Материал и методы исследования
Использование кассетных павильонов для увеличения объемов пчелопродукции вызывает огромный интерес и имеет значительный потенциал в своем развитии. В России существует три производственные фирмы, которыми выпущено несколько сотен павильонов за последние пять лет, и темпы их производства растут. Однако конструктивные элементы кассетных ульев нуждаются в усовершенствовании, так как используемые ПЭТ-пленки, которыми оснащаются дверцы кассетных ульев, приводят плохому рассеиванию продуктов метаболизма, нарушению температурно-влажностного режима, к образованию конденсата, сырости, появлению плесени и закисанию кормов. Это влечет за собой увеличение количества погибающих пчел в зимний период, особенно в центральных и северных регионах России.
Исследования по теме диссертационной работы проводили на учебно-опытной пасеке РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева и на пасеках личных подсобных хозяйств Московской области.
Для решения поставленных задач, в соответствии с целью работы, исследования разделены на три части. Биологическое и технологическое обоснование целесообразности комплексного использования пчелиных семей при содержании в павильонах с кассетными ульями с дверцами из инновационных материалов на полимерной и металлической основе, изучено в 2 сериях опытов по температурно-влажностному режиму и лабораторных исследованиях по изменению биологических, физиологических и интерьерных показателей в организме пчел при зимовке в кассетных ульях с дверцами из ПЭТ-пленки и инновационной металлической сетки, в общей сложности по 15 показателям.
|
|
|
Общая схема исследования представлена в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Общая схема исследований
| Вид производимых работ | Результат | Примечание: даты, дополнения | ||
| 1-я часть исследований: | ||||
| Анализ и оценка технологий кочевого кассетного пчеловодства и отбор кассетного павильона для проведения исследований | Выбран: кассетный павильон «Берендей-1» | лето 2015 г. | ||
| Разработка элементов кассетного павильона с использованием новых материалов | Дверцы кассетного улья оснащены инновационной сеткой на металлической основе, изготовлены кассеты с алюминиево-металлическим каркасом | лето 2015 г. | ||
| 2-я часть исследований: | ||||
| Подготовка пчелиных семей для зимовки | Подобраны пары аналоги: 8 пчелосемей карпатской породы (по 4 в группе) | 1 октября 2017 г. | ||
| Проведение опытов по изучению температурно-влажностного режима при зимовке пчел | Получены результаты по температуре, влажности, давлению и массе подмора. Измерения проводились с интервалом 6 часов, снятие показаний 10-16 дней | с 25.11.2016 по 30.04.2017 | ||
| Анализ полученных результатов, совершенствование влажностного режима при зимовке пчел | Получены результаты по температуре, влажности, давлению и массе подмора | лето 2017 г. | ||
| Расширение пасеки, сбор пчелопродукции | Получено 7 новых семей, 275 кг меда | лето 2017 г. | ||
| 3-я часть исследований:
| ||||
| Разработка элементов кассетного павильона с использованием новых материалов, разработка усовершенствованного метода зимовки | Изготовлены стеклянные днища кассетных ульев, фанерные потолочины со стеклянными вставками. Разработан метод контролируемой зимовки | лето 2015 г. | ||
| Подготовка пчелиных семей для зимовки | Подобраны пары аналоги: 12 пчелосемей карпатской породы (по 6 в группе) | 1 октября 2017 г. | ||
| Проведение лабораторных исследований по изменению показателей организмов рабочих пчел | Для исследования отобраны опытные образцы в количестве 850 пчел | 29.12.2017;. 15.02.2018; 15.03.2018 | ||
| Анализ полученных результатов, совершенствование метода зимовки | Обработаны статистические данные по группам и атмосферным показателям | апрель, май 2018 г. | ||
|
|
|
В 1-й части исследований, проводилось усовершенствование конструктивных элементов кассетных ульев павильона «Берендей-1» на 16 пчелиных семей. Для этого дверцы кассетного улья были заменены на дверцы, оснащенные инновационной сеткой на металлической основе, а кассеты с деревянным каркасом заменены на кассеты с алюминиево-металлическим каркасом. В качестве контроля использовались кассетные ульи со стандартной комплектацией производителя, с дверцами, оснащенными инновационной ПЭТ-пленкой, а также кассеты с каркасами на деревянной основе. Температурно-влажностный режим гнезда с усовершенствованными кассетными ульями в павильоне «Берендей-1» исследовался в течение двух зимовок. В течение зимовок в павильоне поддерживали фиксированную температуру.
Опытная и контрольная группы формировались подбором пчелиных семей методом пар-аналогов (С. А. Бондарев, 2006; А. Г. Маннапов, 2012; А. Г. Маннапов, 2016). Всего в опытах в общей сложности было использовано 24 семьи пчел карпатской породы. 1-я контрольная группа содержалась на стандартных деревянных кассетах с дверцами из инновационной ПЭТ-пленки (рис. 2.1), 2-я группа – на кассетах из алюминиевого металлокаркаса с дверцами из инновационной сетки на металлической основе (рис. 2.2). В случае выявления гибели матки и неблагополучной зимовки пара семей (по одной из каждой группы) снималась с дальнейших исследований и расчетов.
|
|
|
Исследование процесса зимовки начиналось с момента последнего очистительного облета и продолжалось до начала активной работы семьи в весенний период. В пчелиных семьях контрольной и опытной групп пчеломатки были в возрасте одного года, количество кормового меда – 15,0‑17,0 кг, в среднем в каждой семье сила была равной 8 улочкам.
Рис. 2.1. Стандартные деревянные кассеты с дверцами из ПЭТ-пленки
Рис. 2.2. Кассеты из алюминиевого металлокаркаса с дверцами из металлической сетки
Регистрацию микроклиматических параметров гнезда (температуры, относительной влажности, относительного давления) в кассетных ульях контрольной и опытных групп производили с помощью автономных регистраторов UT330B и UT330C, с интервалом в 6 часов. Определение расхода кормового меда осуществляли взвешиванием кассет на электронных весах (TL00328) в начале и в конце зимовки с вычетом массы пчел, умерших за время зимовки. Определение потерь пчелиных особей осуществляли взвешиванием на электронных весах (DIGITALSCALEPROFESSIONAL-MINI) пчелиного подмора с интервалом в 10-16 суток (рис. 2.3). Обработка цифровых значений по результатам опытов проводилась статистическими методами.
В семьях пчел 1-й контрольной группы, зимовавших в кассетах с дверцами из инновационной ПЭТ-пленки, автономные регистраторы микроклиматических параметров гнезда были установлены под пластиковыми контейнерами. В результате конвекции теплый влажный воздух поднимался вверх, за счет чего достигалось получение более точных измерений температуры и влажности в пчелиных семьях (рис. 2.4). Для пчелиных семей 2-й группы, зимующих в кассетных ульях с дверцами, оснащенными сеткой на металлической основе, было установлено два автономных регистратора на дверцах для каждого кассетного уровня, где располагались пчелы (рис. 2.2).
Во 2-й части исследования в 2016-2017 гг. на 2 группах по 4 семьи пчел в каждой, сформированных по принципу пар-аналогов, были проведены исследования температурно-влажностного режима и определению количества потерь пчелиных особей в зимний период и комплексного использования пчелиных семей по производству продукции пчеловодства.
Летом 2017 года проводились работы по расширению пасеки и сбору меда. Получено 7 новых семей и 228 кг меда.
Рис. 2.3. Отбор пчелиных особей для взвешивания пчелиного подмора
с интервалом в 10-16 суток
Рис. 2.4. Автономный регистратор UT330B, установленный в семье
1-й контрольной группы
В 3-й части исследований в 2017-2018 гг. на 2 группах по 6 семьи пчел в каждой, проводилась отработка технологического регламента контролируемой зимовки, сохранности пчелиных особей в зимний период. В этой связи нами произведен ряд усовершенствований конструкций кассетных ульев для облегчения осмотра гнезда, осенней и весенней ревизий и управления зимовкой пчелиных семей в кассетных павильонах.
Технологический регламент контролируемой зимовки, предлагаемый нами, позволяет выполнять не только осмотр, наблюдение, но и оптимизацию (регулировку) процесса зимовки пчелиных семей за счет пополнения кормов и соблюдения температурно-влажностного режима, проведения профилактических мероприятий от нозематоза, варроатоза, аскосфероза, отбор проб и изучения физиологических (этологических) параметров пчелиного клуба в кассетном павильоне осенью, зимой и весной, не причиняя беспокойства пчелиным семьям.
В соответствии с вышеизложенным, для осуществления исследования гнезд пчелиных семей в любое время года, нами были осуществлены некоторые изменения по доработке днищ и потолочин кассет, устанавливаемых в стояках павильонов. Для обеспечения обзорности гнезда нами было произведено оснащение днища кассет цельным стеклом толщиной 4 мм. При этом потолочины были сформированы из нескольких деталей: фанерная потолочина (толщина 6 мм) с вырезанным смотровым отверстием (2), стеклянная вкладка (3) и многофункциональная задвижка (4) толщиной 4 мм (рис. 2.5).
Многофункциональная задвижка имеет два отверстия, оборудованных засовами (а, б), и два положения постановки на потолочине и позволяет выполнять подкормку, лечение, проведение более точных исследований в четырех точках кассеты, в зависимости от расположения пчелиного клуба. Засов на задвижке может быть выполнен из неперфорированного (а) или перфорированного (б) пластика либо из ПЭТ-пленки в зависимости от выполняемых операций.
Рис. 2.5. Измененные элементы конструкции кассетного павильона:
1 – прозрачное днище изготовлено из стекла;
2 – фанерная потолочина с вырезанным смотровым отверстием;
3 – стеклянная вкладка;
4 – многофункциональная задвижка:
а – засов из ПЭТ-пленки, б –засов из перфорированного пластика.
Через открываемые отверстия задвижки возможна подкормка твердыми (канди, севший мед) и жидкими (различные по составу сиропы) кормами, лечение пластинами, растворами лекарственных препаратов, отварами, настойками.
В 3-й части исследования на 2 группах по 6 семей пчел в каждой, сформированных по принципу пар-аналогов, были продолжены исследования температурно-влажностного режима, определение количества потерь пчелиных особей в зимний период и проведены исследования биохимических, биологических и физиологических показателей, а также содержания некоторых незаменимых аминокислот в организме рабочих пчел, оценено состояние и степень развития жирового тела и накопление непереваренных остатков корма в заднем отделе кишечника. С учетом результатов предыдущих исследований, а также данных других авторов относительно комфортных условий в гнезде пчел в процессе зимовки температуру в павильоне повысили до 6 °С, что соответствует наиболее спокойному состоянию пчел с наименьшим потреблением корма и наполнением кишечника, а, следовательно, и с меньшим износом.
Массу пчел определяли взвешиванием на аналитических весах DIGITALSCALEPROFESSIONAL-MINI, при этом сырую массу определяли после удаления кишечника, а массу сухих пчел – после высушивания в сушильном шкафу СШ-40М при 102 ºС. По разнице между сырой и сухой массой пчел определяли содержание воды в теле пчел.
До определения активности каталазы ректальных желез у пчелиных особей определяли каловую нагрузку взвешиванием препарированных толстых кишок от 10 пчел из каждой семьи контрольной и опытной групп. Определение активности каталазы ректальных желез у пчел проводили по методике М. В. Жеребкина (1979). У 10 пчел из каждой группы препарировали задний отдел кишечника. Помещали в ступку 10 толстых кишок и растирали их с кварцевым песком до получения однородной массы. Затем, в эту ступку добавляли 10 мл дистиллированной воды, и все это хорошо размешивали. Активность каталазы определяли газометрическим методом, который основан на учете количества кислорода, выделенного действием фермента каталазы на перекись водорода за 5 минут. Для этого 1 мл экстракта кишок вносили в коническую колбу объемом 200 мл и туда же добавляли 5 мл 3 %-ной перекиси водорода. Колбу закрывали пробкой с газоотводной трубкой, соединенной с прибором для определения каталазы. Резким движением опрокидывали сосудик и смешивали перекись водорода с содержимым колбы. Перемешивание реакционной смеси в колбе осуществлялось магнитной мешалкой. Об активности каталазы судили по количеству кислорода, выделенного за 5 минут при комнатной температуре 19 ºС.
Определение активности супероксиддисмутазы (КФ 1.15.1.1.) проводили по методике, основанной на способности данного фермента ингибировать аутоокисление адреналина, которое инициируется супероксидными радикалами, возникающими при взаимодействии адреналина со следами металлов в щелочной среде (М. И. Рецкий С. В. Шабунин, с соавт., 2010). Для постановки реакции использовали 0,1 %-ный (5,46 мМ) аптечный раствор адреналина гидрохлорида; 0,2 М карбонатный буфер рН 10,65. рН устанавливали добавлением к 0,2 М раствору Na2CO3 сухого NaHCO3 до необходимой величины рН. Все растворы готовили на бидистиллированной воде. Для постановки реакции и считывания результатов использовали спектрофотометр с термостатированной кюветой, весы аналитические, магнитную мешалку, секундомер, центрифугу рефрижераторную, холодильник бытовой, водяную баню, колбы мерные, пипетки измерительные, пробирки химические и центрифужные.
Материалом для исследования служили эритроциты, которые отделяли от плазмы центрифугированием, осадок дважды ресуспендировали, промывая в 1 мл 0,9 %-ого раствора NaCl, избегая грубых механических воздействий.
Исследование активности супероксиддисмутазы (СОД) проводили в термостатированной кювете при температуре 30 °С. С этой целью к 0,1 мл эритроцитарной массы добавляли 1 мл бидистиллированной воды, хорошо перемешивали и оставляли на 5-10 минут при комнатной температуре.
Определение Dк. К 2 мл карбонатного буфера рН 10,65 добавляли 100 мкл 0,1 %-ого раствора адреналина гидрохлорида, тщательно и быстро перемешивали, помещали в кювету спектрофотометра. Измерение величины оптической плотности проводили при длине волны 347 нм через каждые 60 секунд в течение 3 минут, считая от момента прибавления адреналина.
Определение Dо. К 2 мл буфера добавляли 100 мкл исследуемого гемолизата и затем 100 мкл 0,1 %-ого раствора адреналина гидрохлорида, перемешивали и измеряли оптическую плотность, как описано выше.
О величине активности СОД судили по степени ингибирования скорости аутоокисления адреналина. При этом процент ингибирования вычисляли по формуле:
% ингибирования = [1-(Dо/Dк)]·100 %,
где
Dо – оптическая плотность в присутствии гемолизата,
Dк – оптическая плотность в отсутствии гемолизата.
Активность СОД рассчитывали в условных единицах активности. За 1 усл. ед. акт. принимали 50 %-ное ингибирование реакции.
Физиологическое состояние жирового тела исследовали путем изучения анатомического строения этих органов под микроскопом МБС-2, для чего живых пчел фиксировали жидкостью Буэна, а в дальнейшем сохраняли в 70 %-ном растворе спирта. Жировое тело у пчел представлено многочисленными клетками, которые собраны в мелкие дольки, окруженные соединительной тканью, и связаны друг с другом. У осенне-зимних пчел перед фиксацией материала проводили оценку степени развития жирового тела по методике А. Маурицио (1954):
1 балл – жировое тело не развито, через него хорошо просматривается хитин спинного тергита;
2 балла – жировая ткань однослойно плоская, клетки голубовато-белые, полупрозрачные;
3 балла – ткань однослойная с несколькими складками, клетки белые, округлые, без заметных включений;
4 балла – жировая ткань многослойная, складчатая, клетки округлые, видны включения;
5 баллов – жировая ткань многослойная, с многочисленными складками, клетки большие, круглые, желтого цвета, заполнены включениями.
Определение содержания аминокислот в организме пчел проводили согласно общепринятой методике. Навеску образца 50 мг (размер навески зависит от содержания белка), взятую на аналитических весах с точностью до четвертого знака, помещали в химически чистую сухую ампулу, добавляют 10 мл 6 н. НСl (объем кислоты рассчитан на 50 мг).
При выборе навесок исходили из того, что 1 мг белка содержит 0,3‑1 µмоль отдельных аминокислот, НС1 добавляется в 200‑кратном избытке. После продувки быстро запаивали ампулу, предварительно плотно закрыв пробкой.
Подготовленные таким образом запаянные ампулы ставили на гидролиз в сушильный шкаф при температуре 105 °С на 24 часа. После 24‑часового гидролиза содержимое количественно переносили в выпарительную чашку и ставили на водяную баню при температуре не выше 50‑60 °С. После выпаривания первого объема многократно добавляли по 5 мл дистиллированной воды, каждый раз выпаривая ее. Процедура повторялась до нейтральной реакции на лакмусовой бумаге. Сухой остаток в чашке использовали для анализа аминокислот.
Определение фракции свободных аминокислот проводили по общепринятой методике на высокожидкостном хроматографическом автоматическом аминокислотном анализаторе (Япония).
Для определения массы общего азота, жира, гликогена отбирали рабочих пчел по 50‑100 штук из каждой семьи.
Каждую пробу пчел делили на 3 части для получения экстракта, определения общего азота и жира и приготовления анатомических препаратов. Массу пчел определяли взвешиванием на аналитических весах, при этом сырую массу – после удаления кишечника, а массу сухих пчел – после высушивания в сушильном шкафу СШ-40М при температуре 102 ºС. По разнице между сырой и сухой массой определяли содержание воды в теле пчел. При биохимических исследованиях содержания общего азота, жира, гликогена, у пчел предварительно удаляли содержимое желудочно-кишечного канала во избежание влияния неодинакового наполнения пищеварительной системы остатками корма.
Для определения количества жира, высушенных пчел тщательно размельчали до получения однородной порошкообразной массы и помещали в предварительно взвешенные пакеты из фильтровальной бумаги, взвешивали содержимое с пакетом. Пакет с содержимым помещали в бюксы и высушивали до постоянной массы в сушильном шкафу СШ-40М при температуре 102 ºС. После этого пакеты загружали в аппарат Сокслета и экстрагировали жир диэтиловым эфиром. По истечении 18 часов экстрагирования пакеты с содержимым высушивали при 102 ºС до постоянной массы. Количество жира вычисляли по разнице массы пакетов до и после экстрагирования.
Количество общего азота в теле пчел определяли по методу Къельдаля, гликогена – по Бертрану. Активность АТФазы определяли по методу Падикула-Герман при рН 9,4. Активность сукцинатдегидрогеназы определяли тетразолиевым методом по Нахласу.
Все семьи до и после зимовки обрабатывали противоварроатозным препаратом Фумисан. Полоски, пропитанные этим препаратом, размещались в кассетный улей продолжительностью 21-й день.
Защиту пчелиных семей в павильонах от врагов и вредителей во время зимовки во 2-й серии опытов осуществляли закреплением на его фасаде нетканого материала (рис. 2.6).
В 3-й части опытов, в соответствии с рекомендациями производителя на внешней стороне павильона были смонтированы щиты (рис. 2.7), в верхней части между щитами и крышей оставлены небольшие зазоры для обеспечения вентиляции.
Рис. 2.6. Нетканый материал, закрепленный на павильоне в 2016-2017 гг.
Рис. 2.7. Щиты, закрепленные на павильоне в 2017-2018 гг.
Полученные данные были подвергнуты статистической обработке методами вариационной статистики по Н. А. Плохинскому (1969), в том числе с проверкой достоверности результатов при соответствующем уровне значимости на основе критерия Стьюдента с использованием персонального компьютера и программ MS Excel
В таблицах уровни существенности обозначены в следующем порядке:
* - Р ≥ 0,95;
** - Р ≥ 0,99;
*** - Р≥ 0,999.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 342; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!