Преподавателю
Биология
Научно-исследовательская работа Использование шмелей в теплицах

Научно-исследовательская работа Использование шмелей в теплицах

Раздел	Биология
Класс	-
Тип	Другие методич. материалы
Автор	Маннанов Ф.М.
Дата	11.09.2015
Формат	docx
Изображения	Есть

Поделитесь с коллегами:

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

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.

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].

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].

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);

-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].

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).

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

20.03

29.03

07.04

13. 04

27.03

25.05

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

15 часов

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.

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

12.04. 3 кисть

162

131

18.04. 4кисть

142

105

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

Цветков 1 кисти

Плодов 1кисти

% завязывания

Цветков 2 кисти

Плодов 2 кисти

% завязывания

Опыт 2

156

153

148

146

98,6

Опыт 1

142

112

152

122

Цветков 3 кисти

Плодов 3 кисти

% завязывания

Цветков 4 кисти

Плодов 4 кисти

% завязывания

Опыт 2

162

100

142

100

Опыт 1

153

137

150

132

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).

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

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.

Список используемой литературы