Russian Federation
The purpose of the study is to evaluate the effectiveness of the application of new approaches in the creation of a complex vitamin and mineral feed additive for bees. Tasks - to develop two feed additives with the same content of proteins, fats and carbohydrates, vitamins and micro- and macroelements (the first – according to the traditional scheme, the second – taking into account the proposed solutions aimed at increasing the digestibility of vitamins and microelements); to perform a study on bees and evaluate the productivity of bee colonies using the developed feed additives. When creating a new feed additive, the problem associated with the possibility of active substances entering into undesirable chemical reactions with each other was solved. For this purpose, the additive was divided into two parts, differing in composition and given to the bees separately in a mixture with sugar syrup. To increase the bioavailability of some trace elements, their chelate complex compounds were used. An attempt was also made to increase the bioavailability of vitamins A, D, E by obtaining their microemulsions. A comparison was made of the effectiveness of the use of the specified two-component feed additive and top dressing with the same content of vitamins, macro- and microelements, proteins, fats and carbohydrates, but prepared according to the usual scheme. The study was conducted in a stationary apiary (located in the Udmurt Republic) on bee colonies with the same productivity. The productivity of bee colonies was assessed when using these feed additives in various dosages. The use of a new type of feed additive makes it possible to increase (compared to the control) the average honey productivity of bees by 59.1 %, and when using a feed additive prepared according to the generally accepted scheme, by 52.7 %.
feed additive, bee productivity, vitamins, micro and macro elements
Введение. Для поддержания высокой продуктивности и силы пчелиных семей, повышения устойчивости к действию неблагоприятных факторов внешней среды пчелы должны получать достаточное количество белков, жиров, углеводов, витаминов, соединений макро- и микроэлементов и других веществ [1–3]. Основными их природными источниками являются пыльца и нектар растений, в которых содержание данных веществ может существенно варьировать и являться недостаточно высоким [4]. Особенно актуальна эта проблема для территорий с нестабильными природно-климатическими условиями [5, 6].
Для ее решения широко используют подкормки на основе сахарного сиропа или канди, к которым добавляют источник питательных веществ (например муку нутовую или соевую, пекарские дрожжи и др.), витамины [7, 8], соединения макро- или микроэлементов [9, 10].
При составлении рецептур подобных подкормок не учитывается то обстоятельство, что входящие в их состав вещества способны вступать друг с другом в нежелательные химические реакции.
Также не учитывается принципиальная возможность физиологического (биохимического) антагонизма витаминов, макро- и микроэлементов. Данное явление хорошо известно в отношении растений и животных [11–13], но очень слабо изучено у насекомых. Однако, учитывая общность и однотипность протекания многих биохимических процессов у всех живых организмов, можно предположить, что у пчел оно также возможно.
Необходимо отметить, что биологическая доступность жирорастворимых витаминов у пчел (как и у других живых существ) может оказаться невысокой. На наш взгляд, эту проблему можно попытаться решить, если применить их микроэмульсии. Данный подход нами был использован ранее при создании кормовых добавок для сельскохозяйственных животных [14].
Биодоступность микроэлементов можно попытаться повысить, применив хелатные комплексные соединения, которые, возможно, будут усваиваться лучше. Усвояемость разных комплексных соединений и способность их разлагаться с высвобождением иона металла-микроэлемента может быть неодинаковой. Поэтому может оказаться нежелательным использование слишком стабильных комплексных соединений. Решить данную проблему можно, если создать равновесную систему хелатных комплексных соединений, имеющих невысокую устойчивость. Если при изменении условий одно комплексное соединение разложится, то сразу же произойдет образование нового [15].
Цель исследования – оценка эффективности применения новых подходов при создании комплексной витаминно-минеральной кормовой добавки для пчел.
Задачи: разработать две кормовые добавки с одинаковым содержанием белков, жиров и углеводов, витаминов и микро- и макроэлементов (первую – по традиционной схеме, вторую – с учетом предлагаемых решений, направленных на повышение усвояемости витаминов и микроэлементов); выполнить исследование на пчелах и оценить продуктивность пчелиных семей при использовании разработанных кормовых добавок.
Объекты и методы. Для проверки описанных выше предположений было проведено исследование с применением 2 типов добавок:
1. Кормовая добавка, приготовленная по общепринятой схеме, путем простого смешивания следующих компонентов: муки соевой, витаминов А, D, E, С, В1, В2, В3, В5, В6 и неорганических соединений макро- и микроэлементов.
2. Кормовая добавка, состоящая из двух частей (сухой и жидкой), имеющих разный состав. При этом вещества в них сгруппированы таким образом, чтобы, насколько это возможно, исключить протекание нежелательных химических реакций, а также уменьшить проявления предполагаемого физиологического антагонизма витаминов и микроэлементов в организме пчел после применения добавки. Жидкая часть кормовой добавки представляет собой раствор витаминов С, В2, В6 и хелатных комплексных соединений микроэлементов. Жирорастворимые витамины (A, D3, E) эмульгированы в данной жидкости. Сухая часть является смесью остальных компонентов.
Исследование на пчелах проводили в условиях стационарной пасеки, расположенной в Завьяловском районе Удмуртской Республики в период с апреля по июль 2021 г. Территориально республика расположена на востоке Восточно-Европейской равнины, в Предуралье, входящей в состав Приволжского федерального округа Российской Федерации. Климат Удмуртии умеренно континентальный с большим диапазоном сезонных температур и неравномерным уровнем осадков.
В опыте использовано 4 группы пчел (в каждой группе по 10 пчелиных семей). Пчелиные семьи были подобраны в группы по принципу пар-аналогов с учетом их продуктивности и силы. Подкормка проводилась в весеннее время во второй половине апреля (после зимовки пчел).
1-я группа пчел получала кормовую добавку первого типа в дозировке 1 г на 0,5 л сахарного сиропа.
2-я группа пчел получала кормовую добавку второго типа в следующей дозировке: часть № 1 – 0,5 мл на 0,5 л сахарного сиропа и часть № 2 – 1 г на 0,5 л сахарного сиропа.
3-я группа пчел получала кормовую добавку второго типа в следующей дозировке: часть № 1 – 0,25 мл на 0,5 л сахарного сиропа и часть № 2 – 0,5 г на 0,5 л сахарного сиропа.
4-я группа пчел являлась контрольной и получала сахарный сироп без кормовой добавки.
В ходе эксперимента оценивали количество товарного меда, кг, полученного от пчелиной семьи. Медовую продуктивность оценивали в конце главного медосбора. Выход товарного меда определяли путем взвешивания на весах.
Результаты и их обсуждение
Приготовление кормовых добавок
При приготовлении кормовой добавки первого типа все необходимые вещества смешивали друг с другом в указанном далее соотношении (табл. 1). Получалась сухая смесь, которую перед использованием добавляли к 50 % сахарному сиропу из расчета 1 г на 0,5 л сиропа.
Таблица 1
Рецептура кормовой добавки первого типа
|
Вещество |
Процент |
|
MgCl2∙ 6H2O |
63,435 |
|
CaCl2∙ 6H2O |
1,488 |
|
Ca(H2PO4)2 |
1,519 |
|
NaCl |
5,136 |
|
KCl |
3,606 |
|
FeSO4∙ 4H2O |
0,4 |
|
MnSO4∙ H2O |
0,031 |
|
CuSO4∙ 5H2O |
0,023 |
|
ZnSO4∙ 7H2O |
0,022 |
|
СоSO4∙ 7H2O |
1 |
|
Na2SeO3 |
0,32 |
|
Витамин B1 |
0,005 |
|
Витамин B2 |
0,005 |
|
Витамин B6 |
0,02 |
|
Витамин С |
0,018 |
|
Витамин A |
0,005 |
|
Витамин D3 |
0,002 |
|
Витамин E |
0,01 |
|
Мука (соевая или нутовая) |
22,295 |
Кормовую добавку второго типа готовили следующим образом.
Для приготовления жидкой части растворяли в воде неорганические соли металлов-микроэлементов (меди, кобальта, марганца, цинка) (табл. 2). Далее к данному раствору добавляли в рассчитанных количествах вещества (глицерин, молочную кислоту, сахарозу, фруктозу и др.), способные реагировать с ионами металлов-микроэлементов с образованием хелатных комплексных соединений. В растворе образовывались комплексные соединения, имеющие разный состав, между которыми устанавливалось динамическое химическое равновесие.
Таблица 2
Рецептура жидкой части кормовой добавки второго типа
|
Вещество |
Процент |
|
1 |
2 |
|
Компонент для приготовления раствора |
|
|
MnSO4 ∙ H2O |
0,061 |
|
ZnSO4 ∙ 7H2O |
0,044 |
|
СоSO4 ∙ 7H2O |
2,0 |
|
Молочная кислота (80 %) |
1,717 |
|
Глицерин |
1,404 |
|
Фруктоза |
2,75 |
|
Na2SeO3 |
0,64 |
|
Витамин B2 |
0,01 |
|
Витамин B6 |
0,04 |
|
Витамин С |
0,037 |
|
Консервант |
0,5 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
|
Натрия гидроксид 50 % |
До рН = 5,2 |
|
Вода |
До 100 мл |
|
Компонент композиции для получения микроэмульсии |
|
|
Витамин A |
0,01 |
|
Витамин D3 |
0,004 |
|
Витамин E |
0,02 |
|
Масляная основа |
0,231 |
|
Эмульгатор |
0,011 |
|
Растворитель |
0,231 |
|
Антиокислитель |
0,02 |
Далее в раствор вносили соединения микроэлементов-неметаллов (KI и Na2SeO3) и водорастворимые витамины.
Затем добавляли композицию, содержащую жирорастворимые витамины, а также масляную основу, эмульгатор и другие вспомогательные вещества. При этом происходило образование микроэмульсии.
Сухую часть кормовой добавки готовили, смешивая компоненты, указанные в таблице 3.
Таблица 3
Рецептура сухой части кормовой добавки второго типа
|
Вещество |
Процент |
|
MgCl2 ∙ 6H2O |
63,438 |
|
CaCl2 ∙ 6H2O |
1,488 |
|
Ca(H2PO4)2 |
1,519 |
|
NaCl |
5,136 |
|
KCl |
3,606 |
|
FeSO4 ∙ 4H2O |
0,4 |
|
CuSO4 ∙ 5H2O |
0,023 |
|
Витамин В1 |
0,01 |
|
Мука (соевая или нутовая) |
24,38 |
При использовании соевой муки в 100 г сухой части кормовой добавки содержится 9,52 г белков, 5,126 г жиров и 7,2 г углеводов, а при использовании нутовой муки: 5,468 г белков, 1,63 г жиров и 11,474 г углеводов. В описанных далее экспериментах для приготовления кормовых добавок использовалась соевая мука.
Сухую и жидкую части кормовой добавки второго типа смешивали с разными порциями сахарного сиропа и помещали в каждый улей в двух разных кормушках.
Показатели получаемой от них продукции, полученные в ходе исследования, представлены в таблице 4.
Таблица 4
Товарная медовая продуктивность в расчете на одну пчелиную семью
|
Группа |
Товарная медовая продуктивность, кг |
|
1 |
31,0±3,1* |
|
2 |
32,3±2,4** |
|
3 |
22,0±1,5 |
|
Контрольная |
20,3±2,3 |
* P ≥ 0,95; ** P ≥ 0,99.
Исследование по количеству товарного меда от пчелиных семей 2-й и 3-й опытных групп показало, что меда было получено больше на 12,0 (59,1 %) и 1,7 кг (8,37 %) соответственно, чем от пчелиных семей контрольной группы. Разница между 1-й и 2-й опытными группами составила 1,3 кг.
Таким образом, наибольшие показатели количества получаемого меда были получены во 2-й опытной группе. В 1-й опытной группе они были несколько меньшими при равном содержании витаминов, микро- и макроэлементов в задаваемой кормовой добавке. Это свидетельствует о том, что кормовая добавка второго типа оказалась несколько более эффективной и, по крайней мере, некоторые из указанных выше предположений были верны.
В 3-й опытной группе определяемый показатель был выше, чем в контроле, но ниже, чем в 1-й и 2-й опытных группах. Это может свидетельствовать о том, что сниженная в 2 раза дозировка кормовой добавки оказалась недостаточной.
Заключение
1. Использование кормовой добавки нового типа позволяет добиться несколько более высоких средних показателей продуктивности пчел по сравнению с применением кормовой добавки, приготовленной по обычной схеме при равном содержании питательных веществ, витаминов, макро- и микроэлементов. При использовании новой кормовой добавки пчелам в сравнении с пчелиными семьями, не получавшими добавку, меда было получено больше на 12,0 (59,1 %) и 1,7 кг (8,37 %) соответственно.
2. При использовании кормовой добавки второго типа прослеживается четкая зависимость вышеуказанных показателей от ее дозировки.
1. Pat. 2588639 Ros. Federaciya. Sposob ispol'zovaniya organicheskogo kal'ciya v kachestve kormovoy dobavki / Brandorf A.Z., Ivoylova M.M., Pral'nikov A.V. № 2014132406/13; zayavl. 05.08.2014; opubl. 10.07.2016, Byul. № 19. 5 s.
2. Vasil'eva M.I., Vorob'eva S.L. Vliyanie stimuliruyuschih podkormok na produktivnye pokazateli pchelinyh semey v usloviyah Udmurtskoy Respubliki // Medovyy kray – medovaya Rossiya: istoriya, tradicii, sovremennye tendencii pchelovodstva: mat-ly Nac. (Vseros.) nauch.-prakt. konf. Ussuriysk, 2020. S. 135–139.
3. Rogala R., Szymas B. Nutritional value for bees of pollen substitute enriched with synthetic amino acids // Journal of Apicultural Science. Part II. Biological methods. 2004. Vol. 48. № 1. P. 29–36.
4. Honeybee (Apis mellifera ligustica) drone embryo proteomes / J. Li [et al.] // Insect Physiol. 2011. Vol. 57 (3). P. 372–384.
5. Nepeyvoda S.N, Kolbina L.M. Prognoz razvitiya epizooticheskoy situacii po boleznyam pchel i kollapsu pchelinyh semey v Udmurtskoy Respublike // Problemy i perspektivy sohraneniya genofonda medonosnyh pchel v sovremennyh usloviyah: mat-ly I Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyasch. 145-letiyu so dnya rozhdeniya M.A. Dernova. Kirov, 2014. S. 93–196.
6. Hegland S.J. How does climate warming affect plantollinator interactions? // Ecology Letters. 2009. № 12 (2). P. 184–195.
7. Ordzhonikidze B., Pichkova L., Zunturidi E. Iskusstvennyy uglevodnyy korm dlya pchel // Pchelovodstvo. 2004. № 1. S. 25.
8. Chupahin V.I., Kustrya D.N. Stimovit – belkovo-vitaminnaya, biologicheski aktivnaya podkormka // Pchelovodstvo. 2003. № 1. S. 31.
9. Bowler C., Fluhr R. The role of calcium and activated oxygens as signals for controlling cross-tole Kince // Trends in Plant Science. V. 5. P. 241–246.
10. Eremia N., Chiriac A. Utilizarea bioregulatorilor naturali şi a unor aditivi nutriţionali în hrana albinelor în perioada de primăvară // Stiinta agricola. 2018. № 2. P. 87–92.
11. German N.V. Effektivnost' ispol'zovaniya soley mikroelementov i vitaminov v racionah pitaniya krupnogo rogatogo skota // Agrarnyy vestnik Urala. 2011. № 9 (88). S. 26–28.
12. Rezul'taty issledovaniy po perevarimosti in vitro i in situ sozdavaemyh kormovyh dobavok / G.K. Duskaev [i dr.] // Vestnik myasnogo skotovodstva. 2016. № 4 (96). S. 126–131.
13. Satyukova L.P., Smirnova I.R. Vliyanie makro- i mikroelementov na processy obmena veschestv v organizme pticy // Veterinariya. 2014. № 1. S. 43–47.
14. Razrabotka vysokoeffektivnoy zhidkoy kormovoy dobavki dlya sel'skohozyaystvennyh zhivotnyh / A.V. Shishkin [i dr.] // Rol' veterinarnoy i zootehnicheskoy nauki na sovremennom etape razvitiya zhivotnovodstva: mat-ly Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyasch. 70-letiyu d-ra veterinar. nauk, prof. G.N. Burdova i 60-letiyu d-ra veterinar. nauk, prof. Yu.G. Krysenko. Izhevsk, 2021. S. 384–387.
15. Vliyanie helatnyh kompleksnyh soedineniy nekotoryh metallov – mikroelementov i ih neorganicheskih soley na biohimicheskie pokazateli telyat / M.S. Kulikova [i dr.] // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021. № 3 (59). S. 43–49.
