VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Глобальный вклад насекомых-опылителей в производство продовольственных культур в середине 90-х годов прошлого века оценивался в 117 млрд. долл., а сегодня - в 380 млрд. долл. Пчелы опыляют 87,5% видов цветковых растений на Земле и 75% видов главных продовольственных культур. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), из 100 сельскохозяйственных культур, обеспечивающих 90% потребностей человечества в продовольствии, 71 культура нуждается в опылении насекомыми. Площади, занятые в мире под этими культурами, за период с 1961 года по 2007 год увеличились в развитых странах на 16,7%, а в развивающихся странах - на 9,4%. Плодовые и ягодные, бахчевые и овощные культуры являются типичными энтомофильными растениями, которым необходимо опыление пчелами [5,10].

В целях повышения эффективности российского растениеводства, необходимо вести мониторинг и разрабатывать мероприятия по профилактике и ликвидации американского, европейского гнильца пчел, которые относятся к особо опасным инфекционным заболеваниям в пчеловодстве многих стран мира.

Проблема охраны жизнеспособности пчелосемей обусловлена не только получением конечного продукта (меда и продуктов пчеловодства), но, в первую очередь, агрономическими требованиями к производству растениеводческой продукции. По данным специалистов британского Университета Ридинга, в настоящее время странам Европы не хватает 13 млн. пчелиных семей для полноценного опыления рапса, подсолнечника, яблонь, клубники и других важнейших сельскохозяйственных культур. За период с 2005 по 2010 годы ситуация в этой области в большинстве европейских стран заметно ухудшилась. Дефицит опылителей оценивается в 33%. Наиболее остро он ощущается в Великобритании, Финляндии и странах Балтии. Положение с опылением сельскохозяйственных культур в США ведущий специалист Лаборатории пчелы при Минсельхозе в Белтсвиле Д. Петтис охарактеризовал как «приближение к краю пропасти».

Зависимость следующих овощей, фруктов, орехов и технических культур от опылителей в США составляет (%): миндаль - 100; яблони, аспарагус, авокадо, брокколи, черника, лук, вишня - 90; огурец, сельдерей - 80; слива, арбуз - 65; танджерин - 45; лимон, хлопок - 0; арахис - 2; виноград - 1%. Вклад пчел и других опылителей в экономику США превышает 15 млрд. долл. [11].

В политических кругах многих развитых и развивающихся стран зреет понимание необходимости срочных мер по спасению пчел и пчеловодства как отрасли сельского хозяйства, а решение этих проблем все чаще увязывается с продовольственной безопасностью. Наглядный пример тому - введение Европейским Союзом в конце 2013 года двухлетнего моратория на применение трех видов системных пестицидов из группы неоникотиноидов. Считается, что именно эти пестициды стали одной из главных причин высокой гибели пчел в Европейском Союзе (ЕС). В мировых академических кругах сокращение популяций пчел рассматривается как реальная угроза биоразнообразию и приравнивается к таким глобальным вызовам, как потепление климата, повышение кислотности мирового океана и опустынивание сельскохозяйственных угодий.

В этой связи закономерным выглядит интерес Организации объединенных наций (ООН) к «здравоохранению» пчел и проблемам опыления. Фундаментальный доклад на эту тему был подготовлен в 2010 году специалистами Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП). Очередной доклад в 2014 - 2015 годах будет готовить Межправительственная платформа по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES, МПБЭУ).

Ассигнования на научные исследования в области «здравоохранения» пчел во многих странах увеличиваются. В США на указанные исследования ежегодно расходуется 20 - 25 млн. долл. Судя по косвенным данным, аналогичные суммы отпускаются на эти цели и в Европейском Союзе. В частности, в 2008 - 2013 годах из бюджета ЕС финансировалась деятельность международного проекта «Предотвращение гибели медоносных пчел – COLOSS», объединившего более 300 ученых, специалистов и исследователей из 60 стран мира [12].

Инфекции американского и европейского гнильцов пчел внесены в список международного эпизоотического бюро (список МЭБ) как наиболее распространенные, высоко контагиозные, карантинные заболевания пчел с большим процентом летального исхода. Наибольшую опасность среди инфекций пчел несут возбудители американского гнильца (Paenibacillus larvae) и европейского гнильца (Strept. рluton, Paenibacillus alvei, Bacillus оrpheus, Strept. apis, Enterococcus faecalis). Эти бактериальные болезни пчелиных семей, сопровождающиеся гибелью взрослых личинок и предкуколок (печатного расплода), проявляются летом, реже весной [1,3].

Характерным отличием спор (Paenibacillus larvae, Paenibacillus alvei, Bacillus оrpheus) является особая их устойчивость во внешней среде, а также к различным физико-химическим факторам, что обуславливает высокую сохранность очагов заболевания. Так, в меде споры сохраняются более года, при хранении его на солнечном свету - до 6 недель, а в высохших трупах личинок - несколько лет. В воде споры погибают при 90 °С в течение 3 ч, при 95 °С - через 1 ч, при 100 °С - через 13 мин. При кипячении погибших личинок в воде споры погибают в течение 14 мин, а в кипящем меде - через 40 мин. Кипячение воска в открытой посуде вызывает гибель спор лишь на 5-й день, а в автоклаве при 1,5 МПа - за 2 ч. В зараженных сотах споры остаются жизнеспособными в течение 35 лет, на ульях и в вощине - 20, в медогонке - 5лет. В почве споры возбудителей инфекции сохраняются годами, а на растениях – весь сезон [4,6].

Основной источник инфекции – медоносные растения, почва, содержащая споры инфекционного агента, пыльца растений контаминированная инфекционными агентами, карантинные зоны, инфекции трупы личинок, пчел. Инфекционный агент передается через растения из почвы, далее контактным путем через пыльцу и пергу, рамки с расплодом, ульи, соты, вощину, мед, пыльцу и пергу, пчеловодный инвентарь, включая руки самого пчеловода [9].

Обворовывание больных пчелиных семей здоровыми приводит последних к заражению. Возбудитель может распространяться при пересылке пчелиных семей, пакетов и маток с пасек, неблагополучных по гнильцовым заболеваниям, паразитами - восковой молью, осами, мухами, муравьями, а также различными клещами, особенно Варроа. На переболевших пасеках, являющихся очагом инфекции, спустя несколько лет может возникнуть вновь заболевание в ослабленных семьях и под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды, нарушениях условий содержания, кормления, влияния ряда других заболеваний (варроатоза, нозематоза, аскосфероза и др.), что указывает на очаговость инфекции характерную для всех бацилл (например, сибирская язва) [5,7].

К возбудителю американского и европейского гнильцов восприимчивы пчелы практически всех пород одинаково. Споры возбудителя американского гнильца годами сохраняются на почве, растениях, на многих пасеках, не проявив признаков заболевания. В теле личинки, погибшей от американского гнильца, содержание спор достигает 1,5 - 2,5 млрд., способных заразить около 200 личинок в одной семье. Внешние признаки болезни не сразу обнаруживаются при осмотре пчелиных семей. Лишь пчелы способны первыми выявить признаки заражения личинок, вытягивать их, пораженных, из ячеек в начале заболевания, а матка, в скорости, на их место вновь закладывает расплод. Возникает типичная для большинства гнильцов картина пестрого расплода, где на участках с преимущественно печатным расплодом обнаруживаются пропуски и пустые ячейки, свежие отложенные яйца, а так же молодой открытый расплод. Пестрый расплод может являться как первым проявлением заболевания, так и несвязанным с заболеванием общим признаком неблагополучия в семье [2,8].

Видимые клинические признаки пораженного расплода дают основания для постановки предварительного диагноза, который подтверждается бактериологическими исследованиями в лаборатории. Возбудителя американского гнильца необходимо дифференцировать от европейского гнильца, парогнильца, мешотчатого, порошковидного и застуженного расплода. Одной из последних разработок по профилактике инфекции фирмы VITA (Великобритания), предложены серологические тесты Vita-Test. Они позволяют пчеловоду в течение 20 минут поставить предварительный анализ на вероятность американского и европейского гнильца (в наборе EFA- и AFB-test). Несколько капель суспензии, взятых из исследуемого материала тела погибшей личинки, смешивается с буферным раствором и наносится на стекло камеры, где при наличии возбудителя с ним вступает в реакцию специфические антитела, в результате которых появляется характерно окрашенная полоса [10].

В нашей стране отсутствуют отечественные диагностические тесты на наличие инфекционных агентов данных заболеваний. Пчеловоды занимаются диагностикой и профилактикой инфекций по методикам 50-ти летней давности. Однако, и предлагаемые вышеуказанной фирмой Vita-Test тесты диагностики имеют характерные для всех серологических тестов недостатки - возможные неспецифические реакции на различные присутствующие антигенные детерминарны, что дает ложно положительные реакции. Этим и обусловлена актуальность разработки и внедрения предлагаемых систем тестов по индикации, идентификации возбудителей данных карантинных инфекций с последующей схемой профилактики и лечения. На наш взгляд, целях профилактики и для предупреждения возникновения американского и европейского гнильца на пасеках необходимо cтрого выполнять санитарные правила. В связи с тем, что основную роль в распространении возбудителя болезни играют больные пчелиные семьи и получаемые от них продукты пчеловодства, особое внимание уделяют профилактической диагностике, мониторингу инфекции, изучению микрофлоры в очагах инфекции, санации очагов, охране пасек от заноса возбудителей извне, также необходимо быть внимательным к первым признакам неблагополучия на пасеке [2].

Регионы, входящие в Приволжский федеральный округ (14 субъектов Российской Федерации: б республик, Пермский край и 7 областей), занимая по площади 13% сельскохозяйственных угодий страны, производят в масштабах Российской Федерации более четверти всей сельхозпродукции. При урожайности в 27-28 центнеров с гектара, доля в общероссийском валовом сборе зерновых составляет 26,6%. Особенностью аграрной отрасли Приволжского округа в виду многообразия климатических условий, ландшафтов и почв, является ее многопрофильность и многоукладность.

В южных регионах округа доминирует производство зерновых и масличных, развито мясное животноводство, коневодство. Основное производство зерновых сосредоточено в республиках Татарстан, Башкортостан, Саратовской и Оренбургской областях.

Большинство сельскохозяйственных площадей ПФО расположено в зоне умеренного климата, благоприятного для выращивания широкого спектра культур, в том числе льна, рапса, овощей и зеленых кормов. Наличие рек и пойменных лугов создает благоприятные условия для животноводства и овощеводства.

На Приволжский округ приходится третья часть пахотных земель России, отведенных под зерновые. Имеется значительный - до 20 % - резерв пахотных земель для активного развития растениеводства, в частности, зерновых и масличных культур.

Доля сельского хозяйства в валовом региональном продукте в Поволжье составляет более 8 %. Для сравнения - в среднем по России эта цифра составляет около 5 %.

Среди регионов ПФО безусловными лидерами по сельскохозяйственному производству являются Татарстан и Башкортостан.

Крупными производителями сельхозпродукции также являются Саратовская, Оренбургская, Нижегородская и Самарская области.

В структуре производства сельхозпродукции округа присутствуют как коллективные, так фермерские и единоличные хозяйства. Различный профиль регионов и многоукладная структура отрасли открывают широкие возможности для выбора моделей развития, а также для интеграции усилий и кооперации производителей.

В течение последних лет в Приволжском федеральном округе стремительно формируется новая агроэкономика за счет более тесного и эффективного взаимодействия сельхозпроизводителей, государства и инвесторов. Интеграция их усилий на новых, экономически обусловленных основаниях делает модель живой, устойчивой и способной к развитию. Этому способствует активное сотрудничество с такими отраслями, как энергетика, транспорт, образование и наука, а также открытость для мирового рынка и для партнерства с зарубежными производителями.

По инвестиционной привлекательности сельское хозяйство в Приволжском федеральном округе занимает второе место после нефтеперерабатывающей отрасли, а в отдельных областях растениеводства, по показателям прибыльности, даже опережая ее.

Компаниями Приволжского федерального округа экспортируется в первую очередь зерно, растительное масло, кондитерские изделия и напитки. Импорт гораздо шире по ассортименту, но основная его доля в настоящее время приходится на мясо и мясные продукты.

Развитие в Приволжском федеральном округе альтернативных возобновляемых источников энергии рассматривается как стратегически важная задача. В профильных научных центрах округа ведутся разработки в области технологий производства биогаза, есть собственные технологии производства топливных брикетов из отходов деревообработки и растениеводства, использования торфа. Перспективной для возделывания в Приволжском федеральном округе «энергетической культурой» является рапс. Это универсальное масленичное растение используется в качестве топлива; сырья для пищевой и косметической промышленности; кормов в животноводстве, для оздоровления почв.

Впервые будут разработаны биопрепараты для Paenibacillus larvae (американский гнилец), Streptococcus apis, Streptococcus рluton, Paenibacillus alvei, Bacillus оrpheus, Enterococcus faecalis (европейский гнилец) и схемы их применения. Создана тест-система, позволяющая выполнить поставленную цель - разработать способ повышения урожайности энтомофильных сельскохозяйственных культур, возделываемых на территории Приволжского Федерального округа (гречиха, рапс и т.д.), методами: мониторинга, профилактики и ликвидации гнильцовых заболеваний пчел.

Механизм научных исследований по аналогичным направлениям успешно апробирован ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина» во многих грантах, в том числе федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по теме: «БАКТЕРИОФАГИ КАК ПРИРОДНЫЕ БИОСЕНСОРЫ ДЛЯ ИНДИКАЦИИ И ИДЕНТИФИКАЦИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ АГЕНТОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПИЩЕВЫЕ ИНФЕКЦИИ И ПОРЧУ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ» (Шифр заявки «№ 2012-1.1-12-000-2008-031». Соглашение на предоставление гранта от 10 августа 2012 года № 8267), грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках реализации Программы «СТАРТ» по теме: «Разработка и коммерциализация системы для диагностики и профилактики коклюша (бордетеллеза) домашних животных и др.».

Библиографический список

1. Кривцов Н.И. Пчеловодство / Н.И. Кривцов. – СПб.: Лань, 2010. – с. 261-266.

2. Кулаков В.Н. Основные медоносные угодья России // Основные направления развития пчеловодства на современном этапе. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Рыбное, 2009. - С. 84-85.

3. Кулаков В.Н. Размещение пчеловодства в Российской Федерации // Основные направления развития пчеловодства на современном этапе. Мате-риалы Всероссийской научно-практической конференции. - Рыбное, 2009. - С.86-88.

4. Кулаков В.Н. Оценка медового потенциала России на основе данных Земельного фонда РФ. // Основные направления развития пчеловодства на современном этапе». Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Рыбное, 2009. - С.78-80.

5. Кулаков В.Н. Медовый потенциал России // Пчеловодство - XXI век. Материалы международной конференции «Пчеловодство, апитерапия, качество жизни». - М., 2010. - С.91-94.

6. Chagas, Sergio Salla. Characterization of Paenibacillus larvae isolates from Brazil / Sergio Salla Chagas, Rodrigo Almeida Vaucher, Adriano Brandelli // Journal of Cell and Molecular Biology 10(2):79-83, 2012.

7. Forsgren, E. Novel lactic acid bacteria inhibiting Paenibacillus larvae in honey bee larvae / E. Forsgren, T. C. Olofsson, A. Vбsquez, and I. Fries // Sergio Salla Apidologie, vol. 41, no. 1, pp. 99–108, 2010.

8. Article Research. Genetic and Biochemical Diversity of Paenibacillus larvae Isolated from Tunisian Infected Honey Bee Broods / Research Article Chadlia Hamdi, Jihиne Essanaa, Luigi Sansonno // BioMed Research International Volume 2013 (2013), Article ID 479893, 9 pages.

9. Russenova, N. European foulbrood disease-aetiology, diagnostics and control // N. Russenova, Р. Parvanov // Trakia Journal of Sciences, Vol. 3, No. 2, 2005. – Р.10-16.

10. «Мировое пчеловодство» - URL: http://www.apiworld.ru/apimondiya/ - дата обращения 12.07.2014.

11. «Агропрофессионал» - URL: http://www. agprofessional.com - дата обращения 12.07.2014.

12. «Защита растений» - URL: http://www. fsvps.ru - дата обращения 12.07.2014.

Код для цитирования: Скопировать