Введение к работе
Актуальность проблемы. Для перехода России к безопасному устойчивому развитию огромное значение имеет сохранение благоприятного состояния окружающей среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов. Обязательным условием эффективного освоения и охраны ресурсов живой природы является исследование групп животных, играющих важную роль в естественных и культурных биоценозах. К одной из таких групп относятся опылители энтомофиль-ных растений, в первую очередь пчелиные (Hymenoptera, Apoidea) - главнейшие регуляторы одного из механизмов воспроизводства биосферы. Более 80% всей цветковой флоры и около 90% возделываемых культур нуждаются в опылении пчелами, причем некоторые виды растений могут опыляться только адаптированными к ним видам пчел (Linsley, 1958; McGregor, 1976).
К таким растениям, ввиду своеобразного строения цветка, относится люцерна посевная, занимающая ведущее место в производстве кормового растительного белка. В настоящее время ей отводится также важная роль в экологизации земледелия как естественному улучшителю почвенного плодородия. Однако расширение использования люцерны сдерживается недостатком семян вследствие низкого уровня опыления ее посевов.
К опылению люцерны лучше всего приспособлены дикие виды пчелиных (Попов, 1951), являющиеся ценными природными ресурсами. В Центральном Черноземье они изучались в 30-50-х гг. (Конаков, Писарева, 1938; Завгородняя, 1952; Богоявленский, 1955; У-Янь-жу, 1960). С тех пор экологические условия существования пчелиных значительно изменились. Распашка естественных, угодий, неудобий, шлейфов лесополос, обочин дорог, уничтожение дикой травянистой растительности, нерег-ламентированное применение пестицидов и т. п. привели к сокращению мест гнездования, обеднению кормовых ресурсов пчелиных, и их численность заметно уменьшилась. В различных районах люцерносеяния обеспеченность опылителями составляет всего 10-25% (Журавлев и др., 1980; Жаринов, 1982; Добрынин и др., 1987 и др.). Многие виды опылителей люцерны являются также опылителями других растений. Поэтому вопросы охраны, увеличения численности и рационального использования ресурсов опылителей люцерны, в том числе с помощью искусственного разведения, приобрели особую актуальность и общеэкологическое значение.
Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы было; оценить современное состояние ресурсов опылителей люцерны в
ЦЧЗ, дать экологическое обоснование и разработать систему мероприятий по комплексной охране опылителей в естественных условиях и технологию искусственного разведения люцерновой пчелы-листореза. В задачи исследований входило:
определить видовой состав и распространение ресурсов опылителей люцерны в ЦЧЗ;
выявить основных опылителей и изучить их экологические особенности;
оценить обеспеченность люцерны опылителями и состояние ее опыления в регионе;
изучить способы охраны и улучшения мест гнездования, регулирования кормовой базы и защиты опылителей от пестицидов;
изучить морфологические, биологические и экологические особенности люцерновой пчелы-листореза;
оптимизировать параметры режимов разведения и полевое оборудование для содержания пчелы-листореза;
установить рациональные нормы плотности и эффективность использования пчелы-листореза на опылении люцерны;
определить лимитирующие факторы разведения пчелы-листореза и разработать способы снижения их влияния.
Научная новизна. Получена наиболее полная современная сводка фауны пчелиных и оценена степень их обилия на люцерне в Центральном Черноземье. Ряд видов пчелиных указывается впервые для данной территории. Выявлены основные виды опылителей люцерны, всесторонне изучена динамика численности опылителей и дана современная оценка обеспеченности ими посевов люцерны.
Изучены и испытаны способы охраны и улучшения мест гнездования пчелиных, установлен оптимальный состав приманочных культур и способы регулирования кормовой базы для рационального использования опылителей люцерны в ЦЧЗ. Исследованы экологические основы отношений опылителей и пестицидов. Определены пути и способы сохранения пчелиных в системе защиты растений.
Впервые проведены исследования по биологии, экологии, разведению и использованию люцерновой пчелы-листореза в ЦЧЗ. Подобные работы до 1980 г. в нашей стране отсутствовали.
В результате исследований изучены особенности морфологии и цикла развития пчелы-листореза, выяснены особенности и закономерности ее реактивации и гнездования. Установлены оптимальные параметры и возможности модификации режимов разведения пчелы-листореза. Определены экологические условия, динамика, пространственное распределение лётно-опылительной активности пчелы, установ-
лены рациональные нормы её плотности и эффективность использования на опылении люцерны. Выявлены оптимальные параметры гнездовых полостей, виды гнездовых материалов, типы полевых укрытий и направление их ориентации.
Установлены основные лимитирующие факторы разведения пчелы-листореза. Разработаны методы оценки продуктивности воспроизводства и качества расплода пчелы-листореза.
Впервые в СССР были описаны естественные враги пчелы-листореза в условиях разведения, в том числе 7 видов зарегистрированы впервые для науки как вредители М. rotundata. 28 видов вредителей, 4 вида патогенов и 10 видов гнездовых конкурентов пчелы-листореза указаны впервые для ЦЧЗ. Разработаны методы изучения вредителей и возбудителей болезней М. rotundata и меры борьбы с ними.
Изучены токсичность и период опасности инсектицидов для пчелы-листореза, способы ее защиты от интоксикации.
Практическая ценность работы. Разработаны практические рекомендации "Система мероприятий по комплексной охране полезных насекомых-опылителей сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ" (1996), одобренные и рекомендованные к практическому применению Научно-техническим советом ГУСХ администрации Воронежской области.
Разработаны методические рекомендации "Разведение и использования пчел-листорезов для опыления люцерны", рассмотренные и одобренные Научно-техническим советом Госагропрома РСФСР 27.01.87 г.
Разработана "Технология прогрессивного воспроизведения люцерновой пчелы-листореза и использования её для опыления семенных посевов люцерны", рассмотренная Научно-техническим советом МСХ РФ и утвержденная 27.10.95 г.
Разработан отраслевой стандарт "Люцерновая пчела-листорез (Megachile rotundata F.), ее разведение, содержание и использование для опыления люцерны. - Термины и определения" (ТУ - РФ), рассмотренный Научно-техническим советом МСХ РФ и утвержденный 27.10.95 г.
Полученные данные по оптимальным материалам и параметрам гнездовых полостей вошли в технические условия на ульи пчел-листорезов (ТУ 46 РСФСР 336-84).
Разработан сертификат и интегральные критерии продуктивности воспроизводства и качества ячеек пчелы-листореза.
Разработаны "Методические рекомендации по изучению возбудителей болезней и вредителей пчел-листорезов" (1984), одобренные ВАСХНИЛ и рекомендованные для научно-исследовательских учреждений.
Разработаны методические рекомендации "Система мер борьбы с хальцидоидными наездниками-паразитами люцерновой пчелы-листореза" (1989), рассмотренные и одобренные Научно-техническим советом Госагропрома РСФСР.
Апробация результатов и практической ценности работы.
Основные положения диссертации доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного агроуниверситета (Воронеж, 1979-1997), университета штата Сев. Каролина, США (Рэли, 1995); на Всесоюзной школе-семинаре "Обмен опытом охраны, привлечения и разведения диких насекомых-опылителей растений" (Новосибирск, 1980); на Международном симпозиуме по опылению энтомофильных культур... (Кишинев, 1981); на Всесоюзных семинарах-совещаниях на ВДНХ СССР по разведению и использованию диких опылителей на семенных посевах люцерны (Москва, 1981-1992 гг.); на Всесоюзных и Всероссийских конференциях и совещаниях "Проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов" (Воронеж, 1983,1989; Москва, 1985; Каунас, 1986); на IX и X съездах Всесоюзного энтомологического общества АН СССР (Киев, 1984; Ленинград, 1989); на Всесоюзных конференциях по промышленному разведению насекомых (Москва, 1986, 1989); на Всероссийской научной конференции "Проблемы кадастра, экологии и охраны животного мира России" (Воронеж, 1990); на Международной научно-практической конференции "Экология и охрана пчелиных" (Рыбное, 1996); на Юбилейной научно-практической конференции "Проблемы сохранения и оценки состояния природных комплексов и объектов" (Графская, 1997).
Разработки автора диссертации прошли широкую производственную проверку в хозяйствах страны и области, научных и отраслевых организациях, рассмотрены и одобрены Научно-техническими советами ВАСХНИЛ (1984), МСХ РФ (1986, 1988, 1991, 1995), ГУСХ администрации Воронежской области (1996), экспонировались на ВДНХ СССР (1985, 1989).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 36 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 332 страницах машинописи, содержит 39 таблиц, 34 рисунка. Список литературы включает 451 наименование, в том числе 217 - на иностранных языках.