Введение к работе
Актуальность проблемы. Медоносные пчелы играют огромную роль в опылении энтомофильных сельскохозяйственных культур. Опыление пчелами – самое оптимальное средство повышения урожайности, улучшения качества семян и плодов. Установлено, что использование пчел на опылении культур в защищенном грунте позволяет повысить урожайность и выход плодов до 30–50 кг с 1 м.
Теплица, как среда обитания, является замкнутым пространством, имеющим низкий уровень легких отрицательных аэроионов, высокую температуру воздуха, повышенную влажность, оказывающих отрицательное влияние на жизнедеятельность пчел. Для успешного опыления культуры огурца в теплицах пчелиные семьи должны выдерживать сложившийся там режим температуры, влажности и аэроионного фона, сохраняя при этом работоспособность, что является залогом получения высоких и стабильных урожаев хорошего качества (Левченко И.А., Бондарь Л.К., 1983; Кочетов А.С., 2004–2007; Маннапов А.Г. с соавт., 2004–2007; Губайдуллин И.Н., 2006).
Находясь в воздухе теплиц, характеризующемся низкими санитарными показателями, пчелы постоянно испытывают белковое голодание. В теплицах площадью 1000 м, где выращивают огурцы, в улей в течение дня поступает около 3 г пыльцы, в то время как потребность пчелиной семьи в пыльце составляет 45–50 г в сутки (Левченко И.А., Бондарь Л.К., 1983; Маннапов А.Г. с соавт., 2004; Мамаев В.П., 2005).
Анализ организации производства в тепличных хозяйствах России показывает, что увеличение выхода нестандартной продукции связано с применением неэффективной технологии тепличного пчеловодства. В частности, до настоящего времени не исследована возможность увеличения привлекательной способности цветков огурца проращиванием его семян с использованием синтетических фитогормонов, прополиса, меда, жидкости, остающейся после перетопки соторамок, и ароматизирующих средств.
Микроклимат защищенного грунта неблагоприятен для содержания пчелиных семей. Продолжительность жизни рабочих пчел в таких условиях сокращается в среднем до 21 дня, пчелиные семьи слабеют, а в отдельных случаях погибают. Оптимизация биологических и организационно-технологических аспектов управления жизнедеятельностью семей пчел в условиях защищенного грунта способствует уменьшению этих отрицательных воздействий.
Общепринятая система докомплектации недостающих семей пчел к началу каждого тепличного сезона не оправдывает себя и не обеспечивает стабильного и высокоэффективного опыления цветков огурца в защищенном грунте.
Обозначенные выше проблемы не исследованы на должном уровне. В связи с этим актуальным является изучение обменных процессов в организме пчел, находящихся в условиях защищенного грунта, с целью оптимизации этих процессов; исследование факторов, регулирующих силу и качество семей пчел; определение влияния стимулирующих подкормок на фоне аэроионизации гнезда на закономерности роста, развития пчелиных семей и качественные показатели организма рабочих пчел нескольких генераций.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение влияния новой системы вентиляции гнезда на фоне стимулирующих подкормок и аэроионизации на опылительную деятельность и сохранность пчелиных семей в условиях защищенного грунта.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить биологические, технологические параметры и показатели жизнеобеспечения новой системы вентиляции гнезда в улье Дадана-Блатта при использовании пчелиных семей в условиях защищенного грунта.
2. Установить влияние стимулирующих подкормок с использованием сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, пробиотиком Апиник, иммуномодулирующим препаратом Иммуномакс и фитогормонами, на продолжительность жизни рабочих пчел в садковых опытах.
3. Изучить влияние аэроионизации гнезда на фоне стимулирующих подкормок сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами в комплексе с пробиотиком Апиник, препаратом Иммуномакс и фитогормонами, на воспроизводительные, фенотипические показатели и качество потомства пчелиных семей в условиях защищенного грунта.
4. Выявить влияние стимулирующих подкормок, на фоне аэроионизации легкими отрицательными аэроионами гнезда пчелиных семей, на белковый, углеводный и липидный обмен рабочих пчел семи генераций в условиях защищенного грунта.
5. Установить влияние стимулирующих подкормок, на фоне аэроионизации гнезда пчелиных семей легкими отрицательными аэроионами, на биохимические показатели организма рабочих пчел семи генераций.
6. Определить влияние стимулирующих подкормок, на фоне аэроионизации гнезда пчелиных семей легкими отрицательными аэроионами, на развитость глоточных желез и биохимические показатели летательной мускулатуры рабочих пчел в постэмбриональном онтогенезе.
7. В сравнительных опытах, в условиях защищенного грунта, определить влияние стимулирующих подкормок сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами в комплексе с пробиотиком Апиник и фитогормонами, на фоне аэроионизации гнезда, на экстерьерные показатели пчел.
8. Определить влияние системы проращивания посадочного материала с использованием прополиса, меда, жидкости, остающейся после перетопки соторамок, и фитогормонов на нектаропродуктивность, концентрацию сахара в цветках и продолжительность их жизни, завязываемость плодов огурца и опылительную деятельность рабочих пчел.
9. Предложить научно обоснованную систему организационно-технологических способов управления жизнедеятельностью семей пчел в условиях защищенного грунта.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые разработана научно обоснованная система управления жизнедеятельностью семей пчел в условиях защищенного грунта.
Разработана концепция восстановления и поддержания микроклимата в модернизированном для тепличного пчеловодства улье Дадана-Блатта с новой эффективной системой вентиляции гнезда, позволяющей защищать семьи пчел от перегрева и отравлений при профилактике и лечении культур защищенного грунта.
Впервые предложена комплексная система оценки влияния на организм рабочих пчел стимулирующих подкормок на фоне аэроионизации гнезда пчелиных семей. Разработана научно обоснованная концепция эффективности их использования в условиях защищенного грунта при дефиците белка и сниженном уровне содержания легких отрицательных аэроионов.
Проведены в динамике сравнительные исследования аэроионизации гнезда пчелиных семей легкими отрицательными аэроионами на фоне стимулирующих белковых подкормок с использованием сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами и отечественными препаратами – пробиотиком Апиник, иммуностимулятором Иммуномакс и фитогормонами, стабилизирующих расход азота, жира, гликогена в организме пчел в период опылительной деятельности, усиливающих биологические и технологические показатели пчелиных семей среднерусской породы при использовании их в теплицах.
Установлена роль стимулирующих подкормок в регуляции жизнедеятельности пчелиных семей в условиях защищенного грунта. Показано, что использование стимулирующих подкормок на фоне аэроионизации гнезда легкими отрицательными аэроионами способствует проявлению у пчелиных семей фенотипических и воспроизводительных показателей, характерных для условий естественной среды. Это подтверждается положительной динамикой яйценоскости пчелиных маток, силой семей, увеличением продолжительности жизни рабочих пчел, повышенной летно-опылительной деятельностью, улучшением физиологического состояния рабочих пчел семи генераций.
Впервые для повышения нектаропродуктивности, концентрации сахара в цветках огурца, эффективности их опыления, а также привлекаемости пчел к цветкам огурца предложена система проращивания семян замачиванием в биологических композициях с продуктами пчеловодства и фитогормонами.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований расширяют знания о содержании, разведении, использовании пчел среднерусской породы в тепличном пчеловодстве и представляют по-новому технологические аспекты управления их жизнедеятельностью в критические периоды роста и развития. Предложенные биологически активные продукты пчеловодства (БАПП) и фитогормоны для проращивания семян огурца; корригирующие подкормки для семей пчел на основе сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами в комплексе с пробиотиком Апиник, иммуностимулирующим препаратом Иммуномакс и фитогормонами; усовершенствованный улей Дадана-Блатта с новой системой вентиляции, изоляции, кормления способствуют повышению сохранности пчелиных семей и эффективной организации опыления культур в защищенном грунте.
Реализация результатов исследований. Разработаны и внедрены в технологию содержания пчелиных семей в условиях защищенного грунта усовершенствованный улей Дадана-Блатта с оптимальной системой вентиляции воздуха, стимулирующие подкормки для семей пчел.
Предложенная научно обоснованная система управления жизнедеятельностью семей пчел в условиях защищенного грунта позволила повысить урожайность огурца в зимних теплицах площадью 1000 м2, в среднем за 7 лет, с 14,8 до 29,8 кг/м2 (на 147,6 %).
Внедренная технология в комплексе с модернизированным ульем обеспечивает полноценную работоспособность каждой пчелиной семьи не менее 3–4 сезонов в условиях защищенного грунта. До внедрения разработанной технологии за один сезон на 1000 м2 защищенного грунта израбатывалось и погибало по 3–4 пчелиные семьи. Продолжительность их использования в условиях защищенного грунта составляла не более 3 месяцев. Экономическая эффективность от внедрения результатов исследования составила более 2187 тыс. рублей в год.
По результатам исследований нами разработаны и утверждены секцией «Пчеловодство» Россельхозакадемии рекомендации:
1. «Биологические и технологические показатели модернизированного улья Дадана-Блатта с новой системой вентиляции при использовании в защищенном грунте» (г. Москва, Россельхозакадемия, протокол № 9 от 25 декабря 2007 г., 24 с.);
2. «Обоснование доз фитогормонов в составе стимулирующих подкормок для пчелиных семей среднерусской породы в защищенном грунте» (г. Москва, Россельхозакадемия, протокол № 9 от 25 декабря 2007 г., 28 с.).
В настоящее время полученные результаты исследований внедряются в тепличных хозяйствах Челябинской, Тюменской, Пермской областей, Мордовской республике.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Башкирского ГАУ (Уфа, 2003–2009), на Международных научно-практических конференциях-выставках «Интермёд» (Москва, 2003, 2006), Международной выставке ярмарке «Золотая осень» (Москва, 2006–2008), Международной научно-практической конференции (Орел, 2008), Международных научно-практических конференциях (Уфа, 2004–2008). Основные положения диссертационной работы доложены на расширенном заседании кафедры пчеловодства РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2008) и кафедр безопасности жизнедеятельности и экологии; биологии, пчеловодства и охотоведения Башкирского ГАУ (Уфа, 2009).
Публикация результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 75 научных работ, в том числе 2 монографии, 2 учебных пособия; 14 работ изданы в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 265 страницах компьютерно набранного текста, содержит 51 таблицу, 30 гистограмм, одну схему; состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических предложений и библиографического списка, который включает 331 источник, из них 23 на иностранных языках.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
-
Новая система вентиляции гнезда в улье Дадана-Блатта, обеспечивающая жизнеспособность семей пчел в теплицах при изоляции, на период действия ядохимикатов, после профилактических и лечебных мероприятий с культурами защищенного грунта.
-
Влияние стимулирующих подкормок с использованием сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, пробиотиком Апиник, иммуностимулятором Иммуномакс и фитогормонами, на продолжительность жизни рабочих пчел в садковых опытах.
-
Воспроизводительные показатели и качество потомства в семьях пчел, в условиях защищенного грунта, при аэроионизации гнезда легкими отрицательными аэроионами на фоне стимулирующих подкормок сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами с пробиотиком Апиник, иммуностимулятором Иммуномакс и фитогормонами.
-
Показатели белкового, углеводного и липидного обмена в организме рабочих пчел семи генераций при различных методах коррекции в защищенном грунте.
-
Экстерьерные признаки рабочих пчел при подкормке семей сывороткой гидролизованной, обогащенной лактатами в комплексе с пробиотиком Апиник, иммуностимулятором Иммуномакс, в условиях защищенного грунта.
-
Влияние стимулирующих подкормок на фоне аэроионизации гнезда пчелиных семей легкими отрицательными аэроионами на биохимические показатели и развитость глоточных желез рабочих пчел семи генераций.
-
Динамика изменения показателей содержания сукцинатдегидрогеназы, митохондриальной АТФ-азы, АТФ-азы миозина в летательной мускулатуре медоносных пчел в постэмбриональном онтогенезе при аэроионизации гнезда пчелиных семей на фоне стимулирующих подкормок.
-
Нектаропродуктивность, концентрация сахара в цветках, продолжительность их жизни, завязываемость плодов огурца и опылительная деятельность рабочих пчел при проращивании посадочного материала с использованием прополиса, меда, жидкости после перетопки соторамок и фитогормонов.
