Содержание к диссертации
Введение
1.1. Продукты пчеловодства и их значение для человека 7
1.2. Антропогенное загрязнение продуктов пчеловодства 12
1.2.1. Загрязнение продуктов пчеловодства тяжёлыми металлами 13
1.2.2. Загрязнение продуктов пчеловодства радионуклидами 21
1.2.3. Загрязнение продуктов пчеловодства пестицидами и нитратами25
1.3. Использование медоносных пчёл в экологическом мониторинге 28
1.4. Антропогенное воздействие на экологию медоносной пчёлы 29
1.5. Экологические аспекты содержания пчёл
Заключение 42
2. Собственные исследования 44
2.1. Материалы и методы исследований 44
2.1.1. Место и условия проведения исследований 44
2.1.2. Методика исследований 45
2.2. Результаты исследований 47
2.2.1. Качественные показатели мёда Новгородской области 47
2.2.2. Медоносные условия Валдайского района 51
2.2.3. Загрязнение почвы, медоносной растительности и мёда Валдайского района тяжёлыми металлами 58
2.2.3.1. Концентрация свинца в почве, медоносной растительности и мёде 58
2.2.3.2. Концентрация кадмия в почве, медоносной растительности и мёде 62
2.2.3.3. Концентрация цинка в почве, медоносной растительности и мёде 65
2.2.3.4. Концентрация меди в почве, медоносной растительности и мёде
2.2.4. Загрязнение почвы, медоносной растительности и мёда Валдайского района радионуклидами 71
2.2.4.1. Концентрация радионуклида цезия-137 в почве, медоносной растительности и мёде 71
2.2.4.2. Концентрация радионуклида стронция-90 в почве, медоносной растительности и мёде 76
2.2.5. Зависимость экологического состояния мёда от возраста сотов 81
2.2.6. Загрязнение прополиса тяжёлыми металлами и радионуклидами85
2.2.7. Загрязнение цветочной пыльцы тяжёлыми металлами и радионуклидами 88
2.2.8. Технология получения экологически безопасной продукции пчеловодства 89
2.2.8.1. Использование ульев различных типов при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства 89
2.2.8.2. Использование средств борьбы с болезнями пчёл при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства 95
2.2.8.3. Использование подкормок пчёл при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства 97
2.2.8.4. Особенности содержания пчёл для получения экологически безопасной продукции пчеловодства 101
2.2.9. Эффективность применения разработанной технологии содержа
ния пчелиных семей 113
Выводы 117
Практические предложения 120
Библиографический указатель использованной литературы 121
- Загрязнение продуктов пчеловодства радионуклидами
- Загрязнение почвы, медоносной растительности и мёда Валдайского района тяжёлыми металлами
- Использование подкормок пчёл при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства
Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы в Российской Федерации наблюдается тенденция постоянного сокращения численности пчелиных семей. Особенно заметен этот процесс в северных и северо-западных районах страны. Ухудшение медосборных условий, распространение болезней пчёл, искусственное расселение в северных регионах пчёл южных пород и дальнейшая метизация среднерусской породы поставили пчеловодство северных регионов на грань выживания. Свою негативную роль сыграли и экономические причины [15, 36, 37,143].
Продукты пчеловодства - мёд, прополис, цветочная пыльца, маточное молочко занимают среди продуктов питания особое положение. Они широко используются не только как пищевые продукты, но и как лекарственные средства в народной и официальной медицине. Разумеется, что качество и экологическая безопасность продуктов, используемых в лечебных целях, должны отвечать самым высоким требованиям.
Качество продуктов пчеловодства во многом зависит от состояния окружающей среды. К сожалению, пчеловоды-практики обычно не обращают внимания на значимость данной проблемы. Пасеки часто располагаются в населённых пунктах, вблизи промышленных предприятий и автомобильных дорог. Это негативно влияет на экологические параметры продуктов пчеловодства. Во многом "благодаря" этому, продукты пчёл из России в настоящее время не отвечают современным требованиям и практически не импортируются в другие страны. Наоборот, больше продуктов пчеловодства завозится к нам, причём часто эти продукты не отличаются высоким качеством. Это ещё более усложняет положение отечественного пчеловодства.
Для возрождения одной из важнейших отраслей сельского хозяйства необходимо в ближайшее время сделать уклон в сторону производства экологически безопасных продуктов пчеловодства. Это позволит еде-
лать отечественные продукты пчёл более популярными у населения, повысит их рейтинг в других странах и увеличит рентабельность отрасли. Получение экологически безопасных продуктов пчеловодства - это шаг в будущее. Уже сейчас во многих странах, в том числе и России, приоритетным качеством при оценке продуктов питания является их экологическое качество. С течением времени актуальность экологически безопасной продукции пчеловодства будет только возрастать.
В Новгородской области имеются благоприятные условия для получения экологически безопасных продуктов пчеловодства. Между тем, пчеловодство в области развито слабо. Богатые медоносные и пыльце-носные ресурсы области практически не используются, представляя собой огромный резерв для пчеловодства. Экологическая обстановка в большинстве районов области благополучная, особенно в удалённых от населённых пунктов местностях. Всё это даёт основания говорить о хороших перспективах развития пчеловодства в области и о возможностях получения экологически безопасных продуктов пчеловодства.
Цель и задачи исследований. Основной целью наших исследований являлось выяснение факторов, влияющих на экологические характеристики продуктов пчеловодства и разработка технологии содержания пчёл, позволяющей получать экологически безопасные продукты пчёл в условиях Новгородской области.
В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:
- исследовать возможности получения экологически безопасных
продуктов пчеловодства в условиях Новгородской области и изучить ос
новные факторы, влияющие на содержание поллютантов в них;
разработать научно обоснованную технологию содержания пчёл, позволяющую получать экологически безопасные продукты пчеловодства в Новгородской области;
определить эффективность применения разработанной техноло-
гии.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в том, что впервые в условиях Новгородской области и Северо-западного региона Российской Федерации была разработана научно обоснованная технология содержания пчелиных семей, направленная на получение экологически безопасных продуктов пчеловодства. При этом был изучен ряд факторов, влияющих на содержание токсичных для человека веществ в продуктах пчеловодства.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основании результатов проведённых исследований разработана и внедрена научно обоснованная технология содержания пчёл, оптимально подходящая для получения экологически безопасного мёда в условиях Новгородской области. В результате пятилетних практических испытаний на пасеке, насчитывающей более 40 семей, разработанная технология хорошо себя зарекомендовала. Важным её достоинством является универсализм, благодаря чему данную технологию можно адаптировать к любым климатическим и медосборным условиям.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на третьей и четвёртой научных конференциях по проблеме: «Миграция тяжёлых металлов и радионуклидов в звене: почва - растение - животное - продукт животноводства - человек» (28-30 марта 2001г., 26-28 марта 2003г., г. Великий Новгород), на научно-практических конференциях Института сельского хозяйства и природных ресурсов Новгородского Государственного Университета имени Ярослава Мудрого (1998 - 2003гг.), опубликованы в печати.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования медоносных условий Валдайского района Новгородской области;
- результаты исследований загрязнения почвы, медоносной расти-
тельности и мёда Валдайского района тяжёлыми металлами и радионуклидами;
-результаты исследования зависимости экологического состояния мёда от возраста сотов;
результаты исследования использования ульев различных типов при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства;
результаты исследований особенностей технологии содержания пчёл при получении экологически безопасной продукции пчеловодства;
Загрязнение продуктов пчеловодства радионуклидами
Одним из главных показателей экологической чистоты продуктов пчеловодства является степень концентрации в них радионуклидов. Загрязнение кормовых угодий пчёл радионуклидами приводит к накоплению их в продуктах пчеловодства. Миграция радионуклидов происходит по цепочке: почва - медоносные растения — продукты пчеловодства.
Степень опасности радиоактивного загрязнения продовольствия, в том числе и продуктов пчеловодства, радионуклидами может быть определена следующими показателями:
- выходом радионуклидов в реакциях деления тяжёлых ядер;
- продолжительностью существования данного радионуклида (периодом полураспада);
- биологической подвижностью и усвояемостью организмом;
- способностью аккумулироваться в органах и тканях человека, животных и растений;
- длительностью пребывания в организме (периодом полувыведения из организма).
По совокупности этих признаков к наиболее опасным радионуклидам относятся йод-131, стронций-90 и цезий-137. В сравнении с другими радионуклидами они обладают наибольшей биологической подвижностью, которая обусловлена тем, что йод - необходимый для организма элемент, а стронций и цезий — химические аналоги таких важных элементов минерального питания, как кальций и калий. Известно, что близкие химические аналоги очень сходны между собой по поведению в биологических системах.
Короткоживущий изотоп йод-131(период полураспада 8 дней) играет роль лишь в тропосферных выпадениях. При этом он откладывается на поверхности развивающихся растений и переходит в пищевые продукты. При отложении йода-131 на почву опасность от его воздействия уменьшается, так как время его распада невелико по сравнению с продолжительностью вегетационного периода растений.
Стронций-90 и цезий-137 — два наиболее важных долгоживущих радионуклида в составе глобальных выпадений. Период их полураспада составляет 28 и 27 лет соответственно. Выпадающие из атмосферы стронций-90 и цезий-137 накапливаются в почвах. Наибольшей сорбционной способностью по отношению к стронцию-90 и цезию-137 обладают почвы тяжёлые по механическому составу [121,123].
Различные виды растительности характеризуются разным накоплением стронция-90 и цезия-137. Вынос радиоактивных веществ растениями зависит от вида растительности и типа почв. По данным В. М. Шес-такова и И. Н. Юдиной, наиболее загрязнена радиоактивными элементами растительность естественных сенокосов и пастбищ [162].
Естественные сенокосы и пастбища являются наиболее значимыми медоносными угодьями в условиях Новгородской области. В. И. Крюков отмечает, что растительность неокультуренных пастбищ накапливает радионуклиды в больших абсолютных количествах, чем растительность окультуренного сенокоса [71].
Следующим звеном перехода радионуклидов являются животные. Для животных сухопутных биогеоценозов возможны три пути поступления стронция-90 и цезия-137 в организм: через желудочно-кишечный тракт (алиментарный путь), органы дыхания и внешние покровы. В настоящее время, когда интенсивность глобальных выпадений радионуклидов очень мала, основным является алиментарный путь.
Исследования загрязнённости мёда в нашей стране и за рубежом свидетельствуют, что большая часть медоносов свободна от них, или их загрязнённость ниже допустимого уровня. Сербские учёные отмечают низкую радиоактивность цезия-137 в цветках медоносных растений (2,1-6,6 Бк/кг) и мёде (0,22-0,38 Бк/кг). Соотношение содержания радионуклидов в растениях и мёде стабильно и составляет 10:1 [189].
По сведениям немецких (1988) исследователей, содержание радионуклидов в мёде заметно колеблется в зависимости от времени его сбора, вида медоноса и расположения пасеки. Так, мёд, собранный в начале сезона, практически свободен от цезия-137 (весенние медоносы — акация, сады); полученный во второй половине июля несёт следы цезия-137 (ниже 20 Бк/кг). В образцах июльского мёда содержание радионуклидов на порядок выше, чем в весенних медах. Самое высокое содержание радионуклидов отмечается в образцах с медов с пасек, расположенных в лесу, особенно там, где произрастают чабрец, крушина, кипрей, малина [123].
Данные о существовании достоверной разницы между радиоактивностью мёда, собранного в разные периоды пчеловодного сезона подтверждаются и другими исследованиями. Украинские учёные подтверждают данные о том, что наименьшей удельной активностью по радиоцезию характеризуется майский мёд (в среднем 6,7 Бк/кг), а наибольшей -мёд, полученный в конце пчеловодного сезона (в июле - 52,8 Бк/кг, в августе - 69,5 Бк/кг) [131].
Такая же тенденция наблюдается относительно пчелиной обножки. Удельная активность пыльцы колеблется в широких пределах - от 21 до 239 Бк/кг. Наименьшее содержание радиоцезия характерно для пыльцы, собранной в мае, а наибольшее - в сентябре. Это объясняется тем, что вегетативные и генеративные органы весеннецветущих растений отличаются меньшим содержанием цезия-137 по сравнению с поздноцветущими медоносами. По данным В. Ф. Розанова наибольшая концентрация цезия-137 была выявлена в обножке, полученной с клевера. Меньше всего загрязнена обножка с рапса и белой акации [5,122].
Исследования, проведённые в конце 90-х годов на загрязненных после Чернобыльской аварии территориях, показали очень высокий уровень концентрации цезия-137 и стронция-90 в медоносных растениях и мёде. Загрязнённость мёда радионуклидами доходила до 750 Бк/кг по це-зию-137. В. В. Логвинец и Н. Н. Воронецкий (1997) делают вывод, что при определённых равных условиях от различных медоносов и в разные сроки цветения можно получать мёд со значительным уровнем загрязнения радионуклидами. Эти данные подтверждаются и другими исследованиями [83,147].
В. П. Наумкин и Н. И. Яровая указывают, что максимальное содержание радионуклидов, значительно превышающее ПДК, в мёде Орловской области было отмечено после аварии на Чернобыльской АЭС в 1987 г., с последующим резким снижением [105].
Загрязнение почвы, медоносной растительности и мёда Валдайского района тяжёлыми металлами
Как видно из данных таблицы 8, содержание свинца в почвах исследованных пасек было примерно одинаковым и составляло в среднем 2,096 мг/кг. Наиболее значительно была загрязнена свинцом почва в с. Зимогорье - 2,619 мг/кг. Это закономерно, так как данная пасека окружена большим количеством автомобильных дорог. Пасека расположена в непосредственной близости от автомагистрали Москва - С. Петербург. Соответственно наименьший уровень свинца в почве (1,745 мг/кг) был обнаружен в п. Нерцы, расположенном на значительном удалении от крупных автомобильных дорог.
Не вызывает удивления тот факт, что максимальная концентрация свинца в медоносных растениях была отмечена также в с. Зимогорье. Загрязнение почвы свинцом непосредственно влияет на его концентрацию в растениях. Некоторой неожиданностью следует признать полученные результаты по накоплению свинца в весенних и летних медоносах. Ведь, согласно данным научных исследований других авторов, тяжёлые металлы, в том числе и свинец, более интенсивно накапливаются в летних медоносных растениях [3, 75]. По нашим данным, в весеннецветущих растениях - иве козьей, одуванчике лекарственном, яблоне домашней, происходит большее накопление свинца, чем в летнецветущих. Так, средняя концентрация свинца в весенних медоносах составила 0,1 мг/кг, а в летних - 0,046 мг/кг. Исключение составила только пасека в д. Фалёво, где содержание свинца в весеннецветущих растениях было меньше, чем в летнецветущих (таблица 8).
Однако стоит дифференцированно подходить к весенним медоносам. Например, ива козья характеризовалась минимальным содержанием свинца из всех исследованных растений - 0,011 мг/кг. Зато два других важных весенних медоноса - одуванчик лекарственный и яблоня домашняя отличались наибольшим уровнем свинца. Так, средняя концентрация свинца в яблоне составила 0,193 мг/кг (максимум - 0,399 мг/кг), а в одуванчике - 0,096 мг/кг. Причём содержание свинца в яблоне значительно превышало его содержание в других растениях на двух пасеках. На пасеке в д. Фалёво содержание свинца в яблоне было средним, и не выделялась среди концентраций свинца в других растениях. В одуванчике повышенная концентрация свинца была зафиксирована только на одной пасеке. Концентрация свинца в других растениях была довольно ровной, что вполне объяснимо, так как свинец не является биогенным металлом и не используется растениями для питания.
Такие результаты позволяют предположить, что миграция свинца из почвы — не единственный и, в некоторых случаях, не самый главный путь попадания этого тяжёлого металла в растения. Из данных таблицы 9 видно, что уровень перехода свинца из почвы в растения очень незначительный - в среднем 3,1 %. Другой важный путь - аэрозольный. Свинец попадает на листья, цветки и в нектар растений через воздух. Следует учесть, что если большинство дикорастущих медоносных растений более-менее равномерно распределены в радиусе лёта пчёл (около 2000 га), то посадки яблони обычно располагаются в непосредственной близости от жилья и, соответственно, дорог. Одуванчик - растение, также предпочитающее произрастать на обочинах дорог. Этим можно объяснить повышенное содержание свинца в цветках данных медоносных растений.
Анализируя концентрацию свинца в мёде, полученном на подопытных пасеках, можно уверенно заключить, что уровень его содержания незначителен и не превышает установленных норм. Из шести обследованных образцов мёда лишь в двух был обнаружен свинец. Оба образца были с пасеки из д. Зимогорье, где загрязнение почвы и медоносных растений было выше, чем на двух других пасеках. К тому же в этом населённом пункте имеется значительное количество автомобильных дорог и, в 1 км от пасеки, завод по производству металлоизделий. Это свидетельствует о значимости влияния общей экологической ситуации на содержание загрязняющих веществ в продуктах пчёл, в том числе в мёде.
Уровень загрязнения двух образцов мёда из с. Зимогорье, содержащих свинец, был незначительным. Показателен тот факт, что концентрация свинца в весеннем мёде была выше в 2,33 раза, чем в летнем. Во многом это связано с тем, что значительную часть нектара весной пчёлы собирают с яблони и одуванчика. Именно в этих медоносах на пасеке в с. Зимогорье была зафиксирована относительно высокая концентрация свинца. Содержание свинца в майском мёде составило 0,007 мг/кг, а в летнем — 0,003 мг/кг. Обе эти величины значительно ниже существующего ПДК для свинца в мёде (0,1 мг/кг).
Использование подкормок пчёл при производстве экологически безопасной продукции пчеловодства
В литературе, посвященной содержанию пчёл, часто рекомендуется применение различного типа подкормок пчёл. Весной принято использовать подкормку сахаромедовым тестом (канди). Данный способ страхует пчёл от случайной гибели от голода в случае недостатка корма. В канди добавляются антибиотики для профилактики гнильцовых заболеваний и ветеринарные средства для лечения нозематоза и незаразного поноса [13, 61,74].
Также широко применяется в весеннее время подкормка жидким сахарным сиропом для стимуляции яйцекладки маток. В сироп обычно добавляют стимуляторы (в том числе гормональные) развития и ветеринарные препараты для лечения и профилактики нозематоза и аскосфероза. Во второй половине лета подкормки проводятся с целью увеличения яйцекладок маток для наращивания большего количества пчёл для зимовки. В конце августа - сентябре для предотвращения попадания в зимний корм падевого мёда проводят подкормку пчёл сиропом для пополнения запасов доброкачественного корма. Такая подкормка проводится большими дозами в сжатые сроки. Мы исследовали влияние подкормок пчёл на весеннее развитие и на результаты зимовки. В первом случае формировали три опытные группы пчелиных семей по три семьи в каждой. Все семьи были одинаковой силы, имели по шесть улочек (1,5-1,8 кг) пчёл. Матки во всех семьях были однолетние.
Пчёлы первой группы получали подкормку в виде сахаромедового теста, приготовленного из сахарной пудры и натурального мёда в соотношении 4:1. Тесто располагали над клубом пчёл после облёта 25 марта по 0,4 кг на семью. Пчёл второй опытной группы подкармливали сахарным сиропом 50% концентрации с добавлением 20% натурального мёда с 8 по14 марта три раза. Разовая доза сиропа составляла 1 литр. Третья группа была контрольной, пчёлы подкормки не получали. Учёт количества расплода проводили дважды, 25 апреля и 15 мая (таблица 27).
Подкормка пчёл в начале апреля сахарным сиропом с добавлением мёда способствовала некоторому увеличению количества расплода при первом учёте 25 апреля. По сравнению с контрольной группой семей, количество расплода в семьях, получавших подкормку в виде сиропа, было больше на 13% (td 2,1). Однако в дальнейшем сказался негативный эффект такого вида подкормки. На 15 мая пчелиные семьи этой группы имели наименьшее количество расплода, составлявшее 88% от контроля (td 2,2). Это вызвано износом зимовавших пчёл при переработке сахарного сиропа.
Подкормка пчёл сахаромедовым тестом не оказала существенного влияния на интенсивность развития пчелиных семей. Не наблюдалось большого различия в развитии этой группы семей по сравнению с контролем. По нашему мнению, данный вид подкормки целесообразен при возможном недостатке корма в конце зимовки в гнёздах пчёл или при наличии в кормовом мёде примеси пади. В случае, когда семьи обеспечены достаточным количеством доброкачественного мёда, подкормка пчелиных семей канди не оказывает положительного эффекта.
При жаркой погоде летом, зимние кормовые запасы часто имеют примесь пади. Для изучения влияния качества кормового мёда на результаты зимовки в конце июля были сформированы три группы семей, по три семьи в каждой. Все семьи имели по семь улочек пчёл и маток текущего года рождения.
Первую группу семей после 25 августа подкармливали сахарным сиропом 60% концентрации по 2 - 2,5 кг сахара на рамку, предварительно изъяв большую часть мёда. Мёд оставляли частично только на рамках с расплодом. Второй группе семей доза скармливаемого сахарного сиропа была уменьшена до 1 - 1,5 кг на рамку. При этом количество оставленного мёда составляло около 1 кг на рамку. Третья группа была контрольной, гнездо пчёл на зиму формировалось из рамок с натуральным мёдом. Количество кормового мёда было в пределах 2 - 2,5 кг на рамку. Существенно, что при проведении анализа мёда летнего медосбора, в нём была обнаружена примесь пади.
Результаты зимовки фиксировались при первом весеннем осмотре 8 апреля. Позднее, 25 апреля, производили учёт количества расплода в пчелиных семьях всех групп. Полученные результаты приведены в таблице 28.
