ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Устойчивое развитие сельского хозяйства в современных условиях основывается на широком использовании биологического и экологического потенциала растений и их системных образований - биоценозов. Важную роль в реализации этой задачи занимают вопросы изучения и освоения растительных ресурсов, что в равной мере относится и к Центральной лесостепи России. Здесь произрастают сотни видов ценных медоносных, лекарственных, кормовых и других растений. Между тем растительные ресурсы изучены недостаточно, что отрицательно сказывается на развитии отрасли пчеловодства и его продуктивности. Увеличение распаханности и сельскохозяйственное освоение территории области, уничтожение сорняков на полях и межах приводит к уменьшению площади, занятой дикими медоносными растениями и увеличению роли культурных медоносных растений. При широком использовании культурные медоносов важно прогнозировать их урожайность, нектаро- и пыльцепродуктивность. Для этого необходимо выяснить экологические взаимосвязи растений и влияние на них факторов внешней среды. Особенно это важно в тех популяциях, где в результате селекции часть приспособительных реакций утрачена и компенсируется агротехническими мероприятиями. То есть для достижения максимальной продуктивности растения используется комплекс агротехнических мероприятий, способных снизить отрицательное воздействие экологических факторов и усилить благоприятное.
Цель и задачи исследований:
Цель настоящей работы - выявление и изучение медоносных ресурсов Орловской области.
В задачи исследований входило:
- изучить видовой состав медоносных растений в различных
фитоценозах;
- установить сроки, продолжительность и последовательность цветения медоносных растений;
- провести анализ спектра жизненных форм медоносных растений;
- выявить редкие и охраняемые медоносные растения;
- оценить специфические особенности 9 важнейших культурных медоносов;
- изучить характер изменчивости морфобиологических признаков культурных медоносов в различных экологических градиентов.
Научная новизна результатов исследования. Впервые в условиях Орловской области изучен видовой состав медоносных растений лесных, луговых и полевых фитоценозов, установлены сроки, продолжительность и последовательность их цветения, проведен анализ спектра жизненных форм. В результате выполненной работы выявлены редкие и охраняемые медоносные растения, дана оценка специфическим особенностям 9 важнейших медоносных и пыльценосных сельскохозяйственных культур с учетом экологических особенностей, изучена изменчивость их морфобиологических признаков.
Практическая ценность работы. Полученные результаты вносят существенный вклад в изучение биологического разнообразия растительных ресурсов. Новый фактический материал по уточнению
сроков, продолжительности и последовательности цветения медоносных растений может быть использован при планировании сезонных работ на пасеке, разработках цветочно-нектарного конвейера. Сведения по редким и охраняемым медоносным растениям позволяют сделать предложения по включению этих растений в региональную Красную Книгу.
Результаты изучения изменчивости морфобиологических признаков 9 важнейших культурных медоносов будут полезны агрономам, селекционерам, семеноводам, растениеводам, интродукторам, а также систематикам и ботаникам разного профиля.
Все изложенные в работе материалы и методические подходы внедрены в учебные процессы ОГУ и ОГАУ в курсах по ботанике, экологии, природным и кормовым угодьям, пчеловодству.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Видовой состав медоносных растений Орловской области (525 видов, относящихся к 130 родам и 63 семействам).
2. Сроки, особенности и последовательность цветения медоносных растений в различных фитоценозах как цветочный конвейер.
3. Спектр жизненных форм медоносных растений.
4. Видовой состав редких и охраняемых медоносных растений Орловской области.
5. Морфологические особенности 9 важнейших культурных медоносов.
6. Изменчивость и взаимосвязи морфобиологических признаков основных культурных медоносов в различных погодно — климатических условиях.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской научно - практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения А.И. Куренцова (г. Орел, 1996); Научно -
практической конференции профессорско-преподавательского состава Орловского государственного университета (г. Орел, 1996-2003); Межвузовской областной конференции молодых ученых «Зоотехнические и агрономические проблемы развития АПК» (г. Орел, 1996); Научной конференции «Флора и растительность средней России» (г. Орел, 1997); Областной научно - практической конференции «Актуальные проблемы пчеловодства в современных условиях» (г. Орел, 1997-2001); Научно -практической конференции профессорско-преподавательского состава Орловского государственного аграрного университета (г. Орел, 1999); Научно - практической конференции «Человек и географическая среда» (г. Орел, 2001).
По материалам диссертации опубликовано 18 работ.
ГЛАВА 1.ПРОБЛЕМА МЕДОНОСНЫХ РАСТЕНИЙ: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Медоносные растения изучались в нашей стране многие десятки лет. В настоящее время наиболее медопродуктивные виды подробно исследуются, как в пределах их естественных ареалов, так и в условиях интродукции в России, а также в ближнем и дальнем зарубежье.
Медоносы изучаются с точки зрения выявления их ресурсов, для улучшения кормовой базы пчеловодства, а также опыления сельскохозяйственных культур пчелами. В ходе исследований большинство ученых обращают внимание на выявление источников нектара и пыльцы в составе региональных флор, на полную инвентаризацию ресурсов полезных растений, в том числе и медоносных.
Первые работы по изучению медоносных растений были посвящены использованию строения их нектарников как элемента главного критерия систематики (Фоминых, 1917). В 1927 году А.И. Молозевым (1927) были проведены исследования по выявлению сроков цветения нектароносных и пыльценосных растений. Установлено, что календарные сроки цветения медоносов зависят от метеорологических условий и в разные годы могут не совпадать. В дальнейшем эти наблюдения были приняты за основу составления календарей цветения медоносов (Гутникова,1947; Долгошов, 1948; Параева,1975). М.М. Глухов (1937,1974) обобщил данные наблюдений о сроках цветения медоносных растений по разным зонам.
Ресурсы медоносных растений исследовались в разных регионах России (Поволжье, Сибири, Дальнем Востоке и др.), в странах СНГ и дальнем зарубежье. Данные об инвентаризации медоносных ресурсов в масштабах страны можно получить из работ A.M. Ковалева (1959) и А.Н. Бурмистрова (1977).
К наиболее значимым работам по изучению медоносных растений Поволжья относятся исследования В.В. Благовещенского ( 1955,1994). По его данным в Ульяновской области произрастает 1382 вида высших сосудистых растений, из которых 276 видов являются медоносными и пылыденосными. Установлены важнейшие типы растительности, слагающие растительный покров области, а в пределах типа выделены важнейшие дикорастущие, культурные и культивируемые медоносы области. Подробно дается описание медоносов области по срокам их цветения и медопродуктивности.
Инвентаризация медоносных и перганосных растений Саратовской области произведена А.А. Чигуряевой и Р.Д. Ивановой (1972), Марийской АССР - Н.А. Соколовым (1972). Во флоре Нижнего Поволжья ( в пределах Волгоградской области) выявлено 330 видов растений, посещаемых пчелами ( Руднянская, 1978), относящихся к 216 родам и 51 семейству ( Пельменев, Кувалдина, 1973). В Мордовской АССР изучением кормовой базы пчеловодства занимался Н.С.Ерофеев (1980). Он показал, что видовой состав медоносных растений Мордовии насчитывает 237 видов (из них 176 видов дикорастущих растений и 61 вид культурных), относящихся в 185 родам и 54 семействам. Большинство исследуемых растений являются нектароносными и пыльценосными одновременно и только 34 вида - чистые пыльценосы. Автором были выявлены группы медоносных растений по срокам их цветения, определена продолжительность цветения основных медоносов республики, установлен биологический запас Сахаров, выделяемых с нектаром растениями медоносных угодий Мордовской АССР.
Работа по изучению медоносных ресурсов и видового состава в Центральных районах России была проведена лишь в некоторых областях. Так, медоносная флора Ивановской области была изучена Н.С. Тумаковым (1949), медоносные ресурсы Рязанской области определены А.Н. Бурмистровым, Т.П. Самохваловой, В.Б. Дроздовым (1998). Медоносные растения Пензенской области описаны Д.В. Гириным и А.В. Липиной (1969).
10
В.Е. Рындин (1995) в медоносной флоре Воронежской области выявляет наиболее ценные дикорастущие растения, составляющие непрерывный медоносный конвейер. М.И. Шабардиным (1959) в Кировской области выявлено свыше 200 видов медоносных и перганосных растений. Проведены фенологические наблюдения за цветением основных, медоносных видов. Работа по уточнению видового состава медоносов Кировской области была проделана А.Я. Меньшиным (1983), Л.А. Зубаревой (1995) и В.В.Шабалиным (1998). Ими предложен список 346 видов медоносов области, относящихся к 41 семейству. Медоносные растения Карелии в составе полезных растений описаны Юдиной В.Ф. и др. (1988). Среди 240 видов полезных растений, произрастающих в Карелии, 102 вида относятся к медоносным.
Достаточно полно и подробно описана медоносная флора Башкирии (Кучеров, Сираева ,1980; Акъюлова,1982, 1983; Кучеров, Мулдашева , Галеева,1993). Ими подробно изучены медоносы разных фитоценозов республики, даны характеристики медосборов, определены сроки цветения и медопродуктивность важнейших медоносов республики (клен, липа, малина, шалфей). Среди медоносной флоры Башкорстана авторы выделяют 288 дикорастущих видов.
Большую работу по уточнению видового состава и биологического запаса Сахаров Башкирского Предуралья проделала Акъюлова З.Р. (1987). Ею выявлено 363 вида медоносных растений, принадлежащих к 208 родам и 54 семействам; из них 226 видов произрастает массово, 137 видов -неповсеместно; составлены календари цветения медоносных растений, исследуемой территории, установлен возможный медосбор в 21043 тонн.
Видовой состав медоносов Удмуртии был описан Л.М. Колбиной (1999). Она выделяет во флоре Удмуртской АССР 250 видов медоносных растений, относящихся к 46 семействам.
Медоносные ресурсы Татарстана определены А.И. Монаховым (1969,1968). Он подробно изучил фенологию цветения и
11
нсктаропродуктивность липы сердцевидной. По мнению, автора в республике не обоснован возраст рубок липы, и его необходимо пересмотреть, доведя возраст деревьев до 100 лет и более.
При изучении медоносных растений юга России заслуживает большого внимания работа Д.С. Дзыбовой и Я.Т. Чащиной (1990). Ими выявлено 800 видов (27%флоры) медоносов Ставропольского края, относящиеся к 347 родам и 82 семействам. Авторы данной работы установили, что медоносными растениями в крае занято более 3,6 млн. га, где на их долю приходится 82% территории от постоянно существующих природных сообществ (пастбища, сенокосы, леса). Дикорастущие медоносы численно превосходят культурные более чем в пять раз; составлен цветочно-нектарный конвейер.
На Северном Кавказе исследования проводили в разное время Д.Н. Стефановский в Северной Осетии (1960), В.Ф. Костоглодов и Г.Х. Бояджи ( 1946), Б.Д. Алексеев, Т.А. Алиев (1967). Определение видового состава, фенологии цветения медоносов Дагестана проводила В.П. Хачумова ( 1946,1982). Ею представлен список медоносных и перганосных растений в Акушинском, Леваншинском, Лакском и Кулинском районах Дагестана. Для двух последних районов описаны медоносы 117 видов из 36 родов и 18 семейств. Из них весенних медоносов- 39 видов, летних- 62 вида и осенних-16 видов.
Достаточно подробно изучена медоносная флора западно-сибирского региона. Медоносные растения темнохвойной тайги Красноярского края были описаны В.Н. Григоренко ( 1971,1972), А.Н. Бурмистровым и В.Н. Григоренко (1972). На данной территории изучением медоносной флоры вырубок занимались Бурмистров А.Н., Алиев Т.А. (1974), определены и изучены осенние дикорастущие медоносы данного района (Мартынов, 1974).
Состояние кормовой базы и медосбора в Кемеровской области охарактеризовала Л.К. Параева (1970,1974). Ею определен видовой состав
12
медоносов, определены медопродуктивность медоносных растений, входящих в состав основных растительных сообществ. Видовой состав медоносов луговых и лесных фитоценозов Томской области, изучала Н.Н. Карташова (1955). Автор дает конспект медоносных растений данной территории и приводит сроки цветения более 80 видов важнейших медоносов области. В эти же годы была проделана работа по описанию основных, культурных и дикорастущих медоносных растений Омской области ( Садырин, 1940,1959).
В работе Н.В. Четайкина (1970, 1972) по изучению медоносной базы в Тюменской области, дана характеристика видового состава и медоносной ценности хвойных, смешанных и широколиственных лесов; суходольных и заливных лугов, а также основные, культурных растений области. Он предложил классифицировать растения области на следующие группы: 1) отличные медоносы продуктивного взятка, 2) хорошие медоносы продуктивного взятка, 3) удовлетворительные медоносы поддерживающего взятка, 4) слабые медоносы поддерживающего взятка, 5) растения, не имеющие значения для пчеловодства.
Интересные описания медоносной флоры Алтая были сделаны В.И. Верещагиным ( 1961) и Ю.А. Котуховым (1971) и темнохвойных лесов Западного Урала Л.Б. Людвиговой-Черновой (1972). В растительных ресурсах дикорастущих, полезных растений Западного Забайкалья отмечено 250 видов медоносов (Швецова, Бойкова, 1997). З.И. Гутниковой (1947), Н.В. Усенко (1949,1956), В.М. Смирновым (1962) достаточно детально изучены и описаны медоносные растения Дальнего Востока. Интересные данные были получены В.В. Прогунковым (1987) при изучении медоносных ресурсов юга Дальнего Востока. Автор относит к медоносным и пыльценосным растениям этого региона 309 видов, из них на материковой части Дальнего Востока произрастают 152 вида, продуцирующие нектар и пыльцу. Они входят в состав 54 родов и 31 семейства. Среди растений к первостепенным
13
медоносам относятся 85 видов, к второстепенным- 33 вида, слабыми медоносами являются 28 видов и чистыми пыльценосами только 5 видов.
В.К. Пельменевым (1965,1969) выделены важнейшие медоносные растения Приамурья, проведены фенологические наблюдения за важнейшими медоносными видами и определена нектаропродуктивность ряда дикорастущих видов.
Видовую численность медоносных растений Приамурья определила К.Д. Степанова (1967). Ею показано, что в этом районе произрастает более 250 видов дикорастущих древесных, кустарниковых и травянистых медоносных и перганосных растений.
Ресурсы медоносной флоры Бурятии охарактеризованы Н.Г. Краснопевцевым (1959, 1960, 1961, 1966). Им исследованы медоносные растения различных фитоценозов республики, установлен видовой состав, определены сроки цветения и нектаропродуктивность основных медоносов. В своих работах автор показывает, что естественные медоносные угодья республики включают 206 вида из 33 семейств, среди которых к древесным формам относятся 37 видов нектаро-пыльценосов , 48 видов пыльценосов; в травостоях содержатся 147 видов нектаро-пыльценосов и 14 видов пыльценосных растений.
Весьма широко и подробно рассмотрены вопросы изучения медоносных растений в странах на поссоветском пространстве. На Украине описанием медоносных ресурсов занимались П.М. Береговой (1959); П.А. Горбенко (1973); В.Н. Блонская, П.А. Губа и др. (1990); В.Н. Блонская (1991). Ими показано, что флора Украины представлена более 1000 видами медоносных и пыльценосных растений, но к первостепенным необходимо отнести только лишь немногим более 200 видов, также подробно расписан удельный вес медоносных растений в различных природных зонах республики.
Детальное изучение медоносной флоры Белоруссии проведено М.Ф. Шеметковым, Е.Н. Клименковой (1964, 1969, 1970). Е.Н. Клименковой, Л.Г.
14
Кушнир, А.И. Бочило (1980) дана классификация медоносных растений по сезонам цветения, характеру взятка, месту обитания. Описаны важнейшие медоносы лесных, луговых, полевых фитоценозов.
В странах Балтии вопросами изучения медоносной флоры занимались лишь отдельные исследователи. Так в Литве - Ю.-В. В. Страйгис (1988). Он составил подробный перечень полезных для пчел растений из 741 вида, принадлежащих к 58 семействам, что составляет 46,4% от общего числа видов. Автор показал, что 617 видов одновременно являются медоносными и пыльценосными и только 124 вида относятся к пыльценосным. В Латвии изучением нектаропродуктивности хозяйственноценных растений занимался Г.И. Мчедлишвили (1980).
Описанием медоносных растений Молдовы посвящены работы М.В. Бодруг (1981) и П.И. Нестерова, Л.М. Пинчук, Г.П. Леонтяк ( 1988). Ими определены посевные площади важнейших медоносных культур, даны характеристики полевых медоносов, методы определения нектаропродуктивности и схемы нектаропыльцевого конвейера в центральных районах Молдовы.
В Казахстане изучением медоносных растений занимались С.Г. Миньков (1948,1950,1974), К.М. Чеботникова (1952), И.Т. Антропов (1970), Н.А. Фалалеев (1970, 1974), Н.А. Фалалеев, Е.И. Якушева (1974), И.С. Плотников, Н.С. Ефимова (1974). Особенно интересные результаты исследований были получены С.Г. Миньковым (1974), который охарактеризовал естественные растительные сообщества северной части Казахстана, а именно - медоносные растения степи, лугово-солончаковое разнотравье, пойменную медоносную флору.
Установлен флористических состав медоносных и перганосных растений, а также определена нектаропродуктивность некоторых растительных сообществ Киргизии (Льнов, 1970; Файзулдаев, Рахманов, 1970; Рахманов, 1971).
15
Достаточно большие изыскания по проблеме медоносных ресурсов проведены в Узбекистане. Медоносные растения изучались В.Д. Лайок (1941), М.И. Ивановой-Парайской (1950), Л.Л. Булгаковой (1978), Р. Сабировым (1972). Исследования проводились в разных районах республики. В Сухандарьинской области зарегистрировано 605 видов дикорастущих медоносных растений, относящихся к 39 родам и 57 семействам (Мухаметзанова, 1980). Медоносная флора Зарефшанской долины представлена 420 видами (Хамидов, 1975). Р.С. Сабировым (1972) в Хорезмском оазисе выявлено 236 видов дикорастущих и культурных медоносов. Медоносные растения прибрежной зоны среднего течения р. Сырдарьи представлены 220 видами, относящихся к 37 семействам (Булгакова, 1978). Во флоре Каракалпакии СЕ. Ережепов (1978) выделяет 68 наиболее ценных нектароносных и пыльценосных видов, относящихся к 19 семействам и 32 родам, что составляет 7, 74% от общего числа видов. Г. Хамидов (1988) обобщил результаты исследований медоносных ресурсов в Узбекистане. Установлено, что дикорастущая медоносная флора республики представлена 958 видами, относящихся к 295 родам и 63 семействам; показано поясное распределение медоносных растений (горы, предгорье, пустыни); определена суточная ритмика цветения медоносов, а также проанализированы ресурсы культурных медоносных растений Узбекистана.
Н.К. Ереминой (1983) приводится неполный список медоносных растений Таджикистана, составленный по литературным, опросным данным и на основе собственных наблюдений. В него включены дикорастущие растения 156 видов из 20 семейств, дается характеристика их жизненных форм и времени цветения.
Подробный анализ медоносной флоры Азербайджана дан в работе A.M. Кулиева (1952). Медоносные растения республики им разделены на основные и второстепенные по обилию, распространению и по степени нектаропродуктивности. В Нахичевани выявлено 359 видов нектароносных
16
и перганосных растений, входящих в состав основных растительных ценозов ( Алиев, Алексеев, 1967; Мамедов, 1967)
В Грузии медоносы изучались Н.А. Мшвидобадзе (1964), Д.И. Ангуладзе (1969). Было отмечено, что культурные медоносные растения составляют основу кормовой базы пчеловодства.
В зарубежной литературе основное внимание уделяется изучению более важных медоносов. Например, на территории бывшей Чехословакии описано более 200 видов медоносных и перганосных растений, дано ботаническое описание важнейших медоносных культур, их биологические признаки и особенности выращивания (Drasar J., 1975). В Польше определена нектаропродуктивность лишь 89 видов медоносных растений ( Шкляновска, 1969); в Венгрии дана характеристика наиболее ценным медоносов страны -белой акации и подсолнечника ( Буй, Никовиц, 1983), определена нектаропродуктивность сельскохозяйственных и дикорастущих растений ( Петер, 1983), показаны пути развития медоносной базы через посадки зарослей и насаждений кустарников (Б. Тот, 1983). Из других медоносов Венгрии к наиболее распространенным относятся - ивовые, плодово-ягодные, гледичия, липа, в меньшем количестве - бахчевые, рапс, гречиха ( Глушков, 1965).
В Германии была дана характеристика многих дикорастущих и сельскохозяйственных медоносов порядка 212- 290 видов ( Bichtler. 1958; X. Г.-Кох, 1971; Berner, 1979).
Описаны медоносы Румынии: 272 вида медоносных растений из 50 ботанических семейств. Наибольшее число видов принадлежит к семействам Rosaceae- 27 ; Compositaea- 26; Fabaceae- 19 ( Кырну, Хариат, Фоти и др., 1977); дана характеристика агротехнических факторов и приемов при возделывании сельскохозяйственных медоносных растений. В Македонии при разнообразии рельефа и климата имеется богатая медоносная база. Главными источниками меда являются лесные виды (липа, съедобный |
