CC BY
36
05.20.02 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ _В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ_
05.20.02
УДК 631.371:621.31-52
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТОВ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СВЕТОВЫХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОТЛОВА НАСЕКОМЫХ
© 2019
Надежда Петровна Кондратьева, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод» Даниил Викторович Бузмаков, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод» Роман Геннадьевич Большин, кандидат технических наук Мария Геннадьевна Краснолуцкая, кандидат технических наук Ильнур Раилевич Ильясов, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод» ФГБОУ ВО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия», Ижевск (Россия) Анастасия Сергеевна Осокина, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Управления НИР Удмуртского НИИСХ - структурного подразделения ФГБУН УдмФИЦУрОРАН, Ижевск (Россия)
Аннотация
Введение: статья посвящена проблеме большой и малой восковой моли, которая откладывает в улье яйца в большом количестве, из которых появляются очень прожорливые личинки.
Материалы и методы: исследования по нахождению эффективного спектра излучения светодиодов на общий прирост биомассы большой восковой моли проводились с марта по октябрь 2018 года. Личинки восковой моли были взяты в Удмуртском НИИ сельского хозяйства Филиал УдмФИЦУрО РАН. Была создана экспериментальная установка, позволяющая исследовать одновременно четыре разных спектра излучения. Были проведены три опыта. В первом и втором опытах использовались RGB светодиодные ленты марки SMD 5050.
Результаты: в первом опыте оказалось, что при 15-ти минутном воздействии излучением разных цветов бабочки восковой моли в основном перемещались в емкость 4, где излучение было с наименьшей длинной волны, равной 435 нм, то есть наблюдается следующая зависимость: чем меньше длина волны, тем больше бабочек перемещается в эту емкость. Во втором опыте и третьем опытах большая часть бабочек перемещается в четвертый цилиндр, что подтвердило результаты первого опыта, но в первом опыте светодиоды работали по 15 мин., а в третьем и четвертом по 7 часов.
Обсуждение: с помощью световых ловушек можно собирать насекомых-вредителей в определенном месте в улье и отлавливать их там. Неповрежденные гусеницы восковой моли необходимы для изготовления лекарственных средств, биологически активных добавок и т. д. Для регулирования спектра и интенсивности излучения светодиодов необходимо использовать программируемые микроконтроллеры.
Заключение: техническое решение для защиты пчелосемей от моли с применением энергосберегающих световых электротехнологий. Опираясь на спектральную чувствительность фасеточного глаза, было обнаружено, что в качестве аттрактанта для насекомого можно использовать светодиоды, излучение которых должно быть в диапазоне 400...435 нм.
Ключевые слова: восковая моль, личинки восковой моли, программируемые логические микроконтроллеры, энергоэффективные светодиодные светоловушки.
Для цитирования: Кондратьева Н. П., Бузмаков Д. В., Большин Р. Г., Краснолуцкая М. Г., Ильясов И. Р., Осокина А. С., Результаты опытов по применению световых энергосберегающих электротехнологий для отлова насекомых// Вестник НГИЭИ. 2019. № 12 (103). С. 25-36.
RESULTS OF EXPERIENCE ON THE APPLICATION OF LIGHT ENERGY-SAVING ELECTRICAL TECHNOLOGIES FOR INSECTS CATCHING
© 2019
Nadezhda Petrovna Kondrateva, Dr. Sci. (Engineering), Professor, the head of the chair of Automated Electric Drive Daniil Viktorovich Buzmakov, the post-graduate student of the chair «Automated electric drive» Roman Gennadevich Bolshin, Ph. D. (Engineering) Maria Gennadyevna Krasnolutskaya, Ph. D. (Engineering) Ilnur Ralevic Ilyasov, the post-graduate student of the chair «Automated electric drive» Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk (Russia) Anastasia Sergeevna Osokina, Ph. D. (Biology), Senior Researcher Research Directorate of the Udmurt Scientific Research Institute of Agriculture - a structural unit of the Federal State
Budgetary Institution UdmFITs UrORAN, Izhevsk (Russia)
Introduction: the article is devoted to the problem of large and small wax moths, which lay eggs in large numbers in the hive, from which very gluttonous larvae emerge.
Materials and Methods: studies on finding the effective emission spectrum of LEDs on the total biomass increase of large wax moths were conducted from March to October 2018. Wax moth larvae were taken at the Udmurt Scientific Research Institute of Agriculture Branch of the UdmFIC Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. An experimental setup was created that allows four different emission spectra to be studied simultaneously. Three experiments were carried out. In the first and second experiments, RGB LED strips of the SMD 5050 brand were used. Results: in the first experiment, it turned out that, after a 15-minute exposure to different colors of radiation, wax moth butterflies moved mainly to tank 4, where the radiation was with the shortest wavelength equal to 435 nm., I.e., the following dependence is observed: the smaller the wavelength, the more barrels move into this container. In the second experiment and the third experiment, most of the butterflies move to the fourth cylinder, which confirmed the results of the first experiment, but in the first experiment, the light diodes worked for 15 minutes, and in the third and fourth for 7 hours.
Discussion: with the help of light traps, you can collect insect pests in a specific place in the hive and catch them there. Intact wax moth caterpillars are necessary for the manufacture of medicines, biologically active additives, etc. To program the spectrum and intensity of the emission of LEDs, programmable microcontrollers must be used. Conclusion: a technical solution for protecting bee colonies from moths using energy-saving light electrical technologies. Based on the spectral sensitivity of the facet eye, it was found that as an attractant for an insect, LEDs can be used, the radiation of which should be in the range 400 ... 435 nm.
Keywords: wax moth, wax moth larvae, programmable logic microcontrollers, energy efficient led light traps.
For citation: Kondrateva N. P., Buzmakov D. V., Bolshin R. G., Krasnolutskaya M. G., Ilyasov I. R., Osokina A. S. Results of experience on the application of light energy-saving electrical technologies for insects catching // Bulletin NGIEI. 2019. № 12 (103). P. 25-36.
Abstract
Введение
данным исследований Ф. Д. Карнеева, Б. Р. Стрига-новой и А. А. Захарова [1; 2], каждая личинка может съесть за месяц около 2 г воска, что соответсвует более 600 ячеек сот.
Восковая моль причиняет вред также своими выделениями, которые содержат ферментные вещества [4].
Воск является крайне инертным веществом. Поэтоу в природе встречается очень мало соединений, которые способны растворить его. По
Пчелы покидают ульи, пораженные восковой молью, т. к. температура и влажность воздуха в них отличается от непораженных. Ежегодные ущербы от восковой моли сущетвенны. Например, в штате Флорида потери от нее достигают до 1 млн долларов, а в Болгарии восковая моль ежегодно разрушает около 30 т воскового сырья [5].
В это же время продукты, получаемые при переработке личинок восковой моли, полезны при атеросклерозе, диабете, ожирении, так как, как показали исследования ученых, в экстракте личинок огневки присутствуют хитин и хитозан, которые регулируют липидный обмен. Хитозан также обладает антимикробными свойствами и противотуберкулезной активностью. Научные исследования спиртовых настоев-экстрактов моли выявили наличие антибактериальных пептидов [6; 7; 8].
Впервые для лечения больных туберкулезом личинки восковой моли использовались в народной медицинев XVII в. В народной медицине настои личинок восковой моли применялись также при лечении сердечно-сосудистых и легочных заболеваний [9; 10].
Первым ученым, который стал изучать лечебные свойства личинок восковой моли, был И. И. Мечников, который в конце XIX в. обратил внимание на личинки восковой моли в поисках лечебных средств против туберкулеза легких. Он считал, что раз личинки питаются пчелиным воском, то они смогут разрушить и восковые оболочки туберкулезных бактерий. Научные работы И. И. Мечникова были продолжены в России его учениками - профессором С. И. Метельниковым и микробиологом И. С. Золотаревым [1]. В XX в. большой опыт в исследовании по этому направлению накопил врач С. А. Мухин. В 1961 г. он разработал препарат «Вита» на основе целебного экстракта личинок восковой моли и биологически активных вытяжек из лекарственных растений. По свидетельству автора этот препарат помогал при инфаркте миокарда, залечивал каверны при туберкулезе легких и т. д. [11; 12; 13; 14].
Для того, что бы использовать положительные свойства насекомого его нужно отлпвливать, не повреждая [15; 16; 17].
В настоящее время ученые испанского Института биомедицины и биотехнологий обнаружили, что микроорганизмы личинок восковой моли способны к биопереработке пластика. Бурный рост технического прогресса обладает и недостатками, одним из которых являются отходы (мусор). Отходы - это вещества, признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий или после бытового использования продукции [18; 19]. Проблема мусора на сегодняшний день уже не просто трудность, а глобальная экологическая проблема, которая требует немедленного решения. Особенно большой вред природе наносит мусор из пластика, поскольку пластик, в отличие от других материалов, может разлагаться миллионы
лет, выделяя при этом различные вредные вещества. Так же пластиковый хлам является основным загрязнителем водоемов. Сейчас человечество старается справиться с этой проблемой, предлагая новые технологии по переработке или безвредной утилизации отходов, но, к сожалению, переработка и повторное использование не везде доступно по ряду причин [19].
Факт прогрызания и повреждения пластика выявили также ученые Удмуртского НИИСХ. Основой питания личинок являются пчелиные соты, в состав которых входит воск - сложный эфир высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов. Воск по своей химической инертности (стойкости) напоминает полиэтилен. Поэтому личинки легко прогрызают полиэтиленовые и даже полистироловые пленки и листы, прогрызают ходы в пенопо-листироле.
Большой интерес к этому насекомому проявляется с точки зрения альтернативного источника питания. В личинках G. Mellonella содержится большой процент жирных кислот - 22 %, 34,5 % незаменимых аминокислот, энергетическая ценность которых составляет 2 658 Ккал/ кг.
В литературных источниках большая восковая моль упоминается как подкормка для домашних и сельскохозяйственных животных [7]. Впервые с научной точки зрения& Mellonella изучили в качестве активной биологической добавки группа ученых Удмуртского НИИСХ для подкормки сельскохозяйственным птицам на примере японских перепелов. Выяснилось, что подкормка куколками Gallería mellonella оказывает значительное влияние на биологическое состояние и продуктивность японских перепелов. Доказано увеличение яйценоскости на 9,8 % и массы яйца на 3,9 %, живой массы птицы на 11,2 г, что позволяет применять ее как перспективную биологическую добавку сельскохозяйственным птицам.
При анализе литературы выявлено, что восковая моль - уникальное насекомое, поскольку содержит ряд изученных и неизученных ферментов, комплекс аминокислот и витаминов, позволяющих ее использовать в медицине, ветеринарии, рыболовстве, косметологии и в других отраслях. Кроме того, последние исследования зарубежных и российских ученых показывают, что личинки G.mellonella способны переваривать синтетические полимеры.
На голове самки восков моли находятся большие фасетчатые глаза [2].
Фасеточные глаза (фр. Facette - «грань») -основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых других членистоногих. Глаза
насекомых имеют меньшее разрешение, чем глаза позвоночных, но у них есть ряд преимуществ: 1) они менее инерционны, так как некоторые насекомые способны воспринимать мелькания света с частотой до 250-300 Гц в то время как для человека предельная частота около 50 Гц;, 2) не требуют фокусировки и могут различать не только цвет, но и направление поляризации света.Для глаз насекомых характерно цветовое зрение с восприятием ультрафиолетовых лучей и направления поляризации линейно-поляризованного света. Глаза насекомых способны определять интенсивность светового по-
тока (яркость), а кроме того, они обладают уникальной способностью: умеют определять плоскость поляризации света. Эта способность помогает им ориентироваться, когда солнца не видно на небосклоне.
Насекомые различают цвета не как люди. Например, пчелы «не знают» красного цвета и не отличают его от чёрного, но зато воспринимают невидимые для нас ультрафиолетовые лучи (рисунок 1). Ультрафиолетовое излучение различают также некоторые бабочки, муравьи и другие насекомые.
300
1
бабочка butterfly
t пчелаЪее
человек human
синиеЫие зеленые желты ¡/yellow краен
ультрофиолет' green red
ultraviolet
400
!
500
но
1
600
1
700
800
1
Рис. 1. Сравнение спектральной чувствительности глаз человека и насекомых Fig. 1. Comparison of the spectral sensitivity of human eyes and insects
Свет, идущий от солнца, не поляризован, то есть его фотоны имеют произвольную ориентацию. Однако, проходя через атмосферу, свет поляризуется в результате рассеивания молекулами воздуха, и при этом плоскость его поляризации всегда направлена на солнце.
Кроме фасеточных глаз у насекомых есть еще три простых глазка диаметром 0,03-0,5 мм, которые располагаются в виде треугольника на лобно-теменной поверхности головы. Эти глазки не приспособлены для различения объектов. Они измеряют усредненный уровень освещенности, который при обработке зрительных сигналов используется в качестве точки отсчета («ноль-сигнала»). Если заклеить насекомому эти глазки, оно сохраняет способность к пространственной ориентации, но летать сможет только при более ярком свете, чем обычно. Причина этого в том, что заклеенные глазки принимают за «средний уровень» черное поле и тем самым задают фасеточным глазам более широкий диапазон освещенности, а это, соответственно, снижает их чувствительность.
Большая восковая моль, огнёвка пчелиная (лат. Galleriamellonella), она же клочень, она же мо-тылица, она же шашень. Это отряд Lepidoptera ^ надсемейство PymШdea^ семейство Pyralidae ^
подсемейство Galleriinae^ триба Galleriini ^ род Galleria^ вид Galleriamellonella (рисунок 2).
Рис. 2. Общий вид большой восковой моли Fig. 2. General view of a large wax moth
Несмотря на то, что фасеточные глаза насекомых не обладают аккомодацией, вследствие чего их можно назвать близорукими, однако они, в отличие от глаз человека, способны различать чрезвычайно быстро двигающиеся объекты, а благодаря упорядоченной структуре своих фоторецепторов многие из них обладают настоящим «шестым чувством» - поляризационным зрением.
Считается, что насекомые «не видят» красный цвет, который в «чистом виде» встречается в при-
роде чрезвычайно редко (исключение - тропические растения, опыляемые колибри). Однако цветы, окрашенные в красный цвет, часто содержат и другие пигменты, способные отражать коротковолновые излучения.
«Шестое чувство» насекомых -это поляризационное зрение. С его помощью насекомым удается увидеть в окружающем мире то, о чем человек может получить лишь слабое представление с помощью специальных оптических фильтров. Насекомые же таким способом могут безошибочно определять местонахождение солнца на облачном небе и использовать поляризованный свет в качестве «небесного компаса». Водные насекомые в полете обнаруживают водоемы по частично поляризованному свету, отраженному от зеркала воды.
Авторы имеют опыт по использованию прогрессивных световых энергоэффективных и энергосберегающих электротехнологий. В настоящее время вопросы разработки энергоэффективных светодиодных световых ловушек для восковой моли с применением программируемых логических микроконтроллеров для управления спектром и интенсивностью излучения изучены недостаточно и являются актуальной залачей.
Целью работы является разработка технических решений для защиты пчелосемей путем отлова большой восковой моли без причинения ей вреда благодаря применению энергосберегающих световых электротехнологий, позволяющих сохранить полезные свойства насекомого и использовать гусениц восковой моли для изготовления лекарственных средств и биологически активных добавок при сохранении урожайности меда.
Материалы и методы
Исследования по нахождению эффективного спектра излучения светодиодов на общий прирост биомассы большой восковой моли проводились с марта по октябрь 2018 года. Личинки восковой моли были взяты в Удмуртском НИИ сельского хозяйства Филиал УдмФИЦ УрО РАН. Эксперименталь-
ная установка состояла из пяти одинаковых пропи-леновых емкостей диаметром 110 мм и высотой 190 мм (рисунок 3). Центральная емкость (5) соединялась с емкостями 1, 2, 3 и 4 пропиленовыми трубками диаметром 50 мм (рисунок 4).
Рис. 3. Фото экспериментальной установки Fig. 3. Photo of the experimental setup
Рис. 4. Схема экспериметальной емкости:
1 - крышка; 2 - емкость; 3 - RGB-светодиоды;
4 - основание конструкции Fig. 4. Scheme of the experimental capacity: 1 - cap;
2 - capacity; 3 - RGB-LED; 4 - construction base
В цилиндрах 1, 2, 3 и 4 были установлены RGB-светодиоды марки SMD 5050. В каждом цилиндре поддерживался свой спектр излучения. Нами было проведено три эксперимента (таблица 1).
Таблица 1. Основные параметры экспериментов Table 1. The main parameters of the experiments
Номер опыта / Number experiments 1 2 3
Количество бабочек / Number of butterflies 20 20 20
Время работы светодиодов в сутки, час / LEDs operating time per day, hour 0,25 7 7
Доза УФ-излучения УФ-С в четвертой емкости / The dose of UV radiation UV-C in the fourth capacity 100 % 725 % 0 %
Продолжительность опыта, дни / The duration of the experiment, days 15 15 15
Повторность опыта / Repeat experience 3 3 3
В первом эксперименте использовались RGB светодиодные ленты марки SMD 5050 световой поток 12-14 Лм. На одном метре ленты размещены 15 светодиодов, которые потребляют 3 Вт. Источником питания служил импульсный блок питания марки FeronLB003 мощностью 6 Вт с выходным напряжением 12 В.
В цилиндрах 1, 2, 3 и 4 были расположены по 5 светодиодов типа RGB, потребляющих 0,18 Вт при токе 0,015А и напряжении 12В.
Спектры излучения были выбраны в соответствии рекомендации по спектральной чувствительности (восприимчивости) фасеточного глаза бабочек восковой моли [1; 2].
Энергетическая освещенность излучения светодиодов измерялась прибором ТКА-АВС (рисунок 5).
Результаты измерений приведены в таблице 2.
Рис. 5. Измерение энергетической освещенности внутри емкости Fig. 5. Measurement of energy light inside the tank
Таблица 2. Анализ излучения в емкостях 1, 2, 3 и 4 в первом опыте Table 2. The analysis of radiation in tanks 1, 2, 3 and 4 in the first experiment
Наименование / Номер емкости / Number tank
Name 1 2 3 4
Фото излучения внутри емкости/ Photo radiation inside the tank К Q
Диапазон УФ-излучения/ UV range А А А С
Длина волны, нм/ Wavelength,nm
577
546
491
435
Тепловизором марки Fliг была измерена температура во всех пяти цилиндрах (таблица 3).
Анализ таблицы 3 показывает, что во всех цилиндрах температура составляла около 33 °С.
Таблица 3. Результаты измерения температуры в емкостях Table 3. Temperature measurement results in containers
Номер емкости / Number tank
1 -К17Я лг-п п-i 1 2 1 3 4 1 5
jprftd ^ИШй ВЯ,- --ШЯ fid V ^ EÜ — .-1Й2ЕК : * »
Результаты
В первом эксперименте в центральную емкость 5 (рисунки 1 и 2) укладывались 20 бабочек восковой моли. В емкости 1, 2, 3 и 4 помещали оди-
наковое количество корма. Принимая во внимание биологическую активность бабочек по литературе [3] в 23 часа 00 минут по московскому времени во всех емкостях включались на 15 минут светодиоды
с разным спектром излучения (таблица 2). Эксперимент проводилсяв течение 5 календарных дней. На шестой день с 00 часов 00 минут по Московскому времени проводился подсчет бабочек в емкостях
1, 2, 3, 4 и 5. Опыт был заложен в трехкратной по-вторности. Усредненные результаты эксперимента сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Влияние энергетической освещенности на перемещение бабочек восковой моли в первом опыте
Table 4. The influence of energy light on the movement of wax moth butterflies in the first experiment
Общее количество бабочек / The total number of butterflies
Усредненное количество бабочек восковой моли / The average number of wax moth butterflies
Емкость 1 / Емкость 2 / Емкость 3 / Емкость 4 /
Tank 1 Tank 2 Tank 3 Tank 4
X = 577 X = 546 х 1 1 1 X = 435
100 %
10 %
20 %
23 %
47 %
Обсуждение
Анализ таблицы 4 показывает, что при 15-х минутном воздействии излучением разных цветов бабочки восковой моли в основном перемещались в емкость 4, где излучение было с наименьшей длиной волны, равной 435 нм., то есть наблюдается следущая зависимость: чем меньше длина волны, тем больше бабочек перемещается в эту емкость.
Применяя пакет MSExcel, была найдена математическая зависимость, описывающая влияние энергетической освещенности, оцениваемая по длине волны, на количество перемещающихся бабочек восковой моли (N1):
N1 = 0,8333А,3 - 5,5А,2 + 11,667Х (1)
при коэффициенте дерерминации, равным R2 = 0,99; где N1 - количество бабочек в первом опыте,%; X - длина волны, нм, измеряемая от 435 до 577нм.
В втором эксперименте в центральную емкость 5 были помещены 20 бабочек восковой моли. Во всех емкостях был разложен питательный материал для бабочек. В эксперименте использовалась светодиодная лента SMD 5050, 5 Led, IP33, 12V, Standart, RGB. На протяжении всего эксперимента светодиоды включались в часы биологической активности большой восковой моли с 23.00 до 6.00 часов, т. е. на 7 часов [2].
Результаты второго эксперимента сведены в таблицу 5.
Таблица 5. Влияние энергетической освещенности на перемещение бабочек восковой моли во втором опыте
Table 5. The effect of energy light on the movement of wax moth butterflies in the second experiment
Количество бабочек в емкостях / Number of butterflies in tank Количество погибших бабочек/ Number of dead butterflies Всего бабочек/ Total butterflies
Емкость 1 / Tank 1 X = 577 нм Емкость 2/ Tank2 X = 546 нм Емкость 3/ Tank 3 X = 491 нм Емкость 4/ Tank 4 X = 435 нм Емкость 5/ Tank 5
8 %
13 %
15 %
22 %
27 %
15 %
100 %
Из таблицы 5 видно, что большая часть бабочек перемещается в четвертый цилиндр. Это подтвердило результаты первого опыта, нопри длительном нахождении взрослых особей в четвертом цилиндре происходит их гибель. Ввиду того, что во втором опыте излучение длилось 7 часов, а не 15 мин., как в первом опыте, то после проведения второго эксперимента мы решили проверить прибором УФ-радиометром «ТКА-АВС» энергетическую освещенность в зоне УФ-Сот этих RGB-светодиодов в емкостях 1, 2, 3 и 4. Оказалось, что в
четвертой емкости было обнаружено излучение в диапазоне 200-280 нм, то есть жесткое ультрафиолетовое излучение УФ-С, которое генерируют бактерицидные лампы уничтожения бактерий. Поэтому мы связали гибель особей большой огневки с наличием большой дозы жесткого ультрафиолетового излучения. В связи с чем была произведена замена в четвертой емкости светодиов типа RGB на пять све-тодиодов марки GNL-3014VC с длиной волны 400 нм, диаметром 3 мм, которые по мощности были соизмеримы с предшествующими (рисунок 4).
Рис. 4. Светодиоды марки GNL-3014VC Fig. 4. Brand LEDs GNL-3014VC
В третьем эксперименте перед началом опыта тепловизором Flir. была замерена температура во всех емкостях, в последующем которая была выровнена до 33 °С (таблица 3).
Третий эксперимент длился 15 суток, LED в емкостях включали на 7 часов с 23.00 до 6.00 по московскому времени. В цилиндрах 1, 2 и 3 использовались RGB-светодиоды из опытов 1 и 2. В емко-
сти 4 были устанавлены пять штук новых светодио-дов марки GNL-3014VC с длиной волны 400 нм. После окончания третьего эксперимента на электронных портативных весах марки СХ-046 было проведено взвешивание продуктов жизнедеятельности бабочек, личинок и полученной биомассы.
Полученные результаты приведены в таблице 6.
Таблица 6. Влияние энергетической освещенности на перемещение бабочек восковой моли во втором опыте в третьем эксперименте
Table 6. The effect of energy light on the movement of wax moth butterflies in the second experiment in the third experiment
Количество бабочек в емкостях/ The number of butterflies in tanks Количество погибших бабочек / Number of dead butterflies Всего бабочек/ Total butterflies
Емкость 1 / Tank 1 X = 577 нм Емкость 2/ Tank 2 X = 546 нм Емкость 3/ Tank 3 X = 491 нм Емкость 4/ Tank 4 X = 400 нм Емкость 5/ Tank 5
5 20 15 40 10 10 100 %
Погибшие в результате эксперимента бабочки
2 %
2 %
4%
2 %
10 %
0
Из таблицы 6 видно, что наибольшее количество бабочек восковой моли выбрали емкость 4, что в очередной раз подтвердило восприимчивость фасеточного глаза насекомого к коротковолновому излучению. Кроме этого оказалось, что доза излучения в первом опыте оказалась наиболее эффективной по сравнению с последующими экспериментиами.
В конце третьего эксперимента было проведено взвешивание полученной биомассы, включающей личинки, отложенные яйца и продукты жизнедеятельности куколок.
С помощью пакета М8Ехее1 была найдена математическая зависимость прироста биомассы восковой моли, которая описывается полиномом четвертого порядка и имеет следующий вид при коэффициенте детерминации равном Я2 = 0,99: N2 = 0,5417Х4+6,0833Х3-23,958Х2+39,417Х-16, (2)
где N2 - вес биомассы,%; Х- длина волны, нм. В формуле (2) длина волны изменяется от 435 до 577 нм.
Проведенные исследования по энергетической освещенности на поведение бабочек восковой моли показали, что можно корректировать направление перемещения этих насекомых. Благодаря этому в улье можно создать специальные места для отлова этого вредителя, не причиняя при этом ему вреда. В предлагаемой разработанной опытной установкепредусмотрена возможность регулирования спектра и интенсивности излучения светодио-дов. В перспективе для этих целей целесообразно использовать недорогие и удобные в эксплуатации программируемые логические микроконтроллеры, например, АТmega с платой АМшпоЦКО, которые нами были успешно применены ранее для аналогичных целей.
Заключение
Предложено техническое решение для защиты пчелосемей от восковой моли с применением энергосберегающих световых электротехнологий. Опираясь на спектральную чувствительность фасеточного глаза бабочек восковой моли, было обнаружено, что в качестве аттрактанта для «приманивания» насекомого можно использовать светодио-ды, излучение которых должно быть в диапазоне 400...435 нм. С помощью таких источников излучения можно собирать насекомых-вредителей в определенном месте в улье и отлавливать их там,не причиняя им вреда. Неповрежденные гусеницы
восковой моли необходимы для изготовления лекарственных средств, биологически активных добавок и т. д. Кроме этого отлов насекомых-вредителей способствует сохранению урожайности меда в ульях на 15.30 %. Для автоматического регулирования спектра и интенсивности излучения светодиодов необходимо использовать недорогие и удобные в эксплуатации программируемые логические микроконтроллеры.
Экономические затраты на изготовление световых излучателей составляют 10.15 % от стоимости сохраненного меда, что делает эту световую систему привлекательной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стриганова Б. Р., Захаров А. А. Пятиязычный словарь названий животных: Насекомые (латинский-русский-английский-немецкий-французский) / Под ред. д-ра биол. наук, проф. Б. Р. Стригановой. М. : РУССО, 2000. 560 с.
2. Карнеев Ф. Д. Дары восковой моли // Пчеловодство. 1999. № 4. С. 15-23.
3. Загуляев А. К. Моли и огневки вредители зерна и продовольственных запасов. Москва - Ленинград, Изд-во «Наука», 1965. 268 с.
4. Баканева В. Ф. Биологически активные вещества из личинок Gallería mellonella и продуктов жизнедеятельности пчёл как потенциальные кардиопротекторы и адаптогены при действии гиподинамических и стрессорных факторов на организм экспериментальных животных и человека: дис. ... канд. биол. наук: 14.00.51. Москва, 2002. 76 с.
5. Marston N., Campbell B. Comparison of nine diets for rearing Galleria mellonella // Annals of the Entomological society of America. 1973. Vol. 66. No. 1. P. 132-136.
6. HaydakM. Is wax a necessary constituent of the diet of wax moth larvae // Annals entomological of society of America. Vol. XXIX, 1936. P. 581-588.
7. Полищук В. П., Корбут О. В., Пащенко А. А., Бондарчук Г. Л. и др. Восковая моль в улье и в кабинете апитерапевта. Киев, 2012. 47 с.
8. DyarH. G. The number of moults of lepidopterous larvae // Psyche. 1890. № 5. P. 420-422.
9. Корж В. Н. Здоровье дарит нам пчела. Харьков : ЭДЕНА, 2009. 144с.
10. Спиридонов Н. А., Рачков А. К., Кондрашова М. Н. Сердечнососудистый препарат из восковой моли // Пчеловодство. 1993. № 4. С. 5-8.
11. Мухин С. А. О гомеопатическом лечении болезней сердца и механизме действия гомеопатических лекарственных средств // Сб. работ, посвящённый памяти доктора С. А. Мухина, под ред. В. И. Журавлёва. М., 1993. 90 с.
12. Мухортов С. А.,Якубко Г. В., Сметанин А. Г. «Мелонелла» - экстракт большой восковой моли. Применение в современной медицине : учеб-метод. пособие. Барнаул, 2003. 28 с.
13. Асфандиярова Л. Н. Бальзам доктора Рачкова // Апитерапия сегодня: материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции «Успехи апитерапии». Рыбное. 2008. С. 125-128.
14. Останина Е. С. Технология переработки восковой моли, изучение противотуберкулёзных свойств хитозана и взаимодействия с липолитическими ферментами: автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.23. Щёлково, 2007. 26 с.
15. Bednarova M., Borkovcova M., Fiser V. Zakladni nutricni profillarev zavijece voskoveho (Galleri-amellonella) // Mendelnet. 2012. V. 1. P. 722-727.
16. Bronskill J. F. A cage to simplify the rearing of the greater wax moth, Galleria mellonella (Pyralidae) // J. of the Lepidopterists Soc. 1961. № 15 (2). P. 102-104.
17. Coskun M., KayisT., SulancM., Ozalp P. Effect of different honeycomb and sucrose on the development of the greater wax moth Galleria mellonella L. larvae // International journal of agricultural and biology. 2006. V. 8. №. 6. P. 855-858.
18. Frank A. E, Dietz A. Improved culture techniques for mass rearing Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyra-lidae) // Entomological news. 1990. V. 101. № 2. P. 123-128.
19. Rachkov A. K., Spiridonov N. A., Kondrashova M. N. Adaptogenic and cardioprotective action of Galleria mellonella extract in rats and frogs // J. Pharm. Pharmacol. 1994, Mar., № 46 (3), P. 221-225.
Дата поступления статьи в редакцию 2.10.2019, принята к публикации 4.11.2019.
Информация об авторах:
Кондратьева Надежда Петровна, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод» Адрес: Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, 426069, Россия, Ижевск, Студенческая 11 E-mail: [email protected] Spin-код: 1447-0720
Бузмаков Даниил Викторович, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод» Адрес: Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, 426069, Россия, Ижевск, Студенческая 11 E-mail: [email protected] Spin-код: 8160-8097
Большин Роман Геннадьевич, кандидат технических наук
Адрес: Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, 426069, Россия, Ижевск, Студенческая 11 E-mail: [email protected] Spin-код: 3359-4034
Краснолуцкая Мария Геннадьевна, кандидат технических наук
Адрес: Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, 426069, Россия, Ижевск, Студенческая 11 E-mail: [email protected] Spin-код: 4771-8088
Ильясов Ильнур Раилевич, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод»
Адрес: Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, 426069, Россия, Ижевск, Студенческая 11
E-mail: [email protected]
Spin-код: 4424-8838
Осокина Анастасия Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Адрес: Управления НИР Удмуртского НИИСХ - структурного подразделения ФГБУН УдмФИЦУрОРАН,
426056, Россия, Ижевск, Коммунаров 287
E-mail: [email protected]
Spin-код: 4127-5011
Заявленный вклад авторов: Кондратьева Надежда Петровна: общее руководство проектом, анализ и дополнение текста статьи. Бузмаков Даниил Викторович: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста. Ильясов Ильнур Равилевич: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста. Большин Роман Геннадиевич: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста. Краснолуцкая Мария Геннадьевна: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста.
Осокина Анастасия Сергеевна: сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. Striganova B. R., Zakharov A. A. Pyatiyazychnyyslovar' nazvaniyzhivotnykh: Nasekomyye (latinskiy-russkiy-angliyskiy-nemetskiy-frantsuzskiy) [The pagan dictionary of animal names: Insects (Latin-Russian-English-German-French)], monografiya, Striganova B. R. (ed.). Moscow: Publ. Russo, 2000. 560 p.
2. Karneev F. D. Daryvoskovoymoli [Gifts of the wax moth], Pchelovodstvo [Beekeeping], 1999, No. 4. pp.15-23.
3. Zagulyayev A. K. Moli i ognevki vrediteli zerna i prodovol'stvennykh zapasov [Moths and moths are pests of grain and food supplies], Moscow - Leningrad: Publ. Nauka, 1965. 268 p.
4. Bakaneva V. F. Biologicheski aktivnyye veshchestva iz lichinok Galleriamellonella i produktov zhizned-eyatel'nosti pchol kak potentsial'nyye kardio protektory i adaptogeny pri deystvi i gipodinamicheskikh i stressornykh faktorov na organism eksperimental'nykh zhivotnykh i cheloveka [Biologically active substances from the larvae of Galleria mellonella and bee vital products as potential cardioprotectors and adaptogens under the action of hypo-dynamic and stress factors on the body of experimental animals and humans. Ph. D. (Biology) diss.], Moscow, 2002. 76 p.
5. Marston N. Comparison of nine diets for rearing Galleria mellonella, Annals of the Entomological society of America, 1973, Vol. 66, No. 1, pp. 132-136.
6. Haydak M. Is wax a necessary constituent of the diet of wax moth larvae,Annals entomological of society of America, 1936, Vol. 29, pp. 581-588.
7. Polishchuk V. P., Korbut O. V., Pashchenko A. A., Bondarchuk G. L. i dr. Voskovaya mol' v ul'yei v kabine-teapiterapevta [Wax moth in the hive and in the office of the apitherapist], Kiev: Publ. Golovnoe, 2012. 47 p.
8. Dyar H. G. The number of moults of lepidopterous larvae, Psyche, 1890, No. 5, pp. 420-422.
9. Korzh V. N. Zdorov'e darit nam pchela [Health gives us a bee], Har'kov: EDENA, 2009, 144 p.
10. Spiridonov N. A. Serdechnososudistyy preparat iz voskovoy moli [Cardiovascular preparation from a wax moth], Pchelovodstvo [Beekeeping], No. 4, 1993, pp. 5-8.
11. Mukhin S. A. O gomeopaticheskom lechenii bolezney serdtsa i mekhanizme deystviya gomeopaticheskikh lekarstvennykh sredstv [About the homeopathic treatment of heart diseases and the mechanism of action of homeopathic medicines], Sb. rabot, posvyashchonnyy pamyati doktora S. A. Mukhina, pod red. V. I. Zhuravlova [Works dedicated to the memory of Dr. S. A. Mukhin, monografiya In V. I. Zhuravleva], Moscow, 1993. pp. 90.
12. Mukhortov S. A. Ekstrakt bol'shoy voskovoy moli. Primeneniye v sovremennoy meditsine [«Melonella» is an extract of a large wax moth. Application in modern medicine], ucheb-metod. posobiye. Barnaul, 2003. 28 p.
13. Asfandiyarova L. N. Bal'zam doktora Rachkova [The balm of Dr. Rachkov], Apiterapiya segodnya: materi-aly XIII Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Uspekhi apiterapi [Apitherapy today: materials of the XIII All-Russian scientific-practical conference «The success of apitherapy»], Rybnoye, 2008, pp. 125-128.
14. Ostanina E. S. Tekhnologiya pererabotki voskovoy molochnoy zhelezy, izucheniye protivo tuberkuleznykh svoystv, khitoza nai vzaimodeystviya s lipoliticheskimi fermentami [The technology of processing wax moth, the study of the anti-tuberculosis properties of chitosan and interaction with lipolytic enzymes Ph. D. (Biology) thesis], Shchelkovo, 2007. 26 p.
15. Bednarova M. The Foundations of Nine-Nutritional Microfilament (Galleria mellonella) V. Fiser, Men-delnet, 2012. Vol. 1, pp. 722-727.
16. Bronskill J. F. A cage to simplify the rearing of the greater wax moth, Galleria mellonella (Pyralidae), Lep-idopterists, 1961. No. 15 (2). pp. 102-104.
17. Coskun M., Kayis T., Sulanc M., Ozalp P. Effect of different honeycomb and sucrose on the development of the greater wax moth Galleria mellonella L. larvae. International journal of agricultural and biology, 2006. Vol. 8, No. 6, pp. 855-858.
18. Frank A. E. Improved culture techniques for mass rearing Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae). Entomological news, 1990. Vol. 101, No.2, pp. 123-128.
19. Rachkov A. K., Spiridonov N. A., Kondrashova M. N. Adaptogenic and cardioprotective action of Galleria mellonella extract in rats and frogs. J. Pharm. Pharmacol, 1994. Vol. 46, No. 3, pp. 221-225.
Submitted 2.10.2019; revised 4.11.2019.
Information about the authors: Nadezhda P. Kondrateva, Dr. Sci. (Engineering), Professor, the head of the chair of Automated Electric Drive Address: Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya Str., 11 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 1447-0720
DaniilV.Buzmakov, the post-graduate student of the chair «Automated electric drive» Address: Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya Str., 11 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 8160-8097
Roman G. Bolshin, Ph. D. (Engineering)
Address: Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya Str., 11 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 3359-4034
Maria G. Krasnolutskaya, Ph. D. (Engineering)
Address: Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya Str., 11 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 4771-8088
Ilnur R. Ilyasov. the post-graduate student of the chair «Automated electric drive» Address: Izhevsk State Agricultural Academy, 426069, Russia, Izhevsk, Studencheskaya Str., 11 E-mail: [email protected] Spin-Kog 4424-8838
Anastasia S. Osokina, Ph. D. (Biology), Senior Researcher
Address: Research Department of the Udmurt Research Institute of Agriculture - structural unit of the Federal State Budgetary Institution UdmFITsUrORAN, 426056 Russia Izhevsk, Kommunarov 287 E-mail: [email protected] Spin-Kog: 4127-5011
Contribution of the authors: Nadezhda P. Kondratyeva: managed the research project, analysing and supplementing the text. DaniilV.Buzmakov: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Roman G. Bolshin: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Maria G. Krasnolutskaya: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Ilnur R. Ilyasov: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text. Anastasia S. Osokina: collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
