Научно- исследовательская работа "Использование шмелей в теплицах"

Содержание

     Введение……………………………………………………………………………………………..3

1. Биоэкологическая характеристика объектов исследования

     1.1         Биоэкологическая характеристика томатов………………………….4

     1.2.         Биоэкологическая характеристика шмелей.………………………..4

     1.3.         Опыление томатов…………………………………………………………………5

2. Материал, методика и результаты исследования

      2.1 Материалы и методика ……………………………………………………...........8

      2.2 Результаты исследований……………………………………………………………9

     Заключения и выводы………………………………….……………………...…………..12

     Список используемой литературы…………………………………………………..13

     Приложения……………………………………………………………………………………..14                                                                        

3

                                                                               Введение                                                                                                                  Актуальность исследования. Овощеводство является одной из основных и наиболее трудоемких отраслей сельскохозяйственного производства. Этой отрасли принадлежит важнейшая роль в снабжении населения продуктами питания, имеющими высокую биологическую ценность, содержащими ряд необходимых компонентов, минеральных веществ и витаминов. В селе Алькино Похвистневского района выращиваются в закрытом  грунте в основном  томаты. Село живет, развивается, строится за счет реализации тепличной продукции в Самарской и близлежащих областях. Выращивание овощей в закрытом грунте связано с очень большими затратами на отопление ,укрывной материал, содержание теплицы. Причем эти затраты растут каждый год. Для того чтобы уменьшить себестоимость продукции и получить прибыль огородникам приходится искать новые пути получения высокого урожая. Наряду с общеизвестными приемами :такими как применение комплексных удобрений, стимуляторов роста, защита от болезней и вредителей, в с. Алькино  начали использовать методы для увеличения  завязываемости плодов. Томаты являются самоопыляющимися растениями, но в закрытом грунте при отсуствии движения воздуха и насекомых многие цветки не опыляются и не образуют плодов.

Тема  научно-исследовательской работы: «Использование шмелей в теплицах».

Проблема: Возникновение трудностей при опылении цветков  в теплицах.

Гипотеза: Использование шмелей в теплицах должно увеличить количество опыленных цветков и повысить урожайность  томатов в теплицах.

Цель: Изучить влияние шмелей на урожайность растений томата.

Объект: Томаты.

Предмет: Опыление цветков растений насекомыми.

Задача исследования:

1. Изучить влияние шмелей на опыление цветков.

2. Выявить зависимость между опылением и урожайностью томатов.

                                                                          4

                            1. Биоэкологическая характеристика объектов исследования.

1.1. Биоэкологическая характеристика томатов.

Тома́т (лат. Solánum lycopérsicum) — растение рода Паслён,  семейства Паслёновые, одно- или многолетняя трава. Возделывается как овощная культура. Плоды томата известны под названием помидо́ры ( рис.1, прилож.1). Томат имеет сильноразвитую корневую систему стержневого типа. Корни разветвленные, растут и формируются быстро. Стебель у томата прямостоячий или полегающий, ветвящийся, высотой от 30 см до 2 м и более. Листья непарноперистые, рассеченные на крупные доли, иногда картофельного типа. Цветки мелкие, невзрачные, желтые различных оттенков, собраны в кисть. Томат — факультативный самоопылитель: в одном цветке имеются мужские и женские органы. Плоды — сочные многогнёздные ягоды различной формы (от плоско-округлой до цилиндрической; могут быть мелкими (масса до 50 г), средними (51-100 г) и крупными (свыше 100 г, иногда до 800 г и более). [8].

1.2. Биоэкологическая характеристика шмелей.

Шмели́, земляны́е пчёлы (лат. Bombus terrestris  ) — род перепончатокрылых насекомых из семейства настоящих пчёл (Apidae), во многих отношениях близкий медоносным пчёлам. (рис.3, прилож.1).

Шмели — одни из самых холодостойких насекомых: они способны, быстро и часто сокращая мышцы груди, ускоренно разогреть своё тело до необходимых 40 °C. Это позволяет им вылетать рано утром и собирать первый нектар, когда воздух ещё не достаточно прогрелся, и даёт шмелям определённое конкурентное преимущество перед другими видами насекомых. [6].

Шмелям принадлежит большая роль в опылении различных растений, в особенности мотыльковых. Шмели имеют хозяйственное значение как опылители. Для опыления овощей в теплицах и оранжереях могут быть использованы шмелиные семьи. Шмели — прилежные сборщики цветочной пыльцы, при этом они опыляют цветки. Благодаря густому волосяному покрову шмели способны опылять цветки и во время похолоданий, чего не могут пчелы. Кроме того, эти насекомые совершенно безвредны. Жало у них такое же, как у пчел и ос, но кусают они очень редко, и их укусы не опасны.  [3].

5

Шмели - насекомые менее требовательные, чем пчелы. Жизнь заставляет их посещать цветы и тогда, когда избалованные медоносные пчелы предпочитают отсиживаться в ульях в холодную, ветреную, пасмурную погоду. Шмели-снабженцы работают даже до рассвета и после заката. Многих шмелей не пугает и мелкий дождь, а некоторых даже гроза. Пчел не привлекает нектар с концентрацией сахара меньше 10%. Шмели довольствуются 2% сахарным сиропом. Они работают на цветах в 3—5 раз быстрее пчёл, опыляя за одно и то же время больше гораздо больше растений.  [9].

1.3.  Опыление томатов

У томатов цветок наклонен пестиком вниз, и пыльца скатывается, прилипает к рыльцу, где и прорастает. Прорастание пыльцы происходит,  в интервале температуры от 15 до 35°С. В сухую погоду пыльцевые  зерна прилипают в один слой на поверхности рыльца пестика и быстро прорастают. Тонкая пыльцевая трубка  быстро растет и, достигая семяпочек в завязи, прорастает внутрь их. В теплицах, где повышенная влажность пыльцевые зерна слипаются в комки,  пыльцевые трубки растут во всех направлениях и только небольшая их часть растет на рыльце. Эффективность опыления резко снижается. Другая причина образования небольшого количество семян – гибель семяпочек, что происходит при экстремально  низкой или высокой температуре. Возможно, также загнивание рыльца пестика во влажную погоду от серой гнили. Чем меньше семяпочек оплодотворилось, соответственно меньше образуется семян. В итоге масса плодов также уменьшается. В плоде вокруг семян в семенной камере образуется так называемый «гель», представляющий собой скопление  тонкостенных  фотосинтезирующих клеток, которые , выполняют защитную и питающую функцию. При отсутствии  семян «гель» не образуется, что влияет на массу плодов[1].

Небольшие встряхивания тепличных растений в дневные часы способствуют осыпанию пыльцы и опылению, но в теплицах  очень трудно поддерживать оптимальные условия по свету, влажности, температуре, питанию. Поэтому вероятность и качество опыления снижаются.  Механическое опыление на томатах (постукивание по проволоке) дает определенный результат, но 100% -ного качественного опыления таким методом не добьешься.  [5].

6

Шмели работают безотказно в любую погоду, и благодари дополнительному опылению урожайность, например, томатов повышается на треть.  Летают шмели от утренней зари до вечерней. Наиболее интенсивно - до обеда. Им нипочем мелкий дождь. Забота о потомстве - превыше всего. В плохие дни самке достаточно одного вылета, чтобы обеспечить расплод кормом и обогревать его в течение часа. Тревожно за расплод в мае, когда 3-4 дня идут сильные, затяжные дожди: он может погибнуть не от холода, а из-за бескормицы. . Шмели, в отличие от пчел, лучше ориентируются в теплице и не бьются о пленку или стекло[6].

Шмели – работники уникальные, опыляют очень аккуратно. Они в одно и то же время проходят каждый цветочек, поэтому овощи получаются одинакового размера, один к одному, как на конвейере. Понятно, что это колоссальная экономическая выгода, урожай увеличивается в несколько раз.  Причем шмели не переносят химикатов, поэтому их можно считать гарантом экологически чистого продукта.

Хлопот с шмелями  особых нет. В теплицы выставляют шмелиные домики – небольшие коробки 30 на 20 см. В доме два входа: один рассчитан на последующий выход, другой работает только на вход.

В теплицах, в конце эксплуатации шмелиных семей, значительное число молодых плодных маток вылетает в естественную среду обитания. Результаты подсчета пустых маточных коконов в старых гнездах показали , что из одной семьи вылетает от 5 до25 осемененых маток на зимовку[6].

Преимущества шмелеопыления перед другими методами очевидны – это:

-уменьшение затрат ручного труда;

-ощутимая прибавка урожая;

-увеличение доли стандартной продукции;

-простота в применении и безопасность для персонала;

-возможность использования на культурах огурца, томата, перца, земляники (пчелы – только на огурце);

7

-более выносливы по сравнению с пчелами;

-в отличие от пчел шмели не имеют "языка танцев", поэтому только незначительное количество особей из семьи отвлекается на лучшие медоносы;

-шмели менее требовательные к качеству пыльцы, поэтому низкокачественная пыльца томата может обеспечить достаточный уровень развития семьи шмелей, для пчел такой рацион неудовлетворительный;

-шмели более стрессоустойчивы и могут более длительное время находиться в улье без вылета, например во время транспортировки или химобработке;

-шмели, имея мохнатые лапки, способны перенести больше пыльцы от растения к растению. [9].

Главным критерием хорошего опыления цветков томата в теплице является количество рабочих особей в улье.   При установке улья, среднее количество рабочих особей должно быть 50-60 штук.  Такая семья будет полноценно развиваться в теплице до 8 недель и будет производить качественное и полноценное опыление. [5].

Также как и на растениях огурца, так и на растениях томата надо проводить тщательный анализ качества опыления путем подсчета меток, оставляемых шмелями на тычинках цветков томата. В среднем доля посещенных цветков шмелями, от общего количества распустившихся цветков, должна составлять более 50-60%. Если же этот показатель меньше 40%, то надо срочно принимать меры, чтобы не потерять большую часть урожая.  Цветки томата обоеполые, поэтому для опыления достаточно одного посещения шмелей[7].

У шмелей есть уникальная способность: садясь на цветок с такой тяжелой и липкой пыльцой, как у пасленовых культур (томатов, баклажанов, перцев), они содрогаются всем телом и создают сильную вибрацию . Она не сравнится ни с каким искусственным приспособлением[6].

8

2. Материал, методика и результаты исследования

2.1 Материалы и методика проведения  эксперимента

Влияние различных способов опыления томата на урожайность проводилось в теплицах с. Алькино, Похвистневского района Самарской области. Для эксперимента выл выбран тепличный сорт помидоров Эйджен .

Посев семян томатов  проводился 15 декабря 2010 года. На постоянное место рассада была высажена в возрасте 65 дней  1 матра. Растения высаживались в два ряда с междурядием 50 см, между растениями 50 см, между двумя рядками расстояние 90 см. (рис.4, прилож.1).

Эксперимент состоял их двух опытов:

Опыт  1. В первой теплице опыление цветков проводилось методом встряхивания шпалер в первой половине дня.

Опыт 2. Во второй теплице- использование шмелей для опыления(рис. 3, прилож.1).

Уход за посевами в обоих теплицах проводился одинаково.

Количество растений томатов в теплицах одинаковое (1250 шт). Семья шмелей была приобретена в агрофирме  «Семко»  в г. Самаре 22  марта(рис.5, прилож. 1). При проведении эксперимента были использованы традиционные методы проведения опытов.( наблюдение, сравнение , подсчет урожайности).

9

2.2 Результаты исследований.

После посадки рассады растений проводились фенологические наблюдения за  растениями(таблица 1).           

Фенологические наблюдения фаз развития томатов.                Таблица1

№ опытов	Начало цветения				Начало плодооб- разо-вания	Начало плодоно-шения
	1 кисть	2 кисть	3 кисть	4 кисть
1.	20.03	29.03	07.04	13. 04	27.03	25.05
2.	20.03	30.03	06.04	13.04	27.03	25.05

Данные таблицы 1 показывают, что в развитии растений опыта 1 и опыта 2  существенной разницы нет.

Методом наблюдения были установлены время активной работы шмелей в течении дня и периода жизни (табл.2).

                                                                                                                                                  Интенсивность работы шмелей в течении дня и времени вегетации.                    Таблица 2.     

Время	Количество шмелей, вылетающих из улья за 1 мин.
	25.03.	15.04.	05.5.	25.05.	30.05.
10 часов	5	7	8	3	_
15 часов	2	3	4	2	_

-

Время активной работы насекомых, как видно из таблицы 2, это утреннее время. Пик активности шмелей приходится на время массового цветения растений (3-5кистей).

Была проведена работа по подсчету и анализу качества опыления путем подсчета меток, оставляемых шмелями на тычинках цветков томата(рис.8, прилож.1). Количество  меток подсчитывалась на 20 обозначенных растениях в разных местах теплицы.                                                                                                                                                              

10

3.Количество опыленных цветков                                                                 Таблица 3.

Дата проведения подсчета	Количество цветков,шт.	Количество цветков с метками,шт.	Количество цветков с метками,%
25.03.             1кисть	156	123	78.8
4.04.              2 кисть	148	118	80
12.04.            3 кисть	162	131	81
18.04.             4кисть	142	105		73

 По данным некоторых овощеводов, если следы шмелей наблюдается  примерно у 60 % цветков, то работу семьи можно считать хорошей. В нашем случае количество цветков с метками в даты подсчета составила от 73 до 81%, что показывает на отличную работу шмелей опылителей.(таб.3)                                                             

Подсчет количества завязавшихся плодов .                                               Таблица4.

№ опытов	Количество			Количество
	Цветков 1 кисти	Плодов 1кисти	% завязывания	Цветков 2 кисти	Плодов 2 кисти	% завязывания
Опыт 2	156	153	98	148	146	98,6
Опыт 1	142	112	79	152	122	79
	Цветков 3 кисти	Плодов 3 кисти	% завязывания	Цветков 4 кисти	Плодов 4 кисти	% завязывания
Опыт 2	162	162	100	142	142	100
Опыт 1	153	137	89	150	132	88

Данные таблицы показывают, что завязываемость плодов  в опыте 2 с шмелями очень высокая, достигает 100%(рис.7 , прилож. 1). В опыте 1  очень большое количество  цветков не опылившихся(рис 9, прилож. 1). Небольшой процент не опылившихся цветков во втором опыте и большое количество таких цветков в 1 опыте объясняются тем, что в это время в теплице очень высокая влажность, нехватка света и недостаток температуры.

Результаты таблицы 5 показывают , что урожайность с одного растения опыта 2 выше урожайности опыта 1 на 30 %, что отражается на общей урожайности. С второй теплицы было собрано на 1625 кг. больше , чем с первой( рис. 9,прилож1).

10

Урожайность томатов по опытам                                                               Таблица 5.

№ опытов	Урожайность с теплицы, кг.	Урожайность с одного растения, кг.	Средняя масса плодов, гр.
Опыт 2	3625	3,1	210
Опыт 2	5250	4,2	250

11

Заключения и выводы

Важнейшая задача при выращивании томатов в защищенном грунте- получение максимально возможного количества экологически чистого продукта.

Применение шмелей в теплицах в нашей научно исследовательской работе показало очень хороший результат, по которым можно сделать следующие выводы:

1. Шмели существенно повышают процент и качество опыления цветков томата.

2. Прибавка урожая, при использовании этих насекомых опылителей, повышается за счёт большого количества и большей массы плодов.

3. В настоящее время очень много работ и публикаций ученых о катастрофическом сокращении насекомых опылителей, особенно пчел и шмелей, в естественной среде. Поэтому мы не только повышаем урожай томатов в закрытом грунте, но и восстанавливаем популяцию шмелей в природе.

По опросу, проведенный нами в с. Алькино, шмелей в прошлом году приобрели в 31 теплицу. Количество маток шмелей, ушедших в зиму, составит приблизительно 150 до 750 штук. Мы уверены в том, что в этом году, использование этих насекомых опылителей в теплицах с. Алькино увеличится.

12

Список используемой литературы

1.      Аскаров А. Особенности опыления томата.//Новый земледелец.-№2.-2008.-с.16.

      2. Биологические особенности томатов.// http://mts-agro.com.ua/

      3.  Крылов А.О. Крылатые садоводы.// Новый земледелец.-№2.-2008.-           с.19.

      4. Лопатин А.В., Солдатова Н.В., Вилкова Н.А. Посещаемость шмелями цветков томата в теплицах. // Пчеловодство. — № 8. — 2008. — с. 56-58.

      5. Опыления томатов в тепличных хозяйствах при помощи шмелей. http://zoofermer.ru/

      6. Опыление томатов доверили шмелям. http://paseka.su/news/

      7.Опыление шмелями. http://www.beelife.org/forum/

      8.  Тараканова Г.И., Мухин В.Д., Шуин К.А. и др. Овощеводство. М. Колос, 1993., с. 511.

      9. Шмелиные ульи для опыления в теплицах. http://www.agroimpulse.ru/

13

Приложение 1

Рис 1. Растения томата в теплице с. Алькино (фото автора).

                                                            14

Рис 2. Спелые томаты (фото автора).

Рис 3. Шмели при опылении цветков томата (фото автора).

                                                                     15

Рис 4. Способ посадки рассад томатов на постоянное место (фото автора).

Рис 5. Улей и вылет шмеля на опыление (фото автора).

                                                                16

Рис 6. Цветки первой кисти (фото автора).

Рис 7. Кисть, с  полностью завязавшимися плодами (фото автора).

17

Рис 8. Цветки с метками от посещения шмелей.

18

Рис 9. Кисть, не завязавшимися  плодами (фото автора).

Рис 10. Урожай с теплицы (фото автора).

                                                          

Рис.11. Помидоры в нашей теплице (фото автора).