Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Медоносные ресурсы влажных субтропиков

ВАК РФ 03.02.14, Биологические ресурсы

Автореферат диссертации по теме "Медоносные ресурсы влажных субтропиков"

На правах рукописи

КОСТЫЛЕВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

МЕДОНОСНЫЕ РЕСУРСЫ ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ

Специальность: 03.02.14 - биологические ресурсы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 7 мдп 2012

Воронеж — 2012 г.

005044381

Диссертационная работа выполнена на кафедре агроэкологии ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Житин Юрий Иванович

Официальные оппоненты: Павлюк Николай Трофимович, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

Рындин Вадим Евгеньевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет»

Защита диссертации состоится 24 мая 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.010.06 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1; факс: (473) 253-81-39 253-86-51;

Тел. (4732) 53-88-27, e-mail: ecologia@agronomy.vsau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного аграрного университета имени императора Петра I.

Автореферат разослан: 24 апреля 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, _

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ^ТСо^/У Кольцова Ольга

Михайловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решении проблемы продовольственной безопасности и устойчивого развития сельскохозяйственного производства важное значение имеет рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов. К таким ресурсам относятся и медоносные растения, являющиеся кормовой базой медоносных пчел и других опылителей, а также источником получения продуктов пчеловодства, важных для питания человека. Все большее признание получает тот факт, что биоразнообразие медоносных растений является мировым достоянием нынешних и будущих поколений (Wilson, 1992). Вместе с тем, хозяйственное освоение территорий приводит к уменьшению видового разнообразия медоносных ресурсов и оскудению медоносной базы (Наумкин, 2010). Согласно прогнозам, почти двум третям видов растений мира грозит исчезновение в течение XXI века (The Gran Canaria Declaration, 2000).

Известно, что состав и продуктивность медоносных ресурсов зависят от географических условий (Аветисян, 1963). Наиболее богатыми в этом отношении являются влажные субтропические области (Ayers, Harman, 1994)). Поэтому изучение медоносных растений в зоне влажных субтропиков, позволяющее ознакомиться с широким спектром их видового разнообразия, изучить опыт использования нетрадиционных для России источников медосбора, являются актуальными.

Цель и задачи исследований:

Целью настоящей работы было: выявление медоносных ресурсов и изучение экологических особенностей их состава, продуктивности и рационального использования в зоне влажных субтропиков.

В задачи исследования входило:

- изучить видовой состав, происхождение, жизненные формы и распределение медоносных ресурсов на исследуемой территории;

- выявить основные виды медоносов, изучить фенологию и способы прогноза их цветения в зависимости от экологических условий;

- определить биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий и возможности его реализации пчелами в исследуемом регионе;

- обосновать способы рационального использования и возможности улучшения медоносной базы.

Научная новизна

Впервые установлен современный видовой состав, изучены географические и экологические особенности распространения медоносных растений на территории нижнего левобережья Миссисипи. Выявлены эндемичные и охраняемые виды медоносов. Составлена классификация медоносов по срокам цветения. Выявлены основные медоносы исследуемой территории, изучены особенности фенологии и обоснованы способы прогноза их цветения по дате зацветания первого вида, передвижному календарю и сумме эффективных температур. Определён биоресурсный

потенциал естественных и культурных медоносных угодий и возможности его реализации пчелами.

Практическая значимость результатов исследований

Предложенные способы прогноза цветения дают возможность определить последовательность и примерные сроки зацветания основных медоносов. Расчёт биоресурсного потенциала медоносных угодий позволяет определить количество пчелосемей для его реализации. Разработанные схемы перевозки пчелосемей на медосбор и многоуровневые припасечные насаждения медоносов увеличивают возможности улучшения и рационального использования медоносной базы. Опыт использования нетрадиционных для России медоносных ресурсов позволяет расширить возможности медосбора. Намеченные перспективные для интродукции и акклиматизации в Россию виды и ■ разновидности медоносов помогут увеличить их видовое разнообразие.

Защищаемые положения:

1. Видовой состав, особенности распространения, фенологии цветения, мёдопродуктивности медоносных растений зависят от географических,' экологических и хозяйственных условий региона.

2. Способы прогноза цветения медоносов по дате зацветания первого вида, передвижному календарю и сумме эффективных температур дают возможность определить последовательность и примерные сроки зацветания основных медоносов.

3. Биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий позволяет увеличить численность пчелосемей в исследуемом регионе более чем в три раза.

4. Схемы перевозки пчёлосемей на разные виды медосбора в зависимости от географического положения территории как основа рационального использования медоносной базы.

Апробация работы

Основные результаты работы представлены на Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН (Москва, 2011г.), III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012г.), V Всероссийской научно-практической конференции «Высокие апитехнологии и апикультура» (Ижевск, 2012г.), IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в АПК» (Москва 2012 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе одна - в издании из списка, рекомендованного ВАК РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций, 1- в материалах конференции, организованной научным журналом из перечня ВАК «Естественные и технические науки».

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и практических рекомендаций. Общий объём работы - 220 страниц машинописного текста. Она содержит 16 таблиц, 36 рисунков, 8 приложений. Список литературы включает 164 источника, в т.ч. 98 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 МЕДОНОСНЫЕ РЕСУРСЫ И ПУТИ ИХ УВЕЛИЧЕНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

(обзор литературы)

Анализ литературных источников по теме исследования показал, что исследователями многих стран были проведены значительные работы, посвященные характеристике видового состава медоносных и пыльценосных растений, фенологии цветения, оценке медоносной базы и путям её улучшения.

Однако в исследуемом регионе этим вопросам уделялось недостаточное внимание: к началу наших исследований видовой состав и биоэкологические особенности медоносных ресурсов не были изучены, основные медоносы и их медоносные свойства не выявлены, методы прогнозов цветения не разработаны, биоресурсный потенциал медоносных угодий и возможности его реализации пчелами не изучены, способы рационального использование медосбора и пути его улучшения не разработаны. Вышеизложенное и послужило основанием для выполнения наших исследований в данных направлениях.

2 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение медоносных ресурсов проводилось в 2009 - 2011 гг. в зоне влажных субтропиков на территории нижнего левобережья Миссисипи в границах одноименного штата, находящегося на юго-востоке США. Основная часть региона располагается на слабохолмистой Береговой равнине в пределах которой выделяется низменная и плоская территория, ограниченная с востока невысокой грядой и именуемая Дельта. Она отличается плодороднейшими чернозёмовидными почвами. Здесь выращивается большая часть сельскохозяйственных культур. На остальной территории развиты краснозёмные, дёрново-карбонатные и дерново-аллювиальные почвы. Широко распространены также болотные почвы. Свыше половины территории штата покрыто лесами, на юге преимущественно сосновыми, на севере — лиственными.

Климат региона типичен для влажных субтропиков: лето — жаркое и влажное на всей территории, кроме северо-востока, зима — теплая, среднеянварская температура от 6 °С на севере до 10 °С на юге. Однако в

результате вторжений полярного воздуха временами наблюдаются заморозки до -1 ... -5 °С, а изредка и большие морозы. Количество осадков возрастает с севера на юг, в среднем составляя около 1300 мм в год. Зимой выпадает небольшое количество снега. В целом, солнечный и жаркий климат региона исследований благоприятен для выращивания теплолюбивых сельскохозяйственных культур: хлопчатника, сои, риса, кукурузы и др. В штате также развито пчеловодство.

Метеорологические показатели в годы выполнения работы характеризовались значительным разнообразием и неравномерностью по годам исследований, что позволило изучить экологические особенности объектов исследований в зависимости от метеофакторов.

Объектами исследований являлись медоносные и пыльценосные растения. Их учёт проводили маршрутным методом (Буренин, Котова, 1984; Кривцов, Лебедев, Туликов, 1999) на каждом из доминирующих медоносных угодий, где закладывали не менее двух-трех маршрутных ходов. При исследованиях видового состава и площадей медоносов были использованы также таксационные описания медоносов в лесных угодьях исследуемого региона (Southeast Mississippi Forest Inventory, 2006). Для количественного учёта древесных и кустарниковых медоносов на маршрутах закладывали пробные площадки 25 - 100 м2 (5 х 5 или 10 х 10 м) в количестве от 10 до 20 через 50-60 шагов. Травянистые медоносные растения учитывали путем подсчёта количества генеративных стеблей по видам на пробных площадках 0,25 - 1,00 м , через каждые 100 м по диагонали.

Виды медоносов определяли по Gleason, Cronquist (1991) и PLANTS Interactive ID Keys. Правильность определения сверяли по образцам гербария Музея естественных наук Миссисипи. Таксономию видов указывали согласно GRIN (USDA, ARS...GRIN). Изучение медоносов сопровождали фенологическими наблюдениями с учетом погодных условий, фаз цветения и их продолжительности, характера взятка.

Для определения нектаропродуктивности растений использовали известный метод смывания (Аветисян, 1982) с последующим химическим определением содержания Сахаров. В зависимости от величины цветков для одной пробы срывали 25-50 крупных цветков, 75 средних или 100 мелких. Полученные данные по сахаропродуктивности одного цветка использовали для определения медопродуктивности 1 га медоноса по формуле (Нестеров и

др, 1988) : * =___—; где А' - общая сахаропродуктивность 1 га медоноса,

кг/га; а - содержание сахара в одном цветке, шт; б - количество цветков на одном растении, шт; в - продолжительность жизни одного цветка, дни- п-количество растений на 1 га медоноса, шт. Медопродуктивность 1* га определяли по коэффициенту трансформации сахара в мед, равному 1,25.

Среднюю цветоносность 1 га травянистых медоносов устанавливали путем подсчета цветков на генеративных стеблях (в среднем по 10—20 стеблям). У древесных и кустарниковых видов подсчёт цветков осуществляли на модельных (средних по таксационным показателям) ветвях с разных мест

изучаемого массива, а общее количество цветков определяли как произведение количества цветков на модельных ветвях на количество ветвей в кроне модельного дерева или куста. Полученные результаты пересчитывали на 1 га, используя данные учётов количества растений соответствующего вида на пробных площадках.

Среднюю продолжительность жизни 1 цветка устанавливали в период отбора проб путем наблюдений за состоянием 10 отмеченных цветков изучаемого вида.

Суммы эффективных температур, необходимые для зацветания основных медоносов, вычисляли путём суммирования количества градусов среднедневной температуры, превышающей пороговую (10°) от начала вегетации до зацветания каждого вида основных медоносов.

Биоресурсный потенциал медоносных угодий определяли путем умножения площади угодий по породам/видам на их медопродуктивность, согласно рекомендациям «Оценка...биоресурсного потенциала ..., 2010». При расчётах фактического медового запаса применяли средний коэффициент использования пчелами медосбора, равный 0,4. Расчет потенциального количества пчелосемей, потребного для полной реализации возможного медосбора, осуществляли, исходя из годовой потребности пчелиной семьи в мёде, составляющей в среднем 90 кг (Буренин, Котова, 1984), и планируемого товарного медосбора - 30 кг.

3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕДОНОСНЫХ РЕСУРСОВ В ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕ

На территории исследуемого региона нами зарегистрировано более 180 видов медоносных и пыльценосных растений 99 родов 41 семейства. В том числе: сем. Астровые/Сложноцветные {Asteraceae Dumort.) — более 39 видов (21% от общего количества видов); сем. Бобовые (Fabaceae Lindl.) - более 20 видов (11%); сем. Розовые (Rosaceae Adans.) - 18 видов (10%); сем. Яснотковые/Губоцветные {Lamiaceae Lindl.) — 9 видов (5%); сем. Падубовые (Aquifoliaceae Lindl.) - 6 видов (3,3%); сем. Гречишные (Polygonaceae Juss.), сем. Кизиловые (Cornaceae Dumort.), сем. Магнолиевые (Magnoliaceae Juss.), сем. Норичниковые {Scrophnlariaceae Juss.), сем. Сумаховые (Anacardiaceae Lindl.) - по 5 видов (2,7%); сем. Бигнониевые (Bignoniaceae Juss.), Сем. Вязовые (Ulmaceae Mirb.), сем. Дербенниковые (Lythraceae St.-Hil.), сем. Ивовые (Salicaceae Mirb.), сем. Тыквенные (Cucurbitaceae Juss.) - по 4 вида (2%); сем. Вербеновые (Verbanacea St.Hil), сем. Вересковые (Ericaceae Juss.), сем. Ластовневые/Ваточниковые {Asclepiadaceae R.Br), сем. Маслиновые {Oleaceae Hoffmgg.), сем. Фиалковые (Violaceae Batsch), Чайные (Theaceae Mirb. ex Ker Gawl.) - по 3 вида (1,5%). Остальные семейства представлены 1-2 видами (1%).

По своему происхождению медоносная флора исследуемого региона распределяется следующим образом: большинство (123 вида или почти 68%) составляют аборигенные виды, 53 (29%) - интродуцированиые из различных

стран света и 6 (3 %) видов, распространенные всесветно. Наибольшая доля аборигенных видов встречается в семействах: Бигнониевые, Вербеновые, Вересковые, Вязовые, Ивовые, Кизиловые, Ластовневые, Магнолиевые, Падубовые, Сумаховые - по 100%; Астровые - 77%, Яснотковые - почти 67%.

Среди жизненных форм медоносной флоры региона деревья составляют 51 вид (28%), кустарники, кустарнички, полукустарники и лианы - 42 вида (23%) и травянистые растения представлены 89 видами (49%).Однолетних видов в целом насчитывается 25 (14%), двухлетних и многолетних видов -157(86%).

Изучаемые растения в регионе исследований распределяются неравномерно. Основная масса - 103 вида (55% всех зарегистрированных нами медоносов) распространены по всей территории региона, 25 видов -(14%) в северной части, 36 (20%) - в южной части, 7 (4%) - в центральной части, 10 видов (5%) - в восточной части, 3 вида (2%) - в западной части. Относительно малое количество видов медоносов в восточной, западной и центральной частях объясняется, очевидно, тем, что территория региона сильно вытянута в направлении с севера на юг.

Медоносная флора исследуемого региона отличается высоким эндемизмом. В число эндемиков входят и зарегистрированные нами медоносные растения: магнолия длиннозаостренная - Magnolia acuminate (L.) L., M. крупнолистная - M. macrophylla L., M. крупноцветковая - Magnolia grandljlora L., M. виргинская - M. virginiana L., клайтония виргинская-Claytonia virginica L., виды горцев - Polygonum spp., фиалок - Viola spp., ив -Salix spp., клетры - Clethra spp., ежевики - Rubus spp:, дикой сливы и вишни-Prunus spp., боярышника - Crataegus spp., липа американская - Tilia americana L., гледичия трехколючковая - Gieditsia triacanthos L., робиния лжеакация -Robinia pseudacacia L., клен сахаристый - Acer saccharum L., конский каштан американский - Aesculus glabra Willd., катальпа северная - Catalpa speciosa (Warder), нисса болотная - Nyssa biflora Walter, виды пенстемона - Penstemon spp., золотарника - Solidago spp., астр - Symphyotrichum spp., посконника -Eupatorium spp., ваточника Asclepias spp., а также пыльценос - вяз крыловаточерешковый - Ulmus alata Michx.

Многие эндемичные виды занесены в Красную книгу как редкие или находящиеся под угрозой исчезновения: астры Symphyotrichum concolor, S. divaricatum, S. dumosum, S. ericoides, S. novae-angliae, S. pilosum, S. praealtum, S. racemosum и др., некоторые виды бакхарисов - Baccharis spp., ваточник туберозовый - Asclepias tuberosa L., магнолия длиннозаостренная - Magnolia acuminata (L.), M. крупнолистная — hi. macrophylla L. A виды астр: Symphyotrichum dumosum, S. ericoides, S. novae-angliae, S. pilosum, S. praealtum var. praealtum, S. racemosum, a также вернония пучковая - Vernonia fasciculata Michx., гелениум осенний - Helenium autumnale L. нисса водная - Nyssa aquatica L., кроме того, признаны неотъемлемой (охраняемой) частью болотных экосистем региона.

По месту произрастания зарегистрированные нами растения делятся на: медоносы лесных угодий - 79 видов (37% всех видов), медоносы лесополос, озеленительных и декоративных насаждений - 54 вида (24%), полевые и кормовые медоносы - 20 видов (9%), медоносы лугов, пастбищ и заболоченных угодий - 53 вида (24%), садово-ягодные медоносы - 9 видов (4%) и медоносы овощных участков и бахчей - 4 вида (2%).

Всего в культуре в той или иной степени возделывается более 87 видов медоносов из 57 родов 35 семейств. Большинство же видов (более 60%) представлено только в дикорастущем состоянии, в основном, на лесных угодьях.

Подавляющее большинство медоносных растений - 118 видов (более 63% от всех зарегистрированных) цветет весной и ранним летом. В то время как в летний и позднелетний периоды число цветущих видов существенно сокращается до 24 (13%) и 7 (4%) соответственно, что тесно связано с климатическими условиями влажных субтропиков, где на июль и август приходятся самые высокие температуры воздуха, неблагоприятные для цветения и выделения нектара растениями. Растянутый период цветения имеет всего 17 видов (9%), которые обеспечивают поддерживающий взяток в малонектарный период. Поскольку градации времен года в исследуемом регионе сдвинуты, примерно, на 2 месяца назад, по сравнению со средними широтами, условия для продуктивного медосбора в исследуемом регионе могут создаваться уже с середины февраля (в южной части) при зацветании гречишного дерева и вики мохнатой и продолжаться до октября-ноября при обильном цветении золотарника, бакхариса и астр, а в особо благоприятных условиях — и до декабря.

По характеру использования взятка пчелами среди зарегистрированных нами растений 7 видов относятся к нектароносам, 10 - к пыльценосам, остальные - к нектаро-пыльценосам.

4 ОСНОВНЫЕ МЕДОНОСЫ ИССЛЕДУЕМОГО РЕГИОНА И ИХ БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Основу кормовой базы регионального пчеловодства составляют более 25 видов медоносных растений, имеющих наибольшее распространение, характеризующихся доступностью и обилием нектара, хорошо посещающаемые пчелами, обеспечивающие получение товарного меда.

Подавляющее большинство (80%) основных медоносов имеют аборигенное происхождение и распространены на всей исследуемой территории, относительное большинство (36%) - деревья, 28% -кустарники и лианы, 36% - травянистые растения.

По срокам цветения (табл. 1) к ранневесенним видам среди основных медоносов относятся 2 вида (8%) основных медоносов, к весенним - 7 (28%), раннелетним - 6 (24%), летним - 6 (24%), позднелетним - 2 (8%) и осенним - 2 вида (8%).

Таблица 1 - Средние сроки и продолжительность цветения основных

Виды медоносов

Ранневесенние: Гречишное дерево - Cliftonia monophylla (Lam.) Britt. Ежевика - Rubus spp.

Весенние: Вика мохнатая - Vicia villosa Roth Падуб кожистый - Ilex coriacea (Pursh) Белая акация/робиния псевдоакация - Robinia pseudoacacia L Тюльпанное дерево - Liriodendron tulipifera L. Падуб чайный -Ilex vomitoria Aitón Бирючина китайская - Ligustrum sinense Lour. Берхемия лазящая - Berchemia scandens (Hill) К. Koch

Раинелетние: Клевер белый / ползучий - Trifolium repens L. Падуб гладкий - Ilex glabra (L.) A. Gray Сумах укореняющийся - Rhus/Toxicodendron radicans L. Цирилла болотная - Cyrilla racemiflora L. Оксидендрум древовидный - Oxydendrum arboretum (L.) Сальное дерево -Triadica sebifera (L.) Small Летние:

Виноградовник древовидный -Ampélopsis arboreaÇL.) Хлопчатник волосистый - Gossipium hirsutum L. Сумах гладкий - Rhus glabra L. Вербена пурпурная - Verbena bonariensis L. Соя культурная - Glycine max (L.) Merr. Горец перечный - Polygonum hydropiper L.

Поздиелетнне: Гелениум /фенхель узколист.- Helenium amarum (Raf.) Золотарник - Solidago spp.

Осенние: Астры - Symphyotrichum spp. Бакхарис лебедолистный - Baccharis halimifolia L.

Сред дата нач. цвете ния От-клон дн. Сред, дата оконч цвете ния Orraca i Дн. Сред, про-долж., дн.

2 3 4 5 6

13.02 ±4 8.04 ±4 54±4

10.03 ±5 26.04 ±4 47±5

20,03 ±5 23.04 ±5 44±5

3.04 ±4 22.04 ±4 19±4

7.04 ±3 18.04 ±_4 12±3

10.04 ±5 30.05 ±8 50±6

15.04 ±8 1.05 ± 10 16±9

20.04 ±8 5.05 ±8 15±8

21.04 ±.7 7.05 ±7 16±7

5.03 ±.4 1.07 ±3 117±3

2.05 ±3 18.05 ±5 16±4

5.05 ±8 20.05 ±8 15±8

29.05 ±2 30.06 ±2 32±2

30.05 ±4 17.07 ±3 48±3

6.06 ±5 25.06 ±5 20±5

5.06 ±2 1.08 ± 1 56±2

5.06 ±4 28.08 ±5 84±4

10.06 ±8 15.08 ± 14 66±11

22.06 ±5 15.09 ±11 85±8

30.06 ±2 1.09 ±2 63±2

5.07 ±3 25.09 ±4 82±3

10.08 ±3 30.09 ±2 52±3

1.09 ±.6 15.10 t 14 45±10

27.09 ±7 3.12 ±5 67±6

1.10 110 20.10 ±9 20±9

------------------------л 1 им плп ипип М!СШрИИ ПО ср<

осуществляли по большему периоду, на который падал срок цветения вида.

У большинства видов основных медоносов, цветущих весной и ранним летом, наблюдается прямая зависимость начала цветения от широты местности: на севере исследуемой территории цветение наступает (в среднем на 14 дней) и заканчивается (более чем на 15 дней) позже, чем на юге. Однако у 7 видов, цветущих в летний и позднелетний период, наоборот - на севере цветение начинается в среднем на 21 и заканчивается на 24 дня раньше, чем на юге, что связано с очень высокими температурами в субтропиках в это время, неблагоприятными для выделения нектара. Некоторые основные медоносы присутствуют, в основном, в северной (оксидендрум древовидный), другие (падубы: гладкий, кожистый; гречишное дерево и цирилла болотная), - только в южной частях исследуемого региона, что тоже, очевидно, связано с различием экологических (температурных) требований для произрастания и, соответственно, цветения и опыления.

Отмеченная зависимость сроков цветения от широты местности в исследуемом регионе создает благоприятные условия для пчеловодства: удлиняется взяток с одних и тех же видов медоносных растений, что делает выгодным использование кочевого пчеловодства, повышающего мёдопродуктивность пчелиных семей.

В среднем сезон медосбора в исследуемом регионе начинается 13 февраля (с отклонениями ± 4 дня), когда первым зацветает гречишное дерево, а заканчивается 3 декабря (с отклонениями ± 5 дней), когда прекращают цвести астры в связи с первыми морозами.

Средняя продолжительность периода цветения отдельных видов основных медоносов в исследованном регионе колеблется в широких пределах: от 12+3 дня (у робинии псевдоакации) до 117+3 дня (у клевера белого/ползучего). Колебания продолжительности периода цветения отдельных видов медоносов в зависимости от условий конкретного сезона могут составлять от + 2 (у сои и цириллы болотной) до + 11 дней (у сумаха гладкого). Наиболее короткий период цветения отмечен у весенних медоносов: например, берхемия лазящая, бирючина китайская, падубы и др., наиболее продолжительный - для летних и позднелетних медоносов (горец перечный, соя, хлопчатник и др.) или имеющих растянутый период цветения (клевер белый/ ползучий, вербена пурпурная и др.).

Начало активного периода в жизненном цикле медоносных пчел в исследуемом регионе совпадает с началом цветения ольхи оленьей, которая может служить ориентиром для определения последовательности и расчета примерных сроков зацветания основных видов медоносных растений. Согласно проведённым нами учетам, первый продуктивный ранневесенний медонос - гречишное дерево - зацветает в среднем на 29-й день после зацветания ольхи, клевер белый - на 49-й, робиния лжеакация - на 82-й, а зацветания наиболее продуктивного медоноса - тюльпанного дерева можно с большой долей вероятности ожидать на 85 день после ольхи.

Более детальным методом прогноза сроков зацветания медоносных растений является составление «передвижного» календаря цветения, основанного на расчете длительности промежутков между средними сроками

зацветания медоносов, следующими непосредственно друг за другом. Поскольку учитываются промежутки между соседними сроками цветения медоносов, погодные флуктуации могут оказать на них существенно меньшее влияние, и предсказание может быть гораздо точнее. Нами составлен такой календарь для условий исследуемого региона, согласно которому, определив дату зацветания исходного вида, служащего ориентиром - ольхи оленьей, можно определить ожидаемые сроки начала цветения других медоносов. Для этого к дате зацветания ольхи или следующих за ней видов нужно прибавлять средние промежутки до начала цветения интересующего вида.

Однако наиболее надежным является прогнозирование сроков зацветания медоносов по сумме эффективных температур, поскольку между ними существует прямая связь. Нами проведены учеты накопления и вычислены средние суммы эффективных температур (выше 10°С), необходимые для зацветания медоносных растений в исследуемом регионе, согласно которым возможно делать краткосрочные (за 3—5 дней) прогнозы начала цветения медоносов.

5 ПРОДУКТИВНОСТЬ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕДОНОСНЫХ РЕСУРСОВ В ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕ

Медоносная ценность отдельных растений и угодий определяется количеством нектара, а точнее - сахара в нектаре, выделенного цветками за период их цветения. Проведенные нами исследования показали, что у различных видов медоносов содержание сахара в нектаре цветков колеблется в широких пределах: от 0,10 мг на один цветок у виноградовника древовидного до 5,07 мг - у тюльпанного дерева. Среди наиболее сахароносных цветков также робиния псевдоакация (2,57 мг/цветок), ежевика (1,60), вербена пурпурная (0,98), оксидендрум древовидный (0,84), среди наименее сахаристых - клевер белый / ползучий (0,12), соя культурная (0,13), гелениум/фенхель узколистный (0,18 мг/цветок).

Наибольшей сахаропродуктивностью в расчете на 1га угодий в регионе исследований обладают тюльпанное дерево - 665,7 кг/га и робиния псевдоакация - 460,4 кг/га, наименьшей - виноградовник древовидный - 6,3 кг/га и цирилла болотная - 12,7 кг/га.

Однако для практического пчеловодства важно не столько содержание сахара в нектаре, сколько потенциальное количество меда, которое можно получить с 1 га медоноса за время его цветения, т.е. потенциальная медопродуктивность угодий. Расчёты показали, что наибольшей мёдопродуктивностью обладают: тюльпанное дерево - 832,1 кг/га и робиния псевдоакация - 575,5 кг/га, наименьшей - виноградовник древовидный -7,9 кг/га и цирилла болотная - 15,9 кг/га.

Чтобы получить объективные данные о ценности медоносной базы пчеловодства, необходимо оценить угодья не только с качественной, но и с количественной стороны. Территория исследуемого региона в значительной степени (64% общей площади) покрыта лесами. Большую часть лесной

площади (53%) занимают твердолиственные и смешанные леса, наиболее богатые в медоносном отношении. Сельхозугодья сосредоточены, в основном, в северо-западной и северо-восточной частях региона, где более плодородные почвы и более благоприятные климатические условия. Большая часть сельхоземель (58%) занята медоносными культурами, более 56% из них занимают соя (580 тыс. га) и хлопчатник (445 тыс. га). На долю остальных культурных медоносов приходится менее 2% сельхозземель.

Площади медоносов и их потенциальная мёдопродуктивность определяют биоресурсный потенциал медоносных угодий (табл. 2). Одной из самых перспективных пород для пчеловодства не только по занимаемой площади (65,8 тыс. га), но и по наибольшему биоресурсному потенциалу (37835 т) среди естественных медоносов является робиния лжеакация.

Таблица 2 - Биоресурсный потенциал и фактический медовый запас

основных естественных медоносов в исследуемом регионе

Виды медоносов Площадь, тыс. га* Мёдопродуктивность, кг/га Биоресурсный потенциал (Брп), т Факт, медовый запас, (0,4Брп), т

Древесные:

Белая акация/робиния псевдоакация 65,8 575 37835 15134

Оксидендрум древовидный 35,3 79 2789 1115

Тюльпанное дерево 19,6 707 13857 5543

Сальное дерево 33,1 122 4038 1615

Гречишное дерево 28,8 21 603 241

Цирилла болотная 20,1 16 322 129

Кустарниковые:

Бакхарис лебедолистный 9,2 40 368 147

Виноградовник древовидный 5,1 8 41 16

Бирючина китайская 6,3 86 542 217

Падубы: гладкий, чайный, кожистый 4,4 92 405 162

Сумахи: укореняющийся, гладкий 11,2 98 1098 439

Берхемия лазящая 3,6 19 68 27

Др. кустарники: ежевика, боярышник.... 2,3 34 78 31

Травянистые:

Астры 9,1 48 437 175

Золотарник 7,3 135 985 394

Вербена пурпурная 5,8 18 104 42

Горец перечный 6,8 109 741 296

Др. травянист.: гелениум, посконник, тысячел. 4,5 38 171 68

Итого 278,3 - 64482 25791

* по данным Southeast Mississippi Forest inventory

Большим биоресурсным потенциалом обладают также тюльпанное дерево (13857 т), оксидендрум древовидный (2789 т) и сальное дерево (4038 т). Наименьшим биоресурсным потенциалом среди древесных пород обладают гречишное дерево (603 т) и цирилла болотная (322 т).

Среди кустарников наибольшим биоресурсным потенциалом в исследуемом регионе обладают сумахи: укореняющийся, гладкий (1098 т), среди травянистых - золотарник (985 т), наименьшим - виноградовник древовидный (41 т) и берхемия лазящая (68 т).

Таким образом, естественные медоносные угодья исследуемого региона обладают солидным биоресурсным потенциалом - 64482 тонн (табл. 2).

Среди культурных медоносов в регионе исследований наибольшим биоресурсным потенциалом (табл. 3) обладают соя и хлопчатник (14442 т и 34799 т соответственно), наименьшим - плодовые (11 т) и ягодники (15 т), а, в целом, сельскохозяйственные угодья обладают большим биоресурсным потенциалом - 50728 т, хотя и несколько меньшим (почти в 1,3 раза), чем естественные медоносы.

Сложение биоресурсных потенциалов естественных и культурных угодий показывает, что исследуемый регион обладает очень большим медоносным потенциалом - 115210 т.

Таблица 3 - Биоресурсный потенциал и фактический медовый запас основных сельскохозяйственных угодий в исследуемом регионе

Виды медоносов Площадь, тыс. га* Медопро дуктив-ность, кг/га Биорес урсный потенциал (Брп), т Фаю:, медовый запас, [0,4Брп), т

Соя 580,0 24,9 14442 5777

Хлопчатник 445,0 78,2 34799 13919

Вика 11,5 81,6 938 375

Ягодники (голубика, мускадин, клубника, черника) Бахчевые (тыква, дыня, арбуз) 0,9 0,6 16,5** 26,6** 15 16 6 6,5

Плодовые (персик, яблоня) 0,5 22,5** 11 4,5

Пастбища: клевер белый 4,6 103,5 476 190

Сенокосы: клевер белый и др. 0,3 103,5 31 12

Итого 1043,4 - 50728 20290

* по данным Crops and Commercial Horticulture и Johnson et al. (20021 по данным Ayers, Harman( 1994).

Однако медоносные пчелы не могут полностью использовать этот потенциал из-за погодных условий, межвидовой конкуренции, фтиояогических и других причин. В среднем, пчелы могут использовать около 40% выделяемого растениями нектара.

Расчёты показали (табл. 2), что наибольший фактический медосбор среди естественных медоносов могут дать те же виды, которые обладают наивысшим ресурсным потенциалом, а именно: робиния псевдоакация (15134 т) и тюльпанное дерево (5543 т), наименьший - виноградовник древовидный (16 т) и берхемия лазящая (27 т), а общий объем возможного медосбора с естественных угодий в исследуемом регионе составляет 25791 т.

Наибольший фактический медосбор среди культурных медоносов могут дать: соя (5777 т) и хлопчатник (13919 т), наименьший - плодовые (4,5 т) и ягодники (6 т), а общий объем возможного медосбора с сельскохозяйственных угодий в исследуемом регионе составляет 20290 т (табл. 3), т.е. в 1,3 раза меньше, чем медосбор с естественных медоносов.

Сложение объемов возможного медосбора с естественных и культурных угодий показывает, что исследуемый регион обладает огромным общим медовым запасом - 46081 т.

Вместе с тем, для правильного использования кормовой базы пчеловодства необходимо иметь сведения о том, как этот медовый запас распределяется по периодам пчеловодного сезона (т.е. по времени цветения медоносов) и по местам сбора в регионе (т.е. в пространстве), чтобы рассчитать количество пчелосемей, потребное для использования медосбора. Для этого фа!сгический медовый запас по видам медоносов делили на 120 кг (средняя годовая потребность пчелиной семьи в мёде - 90 кг плюс планируемый товарный медосбор - 30 кг) и распределяли по времени цветения медоносов. Данные представлены на рисунке.

Как видно из рисунка, при реализации медосбора с естественных медоносов наибольшее количество пчелосемей требуется для робинии псевдоакации (126116) и тюльпанного дерева (46191), наименьшее - для виноградовника древовидного (133) и берхемии лазящей (225), а для полной реализации всего медового запаса основных естественных медоносов в исследуемом регионе требуется 214920 пчелосемей.

При реализации медосбора с сельскохозяйственных медоносов наибольшее количество пчелосемей требуется для сои (48140) и хлопчатника (115991), наименьшее - для плодовых (37) и ягодных культур (50), а для реализации всего медового запаса сельскохозяйственных медоносов в исследуемом регионе требуется 169087 пчелосемей, т.е. почти в 1,3 раза меньше, чем для естественных медоносов.

В сумме, для реализации возможного медосбора с основных естественных и сельскохозяйственных медоносов в исследуемом регионе требуется 384007 пчелосемей. В настоящее время общая численность пчелосемей в регионе доходит до 120 тыс. (Beekeeping, 2010). Таким образом, потенциал увеличения численности пчелосемей в исследуемом регионе составляет 3,2 раза.

Разумеется, сделанные нами расчёты в определённой степени приблизительны, поскольку точные методы выявления объективной

Т-Г--Г--1-Г

июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь

февраль

Рисунок -Распределение пчелосемей для полной реализации медосбора с основных естественных (верх) и сельскохозяйственных (низ) медоносов в течении сезона в регионе исследований

потребности в пчелосемьях ещё не разработаны. Тем не менее, наши расчёты позволили оценить примерный объём медоносных ресурсов в изучаемом регионе и определить наиболее уязвимые места обеспечения медосбора. Они также выявили основную проблему несоответствия медоносных ресурсов имеющейся численности пчелосемей и наметить пути её решения.

Согласно данным рисунка, потребность в пчелиных семьях для медосбора в регионе исследований распределяется в течение сезона очень неравномерно и по разному у естественных и сельскохозяйственных медоносов. Для медосбора с естественных медоносов наибольшее количество пчелосемей требуется в весенний период: со второй недели апреля для медосбора с робинии лжеакации и до конца мая для медосбора с тюльпанного дерева (более 172 тыс.). Затем, с конца мая - начала июня до середины второй декады июня - для медосбора с сального дерева и до середины июля - для медосбора с оксидендрума древовидного - потребность в пчелиных семьях уменьшается почти в 8 раз (до 22 тыс.). В остальные периоды потребность в пчелах для реализации медосбора находится в пределах нескольких тысяч пчелосемей. В осенний и позднеосенний периоды сезона до некоторой степени обеспечивают поддерживающий медосбор такие мёдопродуктивные виды как золотарник, горец, астры и бакхарис.

Для реализации медосбора с сельскохозяйственных медоносов наибольшее количество пчелосемей требуется в летний и позднелетний периоды: с середины первой декады июня для медосбора с хлопчатника и с начала июля для медосбора с сои и до конца августа (более 160 тыс.). В остальные периоды потребность в пчелосемьях не превышает 5 тыс. В осенний период в регионе исследований практически нет сельскохозяйственных медоносных культур.

Полученные данные имеют важное практическое значение. Они позволяют определить оптимальные сроки наращивания силы пчелиных семей к зацветанию растений, имеющих наибольший медоносный запас, и тем самым возможность получить максимальное количество товарной продукции.

Подобные особенности медосбора на определенных территориях принято называть «типом взятка». Таким образом, в исследуемом регионе складываются три основных типа взятка: в весенний период - робиниево-тюльпанодеревный, в раннелетний период - оксидендрумно-сальнодеревный (на лесных угодьях) и в летний-позднелетний период - соево-хлопчатниковый (на сельхозугодьях). Причем, робиниево-тюльпанодеревный складывается больше в южной части территории, а соево-хлопчатниковый - больше в северной. К тому же, сроки цветения одних и тех же видов медоносных растений в северной и южной частях региона могут различаться на 5-20 дней в зависимости от того, как далеко на севере или юге данные виды произрастают.

Поскольку периоды цветения основных медоносных растений нередко перекрывают друг друга, это дает возможность создавать цветочный конвейер и, при правильной его организации и рациональном использовании, обеспечивать наличие постоянного взятка в условиях исследуемого региона.

Учитывая вдвое большую протяженность региона с севера на юг, чем с востока на запад (лаг в пространстве), соответствующую разницу в сроках цветения одних и тех же видов медоносов (лаг во времени), а также различие в распространении некоторых видов: только на севере или на юге, наиболее полно использовать имеющуюся медоносную базу возможно только путем организации кочевой системы медосбора.

На основании проведённых исследований нами предложены две схемы кочевой организации медосбора: для северных и для южных районов исследуемого региона. Обе схемы включают по три кочёвки пчелосемей за сезон.

Первая схема предложена для северной части исследуемого региона. Она исходит из более раннего (до 20 дней) начала цветения ранневесенних медоносов в южной части. Для более раннего развития пчелиных семей в сезоне, и, следовательно, и более быстрого наращивания их силы к главному медосбору, рекомендуется весенняя кочёвка в южную часть региона на лесные древесные медоносы и пыльценосы: поддерживающие (ольха, клёны, багряник и др.) и продуктивные (гречишное дерево, робиния, тюльпанное дерево, сальное дерево, оксидендрум древовидный и др.). Затем, при зацветании основных сельскохозяйственных медоносов (хлопчатник, соя), расположенных большей частью на севере, пчелосемьи возвращают назад в северную часть региона для медосбора и опыления сельскохозяйственных культур. По окончании цветения культурных медоносов пчелосемьи перевозят на естественные кустарниковые и травянистые медоносы: золотарник, горец, фенхель, астры, бакхарис и др., произрастающие в этой же части региона, для осеннего наращивания численности пчел в зиму.

Вторая схема, предложенная для южной части региона, предполагает в начале сезона использование местных ранневесенних и весенних медоносов, перечисленных выше. Затем, при зацветании основных сельскохозяйственных медоносов (хлопчатник, соя) в северной части региона, пчелосемьи перевозят туда для медосбора и опыления указанных культур. По окончании цветения культурных медоносов пчелосемьи перевозят на естественные кустарниковые и травянистые медоносы: золотарник, горец, фенхель, астры, бакхарис и др., которые в северной части начинают цвести раньше, чем в южной. Поздней осенью, при зацветании этих же видов в южной части региона, пчелосемьи возвращают назад для осеннего наращивания численности пчел в зиму.

Хотя проведённые исследования показали, что исследуемый регион обладает обширной и разнообразной медоносной базой, однако в ней имеются и определённые проблемы. Так, наиболее распространённый и один из самых продуктивных основных медоносов региона - робиния лжеакация - имеет короткий период цветения - всего около 10 дней. Другой основной медонос -тюльпанное дерево, самое медоносное из всех субтропических культур, недостаточно представлен во многих древесных сообществах региона. А основная проблема - недостаточное количество поздноцветущих осенних медоносов в ответственный период после отцветания сои, когда корма

особенно необходимы для наращивания пчел, идущих в зиму. Поэтому возникает необходимость в оптимизации кормовой базы исследуемого региона.

Для решения проблемы с робинией лжеакацией обнадеживающими являются сведения о присущей данному виду большой генетической изменчивости. Получены разновидности, которые начинают цветение на месяц или даже два позднее, чем в среднем, а также разновидности, у которых сам период цветения более протяженный. К тому же эти разновидности имеют более мягкие цветки, которые пчёлы часто предпочитают за более легкий доступ к нектарникам. Имеются также разновидности, обильно цветущие к третьему году посадки из семени ((Dalby, 2004).

Для решения проблемы с осенними медоносами выходом может быть использование так называемой многослойной посадки (Ayers, Нагтап, 1994), где используется выращивание травянистого слоя со слоем частичного кустарникового полога. В качестве перспективных видов поздноцветущих осенних медоносов для многоуровневых припасечных посадок в исследуемом регионе могут служить из травянистых однолетников: виды гелениума/фенхеля, лиатрис, фиалок, из многолетников: астры, золотарник, дербенник крылатый, недотрога, череда, топинамбур, тысячелистник, цикорий, из кустарниковых: бакхарисы, микания ползучая.

Характеризуя медоносную флору исследуемого региона в целом, следует отметить, что она напоминает таковую районов влажных субтропиков России (Прогунков, 2004; Пиньковский и др., 2011). Поэтому, проведённые нами исследования медоносов богатого в видовом отношении региона позволяют наметить перспективные для интродукции и акклиматизации в России виды в целях обогащения её медоносной базы. В связи с этим, необходимо шире интродуцировать и разводить такие изученные нами высокопродуктивные и декоративные виды как оксидендрум древовидный, самый мёдопродуктивный вид - тюльпанное дерево, а также новые разновидности робинии лжеакации для расширения сроков сбора высокачественного акациевого меда в стране.

Необходимо также шире внедрять опыт использования нетрадиционных для России источников медосбора, таких как соя.

ВЫВОДЫ

1. Видовой состав медоносных и пыльценосных растений исследуемого региона включает более 180 видов 99 родов 41 семейства, что в 3,7 раза больше, чем по данным других авторов, и, в целом, напоминает таковой районов влажных субтропиков России. Наиболее многочисленными являются семейства: Астровые /Сложноцветные (Asteraceae Dumort.) - более 39 видов; Бобовые (Fabaceae Lindl.) - более 20 видов; Розовые (Rosaceae Adans.) - 18 видов. Большинство (68%) составляют аборигенные виды, 29% - интродуци-рованные, 3% - распространенные всесветно. Почти половина видов (49%) -

травянистые медоносы, древесные - 28%, кустарниковые - 23%; однолетние 14%, двухлетние и многолетние - 86% от всех зарегистрированных.

2. Медоносные растения распределяются по региону исследований неравномерно. Основная масса видов (55%) распространена по всей территории, 14% - только в северной части, 20% - в южной, 4% - в центральной, 5% - в восточной, 2% - в западной части, что объясняется, очевидно, сильной вытянутостью территории с севера на юг. Медоносная флора региона отличается высоким эндемизмом. Многие эндемичные виды являются редкими, находятся под угрозой исчезновения или признаны неотъемлемой (охраняемой) частью болотных экосистем региона.

3. Наибольшее число видов (более 37%) составляют медоносы лесных угодий, медоносы лесополос, озеленительных и декоративных насаждений -24%, полевые и кормовые медоносы - 9%, медоносы лугов, пастбищ и заболоченных угодий -24%, садово-ягодные - 4% и медоносы овощных участков и бахчей 2%. Всего в культуре возделывается более 87 видов медоносов из 57 родов 35 семейств, большинство же (более 60%) видов представлено только в дикорастущем состоянии. Большая часть (63%) медоносных растений в регионе цветет весной и ранним летом. Летом и поздним летом число цветущих видов существенно сокращается: до 13% и 4% соответственно, из-за неблагоприятных для выделения нектара высоких температур. 7 видов являются нектароносами, 10 - пыльценосами, остальные - нектаро-пыльценосами.

4. Основу кормовой базы регионального пчеловодства составляют более 25 видов медоносов, имеющих наибольшее распространение, характеризующихся обилием нектара, дающих товарный мёд. 36% из них -деревья, 28% — кустарники и лианы, 36% - травянистые растения. Подавляющее большинство (80%) из них составляют аборигены, распространенные на всей исследуемой территории.

5. Большинство (60%) основных медоносов цветут весной и ранним летом, причём начало их цветения зависит от широты местности: на севере территории оно наступает позже, чем на юге. У 7 видов, цветущих летом и поздним летом, — наоборот, очевидно, из-за высоких температур на юге в это время, неблагоприятных для выделения нектара. По той же причине в южных районах период цветения, в среднем, короче, чем в северных. Средняя продолжительность периода цветения основных медоносов колеблется в широких пределах: от 12+3 дня (у робинии псевдоакации) до 117+ 3 дня (у клевера белого). Наиболее короткий период цветения - у весенних медоносов.

6. Ориентиром для начала расчетов сроков зацветания основных медоносов может служить ольха оленья. Составление «передвижного» календаря, учитывающего промежутки между соседними сроками цветения медоносов, позволяет предсказать их более точно, но наиболее надежным является прогнозирование сроков зацветания медоносов по сумме эффективных температур.

7. Сахаристость нектара у разных видов медоносов колеблется от 5,07 мг/цветок у тюльпанного дерева до 0,10 мг/цветок у виноградовника

древовидного. Наибольшей мёдопродуктивностью обладают: тюльпанное дерево - 832,1 кг/га, наименьшей - виноградовник древовидный - 7,9 кг/га. Занимаемая площадь и потенциальная мёдопродуктивность определяют биоресурсный потенциал медоносных угодий. Естественные угодья исследуемого региона обладают наибольшим биоресурсным потенциалом -64482 т, в т.ч. робиния лжеакация - 37835 т и тюльпанное дерево - 13857 т. Биоресурсный потенциал сельхозугодий в 1,3 раза меньше естественных -50728 т, в т.ч. соя - 14442 т, хлопчатник - 34799 т. Фактический медовый запас естественных угодий составляет 25791 т, в т.ч. робинии лжеакации - 15134 т и тюльпанного дерева - 5543 т; сельхозугодий - 20290 т, в т.ч. сои - 5777 т, хлопчатника - 13919 т.

8. Для сбора всего медового запаса с основных естественных медоносов в исследуемом регионе требуется 214920 пчелосемей, в т.ч. с робинии лжеакации - 126116 и тюльпанного дерева — 46191, с сельхозугодий - 169087 пчелосемей, в т.ч. с сои - 48140 и хлопчатника - 115991, а со всех угодий вместе — 384007 пчелосемей. Потребность в пчелосемьях для медосбора в течение сезона в регионе распределяется неравномерно. Наибольшее количество пчелосемей для естественных медоносов требуется в весенний период, для культурных медоносов - в летний и позднелетний периоды. В осенний период естественных медоносов недостаточно, а культурных нет вообще.

9. В исследуемом регионе складывается три основных типа взятка: весной - робиниево-тюльпанодеревный, ранним летом - оксидендрумно-сальнодеревный (на лесных угодьях) и в летний-позднелетний период - соево-хлопчатниковый (на сельхозугодьях). Причем, робиниево-тюльпанодеревный складывается больше в южной части территории, а соево-хлопчатниковый -больше в северной.

10. Учитывая вдвое большую протяженность региона с севера на юг, чем с востока на запад (лаг в пространстве), соответствующую разницу в сроках цветения одних и тех же видов медоносов (лаг во времени), а также различие в распространении некоторых видов: только на севере или на юге, полноценно использовать имеющуюся медоносную базу возможно только путем организации кочевой системы медосбора.

11. Наиболее рациональными для исследуемого региона являются две схемы кочевой системы медосбора. Для северной части: ранневесенняя кочёвка пчелосемей на юг на лесные древесные пыльце/медоносы, возвращение в начале лета на север для медосбора и опыления хлопчатника и сои, по окончании их цветения - перевозка на естественные кустарниковые и травянистые медоносы в этой же части региона. Для южной части: в начале сезона использование более раннего, чем на севере, цветения местных медоносов, в середине сезона - перевозка на север для медосбора и опыления хлопчатника и сои, по окончании цветения которых - перевозка на естественные кустарниковые и травянистые медоносы в этой же части региона и поздней осенью - возвращение на юг.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для определения сроков зацветания медоносных растений в регионе рекомендуется использовать передвижной календарь цветения или таблицу сумм эффективных температур.

Для более полного использования медоносной базы региона использовать кочёвку пчелиных семей в северных районах по схеме №1, для южных - по схеме №2.

Для решения проблемы недостаточного количества поздноцветущих осенних медоносов использовать многоуровневые припасечные посадки гелениума, лиатриса, фиалок, астр, золотарника, дербенника крылатого, недотроги, череды, топинамбура, тысячелистника, цикорий, бакхарисов, микании.

Для расширения контингента продуктивных медоносов в России шире интродуцировать и разводить оксидендрум древовидный, тюльпанное дерево, новые разновидности робинии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

К Костылева E.H. Важнейшие медоносные растения Нижнего Левобережья Миссисипи / E.H. Костылева // Материалы III Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН- М: РУДН, 2011С.31-33.

2. Костылева E.H. Географические особенности состава и биоэкологических свойств медоносных ресурсов / E.H. Костылева, Ю.И. Житин // Вестник Воронежского государственного аграрного университета.- 2011. - № 4 (31).- С. 33-37.*

3. Костылева E.H. Состав и распределение ресурсов медоносных растений в условиях влажных субтропиков/Е.Н. Костылева, Ю.И. Житин //Проблемы современной биологии: Материалы III Международной научно-практической конференции (19.01. 2012). -М.: Спутник+, 2012,- С. 165-166.

4. Костылева E.H. Медоносные ресурсы в условиях влажных субтропиков/ E.H. Костылева // Инновационные процессы в АПК: Сборник статей IV Международной научно - практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов. Москва, 11-13 апреля 2012 г. - М: РУДН, 2012. - С. 63-65.

5. Костылева E.H. Видовое разнообразие медоносных растений как индикатор экологической роли медоносной пчелы / E.H. Костылева // Апидология и пчеловодство. Выпуск 4. - Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2012. С. 170-176.

* Издание из списка, рекомендованного ВАК РФ.

Подписано в печать 23.04.2012 г. Формат 60х80'/|б. Бумага кн.-журн.

Усл. п.л. 1,0. Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ № 6060. Типография ФГБОУ ВПО ВГАУ 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата сельскохозяйственных наук, Костылева, Елена Николаевна, Воронеж

61 12-6/531

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I»

На правах рукописи

КОСТЫЛЕВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

МЕДОНОСНЫЕ РЕСУРСЫ ВЛАЖНЫХ СУБТРОПИКОВ

Специальность: 03.02.14 - биологические ресурсы

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ю.И. Житин

Воронеж-2012 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................4

1 МЕДОНОСНЫЕ РЕСУРСЫ И ПУТИ ИХ УВЕЛИЧЕНИЯ

И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (обзор литературы)......................8

1.1 Медоносные и пыльценосные растения и их значение...............................8

1.2 Сроки цветения и методы определения нектаропродуктивности..................10

1.3 Нектар и факторы нектаропродуктивности.............................................12

1.4 Пыльца и факторы пыльцевыделения....................................................17

1.5 Оценка местности в медоносном отношении...........................................18

1.6 Учёт медоносных ресурсов и состояние кормовой базы пчеловодства в исследуемом регионе.............................................................................19

1.7 Тенденции в развитии медоносной базы и пути её улучшения.....................21

2 ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................................26

2.1 Природноклиматическая характеристика региона исследований..................26

2.2 Место и условия проведения исследований.............................................29

2.3 Объекты и методы исследований.........................................................36

3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕДОНОСНЫХ РЕСУРСОВ В ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕ..................................................................42

3.1 Видовой состав медоносных растений..........................................42

3.2 Биоэкологическая характеристика медоносов.................................61

3.2.1 Происхождение, жизненные формы и продолжительность жизненного цикла медоносов........................................................61

3.2.2 Географические особенности распределения медоносных ресурсов на территории исследуемого региона..............................................63

3.2.3 Эндемичные и охраняемые виды медоносов..............................66

3.2.4 Распределение медоносов по виду угодий.................................69

3.2.5 Хозяйственная характеристика медоносов..................................72

3.2.6 Фенология цветения и характер использования медоносов пчелами...76

4 ОСНОВНЫЕ МЕДОНОСЫ ИССЛЕДУЕМОГО РЕГИОНА И ИХ БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА......................................................83

4.1 Общее описание основных медоносов............................................83

4.2 Эколого-биологические особенности основных медоносов................105

4.3 Сроки, продолжительность и последовательность цветения медоносов 108

4.4 Прогноз цветения основных медоносов в регионе...........................118

5 ПРОДУКТИВНОСТЬ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕДОНОСНЫХ РЕСУРСОВ В ИССЛЕДУЕМОМ РЕГИОНЕ......................127

5.1 Сахаро- и мёдопродуктивность основных медоносов в регионе

исследований....................................................................................127

5. 2 Основные виды, площади и распределение земельных угодий...........130

5.3 Биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий

и количество пчелосемей для реализации возможного медосбора..................134

5. 4 Рациональное использование медосбора.......................................142

5. 5 Возможности улучшения медоносной базы..................................152

Заключение.......................................................................................153

ВЫВОДЫ..............................................................................................155

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.....................................................159

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................160

ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................................175

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В решении проблемы продовольственной безопасности и устойчивого развития сельскохозяйственного производства важное значение имеет рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов. К таким ресурсам относятся и медоносные растения, являющиеся кормовой базой медоносных пчел и других опылителей, а также источником получения продуктов пчеловодства, важных для питания человека. Все большее признание получает тот факт, что биоразнообразие медоносных растений является мировым достоянием нынешних и будущих поколений (Wilson, 1992). Вместе с тем, хозяйственное освоение территорий приводит к уменьшению видового разнообразия медоносных ресурсов и оскудению медоносной базы (Наумкин, 2010). Согласно прогнозам, почти двум третям видов растений мира грозит исчезновение в течение XXI века (The Gran Canaria Declaration, 2000).

Известно, что состав и продуктивность медоносных ресурсов зависят от географических условий (Аветисян, 1963). Наиболее богатыми в этом отношении являются влажные субтропические области (Ayers, Harman, 1994). Поэтому изучение медоносных растений в зоне влажных субтропиков, позволяющее ознакомиться с широким спектром их видового разнообразия, изучить опыт использования нетрадиционных для России источников медосбора, являются актуальными.

Цель и задачи исследований:

Целью настоящей работы было: выявление медоносных ресурсов и изучение экологических особенностей их состава, продуктивности и рационального использования в зоне влажных субтропиков.

В задачи исследования входило:

- изучить видовой состав, происхождение, жизненные формы и распреде-

ление медоносных ресурсов на исследуемой территории;

- выявить основные виды медоносов, изучить фенологию и способы прогноза их цветения в зависимости от экологических условий;

- определить биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий и возможности его реализации пчелами в исследуемом регионе;

- обосновать способы рационального использования и возможности улучшения медоносной базы.

Научная новизна

Впервые установлен современный видовой состав, изучены географические и экологические особенности распространения медоносных растений на территории нижнего левобережья Миссисипи. Выявлены эндемичные и охраняемые виды медоносов. Составлена классификация медоносов по срокам цветения. Выявлены основные медоносы исследуемой территории, изучены особенности фенологии и обоснованы способы прогноза их цветения по дате зацветания первого вида, передвижному календарю и сумме эффективных температур. Определён биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий и возможности его реализации пчелами.

Практическая значимость результатов исследований

Предложенные способы прогноза цветения дают возможность определить последовательность и примерные сроки зацветания основных медоносов. Расчёт биоресурсного потенциала медоносных угодий позволяет определить количество пчелосемей для его реализации. Предложенные схемы перевозки пчёлосемей на медосбор и многоуровневые припасечные насаждения медоносов увеличивают возможности улучшения и рационального использования медоносной базы. Опыт использования нетрадиционных для России источников медосбора позволяет расширить возможности медосбора. Намеченные перспективные для интродукции

и акклиматизации в Россию виды и разновидности медоносов помогут увеличить их видовое разнообразие.

Защищаемые положения:

1. Видовой состав, особенности распространения, фенологии цветения, мёдопродуктивности медоносных растений зависят от географических, экологических и хозяйственных условий региона.

2. Способы прогноза цветения медоносов по дате зацветания первого вида, передвижному календарю и сумме эффективных температур дают возможность определить последовательность и примерные сроки зацветания основных медоносов.

3. Биоресурсный потенциал естественных и культурных медоносных угодий позволяет увеличить численность пчелосемей в исследуемом регионе более чем в три раза.

4. Схемы перевозки пчелосемей на разные виды медосбора в зависимости от географического положения территории как основа рационального использования медоносной базы.

Апробация работы

Основные результаты работы представлены на Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН (Москва, 2011г.), III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012г.), V Всероссийской научно-практической конференции «Высокие апитехнологии и апикультура» (Ижевск, 2012г.), IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в АПК» (Москва, 2012 г.).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе одна - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов

кандидатских диссертаций, 1 - в материалах конференции, организованной научным журналом из перечня ВАК «Естественные и технические науки».

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и практических рекомендаций. Общий объём работы - 220 страниц машинописного текста. Она содержит 16 таблиц, 36 рисунков, 8 приложений. Список литературы включает 164 источника, в т.ч. 98 - на иностранных языках.

1 МЕДОНОСНЫЕ РЕСУРСЫ И ПУТИ ИХ УВЕЛИЧЕНИЯ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (обзор литературы)

1.1 Медоносные и пыльценосные растения и их значение

Растения всемирно признаны одной из жизненно важных частей биологического разнообразия и глобальной устойчивости окружающей среды. Они лежат в основании трофической пирамиды во всех наземных экосистемах, от которых неизбежно зависят все остальные виды животных и человек. Растения обеспечивают огромное количество природных ресурсов, необходимых людям, в том числе около 7000 видов используется для производства продуктов питания (Wilson, 1992).

Фактически, пока еще неизвестно точное число видов растений в мире (в настоящее время число известных видов оценивается на уровне 370 тыс.). Вместе с тем, согласно прогнозам, почти двум третям видов растений мира грозит исчезновение в течение XXI века (The Gran Canaria Declaration, 2000). Поэтому получает все большее признание тот факт, что биологическое разнообразие растений является мировым достоянием огромной ценности для нынешних и будущих поколений.

Все вышесказанное в полной мере относится к медоносным растениям, с одной стороны обеспечивающим получение важнейших продуктов пчеловодства, а с другой - получающим незаменимую услугу - опыление - от посещающих их опылителей, в первую очередь - медоносной пчелы (Миньков, 1974). Медоносные пчелы имеют огромное экономическое и биологическое значение как в природе вообще, так и в сельском хозяйстве, обеспечивая воспроизводство важнейших энтомофильных культур (Пельменёв, 1969). От 80 до 90% объема их опыления приходится именно на медоносную пчелу (Кривцов, Лебедев, Туников, 1999).

Важность деятельности медоносных пчёл в сборе нектара и преобразовании его в мёд также хорошо известна (Бурмистров, Билаш, Гребцова, 1991). Чтобы произвести 1 кг мёда требуется около 120 тыс. пчёл (Thomas and Schumann, 1992). В течение тысячелетий и до недавнего времени мёд являлся главным источником сахара, доступным большинству людей (Йойриш, 1975).

Основой кормовой базы пчел являются медоносные растения (Таранов, 1986). Медоносными в общепринятом значении этого слова называются такие растения, с которых пчелы берут два важнейших для развития и деятельности пчелиной семьи продукта: цветочный нектар и цветочную пыльцу. Не все такие растения имеют одинаковое значение: некоторые из них дают пчелам только нектар, другие - только пыльцу, третьи же - то и другое вместе. Собственно медоносными могут быть названы лишь растения, дающие пчелам нектар, растения, дающие одну пыльцу, называются пыльценосами (Глухов, 1955).

Наибольшую важность для пчеловодства имеют растения, дающие цветочный нектар, который является главной частью пчелиного взятка (Поправко, 1985). Практическое значение для пчеловодства имеют немногим более 200 видов нектароносных растений (Копелькиевский, Бурмистров, 1965).

Классификация нектароносных растений была впервые разработана Фоминых (1917). Он предложил все энтомофильные растения разделить на группы по строению нектарников. В дальнейшем Глухов (1955), Копелькиевский, Бурмистров (1965), Ковалев, Бурмистров (1969) дали классификацию нектароносных растений по времени цветения, характеру взятка и месту обитания.

Клименкова с соавторами (1981) предложили обобщенную классификацию медоносных растений по ряду признаков: по времени цветения - ранневесенние, весенние, раннелетние, летние, позднелетние, осенние; по виду угодий - лесные, луговые, полевые, медоносы садов; по жизненной форме - древесные,

кустарниковые, травянистые (они в свою очередь делятся на многолетние и однолетние); по характеру взятка - нектароносы, пыльценосы и нектаропьшьценосы.

Земельные площади, занятые медоносами, называют медоносными угодьями (Глухов 1955). Большие запасы дикорастущих медоносов сосредоточены в лесной зоне. Лесные угодья обеспечивают пчел как поддерживающим, так и главным медосбором во многих районах Европы, Азии, Америки (Буренин, Котова, 1984; Саенко и др., 1994; Прогунков 2004; Robinson и Oertel, 1975 и Oertel, 1980).

Для пчеловодства имеют значение также медоносные растения болот, эродированных и бросовых земель, а также плавней в низовьях крупных рек (Глухов, 1955; Ayers, Harman, 1994).

В земледельческих районах основу медоносной базы составляют, главным образом, культурные медоносы, не только полевые (Пономарева, 1978), но и луговые - разнотравье (Копелькиевский, Бурмистров, 1965; Самсонова, 2005а), разнообразные плодовые и ягодные культуры (Буренин, Котова, 1984).

Большой вклад в исследование и обзорное описание лесных медоносных и пыльценосных растений Дальнего Востока внёс Прогунков (1988, 2004), степной зоны - Керефова, 2002; Самсонова, 2004, 20056, 2010), а обобщенную сводку по медоносным ресурсам в масштабах России и СССР впервые сделали Ковалев и Бурмистров (1969), в масштабах США - Oertel (1980). При этом ученые обращали внимание на комплексное решение проблем земледелия и пчеловодства, учитывая взаимное влияние и зависимость этих отраслей сельского хозяйства.

1.2 Сроки цветения и методы определения нектаропродуктивности

Метеорологические условия и, в частности, время наступления весны, затем погода в период вегетации определяют начало цветения и его продолжительность у медоносных растений (Иваненко, 1962). Для правильного использования

медоносных ресурсов, чтобы своевременно подвозить пчел к массивам медоносов, необходимо заранее определить начало их массового цветения. В этих целях на основе фенологических наблюдений Нестеровым (1986) было предложено составление подвижных календарей цветения основных медоносов.

Решающим фактором для начального момента цветения является сумма тепла, накапливающегося за период времени от начала вегетации до расцветания каждого данного вида растения. На основании анализа хода накопления сумм эффективных температур в конкретные годы можно рассчитать средние даты начала цветения растений для отдельного географического пункта, не прибегая к прямым фенологическим наблюдениям (Оценка, использование и улучшение..., 2010). В зоне субтропиков пороговой является температура +10° (БЭС, 1988).

Кроме сроков зацветания медоносной растительности существенное влияние на медосбор оказывает продолжительность её цветения, которая в свою очередь изменяется не только под влиянием погоды и вида растения, но и в зависимости от географических условий (Глухов, 1955). Наиболее короткий период цветения имеют ранневесенние древесные медоносы, например, плодовые деревья. А травянистые цветут значительно дольше (Маркосян, Барсегян, 1985).

Изучение медоносной ценности отдельных растений и угодий в целом сводится в первую очередь к изучению количества нектара, выделенного цветками за весь период их цветения, и определению количества сахара в нектаре (Богданова, 2004). Основные методы определения нектарной продуктивности растений включают метод микропипеток, метод микробумажек, метод смывания (Клименкова и др.,1981).

По данным Ливенцевой (1954), метод микробумажек допускает большие погрешности при вычислении количества сахара, методом микропипеток можно определить лишь объём нектара, выделенного тем или иным количеством цветков.

Наибольшее преимущество перед другими методами имеет метод смывания, позволяющий за сравнительно короткое время отобрать значительное число проб (до 30 за 1 час) при большом наборе цветков (до 200 шт. в каждой пробе). Этим методом определяют общее количество сахара в нектаре. Массовость и относительно большая точность получаемых результатов заслуженно делает его наиболее популярным.

1.3 Нектар и факторы нектаропродуктивности

Нектар есть сахаристое вещество, выделяемое особыми железками растений - нектарниками (Пономарева, 1980). Нектарники встречаются у большого количества видов как однодольных, так и двудольных (Beutler, 1953; Percival, 1965). Нектарн�