Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса по использованию пчел на опылении и орошении козлятника восточного 7
1.1. Приспособление растений к перекрестному опылению 7
1.2. Экология медоносной пчелы 9
1.3. Эффективность опыления пчелами сельскохозяйственных растений, в том числе бобовых культур (козлятника восточного) 14
1.4. Пчелы основные опылители сельскохозяйственных растений 22
1.5. Биологические особенности козлятника восточного 27
1.6. Эффективность мелкодисперсного дождевания при возделывании сельскохозяйственных культур, в том числе семенных посевов козлятника восточного 43
Глава II. Условия и методика проведения исследований 56
2.1. Природно-климатические условия Московскоіі и Тверской областей 56
2.2. Кормовая база пчеловодства Тверской и Московской области 60
2.3. Методика проведения исследований 65
Глава III. Результаты исследований 70
3.1. Породная принадлежность пчел, используемых на опыление козлятника восточного 70
3.2. Характеристика пчелиных семей 72
3.3. Биология цветения козлятника восточного 76
3.4. Некгаропродуктивность козлятника восточного 80
3.5. Влияния мелкодисперсного дождевания и опыления пчелами на фиксацию азота клубеньковыми бактериями 85
3.6. Опыление козлятника восточного 87
3.8. Интенсивность транснирации 94
3.9. Влияние опыления медоносными пчелами с применением мелкодисперсного дождевания на размеры и вес бобов козлятника восточного 98
3.10. Водопотреблепие козлятника восточного при разных режимах орошения 99
3.11. Семенная продуктивность козлятника восточного при опылении
п орошении 108
Глава IV. Экономическая эффективность использования медоносных пчел на опылении и орошении козлятника восточного 113
Выводы I 15
Предложения 1 16
Список использованной литературы 1 17
Приложения 139
- Приспособление растений к перекрестному опылению
- Природно-климатические условия Московскоіі и Тверской областей
- Породная принадлежность пчел, используемых на опыление козлятника восточного
Введение к работе
Актуальность темы. Многолетние бобовые растения являются эднфикаторамп во многих растительных сообществах. Наличие па корнях клубеньков, фиксирующих азот из воздуха, обеспечивает повышение плодородия почвы. Наряду с этим бобовые являются качественным растительным сырьем для производства кормов, предназначенных для скармливания различным животным. Особенно ценным рано вегетирующим, высокобелковым растением является козлятник восточный Galega oriental is L.
Для Нечерноземной зоны РФ одним из приоритетных направлений является развитие животноводческой отрасли аграрпо-промышленпого комплекса, что необходимо для обеспечения продовольственной безопасности страны. В настоящее время объемы производства кормов в регионе недостаточны. При высоких урожаях зернобобовые культуры обеспечивают большой выход кормовых единиц и переваримого белка с 1 гектара при невысокой себестоимости кормов по сравнению с другими кормовыми культурами. Из-за отсутствия семян во многих районах Нечерноземья не произрастают высокопродуктивные, приспособленные к местным условиям, холодостойкие бобовые кормовые культуры, в том числе козлятник восточный. Возделывание этой культуры в Нечерноземье сдерживается из-за низкой семенной продуктивности. До настоящего времени научные исследования в разных регионах России, связанные с изучением козлятника восточного, в основном касались кормовых особенностей и достоинств, тогда как семенная продуктивность осталась малоизученной.
Поэтому разработка приемов ичелооиылепия и определение режимов орошения для семенных посевов козлятника восточного является актуальной проблемой агропромышленного комплекса РФ.
Цель и задачи исследований. Цели исследовании - выявить эффективность использования пчел как опылителей козлятника восточного при семеноводстве этой культуры в условиях её специфического экологического возделывания при мелкодисперсном дождевании; выявить влияния этих приемов на фиксацию азота корневой системой. Задачи исследований: выявить особенности биологии цветения козлятника восточного, возделываемого при мелкодисперсном дождевании, с целью установления факторов лимитирующих использование в качестве опылителей медоносных пчел; определить конкурирующую способность пчел с представителями энтомофауны при опылении цветков козлятника восточного; установить влияние нчелоопыления па массу, энергию прорастания и всхожесть семян козлятника восточного; изучить влияние экологических факторов - температуры, освещенности и водного режима на секрецию нектара растениями козлятника восточного; определить суточную динамику выделения цветками нектара и определить актроктивпость его для пчел; выявить влияние опыления на урожайность и количество семян; изучить влияние нчелоопыления при мелкодисперсном дождевании па фиксацию азота в почве; оценить экономическую эффективность нчелоопыления козлятника восточного.
Научная новизна. Впервые в условиях орошения козлятника восточного определена эффективность использования в качестве опылителей медоносных пчел. Показано влияние экологической ситуации на выделение нектара растениями и его актроктивпость для пчел. Установлена тесная связь между активностью посещения цветков пчелами и микро- и фитоклимагом среды, а также градиентами температуры в системе лист-воздух. Выявлена связь между выделением нектара цветками, активностью опыления пчелами и фиксацией азота клубеньковыми бактериями.
Выявлена экологическая безопасность мелкодисперсного дождевания посевов козлятника восточного, повышение нектаровыделення и увеличение эффективности опыления пчелами.
В результате комплексных исследовании изучены и предложены производству технологические приемы содержания и использования медоносных пчел на опылении козлятника восточного, а также агротехнические приемы, позволяющие увеличить производство семян этой культуры.
Приспособление растений к перекрестному опылению
В процессе исторического развития, тесно связанного с эволюцией образа жизни и морфологии высших насекомых, у растении выработался целый ряд приспособлении, препятствующих самоопылению и обеспечивающих перекрёстное опыленпе (Пономарева Е.Г., 1980; Кривцов І І.И., Лебедев В.И., Тупиков Г.М., 1999; Аветисян Г.А., Черевко 10.А., 2001).
Среди многочисленных форм подобных приспособлении можно выделить следующие:
1. Пространственное разделение мужских и .женских генеративных органов. Наиболее наглядно оно выражено у двудомных растении, у которых па одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а па других - только женские с пестиками (ива, клубника, конопля, клён, тополь). У однодомных раздельнополых растении, так же как у двудомных, цветки однополые (они имеют или тычинки, или пестики), но они развиваются па одном и том же растении (огурец, тыква, дыня, кукуруза, дуб н др.). Изоляция генеративных органов цветков происходит у растении некоторых видов и в обоеполых цветках (например, у гречихи, первоцвета лекарственного). При этом в цветках одних растении тычинки длинные, а пестик короткий, а в цветках других, наоборот, длинный пестик и короткие тычинки. Пыльники у цветков находятся на такой высоте, па какой находятся рыльца у других цветков. Такое строение генеративных органов цветка получило название «гетеростилня» (разностолбчатость). Интересно то, что в пыльниках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, которая в случае попадания па рыльце длпипостолбчатого пестика, как правило, не может осуществить оплодотворение, так как прорастающая коротенькая пыльцевая трубочка не доходит до завязи.
2. Разновременное созревание мужских и женских генеративных органов. Вследствие разновременности созревания пыльников и рылец самоопыление становится невозможным. При этом наблюдаются случаи, когда пыльники созревают раньше рылец (протерандрня). Например, подсолнечник, ивап-чаи (кипрей), крыжовник, герань. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них высыпается или собирается насекомыми. Ко времени созревания рылец, ее в этом цветке не остаётся, а опыление происходит за счёт пыльцы с других цветков этого или другого растения.
У ряда растении шилышки созревают, и пыльца с них осыпается раньше, чем созревают рыльца (протерогиния), как у яблони, груши, подорожника и других. Опыление происходит пыльцой с других цветков до того, как созреет собственная пыльца.
3. Физиологическая несовместимость. У многих растении пыльники н рыльца созревают одновременно, но при попадании на пестик собственной пыльцы самоопыления не происходит. Это объясняется тем, что собственная пыльца, даже попав па рыльце, совершенно не прорастает или в некоторых случаях прорастает значительно медленнее, чем пыльца с другого цветка (у клевера и других бобовых кормовых трав). Это явление называется самобесплодностыо или авгостерилыюстыо.
У других растении пыльца не прорастает не только па рыльце собственного цветка, но и на рыльце многих цветков того же растения. У многих сортов плодовых и ягодных культур (яблоня, груша и др.) пыльца пе прорастает даже на рыльце другого растения того же сорта и перекрёстное опыление возможно только между растениями разных, иногда строю определённых сортов.
Привлекающие приспособления. Это прежде всего выделение нектара, приманивающего насекомых и служащего для них источником корма. Более тяжёлую, липкую, более шероховатую, менее сыпучую, чем у ветроопыляемых растении, пыльцу насекомые легко могут собрать, сформировать в виде обножки, перенести в гнездо для выращивания расплода и собственного белкового питания. Цветки эптомофильных растении, как правило, намного крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растении. Мелкие цветки часто собраны в крупные соцветия, легко обнаруживаются с дальнего расстояния. При этом у отдельных видов (например, у подсолнечника и других сложноцветных) часть цветков вокруг корзинки лишена генеративных функции, и яркая окраска сильно развитых лепестков служит как бы зрительной приманкой для привлечения насекомых. Установлено, что цветки у большинства эптомофильных растении имеют такую окраску, которую легко различают насекомые (жёлтую, синюю, белую), или отражают легко воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи. Огромное значение для привлечения насекомых имеет аромат цветков, особенно тех, которые не отличаются яркоіі окраской лепестков, например, у липы, борщевика, некоторых зонтичных и других растений.
Природно-климатические условия Московскоіі и Тверской областей
Московская область Российской федерации расположена в Центральной части обширной Русской равнины, ее площадь составляет 48 тыс. км".
Рельеф области равнинно-увалистый, с постепенной сменой высот. Большая часть Московской области относится к степной зоне. Леса но своему составу довольно разнообразны: в западной части обласні преобладающими породами являются сосна п ель, широколиственные и мелколиственные породы встречаются в основном как примесь. В южной части области преобладают представители широколиственных пород - липа, дуб, вяз, ясень, а из мелколиственных лесов наиболее распространены леса с березой и осиной.
Такая же закономерность наблюдается п в Тверской области.
Климат Московской области характеризуется умеренно-холодной зимой устойчивым снежным покровом и сравнительно теплым летом.
Московская область но климатическим условиям относится к умеренной зоне достаточного увлажнения. Для территории Московской области характерна продолжительная, сравнительно мягкая зима и короткое прохладное лето, значительная облачность, высокая влажность и достаточное количество осадков в течение всего года, за редким исключением. Устойчивый снежный покров образуется в среднем в третьей декаде ноября и лежит до середины апреля. Продолжительность периода со снежным покровом составляет 140-150 дней. Запас воды в снежном покрове колеблется в пределах 100-130 мм. Среднесуточная температура весной переходит через 0 в среднем 5 апреля, через +5 - 20 апреля. Осенью она опускается ниже +5-10 октября и ниже 0-5 ноября. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 0 составляет в среднем 215 дней, выше +5 - 170 дней. Сумма активных температур выше +5 составляет 2300, а эффективных - 1480. За год выпадает в среднем 600 мм осадков, in них за период апрель - октябрь - 430.
Увлажнение района хорошее, однако в весеннее - летний период, осадки выпадают неравномерно. Неравномерность в распределении осадков по годам и в течение вегетационного периода характерна для центрального района Нечерноземной зоны. О степени обеспеченности влагой в том или ином районе можно судить по величине гидротермического коэффициента. На основании средних многолетних данных за период с мая по август он равен: в Москве - 1,43, Твери - 1,50, Костроме - 1,35, Смоленске - 1,58, , Владимире - 1,38, Калуге - 1,52, Брянске - 1,43, Серпухове - 1,22, Гуле -1,23, Рязани- 1,04.
Анализируя данные метеопоста п. Луговая за 2002-2004 г. (см. приложение 8-25) сельскохозяйственные годы, отмечаем, что в 2002 году средняя температура воздуха составляла +14,2 С, максимальная температура была 23 июля, которая составляла +32,6 С, а минимальная была 3 апреля н она составляла -9.0 С. Осадков за 2002 год в целом выпало 163,7 мм. В 2003 году средняя температура воздуха была ниже, чем в 2002 году и составляла + 12,8 "С, максимальная температура была 27 июля и составляла +29,1 "С, а минимальная температура была 3 апреля —6,9 С. Осадков в целом за 2003 год выпало 491,2 мм. Анализируя данные 2004 года, можно сказать, что средняя температура составляла +12,9 С, максимальная температура была 22 августа - +29 "С, а минимальная была 3 апреля - -12 С. Осадков за 2004 год выпало в целом 323,3 мм.
Тверская область Российской Федерации расположена в северо-западной части России, lie территория составляет 84.1 тыс. кв. км, - это одна из самых больших по площади областей Европейской части страны. Для нее в целом характерен равнинный рельеф, где возвышенные всхолмленные участки мореных равнин и гряд сочетаются с обширными волнистыми водпо-ледниковыми или плоскими озерно-ледниковымп и аллювиальными низинами. Территория Тверской области расположена в лесной зоне, в подзоне южной тайги, переходящей в смешанные широколиственно-хвойные леса. Главными лесообразуюшими породами являются ель, сосна, береза, осина, ольха и дуб.
Климат Тверской области характеризуется умеренно-холодной зимой, устойчивым снежным покровом и сравнительно теплым летом.
Тверская область по климатическим условиям относится к умеренной зоне достаточного увлажнения. Для территории Тверской области характерна продолжительная, по сравнительно мягкая зима и умереппо-теплос лето. Погода в Тверской области характеризуется весьма значительной облачностью, избыточным увлажнением и большим количеством осадков в течении всего года. Устойчивый снежный покров устанавливается обычно в последней декаде ноября и сходит полностью толі»ко в середине апреля. Продолжительность периода со снежным покровом составляет 147-150 дней па западе, и 157-160 дней на востоке. Среднесуточная температура в переходные периоды составляет в среднем -4-6"С. За год в Тверской области в среднем выпадает 550-750 мм осадков. Из всей суммы осадков 70% выпадает в жидком виде, 18% - в твердом, а 12% - в смешанном виде.
Анализируя данные метеопоста г. Тверь за 2002-2004 г. сельскохозяйственные годы, огмечаем, чго в 2002 году средняя температура составляла +14,25 С, максимальная средняя температура была в июле н составляла +21,7 С, а минимальная средняя температура была в апреле - -6,7 С. Осадков в целом за 2002 год выпало 149 мм. В 2003 году средняя температура составляла +13,0 "С, максимальная средняя температура была в июле - +20,5 С, а минимальная температура была в апреле - -3,7 С. Количество осадков за 2003 год в целом составляет 460 мм. Анализируя данные 2004 года, можно сказать, что средняя температура составляла +13 С, максимальная средняя температура была в июле - +18,6 С, а минимальная, была в апреле —4,0 С. Количество осадков в целом за 2004 год составило 523 мм.
Породная принадлежность пчел, используемых на опыление козлятника восточного
Определение породного соотношения пчел, работающих на козлятнике восточном, предшествовало изучение экстерьерных признаков рабочих пчел с целью подтверждения их принадлежности к карпатской породе.
В 2002 году карпатские пчелы были получены в сотовых пакетах с пчелопнтомников Ставропольского края. Для определения экстерьерных признаков изучались длина хоботка, кубптальныи индекс, дпекоидалыюе смещение.
Результаты промеров экстерьерных признаков пчел карпатской породы показывают, что длина хоботка были в среднем 6,71 мм., кубитальпый индекс в среднем равен 2,29, а дпекоидалыюе смещение распределялось следующим образом: 60 % пчел имели положительное смещение, 11,7 % с нейтральное, 28,3 % отрицательное. Пчелы, полученные из Закарпатской области, по своим экстерьерпым признакам несколько отличались от биоморфологического стандарта, разработанного Губиным В.А. для карпатских пчел (Губин В.А., 1969, 1975, 1976). Сравнивая между собой экстерьерных признаков пчел, получившихся в 2002 году, с пчелами, находящихся в опыте 2003 года, можно сделать вывод о том, что у пчел карпатской породы, полученных из питомников Закарпатской области, был большим процент случаев с положительным дискоидальным смещением. Он составлял 94 %, огрицагелыюе смещение наблюдалось только в 1,7 % случаев, по сравнению с пчелами, полученными из Ставропольского края. Таким образом, карпатские пчелы полностью отвечали требованиям биоморфологического стандарта, разработанного для пчел этой породы. Пчелы, посещавшие цветки козлятника восточного, собирали с него нектар и пыльцу. Для того, чтобы произошло опыление цветка, важно само посещение его насекомыми, независимо от того, собирают ли они пыльцу или извлекают из него нектар (Андреева И.Г., 1929; Губи 11 А.Ф., 1947; Купшир Л.Г., 1974; Benedeu P., 1976).
В опытах Гасаиова Ш.О. и Старостеико У.В. у пчел, отловленных па клевере, длина хоботка варьировала от 6,5 до 6,79 мм (Гасаиова Ш.О., 1970; У.В. Старостеико У.В., 1982).
Таким образом, была показана возможность использования на опылении клевера красного, не только кавказских пчел, по и ичел других пород - краипскоп и среднерусской, имеющих хоботок меньших размеров, чем у кавказских пчел.
В 2002 году для определения доли участия пчел карпатской породы в опылении козлятника восгочиого на этой культуре отловили 100 пчел. После промера экстерьериых признаков 94 пчелы были отнесены к карпатским и 6 пчел к местным.
Карпатские пчелы но длине хоботка были распределены после математической обработки иа 4 интервала следующим образом (табл. 8).
В первый интервал входили 10,5 % чистопородных карпатских ичел, взятых из ульев, имеющих хоботок от 6,30 до 6,50 мм., во второй интервал с границами от 6,51 до 6,70 мм, входило 68,4 % пчел и в третий интервал входилп21 % пчел с хоботком от 6,71 до 6,90 мм.
Аналогично было распределение пчел, по интервалам отловленных па козлятнике восточном. Так более высокий процент (68,4 %) от числа ульевых карпатских пчел и 73,1 % от отловленных на козлятнике восточном имели хоботок от 6,51 до 6,70 мм. И только 21 % чистопородных ульевых пчел и 9,7 % карпатских пчел, отловленных иа козлятнике восточном, имели более длинный хоботок - от 6,71 до 6,90 мм. Аналогичные результаты были получены в течение 2003 года.
Похожие диссертации на Экологическая и биологическая эффективность использования пчел в качестве опылителей козлятника восточного при его орошении
