На правах рукописи
КОЗУБ МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА
ВЛИЯНИЕ СТИМУЛИРУЮЩИХ ПОДКОРМОК НА
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
СВОЙСТВА МЕДОНОСНЫХ ПЧЁЛ (Apis mellifera L.)
Специальность: 03.03.01 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Москва 2013
Работа выполнена на кафедре зоологии ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет»
Научный руководитель:
|
доктор биологических наук, доцент
Морева Лариса Яковлевна
|
|
|
Официальные оппоненты:
|
Маннапов Альфир Габдуллович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой пчеловодства и рыбоводства ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева».
|
|
Антимиров Святослав Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, редактор ООО «Редакция журнала «Пчеловодство»».
|
Ведущая организация
|
ГНУ НИИ пчеловодства Российской академии сельскохозяйственных наук
|
Защита состоится «23» декабря 2013 г. в «1500» часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.09 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева» по адресу: 127550, Москва улица Прянишникова, 15, тел./факс (499) 976-24-92.
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева.
Автореферат разослан « » ноября 2013г.
Ученый секретарь
диссертационного совета А.А.Ксенофонтова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время наука располагает большим количеством работ, посвященных изучению физиологии насекомых, в том числе и пчёл (Таранов 1968, Жеребкин 1965, 1971, 1979аб, Шагун, 1969, Яковлева 1977, Козин, Стройков 1991, Лебедев 1993, Маннапов 2011 и др.). Несколько меньше изучен вопрос, касающийся динамики биохимического состава и физиологического состояния пчёл в течение года в условиях Краснодарского края, как южной территории РФ, существенно отличающейся от других регионов.
За последние годы в пчеловодстве все шире используют биологически активные вещества, которые дают реальные возможности управлять развитием пчелиных семей, открывая тем самым перспективы увеличения их продуктивности. Физиологическая стимуляция организма – одна из действенных мер повышения продуктивности пчелиных семей. Однако только учёт хозяйственно-полезных признаков под влиянием биостимуляторов не даёт полноценную характеристику этих препаратов, поэтому важна оценка их влияния на физиологическое состояние пчёл.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось - регуляция физиологических процессов организма пчёл и оптимизация функциональных показателей пчелиных семей стимулирующими подкормками.
Задачи исследования:
Выявить сезонные изменения физиологических и биохимических показателей организма медоносных пчёл в условиях Краснодарского края.
Установить влияние стимулирующих подкормок на физиологическое состояние медоносных пчёл, на показатели белкового, углеводного и липидного обмена в их организме.
Определить воспроизводительные показатели пчелиных маток и медособирательную деятельность рабочих пчёл при использовании биостимуляторов.
Проанализировать влияние стимулирующих подкормок на развитие и функциональное состояние гипофарингеальных желёз пчёл-кормилиц и продуцирование ими маточного молочка.
Оценить эффективность применения биостимуляторов при получении цветочной пыльцы (обножки) от пчелиных семей.
Научная новизна. Впервые проанализированы сезонные особенности физиологического состояния пчёл в года с различными погодными условиями на территории Краснодарского края. Впервые дана комплексная системная оценка влияния на организм медоносных пчёл биологически активных препаратов («Feed bee», «Апивитаминка», «Гармония природы», «Пчелодар», «Стимовит») в условиях Краснодарского края и разработана научно-обоснованная концепция их включения в состав стимулирующих подкормок. Определены основные направления развития биохимических реакций в организме пчёл под влиянием подкормок с биостимуляторами. Доказана целесообразность применения стимулирующих подкормок с биостимуляторами для активизации функциональных способностей пчелиных семей (лётная нектарособирательная активность, воспитание расплода, гнездостроительная деятельность, сбор цветочной пыльцы). Также показано положительное влияние рассматриваемых подкормок на физиологическое состояние гипофарингеальных желёз пчёл-кормилиц.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы заключается в том, что полученные данные дополняют имеющиеся сведения о сезонной динамике физиологических и биохимических показателей пчёл, о воздействии на организм пчелы биостимулирующих добавок (сырая и сухая масса, содержание азота, жира, гликогена, состояние жирового тела), о влиянии исследованных добавок на состояние пчелиной семьи (лётная активность, выход товарного мёда, увеличение количества пыльцы и маточного молочка, получаемого от пчелиной семьи).
В практическом отношении доказана необходимость применения стимулирующих подкормок для устойчивого развития семьи, увеличения их продуктивности и создания условий для успешного весеннего и осеннего наращивания. Эти сведения полезны пчеловодам для ориентировки в выборе подкормок, предлагаемых на отечественном рынке.
Материалы научных исследований используются в учебном процессе на Биологическом факультете «Кубанского государственного университета» в курсах: «Физиология насекомых», «Биология общественных насекомых». А также при подготовке студентов ИНСПО КубГУ по специальности 110201.51 – Пчеловодство, при обучении и повышении квалификации пчеловодов.
Основные положения диссертационной работы, вынесенные на защиту: 1. Динамика физиологических показателей организма медоносных пчёл и влияние на эти процессы различных стимулирующих подкормок.
2. Влияние биостимуляторов на воспроизводительные и функциональные свойства пчёл, на получение маточного молочка и пыльцы от пчелиных семей.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на Всероссийской научно-практической конференции «Мир пчёл» (Ижевск, 24-25 марта 2011); международной научно-практической конференции «Пути развития пчеловодства в России через успешный опыт регионов России, стран СНГ и Дальнего Зарубежья» (Ярославль, 6-11 октября 2011); межреспубликанской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 40-летию Учебного ботанического сада Кубанского государственного университета «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 12 октября 2012); XIV съезде Русского энтомологического общества (Санкт-Петербург, 26 августа- 1 сентября 2012); VII Международном научно-практическом форуме по пчеловодству «Пчелопродукты – здоровье нации» (Краснообск, 14-16 сентября 2012); XXXXIII International Apicultural Congress Apimondia (Kyiv, Ukraine, 29 september – 04 october 2013).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 5 в ведущих журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации, 1 статья в зарубежном издании.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 137 страницах, содержит иллюстративные материалы: 31 таблицу и 20 рисунков. Состоит из введения, аналитического обзора, материала и методов исследований, природно-климатической характеристики района исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических предложений и библиографического списка. Библиографический список содержит 177 литературных источника, в том числе 39 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материал и методы исследований
Работа выполнялась в 2010-2013 гг. согласно структурно-логической схеме, представленной на рисунке 1.
Влияние стимулирующих подкормок на физиологические показатели и
функциональные свойства медоносных пчёл
Сезонная динамика физиологического
состояния и
биохимических
показателей организма рабочих пчёл
Влияние стимулирующих подкормок на физиолого-биохимические показатели медоносных пчёл и хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей
Садковые
опыты
Весеннее развитие пчелиных семей
Осеннее развитие пчелиных семей
При получении от пчелиной семьи маточного молочка и пыльцы
Биохимические показатели (сырая и сухая масса пчёл, содержание общего азота, жира, гликогена, минеральных веществ, воды)
Физиологическое показатели (яйценоскость матки, каловая нагрузка, степень развития жирового тела, развитие гипофарингеальных желёз у пчёл-кормилиц)
Хозяйственно-полезные признаки пчелиных семей (количество печатного расплода, сила семьи, количество товарного мёда, воскопродуктивность)
Количество полученного маточного молочка
Приём личинок на воспитание
Количество полученной пыльцы
Рисунок 1– Структурно-логическая схема исследования
Исследования проводили на учебной пасеке АПИ-лаборатории КубГУ, на пчелокомплексе ООО «Павловский мёд», пасеке учебно-опытного хозяйства «Кош» «Апшеронского лесхоз-техникума». Также отбирались пробы пчёл с пасек, расположенных в различных районах Краснодарского края.
Объектом исследований являлись чистопородные пчёлы карпатской породы. Исследования проводились на 66 пчелиных семьях. Общий объём исследуемого материала составил более 20000 особей рабочих пчёл.
Определение сырой и сухой массы рабочих пчёл производили с использованием торсионных весов типа ВТ (до 500 мг) до и после высушивания в термостате. Физиологическое состояние медоносных пчёл оценивали по следующим показателям: каловая нагрузка (по Тюнину), развитие жирового тела (по Маурицио), развитие гипофарингеальных желёз (по Гессу). Для физиологических исследований от семей отбирали по 50 живых пчёл и использовали их для исследований в тот же день. Проводили биохимические анализы проб пчёл: содержание общего азота (метод Къельдаля), содержание жира (метод Сокслета), гликоген (метод Бертрана), содержание минеральных веществ (атомно-адсорбционный метод).
Лётную активность пчёл, яйценоскость матки, количество печатного расплода, силу семьи, воскопродуктивность семей и количество товарного мёда оценивали согласно «Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве». – Рыбное, НИИП , 2002. Полученные данные были подвергнуты статистической обработке методами вариационной статистики (Лакин, 1990; Еськов, Кулешова, Шингаркина, 1998).
4. Результаты собственных исследований
4.1 Сезонная динамика физиологического состояния и
биохимического состава организма медоносной пчелы
Условия содержания пчелиных семей на территории Краснодарского края по ряду факторов отличаются от содержания в других регионах РФ. Это не могло не сказаться на особенностях физиолого-биохимического состояния организма медоносных пчёл.
Общим показателем запасов питательных веществ в организме пчёл является сырая масса пчёл. Данные о сезонном изменении этого показателя представлены на рисунке 2.
Максимальные значения сырой массы рабочих пчёл отмечались в осенний и зимний периоды. Зимой сырая масса пчёл составляет от 112,6 до 127,2 мг, т.к. зимующие пчёлы лишены возможности совершать очистительный облёт и в их кишечнике накапливаются экскременты.
Рисунок 2 – Сырая масса в организме пчёл, мг
В весенний и летний периоды показатель сырой массы пчёл снижался (до 78-97 мг), что обусловлено активным расходованием питательных веществ на выкармливание расплода, лётную деятельность и переработку нектара в мёд. Увеличение сырой массы в осенний период по сравнению с летом (в среднем на 8-12 мг) является физиологической адаптацией к предстоящей зимовке.
О физиологическом состоянии пчёл можно судить по показателям состояния кишечника, в частности массы ректума. По результатам наших исследований отмечено, что в летний период масса ректума колеблется от 18 до 21 мг. Это связано с наличием естественных источников корма и возможностью совершения пчёлами очистительных облётов. С началом осеннего периода масса ректума постепенно возрастала. Максимального значения она достигала в теле зимующих пчёл (до 40 мг). Снижение массы ректума после зимнего периода на территории края отмечается чаще всего в феврале-марте. Т.е. на территории края очистительный облёт пчёл регистрируется в более ранние сроки по сравнению с северными популяциями пчёл.
Данные о сезонном содержании общего азота и жира в организме пчёл, обитающих в условиях Краснодарского края, представлены в таблице 1.
Содержание общего азота подвержено сезонным изменениям. Пик содержания азота в организме медоносной пчелы отмечался в марте-апреле (в разные годы от 5,13 до 6,33 мг). В летний период содержание общего азота в организме пчёл не достигал весеннего максимума. В сентябре содержание общего азота в организме пчёл начинало увеличиваться (3,79-4,63 мг). Накопление общего азота в теле осенних пчёл, по сравнению с летними особями, является физиологической адаптацией к зимнему периоду.
Таблица 1 – Сезонное содержание общего азота и жира в организме медоносной пчелы, мг на одну пчелу
|
Содержание жира
|
2013
|
2,90±0,165
|
3,26±0,321
|
5,48±0,126
|
7,60±0,231
|
7,00±0,112
|
5,45±0,195
|
4,36±0,307
|
3,88±0,253
|
3,96±0,176
|
-
|
-
|
-
|
Примечание: - измерения не проводились
|
2012
|
1,86±0,311
|
1,73±0,473
|
2,26±0,276
|
3,92±0,175
|
3,89±0,193
|
4,06±0,154
|
2,75±0,376
|
3,54±0,323
|
3,56±0,195
|
3,82±0,296
|
2,24±0,298
|
1,98±0,654
|
2011
|
2,05±0,207
|
1,19±0,308
|
2,16±0,240
|
3,40±0,268
|
2,88±0,321
|
3,34±0,377
|
2,77±0,124
|
2,39±0,418
|
3,46±0,185
|
3,70±0,200
|
2,98±0,230
|
2.11±0,151
|
Содержание общего азота
|
2013
|
2,26±0,021
|
3,38±0,027
|
3,34±0,084
|
5,82±0,096
|
5,41±0,078
|
4,83±0,122
|
5,72±0,248
|
5,08±0,186
|
4,63±0,098
|
-
|
-
|
-
|
2012
|
2,10±0,018
|
1,92±0.034
|
3,35±0,281
|
5,13±0,204
|
3,26±0,086
|
4,45±0,306
|
4,80±0,422
|
4,24±0,212
|
3,85±0,194
|
3,12±0,088
|
2,95±0,064
|
2,12±0,082
|
2011
|
3,26±0,037
|
3,32±1,482
|
6,33±0,389
|
3,33±0,230
|
3,66±0,096
|
5,44±0,736
|
5,78±0,363
|
2,56±0,404
|
3,79±1,644
|
2.20±1,105
|
2,70±0,064
|
2,66±0,266
|
Месяц
|
Январь
|
Февраль
|
Март
|
Апрель
|
Май
|
Июнь
|
Июль
|
Август
|
Сентябрь
|
Октябрь
|
Ноябрь
|
Декабрь
|
С переходом в неактивное состояние и формированием зимнего клуба, содержание азота в организме пчёл понижалось. Так в декабре-январе его содержание колеблется, в разные годы, от 1,92 до 2,26 мг. При зимовке даже на подсолнечниковом меду содержание азота в организме пчёл составило 1,92-3,38 мг. Это указывает на отсутствие белкового дефицита в организме пчёл и на возможность использования данного вида мёда в зимних запасах пчелиными семьями.
Сходная сезонная динамика отмечается и в содержании жира в организме пчёл. Максимальное содержание этого вещества регистрировалось в весенний (апрель – от 3,40 до 7,60 мг) и осенний (октябрь – от 3,70 до 3,82 мг) периоды. В период первого главного медосбора с акации и с увеличением лётной активности, содержание жира уменьшалось. В летний период продолжалось снижение содержания жира, особенно в жаркие года (2011 г.), когда осуществляется активная адаптация медоносных пчёл к высокой внешней температуре, посредством расщепления жира для пополнения в организме воды. В сентябре-октябре при интенсивном питании и снижением уровня деятельности пчёл содержание жира увеличивалось. В зимний период жир расходуется как источник энергии для поддержания оптимальной температуры в зимнем клубе, поэтому его содержание снижалось (до 1,19-2,11 мг).
Сезонное содержание воды в организме пчёл, обитающих на территории Краснодарского края, представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Сезонное содержание воды в организме рабочих пчёл, %
Максимальные значения содержания воды были отмечены в летние месяцы (в июне), минимальные в зимние месяцы (в декабре-январе). В период исследований содержание воды в теле медоносных пчёл варьировало по годам: 2011 г. в переделах 69,06-79,82%; в 2012 г. в пределах 66,41-78,98%. У пчёл северных популяции этот показатель составляет 65,95-73,90 % (Мурылёв, 2013). Таким образом, по сравнению с северными популяциями у пчёл, обитающих на территории Краснодарского края, показатели содержания воды в зимний, и особенно в летний периоды выше, что обусловлено тёплыми температурами зимой и жарким летом. |
