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無人機與蜜蜂的第一次“親密”合作

發(fā)布日期:2018-09-16??來源:極飛科技??作者:Cassie Ma我要投稿我要評論

  近幾十年來,蜜蜂這一物種遭到了近乎毀滅性的打擊。環(huán)境污染、氣候變化、新發(fā)病蟲害不斷增加(如瓦螨寄生蟲)等等原因,導致了全世界50%以上蜜蜂的死亡。從環(huán)境科學與經(jīng)濟學兩個角度來講,蜜蜂數(shù)量的減少不僅影響了生態(tài)多樣性,同樣也影響到了大部分糧食、花卉、果樹及其他有花作物的授粉,造成農(nóng)作物減產(chǎn)。為此,南澳州農(nóng)業(yè)科研中心的Mickey Wang 帶領其研究團隊與極飛科技合作,第一次突破性地通過“電子蜜蜂”——無人機協(xié)助蜜蜂授粉的實驗,找到了生態(tài)友好的農(nóng)業(yè)解決方案。

  沒有蜜蜂的世界,人類只能活4年?

  從1994年開始,蜜蜂開始神秘消失,引發(fā)了全世界的關注。世界各大知名報刊,包括美國的《華盛頓郵報》、德國的《明鏡周刊》、英國的《獨立報》,以及美國的《國際先驅(qū)論壇報》,爭相報道了這一現(xiàn)象,并聲稱20世紀最偉大的物理學家愛因斯坦說過:“如果蜜蜂從地球上消失,人類將只能再存活4年。沒有蜜蜂,沒有授粉,沒有植物,沒有動物,也就沒有人類。” (1)

  

  該“名人名言” 的證偽道阻且長,沒有證據(jù)能夠證明愛因斯坦是否真的說過這句話,也沒有研究能夠證實這句話里人類大限的科學與真實性,但毋庸置疑的是,這一說法的傳播借著愛因斯坦的名號,為世人敲醒了警鐘。

  昆蟲學家梅·貝倫鮑姆博士將蜂群神秘消失現(xiàn)象命名為“蜂群崩潰綜合征”(又稱蜂群衰竭失調(diào),colony CollapseDisorder,簡稱CCD)(2),這一征結是在許多因素的共同影響下出現(xiàn)的。波及地區(qū)從北美洲逐漸發(fā)展到歐洲和亞洲等地,從2006年末至今持續(xù)已有6年時間,尚無有效的應對措施。

  來自新西蘭的養(yǎng)蜂、蜂蜜生產(chǎn)組織BeesOnline的專家Maureen Maxwell表示:“如果沒有蜜蜂授粉,這個世界將發(fā)生巨大的變化。蜜蜂直接影響著我們的大部分糧食和有花作物,沒有蜜蜂,我們必須顯著增加化肥的使用,這將導致大面積的水體污染,最終污染我們的食物和生存環(huán)境。”(3)中國農(nóng)業(yè)科學院蜜蜂研究所的研究表明,CCD引發(fā)的蜜蜂數(shù)量的減少,將會引起“授粉危機”,進而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和生態(tài)平衡,還會危及蜂產(chǎn)品下游產(chǎn)業(yè)。(4)

  “授粉危機”

  以澳大利亞為例,近年來澳大利亞果園的面積不斷擴大,氣候變化、蜜蜂數(shù)量的下降導致果樹天然授粉的工作效率受到了很大影響。以蟲媒傳粉作為主要傳粉方式的果樹(如:蘋果、梨、杏仁、桃子、櫻桃等),傳粉率大幅降低,直接影響坐果率與產(chǎn)量。

  坐果指經(jīng)授粉、受精形成的幼果能正常生長發(fā)育而不脫落的現(xiàn)象

  在受影響的果樹作物中,傳粉率下降對于杏仁樹種植的打擊最為明顯。杏仁樹又稱為扁桃仁、巴旦木,是一種經(jīng)濟價值非常高的果樹。據(jù)《澳華財經(jīng)在線》、《國際果蔬報道》提供的數(shù)據(jù)顯示,早在2014/15年,澳大利亞杏仁出口總額就已高達5.22億澳元,成為全球第二大杏仁出口國。(5)2014/15年杏仁年產(chǎn)量已分別達到8萬、9萬噸之多,成為14財年產(chǎn)值最高的園藝出口產(chǎn)品。(6) 據(jù)Statisa網(wǎng)(statisa.com)農(nóng)業(yè)板塊報道,2016/17年,僅針對西歐地區(qū),澳大利亞杏仁出口額就已達1.95億澳元。(7)

  由以上數(shù)據(jù)可見,杏仁樹早已成為澳大利亞最主要的經(jīng)濟作物之一。杏仁樹的種植,不僅需要蜜蜂進行蟲媒傳粉,還需要雜交授粉(即異花授粉,不同品種的果樹花相互傳粉),才能產(chǎn)出果實。雜交授粉成功與否,高度依賴蜜蜂在不同品種的果樹間采集花粉和花蜜的過程,即蜜蜂攜帶花粉,完成杏仁樹異花雜交授粉的過程。

無人機與蜜蜂的第一次“親密”合作

  以市面上經(jīng)濟價值最高,最受民眾歡迎的杏仁品種 Nonpariel 為例。由于杏仁樹有自交不孕、自花不實的特性,通過雜交授粉種植出 Nonpariel 品種的杏仁,需要果農(nóng)將Nonpariel杏仁樹與其他杏仁品種混種,每種植兩到三行Nonpariel品種,間隔種植一到兩行授粉品種,通過蜜蜂在不同樹種間的采粉、傳粉進行雜交授粉。

杏仁果園里每一條不同品種的杏仁樹顏色有所不同

  在這種環(huán)境下,低效的蜜蜂傳粉、授粉加之蜜蜂數(shù)量的減少,會對杏仁的產(chǎn)量造成很大的影響。首先,通過養(yǎng)殖蜜蜂在間隔耕種的樹種間采粉傳粉,蜜蜂的行為并不可控,授粉的均勻度直接關聯(lián)蜜蜂的飛行采粉。舉例來說,如果蜜蜂在Nonpariel杏仁樹與另一品種杏仁混種樹的區(qū)域采粉傳粉,部分工蜂在授粉品種區(qū)域采集了足夠花粉即返回蜂巢,可能無法將育種花粉均勻授粉到 Nonpariel 樹種區(qū)域。其次杏仁樹一般早春時期開花,這一時期天氣變化無常,頻繁的陰雨天氣和寒流會造成蜜蜂無法正常出行采蜜。此外,由于杏仁果園都位于比較偏遠干旱的沙漠地區(qū),蜂箱需要被遠距離的運輸至果園,易引發(fā)CCD現(xiàn)象相,導致蜜蜂死亡。(8)沙漠地區(qū)風速過高,會導致蜜蜂無法正常飛行、蜂巢內(nèi)溫度波動大,削弱蜜蜂的免疫力,倘若無法及時補充優(yōu)質(zhì)花粉,恢復蜜蜂原有的蛋白水平幫助其增強體質(zhì),蜂群對疾病的敏感性會增加,這意味著病菌和原蟲更易侵染蜜蜂。(9)

  因此,找到既能保護蜜蜂物種與數(shù)量,又能與蜜蜂合作、解決蜜蜂授粉不足問題的新型授粉方式,是杏仁樹、果樹種植者們,以及相關領域的專家學者們迫切想要解決的。

正在采集杏仁花粉的蜜蜂,腿上的“花粉藍”已經(jīng)裝滿了兩個大花粉球

  解決方案

  為了在保護蜜蜂的同時幫助果農(nóng)解決授粉不足的難題,澳大利亞國立大學、澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織合作(CSIRO),對杏仁樹進行了為期三年的人工授粉研究,從中獲取了大量的經(jīng)驗?;谠撗芯拷?jīng)驗,南澳州農(nóng)業(yè)科研中心的Mickey Wang 帶領其研究團隊,分別對蜜蜂授粉結合人力授粉、蜜蜂授粉結合無人機授粉與單一蜜蜂授粉進行了比對實驗,實驗所使用的無人機由廣州極飛科技有限公司提供,機型為P20 植保無人機。

  研究表明,傳統(tǒng)的人力噴灑授粉耗時長,并且難以對高大的果樹進行有效、快速的噴灑,人力噴灑輔助蜜蜂授粉顯然并不現(xiàn)實。而通過使用極飛P20無人機實施的授粉實驗,則取得了重大突破。

極飛 P20 植保無人機正在為杏仁樹授粉

  在蜜蜂采集杏仁花粉后,研究小組使用了極飛P20無人機均勻噴灑花粉,為杏仁樹進行人工授粉。對比實驗結果顯示,無人機授粉不僅解決了異花雜交的授粉問題,相比僅通過蜜蜂授粉的果樹,產(chǎn)量還提高了15%。

  實驗成功后,位于維多利亞州的Thurla農(nóng)場與位于南澳河邊地區(qū)的Clark Taylor農(nóng)場相繼與極飛科技展開合作,使用極飛P系列植保無人機對3750畝杏仁樹進行了規(guī)?;诜?,效果超出了農(nóng)場主的預期。通過無人機授粉與蜜蜂采粉結合,改變傳統(tǒng)的杏仁樹單一蟲媒授粉方式,解決了果農(nóng)們對蜂群數(shù)量不足以及蜜蜂工作效率的擔憂,并且提高了果樹的產(chǎn)量。

  “電子蜜蜂”

  無人機授粉造作簡單,保證花粉均勻地噴灑在需要授粉的區(qū)域,成為了果園中的“電子蜜蜂”。在蜜蜂采集花粉后,可通過人工采集的其他花粉將所需花粉進行置換,保證蜜蜂有足夠的食物。同時將待授粉果樹的所需花粉與溶劑進行配比,再由無人機進行均勻的噴灑。由于無人機統(tǒng)一收集花粉,噴灑量大且集中,果農(nóng)可以在不同區(qū)域集中種植采粉、授粉品種果樹,蜜蜂可在采粉區(qū)域工作,“電子蜜蜂”則在授粉區(qū)域工作,二者協(xié)作,大大提高了果樹種植、授粉的工作效率,降低了傳粉、授粉成本。

Mickey Wang正在收集蜜蜂所采集的、用于無人機噴灑的杏仁花粉

  一方面,蜜蜂只需留在采粉區(qū)采粉,能夠保證及時補足花粉,保持蛋白質(zhì)水平,降低蟲害發(fā)生的幾率,盡可能地保護采粉蜜蜂種群的數(shù)量與安全。同時,授粉環(huán)節(jié)由無人機取代,時間靈活,減少了因天氣變化與其他原因?qū)κ诜墼斐傻挠绊懀沟么笠?guī)模的人工授粉變得實際可行。如通過進一步的實驗與推廣被大范圍應用于杏仁樹授粉,形成無人機的“蜂群”效應,將對整個杏仁產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性的影響。

  如果有一天,世界上不再有蜜蜂,后果之嚴重是我們難以想象的......

  每一個物種都有其存在的合理性以及對于整個生態(tài)系統(tǒng)的價值,人為因素造成的物種滅亡,總有一天會禍及人類自身。遠距離的“轉(zhuǎn)地授粉”對蜜蜂造成的影響,僅僅是造成蜂群衰竭失調(diào)的眾多人為因素之一,無人機授粉也僅僅是人類保護蜜蜂的一次成功嘗試。

  未來,希望更多的人能夠關注蜜蜂與物種多樣性的問題,參與到保護工作中來,不要讓大滅絕時代成為現(xiàn)實。

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