Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
ИВОЙЛОВА МАРИЯ МИХАЙЛОВНА
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ (APIS MELLIFERA L.) В БЕЗОБЛЁТНЫЙ ПЕРИОД
03.03.01 - физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Нижний Новгород 2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока
имени Н.В. Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии) в лаборатории пчеловодства.
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Брандорф Анна Зиновьевна
Официальные оппоненты: Козин Роберт Борисович
Заслуженный деятель науки РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры пчеловодства, рыбоводства, болезней пчел и рыб ФГБОУ ВПО Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина
Корнева Надежда Вениаминовна
кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВПО Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
Ведущая организация: ГНУ Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии, г. Ижевск
Защита состоится л_7_ _июня_ 2012 г. в _1000_часов на заседании
диссертационного совета Д 220.047.01 при ФГБОУ ВПО Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия по адресу:
603107, г. Нижний Новгород, проспект Гагарина, 97.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
Автореферат разослан л_28_ _апреля_ 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Иващенко М.Н.
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Онтогенез медоносных пчёл - одно из наиболее сложных и в то же время малоизученных явлений в современной биологической науке (Мишуковская Г.С., 2008; Егорашин В.Г., 2012). Системный подход к изучению процессов жизнедеятельности пчелиных семей в безоблётный период в разных условиях содержания по физиологическому состоянию медоносных пчёл является перспективным направлением.
Особый интерес исследователей вызывают изменения биологических особенностей пчелиных семей на фоне массовой интрогрессии генов различных популяций медоносных пчёл. Массовая интродукция не адаптированных к климатическим и медосборным условиям Северо-Востока европейской части России медоносных пчёл привела к появлению среди местных пчёл многочисленных помесей с широкой изменчивостью морфофизиологических и биологических признаков (Билаш Г.Д., Кривцов Н.И., Ульяничев Е.М., 1980; Билаш Г.Д., Кривцов Н.И., 1980; Брандорф А.З., Чащухин В.А., 2002; Николаенко В.П., 2003; Козин Р.Б., Гасанов А.Р., 2007). Изменение основных морфофизиологических параметров у местных пчёл способствовало утрате некоторых адаптаций, что проявилось в ухудшении зимостойкости и снижении медовой продуктивности. Одной из главных причин неэффективности использования медоносных пчёл является отсутствие биологических предпосылок к выбору технологий организации пчелиных семей к безоблётному периоду.
В связи с этим перспективным и актуальным направлением является разработка физиологического обоснования применения технологии подготовки и организации пчелиных семей к безоблётному периоду.
Цель и задачи исследований. Цель работы - оценить морфофизиологические параметры пчелиных семей в безоблётный период.
Для выполнения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать биологические особенности медоносных пчёл Кировской области;
2. Установить породную принадлежность медоносных пчёл по морфологическим признакам с проведением популяционно-генетического анализа;
3. Изучить физиологические и биологические параметры пчелиных семей в безоблётный период;
4. Провести комплексную оценку зимостойкости пчелиных семей;
5. Определить экономическую эффективность использования различных технологий зимовки.
Научная новизна. Впервые дана комплексная оценка физиологических и биологических параметров медоносных пчёл в безоблётный период при зимовке в помещении и на воле на разных кормовых запасах (мёд и сахарный сироп). Проведено в динамике сравнительное изучение морфофизиологических показателей рабочих особей медоносных пчёл (каталазная активность, сухая масса, содержание воды в теле, жировое тело) в безоблётный период. Впервые доказана и физиологически обоснована целесообразность 50-% замены кормового мёда на сахарный сироп для помесных пчелиных семей при подготовке к безоблётному периоду.
Теоретическая и практическая значимость работы. Отработанные в работе способы организации жизнедеятельности пчелиных семей в безоблётный период позволяют рекомендовать технологию организации зимовки помесных пчелиных семей в помещении с частичной заменой кормового мёда на сахарный сироп. Впервые экспериментально доказано, что пчелиные семьи, где проведена частичная замена мёда на сахарный сироп, отличаются высокой степенью зимостойкости без ухудшения физиологического состояния, от них получают достоверно больше на 27% валового мёда, что способствует увеличению прибыли в 10 раз.
Экспериментально доказано, что сырая масса тела рабочих особей увеличилась пропорционально к концу зимовки. Установлена зависимость между массой тела и качеством кормовых запасов. Масса тела пчёл, зимовавших на естественных кормовых запасах, достоверно больше в 1,1 раза массы пчёл, у которых проведена частичная замена мёда на сахарный сироп. Это связано с тем, что масса ректума пчёл, зимовавших на естественных кормовых запасах, больше в 1,2 раза, чем у пчёл, где проведена частичная замена мёда на сахарный сироп. Активность каталазы ректальных желёз напрямую зависит от нагрузки ректума (r=0,3Е0,5). Поэтому пчелиные семьи с высокими показателями активности каталазы весной характеризуются как высокозимостойкие. В осенний период наоборот, пчелиные семьи с высокими показателями зимостойкости имеют минимальные показатели активности каталазы. В осенний период наблюдалось равномерное развитие жирового тела (в среднем увеличилось в 3 раза), при этом не установлено отрицательного влияния переработки пчёлами сахарного сиропа на развитие жирового тела. Для улучшения биологических параметров медоносных пчёл, основные аспекты подготовки пчелиных семей к безоблётному периоду с использованием сахарного сиропа, внедрены на двух пасеках из центральной и северной зон Кировской области.
Положения, выносимые на защиту:
1. Определены морфологические и физиологические параметры медоносных пчёл в безоблётный период;
2. Проанализированы биологические особенности пчелиных семей в зависимости от технологии подготовки и организации к зимовке;
3. Установлена экономическая эффективность использования различных технологий зимовки.
Апробация работы. Основные положения и результаты доложены на Международных научно-практических конференциях молодых учёных, аспирантов и соискателей, г. Киров, ФГОУ ВПО Вятской ГСХА (2008Е2012), отчётной научно-практической конференции Кировской области, г. Киров (2008Е2012), Всероссийской научно-практической конференции Мир пчёл, г. Ижевск, (2011), Международной научно-практической конференции Современное пчеловодство. Проблемы. Опыт. Новые технологии, г. Ярославль (2010), Международной научно-практической конференции Пути развития пчеловодства в России через успешный опыт регионов России, стран СНГ и Дальнего Зарубежья, г. Ярославль (2011).
Основные положения диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 2 работы в журнале Пчеловодство и 1 в Аграрной науке Евро-Северо-Востока, рекомендованных ВАК Российской Федерации, 2 статьи в зарубежном издании.
Объём и структура работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и предложений, списка литературы. Диссертационная работа представлена на 147 страницах, включает 22 таблицы, 10 рисунков и 10 приложений. Список литературы содержит 245 источник, в том числе 29 на иностранных языках.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проведены в период 2008Е2011 гг. на стационарной пасеке, расположенной в центральной зоне Кировской области. Наблюдения и исследования проводились согласно методам, разработанными НИИ пчеловодства (Рыбное, 2006). Объектом исследования служили помесные пчелиные семьи. Схема исследований представлена на рисунке 1.
В период исследований проанализированы результаты опроса 80 пчеловодов и материалы первичного зоотехнического учёта (журналы пасеки).
Для проведения исследований сформированы 4 группы методом пар-аналогов силой 12 улочек. За контроль принята 3 группа. Подготовка семей заключалась в формировании гнёзд с различными кормовыми запасами: две группы были сформированы из рамок заполненных мёдом, у двух других групп была проведена 50% замена мёда на сахарный сироп. В ноябре две группы пчелиных семей помещены в надземный зимовник, а две оставлены для зимовки на воле под снегом в ульях с толщиной стенок 55 мм. Пчелиные семьи содержались в ульях-лежаках на 16 рамок с 2 магазинными надставками.
Породная дифференциация пчелиных семей проведена двумя методами: морфометрическим (по Алпатову В.В., 1948) и популяционно-генетическим (методом ПЦР-анализа). Для определения породной принадлежности медоносных пчёл Кировской области использовано 5800 особей. Оценку пчелиных семей проводили по комплексу биологических и этологических признаков, методами разработанными НИИ пчеловодства (Рыбное, 2006).
Физиологическое состояние медоносных пчёл изучали по следующим параметрам: нагрузка, содержание воды, цвет и pH, активность каталазы ректума; масса и содержание воды, белка в организме пчёл (по Жеребкину М.В., 1979); развитие жирового тела (по Mauruzio A., 1954).
Оценку зимостойкости пчелиных семей проводили по следующим показателям: зимний отход пчёл, расход корма на одну улочку пчёл в период зимовки; степень опоношенности гнезда и улья; силу пчелиных семей определяли в период весенней ревизии. При исследовании биологических признаков определяли медовую и восковую продуктивности, яйценоскость пчелиных маток (трёхкратно по количеству печатного расплода).
Изучение качественных параметров мёда, получаемого от пчелиных семей, в том числе на содержание падевых веществ, проводилось согласно требованиям ГОСТа: ГОСТ 19792-2001 Мёд натуральный. Технические условия.
Расчёт экономической эффективности результатов исследований выполнялся по общепринятым методам научно-исследовательских работ для условий Северо-Востока европейской части РФ (2008).
Полученные материалы обработаны методом вариационной статистики с проверкой достоверности результатов, с помощью критерия Стьюдента и уровня значимости (Р) по Плохинскому Н.А. (1969) на персональном компьютере с использованием программ MS OFFICE (Microsoft Excel) 2007.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Анализ морфологических и этологических параметров пчелиных семей в условиях Северо-Восточной зоны РФ на базе Кировской области
Проведенный анализ породной принадлежности пчелиных семей Кировской области показал, что 74% исследуемых семей помесные, так как во всех семьях, которые могут быть отнесены к породным, по средним значениям, размах вариации очень велик. Около 8% семей отвечают требованиям аборигенной среднерусской породы (Apis mellifera mellifera L.), остальные 18% соответствуют по основным признакам пчёлам карпатской породы (Apis mellifera carpatica).
Результаты анализа основных этологических признаков медоносных пчёл области показали неоднородность их происхождения, на одной пасеке пчелиные семьи могут при разборе гнезда работать спокойно, в то же время другие проявляют повышенный фототаксис.
При изучении пыльцесобирательной деятельности медоносных пчёл, установлена узкая флороспециализация, пчёлы предпочитают сбор пыльцы с растений, которые являются одновременно источником нектара и пыльцы. Приоритет пчёл в сборе пыльцы с одного вида растений можно оценить как слабую предприимчивость в отыскивании новых источников пыльцы и нектара, то есть слабую флоромиграцию.
Зимостойкость пчелиных семей зависит от биотехнологичеких процессов подготовки и организации к безоблетному периоду. Основным элементом которой является наращивание силы и своевременная смена маложивущей генерации медоносных пчёл на долгоживущую. В условиях Кировской области увеличением биомассы семей занимаются в среднем на 17% обследованных пасек, на остальных пчеловоды не уделяют этому особого внимания (табл. 1).
Причём на зимний период 80% семей размещают в зимовнике. Зимовку на воле под снегом практикуют в основном на пасеках центральной и южной зон, где в среднем 20% пчеловодов с успехом используют данный способ.
Вероятной причиной приоритета зимовок в помещении в северной зоне являются более суровые климатические условия. Следующая причина - это снижение зимостойкости медоносных пчёл, которая произошла вследствие массовой интродукции медоносных пчёл не адаптированных к длительному безоблётному периоду при низких температурах.
Таблица 1
Влияние основных биотехнологических процессов на показатели зимостойкости пчелиных семей, %
Показатель | Зона | В среднем по области | ||
Северная | Центральная | Южная | ||
Способ зимовки пчелиных семей: - на воле - в зимовнике | - 100,0 | 24,0 76,0 | 19,0 81,0 | 20,0 80,0 |
Вид корма в гнезде: -мёд+сахарный сироп -мёд | - 100,0 | 42,0 58,0 | 10,0 90,0 | 17,0 83,0 |
Процент гибели пчелиных семей | 12,5 | 8,2 | 6,0 | 8,9 |
Степень опоношенности гнёзд: -рамки и улей чистые -опоношена внешняя стенка улья -рамки и стенки улья опоношенны | 77,8 6,2 16,0 | 76,0 16,0 8,0 | 80,0 10,0 10,0 | 77,9 10,8 11,3 |
Таким образом, результаты комплексного анализа основных морфологических и этологических признаков, показали не соответствие медоносных пчёл параметрам аборигенной среднерусской породы. Вследствие низкой зимостойкости пчелиных семей на зимний период их помещают в специально оборудованные помещения (зимовники), для повышения сохранности в суровых климатических условиях. Утрата способности местных пчёл переносить длительный безоблётный период без искусственного поддержания оптимальных условий микро- и макроклимата подтверждается данными наблюдений за пчелиной семьёй, поселившейся в дупле, полная элиминация которой произошла в январе.
3.2. Породная дифференциация медоносных пчёл
По результатам морфологического анализа пчелиные семьи всех четырёх групп относятся к помесным. Исследуемые группы характеризуются высокой однородностью, так как практически по всем показателям коэффициент изменчивости находится в пределах 1,88Е6,23%, за исключением длины хоботка и кубитального индекса. Вариация длины хоботка и кубитального индекса составляет в среднем 8,13% и 13,09%, соответственно (табл. 2).
Таблица 2
Морфологические показатели медоносных пчёл опытных групп
Показатели | Стандарт среднерус-ской породы | 1 группа | 2 группа | 3 группа | 4 группа | ||||
Cv, % | Cv, % | Cv, % | Cv, % | ||||||
Длина хоботка, мм | 5,9-6,4 | 5,870,032 | 10,74 | 5,930,023 | 9,96 | 6,380,017 | 8,02 | 5,650,032 | 9,80 |
Длина правого переднего крыла, мм | 9,3-9,6 | 9,210,010 | 1,98 | 9,200,016 | 2,05 | 9,260,028 | 2,05 | 9,170,015 | 2,57 |
Ширина правого переднего крыла, мм | 2,9-3,3 | 3,120,005 | 2,89 | 3,110,016 | 2,96 | 3,100,012 | 2,61 | 3,100,007 | 3,31 |
Длина заднего правого крыла, мм | - | 6,660,010 | 2,69 | 6,680,017 | 2,54 | 6,770,019 | 1,88 | 6,650,012 | 2,93 |
Длина 3-го тергита, мм | 2,1-2,3 | 2,220,005 | 3,94 | 2,220,012 | 3,54 | 2,200,011 | 3,51 | 2,200,006 | 4,16 |
Ширина 3-го тергита, мм | 4,8-5,2 | 4,590,008 | 3,13 | 4,580,018 | 3,11 | 4,650,020 | 2,96 | 4,560,011 | 3,96 |
Длина 3-го стернита, мм | 2,9-3,0 | 2,890,005 | 3,34 | 2,900,008 | 3,12 | 2,920,011 | 2,55 | 2,910,007 | 4,02 |
Ширина 3-го стернита, мм | 5,0-5,5 | 4,350,008 | 3,14 | 4,330,006 | 3,65 | 4,400,028 | 4,35 | 4,280,010 | 3,85 |
Длина воскового зеркальца, мм | 1,5-1,7 | 1,590,004 | 4,63 | 1,580,005 | 3,69 | 1,590,008 | 3,51 | 1,570,005 | 4,56 |
Ширина воскового зеркальца, мм | 2,45-2,75 | 2,460,005 | 3,39 | 2,430,004 | 3,14 | 2,460,009 | 2,52 | 2,420,005 | 3,27 |
Кубитальный индекс, % | 60-65 | 51,110,439 | 15,46 | 50,360,456 | 13,25 | 49,850,823 | 11,31 | 47,170,369 | 12,32 |
Тарзальный индекс, % | 50,0-55,0 | 59,410,206 | 6,23 | 59,780,365 | 5,98 | 60,000,456 | 5,21 | 59,870,227 | 5,96 |
Рабочие особи отобранных семей характеризуются коротким хоботком (5,62Е6,40 мм), но крупными размерами тергита и стернита, что обуславливает высокий потенциал увеличения кишечника и медового зобика. Изучаемые пчёлы четырёх групп не соответствуют стандарту среднерусской породы по длине правого переднего крыла, уступают стандарту на 0,19Е0,28 мм. Параметры кубитального индекса находится в пределах 46,80Е51,55%, что меньше стандарта среднерусской породы в среднем на 13,36%. При изучении крыльев у исследуемых особей встречается кроме отрицательного дискоидального смещения, нейтральное (11,20Е34,18%) и положительное (0Е4,21%). Это подтверждает, что пчелиные особи четырёх групп нельзя отнести к среднерусской породе.
Результаты популяционно-генетического анализа подтвердили результаты морфологического, при частоте комбинаций PQQ менее <0,70 (табл. 3).
Таблица 3
Наблюдаемые частоты аллелей локуса COI-COII мт ДНК
Показатель | Группа | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
n | 10 | 10 | 10 | 10 |
Q | 0,300 | 0,600 | 0,400 | 0,450 |
PQQ | 0,700 | 0,400 | 0,600 | 0,550 |
Исследуемые пчелиные семьи можно отнести к помесным, так как межгенный локус COI-COII митохондриальной ДНК представленный лишь элементом Q у некоторых семей встречается с частотой около 0,6.
По полученным результатам можно утверждать, что пчелиные семьи всех опытных групп по материнской линии происходят от маток как среднерусской, так и других пород. Результаты популяционно-генетического анализа подтверждаются результатами морфологического обследования пчелиных семей и параметрами биологических признаков.
3.3. Биологические особенности подготовки пчелиных семей
к безоблётному периоду
Физиологическое состояние медоносных пчёл долгоживущей генерации напрямую зависит от ряда абиотических и биотических факторов. Своевременная смена маложивущей генерации пчёл на долгоживущую, причём без участия последней в основных процессах жизнедеятельности семьи, способствует формированию особей с лучшими морфофизиологическими параметрами. Подготовка пчелиных семей к зимовке начиналась сразу после отбора товарного мёда. В гнёздах пчелиных семей создавались оптимальные условия для работы маток: в середину гнёзд помещали 1Е2 маломёдные рамки с хорошими пчелиными ячейками. В первой декаде августа после отбора товарного мёда проводили осмотр, устанавливали: состояние семей после медосбора, количество и качество углеводного и белкового корма в гнёздах, наличие матки и количество расплода, а также общее состояние гнёзд и пригодности сотов для зимовки. Одновременно производили предварительную сборку гнёзд на зиму, с учётом того, что на зимний период семье оставляли по 20 кг кормовых запасов.
Корма на зиму у первой и третьей групп формировали из рамок, заполненных мёдом, у второй и четвёртой групп проводили замену 50% мёда на 60-% сахарный сироп (было закормлено по 10 кг сахара семье), куда добавлялись и настаивались ветки можжевельника обыкновенного (Juniperus communis L.) из расчёта 100 г сырья на 10 литров. Осеннюю ревизию проводили сразу после окончания подкормки пчелиных семей сахарным сиропом. Мероприятия, проводимые с пчелиными семьями, представлены в таблице 4. Две группы пчелиных семей помещали в надземный зимовник, где поддерживалась постоянная температура 2Е5 0С при влажности 75Е80%. Постановку пчёл в зимовник производили с наступлением устойчивых морозов в морозный солнечный день при температуре -10 0С, поэтому в каждый год эти сроки разные (в ноябре-декабре).
Таблица 4
Календарные сроки проведения основных мероприятий по подготовке пчелиных семей к зимовке
Мероприятие | Способы зимовки | |||||
в помещении | на воле под снегом | |||||
2008-2009 | 2009-2010 | 2010-2011 | 2008-2009 | 2009-2010 | 2010-2011 | |
Подкормка сахарным сиропом | 01.08. | 12.08. | 02.08. | 01.08. | 12.08. | 02.08. |
Профилактика варрооза | 27.08. | 01.09. | 27.08. | 27.08. | 01.09. | 27.08. |
Дата осенней ревизии | 27.08. | 01.09. | 27.08. | 27.08. | 01.09. | 27.08. |
Дата последнего облёта | 05.10. | 14.10. | 09.10. | 05.10. | 14.10. | 09.10. |
Дата постановки в зимовник | 16.12. | 07.11. | 27.11. | - | - | - |
Дата выставки из зимовника | 04.04. | 01.04. | 04.04. | - | - | - |
Дата очистительного облёта | 04.04. | 01.04. | 04.04. | 28.03. | 13.03. | 10.03. |
Дата весенней ревизии | 12.04. | 04.04. | 03.05. | 12.04. | 04.04. | 03.05. |
По результатам наблюдений за первым очистительным облётом выявлено,
что пчелиные семьи, зимовавшие на воле, совершали первый очистительный облёт раньше в среднем на 17 дней, чем семьи, зимовавшие в зимовнике, что способствовало раннему развитию семей.
3.4. Физиологическое состояние медоносных пчёл в безоблётный период
3.4.1. Показатели изменения сырой и сухой массы тела пчёл
Весь период исследований содержание влаги в теле пчёл находилось в пределах 59,92Е74,60%. У рабочих особей, зимовавших в зимовнике, содержание влаги в теле меньше, чем у семей, зимовавших на воле, в среднем на 5,05Е6,61%.
Сырая масса пчёл, зимовавших в зимовнике так же, достоверно меньше в среднем на 20% (р0,01), чем сырая масса пчёл, зимовавших на воле. Но при этом сухая масса пчёл незначительно изменяется в зависимости от способа зимовки. Одной из причин большего содержания влаги у пчёл, зимующих на воле, может являться повышенное содержание конденсата внутри улья, так как период зимовки клуб пчёл выделяет значительное количество влаги.
В период исследований установлено, что сырая масса тела рабочих особей увеличивалась пропорционально к концу зимовки, и доходит до 131,94 мг (табл. 5).
Таблица 5
Параметры массы и содержания воды в теле медоносных пчёл в безоблётный период (n = 12000)
Группа | Сырая масса, мг | Сухая масса, мг | Содержание воды в теле пчёл, % |
1 | 96,642,425** | 33,980,443** | 64,290,959** |
2 | 96,361,619** | 33,590,779* | 65,110,760** |
3 | 119,838,568 | 36,100,636 | 69,561,525 |
4 | 112,322,659 | 31,020,205*** | 72,340,616 |
Примечание: * Р0,05; ** Р0,01; *** Р0,001
Причём сырая масса пчёл, зимовавших в зимовнике, увеличилась на 5% по сравнению с массой в начале зимовки. А сырая масса пчёл, зимовавших на воле, на 30%. Сухая масса, как показатель накопления питательных веществ в теле пчёл, отличалась той же закономерностью, она увеличилась в среднем на 9,41 мг.
Содержание белка в организме зимующих пчёл, перерабатывающих сахарный сироп, не имело достоверных отличий от особей из семей, кормовые запасы которых составляют только мёд.
Выявлена зависимость между массой тела и качеством кормовых запасов. Масса тела пчёл, зимовавших на естественных кормовых запасах, достоверно в 1,1 раза больше массы пчёл (р0,05), у которых проведена частичная замена мёда на сахарный сироп. Это вызвано тем, что масса ректума пчёл, зимовавших на естественных кормовых запасах, больше в 1,2 раза, чем у пчёл, где проведена частичная замена на сахарный сироп.
3.4.2. Динамика накопления экскрементов в ректуме медоносных пчёл
В начале зимовки (3Е11 декабря) нагрузка ректума у групп с частичной заменой кормовых запасов на сахарный сироп достоверно меньше в среднем в 1,6 раза (р0,001), чем у групп, зимовавших на естественных кормовых запасах (рис. 2). Максимальный показатель нагрузки ректума наблюдался у пчёл третьей группы, у некоторых особей показатель достигал критической отметки в 70 мг, что проявилось в значительном ослаблении силы семей (70,4%).
Рис. 2. Динамика накопления экскрементов в ректуме пчёл в безоблётный период
Высокие показатели степени ослабления у пчелиных семей первой и третьей групп являются следствием наибольшего наполнения ректума. Результаты обработки данных методом корреляционного анализа, подтверждают наличие положительной связи между нагрузкой ректума и ослаблением пчелиных семей (r=0,6, при р0,01).
Исследуемые ректумы отличались по цвету в зависимости от того, какой корм находился в гнёздах пчелиных семей. Ректумы пчёл, зимующих на мёде, были тёмно-коричневого цвета, у пчёл, зимующих с частичной заменой мёда на сахарный сироп, - белые прозрачные.
Весь период исследований содержание влаги и кислотность в ректумах пчёл находились на одном уровне в пределах 65Е76% и 6,0 pH, соответственно.
Важное значение для зимостойкости пчелиных семей имеют параметры брюшка, так как от его потенциальной возможности к увеличению зависит наполняемость ректума экскрементами. По результатам корреляционного анализа установлено наличие положительной связи между нагрузкой ректума и параметрами тергита (r = 0,3, при р0,01).
По полученным результатам исследований можно сделать вывод, что минимальное накопление ректума присуще медоносным пчелам, кормовые запасы которых представлены медом и сахарным сиропом, при размещении пчелиных семей в безоблетный период в помещении.
3.4.3. Каталазная активность ректальных желёз медоносных пчёл
Активность каталазы ректальных желёз рассматривали в зависимости от способа зимовки пчелиных семей (табл. 6). В период исследований минимальный показатель активности каталазы отмечен у пчёл, оставленных на зимний период на воле, осенью он достоверно меньше данного параметра пчёл, размещенных для зимовки в помещение в 1,8 раза (р0,001). Весной, наоборот, у пчёл, зимующих на воле, активность каталазы увеличилась в 12,6 раз по сравнению с осенью и стала достоверно превышать показатели пчелиных семей другой группы в 2,7 раза (р0,001).
Таблица 6
Показатели активности каталазы и параметров ректума медоносных пчёл
Способ зимовки | n | Параметры ректума до облёта | Активность каталазы, мл О2/5 мин. | ||
влажность, % | нагрузка, мг | осень | весна | ||
В зимовнике | 1000 | 65,93,63 | 19,42,22 | 3,90,28 | 10,20,68 |
На воле | 1000 | 73,72,11 | 26,63,26 | 2,20,01 | 27,52,73 |
Минимальный показатель каталазной активности ректума у пчёл, приспособленных к зимовке на воле, является одним из основных механизмов адаптации к длительному безоблётному периоду, что проявляется в снижении окислительно-восстановительных процессов в организме медоносных пчёл.
Как видно из представленных в таблице данных активность каталазы ректальных желёз пчёл увеличилась с осени к весне. Это обусловлено тем, что в конце безоблётного периода в ректуме пчёл накапливается максимальное количество непереваримых остатков корма, которые являются питательной средой для молочнокислых бактерий, способствующих разложению сахаров с образованием перекиси водорода. Следовательно, активность каталазы зависит от наполнения ректума, что подтверждается положительными коэффициентами корреляции между данными признаками (r=0,3Е0,5, при р0,05). Соответственно, чем больше каловая нагрузка ректума, тем больше выделяется перекиси водорода, в результате чего запускается защитный механизм в организме медоносной пчелы в виде секреции фермента каталазы, защищающей от накопления перекиси водорода.
Значение фермента каталазы - как фермента, разлагающего перекись водорода до кислорода и воды, подтверждается более высоким содержанием общей воды в ректумах пчёл, зимующих на воле.
3.4.4. Развитие жирового тела пчёл
Степень развития жирового тела принято считать общим показателем физиологического состояния пчелы, так как в нём происходит депонирование основных питательных веществ на зимний период.
Рис. 3. Динамика изменения степени развития жирового тела
Как видно из рисунка 3 развитие жирового тела рабочих особей всех групп в сентябре находиться на одном уровне в пределах 1,16Е1,44 баллов. В процессе подготовки медоносных пчёл к зимовке наблюдалось последовательное увеличение степени развития жирового тела. У рабочих особей в ноябре степень развития жирового тела достигает 3,9 балла, что в среднем превышает данный показатель за сентябрь в 3 раза во всех исследуемых группах. Существенные изменения в развитии жирового тела в начале осени подтверждаются высокими значениями коэффициентов изменчивости (Сv=19,4Е30,8%). Снижение коэффициента изменчивости в ноябре до 11,9Е18,6% может являться показателем стабилизации его развития и замедлением окислительно-восстановительных процессов в организме пчёл.
В период первого очистительного облёта у рабочих особей отмечается уменьшение жирового тела в 4 раза по сравнению с его параметрами в ноябре, и в среднем составило 0,8 балла.
По результатам анализа развития жирового тела не установлено существенного влияния качества кормовых запасов и условий зимовки на его параметры. В результате чего можно утверждать, что использование переработанного сахарного сиропа в качестве зимнего корма не оказывает отрицательного воздействия на физиологические параметры накопления резервных веществ в организме зимующих пчёл.
3.5. Оценка зимостойкости пчелиных семей
На основании результатов проведенного анализа зимостойкости пчелиных семей высокая степень выявлена у группы, в которой пчелиные семьи зимовали в зимовнике и кормовые запасы включали мёд и сахарный сироп (табл. 7).
Таблица 7
Результаты комплексной оценки зимостойкости пчелиных семей (n=40)
Показатель | Группа | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
Ослабление пчелиных семей, % | 44,76,43 | 8,44,08*** | 70,410,55 | 10,81,06*** |
Расход корма на улочку, кг | 0,80,12 | 0,80,16 | 1,20,25 | 1,20,14 |
Степень опоношенности гнезда, балл | 1,70,36 | 0,50,30*** | 2,70,45 | 1,10,67 |
Сила пчелиной семьи весной, улочек | 6,60,71** | 10,90,48*** | 3,60,61 | 10,70,50*** |
Степень зимостойкости | плохая | высокая | плохая | хорошая |
Пчелиные семьи, зимующие на естественных кормовых запасах (мёд), характеризуются плохой степенью зимостойкости, при значительном ослаблении силы семей за безоблётный период (до 81%), что в среднем в 8 раз больше по сравнению с семьями, в которых проведена частичная замена мёда на сахарный сироп (р0,01).
Одним из важных биологических показателей оценки зимостойкости является расход корма в зимний период. По результатам анализа видно, что пчелиные семьи, зимующие в зимовнике, потребляют корма примерно на 33% меньше, чем семьи, зимующие на воле.
В то же время следует отметить, что от качества потребляемого корма изменяется степень опоношенности гнёзд. Как видно из таблицы, степень опоношенности гнёзд третьей группы превышает в 1,6 раза первую группу, в 2,5 раза четвёртую группу и в 5,4 раза вторую группу (р0,001).
Таки образом, комплексный анализ зимостойкости пчелиных семей показал, что частичная замена кормового мёда на сахарный сироп способствует повышению зимостойкости пчелиных семей.
3.6. Оценка биологических параметров пчелиных семей
На биологические параметры пчелиных семей существенное влияние оказывают ряд биотических и абиотических факторов, среди которых доминирующими являются: климатические условия, трофическая обеспеченность семей, породная принадлежность, технологические приемы.
Учитывая, что пчеловодство Кировской области имеет медовое направление, в период исследований учитывали следующие параметры продуктивности: медовую, восковую, получение новых семей (отводки). За исследуемый период в среднем на одну пчелиную семью было получено 62,5 кг валового мёда и 46,2 кг товарного мёда (табл. 8).
Таблица 8
Биологические параметры пчелиных семей
(в расчёте на одну пчелиную семью)
Группа | n | Сила пчелиной семьи перед главным медосбором, улочек | Валовый мёд, кг | Товарный мёд, кг | Получено отводков, шт. |
1 | 10 | 261,2 | 61,14,52 | 41,14,50 | 0,50,12 |
2 | 10 | 300,9*** | 72,84,81** | 62,84,78*** | 30,42 |
3 | 10 | 231,5 | 46,85,90 | 26,85,92 | - |
4 | 10 | 301,1** | 75,65,56** | 65,65,64*** | 20,28 |
В период исследований отмечено существенное влияние способа зимовки пчелиных семей на медовую продуктивность. В среднем выход валового и товарного мёда больше на 9 и 12%, соответственно, в семьях, зимовавших в помещении. Установлено значительное влияние на медовую продуктивность качества зимних кормовых запасов. В пчелиных семьях, где была проведена частичная замена мёда на сахарный сироп, количество валового мёда в среднем выше на 38% (р0,01), чем в семьях, зимовавших на естественных кормовых запасах. На такой разрыв в выходе валового мёда повлияло то, что пчелиные семьи, где была проведена частичная замена мёда на сахарный сироп, весной развивались быстрее, так как эти семьи отличались высокими показателями зимостойкости. При проведении корреляционного анализа подтвердилась тесная положительная взаимосвязь между медовой продуктивностью и зимостойкостью пчелиных семей (r=0,9, при р0,05).
Высокозимостойкие пчелиные семьи отличались хорошим развитием в весенний период. От них в исследуемый период было получено в среднем по 2Е3 отводка за сезон. Отводков не было получено в третьей группе, так как в данной группе максимальный процент ослабления пчелиных семей и весной их сила составляла в среднем 3,6 улочки.
Положительное влияние качества зимовки на развитие семей подтверждается результатами корреляционного анализа между зимостойкостью и яйценоскостью маток (r=0,4, при р 0,05). В начале летнего периода показатели яйценоскости маток в семьях с высокой степенью зимостойкости выше на 23% (рис.4).
Рис. 4. Динамика изменения яйценоскости пчелиных семей
в зависимости от их зимостойкости
В период исследования проведена качественная оценка мёда в соответствии с требованиями ГОСТа 19792Ц2001 Мёд натуральный. Технические условия. По результатам анализа по основным физико-химическим параметрам все, исследуемые образцы соответствовали требованиям ГОСТа, что подтверждает отсутствие сахарного сиропа в товарном мёде.
Таки образом, по результатам исследований установлено, что пчелиные семьи зимние корма которых представлены мёдом и сахарным сиропом, отличаются лучшим весенним развитием и высокими показателями продуктивности.
3.7. Экономическая эффективность проведенных исследований
При определении экономической эффективности учитывали выручку от продукции, все затраты, связанные с содержанием и уходом за пчелиными семьями.
Экономическая эффективность в зависимости от зимних кормовых запасов и способа содержания пчелиных семей в период зимнего покоя представлены в таблице 9 в перерасчете на 1 пчелиную семью.
Таблица 9
Экономическая эффективность организации зимовки пчелиных семей
Показатель | Группа | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
Получено продукции: - товарный мёд, кг; - сопряженная продукция, м. ед. | 41,1 3,08 | 62,8 16,07 | 26,8 0,54 | 65,6 10,60 |
Выручка от продукции, руб. | 8836 | 15774 | 5468 | 15240 |
Затраты, руб. | 7382 | 5682 | 4781 | 3081 |
Прибыль, руб. | 1454 | 10092 | 687 | 12159 |
Уровень рентабельности продаж, % | 16,5 | 64,0 | 12,6 | 80,0 |
Высокая рентабельность продаж отмечена у пчелиных семей 4 группы (80%), по данному параметру она превышает остальные группы в среднем на 48,9 п.п. Но при выборе эффективного способа зимовки необходимо учитывать не только рентабельность, но и качественные параметры результатов зимовки, в том числе зимостойкости. Согласно полученных данных эффективным способом зимовки для медоносных пчёл Кировской области является размещение пчелиных семей в помещении с частичной заменой кормового мёда на сахарный сироп.
ВЫВОДЫ
- По основным морфометрическим и этологическим признакам 74% исследуемых семей Кировской области являются помесными. Семьи отличаются слабой зимостойкостью, неспособностью эффективно переносить длительный безоблётный период без искусственного поддержания микроклимата, что подтверждается массовой элиминацией пчелиной семьи в естественных условиях (дупла). Стандарту среднерусской породы соответствует 8%.
- Морфологические параметры пчелиных семей опытных групп не соответствовали стандарту среднерусской породы при длине хоботка 5,65Е6,38 мм, значениям кубитального индекса 47,17Е51,11%. По результатам популяционно-генетического обследования пчелиные семьи так же отнесены к помесным с частотой встречаемости элемента Q межгенного локуса COI-COII мтДНК около 0,6.
- Минимальная сырая масса тела отмечена у пчёл, зимовавших в зимовнике с частичной заменой мёда на сахарный сироп, что достоверно меньше в 1,5Е2,0 раза по сравнению с другими группами (р0,01). Содержание воды в теле медоносных пчёл находится на одном уровне весь безоблётный период. Отмечено повышенное содержание воды (на 5%) у медоносных пчёл, зимующих на воле.
- Минимальная нагрузка ректума рабочих особей в период зимовки зафиксирована у группы, зимовавшей в зимовнике с частичной заменой мёда на сахарный сироп, что достоверно меньше на 28Е48% по сравнению с другими группами (р0,001), при минимальном ослаблении силы семьи (9%). Отмечена положительная взаимосвязь между нагрузкой ректума и ослаблением пчелиных семей (r=0,6, при р0,01).
- Активность каталазы осенью у медоносных пчёл не отражает их зимостойкость, так как фермент активизируется в процессе накопления перекиси водорода, что подтверждается положительным коэффициентом корреляции между данными признаками (r=0,3Е0,5, при р0,05). Соответственно, пчелиные семьи с высокими показателями активности каталазы весной будут характеризоваться как высокозимостойкие.
- При анализе развития жирового тела во всех группах обнаружено его постепенное увеличение в среднем в 3 раза в течение осеннего периода. Не установлено существенного влияния качества кормовых запасов и условий зимовки на развитие жирового тела. В результате чего можно утверждать, что использование переработанного сахарного сиропа в качестве зимнего корма не оказывает отрицательного воздействия на физиологические параметры накопления резервных веществ в организме зимующих пчёл.
- Высокая степень зимостойкости отмечена у пчелиных семей, зимовавших в зимовнике и на воле с частичной заменой мёда на сахарный сироп. В данных группах был минимальный отход пчёл за зимний период (4,32Е12,48%), а также минимальная степень опоношенности гнезд (0,20Е1,77 баллов) и лучшее физиологические состояние в весенний период.
- Пчелиные семьи, зимовавшие с 50-% заменой мёда на сахарный сироп, имеют высокие показатели продуктивности. Медовая продуктивность данных групп составила 67,99Е81,16 кг валового мёда, что превышает в среднем на 27% группы, зимовавших на естественных кормовых запасах (р0,015). Выявлена тесная положительная взаимосвязь между медовой продуктивностью и зимостойкостью (r=0,9 при р0,05). В данных группах было получено дополнительно по 2Е3 отводка от одной пчелиной семьи.
- Расчёт экономической эффективности в зависимости от способа содержания и качества кормовых запасов показал, что наиболее рентабельны два способа зимовки: на воле и в помещении с 50-% заменой мёда на сахарный сироп (рентабельность продаж 64,0Е80,0%).
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. С целью повышения зимостойкости, сохранения оптимального физиологического состояния помесных пчелиных семей, на пасеках рекомендуется проводить замену 50% кормового мёда на сахарный сироп с размещением семей в безоблётный период в зимовнике;
2. Рекомендуется учитывать основные морфобиологичекие особенности, связанные с параметрами брюшка медоносных пчёл, так как от его потенциальной возможности к увеличению зависит наполняемость ректума экскрементами. Следует учитывать параметры тергита при выборе технологии подготовки и организации пчелиных семей к безоблётному периоду.
3. Результаты полученных исследований предлагается включать в образовательные программы при подготовке специалистов биологического и сельскохозяйственного профиля.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Ивойлова, М.М. Изучение зимовки медоносных пчел в условиях дупла Кировской области / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Научное обеспечение инновационного развития АПК: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. посвященной 90-летию государственности Удмуртии. - Ижевск, 2010. - Т. 2. - С. 69-71.
- Ивойлова, М.М. Показатели нагрузки кишечника у медоносных пчел при разных способах зимовки / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Современное пчеловодство. Проблемы. Опыт. Новые технологии: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Ярославль 12-18 августа 2010). - Ярославль, 2010. - С. 85-87.
- Ивойлова, М.М. Экономическая эффективность различных способов зимовки / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Науке нового века - знание молодых: материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и соискателей: Сборник научных трудов. В 3ч. Ч. II. Биологические, ветеринарные и технические науки. Киров: Вятская ГСХА, 2011. - С. 22-26.
- Ивойлова, М.М. Показатели активности каталазы у медоносных пчёл Кировской области / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Мир пчёл: материалы всероссийской науч.-практ. конф. г. Ижевск, 2011. - С. 34-37.
- Ивойлова, М.М. Активность каталазы ректальных желёз / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Пчеловодство. - 2011. - № 8. - С. 18-19.
- Ивойлова, М.М. Изучение зимостойкости Apis mellifera L. на разных кормовых запасах в условиях Кировской области / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Пути развития пчеловодства в России через успешный опыт регионов России, стран СНГ и Дальнего Зарубежья. Медовый мир: материалы междунар. науч.-практ. конф. (Ярославль 6-11 октября 2011). - Ярославль, 2011. - С. 80-82.
- Ивойлова, М.М. Оценка зимостойкости пчелиных семей при подкормке сахарным сиропом / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Пчеловодство. - 2011. - № 10. - С. 15-17.
- Ивойлова, М.М. Изучение зимостойкости Apis mellifera L. в зависимости от качества корма / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Проблемы и пути развития сельскохозяйственной науки Севера XXI века. К 100-летию сельскохозяйственной науки в Республике Коми: Сборник научных трудов. - Сыктывкар, 2011. - С. 182-184.
- Ивойлова, М.М. Влияние подкормки пчелиных семей (Apis mellifera L.) сахарным сиропом на качественные параметры зимовки / М.М. Ивойлова, А.З. Брандорф // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Ц 2012. - № 1 (26). - С. 31-34.
- Ivoilova, M. The length of the proboscis by honeybees- pollinators of red clover / M. Ivoilova, A. Brandorf // MATERILY OF KONFERENCI XLVI NAUKOWA KONFERENCJA PSZCZELARSKA, PULAWY, 2009. - Р. 30-31
- Ivoilova, M. A gasometric method to determine catalase activity in the intestinal tissue of local honeybee (Apis mellifera L.) species in Russian Far East / M. Ivoilova, A. Brandorf, Li Xingan // Apiculture of China. - 2011. - № 5. - P. 4-6.
Подписано в печать 4.04.2012 г.
Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л. 2,0
Тираж 100 экз. Заказ № 22
Отпечатано с оригинал-макета
Типография ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии
610000, г. Киров, ул. Ленина, 166-а
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии