Пчелиную семью природа снабдила совершенным механизмом терморегуляции. Благодаря этому пчёлы выживают в очень широких диапазонах температуры внешней среды – от – 50 до + 450С. Сказывается высокая степень адаптации к условиям обитания. Как известно, уровень её совершенства у организма тем выше, чем древнее данная адаптация, а пчелиная семья – это древнейшее сообщество насекомых. По данным палеонтологии, пчёлы существовали на земле уже 40 миллионов лет назад; человечество существует на Земле около миллиона лет.
Температурные границы зон активности для каждого вида насекомых не являются неизмен-ными, а смещаются в зависимости от изменения температурного режима в данной местности и в данное время. В естественных условиях в период зимовки у медоносных пчёл высшая активность проявляется в процессе терморегуляции в толще корки клуба (интенсивное их передвижение и теплопродукция) при температуре 7-150С, а летом (наиболее активный лёт пчёл) – при температуре воздуха 16-250С. Следовательно, у рабочих особей отмечается сезонное смещение температуры в среднем на 100С для проявления оптимума высшей активности, несмотря на то, что зимний клуб стремится поддерживать постоянную температуру на своей поверхности. Однако в разных зонах клуба она различна. Температура холодового оцепенения пчёл, находящихся в корке, ниже, чем у особей ядра, расположенных в зоне более высоких температур, что сказывается на размещении и поведении основных групп насекомых и терморегуляции зимнего клуба.
Смещение температурных границ зон активности у различных видов насекомых и животных под влиянием температуры содержания является показателем способности к быстрой адаптации к изменениям термического режима среды. Тем не менее, скорость смещения и обратимости реакций у них различна и колеблется от двух часов у иксодовых клещей до двух-трёх недель у рыб, что зависит от изменяющихся условий среды, при которых происходило эволюционное развитие вида, а также индивидуальное развитие отдельных его особей. Чем устойчивее был в этот период температурный режим, тем медленнее будет проходить процесс индивидуальной адаптации. Медоносные пчёлы обитали в дуплах деревьев, условия которых обеспечивали устойчивый температурный режим, поэтому процесс индивидуальной адаптации у пчёл довольно замедлен.
При формировании клуба размещение в нём насекомых определяется температурой их хо-лодового оцепенения, происшедшего в их организме под воздействием окружающей среды. Поэтому его корку составляют, как правило, лётные и молодые особи с сильно развитым жировым телом.
Таким образом, сезонное смещение температурных границ зон активности в зимнем клубе медоносных пчёл оказывает основное влияние на:
1. Структуру, размещение, перераспределение и уровень физиологической активности насекомых в ядре и корке клуба (в корке выше, чем в ядре).
2. Смещение температурного холодового оцепенения пчёл в структурных частях клуба и ограничение их хаотического перемещения из ядра в корку и наоборот.
3. Уровень теплопродукции особей и распределение тепла в структурных частях клуба (в корке выделяется тепла больше, и она обогревает себя, а частично и пчёл ядра, но не наоборот).
4. Стабильность и механизм терморегуляции зимнего клуба, и ход зимовки, особенно в новых специфичных для них температурных условиях среды обитания – с большей продолжительностью, амплитудой и частотой колебаний низких температур, например зимовка пчёл в холодных ульях, не обеспечивающих условий, присущих дуплу в дереве.
Практика зимовки пчёл разных пород в местностях с продолжительными и суровыми зимами показывает, что в таких семьях первый подмор состоит из особей, которые при своевременном обогреве оживают и могут жить в семье.
Следовательно, можно считать, что зимний подмор в семьях образуется в значительной степени из тех насекомых, которые случайно оторвались от клуба, упали на дно и застыли. При этом наибольшая среднесуточная осыпь наблюдается в первые два месяца зимовки – в период наибольшего сжатия клуба, когда происходит беспрерывное наращивание корки за счёт особей ядра. Это можно объяснить разными величинами смещения температурных границ зон активно-сти и температуры холодового оцепенения насекомых в ядре и корке клуба под воздействием внутриклубовой температуры и более замедленной скоростью адаптации к её снижению у пчёл ядра, переходящих в корку и участвующих в физических механизмах терморегуляции (изменении её толщины и плотности, объёма и поверхности) зимнего клуба по сравнению со скоростью падения температуры воздуха, окружающего клуб, под воздействием внешней среды. Поэтому отрыв оцепеневших пчёл от клуба будет происходить до тех пор, пока в процессе терморегуляции корка будет пополняться особями ядра, а их число определяться величиной разницы между скоростью адаптации насекомых ядра, перешедших в корку, и скоростью падения температуры в гнезде, особенно в диапазоне отрицательных температур. Осыпь во второй половине зимовки составляют преимущественно пчёлы, погибшие от физиологического перенапряжения и износа, с повышенной каловой нагрузкой из-за нарушения температурного режима в гнезде. В дальнейшем это приводит к нарушению стабильности терморегуляции клуба, увеличивает расход корма и износ особей и служит важным показателем качества зимовки семей и пригодности ульев.
Известно, что температура в центральной части зимнего клуба пчёл при постоянной температуре в зимовнике, а также при значительных её перепадах колеблется в пределах от нескольких десятых долей градуса до 20С в сутки. Такие же колебания и в тех же пределах наблюдаются летом в центральной части гнезда. По данным опытов семьи, зимовавшие в зимовниках при температуре от 1 до 30С, имели подмора на 22-40% и расход корма на 23-24% меньше, содержание белка в теле пчёл за зиму снижалось в 3,3 раза в сравнении с насекомыми в семьях, зимовавших в условиях резких изменений температуры от 7 до – 70С. Повышенный расход белка – результат большого напряжения пчёл в зимовниках с резко колеблющимся температурным режимом.
Таким образом, скорость изменения температурного режима центральной части зимнего клуба и гнезда семьи в пределах 1-20С в сутки обусловлена и определяется скоростью смещения и обратимости реакций организма насекомых и носит наследственный характер. Следовательно, скорость адаптации отдельных особей к изменениям термического режима гнезда и среды, а также смещение температуры их холодового оцепенения находится в пределах 1-20С в сутки. Отсюда следует, что сезонное смещение температурных границ зон активности на 100С происходит в среднем в течение 10 суток, в то время как для получения заметного смещения температуры холодового оцепенения с 10 до 70С пчёлам ядра при переходе в корку необходимо в среднем около трёх суток пребывания в новых температурных условиях.
Исследованиями Еськова на семьях силой 15-20 тыс. особей пчёл установлено, что при тем-пературе в улье зимой от 5 до 90С зимний клуб пчёл среднерусской породы тратит наименьшее количество энергии и находится в относительно пассивном состоянии. Отклонение за пределы указанных величин приводит к увеличению энергетических затрат и расходу корма, что является одной из ответных реакций на нарушение оптимального терморежима гнезда.
Таким образом, комфортный диапазон температур зимнего клуба находится в пределах от 5 до 90С для северных пород и от 4 до 60С – для южных. Два вышеуказанных оптимальных режима объясняются различной адаптированностью пород к определённым экологическим условиям (среде обитания и климату). При равной силе семей внутри клуба у северных пчёл содержится больше углекислого газа и меньше кислорода, чем у южных. Например, в семьях массой около 2 кг среднерусских пчёл – 3,56%, кавказских – 1,73% углекислоты. Следовательно, при одинаковой температуре среды и силе семей уровень активности насекомых и обменных процессов в их организме будет выше у южных пород, чем у северных. Поэтому комфортный диапазон температур смещён у них в сторону понижения.
Высокая и стабильная температура в пределах комфортного диапазона, поддерживаемая в клубе, зависит также от количества насекомых в клубе, их физиологического состояния и разме-щения кормов. Так, например, в центральной зоне клуба сильных семей она бывает 15-200С, у слабых этот показатель выше и подвержен большим колебаниям при прочих равных условиях. Это объясняется тем, что отношение поверхности теплоотдачи клуба к единице массы пчёл в сильных семьях меньше, чем в слабых.
Активность особей влияет на размер зоны клуба с высокой температурой.
Перемещение клуба, связанное с потреблением кормов, размещённых в вертикальной плоскости, не изменяет температурного режима клуба. В некоторых же случаях, когда имеется небольшой разрыв между кормовыми рамками, наблюдается быстрое повышение температуры в верхней части на периферии клуба, значительное возбуждение пчёл и затем их перемещение, что нарушает стабильность температуры в клубе.
Движение их вдоль улочек дестабилизирует обстановку на длительное время, особенно переход в соседние улочки с кормом. Последнее связано с повышенным возбуждением особей при освоении холодных участков корма, перемещением теплового центра, перераспределением пчёл в улочках, что неизбежно приводит к частичной их гибели в результате осыпи. Способность к терморегуляции равных по силе семей может существенно различаться (как и продуктивность),что связано с наследственностью и физиологическим состоянием пчёл клуба. Например, при изменении внешней температуры с 2 до 140С в неинбридных (инбридинг – близкородственное скрещивание) семьях она изменялась в зоне расплода в пределах 34-350С, а в инбридных – 32-34,50С. Это объясняется снижением жизнеспособности последних в связи с уменьшением генетической изменчивости из-за близкородственного разведения, что необходимо учитывать пчеловодам при усилении и объединении семей на зиму.
Во второй половине зимовки, когда семья активизируется и приступает к выращиванию рас-плода, в тепловом центре (зоне расплода) поддерживается высокая стабильная температура независимо от резких колебаний низких температур внешней среды: для сильных семей это 34,5-35,50С, для слабых – 32-33,50С. В этот период терморегуляция клуба подчинена двум постоянным: стабильной температуре в зоне расплода и на поверхности клуба. При этом часть “резервных” особей активизируется, повышается их энергетический уровень в зоне расплода – возрастают теплопродукция насекомых и теплоотдача клуба, которые оптимизируются изменением объёма и площади поверхности, а также толщины, плотности и температуры корки и интенсивности обмена веществ особей, её составляющих. В этот период в клубе возникает и действует активная вентиляция, вызванная возрастающей потребностью расплода в кислороде и появляющимся избытком тепла в его зоне при резких изменениях температуры внешней среды весной.
Расплод выделяет тепло, образующееся в процессе метаболизма, происходящего в организме каждой личинки (куколки), но его количество, в свою очередь зависит от температуры в зоне расплода: понижается температура – снижается клеточный метаболизм и наоборот. То есть, несмотря на то, что расплод выделяет тепло и оказывает некоторое влияние на терморегуляцию, тем не менее, он не может считаться одним из её механизмов.
Если наступает потепление и снижается теплоотдача, клуб для сохранения стабильной тем-пературы в зоне расплода снижает общий уровень теплопродукции пчёл, расширяется в объёме, интенсивно вентилирует внутриклубовое пространство, а при достижении в гнезде и на его поверхности 13,90С – распадается. В этот период должна быть усилена вентиляция при сохранении тепла.
Таким образом, зимний клуб способен успешнее защищаться от холода, чем от перегрева, но это связано с повышенным потреблением корма и расходом энергии пчёл, а при продолжи-тельной зимовке ограничено малым “энергоресурсом” и объёмом заднего отдела кишечника насекомых клуба. Поэтому в климатических условиях с продолжительными и суровыми зимами наряду с количеством и качеством пчёл и кормов особое значение приобретает поведенческий механизм терморегуляции семьи. Поэтому рой ищет укрытия в дуплах деревьев, а не поселяется в ульях. Согласно законам термодинамики пчелиное дупло не только теплее современного улья, но и обладает свойством сохранять задаваемую клубом температуру гнезда и обеспечивать его надёжную бессквознячную вентиляцию в период зимовки (тепловая ловушка). Поскольку терморегуляция непосредственно связана с регуляцией обменных процессов в организме пчёл и теплогазовлагообменом в клубе и гнезде, жилище должно позволять клубу управлять микроклиматом гнезда. Такими свойствами обладает кондиционер с обратной связью. Природа предоставила пчёлам такой естественный кондиционер в виде пчелиного дупла дерева.
Следует отметить также, что зимовка пчёл на воле без укрытия снегом является естествен-ным условием их существования. Это закаливающая процедура, частично раздвигающая температурные рамки существования насекомых, которые, приспособившись, легче переносят холод, причём в дальнейшем повышаются их работоспособность и продуктивность.
Необходимо отметить, что высокая способность пчёл к терморегуляции, возникшая в ходе эволюции и обусловленная вариабельностью силы и качества семей, генетической изменчиво-стью их особей, параметров и теплофизических свойств пчелиных дупел и климатических условий (особенно температурных) способствовала появлению у пчеловодов иллюзий о неограниченных возможностях зимнего клуба к терморегуляции и второстепенной роли жилища пчёл.
Следует учесть, что зимний клуб пчелиной семьи обладает совершенным единым комплек-сом механизмов терморегуляции – биологических, физических и поведенческих, обеспечивающих хорошую зимовку на воле. Причём изменение в широких пределах интенсивности теплопродуцирования и обмена веществ пчёл ограничено объёмом заднего отдела кишечника и “энергоресурсом” особей зимнего клуба, а изменение объёма и площади поверхности клуба, толщины и плотности его корки ограничено определённым перепадом температур окружающей среды. Поведенческий механизм терморегуляции, проявляющийся в заблаговременном выборе роем жилища в дупле, – один из самых совершенных. В период осенне-зимнего покоя главным производителем и регулятором тепла в клубе являются особи корки – их теплопродукция, уровень обмена веществ в организме выше, чем у “резервных” особей, размещённых в ячейках сотов в ядре. Это очень важная биологическая особенность семьи, обеспечивающая выживание и существование вида.
Сезонный сдвиг температурной границы зон активности у медоносных пчёл составляет около
100С, и их адаптация при этом длится около десяти суток. Стойкое смещение температуры холодового оцепенения особей в корке клуба требует для процесса адаптации около трёх суток, что является основной причиной появления зимнего подмора в первые два месяца зимовки в стандартных ульях.
Диапазон от 5 до 90С и от 4 до 60С для северных и южных пород соответственно с суточным колебанием 1-20С следует считать комфортным. Пчелиное дупло обеспечивает эти условия.
Улей должен быть наиболее близкой моделью дупла, главным образом в теплофизическом отношении, позволяющем семье, особенно зимой, управлять микроклиматом гнезда в зоне клу-ба, и в первую очередь главным его фактором – комфортной температурой. Зимнее гнездо пчёл должно иметь герметичный потолок и стенки для образования тепловой ловушки (сохранения тепла) и достаточное подрамочное пространство с устройством, обеспечивающим надёжную его ветиляцию и сохранение тепла. (А.Ф.Семененко, “Пчеловодство” №№ 1,2 1989 г.)
У нас Вы можете купить ульи Дадана или Рута
