Введение к работе
Актуальность проблемы. Внедрение в производство интенсивных технологий возделывания j сельскохозяйственных культур привело к истощению естественной медоносной базы и сокращению пчелиных пастбищ, нарушило пищевые отношения медоносных пчел в энтомофильных агрофитоценозах.. Оптимальное использование трофических связей пчел и нектарно-пыльцевых ресурсов совершенствует опылительные технологии, обеспечивает получение высоких урожаев мелнттофильных растений и стабилизирует медосборы.
' Недостаточно изучены. процессы,. биотического взаимодействия
агрофитоценозов и экосистем насекомых-опылителей. При возделывании
энтомофильных культур с низкой пыльце- нектаропродуктнвностью, слабой
пищевой' атграктивностью цветков, неблагоприятной погоде и при
неупорядочном - применении пестицидов перекрестное опыление
ограничивается. Агрофитоценозам недостает переносчиков пыльцы, которые
осуществляют панмиксикь и образование урожаев. В то же время,
репродуктивная і система энтомофильных растений имеет
морфофизиологические и генетические механизмы, допускающие проявление самоопыления в определенных экологических условиях. Однако их длительная эволюция-в направлении адаптивной нормы перекрестного опыления и дефицит диких насекомых-опылителей сдерживают качественную панмнксию - растений. Данное - обстоятельство выдвигает медоносных пчел в эволюционный и производственно надежный фактор природопользования, обеспечивающий гарантированное опыление н высокую урожайность агрофитоценозов.
Недостаточно исследованы и, вопросы , пространственного распределения медоносных пчел, их биотические взаимоотношения с дикими насекомыми-опылителями, в агрофитоценозах в условиях усиливающейся хозяйственной деятельности. Взаимоотношения могут носить конкурентный или взаимомобилизующий характер.
Существенное значение приобретает исследование действия ростовых
веществ на посещаемость цветущих агрофитоценозов медоносными пчелами
н формирование стабильных и высоких урожаев. Применение абиотических
регуляторов роста позволяет значительно' повысить- продуктивность
растениеводства и пчеловодства в периоды дестабилизирующего воздействия -
экологических факторов'феДЦ^ЕнТРАЛЬйАН (
Слабая разработк і тейрсДОес^сихз$ОД№№в сбласти транспортировки
пыльцы, механизмов
{адаптации- энтом(ВДЛных; агрофитоценозов; к
ич, К.
И но. НяЙіЗЛйі
2.
панмнксни пчелами пониженными опылительными нормами, отсутствие достаточно обоснованных научных данных и нормативов по хозяйственному использованию межагробиоценозных связей насекомых-опылителей и перекрестных культиваров в современных условиях замедляет развитие экологии опыления — важнейшего раздела агроэкологии.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение теоретических и биоэкологических механизмов взаимодействия энтомофнльных агрофитоценозов и медоносных пчел для повышения урожайности поли- и монокарпичесхих культур и рационального использования кормовых ресурсов пчеловодства в различных экологических условиях.
Основные задачи, поставленные для достижения цели:
1. Уточнение и разработка классификации основных терминов и
понятий антэкологии по биотическим и абиотическим способам сбора и
переноса пыльцы.
-
Изучение медопродуктивности и пыльцепродуктивности плодовых агрофитоценозов в связи с привлечением насекомых-опылителей и научной организацией кормовой базы пчеловодства в весенний и летний периоды.
-
Определение закономерностей пространственного распределения медоносных пчел и антэкологического нормирования опыления в пальметтных агрофитоценозах яблони.
4. Исследование действия факторов биотической и абиотической
природы на эффективность опыления и повышение урожайности
агрофитоценозов подсолнечника, рапса ярового, люцерны, яблони и
смородины черной.
5. Развитие парадигмы эволюции энтомофнльных агрофитоценозов к
самоопылению посредством меллиферофилни в новых экологических
условиях с сохранением трофической ценности цветков.
Научная новизна.
Уточнена классификация основных терминов и понятий по сбору и переносу пыльцы агентами живой и неживой природы, а также типам оплодотворения. В научный оборот введены понятия: автогения спонтанная, автогения вынужденная, гейтоногения, ксеногения, аллогения, миксогения, коэффициент амфимиксиса, индекс опыления, меллиферофилия, агроантзкология.
Исследовано пространственное распределение медоносных пчел в
пальметтных насаждениях яблони и уточнена технология их опыления с
учетом фитоценотических н экологических особенностей; на люцерне
изучена опылительная активность 3 пород медоносных пчел (серая горная
кавказская, итальянская, среднерусская) и типа «Приокский» в
экстремальных условиях содержания.
Установлено отсутствие экотрофнческой конкуренции между медоносными - пчелами и дикими насекомыми-опылителями в момент фуражирования в агрофитоценозах подсолнечника и яблони. Выдвинута
гипотеза, что для формирования стойких положительных этологических и кормовых адаптации медоносных пчел на подсолнечнике требуются сорта с длиной. венчика цветков не более 4 мм. Применение медьсодержащего регулятора роста купрокетана-2 не оказывает отрицательного воздействия на посещаемость подсолнечника пчелами и служит эффективным абиотическим средством повышения урожайности его семян.
Обоснованы экологические зависимости: положительного влияния роста относительной влажности воздуха на посещаемость медоносными пчелами посевов подсолнечника, плотности медоносных, одиночных пчел и шмелей на урожайность пальметт яблоки, количества цветков на нектаропродуктивность и пыльцепродуктнвность плодовых ' культур; отрицательного воздействия роста температуры воздуха на плотность медоносных пчел < в агрофитоценозах подсолнечника. Установлены положительные связн в агрофитоценозах'люцерны между плотностью медоносных пчел и числом вскрывшихся цветков, динамикой вскрывания цветков и урожайностью семян, количеством пчел на 100 м* и содержанием Сахаров в нектаре.
Выявлены ресурсы нектарной обеспеченности пчелиных семей в паяьметгных насаждениях яблони, посевах люцерны и пыльцевые ресурсы плодовых растений.
Обосновано нарушение явлений протерогинии яблони сорта Мантуанское и протерандрни подсолнечника сорта Скороскопелый 87. В мобилизационном резерве энтомофильных культур экспериментально установлено наличие самоопыления как адаптивного признака. Дано биологическое обоснование возделыванию культиваров яблони, смородины, рапса в односортных агрофитоценозах при обязательной меллиферофилии. Выдвинута парадигма адаптации энтомофильных культур в самофертильные посредством медоносных пчел. Предложена гипотеза, согласно которой в условиях жесткого экодефицита одиночных пчел медоносные пчелы могут выступить в качестве надежного эволюционного фактора в биологическом прогрессе энтомофильных агрофитоценозов.
Исследования и обобщения вносят существенный вклад в понимание механизмов эволюции сопряженных межбиогеоиенозных связей представителей животного и растительного мира на фоне постоянно изменяющихся био- и абиотических факторов среды.
Практическое значение. Классификацию терминов и понятий предлагается использовать в агроэкологических исследованиях на стыке растительного и животного мира по линии консортивных связей.
Обоснована концепция чередования и смены способов опыления в перекрестноопыляющихся агрофитоценозах. Это перспективное направление по решению общебноэкологической проблемы создания адаптированных к самоопылению энтомофильных культур посредством- медоносных пчел. Установленные закономерности дают возможность разрабатывать стратегию и тактику качественного нормирования опыления в агрофитоценозах яблони.
смородины черной, рапса ярового, люцерны и подсолнечника в конкретных экологических условиях.
Выделенные сорта яблони, смородины черной^ и подсолнечника по признаку самоопыления могут быть использованы. для выведения новых авто- и гейтоногенных. форм с сохранением признаков энтомофилии. Признак пыльцепродуктивности предлагается ввести в методику сортоиспытания и селекции энтомофильных плодовых культур. Нектарно-пылыдевые характеристики. целесообразно использовать в агроэкологии и пчеловодстве для организации медового конвейера, составления медового баланса пасек и в систематике при описании. сортов. Высокопылъцепродуктивные сорта яблони, земляники и малины могут быть использованы в производстве с целью улучшения белковой обеспеченности пчелиных семей в весенний период. Установленные зависимости опылительной активности медоносных пчел от биотических и абиотических факторов в период цветения яблони, люцерны и подсолнечника применимы В решении задач, связанных с регуляцией численности пчел, размещением пчеловодческих хозяйств и энтомофильных культур.
Производству предложено односортное возделывание сортов яблони Мантуанское, смородины черной Ленинградский великан, Черный жемчуг и Оджебин, с обязательным экологическим приемом — опылением медоносными пчелами. Для нейтрализации неблагоприятных абиотических факторов среды, ограничивающих семенную продуктивность подсолнечника, рекомендуется использовать медьсодержащий регулятор роста купрокетан-2.
Оптимальное распределение пчел в пальметтных насаждениях яблони позволяет нормировать опылительный фон и высокую урожайность.
Уточненная опылительная технология пальметтных агрофитоценозов яблони внедрена в Дубоссарском р-не Молдавии (1984). Материалы исследований вошли в агроэкологические рекомендации по опылению рапса медоносными пчелами в Рязанской и Липецкой обл. (1991). Результаты работы включены в технологические рекомендации по опылению люцерны в промышленном семеноводстве России (1992). На основе экспериментов разработаны рекомендации специалистам центральных областей России по экологическим механизмам повышения семейной продуктивности подсолнечника (1998).
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Экологическая классификация терминов н понятий в сфере функционирования, энтомофильных агрофитоценозов,, экосистем насекомых-опылителей и абиотических агентов. 2. Метод использования синтетического абиотического вещества купрокетана-2 для повышения урожайности агрофитоценозов подсолнечника при неблагоприятных экологических условиях. 3. Агроантэкологическое обоснование улучшения трофической базы пчеловодства путем создания агрофитоценозов из пыльцепродуктивных культиваров плодовых растений и нектаропродуктнвных сортов люцерны, 4. Ряд агроантэкологаческих параметров нормированного опыления
агрофнтоценозов яблони, смородины черной, рапса ярового, люцерны и подсолнечника. 5. Концепция разноуровневого самоопыления и теория адаптации энтомофнльных агрофнтоценозов к чередованию и смене способов опыления в ответ на антропогенные и экологические неблагоприятные факторы. "'
Апробация работы. Результаты исследований' докладывались на заседаниях РО МОИП (Рязань, 1983, 1984), Всес. конф. молодых ученых по пчеловодству (Рыбное, 1983, 1985, 1987), 31 Межд, хонг. по пчеловодству (Варшава, 1987), Всес. сем. на ВДНХ по эффективному использованию пчел на опылении с.-х. культур (М., 1988), Ученых советах НИИ пчеловодства (Рыбное, 1984) и НИЗИСНП (М., 1989), Академии пчеловодства (Рыбное, 1994) и зооинж. фак. Московской с.-х. академии им. К.А.Тимирязева (М., 1996), Межд. конференции по экол. проб, интродукции растений на современном этапе (Краснодар, 1993), 4 Всерос. научно-практ. конф.'по проблемам экологии и охране окружающей среды (Рязань, 1994), научно-практ. конф. по проблемам пчеловодства (Рыбное, 1995), Всерос. научно-практ. конф. Творческое наследие П.А.Костычева и его развитие в совр. земл. (Рязань, 1996), проблемном совете по экологии ГМЗ С.А. Есенина (Константиново Рязанской обл., 1998) и др.
Публикация результатов исследований. Положения диссертации изложены в 47 научных работах.
В совместных исследованиях участвовали: на рапсе -А.И. Образцова (1987-1988 гг.); люцерне - Н.Д. Скребцова (1987 г.) и В.Б. Дроздов (1987-1988 гг.) и подсолнечнике —А.В. Николаев (1996*1997 гг.). Всем им автор выражает глубокую благодарность.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 318 страницах машинописи, состоит из введения, четырех глав, семи разделов исследований н выводов, научно-производственных предложений. Список использованной литературы включает 739 наименовании (586 на русском и 153 на иностранных языках). Работа содержит 1 рисунок, 52 таблицы н 4 приложения.
