КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИВЛЕЧЕНИЯ И УСПОКАИВАНИЯ ПЧЕЛ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ, САДОВОДСТВЕ И ПЧЕЛОВОДСТВЕ
COMPOSITION FOR ATTRACTING AND CALMING BEES AND USE THEREOF IN AGRICULTURE, HORTICULTURE AND BEEKEEPING

Настоящее изобретение относится к композиции для привлечения и успокаивания пчел, имеющей форму эмульсии вода/масло в водной фазе. Изобретение также относится к способам и применениям указанной композиции для повышения урожайности посевных площадей, для которых требуется опыление пчелами, в сельском хозяйстве и садоводстве, а также к способам и применениям указанной композиции для увеличения эффективности подсадки новой пчелиной матки в пчелиную семью, объединения пчелиных семей и успокаивания пчел в пчеловодстве.
Уровень техники
Поведение пчел, а также передача значительной части информации пчелам и между пчелами в семьях регулируются, главным образом, с помощью различных запахов и феромонов.
Из уровня техники известны различные композиции для привлечения пчел, содержащие душистые и феромонные компоненты.
В опубликованном патенте РФ №2146868, например, описана композиция для привлечения пчелиных роев, содержащая феромонные компоненты железы Насонова: гераниол, цитраль и смесь гераниевой и неролиевой кислот, 9-оксо-2Е-деценовую кислоту, сложные метиловые эфиры фенилуксусной и фенилпропановой кислот, специальный стабилизатор, этанол, 2% водный раствор (гель) модифицированного аммиаком сополимера малеинового ангидрида/стирола, редко сшитого этиленгликолем. Композиция отличается повышенной эффективностью и продолжительной активностью.
В опубликованной заявке на патент США US2003/0147933 А1 описана композиция для привлечения пчел с применением субстрата, покрытого адгезивной композиции, содержащей комбинацию нерола, гераниола, нераля, гераниаля, неролиевой кислоты, гераниевой кислоты и Е,Е-фарнезола. Пчелы, которые приманиваются внутрь искусственного улья, привлекаются к адгезивному компоненту за счет композиции для привлечения пчел и обездвиживаются при контакте с адгезивом.
В опубликованном патенте Великобритании GB 2095998 также описан синтетический феромон для пчел и его применение для привлечения пчелиных семей в улей или ловушку, содержащий летучие компоненты Е-цитраль или смесь (Е)- и (Z)-цитралей, гераниол и неролиевую кислоту, предпочтительно в массовом отношении от 1:0,1:0,1 до 1:10:10. В изобретении также описан способ приманивания пчелиной семьи в улей или ловушку, включающий размещение приманки на входе в улей или ловушку или рядом с ним.
Композиции, содержащие душистые и феромонные компоненты, также применяют для уменьшения агрессивности или успокаивания пчел.
В опубликованном патенте Франции FR 2593023, например, описан способ устранения или уменьшения агрессивности пчел при открытии и работе с пчелиными ульями путем обработки пчелиного улья композицией в виде водной эмульсии или дисперсии, содержащей в качестве активных агентов уксусную кислоту или ее галогенированное производное или соли щелочных металлов указанных кислот, которая также предпочтительно содержит цитраль или схожий альдегид, а также эмульгатор и антиокислитель.
В опубликованном патенте Франции FR 2964302 описан продукт для обеспечения улучшенной переносимости продуктов для пчел, вводимых в ульи. Композиция представляет собой смесь натуральных или синтетических эфирных масел, таких как цитраль и гераниол. Обонятельная информация, распространяемая этой железой, обеспечивает сильное сплочение семьи и эффективно привязывает каждую пчелу к рою или улью, к которым она принадлежит.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение композиции для привлечения и успокаивания пчел, обладающей улучшенными свойствами по сравнению с композициями, известными из уровня техники.
Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа повышения урожайности посевных площадей, для которых требуется опыление пчелами, с применением указанной композиции для привлечения пчел.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа увеличения эффективности подсадки новой пчелиной матки в пчелиную семью, объединения пчелиных семей и успокаивания пчел с применением указанной композиции для успокаивания пчел.
Краткое описание изобретения
Согласно настоящему изобретению предложена композиция для привлечения и успокаивания пчел, имеющая форму масляной эмульсии в водной фазе, где масляная фаза содержит цитраль (3,7-диметилоктан-2,6-диеналь), эвгенол (4-аллил-2-метоксифенол) и масляный носитель в количестве от 10% до 50% по массе в пересчете на общую массу композиции, где массовое отношение цитраля к эвгенолу находится в диапазоне от 1 до 10, и более предпочтительно в диапазоне от 1,7 до 5, при этом водная фаза содержит подсластитель, предпочтительно в количестве от 15% до 60% по массе в пересчете на общую массу водной фазы.
При употреблении подсластителей ферменты, содержащиеся в пчелиной слюне, вводятся в корм, который затем хранится в медовом зобике пчел. Указанные ферменты обеспечивают инверсию сложных сахаров в простые, которые содержатся в пчелиной гемолимфе и, таким образом, могут надлежащим образом перерабатываться пчелами. Таким образом, термин «подсластитель» при использовании в контексте настоящего описания обозначает любой растворимый углевод, который может быть надлежащим образом потреблен и переработан пчелами, включая смеси указанных углеводов. Кроме того, указанное количество подсластителя предотвращает ферментацию композиции при хранении.
Предпочтительно указанный подсластитель выбран из группы, включающей: сахарозу, фруктозу, глюкозу, сахар, инвертированный сахарный сироп, мальтозный сироп и их смеси.
Предпочтительно указанный масляный носитель представляет собой растительной масло, в частности, рапсовое масло, кукурузное масло и их смеси.
Предпочтительно изомерное отношение нераля и гераниаля в цитрале составляет от 0,8 до 1,2.
Предпочтительно указанная масляная фаза дополнительно содержит агент, модифицирующий вязкость масляной фазы, и предпочтительно полимерное поверхностно-активное вещество в количестве от 0,2% до 4% по массе в пересчете на общую массу композиции.
Предпочтительно композиция содержит по меньшей мере один дополнительный агент, предпочтительно выбранный из группы, включающей: противопенные агенты, поверхностно-активные вещества и стабилизаторы дисперсии.
Предпочтительно композиция содержит по меньшей мере один дополнительный агент, увеличивающий устойчивость композиции к окислению.
В зависимости от типа конкретного стабилизатора указанные соединения могут иметь различные способы действия. Некоторые стабилизаторы образуют хелаты с металлами или другими каталитическими частицами, которые в ином случае могут взаимодействовать с триглицеридами в масле и увеличивать скорость окисления масла. Другие стабилизаторы действуют как антиокислительные молекулы и взаимодействуют со свободными радикалами, которые могут окислять жирные кислоты в триглицеридах до пероксидов, которые, в свою очередь, окисляют другие жирные кислоты, что более подробно описано выше в разделе LA. Типовые стабилизаторы могут включать аноксомер, аскорбиновую кислоту, аскорбилпальмитат, аскорбилстеарат, бутилированный гидроксианизол (ВНА), бутилированный гидрокситолуол (ВНТ), трет-бутилгидрохинон (TBHQ), 3-трет-бутил-4-гидроксианизол, аскорбат кальция, ЭДТА кальция-динатрия, каталазу, цетилгаллат, лимонную кислоту, гипофосфат натрия, аскорбат натрия, эриторбат натрия, гипофосфат натрия, метабисульфит натрия, сульфит натрия, пентагидрат тиосульфата натрия, соевую муку, сахарозу, L-винную кислоту, α-терпинеол, токоферол, D-α-токоферол, DL-α-токоферол, токоферилацетат, D-α-токоферилацетат, DL-α-токоферилацетат, 2,4,5-тригидроксибутирофенон, масло зародышей пшеницы и их комбинации.
Предпочтительно рН композиции находится в диапазоне от 4 до 7.
Композиция согласно настоящему изобретению является нетоксичной и полностью биоразлагаемой, не испаряется быстро после нанесения, а масляная фаза обеспечивает контролируемое высвобождение ингредиентов аттрактанта.
Согласно настоящему изобретению также предложен способ повышения урожайности посевных площадей, для которых требуется опыление пчелами, включающий стадию нанесения, предпочтительно распыления, композиции для привлечения пчел, такой как определено выше, на посевные площади, предпочтительно в начале периода цветения и/или во время периода цветения.
Композицию следует распылять над посевными площадями в количестве, которое является достаточным для привлечения пчел и удерживания их над посевными площадями для опыления, которые следует выбирать с учетом целесообразности практического применения. Очевидно, композиция увеличивает привлекательность цветков и для других опыляющих насекомых, таких как шмели, рыжие осмии и т.д.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предложен способ увеличения эффективности подсадки новой пчелиной матки в пчелиную семью, включающий стадию нанесения, предпочтительно распыления, композиции для успокаивания пчел, такой как определено выше, на новую пчелиную матку и/или пчелиную семью и/или соты, собранные пчелиной семьей, в которую подсаживают новую пчелиную матку.
Согласно настоящему изобретению также предложен способ увеличения эффективности объединения пчелиных семей, включающий стадию нанесения, предпочтительно распыления, композиции для успокаивания пчел, такой как определено выше, на по меньшей мере одну пчелиную семью и/или по меньшей мере одни соты, собранные объединяемой пчелиной семьей.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предложен способ успокаивания пчел, включающий стадию нанесения, предпочтительно распыления, композиции для успокаивания пчел, такой как определено выше, на предварительно выбранный объект и/или площадь, предпочтительно поблизости от пчелиного улья, в котором необходимо успокоить пчел.
Очевидно, композицию также можно применять для успокаивания других представителей семейства пчелиных, таких как шмели, рыжие осмии и т.д.
Подробное описание изобретения
Не вдаваясь в подробности, полагают, что специалист в данной области техники после ознакомления с вышеприведенным описанием сможет реализовать настоящее изобретение наиболее полным образом. Приведенные далее предпочтительные конкретные варианты реализации и исследования, таким образом, следует рассматривать исключительно как иллюстративные и не ограничивающие никоим образом остальную часть описания.
Пример 1
Приведенную ниже композицию получали путем суспендирования компонентов, указанных в таблице 1, в порядке перечисления.
Цитраль (CITRAL EXTRA BASF FG, CAS №5392-40-5) и эвгенол (EUGENOL 926 INDESO, CAS №97-53-0) получали в Ernesto Ventos, SA (Spain). Цитраль (3,7-диметилокта-2,6-диеналь) представляет собой смесь изомеров нераля и гераниаля, имеющую сильный запах лимона, умеренно растворимую в воде (0,42 г/л при 25°С). Эвгенол (4-аллил-2-метоксифенол) имеет сильный пряный гвоздичный залах и полностью нерастворим в воде. Inutec SP 1 t, который получали в Surya Kimya San. Tic. Ltd. (Turkey), применяли для модификации вязкости масляной фазы. Противоленную эмульсию SAG 1572 получали в Momentive Performance Materials Inc. (USA), и поверхностно-активное вещество Atlas G-5002 L получали в Croda Poland Sp.z o.o. (Poland).
Дисперсную масляную фазу в Inutec SP 1 t смешивали с водной фазой при помощи высокочастотного смесителя в течение 2 минут. Затем добавляли дисперсию ксантановой камеди в пропиленгликоле в качестве стабилизатора и перемешивали композицию в течение 10 минут для получения молочной эмульсии масло/вода (м/в) в водном растворе сахара, имеющем рН в диапазоне от 4,7 до 5,3. Композиция содержала примерно 7,5% по массе активных компонентов (цитраль и эвгенол), причем количество цитраля в два раза превышало количество эвгенола. Рапсовое масло использовали в качестве носителя для предотвращения быстрого испарения активных компонентов.
Примеры 2-7
Приведенные ниже композиции получали путем суспендирования компонентов, указанных в таблице 2, в порядке перечисления. Каждую композицию перемешивали в течение 10 минут для получения эмульсии масло/вода.
Inutec SL 1, полученный в Gova Group (Netherlands), Atlas G-5002 L, Atlas G-1086 и Atlox 4912, полученные в Croda Poland Sp.z o.o. (Poland), использовали в качестве поверхностно-активных веществ и агентов, модифицирующих вязкость масляной фазы. Attagel 50, полученный в BASF (Germany), применяли в качестве модификатора текучести и вязкости. Бутилированный гидрокситолуол (ВНТ) применяли в качестве антиокислителя. Противопенную эмульсию SAG 1572 получали в Momentive Performance Materials Inc. (USA). Proxel XL2, полученный в Lonza Group AG (Switzerland), применяли в качестве микробиостатического консерванта. Ксантановую камедь и глицерин применяли в качестве стабилизаторов.
Для дальнейшего исследования авторы изучали свойства композиции 1 согласно настоящему изобретению, полученной согласно описанию примера 1 (далее в описании ее называют «композиция 1»), в последующих экспериментах и испытаниях.
Исследование А. Пчелиное опыление черники щитковой
Композицию 1 исследовали на плодоносящих насаждениях черники щитковой (Vaccinum corymbosum) культивара «Bluecrop».
Композицию 1 распыляли на 250 м ряд кустов в количестве 2 л/1 га (гектар) в начале периода цветения (8 мая 2015 года). Еще один 250-м ряд кустов, отделенный одним рядом от того, на который распыляли композицию 1, использовали в качестве контрольного ряда.
Когда на кустах появлялись цветки, два исследователя подсчитывали количество медоносных пчел (Apis mellifera) на кустах в определенные дни после нанесения композиции 1, проходя со схожими скоростями вдоль обработанного и контрольного рядов, для определения увеличения (I) количества пчел в обработанном ряду по сравнению с контрольным рядом, которое вычисляли следующим образом:
T
C
где N и N обозначают подсчитанное количество пчел, соответственно, для обработанного и контрольного рядов. Результаты приведены в таблице А.1.
На 23-й день исследования в обработанном ряду наблюдали только 56 пчел по сравнению с 62 пчелами в контрольном ряду (I=-9,7%). Этот факт указывает на то, что по завершении периода цветения деревья, обработанные композицией 1, были менее привлекательными по сравнению с контрольными необработанными деревьями. Это, в свою очередь, позволяет проводить раннее нанесение других сельскохозяйственных композиций, включая инсектицидные композиции, на обработанный ряд, что в иных случаях может наносить вред пчелам.
Также вычисляли урожайность кустов в рядах, которая приведена в таблице А.2. Можно увидеть, что применение композиции 1 обеспечивало увеличение урожайности на 14% по сравнению с необработанными кустами.
Исследование В. Пчелиное опыление груши
Исследовали композицию 1 на плодоносящих насаждениях груши сорта «Конференция».
Композицию 1 распыляли в количестве 2 л/1 га (гектар) в период цветения (4 мая 2015 года), когда на деревьях раскрывалось примерно 40-50% цветков. В качестве контроля использовали необработанные деревья.
В день нанесения и в последующие два дня подсчитывали количество медоносных пчел на деревьях (проводили оценку 20 деревьев), а также количество завязей плодов в процентах по сравнению с общим количеством соцветий, средний урожай с дерева, среднюю массу 100 плодов и среднее количество семян в плоде (этот параметр определяет уровень опыления цветка). Результаты приведены в таблицах В.1 и В.2.
Как можно видеть, применение композиции 1 не только удваивало среднюю урожайность одного дерева, но также улучшало качество плодов, выросших на обработанных деревьях, по сравнению с необработанными деревьями.
Исследование С. Пчелиное опыление масличного рапса
Композицию 1 распыляли на два поля площадью 5 гектаров с масличным рапсом сортов «Bogart» и «Konkret» в начале периода цветения. На полях композицию в 1% концентрации (1 литр композиции 1 на 100 литров воды) распыляли на полосы шириной примерно 5 м вдоль границ и также на полосы шириной примерно 5 м в глубине полей, которые были разделены необработанными полосами шириной примерно 20 метров.
Во время уборки определяли урожайность (кг/гектар) и сравнивали с контрольными необработанными полями. Результаты приведены в таблице С.1.
Можно увидеть, что применение композиции 1 значительно увеличивало урожайность обоих культиваров масличного рапса.
Эксперименты, описанные ниже, были нацелены на изучение свойств композиции согласно настоящему изобретению при успокаивании пчел в семьях.
Запах пчелиной матки является фактором, который объединяет пчелиную семью. Рабочие пчелы враждебно относятся к пчелам с отличающимся запахом (из другой семьи), включая других пчелиных маток, секретирующих свои собственные специфические феромоны. Типичной реакцией животных на чужой запах является, главным образом, то, что они жалят друг друга. Таким образом, можно ожидать, что путем введения в пчелиные семьи подходящих душистых композиций можно в некоторой степени управлять поведением пчел и прекращать или контролировать передачу информации. Указанные эффекты могут иметь практическое применение в пчеловодческих хозяйствах. Задачей экспериментов являлась оценка степени, в которой введение композиции согласно настоящему изобретению может влиять на поведение пчел.
Исследование D. Подсадка пчелиной матки
В следующем эксперименте водный раствор композиции 1 изучали в исследованиях подсадки пчелиной матки. Для этого находили старых пчелиных маток и удаляли их из 48 семей, в которых проводили исследование. Затем осиротевшие семьи случайным образом делили на 2 группы.
Затем новых пчелиных маток помещали непосредственно в соты с пчелами из исследуемой семьи, что, вероятно, является наиболее простым и быстрым способом подсадки новых пчелиных маток. В первой группе (контрольная группа) новых пчелиных маток помещали непосредственно в соты, при этом во второй группе и на новых пчелиных маток, и на искусственные соты типа Zander распыляли 2,8 мл композиции 1 (1,4 мл с каждой стороны) и после этого подсаживали новых пчелиных маток. Наносимая доза зависела от технических параметров распылителя. Через семь дней проверяли наличие пчелиной матки и кладок яиц в каждой семье.
Результаты эксперимента показаны в таблице D.1.
Можно увидеть, что в контрольных семьях происходила значительная утрата пчелиных маток (37,5%) по сравнению группой, в которой семьи и пчелиную матку обрабатывали композицией 1, где все пчелиные матки были приняты семьей и начинали откладывать яйца. При изучении обработанных семей была обнаружена одна пчелиная матка с повреждениями крыльев, которые, вероятно, были случайно нанесены рабочими пчелами сразу после введения пчелиной матки в соты. Отсутствие утраты пчелиных маток в семьях, обработанных композицией 1, является превосходным результатом, так как принято считать, что ни один из известных способов не гарантирует 100% эффективность адаптации пчелиных маток.
Исследование Е. Объединение пчелиных семей
В следующем эксперименте проводили оценку эффективности композиции 1 при объединении семей. Измерения проводили дважды в августе и сентябре 2014 года. Две молодые семьи (так называемые семьи в зародышевой фазе), собранные в 4-5 искусственных сотах типа Zander, объединяли в одну. Семьи обычно объединяют таким образом вследствие того, что такой небольшой размер отдельной семьи не гарантирует ее безопасную зимовку.
Перед объединением на все соты, собранные пчелиными семьями, распыляли чистую воду (контрольная группа) или водный раствор композиции 1 (обработанная группа). Затем выбранные соты переносили в новый улей и впоследствии перевозили на удаленную пасеку, чтобы пчелы не возвращались в известное им место. Пчелиных маток не удаляли из объединенных семей. В каждой исследуемой группе сорок семей в зародышевой фазе объединяли в двадцать объединенных семей.
Через 7 дней проводили оценку эффективности семей после объединения, измеренную по количеству собранных сот, а также наличия пчелиных маток. Сводные результаты эксперимента приведены в таблице Е.1.
Можно увидеть, что пчелы из семей, обработанных композицией 1, собирали большее количество сот (что отражает повышенную эффективность) по сравнению с контрольной группой, хотя эффективность семей перед объединением была схожей.
Вероятно, это связано с тем фактом, что рабочие пчелы из объединенных семей после нанесения композиции 1 не жалили друг друга, так как унификация запаха в объединяемых семьях предотвращала взаимную агрессию. С другой стороны, взаимные укусы, которые происходили в контрольных семьях, приводило к определенному уменьшению количества пчел и, следовательно, к уменьшению общей эффективности новых объединенных семей.
Враждебное отношение между пчелами из различных семей также касалось и пчелиных маток. Тем не менее, в пчелиных семьях, обработанных композицией 1, наблюдали уникальное явление, при котором выживали обе пчелиные матки из двух объединенных семей. Кроме того, взаимная агрессия указанных пчелиных маток также не наблюдалась. В обычных условиях пчелиные матки не переносят друг друга и немедленно пытаются ужалить соперницу.
Исследование F. Успокаивание рабочих пчел
В настоящем эксперименте проводили оценку свойств композиции 1 при успокаивании рабочих пчел.
Для этого поблизости от пчелиных ульев (на входе в ульи) размещали два теннисных мяча в пластиковых сетках. При движении мячей их ворсистая поверхность раздражала пчел и провоцировала их на укусы. На один из мячей распыляли 4,2 мл чистой воды (контрольная группа), а на другой распыляли 4,2 мл композиции 1. Через 48 часов после размещения мячей на входе в ульи подсчитывали количество следов от пчелиных укусов на мячах.
Подсчет проводили в десяти последовательных экспериментах в непродуктивный период (т.е. в «период воровства», когда семьи агрессивно защищают свои гнезда). Результаты эксперимента приведены в таблице F.1.
Результаты эксперимента явным образом демонстрируют пониженную агрессию рабочих пчел к мячам, на которые была распылена композиция 1. Кроме того, при подсчете укусов на поверхности мяча было отмечено, что некоторые рабочие пчелы сидели на мячах, на которые была распылена композиция 1, пытаясь облизывать поверхность материала. Интерес рабочих пчел к указанному материалу показывает, что даже через 2 дня после, распыления мячи оставались привлекательными и, в отличие от контрольной группы, не вызывали раздражение. На том же материале, на который распыляли композицию 1, отмечали явно более низкое количество укусов от пчел-защитников. Очевидно, что запах композиции 1 успокаивает и привлекает пчел и практически полностью подавляет их жалящий инстинкт.
В экспериментах было подтверждено, что композиция согласно настоящему изобретению оказывает значительное влияние на поведение пчел. Композиция 1 значительно увеличивала эффективность подсадки пчелиных маток в семьи. Она также успокаивала рабочих пчел, подавляя жалящий инстинкт. Композиция 1 обеспечивает специфическое состояние и поведение пчел, скрывая проявление их естественных инстинктов.
Таким образом, благодаря исключительным отличительным признакам композиции согласно настоящему изобретению и отсутствию побочных эффектов в обсуждаемых выше экспериментах, их можно эффективно использовать для различных применений в пчеловодстве.
Все указанные выше варианты реализации настоящего изобретения приведены исключительно в качестве примеров. Указанные и другие факторы, тем не менее, не следует рассматривать как ограничивающие сущность изобретения, испрашиваемый объем правовой охраны для которого определяется прилагаемой формулой изобретения.