Пути оптимизации гомеостаза и микроценоза пчел при содержании семей в ульях различного типа

Скачать 0.66 Mb.

Название	Пути оптимизации гомеостаза и микроценоза пчел при содержании семей в ульях различного типа
страница	1/6
Дата публикации	20.11.2014
Размер	0.66 Mb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Биология > Автореферат

1 2 3 4 5 6

На правах рукописи

ЛАРИОНОВА Ольга Сергеевна

ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ ГОМЕОСТАЗА И МИКРОЦЕНОЗА ПЧЕЛ ПРИ СОДЕРЖАНИИ СЕМЕЙ В УЛЬЯХ РАЗЛИЧНОГО ТИПА

03.03.01 – физиология

06.02.02 –ветеринарная микробиология, вирусология,

эпизоотология, микология с микотоксикологией и

иммунология
Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва – 2012

Работа выполнена на кафедре пчеловодства и рыбоводства Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А.Тимирязева

Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор

Маннапов Альфир Габдуллович

Официальные оппоненты:

Шевелев Николай Серафимович -

доктор биологических наук, профессор

кафедры морфологии и физиологии РГАУ – МСХА имени К.А.Тимирязева

Малик Нина Ивановна - доктор биологических наук, профессор, заведующая

отделом ФГБУ «Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и

кормов» (ФГБУ «ВГНКИ»)

Туктаров Варис Рафкатович - доктор биологических наук, профессор кафедры биологии, охотоведения и пчеловодства Башкирского ГАУ

Ведущая организация

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И.Скрябина

Защита состоится «27» июня 2012 г. в «14³⁰» 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, ул. Тимирязевская, 49, тел.(факс): (499) 976-24-92
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева.
Автореферат разослан « » мая 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.А.Ксенофонтова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Пчелиная семья как биологическая единица живет в тесной взаимосвязи с окружающей средой и реагирует на ее изменения. Однако аномально высокие температуры отрицательно сказываются на гомеостазе семей пчел. Ситуацию осложняет гибель семей пчел в России за зимне-весенний период – в среднем 12,6 % общего их количества (Кривцов Н.И. с соавт., 2007). Экономический ущерб от плохой зимовки пчел примерно равен стоимости всего полученного от них товарного меда. Это приводит к устойчивому снижению численности и продуктивности семей пчел. В результате в России количество семей пчел уменьшилось за период с 1991 по 2009 г. на 1,4 млн, а производство товарного меда не превышает 53,5 – 57,4 тыс. т. в год.

Выявлено, что одной из причин вышеуказанных проблем является существующая технология и практика содержания и разведения пчел в ульях общепринятых систем – Дадана-Блатта, Рута и других подобных, с их общими конструктивными недостатками. В деревянных конструкциях ульев с толстыми стенками со временем образуются микро- и макротрещины, нарушается газообмен, и пчелам становится трудно поддерживать микроклимат, особенно зимой. Гигроскопичность ульев данных систем способствует накоплению в трещинах влаги, возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний. Поскольку дезинфекция ульев – достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс, а новые ульи не изготавливаются, старые, инфицированные возбудителями различных заболеваний, передаются из рук в руки.

В 70-е гг. XX столетия был синтезирован ряд новых утеплительных материалов, из которых начали изготовлять ульи: это пенополистирол и пенополиуретан (ППУ). Интересны они тем, что плотность таких материалов достигает 100 кг/м³ и выше, и считается, что они абсолютно безвредны для человека и пчел.

Несмотря на активное внедрение ульев из синтетических материалов (пенополистирол, пенополиуретан) следует отметить, что научное обоснование гомеостаза семей пчел по периодам развития при содержании в таких ульях в литературе отсутствует.

Независимо от материала, из которого изготовлены ульи, наблюдается повсеместное заражение пасек клещом Varroa destructor, также среди патологий пчел, кроме варрооза, нозематоза, микозов и гнильцов, в настоящее время значительное место занимают инфекционные заболевания смешанной (бактериально-микозной, бактериально-вирусной) этиологии. При лечении этих заболеваний применение антибиотиков ограничено из-за вероятности загрязнения продуктов пчеловодства. Кроме того, неправильное применение антибиотиков, отрицательно воздействующих на иммунную систему пчел, приводит к появлению устойчивых и более вирулентных штаммов возбудителей (Смирнов А.М., Туктаров В.Р., 2004).

Поэтому в настоящее время все большее внимание ветеринарных специалистов и практиков привлекают пробиотики – препараты из бактерий-сапрофитов, представителей нормальной микрофлоры животных и насекомых. В России разработан специфический, не имеющий аналогов препарат для наращивания силы пчелиных семей, относящийся к классу пробиотиков – апиник (Зинченко Е.В., Панин А.Н., 2000; Мельник В.Н. с соавт., 2006). Уникальность данного препарата состоит в том, что он обладает способностью стимулировать пищеварительные процессы в кишечнике рабочих пчел, повышать их естественную резистентность и устойчивость к бактерийным и вирусным агентам.

Следовательно, изучение влияния стимулирующих подкормок на закономерности роста и развития, физиологические показатели и функциональные способности семей пчел совмеcтно с возможностями современных ульев из синтетических материалов имеет научное и прикладное значение.

Связь работы с крупными общероссийскими научными программами, темами. Государственные программы развития сельского хозяйства на 2008–2012 гг., программы фундаментальных и прикладных исследований РАСХН по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001–2005 и 2006–2010 гг.

Цель и задачи исследований. Разработка научно-обоснованной концепции эффективного содержания качественных семей пчел в пенополиуретановом улье и изучение влияния стимулирующих подкормок на закономерности роста и развития пчелиных семей.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи.

При содержании пчел в пенополиуретановом улье в сравнительном аспекте:

- исследовать физиологические и биологические параметры жизнеобеспечения семей пчел;

Изучить влияние стимулирующих подкормок на:

- воспроизводительные способности пчелиных маток, физиологическое состояние, летную активность, нагрузку медового зобика рабочих пчел;

- развитость глоточных желез, количество маточного молочка в ячейках трехдневных личинок, биохимические показатели летательной мускулатуры рабочих пчел в весенний, летний и осенний периоды;

- на продолжительность жизни рабочих пчел в садковых опытах;

- расход корма, физиологическое состояние и отход рабочих особей по результатам зимовки;

- активность ферментов сукцинатдегидрогеназы, АТФ-азы митохондриальной и миозина в летательной мышце, каталазы и расход резервных веществ организма рабочих пчел в процессе зимовки, микробиоценоз кишечника молодых рабочих пчел и пчел в конце зимовки.

Научная новизна. Впервые дана комплексная системная оценка гомеостаза, микроценоза пчел при содержании семей в пенополиуретановом улье. Установлено влияние биологически активных веществ (оксиметилурацила, янтарной муки, сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, пробиотика апиник) на физиологические показатели семьи, влияющие на репродуктивные и продуктивные показатели в различные периоды жизнедеятельности медоносных пчел. Разработана научно обоснованная концепция эффективного содержания семей в пенополиуретановом улье на фоне стимулирующих подкормок.

Впервые проведены в динамике сравнительные исследования влияния препарата пиримидинового производного - оксиметилурацила, янтарной муки, сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами, и пробиотика апиник на яйценоскость пчелиных маток и функциональную активность рабочих пчел различных генераций; установлены гистохимические показатели перестройки в летательной мышце (сукцинатдегидрогеназа, АТФ-аза митохондриальная и АТФ-аза миозина); выявлено состояние интерьерных показателей (каталазная активность, сухая и сырая масса, содержание общей воды, реактивность глоточных желез); предложены пути восстановления уровня белкового, липидного и углеводного обменов, параметров микроценоза кишечника молодых и зимовавших пчел, соотношения нормофлоры и условно-патогенной групп микроорганизмов.

Выявлены направления развития биохимических реакций в организме и микроценозе пчел в онтогенезе под влиянием подкормок с биостимуляторами с учетом изменения активности ферментов, показателей белкового, углеводного, липидного обменов. Разработана концепция восстановления гомеостаза пчел при содержании в пенополиуретановом улье коррекцией содержания в организме азота, жира, гликогена, определяющих характер белкового, углеводного, липидного обменов и экстерьерные морфометрические параметры пчел. Доказана целесообразность применения стимулирующих подкормок с биостимуляторами для активизации функциональных способностей пчелиных семей (летная, медособирательная активность, воспитание расплода, содержание маточного молочка в ячейках трехдневных личинок и стабилизация массы трехдневных личинок) и рабочих пчел (повышение массы тела до соответствующей стандарту породы).

Впервые доказана возможность нивелирования аномальных температурных перепадов на физиологическое состояние пчел (лето, зима) при содержании семей в пенополиуретановом улье, стабилизации уровня нормофлоры кишечника влияющих на физиологические показатели обеспечивающие гомеостаз организма медоносных пчел.

По результатам исследований на пенополиуретановый улей оформлена заявка на патент, и получено положительное решение Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) о выдаче патента на полезную модель от 13.12.2010.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований расширяют знания о содержании пчел в ульях, изготовленных из дерева и пенополиуретана, и представляют по-новому физиологические, экологические, микробиологические параметры управления жизнедеятельностью в критические периоды роста и развития семей. Содержание семей в пенополиуретановом улье на фоне стимулирующих подкормок препаратами нового поколения, в особенности осенью, повышает физиологический статус и гомеостаз организма пчел. При этом пчелы осенней генерации дольше сохраняют показатели, характерные для физиологически «молодых», что обеспечивает им способность к ускоренному весеннему росту и обновлению семей молодыми пчелами весенней генерации на 10 дней раньше.

Исследованные функциональные показатели организма пчел дополняют имеющиеся сведения о возрастной физиологии пчелы медоносной, расширяют представления о биохимическом гомеостазе в постэмбриональном онтогенезе, белковом, углеводном, липидном обмене в процессе роста и развития организма, ферментативных реакциях в летательных мышцах, которые служат биологической основой для разработки оптимальных методов содержания, коррекции роста, развития рабочих пчел в различные периоды онтогенеза и медособирательной деятельности семей пчел.

В практическом отношении доказана эффективность содержания семей в пенополиуретановом улье, а применение биостимуляторов: производного пиримидинового ряда - оксиметилурацила, янтарной муки, сыворотки гидролизованной, обогащенной лактатами и пробиотика апиник - усиливает биологические, технологические возможности ульев из синтетических материалов, оптимизируя процессы, не только весеннего роста и обеспечения колонизационной резистентности нормофлоры кишечника, но и осеннего развития, восстановления нормофлоры и качественной зимовки семей пчел.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Башкирского государственного аграрного университета (г. Уфа, 2002-2006 гг.), Международной научно-практической конференции «Новые достижения в повышении продуктивности пчелосемей, профилактика и лечение болезней пчел» (2002, г. Троицк), Международных научно-практических конференциях-выставках «Интермед» (г. Москва, 2004-2008 гг.,), Всероссийской научно-практической конференции в рамках Международной специализированной выставки «АгроКомплекс» (г. Уфа, 2005-2008), ежегодной Международной научно-практической конференции профессорско-преподава-тельского состава и аспирантов РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, (г. Москва 2006-2010); на X Юбилейной Всероссийской выставке-презентации учебно-методических изданий Российской академии естествознания монография «Оптимизация биологических показателей и технологии использования медоносных пчел в защищенном грунте» отмечена дипломом за лучшее учебно-методическое издание в отрасли, г. Сочи, 22-25 сентября 2011; на расширенном заседании кафедры пчеловодства и рыбоводства РГАУ - МСХА имени К.А.Тимирязева, (2012).

Основные положения, выносимые на защиту:

- гомеостаз и микроценоз пчел при содержании семей в ульях различного типа;

- физиологические и биологические параметры жизнеобеспечения при содержании семей в пенополиуретановом улье;

- продолжительность жизни рабочих пчел в садковых опытах;

- расход резервных веществ организма и корма, физиологическое состояние рабочих особей, активность каталазы рабочих пчел и качество зимовки;

- показатели активности ферментов каталазы, сукцинатдегидрогеназы (СДГ), аденозинтрифосфатазы митохондриальной и миозина летательной мускулатуры медоносных пчел;

- воспроизводительные способности пчелиных маток, физиологическое состояние рабочих пчел весенней, летней и осенней генераций на фоне стимулирующих подкормок;

- температурный режим гнезда, летная активность, нагрузка медового зобика, развитость глоточных желез, содержание маточного молочка в ячейках трехдневных личинок, биохимические показатели летательной мускулатуры рабочих пчел в весенний, летний и осенний периоды;

- микробиоценоз кишечника молодых рабочих пчел и улья;

- физиологическое, микробиологическое обоснование содержания качественных семей пчел в пенополиуретановых ульях на фоне стимулирующих подкормок.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 55 работ, в том числе 6 монографий и 28 работ в изданиях, по списку ВАК.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, девяти глав результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и практических предложений. Список литературы включает 295 работ, в том числе 18 иностранных. Диссертация написана на 285 страницах, иллюстрирована 74 таблицами, 14 рисунками.
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материал и методы. Работа выполнялась с 2003 по 2011 г. в условиях пасек хозяйств Республики Башкортостан, ОАО «Родник» (г. Челябинск), учебно-опытных пасек и лабораторий кафедры пчеловодства и рыбоводства Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева, Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова, Башкирского государственного аграрного университета.

Исследования проводили на пчелах карпатской породы. Для весенне-летних опытов подбирали семьи пчел, у которых сила семей составляла 11 улочек, количество корма в гнезде 8 кг, печатного расплода 140 квадратов, открытого – 126 квадратов. Для осенне-зимнего эксперимента отбирали пчел с силой семей в пределах от 17,2 до 17,6 улочки, количеством печатного расплода в пределах от 58,9 до 65,8 квадрата, кормового меда в пределах 10 кг. Матки во всех вариантах опыта были в возрасте 1 года. В соответствии с целью исследований опыты проводили в двух вариантах по 10 пчелосемей в каждом. В первом варианте семьи содержались в деревянных ульях Дадана-Блатта (первый тип) и многокорпусном (второй тип) с рамками размером в стандартную гнездовую рамку (435×300 мм), во втором – в многокорпусном из пенополиуретана (третий тип) также с рамками размером в стандартную гнездовую рамку (435×300 мм) улья Дадана-Блатта. В каждом варианте было по 5 групп, 1-е контрольные, а 2–5-я опытные. При отсутствии поддерживающего медосбора семьям обоих вариантов весной в качестве стимулирующей подкормки давали только сахарный сироп, используя потолочные кормушки в дозе по 300 мл, 10 раз, через день. Осенью семьям 1-й контрольной групп обоих вариантов давали только сахарный сироп. В опытных группах осуществляли стимулирующую подкормку сахарным сиропом, но с добавлением биопрепаратов: во 2-й группе давали в составе сахарного сиропа оксиметилурацил, из расчета 50 мг на 1 литр, в 3-й группе – янтарную муку, в количестве 500 мг на литр сиропа, в 4-й группе – сыворотку гидролизованную, обогащенную лактатами, в 5-й группе – пробиотик апиник согласно инструкции. Для зимнего опыта осенью, 20–25 октября, подбирали семьи пчел с массой в пределах 2,58–2,67 кг. Количество корма в гнезде – 25 кг, матки в возрасте 1 года. Схема весенне-летних и осенне-зимних опытов представлена в табл. 1.

Таблица 1