Экологические особенности опыления подсолнечника пчелиными

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (139), 2008

В. И. Голиков,

профессор, доктор биологических наук

Кубанский государственный университет

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОПЫЛЕНИЯ ПОДСОЛНЕЧНИКА ПЧЕЛИНЫМИ

УДК 638.19:595.7:633.854.78

Введение. Подсолнечник как объект исследова- Западного Предкавказья представляет собой несо-

ния и эдификатор по отношению к энтомофауне мненный интерес. Во-первых, это относительно но-

вый вид по отношению к экосистемам Предкавказья, так как он интродуцирован из Америки. Во-вторых, это однолетнее растение, и его агроэкосистемы ежегодно меняют место обитания и, следовательно, не имеют исторически сложившихся связей с биотопом окрестных природных мезоэкосистем. И в-третьих, это хороший, распространенный медонос с широкой экологической пластичностью. Вызревание полноценных семян подсолнечника не возможно без опыления его насекомыми, основными из которых являются одиночные, медоносные пчелы и шмели.

Материалы и методы исследований. Материалом для изучения видового состава опылителей подсолнечника послужили сборы насекомых на кормовом растении.

Видовой состав пчелиных определяли путем сбора насекомых в течение всего периода цветения на участках размером 100 х 1,4 м на подсолнечнике сортов ВНИИМК 80, ВНИИМК 8931 улучшенный, Кавказец разных сроков цветения и созревания в разные часы дня [1].

Количество нектара устанавливали методом микропипеток. Микропипетку взвешивали перед взятием нектара и после. Разница в весе и являлась искомой величиной [2, 3].

Для определения эффективности работы пчелиных на подсолнечнике на весь период цветения по 10 корзинок накрывались марлевыми и капроновыми изоляторами. Контролем служили 10 неизолированных корзинок. После созревания семян проводили учет их количества и качества на каждом растении.

Результаты исследований и обсуждение. В

ходе исследований выявлен видовой состав опылителей подсолнечника, включающий 35 видов пчелиных, относящихся к 12 родам 6 семейств: Andre-nidae - 8 видов, Halictidae - 8, Melittidae - 3, Mega-chilidae - 5, Antophoridae - 6 и Apidae - 5 видов. Наиболее массово были представлены Apis mellifera L., Bombus terresrtris L. и Eucera clypeata Erich.

По способу гнездования большинство видов опылителей подсолнечника относятся к группе пчел, поселяющихся в почве (24 вида, или 68,6 %), часть которых занимают готовые жилища на земле и в земле (4 вида шмелей и Megachila argentata F. -14,3 %), а остальные поселяются в готовых полостях над землей (5 видов, или 14,3 %).

В фенологическом плане фауна пчелиных, трофически связанных с подсолнечником, представлена в основном летними формами, а также некоторыми видами, ряд из которых развивается в двух поколениях (ряд видов Halictus, Andrena, Megachila, Osmia). По типу трофических связей 74,2 % видов опылителей подсолнечника относятся к полилек-там, 22,8 % - к олиголектам.

Изучение опылителей подсолнечника показало, что одним из важных факторов аттрактивности, от которой зависит посещаемость подсолнечника пче-

лиными, является интенсивность выделения нектара. Динамика нектаропродуктивности исследовалась параллельно с выявлением численности опылителей во время цветения подсолнечника (табл. 1).

Таблица 1 — Нектаропродуктивность цветков подсолнечника

День Количество Apis Bombus Одиночные

цветения нектара, мг mellifera sp. пчелы

Сорт ВНИИМК 80

2 0,007 32 7 3

6 G,Gii 39 i7 4

ig 0,022 53 i3 6

i4 G,0i6 85 i7 7

i8 G,0i2 42 i4 4

22 G,GG3 28 28 2

Сорт Кавказец

2 G,0i4 33 i2 5

6 G,G2G 49 i8 4

io 0,022 76 i7 6

i4 0,0 i i 32 iG 5

i8 0,002 i9 3 i

Из данных таблицы 1 следует, что увеличение количества нектара в первые 12 дней цветения влекло за собой увеличение количества пчелиных, опыляющих цветки подсолнечника. Статистическая оценка связи численности опылителей различных групп и нектаропродуктивности цветков показала, что существенные ранговые корреляции этих двух групп показателей, установленные для обоих сортов, позволяют объединить данные с целью увеличения выборки. На объединенной выборке ранговые коэффициенты корреляции оказались равными для медоносной пчелы 0,89, для шмелей - 0,75, для медоносных пчел - 0,80. Для всех трех групп опылителей корреляция достоверна на 1 % уровне значимости.

Численность пчелиных на подсолнечнике, помимо нектаропродуктивности последнего, зависит также от сорта культуры, степени цветения и времени суток. Установлено, что для всех наблюдаемых сортов характерно увеличение количества на-секомых-опылителей по мере увеличения процента цветущих корзинок. Количество пчелиных достигает максимума при 100 % цветении (для сорта ВНИИМК 80 72 особи медоносных пчел, 17 шмелей и 4 одиночных пчелы за 10 мин. наблюдений), затем наблюдается снижение численности опылителей (соответственно 38, 14 и 3 особи).

По данным изменчивости численности пчелиных на цветках различных сортов подсолнечника в различные фазы цветения проведен дисперсионный анализ, по итогам которого установлен статистически достоверный эффект всех трех учтенных факторов изменчивости численности. На всех сортах численно преобладала медоносная пчела, средне-еколичество которой составляло 44,1± 2,6 особи за 10 мин наблюдений против 9,7±0,5 для одиночных видов и 9,1±0,6 для шмелей. При столь существен-

ных различиях средних очевидно, что на долю дисперсии «между опылителями» в общей изменчивости численности приходится очень существенная часть - 75,1 %.

Вместе с тем изменчивость, связанная с различиями фаз цветения, заметна даже на этом фоне (8,4 % от общей дисперсии). Изменчивость численности опылителей в зависимости от сортов не столь существенна (0,7 % от общей дисперсии), тем не менее количество всех опылителей ВНИИМК 80 оказалось достоверно выше такового на сортах Кавказец и ВНИИМК 8931 улучшенный. Значения средних в порядке перечисления сортов составлял 23,8; 21,8; 19,2 и 19,1 особи за 10 мин. наблюдений.

В ходе исследований также установлено, что численность пчелиных широко варьирует в пределах суток, однако для подсолнечника всех сортов отмечается совпадение периодов интенсивного посещения и спада. Активность основной массы пчелиных достигает наивысшего максимума между 1820 часами (табл. 2).

Таблица 2 — Средняя численность опылителей

подсолнечника в различное время суток

Время суток, ч Г руппа опылителей, особей

Аpis mellifera Bombus sp. одиночные пчелы

8-10 13-15 18-20 Перепад суточной активности, раз 8,5 (2) 4.0 (3) 11.0 (І) 2,8 6,6 (2) 3,4 (3) 7,2 (І) 2 3,2 (2) 0,8 (3) 5,І (І) 6,4

Наибольший перепад суточной активности (в 6,4 раза) отмечался для одиночных пчел. Причина такого явления заключается, очевидно, в разности экологических требований отдельных групп опылителей.

Как отмечалось выше, одиночные пчелы, шмели и медоносные пчелы являются основными опылителями подсолнечника. Для определения эффективности опыления был проведен опыт с изоляторами (табл. 3).

Таблица 3— Заполненность корзинок семянками у различные сортов подсолнечника при изоляции и свободном опыилении

Опыт показал, что корзинки подсолнечника, находящиеся в контроле, т.е. в условиях свободного опыления, отличались хорошей выполненностью семянок и их плотным прилеганием друг к другу. Корзинки с изоляторами имели мелкие, не плотно прилегающие друг к другу семянки.

Таким образом, самоопыление в пределах одной корзинки носит ярко выраженные признаки инцеста, поэтому энтомофильное опыление цветков современных сортов является веским аргументом в пользу организации планового перекрестного опыления этой культуры.

Выводы. 1. В агроценозах подсолнечника Западного Предкавказья установлено 35 видов пчелиных, относящиеся к 12 родам 6 семейств. Наиболее массово были представлены Apis mellifera, Bombus terresrtris и Eucera clypeata.

2. Одним из важных факторов аттрактивности, от которой зависит посещаемость подсолнечника пчелиными, является интенсивность выделения нектара. С увеличением количества нектара увеличивается количество пчелиных-опылителей.

3. Дисперсионный анализ показал, что количество пчел на подсолнечнике статистически достоверно зависит от сорта культуры, степени цветения, времени суток и вида опылителя.

4. Исследованиями установлено, что корзинки, опыляемые насекомыми, отличались хорошей выполненностью семянок и плотным прилеганием друг к другу по сравнению с корзинками, находящимися в изоляторах.

Литература

1. Фасулати К. К. Полевое изучение наземных беспозвоночных / К. К. Фасулати. - М., 1971. -423 с.

2. Остащенко-Кудрявцева А. К. Нектарность некоторых культурных и дикорастущих растений / А. К. Ос-тащенко-Кудрявцева. - Пятигорск, 1937. - 96 с.

3. Кулиев А. М. применение метода капилляров с целью установления медоносности растений в экспедиционных условиях / А. М. Кулиев // Докл. АН АзербССР. - Баку, 1951. -Т. 4. - Вып. 3. - С. 34-37.

Вид изолятора Общее число семянок в корзинках, шт. Выполненных семянок, %

ВНИИМК 80 Кавказец ВНИИМК 893І улуч- шенный ВНИИМК 80 Кавказец ВНИИМК 893І улучшенный

І* 2* 3* ІІ75 ±11,0 1123±1,8 1215±12,9 1178±13,2 1127±1,9 1239±4,1 1128±13,1 1118±3,3 1244±3,6 3,3±0,51 0,6±0,23 96,1±0,59 6,3±0,66 1,3±0,32 96,1±0,55 2,4±0,45 0,6±0,19 96,3±0,53

* 1 - капроновые изоляторы, 2 - марлевые изоляторы, 3 - контроль