♦ Версия влагообменных процессов в дупле с пчелиным гнездом

А теперь вернемся к дуплу с находящимся в нем пчели­ным гнездом.

Известно, что в процессе своей жизнедеятельности пче­лы потребляют мед, в результате чего выделяют так назы­ваемую метаболическую воду. Потребляя 1 кг меда, пчелы выделяют около 700 г воды. Избыток воды, выделяемый пчелиной семьёй, накапливается в дупле. Часть этой влаги удаляется через леток, а часть — поглощается погранич­ным слоем трухлявой пористой древесины дупла. Посколь­ку пчелы выделяют влагу постоянно, то подпитка погранич­ного слоя влагой будет тоже идти постоянно. Следова­тельно, этот слой с накопленной в нем влагой можно рассматривать как посторонний источник влаги для дерева.

Поскольку к пограничному слою примыкает живая дре­весина заболони с открытыми концами (перфорациями), а также с боковыми порами сосудов и трахей, то через них влага из пограничного слоя (постороннего источника) будет засасываться в проводящую систему дерева и в нем использоваться по назначению (рис. 3.5).

Образование влаги в виде воды из влажного теплого воздуха клуба происходит в ситовине, примыкающей не­посредственно к гнезду, за счет разности температур At°.

Имеется в виду то, что температура выходящего из клуба воздуха всегда положительна (в районе 10 °С), а темпера­тура заболони зимой будет ниже этой температуры. В та­ком случае влага, которую самопроизвольно всасывает сита по причине своей пористой структуры, по мере приближе­ния к заболони в какой-то момент переходит температуру точки росы и начинает конденсироваться внутри ситови­ны, превращаясь в воду. Но все же основное количе­ство влаги из отработанного теплого воздуха клуба об­разуется при его соприкосновении с холодной массой воздуха в нижней части дупла ниже гнезда. Влага, выпа­дающая при этом в виде росы или инея, будет впиты­ваться ситовиной (роса) или оседать в нижней части дуп­ла в виде наледи (иней). В первом случае влага будет уда­ляться проводящей системой дерева, кода она работает, а при очень низких температурах (экзогенный покой) этавлага будет также превращаться в лед и там (внизу) со­храняться до первых потеплений.

Для удобства дальнейших рассуждений назовем пред­ложенный механизм удаления влаги так: «удаление влаги проводящей системой».

С действием механизма удаления влаги проводящей си­стемой мы встречаемся довольно часто в быту. Например, таким образом идет потребление воды срезанными цвета­ми или черенками винограда, которые мы ставим в воду на проращивание. Ну а уж полная аналогия будет при посадке срезанного черенка винограда, черной смородины, малины и др. в землю. В этом случае до образования корней (а это довольно продолжительный процесс) черенки будут по­треблять (удалять) воду прямо из влажной земли за счет действия механизма удаления влаги проводящей системой.

Подобный механизм поглощения влаги существует и в неорганическом мире. Так, например, такие осушители, как цеолит, силикагель, поглощают влагу непосредственно из воздуха, даже минуя превращение влаги в жидкую фазу воды.

Подводя итог сказанному выше, можно сделать вывод о том, что живое дерево на протяжении вегетационного периода является постоянным потребителем и регулято­ром влаги в дупле, заселенном пчелами.

А как же будут обстоять дела зимой, когда деревья ли­ственных пород, в дуплах которых в основном и селятся пчелы, сбрасывают листву и переходят в состояние покоя? Оказывается, в живой древесине даже в состоянии глубо­кого зимнего покоя обменные процессы полностью не пре­кращаются, они только замедляются. Это объясняется тем, что при низких и отрицательных температурах в живой дре­весине должна сохраняться нормальная структура клетки. Проще говоря, живая клетка не должна замерзнуть, а для этого обменные процессы в древесине не должны прекра­щаться ни на минуту. Кроме того, в состоянии зимнего покоя в дереве постоянно происходит кутикулярная транспирация влаги с поверхности сбросивших листву веток и с поверхности ствола. И хотя интенсивность ее в 10—20 раз ниже листовой транспирации, все же объем испаренной вла­ги в состоянии зимнего покоя у деревьев лиственных пород может составить до 10—30 л в сутки. Увеличению зимней транспирации способствует низкая влажность морозной зим­ней атмосферы, а также иссушающее действие зимних ветров.

Помимо этих двух факторов, надо еще иметь в виду и то, что для сохранения своей жизнедеятельности живые клетки должны постоянно дышать. Под дыханием при этом подразумевается внутриклеточный процесс окисления орга­нических веществ. Дыхание есть неотъемлемое свойство, которое присуще всем живым организмам, тканям и клет­кам. Главным материалом для дыхания древесной клетки есть глюкоза. Во время дыхания в результате расщепле­ния глюкозы, кроме углекислого газа и воды, выделяется 2867 кДж/моль (686 ккал/моль) энергии (Лесная энцикло­педия, 1986). Эта энергия по большей части сохраняется в дереве в форме высокоэнергетических химических соеди­нений, но часть освобождаемой энергии при этом выделя­ется в виде тепла. Таким образом, можно утверждать, что дерево в процессе своей жизнедеятельности как бы себя «подогревает». Зимой этот фактор благотворно влияет на процесс зимовки пчел в дупле.

Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что в состоянии глубокого зимнего покоя в сбросивших листву деревьях обменные процессы в интересах обеспечения жизнедеятельности дерева хотя и замедляются, но пол­ностью не прекращаются.

В соответствии с разработанной мною моделью функ­ционирования живого дерева в зимнее время (см. прило­жение 1), проводящая система дерева продолжает выпол­нять свои функции осушения дупла с зимующим клубом пчел и в состоянии глубокого зимнего покоя при наступлении отрицательных температур. Однако в случае наступления продолжительного периода низких температур (ниже —15— 20 °С) дерево переходит в состояние вынужденного (экзо­генного) покоя, при котором сокодвижение в стволе и вет­вях прекращается. Чаще всего начало периода экзогенного покоя (в случае его наступления) приходится на декабрь— январь. Возобновление нормального сокодвижения в де­реве в дальнейшем будет происходить в периоды продол­жительных потеплений или же с началом весеннего сокод­вижения в феврале-марте.

Таким образом, максимальная продолжительность пе­риода вынужденного покоя в зависимости от географичес­кой широты может составлять в холодные зимы не более 1—3 месяцев. В южных широтах европейской части и в бо­лее северных широтах при мягкой зиме период экзогенного покоя может и вовсе не наступать. С точки зрения физиоло­гической, для обеспечения нормальной жизнедеятельности дерева этот период (в отличие от периода органического покоя) не является обязательным. Просто под воздействи­ем низких отрицательных температур дерево вынужденно переходит в это состояние, хотя прекрасно может обхо­диться без периода экзогенного покоя в своем жизненном цикле.

А коль скоро этот период наступил, функционирование проводящей системы дерева в это время будет носить ог­раниченный характер и отвод влаги из дупла проводящей системой существенно уменьшится, а в отдельные перио­ды и вовсе прекратится. В основном в этот период влага из клуба при охлаждении отработанного воздуха будет оседать в нижнюю часть дупла, и накапливаться там, в трухлявой пористой ситовине. Поскольку плотность ситови­ны в 2—2,5 раза ниже, чем у живой древесины, а водопоглощение и водопроницаемость выше (Уголев Б.Н., 1991), то в нижней незапрополисованной части дупла временно может аккумулироваться значительное количество влаги.

Если даже предположить, что в это время влага из дупла не будет удаляться другими путями, то все равно в нижней части дупла вся выдыхаемая пчелами влага (а это прибли­зительно по 1 кг влаги за каждый зимний месяц) сможет полностью разместиться в ситовине в виде сконденсиро­ванной воды, инея или льда. При этом содержащаяся в нижней холодной части дупла влага находится за предела­ми теплой обитаемой части и по этой причине не оказывает никаких вредных воздействий на зимний клуб. Однако при этом еще какая-то часть влаги будет удаляться из дупла вместе с отработанным воздухом при вентилировании пче­лами гнездовой полости в активной фазе воздухообмена. Об этом более подробно поговорим чуть ниже.

Следует заметить, что в естественных- условиях законы живой природы в это тяжелое для пчел время все же «по­могают», как говорится, чем могут. Известно, что, в соот­ветствии с законами физики, при конденсации или замер­зании влаги выделяется тепло. Так вот, при осуществлении этого процесса в нижней части дупла выделяемое «сухое» тепло за счет явления конвекции будет подниматься вверх к гнезду и подогревать клуб.

Следует обратить внимание и на такую особенность влагообменных процессов в дупле. Хорошо известно, что в теплые зимы пчелы, находящиеся в ульях, зимуют хуже, чем в холодные. Это связано прежде всего с наличием повышенной наружной и внутриульевой влажности. Что же касается дупла, то в теплые зимы в дереве период вынуж­денного покоя не наступает, и сокодвижение в нем будет осуществляться постоянно. Следовательно, на всем протя­жении периода сложной зимовки в теплую зиму механизм поглощения влаги проводящей системой дерева будет по­стоянно отбирать из гнезда лишнюю влагу и максимально облегчать зимовку пчелам в дупле. В холодные зимы с началом создания в атмосфере условий для возобновле­ния сокодвижения влага из ситовины будет удаляться проводящей системой дерева в первую очередь. Это объяс­няется тем, что, ввиду большой тепловой инерции почвенного слоя, корневое сокодвижение всегда будет возобновлять­ся с задержкой по отношению к готовности дерева прини­мать влагу.

В летнее время, когда семья ведет активную жизнедея­тельность, проблема удаления излишней влаги из дупла не является столь актуальной, как зимой. В этот период се­мья имеет возможность в полную силу использовать пчел-вентилировщиц для активной вентиляции гнезда. Помимо этого, как было сказано выше, удаление излишней влаги будет происходить также и за счет действия механизма удаления влаги проводящей системой живого дерева.

P.S. Когда я уже полностью закончил написание этого подраздела, мне удалось раздобыть подшивку журналов «Пчеловодство» за 1982 год, которую я раньше не читал, где в № 7 в статье «О вентиляции в ульях и зимовниках» Таранов Г.Ф. писал: «В дупле... пчелы тщательно замазы­вают прополисом потолок, а в летке оставляют небольшое отверстие. В таких условиях не может проходить вентиля­ция, достаточная для удаления водяных паров. В процесс удаления излишка воды включается само дерево. В дупле живого дерева в течение всей зимы жидкости протекают по сосудам снизу вверх. Даже во время морозов идет ток жидкости, хотя и замедленный. Пчелы пропитывают пропо­лисом, непроницаемым для водяных паров, только пото­лок своего естественного жилья, оставляя открытыми бо­ковые стенки дупла. Водяные пары проникают через них в сосуды дерева и уносятся в крону. Происходит медленное удаление воды. К тому же влага удаляется с углекислым газом, который оседает вниз дупла».

Мне кажется, что это высказывание из прошлого века лишний раз подтвердило обоснованность версии влагообменных процессов, о которой мы говорили выше.