Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы 7
Зоотехнические и биологические методы контроля варроатоза пчел 12
Препараты химического синтеза и их отрицательное действие на пчел 14
Альтернативные химическим методы контроля варроатоза 18
Перспективы селекции пчел на устойчивость к варроатозу 21
Методы контроля аскосфероза пчел 29
Предпосылки селекции на устойчивость пчел к аскосферозу 39
Методы контроля нозематоза пчел, перспективы селекции на устойчивость к нозематозу 45
Методика и схема исследований 52
CLASS Результаты исследований и их обсуждени CLASS е
Динамика инвазии пчел клещом варроа в течение сезона и характер распределения его в гнезде 58
Распределение потомства варроа в гнезде пчелиной семьи . 74
Механизм и причины предпочтения клещами трутневого расплод;" разработка ольфактометрических методов исследования 80
Разработка методики оценки гигиенического поведения пчел 97
Гигиеническое поведение пчел и перспективы селекции на устойчивость к аскосферозу 103
Изменчивость заражения пчел нозематозом, корреляции с показателями зимостойкости, возможности косвенного и массового отбора 111
Изменчивость поражаемости пчелиных семей нозематозом
Наследуемость, повторяемость, корреляции признака . 115
Комбинированные действия отбора и медикаментозного лечения на пораженность нозематозом 117
Выводы 125
Предложения производству 128
Список использованных источников
- Препараты химического синтеза и их отрицательное действие на пчел
- Перспективы селекции пчел на устойчивость к варроатозу
- Распределение потомства варроа в гнезде пчелиной семьи
- Изменчивость заражения пчел нозематозом, корреляции с показателями зимостойкости, возможности косвенного и массового отбора
Введение к работе
Россия является одной из стран развитого пчеловодства. Она занимает третье место в мире по количеству пчелиных семей и пятое - по производству меда.
В то же время в пчеловодстве России наметились негативные тенденции, вызванные как социально-экономическими процессами, так и ухудшением эпизоотической и экологической ситуации.
Развитие пчеловодства сдерживается, в частности, широким распространением таких болезней, как варроатоз, аскосфероз, нозематоз и др.
Во всем мире разработаны десятки и сотни препаратов химического синтеза для контроля распространения болезней пчел.
Однако на рубеже веков все громче раздаются голоса ученых и специалистов в пользу контроля болезней пчел с помощью методов, альтернативных медикаментозным. Лечение препаратами химического синтеза зачастую приводит только в краткосрочному эффекту, не излечивая полностью болезнь.
Кроме того, велика опасность заноса лекарственных препаратов в продукты пчеловодства, что представляет прямую угрозу здоровью человека.
Направленные на лечение какого-то определенного заболевания препараты угнетающе могут действовать на иммунную систему пчел, создавая предпосылки для развития других болезней и возникновения смешанных инвазий.
Таким образом, получается замкнутый круг, из которого нет выхода.
В новое тысячелетие следовало бы вступить, имея на вооружении высокоэффективные, экологически безопасные методы и средства борьбы с наиболее распространенными заболеваниями пчел.
Нами проанализирована вся доступная литература по затронутым вопросам. К сожалению, это, в основном, зарубежные источники.
Предлагаемая работа представляет собой одну из первых в отечественном пчеловодстве попыток решения проблемы в разрезе затронутых вопросов.
Она посвящена поискам и разработке зоотехнических, экологически безопасных методов контроля наиболее распространенных в настоящее время заболеваний - варроатоза, нозематоза, аскосфероза. Среди них особое внимание уделено изучению возможностей повышения устойчивости к заболеваниям с помощью селекции.
Препараты химического синтеза и их отрицательное действие на пчел
Рядом авторов установлено отрицательное влияние на пчел препаратов, применяющихся для борьбы с варроатозом. Так, синтетические пи-ретроиды апистан и байварол, применяемые в пчеловодстве в качестве акарицидов, являются эффективными против клещей Varroa jacobsoni и считаются безвредными для пчел. Однако при видимом отсутствии отрицательного влияния этих препаратов на жизнедеятельность пчелиных семей выявлены изменения в биохимическом составе гемолимфы насекомых, в частности, в содержании глюкозы, пировиноградной кислоты и аминокислот (пролина, аланина, глутамина), указывающие на имеющиеся незначительные энергетические нарушения в организме пчел (Т.С.Шатрова, 1997).
При длительном применении фенотиозина (более трех лет) возможно появление устойчивости к нему у клещей. Отрицательное действие препарата отмечается на пчел в отдельных семьях (прекращение яйцекладки матки иногда до 4 сут., закладка маточников, иногда гибель или смена матки). У обработанных фенотиазином пчел снижается уровень хо-линэстеразы, наблюдаются катаральные изменения в слизистой передней части средней кишки. Отмеченные изменения непродолжительны и вскоре восстанавливаются до нормы. Препарат фенотиазин, предложенный В.Л.Сальченко (1965) для лечения варроатоза, используется в различных странах.
При передозировке тимола, а также при длительном содержании мешочков с тимолом при температуре свыше 27С, возможна гибель или угнетение развития расплода, гибель маток. Иногда отмечают перестройку трутневых ячеек на ячейки рабочих пчел (В.В.Микитюк и др., 1979).
Лимитирующие факторы применения муравьиной кислоты заключаются в трудности регулирования испарения в улье, опасности ожогов при попадании кислоты на кожу или слизистую оболочку. При передозировке возможна гибель расплода, матки, молодых рабочих пчел.
Во избежание повышения содержания щавелевой кислоты в меде обработки прекращают за 1-2 мес. до откачки меда. При многократном применении в течение 4 лет возможно возникновение у клещей устойчивости к щавелевой кислоте. При попадании раствора на открытый расплод пчелы его выбрасывают.
При 3,5%-ной концентрации неорона наблюдается гибель 15-суточных куколок маток, а при 5%-ной - гибель пчел (W.Chmielewski, 1984). В воске препарат накапливается больше, чем в меде.
От применения апитола (препарат фирмы Ciba Geigy) в октябре при низких температурах увеличивается гибель пчел (до 350 особей/семью). При применении апитола отмечается отход пчел с признаками отравления, а также частичная гибель пчелиных семей в зимовнике (Н.И.Кривцов, Г.Д.Билаш, 1992).
Использование перицина весной или увеличение количества обработок осенью опасно из-за остаточных количеств препарата в продуктах пчеловодства.
Таким образом, даже популярные препараты, применяемые для обработки пчелиных семей от варроатоза, имеют отрицательные свойства и противопоказания, проявляющиеся при их систематическом применении и в то же время они не дают стопроцентного терапевтического эффекта. Это делает актуальной во всем мире проблему поиска альтернативных средств.
Кумафос применяют против варроатоза при появлении устойчивости к флювалинату (F.Eischen, 1995; N.Milani, 1989).
F.Ischen (1995) сообщает о случаях резистентности клещей к флювалинату (апистану) в Северной Италии. Считают, что это может привести к увеличению доз и кратности обработок. Признано необходимым начать разработку нового препарата с иным способом действия, который можно применять с флювалинатом. Если это сделать до широкого распространения резистентности, то полезность обоих препаратов сильно повысится.
Одной из наиболее сложных проблем современного и будущего пчеловодства является увеличивающаяся устойчивость клеща варроа к препаратам, используемым для борьбы с ним. В последнее время это относится к широко употребляемому апистану, что ведет к утрате эффективности препарата и гибели пчелосемей в США, Италии, Швейцарии, Франции, Австрии. Выявлено, что устойчивость клещей к апистану возникает в пределах жизни одного поколения. Обнаружено уменьшение с течением времени активности флювалината.
Перспективными являются препараты с двумя действующими веществами - флювалинатом и акринатрином, что препятствует возникновению устойчивости к ним.
Обнаружение клещей варроа, устойчивых к апистану во Флориде и Южной Дакоте осенью 1997 года делает контроль устойчивости важным аспектом защиты пчел от варроатоза.
Способ основан на сравнении опадания клещей при использовании полосок апистана с концентрацией 2,5 и 10% на спаренных образцах живых пчел, взятых из одной и той же семьи (O.Pettis, 1998).
Сообщается, что в США повсеместно отмечалась резистентность клеща варроа якобсони к флювалинату и амитразу. Установлены случаи резистентности клещей и флювалинату в Сев. Италии. Считают, что это может привести к увеличению доз и кратности обработок. Признано необходимым начать разработку нового препарата с иным способом действия, который можно чередовать с флювалинатом (F.Eischen, 1995).
Перспективы селекции пчел на устойчивость к варроатозу
Стремительное распространение клеща варроа по всему миру мобилизовало ученых самых различных профилей на борьбу с этим опаснейшим паразитом пчелы медоносной. Прежде всего были задействованы химические методы, которые, несомненно, сыграли решающую роль в блокировании паразита и сокращении ущерба в пчеловодстве.
Однако, стали выясняться и слабые стороны такого лечения. Клещи стали приспосабливаться к действию лекарственных препаратов, что повлекло за собой необходимость увеличивать их дозы и менять ассортимент. Все это в ряде случаев влекло за собой снижение сопротивляемости пчел к целому ряду болезней и появлению смешанных инвазий. Лекарства химического синтеза, несмотря на меры предосторожности, накапливаются в продуктах пчеловодства и представляют опасность для здоровья человека, поэтому ученые стали задумываться о разработке альтернативных химическим методах борьбы, и, прежде всего, о возможностях селекционным путем повысить устойчивость к этому заболеванию.
Оптимизм вызывает тот факт, что близкая к A.mellifera пчела А.сегапа имеет достаточно ярко выраженную устойчивость к этому паразиту.
S.Taber и.а. (1982) считают, что генетическая устойчивость проявляется во множестве форм, в т.ч. и в поведении взрослых пчел при очистке сотов, варьировании периода развития расплода в печатных ячейках, устойчивости личинок к возбудителям заболеваний.
S.Hoffmann (1995) установил, что длительность стадии печатного расплода достоверно коррелировала с уровнем инвазирования клещом Varroa jacobsonL В связи с этим обсуждаются возможности использования выявленных генетически детерминированных различий в проведении селекции на повышение устойчивости к клещу.
Экспериментально доказано наличие устойчивости у медоносных пчел к клещу Varroa jacobsoni, которая связана с нарушением репродукции у клещей (J.Harbo, 1995).
Имеются сообщения о появлении устойчивых к Varroa jacobsoni африканских и европейских пчел из Бразилии, Туниса и Уругвая. Связь между пчелой Apis cerana и клещом V.jacobsoni сбалансирована из-за того, что эта пчела устойчивее к клещу, чем A.mellifera. Считают, что сбалансированная система A.cerana-V.jacobsoni представляет собой отличную модель для поиска устойчивой A.mellifera (О. Boliring е.а., 1995).
Частота и типы повреждений клещей таковы, что не могут быть нанесены только пчелами. На дне улья часто находили муравьев и гусениц пчелиной огневки. Повреждения, нанесенные гусеницами, не отличаются от повреждений, вызванных пчелами. Муравьи уничтожали клещей полностью (J.Radtke, 1995).
Для селекции пчел важное значение имела их устойчивость к заболеванию варроатозом, вызываемая клещами. Для этого изучали динамику численности клещей на рабочих особях. Снижение численности клещей наблюдалось после обработки пчел тимолом. Автор указывает на необходимость использования генетических методов для выработки устойчивости пчел к клещу (G.Liebig, 1996).
А.Андерсон, Д.Трумэн (1996-1998) путем сравнения митохондри-альных рядов ДНК собрали информацию о репродуктивной изоляции генетически отличимых клещей, паразитировавших на Apis cerana или на Apis mellifera в одном и том же месте. Эти исследования показали, что варроа якобсони представляет собой видовой комплекс из пяти родственных видов. Из них только один перешел с Apis cerana на Apis mellifera и стал ее серьезным паразитом.
K.Bienenfeld (1996) пишет о том, что собственно селекционный признак (толерантность к клещу Varroa) имеет наследуемость около 10%. Наличие такого низкого процента вполне реально, так как выживаемость зависит от множества факторов, которые не зависят от наследуемой пчелиной семьей толерантности к клещу (уровень инфекции, наличие медосбора в природе и т.д.). Применение отбора по вспомогательным признакам может иметь большой смысл и как бы ни было велико значение резистентности к заболеванию, оно никогда не станет единственным и всеобщим критерием селекции. У медоносных пчел необходимо принимать во внимание еще несколько важнейших признаков. И чем большее количество признаков принимают во внимание в селекционной работе, тем ограниченнее будет результат селекции по каждому отдельному признаку. Особенно нежелательной может быть ситуация, когда имеются негативные генетические взаимосвязи между устойчивостью к болезни и хозяйственно-полезными признаками, например, если улучшение резистентности ведет к увеличению агрессивности или к снижению медопродуктивности. В данном случае селекция у пчел невольно провоцирует и селекцию у клещей варроа. Путем естественного отбора у клещей может появиться такое потомство, которое сможет справиться с механизмами резистентности, развившимися у пчел. Основания для этого просты: у клещей варроа интервал между генерациями значительно короче, чем у пчел. Поэтому «генетический прогресс» у них идет в 10 раз быстрее.
Распределение потомства варроа в гнезде пчелиной семьи
Каждому виду организмов свойственна определенная интенсивность размножения, меняющаяся в зависимости от условий существования.
Уровень размножения оценивается репродуктивным потенциалом, т.е. средним количеством яиц на одну яйцекладущую самку. Клещ варроа размножается в запечатанном расплоде, поэтому репродуктивный потенциал вычислен по самкам, находящимся в данный момент в запечатанном расплоде, остальных клещей, паразитирующих вне расплода, в расчет не принимали. Известно, что не все клещи, находящиеся с общепринятой точки зрения в благоприятных для размножения условиях, откладывают яйца. Уровень репродукции самок варроа также различен.
Как видно из табл. З, в обеих группах семей репродуктивный потенциал самок в пчелиных ячейках практически одинаков (3,7-3,8 яйца на одного клеща), фактический выход самок варроа выше в сильной семье по сравнению со слабой (2,14-2,01). Кроме того, отмечено, что количество не размножающихся самок выше весной в слабых семьях в сравнении с сильными.
В весеннее время на соте в сильных семьях количество отложенных самкой яиц у задней стенки равно 0, в центре - 1,5 и у летка - 2,8 яйца на одну самку.
Наиболее высокая и стабильная температура бывает в центральной зоне гнезда. Такая же температура и в зоне расплода, расположенного у летка. Относительно низкую температуру пчелы поддерживают на периферии гнезда, где может находиться и расплод. Абсолютное значение температуры в этом месте сильно связано с внешней температурой (Н.Г.Билаш, 1982), следовательно, весной клещи размножаются в зоне ста Мы наблюдали у варроа интересную поведенческую реакцию.
На пасеке Аблово при вскрытии ячейки расплода с пчелиной куколкой 19-го - 20-го дня развития были извлечены в чашку Петри молодая светлоокрашенная самка и самец желтовато-белого цвета. В чашке Петри самец очень быстро приблизился к самке и вполз на ее брюшной щиток. Самка сразу же прекратила передвижение, самец не двигался. В микроскоп был виден спинной щиток самки и часть брюшного щитка самца. В неподвижном состоянии на куколке пчелы они находились около трех часов. У самки периодически (через 20-60 с) выбрасывалась вперед и расправлялась с силой пара педипальп. Через 2 ч 40 мин. самка и самец упали с куколки, самка оказалась внизу, лежа на дорзальном щитке, самец - вентральной стороной к ней. Он произвел несколько слабых движений влево-вправо, во время которых была видна открытая половая щель самки. Когда солнечный свет попал на клещей, они расползлись в разные стороны. Интересно, что через час после вышеописанной поведенческой реакции произошла очень слабая склеротизация самца, т.е. окраска его в отдельных местах тела из белой стала несколько желтоватой.
После этого самец жил в термостате на пчелиной личинке 26 ч.
В пчелиных семьях во все периоды сезона на пчелином и трутневом расплоде встречаются самки с поздней яйцекладкой. Если в норме откладка первого яйца начинается на стадии пчелиной или трутневой личинки, прядущей кокон, то особи с поздней яйцекладкой откладывают первое яйца на 15-19-й день развития куколки (розовые, фиолетовые глаза, желтые лапки). К определенной части расплода отнести этих варроа нельзя, они встречаются в разных местах сота, иногда куколки одного возраста расположены рядом, на одной из них самка варроа продуцирует яйца в срок и дает нормальное потомство, в другой можно увидеть только одной яйцо клеща на 18-й день развития расплода.
Изучая распределение самок варроа на соте наблюдали следующий факт: при вскрытии 128 ячеек с пчелиным расплодом, имеющим признаки разложения, обнаружили, что в 123 из них находились самки варроа. Из их потомства в ячейках были яйца и протонимфы. В данном случае можно предположить, что сопротивляемость пчелиных личинок была сильно снижена: личинки до паразитирования на них варроа были заражены возбудителями какого-то заболевания или клещи заразили расплод хозяина, что вызвало их гибель; варроа могут паразитировать на продуктах разложения личинок. Однако, в любом случае, этот факт говорит о предпочтении самками варроа особей с пониженной сопротивляемостью.
При исследовании пробы трутневого расплода обнаружена одна (июль) недозапечатанная в центре ячейка. При анализе ее содержимого выяснилось, что самка-основательница варроа дала в ней нормальное потомство: три женские и одну мужскую особь.
Вышеуказанное говорит о том, что варроа - паразит медоносной пчелы, идеально приспособленный к жизни в пчелиной ячейке и даже при изменении состава воздуха и пищи живет в ячейке, давая нормальное потомство.
В течение сезона на сотах встречаются погибшие самки варроа, не давшие потомства, весной, летом и осенью 12, 5 и 3%, соответственно. В эти же периоды можно встретить самок-основательниц, давших потомство и погибших, в основном их от 2 до 8%.
Самки варроа в гнезде пчелиной семьи распределяются в зависимости от сезона следующим образом: весной клещи варроа концентрируются на пчелах в центре гнезда, летом распределяются по всем сотам, осенью их больше на крайних (в сильных семьях).
В связи с этим осенью при отборе проб создается видимость очень высокого процента инвазии, вычислять который рекомендуем, выводя среднюю из заклещеванности пчел, взятых с последнего сота и сота из центра гнезда. Весной напротив, клещи концентрируются в центре гнезда, поэтому пробу на заклещеванность рекомендуем брать так же, как и в первом случае.
Изменчивость заражения пчел нозематозом, корреляции с показателями зимостойкости, возможности косвенного и массового отбора
Значительная отрицательная корреляционная зависимость установлена между восковой продуктивностью и способностью выбрасывать умерщвленный расплод (г=-0,43).
Длина хоботка пчел и способность выбрасывать личинок находятся в обратной корреляционной зависимости (г=-0,16).
Коэффициент корреляции между кубитальным индексом и способностью выбрасывать умерщвленный расплод равен 0,42, это довольно высокое значение, а расстояние между выступами третьего тергита и способностью выбрасывать умерщвленный расплод находятся в обратно пропорциональной зависимости (г=-0,11).
Таким образом, чем более выражены экстерьерные признаки среднерусских пчел (короткий хоботок, большие размеры тела), тем выше способность к распечатыванию ячеек.
Эти экстерьерные признаки пчел можно использовать в качестве сигнальных при отборе пчелиных семей на санирующую способность.
В ходе эксперимента было подтверждено предположение С.Тэйбора о том, что пчелы с выраженным гигиеническим поведением хорошо борются с восковой молью. В наших исследованиях пчелы из негигиеничных пчелиных семей «терпимо» относящихся к наличию коконов восковой моли так и не приступили к выбрасыванию замороженных личинок.
Таким образом, разработанная и испытанная нами методика исследования пчел по признакам санирующей способности может использоваться в опытах по ее изучению.
Показатели санирующей способности (интенсивность распечатывания ячеек и выбрасывания личинок) отличаются значительной фенотипи-ческой изменчивостью.
Отдельные экстерьерные признаки среднерусских пчел (длина хоботка, расстояние между выступами третьего тергита) можно использовать в качестве сигнальных при отборе семей на санирующую способность.
Признаки санирующей способности коррелируют с показателями зимостойкости (отход пчел и расход корма за зиму) и таким образом могут использоваться в качестве сигнальных при косвенном отборе по этим признакам.
Признаки санирующей способности имеют коэффициенты наследуемости, что открывает определенные перспективы для селекции пчел по этим признакам.
Изменчивость заражения пчел нозематозом, корреляция с показателями зимостойкости, возможности косвенного и массового отбора
Целью этого блока исследований было исследовать зараженность пчел нозематозом как селекционный признак, изучить его изменчивость, наследуемость, повторяемость, корреляции с другими хозяйственно-полезными признаками и оценить возможности отбора пчелиных семей, устойчивых к нозематозу. Работа проводилась с 1976 по 1999 год.
Изменчивость поражаемости пчелиных семей нозематозом
Продуктивность пчелиных семей зависит от многих факторов, в том числе немаловажный из них - устойчивость к заболеваниям, ущерб от которых исчисляется большими цифрами, вплоть до гибели пасек пчел. Отсюда очень важным представляется изучение вопросов восприимчивости отселекционированных по зимостойкости, продуктивности и др. признакам линий пчел к заболеваниям в зоне их обитания.
Резистентность различных пород пчел к нозематозу изучалась, в основном, в условиях спонтанного заражения и отдельными авторами Н.Г.Сидоров (1976), В.Н.Мельник (1978) в условиях экспериментального заражения. Они показали, что в умеренных и северных широтах итальянские, кавказские и краинские пчелы больше поражаются ноземой, чем местные.
Г.Уайт (1919) сделал вывод о том, что в условиях эксперимента пчелы различных рас заражаются одинакового легко.
Ф.А.Тюнин и А.Ф.Губин показали, что по сравнению с местными кавказские пчелы в большей степени поражаются нозематозом.
Особую актуальность имеют исследования по восприимчивости к нозематозу у пчел при разведении их в условиях центральных и северных регионов, где безоблетный период зимовки нередко составляет полгода. Для разведения в таких условиях более всего пригодны районированные здесь пчелы среднерусской породы. Эта порода представлена многими популяциями, некоторые из них мы оценили по степени устойчивости к нозематозу (табл. 15).
Данные табл.15 показывают, что в отношении поражаемости спорами ноземы у среднерусских пчел разных популяций имела место определенная изменчивость.
Похожие диссертации на Разработка зоотехнических методов повышения устойчивости пчел к заболеваниям
