Концепція екологічного апімоніторінга

Відео: Презентація концепції екологічного забезпечення зимової Універсіади-2019

Про використання бджіл і їхніх продуктів для оцінки екологічної обстановки місцевості вже писали. До теперішнього часу достатньо вивчені зв`язку між концентраціями важких металів довкілля та продуктами життєдіяльності бджіл в різних регіонах Російської Федерації (Г.В.Ломаев, К.Е.Еськов, Л.М.Колбіна, В.В.Максімов, Р.Г. Хісматуллін, О.Г.Яковлев, 2001- А.В.Петухов, Т.В.Уланова, І.Г.Завгородная, 2000- Л.М.Колбіна, 2000). Зарубіжні вчені встановили і використовують підвищену чутливість бджіл до отруйних, вибухових і наркотичних речовин.

Введенню в практику екологічного біомоніторингу має передувати вирішення ряду наукових і практичних питань. До їх числа в першу чергу слід віднести: вивчення бджіл в якості біоіндикаторів і акумуляторів забруднювачів навколишнього середовища (за окремими видами забруднювачів) - аналіз трофічного ланцюга «джерело забруднення-грунт-медоносна рослина-бджола-продукт її життєдіяльності» - порівняльний аналіз різних видів біомоніторингу з апімоніторінгом і інші проблеми. Окремі результати з перерахованих питань можна знайти в публікаціях: Г.В.Ломаев, Н.В.Бондарева, 2003 (визначена фільтруюча здатність бджоли при надмірному надходженні заліза з кормом) - В.П.Князев, 2002 (розроблена методика дресирування бджіл і закріплення рефлексу на наркотичні та вибухові речовини) - В.І.Лебедев, Е.А.Мурашова, 2003 (вивчена динаміка просування важких металів по трофічному ланцюгу «грунт-рослина-тіло бджоли-продукти її діяльності») - Т.Г.Габрічідзе, 2005 (запропоновано включити апімоніторінг до складу системи моніторинг тваринного і рослинного світу зони захисних заходів об`єкта по переробці хімічної зброї ЗЗМ ОХО - люїзиту).

Відео: Що, як і навіщо ми вважаємо?

Мета даної роботи - вироблення концепції апімоніторінга і обгрунтування доцільності введення в практику системи з використанням бджіл Apis mellifera L. (зокрема, на території ЗЗМ ОХО).

Як індикатор забруднення середовища медоносні бджоли мають ряд особливостей. Наприклад, індикаторна пластичність, тобто різна чутливість до певних забруднювачів, тому їх можна використовувати і як реакційні, і як акумулятивні індикатори. Так, бджоли дуже чутливі до миш`яку та деяким іншим елементам, а значить, можуть бути використані як реакційний індикатор при визначенні впливу токсиканту на біосистеми (вплив миш`яку можна встановити за деякими фізіологічними показниками бджіл: кількості розплоду, що виявляється аномалій розвитку особин, медо- та воскопродуктівності і т.д.). З іншого боку, бджоли здатні накопичувати деякі елементи в своїх тканинах або концентрувати їх в продуктах своєї життєдіяльності. Слід врахувати значну вивченість бджіл в токсикологічному відношенні. Були досліджені їх клітинні захисні реакції, неклітинний імунітет до присутності токсикантів у навколишньому середовищі, отримані численні дані про акумулювання деяких токсичних елементів в тканинах або продуктах цих комах.

Проведення апімоніторінга лімітовано періодом льотної активності бджіл (з квітня по вересень). Найбільша ефективність його збігається з термінами цвітіння медоносів (в середній смузі Росії цей період припадає на кінець квітня - початок вересня). Однак при організації зимівлі бджіл на волі можливе ураження особин через повітря, що надходить у вулик. Спостереження за поведінкою бджолиної сім`ї в зимовий час в будь-якому випадку необхідно і може дати інформацію про будь-які порушення її життєдіяльності через наявність забруднювачів в кормі.

Концепція апімоніторінга формулюється так: на контрольованій території розміщують апіпости (групи з декількох бджолиних сімей), за якими ведуть спостереження і регулярно беруть проби продуктів життєдіяльності для хімічного аналізу. Їх встановлюють відповідно до розміщення медоносних ресурсів і з урахуванням рози вітрів в радіусі 3-4 км. При відсутності медоносів підсівають культурні медоносні рослини в терміни, що забезпечують цвітіння протягом усього льотного періоду.

Як відомо, концентрація хімічних елементів в тканинах бджіл і їх продуктах корелює зі змістом їх у навколишньому середовищі - грунті, воді, повітрі, тканинах рослин. Крім того, деякі речовини (наприклад, мишьяксодержащіе з`єднання) викликають мутації і фізіологічні відхилення, які можна зареєструвати відомими методами.

При цьому обслуговування системи апімоніторінга не вимагає значних матеріальних витрат. Вкладення в створення системи окупляться за один-два сезони.

Мал. 1. Вид блочного мобільного апіпоста з чотирьох родин у вуликах системи Роже Делона на даху п`ятиповерхового будинку на околиці міста

На першому етапі апімоніторінга проводять підбір сімей бджіл і вибір системи бджільництва і типу вуликів. Порода повинна відповідати кліматичним умовам контрольованої території. Чистопородність є важливою (можливо, необхідне) умова, поведінка метизирована бджіл непередбачувано. Ми використовували модернізовані вулики системи Роже Делона, що дозволяють брати без втручання в гніздо бджолиної сім`ї корпус з продуктами бджільництва і частиною бджіл. На фотографії (рис. 1) апіпост розташований на даху п`ятиповерхового будинку на околиці міста біля парку. Щільність вуликів на контрольованій території розрахована, виходячи з радіуса літа бджіл за нектаром (в середньому 3 км) або за пилком (0,7 км), ландшафту, медоносів, рози вітрів та інших як природних, так і техногенних факторів. На схемі (рис. 2) показаний приклад розташування апіпостов на території ЗЗМ ОХО. Апімоніторінг вбудований в загальну систему, що включає в числі інших видів і моніторинг рослинного і тваринного світу.

Мал. 2. Карта-схема розташування апіпостов Ap в зоні захисних заходів з епіцентром в арсеналі хімічної зброї (карта-схема складена Н.В.Хан)

Вивчення льотної активності бджіл (В кількості вильотів за 5 хв) ведуть в сонячну, безвітряну погоду (швидкість вітру не більше 5-7 м / с) при температурі повітря не нижче 20 ° С (температура вночі напередодні досліджень повинна бути не нижче 10 ° С), три рази в день (в 10, 14 і 18 ч) в період головного медозбору. Причому токсичну дію забруднювачів при попаданні в навколишнє середовище призводить до ураження рослин, порушення їх фізіологічного стану, зниження нектаропродуктивности і / або зміни хімічного складу нектару, що може відбитися на зміні льотної активності бджіл.

Дослідження активності вуликів бджіл.Реєстрацію звукових сигналів проводять записом звуків за допомогою мікрофона, розміщеного всередину вулика. Рухову активність оцінюють, реєструючи зміну показників мікроклімату у вулику (температури, вологості). Ведуть спостереження за індивідуальним розвитком бджолиної сім`ї. Особи на ранніх стадіях розвитку не здатні виводити отруйні речовини з організму, а тому найбільш чутливі до їх дії, що несприятливо позначається на життєздатності розвиваються бджіл і формуванні органів в онтогенезі.

Для апімоніторінга вимірюють екстер`єр особин і порівнюють показники з вимогами стандарту. Роботу виконують за стандартною методикою. Вимірюють довжину хоботка, довжину і ширину 3-го тергіта, 3-го стерніту, воскових дзеркалець, лапок, передніх і задніх крил, параметри крила, дискоїдальне зміщення і кубітальний індекс. Проби комах (30 шт.) Рекомендується відбирати 3 рази в рік (в травні, липні та вересні) і фіксувати в спирті.

Надійний показник нормальної життєдіяльності особин в зоні проведення моніторингу - активність ферментів. У медоносних бджіл різні фізіологічні порушення, пов`язані з токсичною дією миш`яку, відбиваються на їх продуктивності і стійкості до захворювань. У зв`язку з цим оцінка рядугосподарсько корисних ознак бджіл, так само як і аналіз активності ряду ферментів, дозволить контролювати загальний стан особин.

Наприклад, фермент глоткових залоз инвертаза визначає здатність бджіл переробляти нектар. Активність його схильна до значної індивідуальної мінливості, залежить від фізіологічного стану бджіл і визначає в кінцевому рахунку їх медопродуктивность (коефіцієнт кореляції між цими двома показниками становить 0,8).

Відео: О. Ю. Васильєва розглянула проблеми вищої освіти в Самарській області

Для аналізу цього показника використовують льотних бджіл (30-40 шт. З кожного вулика), відібраних рано вранці перед головним медозбором. Готують водну витяжку з екстрактів бджолиних голів, в екстракті враховують активність інвертази по Бертрану.

Каталаза ректальних залоз визначає зимостійкість бджіл. Для визначення її активності відбирають по 40-50 бджіл з кожного вулика (з крайнього стільника в тиху і теплу погоду) і використовують газометріческіх спосіб (за обсягом кисню, що виділяється при дії екстракту товстих кишок на пероксид водню).

Хімозин - фермент середнього кишечника бджіл - визначає їх стійкість до нозематозу. Його активність встановлюють за швидкістю створаживания казеїну екстрактом з середніх кишок. Аналіз проводять 2 рази на рік - у червні та вересні, беруть середню пробу бджіл (40-50 шт. З кожного вулика).

Активність дегідрогеназ впливає на інтенсивність анаеробних окислювально-відновних процесів тканинного дихання в організмі бджіл. Відбирають по 20 бджіл з кожного вулика, готують екстракт з грудних сегментів і проводять реакцію з метиленової синню в присутності лімоннокіслого калію (донора водню). Метод заснований на знебарвленні метиленової сині під впливом водню, активованого дегідрогеназ.

Активність пероксидази і поліфенолоксідази визначає рівень окисно-відновних процесів в тканинах бджіл (пероксидаза каталізує окислення ряду фенолів, а поліфенолоксидаза - поліфенолів). Для аналізу відбирають по 20 бджіл з кожного вулика, активність оксидаз в екстракті з грудних сегментів визначають за методом М.В.Жеребкіна (2002).

Медопродуктивність сімей визначається у вересні, зважуючи вулики. Якісну характеристику меду встановлюють в лабораторії відповідно до вимог ГОСТ 19792-2004. Воскопродуктівность сімей оцінюється один раз на рік (у вересні) за кількістю рамок з відбудованої вощиною. Якісні характеристики воску визначаються в лабораторії відповідно до вимог ГОСТ 21179-2000.

хімічний аналіз тканин бджіл і їх продуктів на предмет вмісту важких металів і токсичних речовин становить головну частину апімоніторінга. Відбір проб рекомендують проводити з квітня по жовтень один раз на місяць. Відбирають не менше 200 дорослих бджіл (20-25 г), частина стільника (7х7 см) з розплодом, частина стільника (10х10 см) з медом і пергою, віск (свіжовідбудованих вощину), прополіс. Хіміко-аналітичні дослідження біопроб проводять в атестованих лабораторіях.

На жаль, в даний час немає вітчизняної системи уніфікованих об`єктів і показників біомоніторингу. Однак зроблені спроби використання бджіл для характеристики забруднення територій важкими металами в Смоленській і Пермській областях, Татарстані, Казахстані, Удмуртії. Немає даних про параметри бджіл як «биофильтрах» важких металів (за винятком роботи «Динаміка накопичення заліза в тілі бджоли і продуктах її жізнедейтельності», Г.В.Ломаев, Н.В.Бондарева, 2003), мало відомостей про накопичення (або розсіюванні ) їх в ланцюзі «грунт, вода, повітря -gt; рослини (нектар, пилок, прополіс) -gt; бджоли -gt; віск, мед, молочко ». Важливо акцентувати той факт, що різні забруднювачі по-різному адсорбуються (або фільтруються) ланками трофічного ланцюга, починаючи з грунту і закінчуючи продуктами життєдіяльності бджіл. Виникає ряд питань.

Чому рівні фонова концентрація забруднювача в продуктах життєдіяльності бджіл і її залежність від рослин-медоносів, кліматичних і сезонних погодних умов?

Яким чином розподіляється речовина-забруднювач в тілі бджіл в процесі онтогенезу комах від яйця до імаго при фоновому надходженні речовини з кормом?

Як йде зміна концентрації речовини-забруднювача при підвищеному і мінливому надходженні його в онтогенезі особин і в продуктах бджільництва? Чому рівні параметри фільтруючих властивостей бджіл і поріг, починаючи з якого порушуються фізіологічні механізми, відповідальні за фільтрацію? Є й ряд інших питань.

Безсумнівно одне: більш зручного, керованого і дешевого біологічного об`єкта для моніторингу забруднення навколишнього середовища як бджіл у природі немає.

Г.В.ЛОМАЕВ, Н.В.БОНДАРЕВА

Іжевський державний технічний університет
E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений jаvascript для перегляду.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі