉效果和质量差异明显，成为影响产量和商品质量的潜在不良因素。

5.2 喷雾授粉法

该法则是利用花粉悬浊液进行液体喷授的方法。该授粉法也具有省时省力、工作效率高的特点[12]。关键在于花粉悬浊液配比方法；授粉机械的技术性能与工作效率。

5.3 机械高效授粉

猕猴桃授精机理与人工授粉的方法原理十分明确，需要以更加精确和高效的機械化手段来落实授粉规模化。借助当代科技与猕猴桃授粉的园艺工艺相结合，机械高效授粉法难度不大。出现不同的机械喷粉法甚至弥雾喷粉法，有人力、动力和机托工作，但在农户小果园内使用还很少。随着技术进步，机械授粉法发展迅速，适用于农户果园授粉的机械正在产出，猕猴桃园授粉效率将大大提高。

6 智能授粉法

研究表明，猕猴桃果实大小与授粉结实的籽粒数有直接关系，也是决定是否达商品果和高档果要求的关键。应用自动控制手段，通过机械臂和机器手进行自动识别、定位和喷粉，完成猕猴桃授粉已成为可能。

猕猴桃栽培采用棚架式水平支撑，花开在一个水平面内，该面距地高度16.5～18.0 cm，厚度在15.0 cm，花朵在水平面中的分布属于分散聚集型，聚集处的分布直径平均為33～40 cm，花朵几乎贴近但多不重叠，聚集间花朵较为稀疏；花朵向下开放，授粉向上喷布。这些特征均为猕猴桃智能授粉提供了数字依据。

运用程序控制，将果园置于特定识别方格内，通过方格范围的图像识别，确认范围内花朵排布距阵，计算距阵点喷路线，依次从锁定花朵、移动喷头、调整喷距、精准点喷到定位下一花朵的重复过程，很快由一个图像识别到全园授粉作业，进行智能控制工作。

猕猴桃授粉末端执行器的研制是例证[13]，可视为智能授粉机械臂的原初状态，主工组成部分有高压雾化泵、空气压缩机、授粉末端执行器3部分组成，通过与机器视觉的结合完成整个授粉作业。

7 讨论

猕猴桃授粉作业，目前仍然多样多层，看不出主流方法，主要是因为从传统人工授粉向机械授粉转变过程中受到猕猴桃生物学特性及地方经济条件与技术手段的限制等，需要进行系统研究和发展目标与方向的理性确定。

研究表明，获得猕猴桃商品果或者高档果的基本保障条件是人工辅助充足授粉，而猕猴桃花期短、授粉期更短的生物学特性迫使授粉工作必须在短时间内高效、速效且大面积地完成。因此，机械授粉和智能授粉将成为今后发展的主要方向。在机械授粉方面，目前的主要问题是还没有能够满足需求的专用单机操作、可达高效规模化作业的机械；智能授粉正在发展中，是系统工程，需要时日，但需要确定正确的发展方向，宜在生物适应性、实用性和高效性方面下功夫。

在喷干粉与液体授粉选择方面，综合分析认为，宜以干制授粉为妥，因为喷干粉不会给花粉生命及授粉过程造成时间限制上的压力。

对于喷粉精准度的确定，应向纯粉使用、近距离微喷、精量控制和有效授粉的方向发展。这首先要通过探索，借助于电子和信息技术手段，对花粉性状与机械识别互应性方面进行研究，产生花粉通道与离散控制方面的标准参数，还有花粉气动升举及运动方向参数，以确定喷粉在尽可能距离花近的情况下花粉能够附着在柱头上，从而满足商品果授粉或高档果授粉的要求。其次是喷头形状的确认，通过试验获得最佳标准喷头形状及其参数，从而形成标准的智能喷头授粉元（最小单位），再配合相关支持系统，构成猕猴桃授粉智能模块，再行集成。

在诸多授粉方法下，目前需要进行系统研究，尽快确定不同级别的授粉标准模板，主要是机械法和智能法在面向农户型、家庭农场型和较大农场型格局中的标准分级，从而指导和推动猕猴桃产业中授粉作业的高效与速效进行。

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