Научно-исследовательская работа «Умный улей»

Муниципальное образовательное казённое учреждение дополнительного образования детей Оричевский районный Дом детского творчеств

Муниципальное общеобразовательное казенное учреждение средняя общеобразовательная школа с.Адышева Оричевского района

Кировской области

Умный улей

Работу выполнила:

Шуманина Анна

Ученица 8 класса

Руководители:

Панагушина Елена Аркадьевна

педагог Дома творчества

Шуманина Ольга Ивановна

Учитель географии, биологии

2015 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………..…….3

Обзор литературы………………………………………………….…4

1.1 Анатомия пчелы……………………………………………………..……4

1.2 Распределение обязанностей……………………………………….……..6

3.1 Наблюдение за лётом пчелы …………………………………………..….12

3.2Наблюдение за вентиляцией улья…………………………………………14

3.3 Определение примерного возраста рабочей пчелы по поведению……15

3.4 Изучение устройства улья…………………………………………………15

Выводы ………………………………………………………………………..17

Рекомендации…………………………………………………………………17

Список используемой литературы…………………………………………...18

Приложение №1 Коллекция «Пчелиная семья»……………………………..19

Приложение №2Строение рабочей пчелы……………………………………..19

Приложение №3Пчелиные соты……………………………………………….20

Приложение №4 Возраст пчел по видам деятельности……………….……....22

Приложение №5 Типы пчел…………………………………………….………23

Приложение №6 Пасека………………………………….……………………24

Введение

История пчеловодства идет параллельно с историей человечества. Сначала это было дикое пчеловодство, затем бортничество – в этом случае человек использовал то, что ему давала природа. Колодное и рамочное пчеловодство – пример того, что человек попытался познать пчел как общественных насекомых , в результате и изобрел колоды, а затем рамочные ульи. Современный улей – это выгодно организованное жилище для пчелиной семьи.

Пчелы мне знакомы уже не первый год. Я тесно общаюсь с ними во время летних каникул. В течение двух лет занимаюсь систематизацией знаний о пчелах. В прошлой работе «Пчел держать – не в холодке лежать» был освещен нелегкий труд пчеловода в течении года, а особенно насыщенность работы в летние месяцы. Вся сложность организации пчелиной семьи мною не изучена.

Цель: Провести исследование устройства и организации пчелиной семьи

Задачи:

Расширить и систематизировать знания об устройстве улья и организации пчелиной семьи.

Провести наблюдения за деятельностью пчелиной семьи в июне – июле

Повести анализ собранных данных

Гипотеза: человек в процессе длительного совместного существования с пчелами, смог использовать сложные природные инстинкты пчел на свое благо.

Методы исследования:

Работа с литературой

Наблюдение

Беседа

Объект исследования: пчелиная семья

Предмет исследования: деятельность пчел

Время исследования: июнь – июль 2014 года

Место исследования: Унинский районд.Канахинцы

I. Обзор литературы

1. Анатомия пчелы.

Пчела относиться к типу членистоногие, классу насекомые, отряду перепончатокрылые и семейству пчёлы.  Науке известно более 20 000 различных видов пчел. Наиболее распространенной в нашей местности является пчела медоносная. Пчелиная семья состоит из большого количества рабочих пчел, одной матки, в летние месяцы в семьях есть самцы - трутни.
Длина тела пчелы-матки составляет 22 мм, трутней - 20 мм, а рабочих пчёл -16 мм. Пчела-матка живёт 7 лет, трутни - 4-5 недель, а рабочие пчёлы -6-8 недель – в летние месяцы и несколько месяцев в зимнее время (Приложение 1).

Скелет пчелы наружный, представляющий собой хитиновую оболочку, обросшую волосками. Волоски предохраняют пчелу от потерь тепла, а кроме того, это хорошее приспособление для сбора пыльцы с одних цветков и переноса ее на другие. Прилетевшей на цветок пчеле достаточно бывает побегать в нем, чтобы собрать на своем мохнатом теле миллионы пылинок. На лету пчела счищает с себя пыльцевые зерна в углубления на задних ножках — корзиночки.(8)

Тело можно разделить на три части. Первая из этих частей — голова, на которой у пчелы имеется трубчатый язычок(хоботок): им пчела может высасывать нектар, скрытый на самом дне глубокой цветочной чашечки.  В передней части головы расположены три маленьких глаза, а два более крупных фасеточных находятся по бокам. В каждом из этих двух сложных глаз насчитывается более 6000 хрусталиков-фасеток, благодаря которым пчела может видеть не только то, что находится прямо перед ней, но и то, что творится по бокам и даже сзади.

   Вторая часть тела пчелы — грудь (торакс); от этой части тела отходят шесть ножек. Задняя пара ножек отличается от двух передних — на ней имеются поросшие длинными волосками широкие плоские сегменты, которые называются «корзинами»; они предназначены специально для переноски пыльцы.

 Третьей и самой крупной частью тела пчелы является брюшко. В брюшке рабочей пчелы расположены железы, выделяющие воск,      Воск вырабатывается внутри пчелы особыми органами- восковыми железами - и выделяется наружу наподобие того, как кожа человека выделяет пот. У маток и трутней восковые железы отсутствуют.     Восковые железы у пчелы помещаются попарно в нижней части брюшка. Воск образуется в восковых железах и в жидком виде просачивается через мельчайшие отверстия. На поверхности он застывает, образуя прозрачные восковые пластинки.     Восковые пластинки пчёлы снимают с помощью особых приспособлений на средних ножках - щипчиков; эти пластинки они передают другим пчёлам или берут их сами передними ножками и направляют к своим челюстям. Здесь воск разминается, делается мягким и эластичным и затем идёт на постройку сотов. На брюшке располагается единственное орудие защиты — жало. В длинной трубке, расположенной под его наконечником, находится яд. Жалить могут только рабочие пчелы, поскольку это недоразвитые самки и данный орган, видоизмененный яйцеклад. Пчела не может отравиться своим собственным жалом, поскольку вещества, образующие яд, смешиваются только в момент укуса.(Приложение 2)
Дыхание у пчелы осуществляется через трахеальную систему, пронизывающую все части тела. Пчела имеет медовый желудочек (зобик) и рот желудочка (клапан зобика). В медовом зобике задерживается нектар или мед, а настоящий желудок имеет выполняет функцию пищеварения.

Следует подчеркнуть, что между двумя желудками размещен клапан зобика, который пропускает некоторое количество нектара в настоящий желудок и задерживает частицы пыльцы. Челюсти пчелы двигаются вкось или под прямым углом к продольной оси тела. Хоботок состоит из двух отделов. Первый отдел представляет собой собственно хоботок, служащий для всасывания мельчайших капелек нектара со дна цветков. Другой отдел — это ротовые органы, которые загнуты так, что твердые частицы корма могут попадать в медовый зобик. Органы осязания, обоняния и, возможно, слуха размещены в усиках.  Внутри пчелиного гнезда царит полная темнота, так что пчела ориентируется там с помощью этих усиков-антенн, расположенных в передней части головы. Скрещивая свои антенны с усиками, пчела может передавать другим пчелам беззвучные сигналы.

Три части тела пчелы ясно разделены перетяжками. На голове находятся глаза, усики и ротовые органы, на груди - крылья и ноги и на брюшке - восковые железы и жало (5,7).

1. Распределение обязанностей.

Обязанности внутри пчелиной семьи разделены между одной маткой, несколькими трутнями и огромным количеством рабочих пчел. Весной в нормальной семье масса пчел составляет 1,5-2,0 кг, летом - до 6-7 кг, а на зиму остается только 2-2,5 кг. Чем больше численность рабочих пчел в семье, тем лучше условия для жизнедеятельности семьи и выше ее продуктивность (Приложение 3).

Каждая семья пчел имеет свои индивидуальные особенности: специфический запах, являющийся своеобразным паролем для семьи, способность к сбору меда, прополисованию гнезд, восковыделению, агрессивность, зимостойкость, ройливость, которые сохраняются лишь до тех пор, пока в ней живет одна и та же матка

 Самцы медоносных пчел крупнее рабочих. Они называются трутнями и никакой работы не выполняют. Единственная их задача — спариваться с маткой, чтобы та могла отложить яйца. Сразу после спаривания самцы обычно умирают.

Матка-царица крупнее трутня. Она покидает улей только ради спаривания с самцами. Когда она вылетает наружу, ее запах привлекает трутней. Матка спаривается в полете, а затем возвращается в улей. В своей жизни матка спаривается только один раз.

В здоровой семье матка откладывает яйца каждый день, начиная с конца зимы и до осени. Сначала суточная кладка исчисляется десятками яиц, позже - сотнями. В разгар яйцекладки общий вес полутора тысяч яиц, откладываемых маткой за сутки, равен ее собственному весу. Всего за сезон матка сносит тысяч двести яиц.

День и ночь ходит матка по сотам в поисках пустых и исправных ячеек.

Пчелы, постоянно окружающие матку во время ее блужданий по сотам, образуют вокруг нее кольцо свиты.

Большая часть этих яиц оплодотворена; из них появятся на свет самки – рабочие пчелы. Из не оплодотворенных яиц вылупляются самцы. Сама матка выводится из яйца, отложенного в особой формы просторную ячейку - мисочку. Это округлое вогнутое основание маточника, на который пчелы расходуют воска раз в сто с лишним больше, чем на обычную пчелиную ячейку. Если семья осталась по какой-либо причине без матки, рабочие пчелы могут превратить в маточник любую ячейку с яйцом или достаточно молодой пчелиной личинкой.(3,2)

 Три дня спустя из оплодотворенных яиц появляются личинки рабочих пчел, называемые детвой. Только что вылупившиеся личинки питаются смесью меда и пыльцы. Пять дней спустя пчелы-няньки запечатывают соты с личинками восковыми крышечками. Личинки получают маточное молочко в очень небольших количествах и потому не становятся матками. Через несколько дней личинки вырастают и заполняют собой всю ячейку. Теперь каждая личинка постепенно превращается в куколку, похожую на белую пчелу без крыльев и через две недели из соты выходит взрослая пчела. Весь период развития от яйца до взрослого насекомого составляет 21 день.(2,10)

Обязанности рабочей пчелы изменяются в течении жизни.

Каждая рабочая пчела своевременно обеспечивается всем необходимым для выполнения функций. В ее организме точно в определенное время и в заданной последовательности включаются процессы перестройки. Эти процессы у каждой особи дополняются поведенческими механизмами, определенными для каждого этапа. Именно благодаря таким перестройкам организма вышедшие из яичек молодые пчелы проходят путь от чистки сот до самой сложной работы – сбора нектара и пыльцы.(2,6)

В первую половину своей жизни пчелы выполняют многочисленные работы внутри гнезда (ульевые пчелы). Во вторую половину жизни пчелы прекращают ульевые работы и переходят на сбор пищи в природе (летные пчелы)( Приложение 4) .

При переходе к летной работе организм пчелы перестраивается так, что ее полеты за нектаром (и пыльцой) становятся наиболее эффективными. Прежде всего организм пчелы освобождается от излишней массы: ненужные ей некоторые внутренние органы уменьшаются, дегенерируют, частично рассасываются. Так восковыделительные железы, достигающие у молодых пчел 100–120 мкм высоты, уменьшаются до 12–15 мкм. Спадают глоточные железы .Значительно уменьшается средняя кишка. Масса летных пчел уменьшается в среднем на 25% и составляет для одной пчелы 80–95 мг. Летная пчела пыльцой не питается. Вследствие резкого уменьшения объема средней кишки в брюшке освобождается место для увеличения объема медового зобика при наполнении нектаром.

Содержание белка у летной пчелы увеличивается в груди, где сосредоточены основные мускулы, связанные с полетом, количество белка возрастает и держится на высоком уровне до конца жизни пчелы.

Содержание углеводов и гликогена в теле пчелы достигает максимума в период ее летной деятельности. Эти вещества дают основную энергию, расходуемую на полеты.

В результате происходящих изменений у летной пчелы увеличивается грузоподъемность и пропеллирующий эффект, она может летать с большей нагрузкой и меньшими затратами энергии.(8)

 

 

Глава II Методы исследования

2.1 Этапы работы.

1 этап – подготовительный:(апрель 2014 года)

постановка проблемы

знакомство с методиками и литературой

изучение территории обитания пчелы медоносной

2 этап – экспериментальный: (июнь-июль 2014)

проведение наблюдений, измерений

сбор коллекции

создание модели улья

3 этап – аналитический:(сентярь–ноябрь 2014)

анализ результатов исследования.

4 этап – отчетный:(октябрь – декабрь 2014)

оформление исследовательской работы.

5 этап – информационный:(январь – апрель 2015)

ознакомление учащихся школы с результатами исследований, представление работы на конференциях

2.2. Методика исследования

2.2.1Определение возраста пчел по поведению

По характеру выполняемой работы можно определить примерный возраст рабочих пчел

Почти сразу после выхода из ячейки рабочая пчела начинает трудится. Весь цикл работ пчелы можно разделить на два основных периода: работы, выполняемые внутри улья, и работы по сбору нектара, пыльцы и воды, выполняемые вне улья. В соответствии с этим в пчеловодстве различают нелетных (ульевых) и летных (сборщиц) пчел.

Самые молодые пчелы (первые три дня своей жизни) занимаются очисткой ячеек сот. Она вылизывает и выглаживает их до блеска, «со знанием дела», хотя ее этому никто не обучал. В возрасте 3-6 дней, после развития у пчелы желез, выделяющих «молочко», включаются инстинктивные действия по уходу за маткой и потомством. Пчела начинает кормить «молочком» царицу, молодых личинок и личинок маток. Потом пчела переходит на работу по кормлению пергой взрослых личинок. Далее согласно «указаниям» наследственной программы она направляется на приемку корма. Здесь идет разделение работников – одни участвуют в приеме пищи у прилетающих пчел-сборщиц, а другие переносят ее в ячейки для хранения. Через неделю врожденные поведенческие механизмы заставят приемщицу сменить «профессию» и заняться уборкой мусора. А когда перемены в организме рабочей пчелы обеспечивают функционирование восковых желез, а это происходит с 12-го по 18-й день, она начинает вместе с другими особями заделывать ячейки и строить соты. После формирования ядовитых желез – рабочие пчелы становятся сторожами у летка. Это происходит в возрасте примерно двух недель. В это же время они занимаются вентиляцией улья. К трехнедельному возрасту организм рабочей пчелы полностью готов для роли сборщицы пищи. К этому времени она достаточно «мужает» и начинает хорошо летать. Перед этим молодые пчелы в возрасте 7-10 дней впервые покидают свой улей и совершают ориентировочный облет. Происходит это обычно в теплый солнечный день между полуднем и 15 часами. Молодые пчелы дружно вылетают из улья и кружатся у летка головками к улью. Затем круг постепенно увеличивается и, немного полетав, они возвращаются в улей. Во время первого облета пчелы очищают свой кишечник от накопившихся экскрементов.

Согласно наследственной программе общая закономерность и очередность выполнения перечисленных работ постоянна. Таким образом по выполняемой работе можно примерно определить возраст пчел (2,3,5)

2.2.2 Пчелиные соты

Ячейки встречаются в гнезде четырех видов: пчелиные, трутневые, маточники и переходные.

     Пчелиные ячейки служат для выращивания в них рабочих пчёл. Каждая ячейка сота плотно примыкает тремя своими ромбиками дна к противоположным ромбикам другой ячейки. Этим соединением обеспечивается самая рациональная, геометрическая конструкция воскового сооружения. Такое конструктивное решение обеспечивает надежную прочность, наибольшую вместимость и поразительную экономичность (на постройку 100 ячеек расходуется всего лишь 1 г воска). В эти же ячейки пчёлы складывают мёд и пыльцу.

Значительно просторнее, но в меньшем количестве, строятся трутневые ячейки. Они и шире в глубже пчелиных. Трутневые ячейки служат пчёлам для вывода трутней, однако и в них пчёлы складывают мёд.

Кроме трутневых ячеек, пчёлы строят ещё неправильные, так называемые переходные ячейки. Такие же переходные ячейки разнообразной формы строят пчёлы и для прикрепления сота к верхней и боковым планкам рамок.
     В конце весны и начале лета в роевую пору пчёлы строят ещё одного рода ячейки, в которых они выводят маток, - маточники. Ячейки эти по своей форме и отделке совсем не похожи на пчелиные или трутневые. Расположены они обычно по краям сотов - с боков и внизу, редко на середине сота. Встречаются также медовые соты — удлиненной формы с заметным направлением кверху, что исключает возможность откладки в них яиц маткой.(7,5)

III Результаты исследования

Дневник наблюдений за период 29 июня-28 июля

29 июня- пасмурная погода. Нет роения, ограниченный лет пчел

июля – роение. Снятие роя.

июля – роение (2 роя)

6 июля – посещение пасеки. Осмотр 2-х ульев с целью удаления маточников, удаление перегородки в двухкорпусном улье для объединения семей. При осмотре выявлены вновь отстроенные(светлые) и старые(темные) соты. На сотах ячейки всех четырех типов (пчелиные, трутневые, маточники и переходные) (Приложение 3).

В верхней части рамок есть медовые соты — удлиненной формы с заметным направлением кверху, что исключает возможность откладки в них яиц маткой.

Пчелиные соты обнаружены с медом и пергой. Личинки разного возраст – самые молодые их возраст не больше 3 дней она погружена в молочко, личинки возраст около 6 дней – занимают почти всю ячейку. На сотах встретили запечатанные соты с куколками

Обнаружены и взяты для коллекции все типы пчел рабочие пчелы, трутни и матка.

3.1 Наблюдение за летом пчел.

9-15 июля Для этих целей был выбран один улей. Причины такого выбора:

Данная семья вышла из роевого состояния и перешла к главному взятку

Большая и сильная семья

Наблюдения можно было проводить не заходя на пасеку, т.е. не доставляя лишнего беспокойства пчелам

Наблюдения проводились в одно и тоже время в течение недели. Учитывался характер погоды.

По результатам проведенных наблюдений можно сделать вывод, что наибольший лёт наблюдается в дневные часы. Начинается до 6 часов и заканчивается после 22 часов. После теплой ночи лёт пчел начинается раньше, так как пчел привлекает нектар, накопившийся в цветках ночью (14 -15 июля). После холодной ночи нектар появляется в цветках лишь с потеплением, поэтому начало лёта пчел задерживается и интенсивность значительно снижается(10-11 июля). Оптимальная температура выше +20оС.

За весь период наблюдения не было погоды с очень высокими температурами, поэтому нельзя оценить влияние высоких температур на интенсивность лета. В утренние часы количество улетающих пчел больше, чем прилетающих, вечером наоборот. Днем разница незначительна.

3.2 Наблюдение за вентиляцией пчелами улья.

16 июля вечернее посещение пасеки. После жаркого дня в 22.00- 22.30 около ульев хорошо слышен гул. На прилетной доске большое количество пчел, которые интенсивно машут крыльями, загоняя внутрь свежий воздух, а пчелы расположенные внутри выгоняют более нагретый наружу так интенсивно, что это ощущается, если подставить ладонь(Приложение 4).

3.3 Определение примерного возраста пчел по поведению.

При наблюдении за лётом пчел, определен их возраст – от 3 до 8 недель (это летные пчелы , самые старшие)

Пчелы, расположенные на прилетной доске, но не летающие это скорее всего «пчелы-сторожи» и пчелы, вентилирующие улей их возраст примерно две недели – молодые пчелы.

При осмотре улья - пчелы, которые забирают мед из ячеек – это летные более старшие (инстинктивное поведение пчел на действие дымаря и поступление большого количества света), а пчелы, которые сидят на сотах это ульевые самые молодые в возрасте до двух недель(Приложение 4).

3.4Устройство ульев

Улей состоит из следующих основных частей: дно, корпус (или несколько корпусов в двухкорпусных и многокорпусных ульях); магазин (магазинная надставка под мёд), гнездовая рамка; магазинная рамка, крышка; прилетная доска;

Современный улей имитирует природное жилище пчел, а кроме этого основываясь на инстинктах предоставляет пчелам больше возможностей для строительства сот, тем самым увеличивая продуктивность каждой семьи. Так же дает пчеловоду возможность беспрепятственно осмотреть улей в любое время.

На пасеке 21 улей. Большая часть (15) двухкорпусные, остальные однокорпусные. Все традиционные 12 рамочные. Стенки улья утеплены их толщина составляет 90мм. Внутренние размеры корпуса составляют 450 х 450 мм. Высота — 320 мм.

Осмотр проводился в теплый день при температуре выше +20оС (большая часть пчел способных жалить были заняты медосбором). В осматриваемых ульях было 10 рамок, остальные будут поставлены позднее. Летки ульев обращены на юг-юго-восток. При осмотре хорошо видны улочки. Расстояние между сотами чуть больше сантиметра. Было обнаружено проявление строительного инстинкта – кроме застроенных рамок в месте, где расстояние между рамками было слишком большим обнаружены дополнительно построенные соты. Пчелы тщательно заделывают все отверстия, поэтому при осмотре холстина, накрывающая рамки с сотами оказалась приклеена к рамкам. Магазинные рамки не были поставлены(Приложение 8).

 

 

 

 

Выводы

Цель, поставленная перед работой: изучить устройство и организацию пчелиной семьи – достигнута через решение задач. Основными методами стали работа с информацией, наблюдение, беседа. Пользуясь этими методами рассмотрели всю сложность строения пчелы, организации пчелиной семьи.

1. Определен примерный возраст рабочих пчел

   Выявлена зависимость лета рабочих пчел от погодных условий

   Определено место ячеек разных типов на сотах, резкое преобладание пчелиных ячеек

   Рассмотрены особенности устройства улья

Выдвинутая гипотеза нашла подтверждение. Действительно работа пчеловода очень насыщена и сложна, особенно в летние месяцы. Объяснить это можно сложным устройством и организацией пчелиной семьи. Человек в процессе длительного совместного существования с пчелами смог использовать сложные природные инстинкты пчел на свое благо. Инстинкт – единственный и безраздельный «хозяин» пчелиной семьи. Ему подчинены важнейший и в высшей степени совершенный цикл заготовки сырья и законченное производство разнообразной продукции.

 

Рекомендации

Работа будет продолжена. Дальнейшие исследования планирую направить на изучение процессов образования меда, определение условий от которых зависит величина медосбора.

Список используемой литературы:

1. Кашковский В.Г. Технология ухода за пчелами. Матка и ее свита http://www.beelife.org

   Продолжительность жизни пчел URLhttp://fermer02.ru

   Продукты пчеловодства URLhttp://doctorbee.ru

   Сбор нектара пчелами URLhttp://info- pchelovod.com

   О пчелиной семье URLhttp://medku.narod.ru

   Гребенников С.Изготовление энтомологических коллекций URLhttp://ogvsg.narod.ru Иерархия у семей пчёлURLhttp://biofile.ru Матка. Биология рабочих пчел. Ульи URLhttp://oneswarm.ucoz.ru Оборудование -инвентарь и постройки URLhttp://pasechniku.com Пчела URLhttp://www.zoodrug.ru

Приложение 1

Коллекция «Пчелиная семья»

Приложение 2

Строение рабочей пчелы

Приложение 3

Пчелиные соты

Молодые соты.

Старые соты

Молодые (ульевые) пчелы

Летные пчелы

Типы ячеек на сотах

Трутневые ячейки

 

Переходные ячейки

Маточник

Пчелиные ячейки

Запечатанный расплод

(куколки)

(

 

 

Приложение 4

Возраст пчел по видам деятельности

Летные пчелы

Сторожевые пчелы (ульевые)

ульевые пчелы

Вентиляция улья (ульевые пчелы)

Приложение 5

Типы пчел

Трутень

 

Рабочие пчелы

 

 

Приложение 6

Пасека

Устройство улья

Крыша

Магазин

Корпусы

 

 

Прилетная доска

 

 

 

Леток

 

 

Приложение 7

Макет улья