4195

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

ПЧЕЛОВОДСТВО

Методические указания для студентов заочного обучения специальности

260400 (250201) – Лесное хозяйство

Воронеж 2007

УДК 638.1

Харченко, Н. А. Пчеловодство [Текст] : методические указания для студентов заочного обучения специальности 260400 (250201) – Лесное хозяйство / Н. А. Харченко, В. Е. Рындин ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». –

Воронеж, 2007. – 28 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Научный редактор д-р биол. наук, проф. Н.А. Харченко

Рецензент директор ВГБПЗ, канд. биол. наук А.И. Масалыкин

Николай Алексеевич Харченко Вадим Евгеньевич Рындин

ПЧЕЛОВОДСТВО

Методические указания для студентов заочного обучения специальности

260400 (250201) – Лесное хозяйство

Подписано в печать 9.11.07. Формат 60х84 1/16. Объем 1,75 п. л. Усл. печ. л. 1,63. Уч.-изд. л. 2,21. Тираж 150 экз. Заказ №

ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ГОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ГОУ ВПО «ВГЛТА»

394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

ВВЕДЕНИЕ Настоящие методическое указание предназначено для студентов заочного

обучения (специализация «Лесное и лесопарковое хозяйство».

Вуказаниях разбираются наиболее сложные для самостоятельного изучения вопросы пчеловодства. Приводятся основы морфоанатомии и онтогенеза пчелы нектароносной, оборудование и способы работы с пчелиными семьями.

Пчёлы первоначально жили в лесах. Жилищами им служили чаще всего дупла деревьев, расщелины скал, а также норы в земле.

Дупла деревьев, в которых селились пчёлы, назывались бортями. Когда люди обнаруживали борти, они при помощи дыма, огня и воды научились отбирать у пчёл мёд. Бортничество пришло на смену охоте за мёдом, когда пчелиная семья закуривалась полностью.

Вконце 18-го и начале 19-го столетий появилось стремление делать разборные ульи. Создателями разборных ульев считаются Прокопович Пётр Иванович (1814г.), Дзежён Ян (1859г.), Лангстрот Лоренцо Лоррейн (1856г.), Витвицкий Николай Михайлович (1828г.), Дадан Шарль (1868г.),Губер Франсуа (1759г.), Вальватьев С.Д.(1843г.)

Разборность ульев сначала достигалась тем, что в ульи вставлялись обыкновенные планки - линейки, на которых пчёлы строили соты (улей Вальватьева, Дзежёна). Но для того что бы вынуть линейку с отстроенным сотом из улья необходимо было отрезать прикреплённый пчёлами сот от боковых, а иногда и от нижней стенок улья. Позднее линейка была дополнена боковыми планками и нижним бруском, в результате чего возникла применяемая сейчас рамка. В основу конструкции рамочного улья положен закон пчелиного пространства, открытый Лангстротом Л.Л.

Изобретение рамочного улья повлекло за собой изобретение вощины (Меринг И., 1857), вальцевой машины, стамески, дымаря (Рут 1875), медогонки (Грушка Ф., 1865).

Биология, физиология, этология пчелы нектароносной изучены сравнительно недавно. Лишь в 16 в. Л. М. де Торессу удалось установить, что царица пчелиной семьи выполняет репродуктивную функцию; в начале 17 в. Г. Батлер выяснил половую принадлежность трутней, а Р.Рамнат установил это в отношении рабочих пчёл. Вопросы физиологии, поведенческие реакции оставались не изученными вплоть до 20 в. Нектароносная пчела по сей день остаётся объектом пристального внимания как учёных, так и пчеловодов-практиков.

ТЕМА 1 (2часа)

Систематическое положение в живом мире. Морфоанатомия пчелы нектароносной

Вид – пчела нектароносная Apis mellifera Род – пчела Apis

Семейство – настоящие пчёлы Apidae Надсемейство – пчелиные Apoidea Подотряд – стебельчатобрюхие Apocryta Отряд – перепончатокрылые Hymenoptera Подкласс – открыточелюстные Ectognatha Класс – насекомые Insecta

Тип – членистоногие Arthropoda Подцарство – многоклеточные Metazoa Царство – животные Animalia

Вид пчела нектароносная относится к социальным насекомым, биологической единицей является не особь, а семья. Сила пчелиной семьи это количество рабочих пчёл в семье, измеряется в килограммах. 1 кг. пчёл составляют 10000 особей. Отдельная особь не жизнеспособна.

Для пчелы нектароносной характерна антофилия т. е. все необходимые вещества и соединения пчёлы получают из мёда и перги. У пчёл отсутствует внутренний скелет, его функцию выполняет хитиновая кутикула. Кровь - гемолимфа не способна переносить кислород. Кровеносная система незамкнутая.

Пчёлы принадлежат к насекомым с полным циклом превращения, включающем четыре фазы – яйцо, личинка, куколка, имаго. Спаривание маток с трутнями происходит один раз в начале их жизни, вне семьи. Оплодотворение яйцеклетки происходит каждый раз при откладке яйца в рабочую ячейку. Процесс оплодотворения управляется нейро-механически.

Продолжительность жизни пчелы зависит от особи (матка, рабочая пчела, трутень) и времени года. Она может колебаться от 20-30 дней у рабочих пчёл до нескольких лет у маток. В зависимости от возраста рабочие пчёлы выполняют различные функции ( строительную, защитную, воспитательную, фуражирную и др.).

Морфоанатомия пчелы нектароносной

Морфология тела и его придатков

По своему строению пчела нектароносная немногим отличается от других насекомых.

Внешнее строение рабочей пчелы:

1 - голова; 2 - грудь; 3 - брюшко; 4 - антенны; 5 - простые глаза; 6 - сложный глаз; 7 - верхняя челюсть (мандибула); 8 - хоботок; 9 - язычок; 10 - нижняя челюсть (максилла); 11 - переднее крыло; 12 - заднее крыло; 13 - дыхальце; 14 - передняя нога; 15 - средняя нога; 16 - задняя нога; 17-19 - грудные сегменты; 20 - проподеум (первый брюшной сегмент, вошедший в состав груди); 21-26 - брюшные сегменты; 27 - жало

Пчелы, как и все насекомые, имеют сложноустроенный кожный покров - кутикулу, представляющий собой наружный скелет. Он не только защищает органы и ткани пчелы от неблагоприятных внешних воздействий, но и служит для прикрепления (и в качестве опоры) внутренних органов и мускулов. В местах сочленения отдельных участков тела кутикула образует тонкую перепонку с большим содержанием хитина; перепонка обусловливает возможность сгибания и разгибания различных члеников тела.

Тело пчелы покрыто волосками различной формы и назначения. Одни из них служат для чистки тела, другие - чувствительные волоски - для восприятия колебаний воздуха, давления (тактильные), т.е. выполняют функцию органов чувств.

Голова - передний, обособленный отдел, на котором расположены два сложных и три простых глаза, усики (или антенны, сяжки), имеющие многочисленные органы чувств (главным образом обоняния и осязания), ротовое отверстие с ротовыми придатками и затылочное отверстие.

Голова пчелы: А - вид спереди; Б - вид сзади; у - усики; вч - верхняя челюсть; вг - верхняя губа; к - клипеус; сг - сложные глаза; п - простые глаза; зо - затылочное отверстие; хв - хоботковая выемка; нч - нижние челюсти; нг - нижняя губа; щ - щёки

В голове находятся важнейшие части нервной системы - головной мозг и подглоточный нервный узел. Голова имеет внутренний скелет (тенториум) в виде прочных хитиновых балок, идущих от её передней стенки к задней. Они придают необходимую прочность головной капсуле, особенно в её нижней части, и служат местом прикрепления мышц, обеспечивающих движение головы, ротового аппарата, а также служат опорой для некоторых внутренних органов.

Грудь состоит из 4 сегментов, или колец (склеритов), слившихся друг с другом. Кроме 3 сегментов грудного отдела - переднегруди, среднегруди и заднегруди, в состав груди входит первый сегмент брюшка - проподеум. Каждое кольцо состоит из четырёх частей: спинной (тергит), брюшной (стернит) и двух боковых (плейриты).

Грудь пчелы (первый и третий членики заштрихованы): ск - скутум; скл - скутеллум; д - дыхальце; пр - проподеум; н1, н2, н3 - ножки пчелы; бс - брюшной стебелёк; 2-3 - членики брюшка; т - тергит; ст - стернит

Брюшко пчелы состоит из шести ясно различимых колец. Под последними кольцами брюшка матки и рабочей пчелы расположен жалоносный аппарат. В брюшке трутня 7 колец; на конце брюшка - две пары хитиновых пластинок, ограничивающих половое отверстие. Жалоносный аппарат отсутствует.

Брюшко пчелы: А - продольный разрез; Б - поперечный разрез; В - соединение сегментов брюшка; т - тергит; с-ст - стерниты; д - дыхальце; вж - восковыделительные железы; м, м1, м2 - мускулы; пл - плейрит

В брюшном отделе находятся главные органы пищеварительной системы,

системы кровообращения, дыхательной системы, системы выделения, половой системы, а также брюшная нервная цепочка - часть нервной системы.

Органы движения к ним относятся две пары крыльев (передниебольшие и задние -малые) и три пары ножек (передние, средние и задние).

Длина переднего крыла 9,2 мм, ширина 3,1 мм. Задние крылья примерно на 1/3 короче передних.

Крылья пчелы: переднее (вверху); заднее (внизу); с - складка; к - крючочки

В спокойном состоянии крылья у пчелы лежат вдоль тела, причём передние прикрывают задние. При полёте пчелы переднее крыло сцепляется с задним, образуя единую лопасть. Соединительный аппарат крыльев состоит из желобка, проходящего по задней границе переднего крыла, и 17-25(28) крючочков (зацепок) на переднем крае заднего крыла.

Пчела обладает хорошей летательной способностью. Средняя скорость полёта пчёл около 24 км/ч. Во время полёта пчела делает 200 - 440 взмахов в секунду. Дальность полёта достигает 12 - 15 км. Однако, полёт на такие расстояния связан с большими энергопотерями и не является эффективным. С грузом пчела может лететь со скоростью 20 -30 км. в час, а во время атаки скорость полёта достигает 70 км. в час. Кроме своего непосредственного предназначения крылья у пчёл выполняют ряд дополнительных функций: 1) при помощи крыльев группа пчёл может создать направленный поток воздуха в улей, обеспечивая принудительную вентиляцию, что необходимо для поддержания температурного и влажностного режима в улье, 2) движения крыльев используются пчёламиразведчицами в мобилизационных танцах, частота взмахов оказывает возбуждающее действие на окружающих разведчицу пчёл и чем ближе источник корма тем больше частота и сильнее возбуждение пчёл.

Ножки пчелы расположены на грудном отделе и состоят из нескольких члени-

ков.

Передняя ножка: 1 - тазик; 2 - вертлуг; 3 - бедро; 4 - голень; 5 - лапка (тарзус); а-д - членики лапки; Средняя ножка: 1 - шпорец; 2 – коготки; Задняя ножка: 1 - корзиночка для сбора обножки

Дополнительные функции ножек. У рабочих пчёл ножки имеют приспособления для сбора и приноса пыльцы. Наружная поверхность голени задней ножки у них

немного вдавлена и лишена волосков; хитин её гладкий и блестящий. Это углубление, окружённое рядом загнутых внутрь жёстких длинных волосков, образует корзиночку, в середине которой находится одна длинная прочная щетинка. В корзиночку пчела собирает пыльцу в виде довольно больших комочков - обножек. Наружная сторона первого членика лапки покрыта обычными волосками, как и все другие членики, с внутренней стороны первый членик лапки имеет 9-10 поперечно размещённых рядов прочных волосков, составляющих щёточку. Такие же щёточки находятся и на внутренней стороне первого увеличенного членика лапки всех остальных ножек. Матка и трутень щёточек не имеют. Щёточками пчела счищает пыльцу с тела. Прилетев в улей, пчела сбрасывает обножку в ячейку с помощью шпор - острых прочных шипов на внутренней стороне наружного конца голени средних ножек. Щёточки задних ножек служат пчеле ещё и для извлечения восковых пластинок из карманов между краями стернитов брюшка

На передних ножках находится аппарат для чистки усиков (имеется у всех трёх особей пчелиной семьи.

Анатомия и спланхнология

Пищеварительная система - совокупность органов, обеспечивающих переработку пищи, необходимой для жизнедеятельности организма пчелы. Для нормальной жизни, работы и размножения пчёлам требуется корм в состав которого входили бы белки (протеины), углеводы (карбогидраты), жиры (липиды). Кроме того, нужны ещё в небольших количествах витамины и неорганические вещества (микроэлементы).

Для пчелиных характерна антофилия - питание мёдом и пыльцой, т. е. все перечисленные вещества пчёлы получают из этих двух продуктов, которые являются для них естественной пищей.

Пищеварительная система у пчёл, кроме переваривания пищи и всасывания питательных веществ, служит резервуаром для временного хранения нектара (и мёда) при его сборе и переносе, а также воды. Она обеспечивает нормальное питание пчёл в течение длительного зимнего периода.

Пищеварительная система рабочей пчелы:

1 - глотка; 2 - пищевод; 3 - глоточная железа; 4 - заднеголовная железа; 5 - грудная железа; 6 - медовый зобик; 7 - средняя кишка; 8 - тонкая кишка; 9 - толстая кишка; 10 - ректальные железы; 11 - мальпигиевы сосуды

Процесс переработки нектара в мёд происходит в переднем отделе кишечника. Нектар содержит до 70% воды, его переработка состоит из трёх этапов: 1- испарение излишней воды; 2-разложения дисахаридов на моносахариды; 3-придания мёду кислой реакции. Для испарения лишней воды пчёлы раскладывают свежепринесённый нектар в ячейки, заполняя их лишь на 30% объёма, благодаря чему увеличивается площадь испарения. Одновременно пчёлы вентилируют улей, способствуя удалению из него лишней влаги. Неоднократно пчёлы переносят нектар из одних ячеек в другие, расположенные выше.

При этом,набрав каплю нектара, они несколько раз выпускают её на язычок и затем снова всасывают в медовый зобик. Нектар смешивается со слюной пчелы, содержащей ферменты инвертазу и амилазу. Под влиянием инвертазы сахароза нектара превращается в глюкозу и фруктозу, амилаза расщепляет крахмал. Одновременно в нектар попадает фермент, превращающий часть глюкозы в глюконовую кислоту. Для этого процесса необходим кислород воздуха, с которым соприкасается нектар во время его выпускания на язычок, как побочный продукт выделяется перекись водорода, нейтрализуемая ферментом каталазой. В результате зрелый мёд всегда имеет кислую реакцию.

Кровеносная система - система сосудов и полостей, по которым в теле пчелы циркулирует кровь - гемолимфа. Гемолимфа бесцветная жидкость - плазма, в которой находятся неокрашенные кровяные тельца - гемоциты. Гемолимфа не содержит красных кровяных телец - эритроцитов. Поэтому она не способна переносить кислород. Гемолимфа обладает способностью поддерживать постоянство осмотического давления для сохранения клеток тела в нормальном состоянии; она обеспечивает постоянство активной кислотности, участвует в обмене газов между клетками.

Гемолимфа физиологически объединяет организм пчелы в единое целое. Гемо-

циты выполняют защитную функцию: они окружают бактерии, отмершие клетки и разные инородные вещества, попавшие в тело пчелы, растворяют и рассасывают их. Эта функция гемолимфы носит название фагоцитоза (поглощение клеток). Гемолимфа может выполнять свои функции только в том случае, если она постоянно перемещается внутри тела (совершает кругообороты). Это движение гемолимфе придаёт сердце или спинной сосуд. Кровеносная система пчелы незамкнутая: гемолимфа проходит по сосудам (сердцу и аорте) только часть пути - от брюшка к голове, а затем свободно изливается в полость тела, омывая внутренние органы и ткани и участвуя в обмене веществ.

Схема кровообращения пчелы: 1-5 - камеры сердца; 6 - аорта; Д1 - спинная диафрагма; Д2 - брюшная диафрагма. Стрелками показано направление движения гемолимфы в теле пчелы

Кровообращение - (движение гемолимфы) обеспечивается пульсацией сердца и поддерживается работой спинной и брюшной диафрагм, отделяющих брюшной (перивисцеральный) синус от околосердечного (перикардиального) и околонервного (перинейронального) синусов.

Сердце имеет 5 сообщающихся камер - желудочков; пятая, задняя замкнута. Вокруг сердца имеется наружная оболочка, обильно снабжённая трахеолами. Передний конец каждой камеры, сужаясь, входит в предыдущую, образуя межкамерный клапан, открывающийся в одну сторону. Суженный участок имеет тонкие эластичные стенки, распадающиеся на волокна. При сокращении желудочка эти волокна прижимаются к стенке камеры, закрывая выход из неё. Это обеспечивает целенаправленное движение гемолимфы, поступающей в сердце через остии - щелевидные отверстия в боковых стенках каждой камеры, края которых открываются только внутрь. При сокращении мышц желудочка под давлением гемолимфы клапаны закрываются, предотвращая обратный ток гемолимфы. Задний, расширенный конец сердца расположен под шестым тергитом брюшка, стенки желудочков здесь толще, с большим количеством мышечных волокон. Передний - доходит до второго тергита, затем суживается в трубку - аорту, проходящую через брюшной стебелёк (с левой стороны от пищевода) в грудную полость. В брюшном стебельке аорта образует около 18 петель, расположенных в виде пружины, благодаря чему при полёте пчелы и сильном изгибании брюшка сердце остаётся в спокойном состоянии. Этот участок аорты оплетён сетью трахеол, через которые гемолимфа, движущаяся к головному отделу, подвергается активной аэрации. Сердце находится в тесной связи с расположенной под ним спинной диафрагмой, которая отделяет вверху тела полость, называемую околосердечным (перикардиальным) синусом.

Продвижение гемолимфы в узкие полости усиков, ножек и жилки крыльев происходит с помощью добавочных пульсирующих органов - так называемых добавочных сердец - пузырьков, имеющих отверстие с клапаном (остию), в которые гемолимфа попадает из полости тела.

Количество сердечных сокращений у личинки и куколки примерно одинаковое: соответственно 12-18 и 10-12 в минуту. У взрослой пчелы сердце сокращается 60-70 раз в минуту, у движущейся пчелы - 100, а после полёта - до 150 раз в минуту. При повышении температуры окружающей среды на 100С скорость сокращения сердца возрастает вдвое.

Дыхательная система (трахейная система) - органы, обеспечивающие дыхание (обмен газов между организмом пчелы и окружающей её средой). В клетках тела питательные вещества соединяются с кислородом (окисляются). При окислении углеводов и жиров выделяется энергия (в т.ч. тепло), необходимая пчёлам для нормальной жизнедеятельности. Продуктами распада углеводов и жиров являются углекислый газ и вода. При распаде белков, кроме углекислого газа и воды, образуются ещё сложные соединения - мочевая кислота, соли азота и некоторые другие.

При дыхании осуществляется доставка кислорода ко всем клеткам тела и удаление из тела углекислого газа и избытка воды в виде водяных паров. Высшие животные дышат лёгкими, в которых кровь избавляется от углекислого газа и насыщается кислородом; затем она разносит его по всему телу. У пчелы гемолимфа не спо-