ОПЫЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Роль пчел в опылении энтомофильных сельскохозяйственных культур. Пчелоопыление — один из важнейших резервов дальнейшего увеличения производства сельскохозяйственных продуктов.

В нашей стране возделывается до 100 видов энтомофильных сельскохозяйственных культур на площади около 20 млн га. Расчеты показывают, что полноценное опыление пчелами энтомофильных культур обеспечивает ежегодную прибавку урожая в целом по стране на сумму около 3 млрд руб. Стоимость этой продукции в 10-12 раз превышает доходы от прямой продукции пчеловодства - меда и воска.

В связи с резким уменьшением в последние десятилетия численности дикой энтомофауны медоносные пчелы становятся основными опылителями энтомофильных растений.

Кроме того, в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства, химизации и мелиорации земледелия, распашки и вовлечения в обработку новых земель роль диких насекомых-опылителей уменьшается и еще в большей степени повышается роль медоносных пчел. В этих условиях пчелоопыление становится совершенно обязательным и необходимым агротехническим приемом по возделыванию энтомофильных сельскохозяйственных культур.

Ведущая роль медоносных пчел как опылителей определяется еще и тем, что они круглый год живут большими семьями, насчитывающими до 80 тыс. рабочих особей. У шмелей, которые также ведут общественный образ жизни и являются лучшими опылителями клевера, гнездо осенью распадается. Перезимовывают у них только отдельные самки, а весной требуется значительное время для развития новой семьи.

В течение весенне-летнего периода пчелы способны собрать большое количество меда и пыльцы в запас.

Медоносных пчел можно планово размножать и перевозить туда, где они требуются; их легко защитить при обработке посевов и насаждений пестицидами.

Приспособления в цветковых растениях дня перекрестного опыления. Цветковые растения и пчелы эволюционировали одновременно. Несомненно, что на эволюцию цветковых, какими мы их теперь знаем, большое влияние оказали пчелы. Установлено, что существование большинства цветковых растений (примерно 90% видов) невозможно без насекомых-опылителей, основными среди которых являются пчелы. Перекрестное опыление, т. е. перенос пыльцы с цветка одного растения на цветок другого растения того же вида, способствует выживанию и процветанию видов. В процессе эволюции у растений выработался целый ряд приспособлений, препятствующих самоопылению и обеспечивающих перекрестное опыление.

Одно из приспособлений, препятствующих самоопылению, - пространственное разделение мужских и женских генеративных органов (пестиков и тычинок). У двудомных растений это разделение ярко выражено: на одних растениях развиваются только мужские цветки с тычинками, а на других — только женские с пестиками (например, клубника, ива, конопля). У однодомных растений мужские и женские цветки развиваются на одном растении, но они однополые (они имеют или тычинки, или пестики, как, например, у огурца, тыквы, дуба). У растений с обоеполыми цветками выработался иной, более сложный механизм, препятствующий самоопылению. Например, у гречихи в цветках одних растений тычинки длинные, а пестик короткий, а в цветках других растений, наоборот, длинный пестик и короткие тычинки.

Т акое явление получило название гетеростилии, или разностолбча- тость. Кроме того, установлено, что в пыльниках коротких тычинок образуется более мелкая пыльца, которая в случае попадания на рыльце длинностолбчатого пестика не производит оплодотворения из-за короткой прорастающей пыльцевой трубочки, которая не достает завязи.

Другой путь, препятствующий самоопылению, неодновременное созревание мужских и женских генеративных органов в обоеполых цветках, или временное разделение. Отмеченное явление получило название дихогамии. Так, у одних растений значительно раньше созревает в цветке рыльце и опыление происходит пыльцой других цветков, до того как созреет собственная. Напротив, у других растений раньше созревают пыльники, чем рыльца. Созревшие пыльники лопаются, пыльца из них высыпается, но пестик не готов к ее приему. Ко времени созревания рылец пыльцы в цветке не остается и опыление происходит пыльцой других цветков.

Кроме того, в процессе эволюции высших растений выработалась физиологическая несовместимость к самоопылению. Известно, что у многих растений собственная пыльца, попав на рыльце пестика, совершенно не прорастает или прорастает значительно медленнее, чем пыльца другого цветка, следовательно, и не производит оплодотворения. Это явление называется самобесплодностью или автостерильностью.

Наконец, для перекрестного опыления с помощью насекомых у энтомофильных растений в процессе их эволюции выработался еще целый ряд специальных приспособлений: выделение нектара, приманивающего насекомых; образование тяжелой, менее сыпучей, чем у ветроопыляемых растений, пыльцы, служащей источником белка и жира для насекомых. Взаимозависимость между цветковыми растениями и пчелами как раз заключается в том, что благодаря опылению растение обеспечивает себе размножение и продолжение рода, а насекомые находят на цветущих растениях корм — источник своего существования.

Первичные приспособления для сбора нектара и пыльцы постепенно развивались и, в конце концов, превратились в высокоспециализированные органы рабочей пчелы. Весь организм пчелы стал подчинен сбору нектара и пыльцы. Цветки же растений и тело насекомых стали соответствовать по форме друг другу.

Так, очень замысловатый опылительный механизм имеют цветки шалфея лугового (рис. 58). Цветок этого растения двугубый и имеет две тычинки. Каждая тычинка напоминает собой неравноплечий рычаг. Длинный конец этого рычага расположен вдоль верхней губы цветка и заканчивается пыльниками. Короткий конец рычага несколько расширен и расположен на месте соединения обеих губ цветка таким образом, что преграждает вход насекомому внутрь цветка. Проникая за нектаром, насекомое должно оттолкнуть мешающее ему препятствие — короткие рычаги тычинок, что обеспечивает резкое движение тычинок вниз. Пыльники, ударяясь о спину насекомого, лопаются, и вся пыльца

высыпается на тело последнего. Вслед за этим насекомое посещает другие цветки шалфея со зрелыми рыльцами пестика, свисающими с верхней губы. На рыльца попадает пыльца, прилипшая к спинке насекомого, — происходит опыление.

Английский исследователь ратлер (1980) отмечает тот факт, что многие наши цветы с их удивительным многообразием форм, аромата и окраски обязаны своим существованием пчелам.

Цветки энтомофильных растений, как правило, крупнее и заметнее, чем у ветроопыляемых растений. На фоке зелени пчелы их хорошо видят благодаря яркому венчику. Интересно, что цветки подавляющего большинства энтомофильных растений имеют такую окраску, которую легко отражают воспринимаемые насекомыми ультрафиолетовые лучи.

Установлено, что центральная часть цветка поглощает ультрафиолетовые лучи, а лепестки, напротив, их отражают. Как только пчела приближается к центральной части цветка, она сразу же наклоняет голову и выбрасывает хоботок. Реакция наклона головы и вытягивания хоботка на ультрафиолетовый узор цветка является врожденной и связана с поиском корма.

На привлечение насекомых определенное влияние оказывает аромат цветков. Запах цветка побуждает пчел более тщательно обследовать его и служит опознавательным знаком для сборщиц корма. Причем пчелы ориентируются по запаху лучше, чем по цвету. Установлено, что у растений, имеющих цветки без яркой окраски лепестков, например у липы и ряда других растений, всегда более интенсивное выделение эфирных масел, определяющих аромат цветков. Окраску и аромат цветков следует рассматривать как своеобразную „рекламу” для привлечения насекомых-опылителей.

Взаимосвязь между ритмикой выделения растениями нектара и пыльцы и временем посещения их насекомыми. Предки современных пчел посещали без всякого разбора все доступные им виды растений, цветки которых были достаточно однообразными. Однако естественный отбор способствовал развитию отличительных признаков между цветками по цвету и интенсивности окраски, форме и аромату, а также периоду цветения. По мере увеличения разнообразия цветков насекомые стали специализироваться на сборе корма с цветков определенного вида. Насекомые постепенно научились различать отдельные цветки и запахи в зависимости от наличия корма в избранных растениях и пренебрегать другими. Некоторых современных пчел стали привлекать исключительно специфические запахи и цвета определенного вида растений. Кроме того, период цветения растений и появление взрослых особей отдельных насекомых, посещающих цветки, стали совпадать во времени.

У медоносных пчел не сложилось той тесной связи с определенными растениями, как у других насекомых. Пчелы собирают нектар и пыльцу с цветков растений разных видов. Установлено, что основные породы пчелы различаются между собой по отношению к цветкам различных видов растений (табл. 18).

18. Распределение пчел различных пород по цветкам растений различных видов (по Ш. О. Гасанову, 1966)

Из данных табл. 18 видно, что пчелы посещали цветки всех видов растений. Однако среднерусские пчелы отдавали предпочтение гречихе и лрпе; серые горные кавказские — красному и белому клеверу, сурепке, фацелии, пустырнику. У итальянских и крайнских пчел по сравнению с предыдущими породами флороспециализация выражена менее контрастно — они почти равномерно рассеивались по цветкам всех видов растений.

Известно, что нектарники цветков растений многих видов секре- тируют максимальное количество нектара лишь в определенное время. Такая же периодичность отмечается и в образовании пыльцы на цветках. Обладая хорошо развитым чувством времени, пчелы быстро привыкают к отмеченной периодичности и посещают цветки растений в те часы, когда они имеют обилие нектара и пыльцы. В другие часы пчелы летают на цветки других растений или же остаются в гнезде (при отсутствии корма в природе).