CC BY
77
УДК 577.15
ВЛИЯНИЕ ФИТОПРЕПАРАТА «ФИТОАСК» НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА КАТАЛАЗЫ И ПЕРОКСИДАЗЫ У ПЧЕЛЫ МЕДОНОСНОЙ APIS MILLIFERA MILLIFERA
© В. М. Шафикова, Р. Г. Фархутдинов*
Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
Тел.: +7 (347) 229 96 71; Факс: +7 (347) 273 67 78.
E-mail: frg2 @mail. ru
Под действием растительных стимуляторов (экстракт родиолы розовой Rhodiola rosea L. и сироп «Фитоаск») возрастала активность фермента каталазы и пероксидазы в кишечнике пчел, что свидетельствует, по литературным данным, о лучшей подготовке их пищеварительной системы к зимовке. Дополнительное накопление азотистых веществ, углеводов, микроэлементов в организме пчел под действием лекарственных растений в предзимний период также способствует повышению зимостойкости пчел.
Ключевые слова: пчела медоносная, лекарственные растения, каталаза, пероксидаза, зимовка пчел.
Темные лесные среднерусские (среднеевропейские) медоносные пчелы (Apis mellifera mellifera L.) исторически сформировались и обитают в Башкортостане [1]. В многочисленных работах ряда авторов представлены доказательства преимуществ этой породы как максимально адаптированной к суровым климатическим условиям Севера Европы, Урала и Сибири [2, 3].
Благополучие зимовки пчел зависит от многих факторов: зимостойкости пчел, формирования
гнезда, количества и качества корма, условий зимовки, подготовки пчел, ухода за пчелами, состояния их здоровья и т. п. [4]. Применение препаратов включающих в своей основе природные компоненты поможет избежать многих побочных эффектов, так как механизмы их действия существенно отличаются и основаны, прежде всего, на активации естественных защитных реакций организма [5].
Уменьшить ослабление семей и улучшить качество зимовки помогает осеннее наращивание пчелиной семьи, в комплексе мер применяемых для этих целей, используют сахарные подкормками обычно с различными стимулирующими добавками. В последние годы все отчетливее проявляется тенденция использования препаратов природного происхождения. В пчеловодстве это особенно актуально, так как продукты пчеловодства должны соответствовать всем требованиям экологической безопасности.
Целью исследований было определить влияние растительного препарата «Фитоаск» на зимостойкость пчел, а также изменение активности фермента каталазы и пероксидазы как показателя зимостойкости пчел.
Несмотря на длительную зимовку, достигающую в некоторых районах 6—7 месяцев, пчелы к концу зимовки приступают к выращиванию расплода. Чем жизнеспособнее они окажутся к этому времени, тем больше смогут воспитать молодых пчел. Хорошо перезимовавшие семьи бурно развиваются весной. Кроме способа определения зимостойкости пчел по результатам их зимовки, существует еще способ оценки этого хозяйственного признака по косвенным показателям. Например, по активности фермента каталазы прямой кишки. Этот фермент имеет двоякое происхождение: выделяется ректальными железами и различными микроорга-
низмами, находящимися в кишечнике. Существует определенная зависимость между степенью наполнения кишки и активностью каталазы ректальных желез. Выделение этого фермента можно рассматривать как определенное физиологическое приспособление, направленное на ликвидацию вредных последствий, которые могут возникнуть при сильном наполнении прямой кишки пчелы [6]. Каталаза - фермент, разлагающий перекись водорода с выделением молекулярного кислорода. Предохраняет организм от токсического действия перекиси водорода и является источником молекулярного кислорода в тканях. Поэтому, чем выше показатель активности этого фермента, тем меньше будет сказываться отрицательное действие перекиси водорода, а клетки тканей не будут испытывать дефицита в кислороде.
Имеются два типа тканевого дыхания, которые приводят к выделению энергии: аэробный и анаэробный. Первый тип дыхания осуществляется окислительными ферментами - оксидазами - в присутствии кислорода, второй - с помощью ферментов - дегидрогеназ - без участия кислорода. В этом случае окисление идет по типу брожения.
Дыхание холодостойких насекомых обусловлено дегидрогеназами и не подавляется полностью даже отрицательными температурами. Замена аэробного обмена анаэробным и степень этой замены часто определяют выживаемость насекомых в зимний период. У пчел в зимний период изменяется и тип дыхания. У зимних пчел активизируются процессы обмена веществ и при участии ферментов дегидрогеназ, которые используют кислород, связанный с жиром, накопленным в теле пчел с осени. Смена типа дыхания связана с большим скоплением пчел в плотном клубе, где затруднен свободный доступ кислорода. Замена аэробного обмена анаэробным во многом определяет выживаемость пчел в зимний период. Пчелы осеннего поколения отличаются от пчел летнего поколения активностью некоторых окислительных ферментов. Активность пероксидазы и суммы дегидрогеназ в зимний период достигают максимального уровня. Активность пероксидазы определяет уровень окислительновосстановительных процессов в тканях пчел (пероксидаза катализирует окисление ряда фенолов). Пероксидаза относится к окислительным фермен-
* автор, ответственный за переписку
1086
БИОЛОГИЯ
там и разлагает перекись водорода с освобождением активно-го кислорода, который переносится ферментом на окисляемый субстрат. Пероксидаза окисляет ограниченную группу веществ — полифенолы и некоторые ароматические амины. Вместе с каталазой она участвует в защите организма от накопления перекиси водорода, одновременно косвенно катализируя окислительные процессы [4].
В качестве препарата сравнения использовался экстракт радиолы розовой известный своей способностью улучшать качество зимовки пчелиных семей [7]. В качестве контроля пчелиные семьи получали сахарный сироп (1:1) без добавок. Определение активности каталазы ректальных желез медоносных пчел осуществляли методом титрования в модификации Юмагужина Ф. Г. [6]. Уровень активности пероксидазы определяли в кишечнике пчел по А. Н. Бояркину [8].
Опыты проводились на 15 пчелиных семьях, 3 аналогичные группы по 5 семей в каждой. Группы пчелиных семей подбирались методом пар — аналогов с учетом следующих показателей: сила пчелиных семей, количество печатного расплода и корма (табл. 1). В конце августа на основе жидкого спиртового экстракта корней родиолы розовой, после его деалкоголяции, готовилась подкормка содержащая сахарный сироп и 1% экстрактивных веществ родиолы (вариант 1 - сахарный сироп + экстракт родиолы розовой). Также был использован другой вариант 2 — сахарный сироп + «Фитоаск». В состав сбора лекарственных трав входит: трава вероники, лабазника, эхинацеи, хвоща, чабреца, чистотела, лист березы, эвкалипта, цветки календулы, бессмертника, хвоя ели, кора осины, слоевища ис-
ландского мха, чесночное масло. По фармакологическому действию сбор обладает фунгицидными и стимулирующими свойствами. Подкормка разливалась по кормушкам по 1 л на пчелосемью дважды через семь дней. Контрольной группе из 5 пчелосемей (также как и в опытных группах), давали чистый сироп в таком же количестве.
Для оценки стимулирующего влияния подкормок на зимовку пчел, в начале октября месяца мы взяли пробы пчел для определения активности ферментов каталазы и пероксидазы. Определение активности каталазы в кишечнике пчел идущих на зимовку показало, что активность фермента была выше в варианте 1 на 47 %, а варианте 2 на 12 % по сравнению с контрольной группой (табл. 2). Активность фермента пероксидазы тоже была различной — в варианте 1 на 14 % выше контрольных значений, а в варианте 2 на 8 % (табл. 2). Что также свидетельствует о лучшей подготовке пищеварительной системы пчел к зимовке.
Таблица 2
Активность каталазы и пероксидазы в кишечнике зимующих пчел. Контрольная группа получала - сахарный сироп, опытная 1 - сахарный сироп + экстракт родиолы розовой и опытная 2 - сироп «Фитоаск».
Группа семей пчел
Контрольная Опытная 1 Опытная 2
Активность каталазы, ед/мл экстракта
Активность перок-сидазы, мкг окисленного ОФД/гхмин
4.36±0.2
8.2±0.5
6.9±0.3
0.410±0.02 0.476±0.03 0.457±0.02
Таблица 1
Состояние пчелиных семей на начало опыта (в среднем на одну семью) на 10.08.2011 г.
После оценки состояния контрольная группа получала - сахарный сироп, опытная 1 - сахарный сироп + экстракт родиолы
розовой и опытная 2 - сироп «Фитоаск»
Группа семей пчел Сила семей, улочек Количество печатного расплода, ячеек Количество корма, кг
Lim | М+т | ^,% Lim | М+т | ^,% Lim | М+т | ^,%
Контрольная 9- -10 9.6±0.2 1.8 88-100 91.2±4.4 5.4 25.4- -28.1 26.8±0.4 2.6
Опытная 1 9- 10 9.7±0.2 1.8 90- 102 92.6±3.9 5.3 24.5 28.8 26.5±0.9 2.6
Опытная 2 9- 10 9.4±0.2 1.8 89- 99 91.3±5.5 5.4 25.1 27.9 25.8±0.5 2.7
Таблица 3
Определение влаги, сухих веществ (СВ), азота, фосфора, калия, натрия, углеводов, жира в теле пчелы, мг у 10 особей
Группа семей пчел | влага
СВ
Контрольная Опытная 1 Опытная 2
744±7
628±6
612±6
256±12
382±16
388±17
азот | фосфор | калий | натрий | углеводы | жир
71±0.5
76±0.7
72±0.9
118±9
112±6
113±5
6.6±0.3
5.7±0.3
5.3±0.2
1.7±0.02
1.4±0.01
1.5±0.01
6.9±0.4
8.5±0.2
8.7±0.3
35.7±2 53.2±5 51.4±7
Таблица 4
Состояние пчелиных семей весной (в среднем на одну семью) п = 5, 22.05.2012 г. Контрольная группа получала осенью -сахарный сироп, опытная 1 - сахарный сироп + экстракт родиолы розовой и опытная 2 - сироп «Фитоаск»
Группа семей пчел Сила семей, улочек Количество печатного расплода, ячеек Количество корма, кг Отход пчел, г
Lim | М+т | td Lim | М+т | td Lim | М+т | М Lim | М+т | td
Кон- з ^ трольная Опытная 1 5-6
Опытная 2 4-5
6.6±0.24
8.2±0.34
7.9±0.28
123-142 131.8±3.6
4.5-4.9 4.62±0.06
840-862 850±18.1
3.8
3.5
121-142
120-141
147.6±4.7
189.8±9.6
2.7
5.7
4.3-4.9
4.2-4.9
4.57±0.04
4.38±0.07
0.7
2.7
316-328
343-358
530±14.1
540±15.4
13.9
13.01
Определение количества резервных веществ показало (табл. 3), что пчелы, получавшие стимулирующие подкормки по сравнению с контрольной группой имели больше сухих веществ (СВ) в варианте 1 (сироп + экстракт радиолы) на 37 %, а в варианте 2 (сироп «Фитоаск») на 43 %, что свидетельствует о накоплении у них запасных веществ. В числе, которых были определены гликоген, жир и белковые вещества (табл. 3).
Азотистых веществ в варианте 1 было больше на 4 %, а в варианте 2 на 3 % - пчелы, получавшие стимулирующие подкормки по сравнению с контрольной группой, имели большее содержание азотистых веществ в теле пчел, это позволяет лучше удовлетворять потребности в азотистых веществах во время зимовки за счет запасов отложенных в теле. По содержанию фосфора, натрия и калия в организме достоверных различий не было обнаружено. Количество углеводов в организме пчел также взросло у обоих вариантов примерно на 18 % -пчелы, получавшие стимулирующие подкормки по сравнению с контрольной группой, имели большее содержание углеводов в организме пчел. Гликоген представляет собой углеводный резерв, который депонируется главным образом, в клетках жирового тела, а также накапливается и в грудных мышцах, что, также, способствует повышению зимостойкости пчел.
Пчелы обладают исключительной пластичностью обмена веществ, что дает им возможность приспосабливаться к меняющимся условиям внешней среды. По данным В. В. Алпатова, соотношение минимального обмена к максимальному у пчел составляет 1:140 [9]. При этом меняется потребность пчел в кислороде, которая также зависит от состояния пчелиной семьи, внешней температуры и других причин. В результате обмена веществ белки, жиры и углеводы окисляются в клетках организма с помощью ферментов до воды, углекислого газа и других продуктов обмена. При этом высвобождается необходимая энергия для поддержания жизнедеятельности организма. С повышением температуры интенсивность обмена увеличивается [10]. На обмен веществ в организме существенное влияние оказывает каталаза.
Как видно из табл. 4 применение лекарственных растений благотворно сказывается на зимовке пчел. Сила семей получавших подкормку с экстрактом радиолы розовой была выше на 24 %, а варианте с сиропом «Фитоаск» на 20 % по сравнению с контрольным вариантом. Количество печатного расплода также было выше в опытных группах - на 12 и 44 %. Следует отметить, что в связи с фунгицидными и стимулирующими свойствами сиропа «Фитоаск» и родиолы розовой отход пчел был в два раза меньше, чем в контрольной группе. Это обуславливается тем, что препараты подавляют и предотвращают развитие инфекционных заболеваний пчелиных семей.
Таким образом, обобщая полученные данные и литературные сведения можно отметить следующее, что под действием растительных стимуляторов возрастала активность фермента каталазы, что свидетельствует, по литературным данным, о лучшей подготовке пищеварительной системы пчел к зимовке. Накопление азотистых веществ в организме пчел дает возможность удовлетворять потребности в азотистых веществах во время зимовки за счет запасов отложенных в теле. Увеличенное содержание углеводов в организме пчел в предзимний период также способствует повышению зимостойкости пчел.
На основании опыта можно сделать вывод, что использование растительных адаптогенных биологических активных веществ оказывает положительное влияние на зимовку пчел и их последующее развитие. Также под действием растительных стимуляторов возрастает активность фермента ка-талазы и пероксидазы, что свидетельствует о лучшей подготовке пищеварительной системы пчел к зимовке.
Препарат «Фитоаск» стимулирует весеннее развитие пчелиных семей, при этом увеличивается количество выращиваемого расплода за счет сохранения семей. Улучшается физиологическое состояние пчел осенней регенерации: возрастает степень развития жирового тела, увеличивается общая живая масса тела, а так же уменьшается процентное содержание воды в нем, что способствует лучшему ходу зимовки. Отмечается уменьшение потребления кормов семьей и соответственно снижение каловой нагрузки у пчел и меньшее ослабление пчелиных семей на зиму. В результате осеннего применения фитопрепаратов яйценоскость маток возрастает, как следствие увеличиваются темпы весеннего развития пчелиных семей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кривцов Н. И. Среднерусские пчелы. СПб., Лениздат. 1995. 126 с.
2. Билаш Г. Д., Кривцов Н. И., Лебедев В.И. Календарь пчеловода // М., Нива России. 1999. 256 с.
3. Талипов А. Н., Янбаев Ю. А., Юмагужин Ф. Г. Морфологическая и генетическая изменчивость пчелы медоносной (Apis mellifera mellifera) в Башкирском Зауралье. Уфа: РИО БашГУ, 2007. 107 с.
4. Жеребкин М. В. Зимовка пчел. М.: Россельхозиздат. 1979. 151 с.
5. Хамадиева А. Р., Кутлин Н. Г., Шареева З. В., Назмиев Б. К., Салтыкова Е. С., Поскряков А. В., Николенко А. Г. Влияние препарата на основе хитозана на зимостойкость пчел // Пчеловодство. 2012. №3. С. 18-20.
6. Юмагужин Ф. Г., Сафаргалин А. Б. Активность каталазы ректальных желез у медоносных пчел // Аграрная наука. 2009. №10. С. 24-30.
7. Губайдуллин Н. М. Стимулирующие подкормки, аэроионизация и продолжительность жизни пчел // Пчеловодство. 2008. №10. С. 12-13.
8. Бояркин А. Н. Быстрый метод определения активности пероксидазы.// Биохимия. 1951. Т. 16, вып. 4. С. 352-355.
9. Алпатов В. В. Некоторые итоги биометрического изучения пород медоносной пчелы // Колл. Пчелов. дело. 1930. №1. С. 14-19, №2. С. 82-89.
10. Еськов Е. К. Экология медоносной пчелы. М.: Росагро-промиздат, 1990. 221 с.
Поступила в редакцию 23.09.2013 г.
