Опыление фруктовых деревьев необходимо для образования семян с окружающими плодами. Это процесс перемещения пыльцы из пыльника на рыльце пестика либо в том же цветке, либо в другом цветке. Некоторые виды деревьев, в том числе многие фруктовые деревья, не дают плодов в результате самоопыления , поэтому в садах сажают деревья -опылители .
Для процесса опыления требуется носитель пыльцы, которым может быть животное, ветер или вмешательство человека (путем ручного опыления или с помощью распылителя пыльцы). Перекрестное опыление дает семена с генетическим составом , отличным от родительских растений; такие семена могут быть созданы намеренно в рамках программы селекции фруктовых деревьев с желаемыми характеристиками. Деревья, опыляемые перекрестно или с помощью насекомых-опылителей, дают больше плодов, чем деревья с цветками, которые просто самоопыляются. [1] На фруктовых деревьях пчелы играют важную роль в процессе опыления для формирования плодов. [2]
Опыление фруктовых деревьев во всем мире тщательно изучается на протяжении сотен лет. [1] Многое известно об опылении фруктовых деревьев в умеренном климате , но гораздо меньше известно об опылении фруктовых деревьев в тропическом климате . [1] К фруктам умеренного климата относятся яблоки , груши , сливы , персики , вишня , ягоды , виноград и орехи , которые считаются сухими фруктами. [1] К фруктам тропического климата относятся бананы , ананасы , папайя , маракуйя , авокадо , манго и представители рода Citrus .
Большинство яблоневых растений/деревьев самонесовместимы , то есть они не дают плодов при опылении цветком того же дерева или другим деревом того же сорта и должны подвергаться перекрестному опылению . Некоторые из них описаны как «самоплодородные» и способны к самоопылению, хотя даже они, как правило, дают более высокие урожаи при перекрестном опылении подходящим опылителем . Относительно небольшое количество сортов являются «триплоидными», то есть они почти не дают жизнеспособной пыльцы ни себе, ни другим яблоням. Яблоки, которые могут опылять друг друга, группируются по времени цветения, поэтому перекрестные опылители цветут в одно и то же время. Управление опылением является важным компонентом культуры яблони. Перед посадкой важно подготовить опылители – сорта яблони или яблони , которые дают обильную, жизнеспособную и совместимую пыльцу . В садовых блоках можно чередовать ряды совместимых сортов, можно сажать яблони или прививать ветки яблонь . Некоторые сорта производят очень мало пыльцы или пыльца стерильна , поэтому они не являются хорошими опылителями. В питомниках хорошего качества есть списки совместимости опылителей. Производители, имеющие старые садовые блоки отдельных сортов , иногда предоставляют в саду букеты цветов яблони в бочках или ведрах для опылителей. Домашние производители, у которых есть одно дерево и нет других сортов по соседству , могут сделать то же самое в меньших масштабах.
Каждый сезон во время цветения коммерческие производители яблок обычно предоставляют опылителей для переноса пыльцы. Ульи для медоносных пчел чаще всего используются в Соединенных Штатах, и можно договориться с коммерческим пчеловодом , который поставляет ульи за определенную плату. Медоносные пчелы рода Apis являются наиболее распространенными опылителями яблонь, хотя представители родов Andrena , Bombus , Halictus и Osmia опыляют яблони в дикой природе. [2] Одиночные пчелы или дикие пчелы, такие как наземно-гнездящиеся горные пчелы ( Андрена ), могут играть гораздо большую роль в опылении, чем предполагалось ранее, [3] и являются альтернативными опылителями в садах. [4] Шмели иногда присутствуют в садах, но обычно их недостаточно, чтобы стать значимыми опылителями; в домашнем саду, где всего несколько деревьев, их роль может быть намного выше. Производители яблок также полагаются на несколько видов диких пчел для опыления в своем саду. [5] [6]
Все чаще садовые пчелы (весенние пчелы-каменщики, род Osmia ) используются для опыления фруктовых деревьев. [7] По словам британского писателя Кристофера О'Тула в его книге «Красная пчела-мейсон» , Osmia rufa является гораздо более эффективным опылителем садовых культур (в Европе), чем медоносные пчелы. [8] И O. rufa, и O. cornuta используются в Европе, а в западной части Северной Америки «Голубая садовая пчела» ( Osmia lignaria , более черная, чем синяя по цвету) является проверенным опылителем садов. [9] В Японии японская садовая пчела — рогатая пчела , Osmia cornifrons — обеспечивает до 80% опыления яблони. [10] За пределами Японии Osmia cornifrons также все чаще используется на востоке США, потому что, как и другие пчелы-каменщики, она в 100 раз более эффективна, чем медоносная пчела: на гектар требуется всего 600 рогатых пчел, а не десятки тысяч. медоносных пчел. [11] Домашние производители могут найти их более приемлемыми в пригородных районах, потому что они редко жалят .
Признаками недостаточного опыления являются маленькие и деформированные яблоки, а также медленное созревание . Семена можно пересчитать, чтобы оценить опыление . Хорошо опыленные яблоки имеют лучшее качество и содержат от семи до десяти семян. [12] Яблоки с менее чем тремя семенами обычно не созревают и падают с деревьев в начале лета . Недостаточное опыление может быть результатом либо отсутствия опылителей или опылителей, либо плохой погоды для опыления во время цветения. [13] Обычно требуется несколько посещений пчел, чтобы доставить достаточное количество зерен пыльцы для полного опыления.
Как и яблоки, груши несовместимы друг с другом и должны привлекать насекомых, чтобы опыляться и давать плоды. [1] Одним из заметных отличий от яблок является то, что цветки груши гораздо менее привлекательны для медоносных пчел из-за их бледной окраски и легкого запаха. Пчелы могут оставить цветки груши, чтобы посетить одуванчики или ближайший яблоневый сад. Большинство опылителей грушевых деревьев — медоносные пчелы , хотя груши посещают также мухи - журчалки . [1] В некоторых регионах, таких как Эмилия-Романья в Италии, медоносных пчел нельзя было использовать для опыления груш из-за распространения бактериального ожога в 1990-х годах, и вместо этого в качестве опылителей использовались Osmia cornuta . [14] Способ борьбы с низкой привлекательностью медоносных пчел к цветкам груши заключается в использовании пчелиных аттрактантов, чтобы побудить пчел опылять цветы. Пчелиные аттрактанты могут включать феромоны , которые имитируют феромон расплода или ювенильный феромон, или другие аттрактанты. [ нужна цитата ] Существуют и другие методы привлечения медоносных пчел к цветению груши. Один из них — это опыление с насыщением , то есть заселение такого количества пчел, чтобы все цветы на участке обрабатывались независимо от их привлекательности для пчел. Другой метод — задержать перемещение ульев в сады до тех пор, пока цветение не достигнет примерно 30 процентов. Пчелы переселяются в сад ночью и обычно посещают цветки груши на несколько часов, пока не обнаружат более богатые источники нектара. Рекомендуемое количество ульев на акр — один.
Большинству азиатских слив требуется второй сорт для перекрестного опыления, тогда как большинство европейских слив самоплодны. Европейские сливы, которые хорошо сохнут, также называют черносливом — общее название сухофруктов. Некоторые азиатские сливы цветут рано, и управление опылителями аналогично абрикосам. Однако плодоносящая древесина, особенно азиатской сливы, может быть ломкой, а чрезмерное опыление требует агрессивного прореживания плодов.
Абрикосы с ботанической точки зрения похожи на миндаль и, как и миндаль, могут рано цвести, что делает управление опылителями схожим, за исключением того, что дерево может дать слишком большой урожай, если плоды не прореживать.
Большинство персиков и нектаринов самоплодны и поэтому требуют меньше опылителей, чем яблоки и груши.
Пироговая вишня, также называемая вишней, самоплодна. У некоторых сортов урожайность плодов можно увеличить за счет использования опылителей. [15] Большинству черешен для опыления необходим второй сорт, и даже самоплодные сорта улучшают завязывание плодов при использовании второго сорта. Пироговая вишня может опылять черешню. Вишня не нуждается в прореживании.
Некоторые инжиры дают плоды без опыления. Опыление инжира зависит от инжирных ос .
Цветки большинства сортов калифорнийского миндаля самонесовместимы, поэтому для получения урожая требуется перекрестное опыление с другими сортами. Единственным наиболее важным фактором, определяющим хороший урожай, является опыление в период цветения. Более миллиона семей медоносных пчел размещаются в калифорнийских миндальных садах в начале периода цветения для опыления урожая. Калифорнийские пчеловоды сами по себе не могут удовлетворить эту острую потребность, поэтому медоносные пчелы каждый год путешествуют через всю страну в долину Сан-Хоакин. Хотя рекомендуемое количество ульев на акр составляет от 2 до 3, из-за высокого спроса в сочетании с ограниченной доступностью коммерческих ульев многим производителям миндаля приходится довольствоваться более низкой плотностью ульев во время опыления. Эти производители начали использовать полухимические составы, такие как SPLAT Bloom [16] , чтобы компенсировать низкую плотность улья. SPLAT Bloom манипулирует поведением пчел, побуждая их проводить больше времени в поисках пищи и, таким образом, опылять цветы во всем миндальном саду (увеличивая опыление и завязывание плодов), а не только рядом с ульем.
Исследования самоплодного миндаля привели к выведению нескольких сортов миндаля, которым не требуется дерево-опылитель. Работая со старым испанским сортом «Туоно», исследователи в 2008 году начали предлагать новые самоплодные сорта, которые более точно соответствуют качествам популярного миндаля «Нонпарейл», включая сорта «Одинокая звезда» и «Индепенденс». [17] Хотя самоплодным деревьям не требуется пыльца второго сорта деревьев для завязывания плодов/орехов, их хорошее производство по-прежнему зависит от опыления насекомыми. Производители миндаля, выращивающие самоплодный миндаль, сообщают об отличном завязывании орехов при половине (или меньше) числа пчел на поле. [18] [19] [20]
Фундук (фундук), грецкие орехи, орехи пекан и каштаны — все это ветроопыляемые орехи умеренной зоны. В основном эти ветроопыляемые орехи представляют собой отборные сорта, которым для перекрестного опыления нужны два разных сорта (и попутный ветер). Насекомые и птицы могут посещать и потреблять пыльцу, но не являются фактором опыления.
Также собирают съедобные семена ветроопыляемых хвойных деревьев, таких как сосна, гинкго и обезьяньи головоломки, и эти семена в просторечии называют орехами.
Многие сорта цитрусовых не имеют семян и производятся партенокарпически, без опыления. Некоторые сорта могут давать плоды в любом случае, имея семена в сегментах в случае опыления и не имея семян в противном случае. [21] Цитрусовые, требующие опыления, могут быть самосовместимыми, поэтому опылитель должен перенести пыльцу лишь на небольшое расстояние от пыльника до рыльца . Некоторые цитрусовые, такие как лимоны Мейера , являются популярными контейнерными растениями. Когда они цветут в помещении, они часто страдают от опадания цветов, потому что опылители не имеют доступа. Решением проблемы является ручное опыление человеком-опылителем.
Некоторые цитрусовые, [22] в том числе танжело и мандарины , самонесовместимы и требуют перекрестного опыления. Опылители необходимо планировать при посадке рощ. Управляемые ульи медоносных пчел во время цветения часто используются для обеспечения адекватного опыления.
Большинство сортов папайи двудомные: мужские и женские цветки расположены на разных растениях. Чтобы они дали плоды, должны присутствовать растения каждого типа. Некоторые растения папайи способны к самоопылению, производя цветы либо женские, либо гермафродитные, с мужскими и женскими частями на одном цветке. Гавайская [23] и бразильская [24] папайя, а также почти половина папайи, выращиваемой в Австралии, способны завязывать плоды без необходимости использования тычиночных растений. Полностью развитый плод может содержать 1000 семян, поэтому рецептивное рыльце должно получить более 1000 зерен пыльцы. Точного списка участников естественного опыления папайи не существует. Крупные насекомые играют важную роль в большинстве регионов, причем основными опылителями являются бражники, сфинксы и, возможно, колибри. Медоносных пчел привлекает нектар и пыльца тычиночных и гермафродитных цветков папайи, но узкие трубочки и глубокие цветки могут ограничивать эффективность пчел как основных опылителей. [2] Тем не менее, потребность в пыльце для получения здоровых и стабильных плодов побуждает производителей размещать медоносных пчел в своих рощах для опыления в любом качестве. Ранние исследователи полагали, что ветер и гравитация сыграли важную роль в опылении этого тропического фрукта, но современные исследования не подтверждают ни одно из этих утверждений.
Большинство съедобных сортов маракуйи самоплодны. Поскольку каждый цветок открыт только 1–2 дня и не может быть опылен насекомыми, завязывание плодов можно улучшить путем ручного опыления.
Манго обычно самоопыляются, а также выращиваются путем прививки .