CC BY
53
УДК 633.361/631.53: 638.19
ВЛИЯНИЕ ПЧЕЛООПЫЛЕНИЯ НА УРОЖАЙНОСТЬ СЕМЯН ЭСПАРЦЕТА ПЕСЧАНОГО ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА
ЗОЛОТАРЕВ ВН.,
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, доцент, заведующий лабораторией семеноводства и семеноведения кормовых культур ФГБНУ "ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса".
ИВАНОВ И.С.,
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Воронежской опытной станции по многолетним травам - филиала ФГБНУ "ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса".
ЧЕКМАРЕВА А.В.,
научный сотрудник Воронежской опытной станции по многолетним травам - филиала ФГБНУ "ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса"; e-mail: vnii.kormov@yandex.ru.
Реферат. Эспарцет - культура ксерофитного типа и в засушливых условиях способна обеспечивать высокую продуктивность. Рост и развитие эспарцета песчаного в аридных условиях степной зоны Центрально-Черноземного региона проходят при прогрессирующем развитии термоаридного тренда изменения природно-климатических условий на фоне неустойчивости характера и уменьшения режима увлажнения. По сочетанию гидротермического режима и запасов продуктивной влаги в метровом горизонте почвы в последние десять лет наиболее благоприятные условия для развития и цветения эспарцета при возделывании на семена складывались в 60 % лет. Урожайность семян определяется погодными условиями и обеспеченностью цветущих травостоев насекомыми-опылителями. Основными опылителями производственных посевов эспарцета являются медоносные пчелы (Apis mellifera L.). Фаза цветения эспарцета наступает в конце мая, массовое цветения - в июне. В это время у пчелиных семей наблюдаются наиболее высокие темпы размножения и увеличения количества особей в ульях, поэтому резко возрастает потребность пчёл в питательных веществах. Цветущие травостои эспарцета являются для медоносных пчел важным источником углеводного (нектар) и белкового (пыльца) корма. Наиболее высокие сборы семян от 0,48 до 0,59 т/га были получены в годы, когда при благоприятных погодных условиях с температурами воздуха, близкими к среднемноголетним показателям и количестве осадков, на уровне или превышающих значения нормы, при наличии на цветущих травостоях эспарцета около четырех и более ульев медоносных пчел из расчета на один гектар.
Ключевые слова: эспарцет, почвенно-климатические аридные условия, семеноводство, пчеловодство, опыление, семена, урожайность.
THE EFFECT OF CHELOPECHENE ON SEED YIELD OF SAINFOIN SANDY
IN THE CULTIVATION IN THE STEPPE ZONE OF THE CENTRAL BLACK EARTH REGION
ZOLOTAREV V.N.,
сandidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher, Associate Professor, Head of the Laboratory of Seed Growing and Seed Research of Forage Crops, FSBI "FNC VIC named after VR Williams".
IVANOV IS.,
сandidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher of the Voronezh Experimental Station for Perennial Herbs - Branch of FSBI "FNC VIC named after VR Williams".
CHEKMAREVA A.V.,
research Associate of the Voronezh Experimental Station for Perennial Herbs - an affiliate of the Federal Research Center VIC named after V. Williams; e-mail: vnii.kormov@yandex.ru.
Essay. Sainfoin - culture xerophytic type and in arid conditions is able to provide high productivity. The growth and development of the sandy sainfoin in arid conditions of the steppe zone of the Central black earth region take place with the progressive development of the thermoarid trend of changes in natural and climatic conditions against the background of instability of the nature and reduction of the moisture regime. According to the combination of hydrothermal regime and reserves of productive moisture in the meter horizon of the soil in the last ten years, the most favorable conditions for the development and flowering of sainfoin when cultivated for seeds were formed in 60% of years. The yield of seeds is determined by weather conditions and availability of flowering herbage pollinators. The main pollinators of the production crops of sainfoin are honey bees (Apis mellifera L.). The flowering phase of the sainfoin begins in late may, mass flowering-in June. At this time, bee colonies have the highest rates of reproduction and increase in the number of individuals in the hives, so the need for bees in nutrients increases dramatically. Flowering herbage of sainfoin is an important source of carbohydrate (nectar) and protein (pollen) feed for honey bees. The highest seed yield from 0.48 to 0.59 t/ha was obtained in years when, under favorable weather conditions, air temperatures close to the average annual values and rainfall at or above normal values. At the same time, there were about four or more honeybee hives per hectare on the flowering herbage of the sainfoin.
Keywords: sainfoin, soil and climatic arid conditions, seed production, beekeeping, pollination, seeds, yield.
Введение. Эспарцет песчаный - типичная энтомофильная перекрёстноопыляющаяся культура, естественное самоопыление у него не превышает 3-4 % и при использовании изоляторов семена практически не образуются [1]. В связи с этим реализация потенциала эспарцета по семенной продуктивности на производственных посевах, наряду с почвенно-климатическими и погодными условиями, среди комплекса агротехнических факторов в основном определяется обеспеченностью его цветущих травостоев достаточным количеством насекомых-опылителей.
Видовой состав диких насекомых-опылителей, встречающихся на эспарцете, отличается большим разнообразием. В лесостепной зоне на цветущих травостоях этой культуры зарегистрированы представители более 53 таксономических групп. Из диких опылителей наиболее эффективны и многочисленны представители перепончатокрылых (Hymenoptera, Apoidea) - различные виды одиночных и общественных пчел (AnthopЫld), шмелей (Bombus) [2]. По сравнению с медоносной пчелой, шмели и дикие одиночные пчелы с более крупными размерами тела и длиной хоботка - антофоры и эуцеры, проявляют в 2-2,5 раза большую активность на опылении [3].
В Центральном Черноземье на посевах многолетних бобовых трав зафиксировано 103 вида пчелиных из 27 родов 7 семейств, в т.ч. Colletidae - 5 видов, Andrenidae - 28 видов, Halictidae - 24 вида, Melittidae - 2 вида, MegachШdae - 18 видов, Anthophoridae - 12 видов, Apidae - 14 видов [4]. В условиях Во-
ронежской области на семенных посевах многолетних бобовых трав чаще встречаются пчелы мегахиллы (семейство Megachilidae), мелиттиды (Melittidae), земляные пчёлы из родов Andrena, Tetraloni, а также антофоры (Anthophora), мелитурги (Melitturga L.), цера-тины (Ceratina) [5]. Распространены насекомые из отряда двукрылые (Díptera) семейства журчалки Syrphídae и около 10 видов отряда Чешуекрылые или Бабочки (Lepidoptera) [2]. Однако присутствие на цветках эспарцета насекомых из отряда Lepidoptera связано только со сбором нектара и их посещения для опыления цветков не дают эффекта. Бабочки, добывая нектар длинными и тонкими хоботками, при посадке на цветок не вскрывают лодочки и не касаются пыльников. Осы, златоглазки, мягкотелки, щитоноски в условиях лесостепи представлены всего 2-3 видами и также не играют существенной роли в опылении. Самыми малочисленными представителями энтомо-фауны являются жуки, клопы, тли, трипсы, блестяки, орехотворки, наездники и пилильщики [6].
В более южных частях ареала возделывания эспарцета (на юге зоны южнорусских степей) видовое разнообразие фауны пчелиных увеличивается до 330 видов, принадлежащих к 6 семействам и 49 родам. Из них к массово распространенным отнесены 6 видов, к обычным - 38, со средним обилием - 64, редких -123, встречающихся единично - 99 видов. При этом из 40-80 видов пчел, посещающих энтомофильные культуры, доминирующими опылителями являются только 9-15 видов [3]. Высокая эффективность популяций
диких пчелиных как опылителей эволюцион-но предопределена и коадаптивно обусловлена соответствующей стратегией формирования их мутуалистических взаимоотношений с энтомофильными растениями в системе трофических связей. Между растениями и дикими пчелиными исторически сложились сим-бионтные мутуалистические отношения, в результате которых в этой консортной системе наблюдается сложная взаимосвязь - поток вещества и энергии и обмен информацией [7].
В основе проблемы обеспечения производственных посевов многолетних бобовых трав на больших площадях дикими опылителями лежит противоречие между агротехническими требованиями возделывания этих культур (глубокая обработка почвы, борьба с сорняками, применение пестицидов, плодосмена полей в севооборотах) и экологическими требованиями опылителей к условиям местообитания (плотная необрабатываемая на протяжении ряда лет почва для гнездования земле-роющих видов и соответствующий субстрат для надземно гнездящихся насекомых, устойчивый покров кормовых растений, отсутствие пестицидных обработок в период летной активности и др.) [4]. Естественными резервациями обитания популяций диких насекомых-опылителей являются разнотравные не обрабатываемые угодья: полезащитные лесополосы, овражно-балочные системы, луга и другие первичные ландшафты, вдоль которых в посевах отмечается наиболее высокая плотность лета и эффективность работы представителей природной энтомофауны. ЦентральноЧерноземный регион относится к зоне интенсивного земледелия, где степень распаханно-сти сельскохозяйственных угодий составляет свыше 80 %, в связи с чем влияние полезной энтомофауны естественных биоценозов в опылении посевов перекрестноопыляемых культур ограничено. Связано это также и с тем, что пик численности диких пчелиных в ЦЧЗ приходится на III декаду июня - I декаду июля [4], когда массовое цветение эспарцета завершается. Наряду с этим, изучение пространственного распределения одиночных видов пчелиных в биоценозах в прилегающих к стациям их гнездования цветущих травостоях энтомофильных культур показало наличие четко выраженного краевого эффекта их опылительной работы [7]. В Воронежской области для получения хозяйственного результата от работы диких пчел необходима их плотность не менее 5,38 тыс. шт./га особей. Фактическая обеспеченность составляла в среднем 0,83
тыс. пчел/га (с колебаниями от 0,14 до 2,21) или 15 % [4]. При этом в засушливые годы, что является типичным для степной зоны ЦЧЗ, численность диких пчел и шмелей имеет тенденцию к понижению. А для обеспечения полноценного опыления численность диких пчел в начале цветения эспарцета должна составлять 9-12 тыс. экз./га, в период массового цветения - на 20 % больше и составлять более 12-16 тыс. экз. /га. [7].
В зависимости от месторасположения, площади производственных посевов эспарцета и конфигурации полей доля медоносных пчёл от общего количества опылителей достигает 80-90 %, шмелей и одиночных представителей других видов отряда Перепончатокрылых - до 14 %, прочих насекомых - около 4-6 % [6, 8]. В регионах с интенсивным земледелием, подобных ЦЧР, в агроландшафтах которых сохранившиеся естественные разнотравно-злаковые степные биоценозы составляют в территориальном отношении лишь небольшие вкрапления, посевы таких сельскохозяйственных энтомофильных культур как эспарцет имеют большое природоохранительное значение для сохранения популяций насекомых естественной полезной энтомофауны, так как обеспечивают для них пищевую базу.
Цель работы. Изучить биологические особенности развития эспарцета песчаного в условиях степной зоны ЦентральноЧерноземного региона и выявить взаимосвязь обеспеченности его цветущих травостоев медоносными пчелами с величиной урожайности семян.
Материал и методика исследования. Исследования проводились в 2009-2018 гг. на Воронежской ОС по многолетним травам на посевах эспарцета песчаного сорта Павловский селекции станции, расположенной в южной части Воронежской области. Уборочные площади семенных посевов эспарцета в различные годы составляли от 40 до 75 га.
Почвы - выщелоченный, среднемощный, среднесуглинистый чернозем, содержащий в пахотном слое гумуса 4,3 % (по Тюрину), подвижного фосфора 7,2 мг, калия 12,6 мг на 100 г почвы по Чирикову. Мощность гумусового горизонта 50 - 73 см. Реакция рН водной вытяжки верхнего горизонта 5,8 - 6,4.
Температурный режим вегетационного сезона и количество осадков оценивались на основании данных стандартных агрометеорологических наблюдений Павловской метеостанции Воронежской области.
Наблюдения за работой насекомых опылителей проводились маршрутным способом. Для определения уровня обеспеченности цветущих травостоев эспарцета медоносными пчелами учитывалось общее количество стоящих ульев в пасеках непосредственно по периметру поля и в прилегающей к посевам зоне (до 500 м). По опросам пчеловодов-владельцев пасек, в разные годы были выявлены породы пчел: преимущественно карпатская и помесные семьи, а также среднерусская, карника. В частных пасеках местных пчеловодов в разные годы насчитывалось от 3-8 до 15 ульев, в кочевой пасеке из Беларуси - более 100 семей карпатской породы.
Результаты исследования. Изучение биологических особенностей развития эспарцета сорта Павловский показало, что в условиях степной зоны Центрально-Черноземного региона (южная часть Воронежской области) в годы проведения исследований начало отрастания растений отмечалось практически в одни сроки: 30 марта - 01 апреля. Наступление фазы бутонизации наблюдалось в конце второй-третьей декадах мая, начало цветения - в третьей декаде мая, а массовое - в первой-второй декадах июня. В зависимости от возраста растений эспарцета и порядка расположения побегов первого порядка на основном стебле, в соцветиях (многоцветковая простая кисть, имеющая рыхлую веретеновидную форму, сужающейся к верху), в каждом из них насчитывалось от 28 до 91 цветков, продолжительность цветения которых составляла от 1-2 до 4 дней. В зависимости от погодных условий и месторасположения в соцветии, ежедневно, начиная с его нижней части, зацветало от 2-3 до 5-7 цветков. Цветение начиналось утром, но максимальное количество цветков распускалось в период с 11-12 до 18 часов. При этом, от момента появления бутонов и до завершения фазы формирования бобов, по мере развития продолжался рост и увеличение линейных размеров кисти с 4-6 до 10-27 см (наиболее развитых - до 34 см). Длина соцветий и количество цветков в них зависело от их расположения на побегах разного порядка. Цветение отдельного нормально развитого соцветия продолжалось 8-14 дней, а растения в целом от 25 до 30-35 суток. При недостаточном опылении вследствие ограниченной обеспеченности насекомыми-опылителями и/или при прохладной, дождливой погоде период цветения одного растения может достигать 45 дней.
В зависимости от способа посева и года пользования растения эспарцета в семенных травостоях формируют от 400 до 600 млн. шт./га цветков, что требует большого количества опылителей. В условиях концентрации семеноводства эспарцета и увеличения размеров полей семенных посевов дикие насекомые из-за небольшого их количества и значительных колебаний численности по годам играют менее существенную роль в опылении по сравнению с домашними пчелами (Apis mellifera L.). Результативность работы медоносных пчел обусловлена тем, что они являются сборщиками пыльцы, в то время как большинство диких насекомых - ее поедателями. В связи с этим высокая эффективность опыления медоносными пчелами связана с тем, что каждая пчела для образования обножки посещает несколько сотен цветков, тогда как дикие насекомые для удовлетворения собственных пищевых потребностей за 1 день посещают всего несколько цветков [8]. Для успешного оплодотворения цветка эспарцета необходимо неоднократное его посещение энтомофилами, не менее 3-4 раз [6], и перенос достаточного количества пыльцы с разных растений. Уровень естественной недоопыленности у эспарцета достигает 35-45 % [9]. Изучение роли перекрестного опыления с использованием каркасных изоляторов показало, что после процедуры оттягивания лодочек цветков для обеспечения выхода пыльников наружу завязы-ваемость бобов эспарцета от общего числа изолированных цветков при инцухтировании составило в варианте без перетирания 1,1 %, а с перетиранием - 4,7 % [1].
Для эспарцета характерна высокая фер-тильность зрелой пыльцы, которая при благоприятных метеорологических условиях составляет 92-97 %. При этом количество пыльцевых зёрен в одном пыльнике составляет 1300-1800 шт. [9]. Нектароносная ткань расположена у основания венчика вокруг завязи, поэтому при сборе насекомыми нектара одновременно происходит перенос пыльцы на рыльце пестика. Установлено, что для прорастания пыльцевых зерен эспарцета в естественных условиях оптимальными являются температура воздуха 26-28°С и относительная влажность воздуха 35-45 %. Несоответствие этим условиям в период формирования и развития пыльцы ведет к снижению ее жизнеспособности и частичной стерильности. При попадании пыльцы на рыльце пестика прорастает около 67-75 % зерен. В зависимости от погодных условий оплодотворение происходит
через 14-16 часов. Венчик опыленного цветка увядает через 3- 4 часа после опыления [9]. Через 3-4 дня после оплодотворения начинает формироваться боб, лепестки и тычинки опадают.
Органогенный потенциал по реализации цветков в соцветиях и семязачатков в завязи цветков в плоды и фактическую семенную продуктивность растений в большой степени зависит от метеорологических условий в период цветения [10]. Из-за несоответствия биологических потребностей растений в гидротермических ресурсах и, также, связанной с этим эффективностью работы насекомых-опылителей часть цветков остаются неопы-ленными и, соответственно, фертильные семязачатки - неоплодотворенными. Кроме того вследствие дегенерации части уже оплодотворенных фертильных семязачатков из-за генетических факторов, в т.ч. связанных с гомози-готизацией летальных и полулетальных генов, происходит остановка развития зародыша или эндоспермы. В результате влияния комплекса экзо - и эндогенно обусловленных факторов частота гибели уже оплодотворенных фер-тильных семязачатков составляет от 8 до 16 % [11]. В результате этих причин в кистях образовывалось и вызревало не более 50-55 % бобов эспарцета от общего количества цветков, или от 9-16 до 45 бобов в зависимости от степени развития соцветий.
Анализ гидротермических условий за последние десять лет в основные фазы развития эспарцета в семенной культуре (от начала отрастания до уборки) показал, что ежегодно от 50 до 75 % случаев за период апрель-июль наблюдалось выпадение меньшего от среднеме-
сячного количества осадков на фоне практически постоянного превышения температурного режима (зарегистрировано всего три случая из 40 месяцев, или 7,5 %, когда среднемесячные показатели температуры воздуха были меньше нормы) (таблица 1).
В результате проведенных исследований выявлено, что на формирование и величину урожайности семян эспарцета большое влияние оказывает распределение осадков в течение вегетации и их приуроченность к основным фазам вегетации. Для эспарцета наиболее «критической» фазой по максимальному потреблению воды является период бутонизации - цветения, когда влага необходима для образования и развития генеративных органов, продуцирования нектара и завязывания семян, то есть вторая половина мая, июнь.
Изучение изменений гидротермического режима в различные периоды показало, что при выраженном общем тренде аридизации климата условия для развития эспарцета по годам существенно отличались. В целом наиболее благоприятными по сочетанию влаго-обеспеченности (с учетом запасов продуктивной влаги в метровом горизонте почвы) и температурного режима в мае-июне были в вегетационные сезоны в 2009, 2011, 2013, 2014, 2016 и 2017 гг. В эти годы выпадение количества осадков на уровне или выше нормы (от 114 до 172 %) и достаточные запасы продуктивной влаги в почве в период развития генеративных органов и цветения эспарцета способствовали формированию хорошо развитых соцветий, интенсивному нектаровы-делению, что создавало условия для завязыванию большого количества семян (таблица 1).
Таблица 1 - Влияние гидротермических условий и обеспеченности медоносными пчелами на урожайность семян эспарцета песчаного ___
Год Май (II- III декады - бутонизация; III декада - начало цветения) Июнь (массовое цветение) Кол-во пчелосемей Урожайность
осадки температура осадки температура (факти- се-
воздуха воздуха ческое мян,
мм % к норме оС + от нормы, С мм % к норме оС + от нормы, С кол-во), шт./га т/га
2009 58,2 114,2 15,0 -0,1 42,9 70,3 22,2 +3,2 3-4 (3,9) 0,40
2010 35,4 69,4 18,9 +3,8 13,0 21,3 24,9 +5,9 3-4 (3,3) 0,30
2011 43,8 86,0 18,6 +3,5 84,5 138,0 20,9 +1,9 4-5 (4,4) 0,59
2012 44,05 86,4 20,2 +5,1 12,2 20,0 22,7 +3,7 3-4 (3,5) 0,37
2013 18,2 35,7 20,6 +5,5 105,4 173,0 22,2 +3,2 3-4 (3,7) 0,41
2014 24,6 48,2 19,2 +4,1 93,8 154,0 19,3 +0,3 3-4 (3,9) 0,48
2015 17,5 34,3 18,1 +3,0 19,6 32,0 23,4 +4,4 3-4 (3,3) 0,36
2016 87,5 172,0 17,6 +2,5 54,0 88,4 22,2 +3,2 1-2 (1,5) 0,32
2017 72,6 142,4 13,6 -1,5 52,6 86,2 18,1 -0,9 4-5 (4,1) 0,50
2018 12,5 24,5 21,5 +6,4 18,7 30,6 23,0 +4,0 3-4 (3,6) 0,36
Как показали исследования, на производственных посевах, имеющих площадь 40-50 га и более дикие представители энтомофауны обеспечивали опыление не более 18-30 % от общего количества цветков эспарцета. Из насекомых, активно посещающих цветущие травостои эспарцета, доминируют медоносные пчёлы. В раннелетний период эспарцет является для медоносных пчел важным источником как углеводного (нектар), так и белкового (пыльца) корма.
Эспарцет является высокопродуктивной нектаропыльценосной культурой. Отмечена высокая степень онтогенетической сопряженности развития пчел и эспарцета. Начало цветения этой культуры в конце мая обычно застаёт пчелиные семьи в самом разгаре их роста и развития, поэтому в это время резко возрастает потребность пчёл в питательных веществах. Исследования выявили различную интенсивность работы пчел-фуражиров в течение светового дня. Связано это с процессом нектаропродуцирования цветками эспарцета и потребностью семей в сборе необходимого количества корма для питания расплода и ме-донакоплением. Продуцирование нектара цветками растений зависит от многих факторов, в том числе от температуры, влажности и времени суток. Секреция нектара растениями происходит только в теплую погоду и при условии достаточной влажности воздуха. У большинства видов растений нектар более интенсивно выделяется около 9 ч утра, затем его секреция ослабевает. У некоторых видов продуцирование нектара усиливается в полуденные или вечерние часы [12, 13].
Для большинства видов растений минимальная температура, при которой начинает выделяться нектар, - это +10°С, с повышением температуры процесс усиливается, и наиболее интенсивно нектаропродуцирование происходит при температуре от +16 до +25°С и влажности воздуха 60-80 % [14, 15]. У эспарцета температурный оптимум для работы насекомых-опылителей составляет 22-270С, а активное выделение нектара происходит и при более низкой относительной влажности воздуха 30-40 % [9]. В июне обычно складывается благоприятный температурный режим для цветения эспарцета.
Динамичный вылет пчел-фуражиров на посевы эспарцета отмечается с 7-8 часов утра. При относительно невысоких утренних температурах и повышенной влажности воздуха в начале суточной летной деятельности в основном наблюдается вылет пчел-
нектароносов. Из общего числа доля пчел-нектароносов в утренние часы превышает количество пчел-пыльценосов. При этом, одновременно с постепенным повышением температуры и снижением относительной влажности воздуха до 11 часов наблюдается выраженное увеличение количества прилетов пчел-пыльценосов, возвращающихся в ульи с обножкой, а активность пчел-нектароносов, приносящих корм, продолжает увеличиваться до 12 -13 часов. Это объясняется усилением секреции нектара цветками эспарцета с повышением температуры при одновременном уменьшении влажности воздуха. При температуре воздуха до 30°С максимальное количество и видовое разнообразие опылителей в течение светового дня наблюдается в период с 11 до 19 часов и кривая динамики лета имеет одновершинный параболический вид. При дневных температурах воздуха, превышающих значения 30°С в работе домашних пчел кривая динамики лета имеет два периода пиковой активности, которые приходятся на промежутки времени между 10-15 и 17-19 часами. В наиболее жаркие дни при повышении температуры до 35°С и более секреция нектара эспарцетом приостанавливается. Совпадение наиболее высоких дневных температур при меньших показателях относительной влажности воздуха обычно наблюдается в середине и второй половине дня, что приводит к снижению или прекращению нектаровыделе-ния соцветиями и уменьшению активности лета пчел.
В пасмурную погоду фуражировачная деятельность медоносных пчел по сбору нектара и пыльцы снижается. Однако закономерности изменения динамики их лета в течение дня по параболическому одновершинному тренду сохраняются, хотя и не столь выражено. В дни с экстремально высокими температурами воздуха (выше 35°С) пчелы на посевах эспарцета интенсивно работали в основном только в утренние часы и, в меньшей степени, вечером.
Шмели являются мезофильными насекомыми [7], в связи с чем в течение светового дня при небольшом количественном представительстве наибольшая их активность на посевах отмечалась с 8 до 11 и с 16 до 19 часов.
На производственных посевах величина урожайности семян эспарцета в разные годы за десятилетний период варьировала от 0,32 до 0,59 т/га и определялась как погодными условиями и запасами продуктивной влаги в почве, так и обеспеченностью цветущих травостоев пчелами (таблица 1). Наиболее высо-
кие сборы семян от 0,48 до 0,59 т/га были получены в 2011, 2014 и 2017 гг., когда при благоприятных погодных условиях на посевы эспарцета было вывезено около четырех и более ульев медоносных пчел из расчета на один гектар. В 2016 г. при благоприятных гидротермических условиях, когда в мае выпало 172 % осадков от нормы, а в июне в фазу цветения сумма осадков была близкой к многолетней норме, при запасах продуктивной влаги в почве в этот период в пределах 81,3-123,9 мм, отмечалось формирование большого количества соцветий и их интенсивное цветение. Однако была получена низкая урожайность семян 0,32 т/га, что объясняется недостаточной обеспеченностью опылителями - всего 1,5 шт./га пчелосемьи. В результате неудовлетворительного опыления отмечалась значительная череззёрница в соцветиях эспарцета.
Корреляционно-регрессионный анализ зависимости величины урожайности семян эспарцета от количества пчелосемей на опылении за десятилетний период в засушливых условиях степной зоны с возрастающим влиянием экстремальных погодных явлений выявил линейную взаимосвязь этих показателей, коэффициент корреляции г=0,702, уравнение регрессии у=0,08х+0,129. При сопоставимых гидротермических условиях увеличение количества пчелосемей с 1,5 до 4,4 шт./га способствовало повышению урожайности семян эспарцета на 84 %. Наиболее высокие сборы семян 0,48-0,59 т/га были получены в годы, когда на опылении эспарцета насчитывалось около четырех и более пчелосемей из расчета на один гектар. В исследованиях Алтайской государственной академии образования было установлено, что при использовании для опыления эспарцета в условиях лесостепи от 1 до 4 семей сборы семян составили, соответственно, 0,351 и 0,566 т/га, а при увеличении количества ульев до 6 шт./га урожайность семян эспарцета возросла до 0,635 т/га [8, 16]. При дальнейшем увеличении количества семей урожайность существенно не менялась. В лесостепной зоне, имеющей более благоприятные гидротермические условия для семеноводства этой культуры, коэффициент корреляции составляет 0,87-0,96, а коэффициент детерминации - 0,75-0,84, то есть 75-84 % колебаний в урожайности семян эспарцета обусловлены эффективностью опылительной деятельности медоносных пчёл [16].
В 2009 и 2013 гг.по сравнению с наиболее благоприятными условиями вегетационных сезонов в 2011, 2014 и 2017 гг., при сопоста-
вимых показателях запасов продуктивной влаги в почве и выпавшем количестве осадков в мае-июне отмечался существенно более высокий температурный режим в фазу цветения эспарцета, превышающий на 3,2 С среднемно-голетние значения. В полуденные часы температуры воздуха преодолевали тридцатиградусные значения, а в отдельные дни достигали 35-380С и более, при которых секреция нектара у эспарцета приостанавливается. В таких условиях летная активность пчел на посевах практически прекращалась. Кроме того под влиянием чрезмерного повышения температуры и уменьшения относительной влажности воздуха также нарушается нормальное развитие микроспор (пыльцевых зерен) в пыльниках, что приводит к образованию разнокачественной, а также стерильной пыльцы. По этим причинам часть цветков оказалась не опыленной, и урожайность семян снизилась до 0,400,41 т/га (таблица 1).
Более экстремальные засушливые условия в период цветения эспарцета складывались в 2010, 2015 и 2018 гг., когда превышение температурного фона относительно средних многолетних значений в июне составляло, соответственно, 5,9; 4,4 и 4,0 С при количестве выпавших осадков 21,3; 32,0 и 30,6 % от нормы (таблица 1). Дневные температуры воздуха переваливали 350С отметки. В результате этого приостанавливалась секреция нектара. Лет пчёл на эспарцете отмечался только в утренние часы. Однако, при сопоставимых гидротермических условиях и одинаковой обеспеченности посевов пчелосемьями, урожайность семян в 2015 и 2018 гг. была выше на 20 % по сравнению с 2010 г., что связано с наличием более значительных запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, соответственно, - на 62 и 40 % больше, чем в мае и в 2,1 и 2,7 раза выше относительно июньских значений.
Учитывая необходимость повышения эффективности опыления для дополнительного привлечения насекомых-опылителей с конкурирующей флоры, в первую очередь, представителей дикой энтомофауны в 2017 г. семенные посевы эспарцета в начале цветения были обработаны препаратом «Биополин МКС», из расчёта 300 граммов на 200 литров воды на гектар. Биополин является смесью натуральных ароматических веществ в микрокапсулах, действующее вещество (по ISO): натуральные аттрактанты для привлечения опылителей. Погодные условия 2017 г. были благоприятными для роста и развития травостоя эспарцета. Прежде всего, этому способствовал тем-
пературный режим, когда в апреле среднесуточная температура была выше на 1,8 0С среднемноголетних значений, что ускорило начало отрастания растений. Прохладная погода в мае (ниже на 1,5 0С) на фоне достаточной влагообеспеченности (142 % осадков от нормы) способствовала интенсивному развитию растений и накоплению ими вегетативной массы. Вследствие этого фаза бутонизации наступила позже обычных сроков и имела более растянутый период. В июне температура также была на 0,9 0С ниже среднемноголетней нормы. Цветение растений эспарцета задержалось на неделю позже по сравнению со средними многолетними сроками и совпало с периодом максимального развития пчелосемей. Количество осадков, выпавших в апреле-мае, составило 113,1 мм, что значительно превысило среднемноголетние (88 мм) значения. В фазу цветения в июне осадков выпало меньше (86 %) среднемноголетней нормы, однако за счет достаточных запасов продуктивной влаги в метровом слое почвы, составившем 128 мм, цветение было интенсивным. Стояла ясная погода с благоприятными температурами для выделения растениями нектара и лёта пчёл в течение дня. Сложившиеся условия и качественная опылительная работа медоносных пчёл на семенных посевах эспарцета в 2017 году позволили получить урожай 0,5 т/га семян.
Пчеловодство на семенных посевах эспарцета, наряду с опылительной функцией, позволяет осуществлять и большой медовый сбор. Разные авторы оценивают медопродук-
тивность эспарцета от 100 до 400 кг/га [11, 17]. В условиях лесостепи за период цветения эспарцета продуктивность пчелосемьи (выход мёда) в разные годы составила от 21 -25 кг в 2005 г. - до 32-35 и 37-42 кг в 2007 и 2008 гг., сбор пыльцы — 400-420 г [18]. Мёд ароматный, приятный на вкус, светлоянтарный, прозрачный, при хранении кристаллизируется до твёрдого состояния, приобретая кремовую окраску.
На Воронежской станции в 2016 г. во время медосбора с эспарцета контрольный улей средней семьи увеличивался на 3,5-4 килограмма в сутки.
Вывод. Таким образом, урожайность семян эспарцета песчаного в аридных условиях степной зоны Центрально-Черноземного при сохранении устойчивого тренда увеличения частоты и интенсивности неблагоприятных погодных проявлений, выражающихся в повышении теплообеспеченности вегетационных сезонов на фоне неустойчивости характера и уменьшения режима увлажнения определяется обеспеченностью его цветущих травостоев медоносными пчелами. Организация опыления семенных производственных посевов эспарцета песчаного медоносными пчелами в условиях низкой численности диких опылителей является обязательным агроприемом в технологии производства семян этой культуры. Наиболее высокие сборы семян эспарцета песчаного в пределах 0,5 т/га и выше обеспечиваются при использовании на опылении цветущих травостоев 4-6 пчелосемей на га.
Список использованных источников
1. Особенности возделывания эспарцета на семена на Воронежской опытной станции по многолетним травам / И.С. Иванов, И.М. Шатский, М.Г. Острикова, А.В. Чекмарева // Адаптивное кормопроизводство. - 2018. - № 1. - С. 58-71. URL: http: www. аdaptagro.ru / 1_2018. (Дата обращения: 20.02.2019).
2. Богоявленский С.Г., Розов С.А., Терещенко А.К. Эспарцет и опыление его пчелами. - Рязань: «Моск. рабочий». Рязан. отд-ние, 1976. - 124 с.
3. Ченикалова, Е.В. Дикие пчелиные Ставрополья, их эффективность и охрана в агроланд-шафтах. - Ставрополь: АГРУС, 2005. - 111 с.
4. Добрынин Н.Д. Опылители люцерны в Центральном Черноземье: Экологические основы охраны, разведения, использования: автореф. дисс. ... на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. - М.: Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 1998. - 48 с.
5. Сурков Ю.С., Бакалова В.В. Роль диких опылителей в получении устойчивых урожаев семян эспарцета, клевера и люцерны в Воронежской области // Насекомые-опылители сельскохозяйственных культур: сб. научн. тр. - Новосибирск, 1982. - С. 90-93.
6. Панков Д.М. Разнообразие опылителей и их значение в формировании урожайности семян эспарцета // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - № 3 (77). - С. 61-63.
7. Ченикалова Е.В. Пчелиные (Hymenoptera, Apopidea) Центрального Предкавказья, их эко-лого-биоценотическое значение в агроландшафтах: автореф. дисс. ... докт. биол. наук. - СПб-Пушкин: Всерос. науч.-исслед. ин-т защиты растений РАСХН, 2005. - 35 с.
8. Панков Д.М. Пчелоопыление и урожай. - М: Академия Естествознания, 2010. - 118 с.
9. Маринеску М.Ф. Особенности формирования и развития репродуктивной сферы у Medicago sativa L., Onobrychis arenaria и Trifolium pretense L. в связи с семянообразованием в Молдове: автореф. на соиск. уч. ст. канд. сельхоз. наук. - Кишинев: Институт Ботаники АН РМ, 1991. - 25 с.
10. Туркова Е.В. Морфогенетический цикл апикальных меристем. Типы онтогенеза побегов: многолетние травянистые бобовые растения // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. - 2005. - № 3. - С. 27-32.
11. Колясникова Н.Л. Репродуктивная биология культивируемых и дикорастущих бобовых трав в связи с низкой семенной продуктивностью: автореф. дисс. ... на соиск. уч. ст. докт. биол. наук. - Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2005. - 50 с.
12. Клименкова Е.Т., Кушнир Л.Г., Бачило А.И. Медоносы и медосбор // Под ред. М.Ф. Ше-меткова. - Минск: Ураджай, 1980. - 280 с.
13. Глухов М.М. Медоносные растения. 7-е изд. - М.: Колос, 1974. - 304 с.
14. Морева Л.Я. Трофические связи медоносных растений и пчел в условиях СевероЗападного Кавказа. - Краснодар: Кубан. гос. ун-т, 2005. - 287 с.
15. Черевко Ю.А. Приусадебное хозяйство. Пчеловодство. - М.: Изд-во ЭКСПОПРЕСС, Изд-во ЛИК ПРЕСС, 2001. - 368 с.
16. Цветков М.Л., Панков Д.М., Пугач Д.А. Интенсификация процессов биологизации земледелия с использованием медоносной пчелы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2011. - № 6 (80). - С. 40-45.
17. Медоносные ресурсы Самарской области / Н.Е. Земскова, В.Н. Сатаров, Д.Р. Богоутди-нова, С Р. Чиндина // Пчеловодство. - 2016. - № 6. - С. 20-22.
18. Цветков М.Л., Панков Д.М. Кормообразующее значение эспарцета для медоносных пчел в годы с недостаточным увлажнением // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2013. - № 9 (107). - С. 73-80.
List of used sources
1. Features of cultivation of sainfoin on seeds at the Voronezh experimental station for perennial herbs / I.S. Ivanov, I.M. Shatsky, M.G. Ostrikova, A.V. Chekmareva // Adaptive fodder production. -2018. - № 1. - P. 58-71. URL: http: www.adaptagro.ru / 1_2018. (Date of appeal: 02/20/2019).
2. Bogoyavlensky S.G., Rozov S.A., Tereshchenko A.K. Esparcet and pollination by its bees. -Ryazan: "Mosk. working". Ryazan. Department, 1976. - 124 p.
3. Chenikalova, E.V. Wild bee Stavropol, their effectiveness and protection in agro-landscapes. -Stavropol: AGRUS, 2005. - 111 p.
4. Dobrynin N.D. Alfalfa Pollinators in the Central Black Earth Region: Ecological bases of protection, breeding, use: author. diss. ... on the competition uch. Art. Dr. biol. sciences. - Moscow: Institute of problems of ecology and evolution. A.N. Severtsov RAN, 1998. - 48 p.
5. Surkov Yu.S., Bakalova V.V. The role of wild pollinators in obtaining sustainable levels of seeds of sainfoin, clover and alfalfa in the Voronezh region // Insect pollinators of agricultural crops: Sat. scientific tr. - Novosibirsk, 1982. - P. 90-93.
6. Pankov D.M. A variety of pollinators and their importance in shaping the yield of sainfoin seeds // Bulletin of the Altai State Agrarian University. - 2011. - № 3 (77). - Pp. 61-63.
7. Chenikalova E.V. Bees (Hymenoptera, Apopidea) of the Central Ciscaucasia, their ecological and biocenotic significance in agricultural landscapes: author. diss. ... Dr. biol. sciences. - S-Pb-Pushkin: Vseros. Nauch.-issled. Institute of Plant Protection, RAAS, 2005. - 35 p.
8. Pankov D.M. Bee-pollination and harvest. - M: Academy of Natural Sciences, 2010. - 118 p.
9. Marinescu M.F. Features of the formation and development of the reproductive sphere in Medicago sativa L., Onobrychis arenaria and Trifolium pretense L. in connection with seed production in Moldova: author. on the competition uch. Art. Cand. agricultural sciences. - Chisinau: Institute of Botany of the Academy of Sciences of the Republic of Moldova, 1991. - 25 p.
10. Turkova E.V. Morphogenetic cycle of apical meristem. Types of ontogenesis in run: perennial herbaceous leguminous plants // Moscow University Bulletin. Series 16. Biology. - 2005. - № 3. -P. 27-32.
11. Kolyasnikova N.L. Reproductive biology of cultivated and wild legumes because of low seed productivity: author. diss. ... on the competition uch. Art. Dr. biol. sciences. - Perm: CPI Prokrost, 2005. - 50 p.
12. Klimenkova E.T., Kushnir L.G., Bachilo A.I. Honey plants and honey collection // Ed. Mf Shemetkov. - Minsk: Urajay, 1980. - 280 p.
13. Glukhov M M. Honey plants. 7th ed. - M.: Kolos, 1974. - 304 p.
14. Moreva L.Ya. Trophic relationships of honey plants and bees in the North-West Caucasus. -Krasnodar: Kuban. state Univ., 2005. - 287 p.
15. Cherevko Yu.A. Farmland Beekeeping. - M.: Publishing house EXPOPRESS, Publishing house LIK PRESS, 2001. - 368 p.
16. Tsvetkov M.L., Pankov D.M., Pugach D.A. Intensification of the processes of biologicalization of farming using a honeybee // Bulletin of the Altai State Agrarian University. - 2011. - № 6 (80). - P. 40-45.
17. Mediferous resources of the Samara region / N.E. Zemskova, V.N. Satarov, D.R. Bogut-Dinova, S R. Chindina // Beekeeping. - 2016. - № 6. - P. 20-22.
18. Tsvetkov M.L., Pankov D.M. The feeding effect of esparcet for honey bees in years with insufficient moisture // Bulletin of the Altai State Agrarian University. - 2013. - № 9 (107). - Pp. 73-80.
