Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕДОПРОДУКТИВНОСТИ РОБИНИЕВЫХ И ПРИМЫКАЮЩИХ К НИМ ЭКОСИСТЕМ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕДОПРОДУКТИВНОСТИ РОБИНИЕВЫХ И ПРИМЫКАЮЩИХ К НИМ ЭКОСИСТЕМ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ"



На правах рукописи

7

Жуков Рома» Борисович

/

/

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МЕДОПРОДУКТИВНОСТН РОБИШ1ЕВЫХ И ПРИМЫКАЮЩИХ К НИМ ЭКОСИСТЕМ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

03.00,16 - Экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена на кафедре лесоводства в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия».

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Сндаренко П.В.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Пав люк Николай Трофимович, кандидат биологических наук, доцент Рындин Вадим Евгеньевич Ведущая организация; Центральный Черноземный Филиал ФГУП «Госземкодастрсъемка» - ВИСХАГИ

Защита состоится 2 декабря 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.06 Воронежского государственного аграрного университета имени К.Д. Глинки по адресу: 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1

С диссертацией можно ознакомиться е библиотеке ВГАУ им. К.Д. Глинки. Автореферат разослан 26 октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

-7 О.М. Кольцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Вопросы оценки и повышения продуктивности лесных и примыкающих к ним экосистем разрабатываются в нашей стране наиболее активно с 50-х годов прошлого столетия, когда стали отчетливо проявляться признаки истощения лесных ресурсов Европейской части России,

В то же время лесные угодья не всегда комплексно используются. Использование их в качестве кормовой базы пчеловодства может дать народному хозяйству ценные продукты (мёд, воск, пергу, прополис, яд, маточное молочко), а предприятиям лесного хозяйства - значительный дополнительный доход. Лесные нектароносные угодья обладают высокой продуктивностью и в некоторых случаях доход от пчеловодства может превосходить доход от главного пользования.

Ставропольский край обладает значительными площадями нектароносов. Для пчеловодства как отрасли народного хозяйства, помимо сельскохозяйственных земель, важны альтернативные кормовые угодья, пригодные в качестве нектароносной базы. Эффективные источники таких кормов должны располагать обширным и устойчивым ресурсным потенциалом. Этим требованиям в значительной степени отвечают лесные ресурсы.

Комплексное использование земель лесного фонда и примыкающих к г [им агроэкосистем в качестве нектароносной базы открывает ряд дополнительных возможностей по сравнению с пчеловодством, ориентированным только на сельскохозяйственные угодья.

В этих условиях вопросы изучения экояого-биологических особенностей лесных н примыкающих к ним дикорастущих и сельскохозяйственных медоносов, повышения их медопроду ктив мости становятся особенно актуальными.

Робиния лжеакация-КлЫгна р$еи<Зоасааа Ь. (акация белая) в некоторых регионах Российской Федерации (в том числе, в Ставропольском крае) является широко распространенной породой. В связи с этим, для региона исследований характерны два главных типа медосбора - с сельскохозяйственных угодий и с робинии лжеакации. Она является хорошим нектароносом. В зависимости от зоны произрастания и условий окружающей среды, один гектар чистых робиниевых насаждений может давать от 50 до 1500 кг/га меда.

Ввиду такого различия в показателях нектаропродуктивиосги изучение оптимальных условий среды (температурь!, влажности воздуха, освещенности, плодородия почв),- при которых происходит наибольшее нектаровыделение, установление связи нектаропродукти вности с основными таксационными показателями (в частности с диаметром), позволяет более объективно оценивать нектароносный потенциал и

ЦНБ МСХА фонд научной литератур-

„о

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью диссертационной работы являлось изучение экол о го-б иолог и ч е с км х свойств робинии лжеакации и примыкающих лесных и агроэкосистем на Ставрополье, выявление потенциальной медопродуктивности насаждений данной породы и её связи с основными таксационными показателями. В связи с поставленной целью задачами исследований были:

- определить видовой состав нектароносов и сахаролродуктивноеть кормовых угодий пчеловодства Ставропольского края;

- изучить связь потенциальной м ё допродуктивности с интенсивностью цветения разновозрастных робиниевых насаждений;

- выявить динамику сахаро- и м ёдо п роду кти в н ост и насаждений робинии лжеакации в связи с динамикой основных таксационных показателей;

- определить влияние климатических и эдафических факторов на секрецию нектара и выявить оптимальные условия среды для его выделения;

- определить основные типы взятка в регионе, структуру нектароносного конвейера и разработать эффективные схемы использования нектароносов;

-изучить состав и свойства меда из нектара робинии лжеакации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ, Впервые была изучена связь основных таксационных показателей (возраст, диаметр) с Сахаровы делением разновозрастных робиниевых насаждений в Ставропольском крае. Выявлена потенциальная медо продуктивность чистых разновозрастных робиниевых насаждений и установлена связь климатических условий с секрецией нектара и содержанием в нем сахара. Выявлены типы медосбора и предложен конвейер медоносов, позволяющий более эффективно направлять потоки энергии в экосистемах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ состоит в установлении корреляционных связей между основными таксационными показателями и потенциальной медо продуктивностью разновозрастных робиниевых древостоев, Полученные результаты позволят ввести поправки величины потенциальной медопродуктивности для определения медового баланса местности с учётом возраста древостоя. Значения потенциальной медопродуктивности робиниевых насаждений могут быть использованы для планирования и организации успешного медосбора пчеловодческими хозяйствами в весенний период и рационального, эффективного использования кормовой базы пчеловодства, для чего предложены схемы нектароносного конвейера и оптимального использования медоносов, которые позволяют повысить плотность популяции и активность пчел, а в конечном итоге - эффективность опыления и продуктивность энтомофнльных экосистем.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ проводилась на Республиканской научно-практической конференции, посвященной памяти известных ученых Дон ГАУ по теме «Проблемы развития аграрного сектора экономики и пути их решения» 2003 г., на научно-практической юбилейной конференции, посвященной 85-летию высшего лесного образования в г. Воронеже и ЦЧР по теме «Лесное образование и лесная наука в ХХ( веке» 2004 г., на

молодежной научной конференции по теме «Экологические проблемы в сельскохозяйственном производстве»,- Дон ГАУ,- 2002 г, и региональных научно-технических конференциях НГМА в 2002,2003,2004 гг,

■ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД: в работе приведены результаты самостоятельных исследований, выполненных в 2000-2003 гг, на территории Ставропольского края. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы, отражающие содержание диссертации.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих обзор литературы, программу и методики исследований, результаты исследований, выводы и предложения производству, список использованной литературы, насчитывающий 154 источника (в том числе 9 иностранных). Диссертационная работа изложена на !74 страницах машинописного текста и содержит 31 рисунок, 60 таблиц,

В диссертации использованы научные данные, полученные автором при участии А,А. Умарова, Г.А. Сурхаева и рабочих Невинномысского лесхоза во время полевых работ под руководством П.В. С «дарению.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, а также Б,С. Жукову и всем лицам, оказавшим помощь при сборе материала для диссертации.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

- потенциальная медопродуктивность медоносных угодий Ставропольского края;

- связь основных таксационных показателей фоновой породы робинии лжеакации с медо продуктивностью;

- влияние климатических условий на секрецию нектара и содержание в нём сахара,

- структура, состав и схемы использования медоносного конвейера для условий Ставропольского края

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Робиния - наиболее распространенная древесная порода юга России. В данной главе приводятся основные литературные сведения об изучаемой породе и ее биоэкологические особенности. Обсуждаются условия окружающей среды, оказывающие влияние на рост, развитие и состояние робинии лжеакации; условия, влияющие на ее нектаровыделение, в т.ч. географические условия, влажность и плодородие почв, температурный режим, влажность воздуха, ветер, время суток, инсоляция и эдафнческие факторы. Описываются основные аспекты и спектр хозяйственного использования робинии лжеакации, мелиоративные методы повышения комплексной продуктивности ее насаждений.

В конце главы лается резюме проведенного литературного анализа, в котором говорится, что, несмотря на определенное количество работ по изучаемой теме, ряд вопросов, относящихся к региональному аспекту исследований, оставался не изученным или был изучен недостаточно.

Так, в регионе отсутствовал современный список видового состава и оценка медопроду кти в ности кормовых угодий, не была установлена связь нектаропродуктивности с основными таксационными показателями, не были разработаны схемы эффективного использования медосбора и показаны пути повышения медопродуктивности насаждений, чему и посвящено настоящее исследование.

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

2.1 Характеристика территории и природных условий региона

Ставропольский край является субъектом Российской Федерации и находится в её южной части между 43°45 - 4б°15 северной широты и 40° 50 -45°40 восточной долготы, занимая центральную часть предгорий Северного Кавказа и Предкавказья. Важнейшими клнматообразуюшнми факторами края являются: радиационный режим и физико-географическое положение территории. Среди местных факторов, определяющих климат, наибольшее влияние оказывают резкие различия высот н наличие в южной части края высокой стены Кавказских гор, из-за чего холодные воздушные массы надолго задерживаются, что усиливает континентальность зимнего сезона. Равнинная часть Ставропольского края отличается резко-континецтальньгм климатом с жарким летом и холодной зимой.

С целью проведения научных исследований было выбрано два географических района, резко отличающихся друг от друга по климатическим и почвенным условиям. Первый расположен в юго-западной части Ставропольского края и приурочен к Кочубее в с кому району (Невинномысский лесхоз и земли АО им. Октябрьской Революции). Второй находится в юго-восточной части Ставропольского края на территории Нефтекумского и Степановского районов в АчикулакскоЙ научно-исследовательской лесной опытной станции (НИ Л ОС).

3. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании изучения литературных источников и выбранного направления работ были определены программные вопросы, выбраны объекты, исследование которых проводилось по следующим методикам.

Закладка пробных площадей производилась опираясь на материалы лесоустройства Невииномысского лесхоза и АчикулакскоЙ НИЛОС, согласно ОСТ 56-69-83. Пробные площади закладывались на участках с наиболее характерными таксационными показателями для исследуемых насаждений. Пробная площадь содержала для каждого поколения исследуемой породы не менее 200 деревьев. Таксационное описание пробной площади составлялось по форме приведенной в ГОСТ 164836-80. На пробной площади производился сплошной пересчет деревьев по элементам леса и ступеням толщины. При пересчете, диаметр ствола дерева измеряли на высоте 1,3 м от шейки дерева (с точностью 0,} см С-Ю, 3-В). По углам пробы

устанавливались столбы с указанием номера и площади пробы, гола закладки и последующих измерений (запас, возраст, полнота и т.д.). Все пробные плошали наносились на планшет.

Высота древостоя измерялась высотомером - крономером ВК-1. На основании полученных данных определялись показатели модельных деревьев. Модельными называются деревья, срубленные в качестве типичных образцов, характеризующих все остальные, оставшиеся на корню деревья данного насаждения. Средний расчетный диаметр на пробе определялся по формуле:

Средняя высота элемента леса находилась графически для каждой пробной площади по среднему диаметру. По среднему диаметру и высоте подбирались модельные деревья, таксационные показатели которых являются средними для всего древостой. Далее на пробной площади спиливались 2 дерева с показателями, близкими к полученным значениям, и по сложной формуле концевых сечений определялся их объем.

На модельных деревьях с целью получения данных по медопродуктивности насаждений проводился сбор и подсчет цветов, определялось содержание сахара по методу Бертрана, выявлялась динамика выделения сахара, устанавливались количественные данные по сахару в нектаре.

Интенсивность цветения оценивалась в баллах (1 балл - массовое обильное цветение; 3 - единичное скудное).

После спила типичной модельной ветви производился подсчет цветков на ней. Полученное количество цветков увязывалось с общим количеством ветвей на дереве. Полученные результаты пересчиты вались на один гектар насаждений.

Сбор цветков выполнялся следующим способом*, за сутки до сбора цветков, дихазии закрывались марлевой тканью, с целью избежать опыления насекомыми и потери нектара. Для определения количества сахара в нектаре методом смывания бралось 100 штук цветков. Данное количество помещалось в 40 мл дистиллированной воды (вода ХЧ) и взбалтывалась в течение 10-15 минут. В дальнейшем раствор фильтровался. Фильтрат консервировался путем добавления равного количества 96% спирта (С2Н5ОН). Проба снабжалась этикеткой с указанием номера пробной площади, температуры воздуха в момент сбора цветов, влажности воздуха,

где йс - средняя площадь сечения ствола дерева на пробе, м.

где &> & — сечение отрубов на высоте 0, 2, 4 и т.д. м; - конечное сечение ствола, мг.

освещенности, времени суток, месяца, числа и года. Освещенность измерялась люксометром типа Ю- 16.

Количество общих Сахаров, а также моио- и дисахаров в пробе определялось в лаборатории лееохозяйственного факультета НГМА по общепринятой методике Бертрана применительно к полученным растворам.

Медопродуктивность чистых насаждений робинии рассчитывалась по формуле Нестерова и др. (1988):

д, _ и б-ви

К)* '

где А"- общая сахаропродуктивность 1 гектара насаждений, кгУга; а - содержание сахара в одном цветке, шт, б — количество цветков на одном дереве, шт; в - продолжительность жизни одного цветка, дни; п- количество деревьев на 1 га, шт; 10*- переводное число из килограммов в миллиграммы, В дальнейшем полученные данные служили для определения показателей медопродуктивности одного гектара насаждений путем умножения на коэффициент (К=1,25).

Все полученные материалы подвергались математической обработке и сводились в таблицы. Математическую обработку результатов исследований и вычисление уравнений связи переменных величин проводили на ПЭВМ, программами «Статистика» и

4. ОСНОВНЫЕ НЕКТАРОНОСНЫЕ УГОДЬЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ И НЕКТАРОДП РОДУ КТИВН ОСТЬ И УСЛОВИЯ НЕКТАРОВЫДЕЛЕНИЯ

Основные нектароносные угодья территории исследований. На территории Ставропольского края основными растения ми- нектароносам и являются: робиния лжеакация (акация белая), вяз гладкий, ива белая, клен остролистный, боярышник, шиповник и др., а также травянистые растения: девясил, вика посевная, солодка голая, донник желтый и др.

Наибольшие площади занимают вяз гладкий, ива белая, клен остролтстный, робиния лжеакация, вьюнок полевой, солодка голая, девясил. Наименьшие - боярышник, софора японская, шиповник. Робиния лжеакация в Ставропольском крае является основной лееообразующей породой, занимающей площадь более 5,6 тыс. га. Эта самая перспективная порода для пчеловодства не только по занимаемой площади, но и по медопродуктивности.

Нектароносный потенциал угодий Ставропольского края колоссален, однако угодья не отличаются большим видовым разнообразием. Площади угодий на которых преобладают нектароносы (в пересчёте на гектар)

сопоставимы с площадями, к примеру, таких пчеловодческих районов, как Башкирия. Однако угодий, на которых сконцентрированы нектароносы более чем двух - трёх видов, на территории края почти не встречается. Поэтому эффективное использование имеющейся нектароносной базы возможно только при чёткой организации кочевой системы мёдосбора. И, даже при этом условии, до 40% нектароносов физически не могут быть использованы,

В результате проведённых исследований были выбраны наиболее ценные для пчеловодства элементы фитоценоза в исследуемом регионе и дана их биологическая характеристика. Методом смывания было определено содержание сахара в нектаре одного цветка (таблица 1).

Таблица 1 .Содержание сахара в нектаре одного цветка в среднем за 3 г ода, мг

Виды нектароносов Объект №1 Зеленая зона г. Невинном ы сс ка М±м Объект № 2 Ачи кулаке кая НИЛОС М±м Объект № 3 Невинно-мысский л/з М*м Среднее по трем объектам М*м

Вяз гладкий 1 ,87*0,009 1,68*0,02 1,81 ±0,04 1,78±0,02

Кизил мужской 0,64*0,004 0,53 ±0,002 0,58*0,004

Ива белая 1,78*0,03 - 1,53*0,03 1,65±0,03

Клён остролистный Каштан конский Боярышник однопестичный Робиния лжеакация 1,16*0,02 0,76±0,02 0,64*0,07 2,64*0,05 2,35*0,04 1,20*0.08 0,82±0,03 2,51 ±0,02 1,18*0,02 0,79±0,033 0,64*0,03 2,50±0,03

Софора японская Терн 1,74±0,08 0,76*0,02 2,31*0,02 2,04±0,04 0,51 ±0,02 2,03±0,05 0,83*0,02

Шиповник 0,74±0,008 0,62±0,03 0,60*0,01 0,67*0,04

Солодка голая - 0,25*0,01 - 0,25*0,01

Вьюнок полевой Девясил 1,14±0,009 - 1,48*0,03 0,30*0,006 1,31*0,01 0,34*0,006

Наибольшее содержание сахара наблюдалось у робинии лжеакации- 2,50 мг, софоры японской - 2,03 мг, вяза гладкого- 1,78 мг, ивы белой - 1,65 мг, вьюнка полевого - 1,31 мг. Наименьшее - у солодки голой - 0,25 мг, девясила - 0,30 мг, кизила - 0,58 мг (таблица 1).

Отсюда, однако, не следует, что виды с наименьшим содержанием сахара в одном цветке нужно исключать из использования их пчеловодческими хозяйствами, поскольку эти угодья могу»' занимать значительные площади, а их фенология предотвращать безвзяточные периоды.

Погодные условия и нектар о выделение основных нектароносов района исследований. На жизнедеятельность, рост и развитие растений, в том числе на образование и выделение нектара решающее значение оказывают природно-климатические, особенно метеорологические условия среды.

Исключительно важное значение в секреции нектара принадлежит температурному фактору, который всегда находится во взаимосвязи с интенсивностью солнечной радиации, влажностью воздуха, выпадением осадков.

Судя по результатам опытов полученных летом 2000 г, минимальной температурой, при которой начинается нормальная секреция нектара цветками робинии, является температура 18-20°С. Дальнейшее повышение температуры приводит к ускорению метаболических процессов, увеличению проницаемости проводящих тканей и клеток нектарников. Одновременно с этим повышается и содержание нектара и сахара в цветах (Светлищей Н.М., 1965).

Наиболее благоприятной для нектаровьшеления является температура 25-32 "С. Эта температура соответствует и максимальной посещаемости цветков насекомыми. Посещаемость исследовалась нами для того, что бы ещё раз удостоверить наши расчёты сахаровыделения разновозрастных робинневых древостоев. Посещаемость цветков мы определяли визуально, хронометрируя режим посещения. В ходе визуального наблюдения было выявлено, что нектаровыделенне у робинии начинается с 7-8 часов утра и прекращается к 19-20 часам вечера.

. Сахаровыделение у робинии разного возраста имеет свои особенности. Так, в возрасте 50 лет сахаровыделение имеет параболическую зависимость от метеорологических условий в течение дня, достигая максимума к 15 часам и минимума в начале и конце светлого времени суток. Содержание сахара в 100 робинии лжеакации в 8 часов составляет 48 мг. при температуре 20°С, относительной влажности 80% и освещенности 42 тыс, лк., к 11 часам -увеличивается более чем в три раза при том, что температура увеличивается на 8°С, а относительная влажность уменьшается на 10%. В 13 часов содержание сахара немного увеличивается и становится равным 172 мг при температуре 32"С и относительной влажности 50%. К вечеру

Сахаровы деле ни с постепенно уменьшается от 63 мг в 17 часов до 35 мг в 20 часов. Температура воздуха после трёх часов по полудни уменьшается с 26 в 17 часов до 22° С в 20 часов, влажность увеличивается до 60%.

В возрасте 20 лет характер зависимости сахаро выделения от метеоусловий похож на зависимость в J0 лет, однако абсолютные значения количества сахара, выделенного 100 цветками, больше. Особенно на максимуме сахаровыделения - в 15 часов. Двадцатилетняя робиния выделяет сахара в 8, 11 и 13 часов не многим больше, чем десятилетняя. Так в S часов при температуре 20вС и относительной влажности 75% 100 цветков двадцатилетней робинии выделяют 54,1 мг. сахара, против 48,3 мг. в 10 лет. В 11 часов при температуре 28°С и относительной влажности 65% 115,1 мг. прогив 145, 6 мг. В 13 часов при температуре 32 °С и влажности 50% - 161,0 мг. против 150,4 мг. в десятилетнем возрасте. Другими словами, сахаро выделение двадцатилетней робинии в 8, Л и 13 часов превосходит Сахаровы деление десятилетней не более чем на 10 мг. Зато в 15 часов при температуре 33°С и влажности 35% 100 цветков двадцатилетней робинии выделяют 218,9 мг. сахара, а десятилетней всего 172,3 мг. Таким образом, на максимуме сахаровыделения (15 часов) 100 цветков древостоя старшего возраста выделяют на 46,б мг. больше сахара, чем молодой древостой. Во второй половине дня температура воздуха постепенно понижается с 26 °С в 17 часов до 22°С в 20 часов, а относительная влажность увеличивается с 45% в 17 часов до 60% в 20 часов, уменьшается и сахаровыделение с 79,5 мг. до 69,4 мг,, что уже значительно (более чем на 30 мг.) превосходит сахаровыделение десятилетней робинии в соответствующие часы.

Характер динамики сахаровыделения древостоя робинии лжеакации в возрасте 30 лет остаётся таким же, как в возрасте 10 и 20 лет, с постепенным увеличением выделения сахара с 8 часов до 15 часов, максимумом в 15 часов сахаровыделения и снижением сахаровыделения вплоть до 20 часов. Параболический характер зависимости устойчиво сохраняется, однако, абсолютные величины сахаровыделения многократно превосходят величины сахаровыделения, к примеру, десятилетней робинии, Сахаровыделение тридцатилетней робинии в 8 часов при температуре 18 °С и относительной влажности 75% составляет 130,6 мг, что почти в три раза превосходит сахаровыделение десятилетней робинии, В 11 часов температура повышается на 6 °С, а влажность уменьшается на 15% и составляет 60%. Сахаровыделение увеличивается на 47 мг по сравнению с выделением сахара в 8 часов, что в абсолютных единицах измерения составляет 177,0 мг. В 13 часов температура увеличивается ещё на три градуса и достигает 27 °С, влажность воздуха уменьшается до 50%, а сахаровыделение увеличивается до 190,3 мг., что на 40 мг превосходит выделение сахара 100 цветками робинии лжеакации в возрасте 10 лет. Максимум сахаровыделения приходится, как и в предыдущих случаях, на 15 часов и составляет 243,0 мг, при температуре 29 "С и влажности 40%. К 8 часам вечера температура постепенно снижается с 25 °С в 17 часов при влажности 45% до 20°С в 20

часов при влажности 60%, сахаровыделение сокращается с ¡64,7 мг в 17 часов до 156,4 мг в 19 часов и 150,8 мг в 20 часов.

Сто цветков робинии лжеакации в возрасте 40 лет выделяют уже намного больше сахара, чем такое же количество цветков в возрасте 10, 20 или 30 лет. Динамика сахаровыделения 40-летней робинии остаётся аналогичной динамикам сахаровыделения остальных классов возраста, с постепенным нарастанием сахаровыделения с утра до полудня, максимумом в 15 часов и с последующим сокращением сахаровыделения к 20 часам. В абсолютном выражении вышесказанное выглядит следующим образом: в 8 часов при температуре 20°С и относительной влажности 80% 100 цветков сорокалетней робинии выделяют 186,7 мг сахара, сахаро выделение возрастает до 212,9 мг в 11 часов при температуре 24 "С и относительной влажности 65%. Позже выделение сахара продолжает увеличиваться и достигает 258,5 мг в 13 часов при температуре 27вС и влажности 50%. В 15 часов сахаро выделение достигает максимума, как и ранее в возрасте 10, 20 и 30 лет, достигая значения 283,4 мг. Это почти в два раза больше чем сахаро выделение 10-летней робинии в 15 часов (табл. 4.3). Как и в предыдущих случаях, к вечеру температура и сахаровыделение уменьшаются - 28 "С и 234,3 мг в 17 часов, 26 "С и 205,8 мгв 19 часов, 24 °С и 176,6 мг в 20 часов. Влажность, напротив, постепенно возрастает - 40%, 50%, 55%.

Наконец, робиния лжеакация в возрасте 50 лет выделяет, по нашим наблюдениям, самое большое количество сахара. Так в 8 часов при температуре 20°С и относительной влажности 70% 100 цветков робинии лжеакации выделяют 208,9 мг, в 11 часов при 25 С и 60% - 230,9 мг, в 13 часов при 28 °С и 50% - 281, б мг. Максимум сахаровыделения, как и следовало предположить, наблюдается в 15 часов при температуре 32аС и влажности 40%, и составляет 296,2 мг. Во второй половине дня сахаровыделение постепенно уменьшается от 286,7 мг в 17 часов к 273,3 мг в 19 часов и до 218,6 мг в 20 часов. Температура уменьшается - 34°С в 17 часов, 26°С в 19 часов, 24°С в 20 часов, а влажность увеличивается - 45%, 50%, 60%. Таким образом, характер динамики выделения нектара остался прежним — параболическим. Сахаровыделение постепенно нарастает с утра к полудню, достигает максимума в15 часов и сокращается вплоть до 20 часов.

Критической температурой воздуха, при которой наблюдается депрессия в сахаровыделении робинии лжеакации разных классов возраста, является температура 34 - 35°С. Благоприятными днями для медосбора являются дни со среднесуточной температурой 20-30°С.

Сроки цветения нектароносов также во многом определяются температурными условиями. По ходу накопления сумм эффективных температур можно осуществить прогнозирование сроков цветения. На основе приведенных наблюдений, нами установлена связь сроков наибольшего сахаро в ыделения с ходом накопления сумм эффективных температур (таблица 2).

Таблица 2. Суммы -эффективных температур ко времени максимального Сахаровыдслениях "С

Виды нектароносов Сумма эффективных температур

2001 2002 2003 Среднее за 3 года

Вяз гладкий 61,8 59,2 59,3 60,1 ±2,8

Ива белая 65,8 60,1 61,1 62,3+3,2

Кизил мужской 121,2 120,8 121,5 !21,2±2,1

Тёрн 161,5 160,2 168,7 163,5±1,7

Клен остролистный 175,5 172,8 187,4 178,5±2Д

Клен полевой 181,2 189,5 183,7 184,8±4,2

Шиповник 285,4 277,7 286,4 283,2±9,2

Каштан конский 345,7 332,8 340,5 339,7±7,2

Солодка голая 310,8 309,8 321,7 314Д+12,2

Боярышник однопе стичный 350,6 348,2 351,2 350,0±10,5

Вьюнок полевой 477,8 458,9 488,2 474,9±9,2

Робиния лжеакация 548,2 547,8 540,1 545,4±6,2

Девясил 575,8 589,7 542,2 569,2±2,1

Софора японская 581,2 588,9 575,7 581,9±5,2

Фенология основных нектароносов Ставропольского края. Для правильного использования кормовой базы пчеловодства необходимыми являются сведения о том, как распределяется цветение нектароносных растений по периодам сезона.

Нашими наблюдениями выявлены сроки начала и продолжительность цветения основных нектароносов (таблица 3)

Сроки цветения нектароносных растений в разные годы не совпадают. Однако, по нашим многолетним наблюдениям, промежутки между зацветанием отдельных нектароносов остаются примерно постоянными.

Таблица 3. Сроки цветения нектароносов Ставропольского края

Название растений Сроки цветения, дней П р о должител ьность

начало конец цветения, дней

Вяз гладкий 4/1V 10/1У 6

Ива белая 6/1У 17ЛУ и

Кизил мужской ПЛУ 19/1У 8

Терн 14/1У 24/1У 10

Клен остролистный 18ЛУ 1/У 14

Клен полевой 23/1V 7/У 14

Шиповник 25/1У 5/У 10

Каштан конский 28/IV 20/У 22

Солодка голая ЗОЛУ 18/У 18

Боярышник однопестич н ы й 7/У 18/У и

Вьюнок полевой ]0/У 5Ш 25

Робиния лжеакация 14/У 28/У 14

Девясил 21/У 12/У1 22

Софора японская 8/УН 2/VIII 23

Полученные данные имеют важное практическое значение. Они позволяют определить оптимальные сроки наращивания силы пчелиных семей к главному медосбору, а также сроки ограничения червления маток. Полученные результаты дадут возможность получить максимальное количество товарной продукции, поскольку более сильные, подготовленные к мйдосбору пчёлосемьи наиболее продуктивны.

Возрастные изменения в нентаровыделении робинии лжеакации.

Исследование содержания сахарара в 100 цветках разновозрастных робиниевых древостоев показало, что общие таксационные показатели, в частности, диаметр на высоте 1,3 м, тесно коррелируют с диаметром. Следовательно, определив средний диаметр дерева, можно внести поправки в

величину сахаропродуктивности. В результате исследований выявлена четкая зависимость между диаметром сахаролродуктивностью (таблица 4).

Таблица 4. Зависимость сахарапродуктивности 100 цветков робинии лжеакации и среднего диаметра древостоя разного возраста

Возраст, лег Диаметр модельных Содержание Коэффициент

деревьев, см нектара в 100 цветках, мг корреляции, г

I 2 3 4

11,9 150,4

10,2 34,6

10,5 131,0

12,1 136,8

10 12,8 10,4 10,8 12,6 13,4 51,4 145,6 49,6 48,3 172.3 163.4 63,2 0,81

Среднее И,61±0,35 Среднее 109,52±1б,3

20 19,1 20,3 25,0 21,6 20,3 20,9 21,6 19.7 20.8 19,8 54,1 115,4 218 161 79,5 78,1 150,7 90,8 104 121 0,884 '

Среднее 20,91 ±0.52 Среднее М7,26±4,8

26,6 177,0

25,3 140,1

25,8 130,6

27,3 190,3

30 26,8 28,2 27,1 26,1 26,8 26,1 168,4 243 227,1 164.7 150.8 156,4 0,804

Среднее 26.61 ±0,38 Среднее 184,84*5,9

Продолжение таблицы 4

1 2 3 4

32,4 2(2,9

30,8 234,3

33,7 283,4

31,1 250,8

40 29,7 198,7 0,768

32,9 276,8

31,8 258,5

28,8 176,6

29,2 186,7

32,6 205,8

Среднее 31,3±0,52 Среднее 228,45*11,9

35,7 218,6

34,9 208,9

36,7 254,1

36,8 279,3

50 35,6 281,6 0,766

36,4 292,4

35,2 230,9

36,9 296,2

36,3 273,3

36,1 286,7

Среднее 36,1*0,21 Среднее 262,2*10,1

Вычисленные коэффициенты корреляции показывают тесную значимую связь между диаметром и сахаропродуктнвностью 100 цветков деревьев робинии, которая выражается уравнением:

у= 110,75 -з,75х + 0,2зхг при г =0,86

Таким образом, сахаропродуктивность робинии неуклонно возрастает с 10-летнего до 50-летнего возраста. Полученные результаты позволяют более объективно составлять медовый баланс угодий.

Общая сахаропроду ктпвность зависит не только от выделения сахара одним цветком, но и от количества цветков на дереве н густотой древостоя. Количество деревьев на единице площади пропорционально снижается с возрастом, а количество цветков увеличивается (таблица 5).

Таблица 5. Сахаро- и медопродуктивность сомкнутых робиниевых древостоев

ЛЛ Возраст Количество Количество Фактическое

насажден ия, деревьев на 1 цветков на количество за период

лет га, шт. одном медосбора

модельном Сахар на 1 Мёд на 1

дереве, тыс, шт. га, кг га, кг

1 10 2574 14,88 370,8 463,5

. 2 20 972 26,0 442,3 552,9

3 30 892 31,8 690,0 862,5

4 40 724 59,64 584,4 730,5

5 50 612 63,9 484,6 581,6

В возрасте от 10 до 30 лет медопродуктивность робинии возрастает из-за увеличения количества цветков на дереве и увеличения сахаро выделения, а позже (40-50) падает из-за уменьшения числа деревьев на единице площади и уменьшения срока жизни цветка в более старшем возрасте. Проведенные исследования позволяют более точно определить медовый баланс нектароносных угодий и рассчитать медопродуктивность робиниевых древостоев с учетом их возраста, что имеет исключительно важное практическое значение.

Нами была установлена тесная связь между медопродуктивностью и возрастом робинии лжеакации, которая выражается уравнением:

У= 11 (0,0032 - 0.0001Х + 0,000002X2 ) при г = 0.9)

Установлена связь, между густотой древостоев (шт/га) и их м едопроду кти в ностью:

У = -4967,17+16,72х~0,014х2+0,000003х* при г = 0,89

Практический интерес имеет также связь медопроду ктив ности и интенсивности цветения. Медопродуктивность определялась по известной методике. В результате проведенных исследований получены следующие результаты (таблица 6).

Таблица 6. Зависимость поте ни калькой медо продуктивности от балла цветения сомкнутых робиниевых насаждений

Балл цветения Потенциальная медо продуктивность в возрасте лет, кг/га Поправочный коэффициент

10 20 30 40 50

1 ■400-460 480-550 800-850 700-730 500-580 1

г 310-370 250-380 550-770 500-680 300-420 0,7-0,6

3 200-250 240-300 320-400 240-300 200-240 0,5-0,4

Таким образом, медо продуктивность в очень сильной степени зависит от интенсивности цветения робинии лжеакации.

5. МЕДОПРОДУКТИВНОСТЬ ОСНОВНЫХ НЕКТАРОНОСОВ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ И ПУТИ ЕЁ ПОВЫШЕНИЯ

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что на Ставрополье основным является акациево-эспарцето-подсолнечн иковы й тип медосбора.

Для района исследований характерны два главных медосбора - с робинии лжеакации и с сельскохозяйственных угодий. Безвзяточный период между цветением акации и с.-х. культурами может быть заполнен за счет посевов эспарцета или других кормовых и технических культур (леи).

В связи с выше изложенным, представляется целесообразным создавать нектароносный конвейер из равномерно цветущих диких и культурных нектароносов (таблица 7),

Для эффективной организации медосбора нами предложено три схемы использования нектароносов:

Первая предполагает наличие в радиусе эффективного лёта пчел ранневесенних нектароносов (лещина, ольха, ивы и др.). Для хозяйств, расположенных на подобных угодьях весенняя кочёвка отпадает, что упрощает их схему.

Второй вариант предполагает отсутствие ранневесенних медоносов или их недостаток. Решением этого варианта может быть ранневесеняя (дополнительная) кочёвка на мёдоносы или посадка ранневесенних нектароносных растений в радиусе эффективного лёта пчел.

Третий вариант предполагает отсутствие в радиусе эффективного лйта пчел каких-либо существенных нектароносных угодий или

низкопродуктивные нектароносные угодья. Этот случай может исключить пчеловодство на данной местности нли потребовать кочёвки пасек на другие территории с использованием всех организационных мероприятий, предусмотренных вторым вариантом.

Т аблица 7. Структура медоносного конвейера для условий Ставропольского

края

Период цветения нектароносных растений ..... Суммы эффективных температур, СС Виды нектароносов Характер медосбора

Ранневесенние 1-200 Ивовые, кленовые, вязы, боярышник, плодовые Ранневесенний поддержи в ающий

Весенние 201-400 Робиния лжеакация Весенний поддержи вающий и продуктивный

Летние 401-600 Медоносы сенокосы и пастбищ, подсолнечник, гречиха Главный продуктивный

Позднелетние и осенние 601 и выше Доник белый, софора японская, чертополоховые Позднелетний поддерживают« Й, н аращи вающий осеннюю силу пчелосемей

Как было показано выше, робиния лжеакация занимает в крае самые значительные площади. Она имеет наибольшую сахаро- и мёдопродуктивность из всех нектароносов крал. Этими обстоятельствами определяется наш интерес к м2ду из нектара робинии лжеакации.

Состав к свойства акациевого меда. 6 результате проведённых нами биохимических исследований установлены основные химические и органолептические свойства акациевого сорта меда, собранного с угодий Ставропольского края, и проведено сравнение его с другими сортами, (таблица 8).

Таблица 8 - Сравнительные данные по содержания основных биологически активных веществ в отдельных сортах меда, %

Сорт меда Моносахариды Сложные углеводы Азотистые вещества Минеральные вещества Декстрины Вода

Акациевый 76,4 1,2 0,42 0,22 3,6 18-21

Гречишный 75,0 1Д 0,97 0,04 1,5 18-21

Падевый 65,2 4,8 0,82 0,96 10,0 18-21

Фальсифицированный 65,7 4,9 • - 8,2 18-21

В меде из нектара робинии лжеакации нами обнаружены следующие витамины (таблица 9).

Таблица 9

Таблица 9. Содержание витаминов в 100 г белоакациевого меда

Назван ие витам и на Концентрация, г

Аскорбиновая кислота (С) 2*10~*

Перитоксин (В 6) 0,1

Пиотин (Н) 0,04*10"'

Ниацин (никотиновая кислота, РР) 0,2* 10^

Пантотековая кислота(ВЗ) 0,13*10"1

Рибофлавин<В2> 0,03* ю-3

Тиамин (В1) 0,01 «ЧО*

Фолацин (фолиевая кислота) 15*1

Несмотря на то, что витамины содержатся в меде из нектара робинии в количестве, многократно меньшем суточной потребности, в комплексе с другими биологически активными веществами они обладают значительным физиологическим воздействием.

Проведенные нами биохимические исследования позволяют утверждать, что использованием древостоев робинии лжеакации в качестве кормовой базы пчеловодства позволяет получить высокосортный мед, обладающий ценными пищевыми и диетическими свойствами.

ВЫВОДЫ

1. Наибольшие площади в Ставропольском крае занимают следующие нектароносы: вяз гладкий, ива белая, клен остролистный, робиния лжеакация, солодка голая, девясил крупнолистный, вьюнок полевой. Наименьшие — боярышник, софора японская, шиповник. Робиния лжеакация в крае является основной лесообразующей породой, занимающей площадь более 5,6 тыс. га

2. Наибольшая медопродуктивность, т.е. содержание сахара в нектаре одного цветка, наблюдается в период массового цветения, а в среднем достигает наивысших значений у робинии лжеакации - 2,50 мг; софоры японской - 2,03 мг; вяз гладкий — 1,78 мг, ивы белой - 1,65 мг; вьюнка полевого - 1,31 мг, клена остролистного - 1,18 мг. Наименьшее — у солодки голой - 0,25 мг, девясил — 0,30 мг, кизил - 0,58,

3. Интенсивность цветения сильно влияет на медо продуктивность. Последняя максимальна при массовом обильном цветении (балл 1) 30-летней робинии лжеакации.

4. Выявлена тесная значимая связь между диаметром (возрастом) и сахаропродукгивн остью. (г = 0,77 - 0,88) робинии лжеакации. Сахаропродуктивность 100 цветков деревьев робинии лжеакации неуклонно возрастает с 109,5 мг а 10-летнем возрасте до 262,2 - в 50-летнем.

5. Количество деревьев на единице площади пропорционально снижается с возрастом древостоя, а количество цветков увеличивается. Наивысшая сахаро- и медопродуктивиость гектара насаждений наблюдалась у фоновой породы - робинии лжеакации в возрасте 30 лет, а впоследующие годы (40-50 лет) падает.

6. Температура воздуха и её суточный ход существенно влияют на нектаров ыдел ей и е и образование сахара в нектаре. Сахаро выделение имеет параболическую зависимость от метеорологических условий в течение дня, достигая максимума к 15 ч и минимума в начале и конце светлого времени суток. Наибольшее количество сахара в нектаре робинии лжеакации выделяла при сумме эффективных температур 545°С.

7. Определен основной тип взятка в Ставропольском крае, которым является акациево-эспарцето-подсолнечниковый. Предложены структура нектароносного конвейера, включающего в себя два главных мёдосбора с робинии лжеакации и сельскохозяйственных культур, и схемы использования нектароносных угодий.

8. Изучены химический состав и свойства меда из нектара робинии лжеакации. Подтверждены его ценные диетические и бальнеологические свойства, благодаря высокому содержанию витаминов, в т.ч. аскорбиновой кислоты (С) в среднем - 1,97; пиридоксина (В6)- 0,11; ниацина (РР) - 0,2; пантотеиовой кислоты (В3) — 0,13, рибофлавина (В2) - 0,029, тиамина (В[) -0,012 г (10 3).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1, Рассчитывать потенциальную мело продуктивность робиниевых лревостоев в зависимости от интенсивности цветения с учетом предложенных кофф и циентов.

2, Для обеспечения непрерывной кормовой базы пчеловодства использовать следующую схему медоносного конвейера: ранневесенние (нектароносы цветущие в марте-апреле) - ивовые, кленовые, ильмовые, плодовые; весенние и раниелетние (июнь-июль) - робиния лжеакация, медоносы сенокосов и пастбищ, подсолнечник, гречиха; позднелегтние и осенние (август- сентябрь) - донник белый, софора японская, чертополоховые.

3, Для эффективного и полного использования имеющегося нектароносного потенциала применять следующие схемы:

- первая предполагает наличие в радиусе эффективного лйга пчел ранневесенних нектароносов (лещина, ольха, ивы и др.);

- вторая предполагает отсутствие ранневесенних мёдоносов или их недостаток. Решением этого варианта может быть ранневесенняя (дополнительная) кочёвка на мёдоносы или посадка ранневесенних нектароносных растений в радиусе эффективного лёта пчел;

- третий вариант предполагает отсутствие в радиусе эффективного лёта каких-либо существенных нектароносных угодий или низкопродуктивные нектароносные угодья. В этом случае требуется кочёвка пасек на другие территории с использованием всех организационных мероприятий, предусмотренных вторым вариантом.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Комплексная продуктивность древостоев // Лесомелиорация ландшафтов и лесное хозяйство. Сборник статей студентов и аспирантов НГМА, Новочеркасск, 2002 г. - С. 14-15.

2. Влияние климата на секрецию нектара робинии лжеакации // Экологические проблемы в сельскохозяйственном производстве. Материалы молодежной научно - практической конференции. 26-27 ноября 2002 г. пос. Перснановский, ДонГау, 2002. С.25-26.

3. Народно-хозяйственное значение робинии лжеакации // Проблемы развития аграрного сектора экономики и пути их решения. Материалы Республиканской научно-практической конференции, посвященной памяти известных ученых ДонГау,- пос. Перснановский, ДонГау, 2003,- С. 138.

4. Биологическая продуктивность робинии лжеакации на Ставрополье // Лесное образование и лесная наука в XXI веке: материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 85-летию высшего лесного образования в г. Воронеже и ЦЧР (г. Воронеж 12-13 февраля 2004 г.),- Воронеж, ВГЛТА, 2004,- С. 99-103.

Подписано в печать 26.10.2004 г. Формат 60x80'/,6 Бумага кн.-журн. П.л. IД Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ № 2498

Воронежский государственный аграрный университет им, К.Д. Глинки Типография ВГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1

№20 87 7,