Печать

3.1.3 МИКРОКЛИМАТ ПЧЕЛИНОГО ЖИЛИЩА В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

Наибольшее количество пчелиных семей в настоящее время живут в ульях. Видимо, по этой причине большин­ство исследований ученых посвящено изучению жизни пчел в ульях. Это в полной мере относится и к исследованию микроклимата. Основные работы в этой области принадлежат Е.К. Еськову, хотя и другие исследователи, в частности Т.С. Жданова, М.В. Жеребкин, Г.Ф. Таранов, А.Д. Комиссар, не оставляли этот вопрос без внимания.

Опираясь на эти работы, рассмотрим, какой микроклимат устанавливается в пчелином жилище в зимний период, или, как его еще называют, пассивный период жизни пчелиной семьи.

Основными факторами, определяющими микроклимат, являются температурный режим, влажностный режим (гиг­рорежим) и газовый режим. О них и пойдет речь дальше.

► Температурный режим пчелиного жилища в зимний период

Температура относится к числу основных факторов, ограничивающих ареал распространения пчел. Сезонные и су­точные колебания температуры и потребности пчел в определенном терморежиме формировали у них в процессе эволюции совершенные механизмы терморегулирования. Терморегуляция основана на использовании комплекса сложных, наследственно закрепленных поведенческих актов. Выражаются они в четком взаимодействии больших групп пчел, что предохраняет или снижает отрицательное влияние действующего на семью неблагоприятного термофактора. Большую роль в механизме терморегуляции играют индивидуальные особенности рабочих особей, обладающих высокочувствительными терморецепторами, а также способности пчел в сотни раз изменять интенсивность обменных процессов (Еськов Е.К., 1991).

Механизм терморегуляции основан на управлении процессами производства тепла и теплоотдачи как отдельными особями, так и группой (клубом) пчел. Источником тепловой энергии в пчелином гнезде является потребляемый пчелами мед, а непосредственными производителями тепла — составляющие зимний клуб пчелы за счет их мышечной деятельности. Отдача тепла телом пчелы осуществляется в основном через механизмы теплопроводности, конвекции, излучения, а также испарения. Эффективность отдачи тепла, происходящей в результате действия комплекса этих процессов, зависит от разности температур между покровами тела пчелы и окружающей средой. Существенное влияние на интенсивность отдачи тепла оказывают скорость воздушного потока и его влажность: увеличение скорости движения воздуха и понижение его влажности ускоряют теплоотдачу тела пчелы. К сопутствующей форме охлаждения относятся теплопотери, связанные с испарением пчелой так называемой метаболической (возникающей за счет внутренних обменных процессов) воды, которая удаляется из организма пчелы через дыхательную систему. Поэтому чем интенсивнее обмен веществ, тем больше при одном и том же состоянии условий окружающей среды потери метаболической воды и соответственно охлаждение пчелы. Однако доля теплоотдачи за счет испарения метаболической воды в общем комплексе теплоотдачи пчелы относительно невелика (около 10%), Еськов Е. К. (1991).

С началом формирования зимнего клуба «включается» групповой защитный механизм терморегулирования, направ­ленный на максимальную компенсацию негативного воздействия неблагоприятных условий внешней среды и снижение затрат энергии каждой особью. Обычно осенью клуб начинает формироваться напротив летка в передней части улья на нижних половинах рамок. При этом пчелы располагаются преимущественно на пустых ячейках. Потребление меда сти­мулирует пчел перемещаться вверх, а затем — и по направлению к задней стенке. В жилище с большими запасами меда в длинных вертикальных сотах, например, в дупле или улье на узковысокую рамку, пчелы мигрируют вдоль передней стенки.

Перемещение пчел в верхнюю часть гнезда связано также с их стремлением занять наиболее теплую часть жилища. Действительно, в сильные морозы большая часть пчел, зимующих в ульях под открытым небом, располагается в верхних частях сотов. В то же время в ульях с электрическими подогревателями, расположенными в подрамоч-ном пространстве, центр локализации пчел бывает смещен к нижней части сотов. В таких ульях перемещение пчел вверх происходит при потеплениях и к весне.

Распределение температур в жилище зимующих пчел зависит от их размещения на сотах. В то время, когда в гнезде отсутствует расплод, наиболее высокая температура бывает в межрамочных пространствах, где находится наибольшее количество пчел. В самой теплой зоне, тепловом центре, минимальная температура находится на уровне 24— 28 °С. Разогрев теплового центра происходит в зависимости от количества пчел в гнезде, их физиологического состояния, уровня активности и внешней температуры. Обычно чем активнее пчёлы, тем больше зона с высокой температурой. Активизация зимующих пчел может быть вызвана появившимися в ходе зимовки патологическими явлениями, нападением врагов и грабителей, появлением расплода, а также физическими факторами: внешней температурой, освещенностью, влажностью, скоростью воздухообмена между внутригнездовым пространством и внешней средой, концентрацией углекислого газа. От центра зимнего клуба к периферии температура постепенно снижается. Однако интенсивность понижения температуры неодинакова в различных зонах гнезда. Наименьшее понижение температуры происходит от центра к верхней части пространства, занятого пчелами. Наиболее резкий спад температуры идет в направлении к нижней части гнезда и задней стенке, где наблюдается минимальная температура. В различных зонах на периферии гнезда температура может довольно долго сохраняться на одном уровне, особенно если пчелы зимуют в помещениях при постоянной температуре.

По мере потребления корма происходит перемещение пчелиного клуба и связанное с этим изменение температуры в различных зонах пчелиного жилища. При этом перемещение зимнего клуба может происходить не только в вертикальной плоскости (что естественно для зимующих пчел), но ив горизонтальной. Особенно неестественным является перемещение клуба в плоскости поперек рамок. Как правило, причиной этого перемещения, связанного со значительными затратами энергии, служит недостаток корма на пути перемещения пчел. Если его запасы находятся в области боковых рамок, то возможно разделение клуба на две части. Во многих случаях это заканчивается гибелью, по меньшей мере, одной из них. Поэтому при сборке гнезда на зиму надо следить за тем, чтобы кормовые запасы были размещены в улье компактно.

Из всего сказанного следует, что температурный режим пчелиного жилища в зимний период зависит от множества факторов: способа зимовки, силы семьи, наличия кормов и размещения их в гнезде, состояния семьи, ее активности, продолжительности зимовки, появления расплода и др. В связи с тем, что большинство этих факторов не зависит друг от друга и часто носит случайный во времени характер, температурный режим конкретного пчелиного жилища можно тоже считать в известном смысле случайным. Поэтому следует понимать, что часто встречающее в литературе описание температурного режима гнезда при помощи так называемой температурной карты является лишь одной реализацией случайного процесса температурного режима этого гнезда. Тем не менее, даже по одной реализации можно получить представление о самом процессе, достаточное для понимания его сути.

В качестве примера приводим несколько температурных карт, полученных Т.С. Ждановой (1967) в натурном эксперименте.

На рис. 3.16 приведены распределения температур в улье на рамку Дадана осенью при образовании зимнего клуба. Измерения проводились утром при внешней температуре +6 °С. Ночью были отрицательные температуры, поэтому в улье зафиксирована температура +5 °С ниже текущей внешней температуры. Граница расположения клуба — изотерма + 10 °С. Клуб располагался в передней части улья. Наивысшая температура внутри клуба составляет +32,8 °С.

Внутри улья гнездо пчел было выделено двумя заставными досками и сильно утеплено и с верху и с боков.

На рис. 3.17 приведены распределения температур в центральной улочке того же улья, но в конце ноября при внеш­ней температуре —20 °С, ночью мороз доходил до —31 °С.

Тепловые карты дают представление о распределении температур внутри улья. Однако для увеличения наглядности я сделал обработку этих тепловых .карт следующим образом. Произвел условные сечения (0, 1, 2 ...) рамки по высоте. На каждом условном сечении определил среднюю горизонтальную температуру по следующей методике: находил сумму температур всех пересекающих это сечение изотерм и делил эту сумму температур на количество изотерм. Например, условное сечение 6 пересекают четыре изотермы 7; 7; 6 и 5 "С. Тогда t°Cp= (7 + 7 + 6 + 5) / 4 = 6,2 "С. Затем эти средние температуры изобразил на условных сечениях, которые привязал к месту расположения рамки в улье между полом и потолком (рис. 3.18, 3.19).

Эти рисунки хорошо иллюстрируют утверждение Т.С. Ждановой (1967) о том, что «...гнездовая полость как бы расслаивается на две зоны, теплую и холодную, между которыми нет теплообмена».

Поясняя, почему между этими зонами не может быть конвекционного теплообмена, она говорит: «... нижняя зона не обогревается клубом, как не обогревалась бы и нижняя половина комнаты, в которой обогреватель расположен вверху».

Используя идеи Т.С. Ждановой о наличии теплой и холодной зон и об отсутствии между ними конвекционного теплообмена, я разработал систему вентиляции через низ улья, которая исключает перемещение воздушных потоков вокруг клуба и его охлаждение о которой мы уже подробно говорили.

Из приведенных рисунков также видно, что при похолоданиях граница раздела теплой и холодной зон поднялась над полом. Это связано прежде всего с уменьшением размеров клуба при понижении внешних температур. Следовательно, можно считать, что условная граница раздела теплой и холодной зон проходит по нижней кромке клуба. Рассмотренный фактический материал, полученный в натурном эксперименте, подтверждает и сделанное раньше предположение о том, что температура около внутренних стенок улья незначительно отличается от внешней. Находит подтверждение также и предположение о том, что клуб защищен «тепловой сорочкой» всего в несколько сантиметров, которая фактически не способна защитить его от воздействия низких температур. Особенно хорошо это видно на рис. 3.17, где граница перехода к отрицательным температурам (изотерма 0°С) находится буквально в нескольких сантиметрах от клуба (изотерма 10°С).

Поэтому при зимовке на улице или в неотапливаемых помещениях на протяжении длительного периода на пчел эудут воздействовать низкие температуры. Как показали эпыты Е.К. Еськова (1983), длительное воздействие низких температур на пчел, находящихся в состоянии пониженной жизнедеятельности, приводит к уменьшению потенци­альной жизнестойкости пчел и, как следствие, к сокращению продолжительности их жизни. Отсюда очевидна необходимость предохранения пчелиных семей от воздействия низких температур на протяжении всего периода пониженной жизнедеятельности пчел во время зимовки. Достичь этого можно, проводя зимовку в заглубленных омшаниках или используя современные технологии зимовки, связанные с электрообогревом. В известной мере защитить пчел от воздействия низких температур также можно, закрывая ульи слоем снега не менее 0,3—0,5 м там, где это возможно.

Краткое содержание вопроса (выводы)

  1. Температурный режим пчелиного жилища в зимний период зависит от множества внутриульевых и внешних факторов, которые часто носят случайный характер. При этом основными факторами, определяющими температурный режим, являются сила семьи, ее состояние и внешние температурные факторы.
  2. Внутри клуба зимующих пчел минимальная температура поддерживается не ниже 24—28 °С, а непосредственно на поверхности клуба 6—10 °С. В нескольких сантиметрах от корки клуба и во всем внутриульевом пространстве температура мало отличается от внешней. Эти отличия особенно незначительны в нижней части гнезда и у задней стенки.
  3. Распределение температур зимнего гнезда в вертикальной плоскости позволяет сделать вывод о том, что гнездовая полость как бы расслаивается на две зоны — теплую вверху и холодную внизу, между которыми нет конвекционного теплообмена.
  4. На протяжении всего периода пониженной жизнедеятельности пчел во время зимовки надо стремиться предохранить их от воздействия низких температур. Невыполнение этой рекомендации приводит к сокращению продолжительности жизни пчел.