А теперь детализируем некоторые элементы предложен­ной схемы вентиляции. На зимовку в улье оставляют на 2—3 рамки меньше того количества рамок, на которое он рассчитан. Это свободное пространство будет использовано для размещения застав­ных досок и для создания боковых «карманов». Заставные доски с внешней стороны хорошо утепляют пенопластом или другим синтетическим утеплителем. clip_image145 Надо иметь в виду, что пчелы сильно грызут пенопласт, поэтому его надо зак­рывать со всех сторон любым плотным материалом. Для плотного прилегания заставных досок к передней и задней стенкам необходимо на вертикальных концах этих досок прибить или приклеить без щелей плотный гибкий материал (брезент из пожарных шлангов, резину и пр.). Полоска это­го материала должна с запасом перекрывать свободное про­странство между стенкой и доской (рис. 3.15). clip_image147 Желательно такую заставную доску покрыть мягким теп­лоизолирующим материалом, имеющим с одной или двух сторон зеркальную пленку (такой материал используется для теплоизоляции полов в квартирах), который можно купить в магазине стройматериалов. Помимо теплоизоля­ции, зеркальная пленка этого материала будет отражать излучаемое зимним клубом тепло назад в гнездо, что об­легчит пчелам задачу поддержания необходимой темпера­туры в клубе и, следовательно, уменьшит потребление ими меда. Для исключения задувания клуба холодным воздухом вентилируемая горизонтальная плоскость «леток — венти­ляционная щель» должна быть расположена по возможно­сти дальше от нижней кромки клуба. Это возможно сде­лать только при достаточном подрамочном пространстве или при постановке под гнездовой корпус пустого магази­на (что предпочтительнее). Поверх рамок кладут плотный холстик, несколько сло­ев бумаги (газеты) и хорошую утеплительную подушку, лучше из синтепона. Вообще верхнее утепление и боко­вые заставные доски должны обеспечивать хорошую теп­лоизоляцию без малейших щелей (по типу дупла). Такая «герметизированная» теплоизоляция не позволяет влаге конденсироваться на элементах улья, входящих во внут­реннюю гнездовую полость. В этом контексте при орга­низации искусственного «дупла» внутри улья имеет зна­чение и теплоизоляция передней и задней стенок. При любой их толщине желательно наружное утепление этих стенок. Например, можно снаружи прикрепить листовой пенопласт толщиной 20 мм. Надо обратить внимание также и на то, чтобы верхнее утепление внутри улья не перекрывало свободный проход отработанного воздуха из боковых «карманов» к вентиля­ционным отверстиям в крыше. Возможна реализация вентиляции через низ улья и без использования боковых «карманов». Этот вариант особенно актуален для многокорпусных ульев, поскольку в этом слу­чае в корпуса можно будет ставить полный комплект ра­мок, и при этом под гнездо можно будет использовать всю площадь корпусов. Верхнее утепление в этом случае размещают так, чтобы оно надежно перекрывало всю пло­щадь корпуса вверху. Заставные доски можно не исполь­зовать вовсе. Что же касается подрамочного простран­ства, то в этом варианте также должно быть обеспечено хорошее его проветривание в горизонтальной плоскости. Для этого полностью открывают нижний леток и вентиля­ционную щель (отверстия) в задней стенке около дна. В любом варианте вентиляции для обеспечения циркуля­ции пчел в зимнем клубе надо еще при окончательной сборке гнезда во всех рамках (включая и крайние) проделать па­лочкой в районе центра медового сота 1—2 отверстия ди­аметром 8—10 мм. Подготовку улья к зимовке по изложенной методике желательно провести с таким расчетом, чтобы до после­днего облета оставалось не менее 2—3 недель. За это вре­мя пчелы запрополисуют все щели и наведут порядок в гнезде. Опыт использования предложенного способа зимней вен­тиляции через низ улья показывает, что если все сделано в соответствии с приведенными рекомендациями, то резуль­таты зимовки хорошо подготовленных и здоровых семей очень высокие. Мне, по крайней мере, не известен ни один случай отхода семей за зимовку у всех тех пчеловодов, кто этим способом пользовался. Краткое содержание вопроса (выводы) 1. Улей, изготовленный из сухой товарной древесины, летом в период активной деятельности пчел обес­печивает приемлемые условия обитания для пчели­ной семьи. 2. В зимний период, особенно во второй его полови­не, когда древесина улья насыщается водой до пре­дела, внутри улья создаются неудовлетворительные условия обитания для семьи. Основной причиной создания таких условий является повышение внутриульевой влажности выше критической отметки из-за плохой вентиляции в улье. Это, в свою очередь, связано с тем, что товарная древесина, в отличие от живого дерева, не может быть постоянным по­требителем влаги, выделяемой пчелами. Древесина улья после полного ее насыщения перестает принимать влагу из гнезда. 3. Принципиальным отличием любых конструкций ульев от дупла является то, что все ульи изготов­лены из сухой товарной («мертвой») древесины, а дупло всегда находится в живом дереве, кото­рое, постоянно взаимодействуя с пчелиным гнез­дом, создает для пчел благоприятный микроклимат в гнездовой полости на протяжении всего года. 4. Вторым отличием улья от дупла является то, что в стандартном улье клуб располагается в непосред­ственной близости от летка, и поэтому он всегда находится в окружении холодного наружного воз­духа. В типичном дупле зимний клуб находится, как правило, выше летка в верхней его части, где все­гда сохраняется тепло. Поэтому в типичном дупле в зимнее время естественным образом возникает и существует своеобразный тепловой «колпак», гер­метически закрытый сверху и полностью открытый снизу. 5. Третьим отличием стандартного улья от типичного дупла является отсутствие в таком улье значитель­ной по объему свободной полости (своеобразного воздухообменника) ниже клуба, что делает невоз­можным осуществление пчелами нормального естественного воздухообмена в зимний период. 6. При организации вентиляции улья только через ниж­ний или только через верхний леток обеспечить при­емлемые условия обитания для пчелиной семьи не представляется возможным. 7. При организации восходящей сквозной вентиляции через нижний (верхний) леток и продухи в потолке условия обитания пчел зимой в улье можно считать удовлетворительными. Однако следует иметь в виду, что при этом существенно (до 25%) увеличивается потребление корма со всеми вытекающими послед­ствиями. 8. Хорошие условия для обитания пчел зимой в улье могут быть достигнуты при использовании способа организации вентиляции через низ улья, а также при зимовке в сухих омшаниках или обогреваемых по­мещениях. 9. Улей, как искусственное жилище для пчел, по мно­гим параметрам уступает естественному жилищу пчел — типичному дуплу в живом дереве, посколь­ку в любой конструкции улья: 1) принципиально не­возможно, воссоздать благотворное взаимодействие живой древесины с гнездом пчел; 2) невозможно в полной мере воссоздать естественную вентиляцию, происходящую в типичном дупле; 3) невозможно в полной мере обеспечить защиту семьи от внешних электрических полей, как в типичном дупле; 4) прак­тически невозможно обеспечить неразрывность со­тов в вертикальной плоскости, как в естественном гнезде пчел в дупле. 3.7.2. ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЗИМНЕМ КЛУБЕ ПЧЕЛ Известно, что зимний клуб пчел образуется при осен­нем стабильном понижении внешней температуры до 6— 8 °С. Во время зимовки пчелы, находящиеся в клубе, по­требляют мед, являющийся источником жизненной энергии, которая позволяет поддерживать в зимнем клубе необхо­димые температуры. Так, в центре клуба может поддержи­ваться температура 28-30 °С, а к периферии она падает и на внешней стороне (корке) клуба может составлять 6— 10 °С. Если внешняя температура поднимется выше 8—10 °С, то клуб распадется. Следовательно, условием существо­вания клуба является наличие за пределами клуба внешней температуры ниже температуры корки клуба. Коль скоро это так, то существующий клуб всегда будет являться ис­точником тепла, находящимся во внутриульевом простран­стве. А как этот источник тепла будет влиять на температуру самого внутриульевого пространства? В соответствии с законами физики явление теплообме­на, т.е. передачи тепла, осуществляется посредством про­цесса теплопроводности, процесса конвекции либо лучис­тым теплообменом. Явление теплопроводности возникает при наличии раз­ности температур в разных точках объема. В общем слу­чае количество тепла, передаваемого за счет явления теп­лопроводности, зависит от свойств среды, через которую этот процесс проходит. Количественной характеристикой способности среды передавать тепло за счет ее теплопро­водности является коэффициент теплопроводности. В на­шем случае передача тепла от корки клуба происходит равнонаправленно во все стороны через воздух. Однако известно, что неподвижный воздух является одним из луч­ших теплоизоляторов, так как коэффициент теплопровод­ности у него очень низкий. По этой причине отбор тепла от зимнего клуба за счет явления теплопроводности через воздух будет незначительным. Учитывая, что клуб при оп­тимальных условиях зимовки является маломощным источ­ником тепла (2—5 Вт), и все сказанное выше, можно прийти к выводу, что нагрева внутриульевого пространства зимним клубом за счет теплопроводности воздуха фактически не будет происходить. Лучистый теплообмен (тепловое излучение) возникает у любого тела, температура которого выше температуры абсолютного нуля. По закону физики, мощность теплового излучения пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры излучающего тела. Применительно к нашему анализу это означает, что чем выше будет температура корки клуба относительно температуры внешней среды, тем сильнее клуб будет излучать тепло. При наружной темпе­ратуре, равной температуре корки клуба, тепловые излу­чения клуба и внешнего пространства одинаковы. По мере понижения внешней температуры тепловой контраст клуба будет возрастать, и будет увеличиваться мощность тепло­вого излучения. Однако, как показывают исследования, на тепловое излучение клуба даже при низких внешних темпе­ратурах расходуется мощность не более 2—4 Вт (Трифо­нов А.Д., 1991). Поскольку тепловое излучение нагретого тела происходит равнонаправленно во все стороны, то рас­сеяние тепловой мощности при этом осуществляется в сфере объема пространства, следовательно, рассеиваемая мощность на нагрев пространства будет резко падать (обратно третьей степени расстояния) по направлению от ис­точника теплового излучения. По этой причине, а также из-за малой мощности тепловой энергии, расходуемой клубом на тепловое излучение, Нагрев внутриульевого простран­ства будет ограничиваться несколькими сантиметрами про­странства вокруг корки клуба. За счет теплового излуче­ния вокруг клуба будет возникать так называемая «тепло­вая сорочка» толщиной в несколько сантиметров, за пределами которой во всем остальном объеме внутриуль­евого пространства температура практически будет мало отличаться от наружной. Следует заметить, что за счет теплового излучения в пространство передается сухое теп­ло, не связанное с влагой воздуха. В таком аспекте это тепло является желательным для поддержания оптималь­ного микроклимата в зимнем клубе. Это как раз то тепло, за которым «охотятся» пчеловоды, сильно сокращая гнез­до. Однако «добыча» в этом случае никогда не может быть большой, а вот негативные последствия такого со­кращения часто могут быть значительными, о чем более подробно будем говорить дальше. Явление конвекции состоит в том, что нагретый источ­ником тепла воздух, как более легкий, всегда будет подни­маться вверх в окружающем его более холодном воздухе. Это в полной мере относится и к зимнему клубу, из кото­рого за счет явления конвекции теплый воздух будет уст­ремляться вверх по всей поверхности, за исключением его нижней части. Это тепло будет вносить свой вклад в под­держание «тепловой сорочки» в верхней части клуба. Надо иметь в виду, что за счет явления конвекции из клуба вы­деляется влажное тепло, поскольку выдыхаемый пчелами теплый воздух всегда имеет высокую влажность. По этой причине это влажное тепло желательно из клуба удалять, так как излишняя влажность при зимовке хуже сухого хо­лода. Что же касается обогрева внутриульевого пространства за счет явления конвекции, то здесь надо иметь в виду, что на нагрев за счет конвекции расходуется почти такая же тепловая мощность, как и на тепловое излучение (Три­фонов А.Д., 1991). Но при этом конвективное влажное теп­ло распространяется только вверх. При наличии хорошей восходящей вентиляции большая часть этого тепла вместе с излишней влагой будет уходить во внешнее пространство через верх улья. В этом случае говорить об обогреве внут­риульевого пространства конвективным теплом не прихо­дится. Если восходящая вентиляция слабая или ее совсем нет, то конвективное тепло в виде влажного теплого воздуха будет «растекаться» по потолку. При этом будет происхо­дить охлаждение влажного теплого воздуха, в результате чего начнется конденсация влаги на потолке и стенках в виде капель или изморози. В этой ситуации какая-то часть внутриульевого пространства, находящаяся под потолком, будет иметь температуру несколько выше наружной. Ос­тальное внутриульевое пространство конвективным теплом обогреваться не будет. Таким образом, ввиду названных причин за счет конвективного тепла может обогреваться только та часть внутриульевого пространства, которая не­посредственно примыкает к верхней части клуба. Из всего сказанного следует, что зимний клуб пчел очень слабо влияет на температуру внутриульевого про­странства. Многочисленными исследованиями установлено, что во время зимовки пчелы поддерживают положитель­ные температуры только внутри клуба и на его поверхнос­ти. Температура воздуха внутри улья не намного отличает­ся от внешней температуры. Выводы 1. Тепловая энергия зимнего клуба пчел за счет явлений теплового излучения и конвекции образует вок­руг клуба «тепловую сорочку» толщиной всего не­сколько сантиметров. 2. За пределами «тепловой сорочки» температура внут­риульевого пространства мало отличается от внеш­ней температуры. Следовательно, зимний клуб пчел, ввиду своей тепловой маломощности, не способен обогревать все внутриульевое пространство. 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 подрамочном 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 и в 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. clip_image149 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). clip_image151 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». clip_image153 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 будут воздействовать низкие температуры. Как показали опыты 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.

Страница 30 из 39««26272829303132333435»»

Оставить комментарий

Кликните для смены кода
Адрес Вашей электронной почты опубликован не будет.
Обязательные поля отмечены звездочкой (*).