СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ УРОЖАЙНОСТИ СЕМЯН ЭНТОМОФИЛЬНЫХ КУЛЬТУР ОТ ОПЫЛЕНИЯ ПЧЕЛАМИ
METHOD TO DETECT DEPENDENCE OF ENTOMOPHILOUS CROPS SEEDS PRODUCTIVITY ON POLLINATION WITH BEES

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам определения зависимости и эффективности искусственного опыления цветущих растений пчелами, влияющим на урожайность сельскохозяйственных культур. Результаты найденной зависимости могут быть использованы как в теплицах, так и на открытых площадках и полях.
Широко известно, что все цветущие сельскохозяйственные культуры опыляются либо насекомыми, пчелами, либо под воздействием ветра, либо от соприкосновения растений друг с другом и т.д.
В материалах Абхазской сельскохозяйственной опытной станции имеются сведения об изоляции нескольких растений или отдельных ветвей растений при помощи марли. Такой способ изоляции растений для изучения влияния пчелоопыления на их семенную продуктивность не позволяет получить достоверных результатов. Например, контакт марли с цветками растения может привести к механическому опылению цветков и получением в дальнейшем недостоверных результатов.
Известна технология, при помощи которой изучали особенности цветения козлятника восточного, вели наблюдения за цветками в разные часы дня в течение всего периода вегетации растений. Были проведены серии специальных опытов, в которых учитывали продолжительность цветения козлятника восточного при свободном опылении пчелами и без опыления пчелами с использованием экранов (изоляторов, колпачков), которыми окутывали растения. Для выявления оптимального периода опыления пчелами козлятника восточного и получения лучшей завязываемости семян одну группу цветков опыляли в первый день цветения, другую группу - на второй день и т.д. См. Мухамеджанов Э.Р. Экологическая и биологическая эффективность использования пчел в качестве опылителей козлятника восточного при его орошении: автореферат дис. … канд. биол. наук: 03.00.16; 06.02.04. / Э.Р.Мухамеджанов; ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный заочный университет. - Москва, 2006.
Накануне раскрытия бутонов на цветки надевали бумажные колпачки-экраны, на второй день цветения колпачки-экраны снимали и цветки опыляли пчелами. Контролем служили цветки при свободном опылении пчелами. На шестой-десятый день после опыления учитывали число полноценных завязей цветков козлятника восточного в первой и второй группах и определяли семяобразовательную способность (в %). В опытах измерялась температура листа и транспирация растений.
К недостаткам известной технологии можно отнести высокую трудоемкость процесса надевания на бутоны и снятия бумажных экранов-колпачков с бутонов цветущих растений. При этом не исключено дополнительное опыление растений за счет касания и потряхивания цветков растений, связанных с надеванием и съемом бумажных колпачков, т.е. полученные результаты не соответствуют чистоте исследований.
Известен способ, предотвращающий посещение раскрытых цветков люцерны насекомыми и попадания случайной пыльцы. Все цветки, посещаемые насекомыми, тотчас же отмечались и подсчитывались. С кисти удалялись ранее раскрытые цветки, а также цветки, оставшиеся нераскрытыми. На обработанные таким образом соцветия люцерны с цветками, посещаемыми и раскрытыми насекомыми, были надеты изоляторы из пергаментной бумаги. Для контроля помещались под такие же изоляторы цветки, оставшиеся не раскрытыми при посещении их насекомыми. См. Гончаров П.Л., Лубенец П.А. «Биологические аспекты возделывания люцерны». - Новосибирск: Наука, 1985. - 252 с. с.73.
Получение более масштабных и более точных результатов на больших площадях с использованием известного экрана-колпачка осуществить практически невозможно. К тому же использование в качестве изолятора пергаментной бумаги нарушает процесс фотосинтеза, что является одним из основных факторов формирования урожая.
Известен способ, осуществляющий изоляцию контрольных растений для обработки инсектицидом при помощи мобильного бокса, содержащего каркас, выполненный из вертикальных стоек, соединенных между собой в верхней части с помощью горизонтальных уголков, на котором закреплен светопрозрачный материал, например полиэтиленовая пленка, который используют для выявления эффективности воздействия препарата против вредителей рапса. Заселенность растений вредителями сравнивают на укрытых пленкой делянках и открытых участках поля, обрабатываемых инсектицидными препаратами. См. Kleine Fliegen, grose Folgen \ dtz agramagazin - Februar 2005, S.46-50.
Недостатками известной технологии являются невысокая надежность и устойчивость устройства, что снижает результативность гибридизации.
Известна более совершенная технология, осуществляемая при помощи специального бокса, - прототип, осуществляющая изоляцию растений при цветении и опылении. Бокс содержит каркас (раму), выполненный из вертикальных стоек, соединенных между собой в верхней части с помощью горизонтальных уголков, на котором закреплен светопрозрачный материал (стекло, полиэтиленовая пленка), причем бокс дополнительно снабжен крышей, ворошителем, вертикальными уголками и кольями, по крайней мере, четырьмя, при этом каркас выполнен в виде экрана, состоящего из ярусов, соединенных между собой с помощью крепежных элементов, установленных в отверстия сопрягаемых горизонтальных уголков. Ворошитель состоит из вала с перемычкой и ограничителем, опирающимся на скобу держателя светопрозрачного материала. Ограничитель выполнен с возможностью задания необходимой высоты положения нижнего рычага. См. описание патента №82509, публ. 10.08.2009 г., на полезную модель «Мобильный бокс для изоляции растений при цветении и опылении».
К недостаткам способа-прототипа можно отнести наличие многих отрицательных факторов, таких как затрудненный доступ к растениям других, кроме медоносных пчел, опылителей, повышенная температура внутри экрана, отсутствие доступа влаги и др.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей предлагаемого способа в части получения достоверных результатов, упрощение процесса, а также выявление преимуществ медоносных пчел перед дикими опылителями.
Поставленная задача достигается тем, первоначально осуществляют ограничение подлета медоносных пчел сверху путем установки преимущественно горизонтально полотна экрана над поверхностью всего опытного участка без соприкосновения с растениями, затем осуществляют ограничение подлета медоносных пчел с боков путем опускания боковых стенок по всему периметру горизонтального полотна экрана на заданную высоту, при этом поверхность полотна экрана выполнена из прозрачного водо- и воздухопроницаемого материала, обеспечивающего доступ к растениям всего спектра лучей солнечного света для полноценного фотосинтеза растений.
Установка полотна экрана над поверхностью растений всего опытного участка выполнена в зависимости от высоты контролируемых растений, регулируемой по высоте при помощи, например телескопических опор экрана.
Установка боковых стенок полотна экрана выполнена регулируемой по высоте.
Новизной предложенного технического решения является первоначальное ограничение на всем опытном участке подлета медоносных пчел сверху путем установки полотна экрана над поверхностью растений без соприкосновения с ними и ограничение подлета медоносных пчел сбоку путем опускания боковых стенок полотна экрана на заданную высоту, при этом поверхность полотна экрана выполнена из прозрачного водо- и воздухопроницаемого материала, обеспечивающего доступ к растениям всего спектра лучей солнечного света для полноценного фотосинтеза растений.
Использование предложенного способа в сочетании с конструктивными особенностями экрана позволяет установить зависимость семенной продуктивности энтомофильных культур от искусственного опыления растений при помощи медоносных пчел.
Так, ограничение на всем опытном участке подлета медоносных пчел сверху позволяет прикрыть весь опытный участок полотном экрана без вмешательства и воздействия человека на какой-либо конкретный цветок или растение и ограничить доступ медоносных пчел к растениям и определить характеристики влияния медоносных пчел на урожайность культур. При этом исключена ошибка, вносимая в прототипе в процесс опыления растений сторонними факторами (соприкосновение цветков растений с полотном экрана, с руками оператора, предотвращается какое-либо стороннее вмешательство, потряхивание растений и др.).
Признаки выполнения установки горизонтальной части полотна экрана над поверхностью растений всего опытного участка и боковых стенок полотна экрана регулируемыми по высоте при помощи, например, телескопических опор экрана в зависимости от высоты контролируемых растений являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное исполнение основных признаков.
Установка на заданную высоту горизонтального полотна и полотна боковых стенок обусловлена тем, что медоносная пчела летит к цветущему полю на высоте нескольких метров и садится на цветок сверху. Дикие же энтомофилы, обладая преимущественно приземным летом, беспрепятственно проникают под экран, что не ограничивает их участия в естественном опылении растений.
На фиг.1 изображена схема расположения опытных и контрольных участков, при помощи которых осуществляется предлагаемый способ.
На фиг.2 схематично изображен экран, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ, где а) - показаны складные боковые стенки-экраны.
На представленной схеме фиг.1 расположены в шахматном порядке опытные 1 и контрольные 2 участки, разделенные между собой разделительными защитными полосами 3 из тех же растений. Экран преимущественно с горизонтально выполненным полотном 4 и боковыми полотнами-стенками 5, установленными на регулируемых по высоте стойках 6. Боковые полотна-стенки могут быть выполнены двухслойными 7 с возможностью их расправления и установки в один слой или накладными 8 в зависимости от высоты растений при помощи, например, кнопочных замков 9 или «замков-липучек» 10. Устойчивость горизонтального полотна к порывам ветра обеспечивается за счет натяжения полотна. Защитные полосы 3 предотвращают свободное колебание боковых экранов, которое могло бы сказаться на качестве и точности результатов исследований.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
На опытном поле выбирают участок для проведения исследований. Для этого участок в шахматном порядке разбивают на более мелкие опытные 1 и контрольные 2 участки, как это показано на фиг.1, оставляя между ними защитные разделительные полосы 3. На каждый опытный участок устанавливают экран или несколько экранов с таким расчетом, чтобы горизонтальное полотно 4 каждого экрана полностью прикрывало сверху весь опытный участок и не касалось верха растений. Затем устанавливают на заданную высоту полотна 5 боковых стенок экрана. Боковые полотна стенки могут быть выполнены складывающимися при увеличении высоты нижней кромки стенок над поверхностью земли или накладными и закрепляются при помощи, например, кнопочных замков 9 или замков-липучек 10.
Время установки экрана определено в период активного лета медоносных пчел. В остальное время суток экраны с делянок снимаются.
По окончании цветения растений осуществляют обработку полученной информации (подсчет опылившихся растений на опытных участках, сравнение показателей опыления с контрольными участками, выводы).
Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.
2
2
На опытном поле СПОК «Возрождение 2» Быстроистокского района Алтайского края выбрали участок эспарцета сорта Песчаный 1251 площадью 200 м для проведения исследований. Выбранный участок распланировали (разбили) в шахматном порядке на более мелкие опытные 1 и контрольные 2 участки по 18 м, оставляя между ними для чистоты эксперимента защитные разделительные полосы 3 шириной в 50…60 см. Высота растений составляла 75…85 см. На период времени активного лета пчел (с 12-00 до 17-00) на каждый опытный участок установили упруго натянутые на рамы экраны с таким расчетом, чтобы горизонтальное полотно 4 экрана полностью прикрывало сверху весь опытный участок, располагалось на высоте 100…120 см и не касалось растений. Затем установили на заданную высоту от поверхности почвы в 30 см полотна 5 боковых стенок экрана и закрепили их на этой высоте при помощи кнопочных замков. Установкой экранов был прекращен подлет медоносных пчел к цветущим растениям сверху и исключен подлет медоносных пчел сбоку на каждом опытном участке. Дикие же энтомофилы, обладая преимущественно приземным летом, беспрепятственно проникали под экран, что не ограничивало их участия в естественном опылении растений. При этом естественному опылению растений ничего не препятствовало. Ограничение доступа пчел к цветущим растениям на опытных участках продолжалось в течение всего времени цветения эспарцета сорта Песчаный 1251. В остальное время суток экраны с делянок снимались.
По окончании цветения эспарцета сорта Песчаный 1251 осуществили обработку полученной информации (подсчитали количество опылившихся растений на опытных участках, сравнили их с показателями опыления на контрольных участках и сделали выводы).
В результате использования предлагаемого способа получены достоверные положительные результаты, которые успешно могут быть использованы при выращивании различных сельскохозяйственных культур, использующих в качестве опылителей медоносных пчел.
Принято решение в конце мая 2010 года провести семинар с агрономами близлежащих к г.Бийску районов и рекомендовать использовать результаты предложенного способа в хозяйствах Алтайского края.