Федор Лазутин
Популярно о зимовке пчелиных семей,
а также о том, как сделать её как можно более успешной
Зимовка пчелиной семьи - одна из самых важных и ответственных тем в пчеловодстве. Особенно это касается средней полосы и севера России, где пчёлки на протяжение полугода и более не имеют возможности выйти из улья, пополнить и перераспределить запасы мёда и перги, перестроить своё гнездо и опорожнить кишечник. Более того, в это время пчелиная семья находится в состоянии малой подвижности и имеет лишь очень ограниченные средства к поддержанию в своём домике необходимого микроклимата, что нередко приводит к накоплению в улье сырости и другим отрицательным (а зачастую и губительным) последствиям. Поэтому неудивительно, что именно на зимний период приходится основной процент гибели или, как говорят пчеловоды, "отхода" пчелосемей и даже целых пасек. Иван Андреевич Шабаршов, исследователь истории пчеловодства, говорит об этом так: "Действительно, зимовка часто сводила на нет все труды пчеловода. Ежегодная гибель пчелиных семей, а иной раз и целых крестьянских пасек от голода, большая осыпь, заболевание пчёл поносом, сырость и плесень в гнёздах, бездоходность ослабевших семей - вот главные беды, которые приносила зима" ("История русского пчеловодства", 1996 год). Цитата касается 19-го века, но за прошедшие почти полтора столетия, как это ни странно, мало что изменилось.
Что из этого следует? Тот факт, что всё находится в наших руках. Поскольку с тех пор, как человек извлёк пчелиную семью из её естественного жилища - дупла дерева и переселил в жилище искусственное, вся ответственность за жизнь "божьей мушки" (как пчёлок называли в древности) легла на его плечи и на его совесть. Предпосылки успешной (или неуспешной) зимовки зависят практически полностью от действий пасечника в течение всего сезона, от того, как он подготовил семью к этому ответственному периоду, и, безусловно, от конструкции и качества изготовления улья.
Теория зимовки пчелиной семьи является, вероятно, самым сложным вопросом практического пчеловодства, быстро разобраться в котором начинающему пчеловоду-любителю оказывается не так уж просто. Тем более, что рекомендации популярных руководств по пасечному делу носят, как правило, довольно-таки эмпирический характер и даже нередко противоречат друг другу. В качестве примера можно привести вопрос расположения открытых на зиму летков. Одни авторы рекомендуют оставлять открытыми оба летка, другие - только нижний, и третьи настаивают на открытом верхнем летке. Как в этом разобраться?
К счастью для нас, в последние годы появилось несколько качественных Интернет-ресурсов (огромная благодарность их создателям!), благодаря которым стал доступен целый ряд редких и очень интересных специальных исследований, посвящённых исключительно теме зимовки пчелиных семей. Почерпнутые из них сведения, в добавление к собственным размышлениям и опыту, оказали неоценимую помощь автору данной статьи в составлении более или менее ясной картины, которой и хотелось бы поделиться.
Предлагаемая вашему вниманию статья не несёт какой-либо новой, не известной ранее информации, но ставит своей целью обобщение большого количества материалов и создание более или менее цельной и обоснованной картины зимовки пчелиной семьи, а также процессов, в этот период протекающих. Написана она для тех пасечников (настоящих и будущих), которые, относясь к своим питомцам с заботой и любовью, просто не имеют достаточно времени для изучения и анализа большого объёма литературы, касающейся этой темы. В тексте будет встречаться некоторое количество необходимых вычислений и формул, но, если теоретические рассуждения покажутся вам слишком длинными и скучными, можно смело пропускать их, задерживая своё внимание только лишь на практических выводах. Итак, приступим!
Фактический материал:
что необходимо знать о зимовке отдельной пчелиной особи и семьи в целом
Об отдельной пчеле:
1. Каждая отдельная пчелиная особь не способна переносить длительные периоды переохлаждения. Этим пчёлы принципиально отличаются от многих других насекомых, проводящих зиму в состоянии анабиоза. Степень активности отдельной пчелы напрямую зависит от внешней температуры (данные взяты из разных источников):
- Комфортный диапазон температуры для тела пчелы находится в пределах от +14 до +38 градусов Цельсия;
- При температуре наружного воздуха ниже +12 градусов пчёлы прекращают вылеты из улья (для самых северных популяций эта граница опускается до +7);
- В границах от +9 до +6 градусов пчёлка становится вялой и впадает в неглубокое оцепенение, из которого может выйти самостоятельно, включив механизм "внутреннего обогрева" (вибрацию грудных мышц);
- Ниже +6 отдельная пчела впадает в полное оцепенение, из которого самостоятельно выйти уже не может, и через некоторое время погибает. Чем ниже температура, тем короче тот период времени, после которого пчела ещё может ожить при повышении внешней температуры. Так, максимальная продолжительность холодового оцепенения при нуле градусов составляет 48-60 часов, при минус пяти - 3-6 часов, а при минус десяти градусах 0.5-1.2 часа (данные взяты из статьи Е.К. Еськова "Зимовка пчелиных семей", 1992 год).
2. Все приведённые выше цифры не являются точными, поскольку сильно зависят от породы, к которой принадлежит конкретная пчела, а также от её физиологического состояния. Кроме того, данные несколько разнятся в зависимости от источника информации.
3. Лучше всего переносят низкую температуру:
- Более старые пчёлы;
- Пчёлы осенней генерации по сравнению с летними;
- Пчёлы северных пород (в особенности, среднерусская пчела).
4. Пчёлы, как отдельные особи, имеют целый ряд индивидуальных физиологических приспособлений, позволяющих им как можно легче перенести зимний период. В том числе:
- Способность снижать к зиме количество влаги в организме;
- Способность накапливать к осени в своём теле запас питательных веществ, таких, как углеводы (гликоген), жиры и азот;
- Способность в течение зимы накапливать в кишечнике отходы жизнедеятельности массой до 47 миллиграммов (что доходит до половины массы тела пчелы);
- Способность консервировать содержимое кишечника (предохранять от гниения) при помощи фермента каталазы, выделяемого ректальной железой.
5. Все эти приспособления также гораздо сильнее выражены у пчёл северных, в самой яркой степени - у пчелы среднерусской.
6. При комфортной внешней температуре пчелы может очень долгое время находиться в состоянии покоя, снижая в своём организме обмен веществ до минимального значения. Отношение минимального обмена к максимальному у пчёл составляет 1:140, в то время как у человека это отношение не превышает 1:10 (В. В. Алпатов, 1930 год, цитируется по статье А.Ф. Семененко "Терморегуляция зимой"). Оптимальная температура пчелы в покое плюс 23-28 градусов.
7. Сохраняя внешнюю неподвижность, пчёлка способна быстро поднять температуру своего тела, используя для этого специальный механизм внутреннего обогрева - вибрацию грудных мышц. В это время она активно расходует запас мёда, находящийся у неё в зобике.
8. От переработки мёда остаются "отходы", которые в течение зимы накапливаются в кишечнике. Пчела опорожняет его только весной, во время первого очистительного облёта. Именно переполнение кишечника многие исследователи считают лимитирующим (ограничивающим) фактором успешной зимовки.
9. Однако проблему может вызвать не только переполнение кишечника, но и "порча" его содержимого в результате излишней сырости в улье (приводящей к попаданию избыточного количества воды в организм пчёлок), некачественного корма и ряда других факторов. Все они могут стать "спусковым крючком" для разного рода проблем с кишечником и некоторых заболеваний, таких как нозематоз. Результат обычно проявляется в виде следов поноса на сотах и внутренних стенках улья.
10. Как уже говорилось, данные процессы в сильнейшей степени сдерживаются ферментом каталазой, выделяемой ректальной железой.
11. Легко переносят зимовку и успевают хорошо поработать весной только физиологически молодые пчёлы, то есть те, которые осенью не участвовали в сборе нектара и в выращивании расплода. То есть пчёлы, "родившиеся" в конце лета или в начале осени. Для средней широты России это середина августа - середина сентября. Пчёлы, успевшие поработать на взятке, до весны, как правило, не доживают. Не перезимовывают также слишком поздние пчёлки, не успевшие осенью выйти из улья и очистить перед зимой кишечник.
О зимнем клубе:
1. При внешней температуре ниже 7-13 градусов (в зависимости от состояния семьи) пчёлы в улье начинают собираться в плотное компактное образование, называемое зимним клубом. Цели зимнего клуба очевидны: взаимный обогрев, снижение общих теплопотерь и, соответственно, уменьшение потребления медовых запасов. Группа пчёлок в 50 особей уже способна к саморегуляции (М.В. Жеребкин "Зимовка пчёл", 1979 год).
2. Зимний клуб пчёлы практически всегда формируют напротив летка. Именно поэтому в ульях-лежаках (а ещё раньше в колодах-лежаках) делалось, как правило, два летка - ближе к одному и к другому торцу. Один леток закрывался - здесь пчёлы будут складывать излишки мёда, другой оставлялся открытым - здесь пчелиная семья будет устраиваться на зиму.
3. Клуб в нормальном состоянии формируется на пустых сотах (это место называется ложем клуба), причём пчёлки занимают как межсотовое пространство, так и пустые ячейки.
4. При понижении внешней температуры клуб уплотняется, при повышении - разрыхляется. С приходом устойчивого весеннего тепла клуб распадается, и пчелиная семья приступает к работе.
5. Над клубом и сзади его (дальше от летка) пчёлы в течение всего лета и осени формируют основные запасы мёда на зиму - самые важные для успешной зимовки.
6. В течение зимы клуб перемещается вверх и назад, потребляя запасы мёда. Очень приблизительно средняя скорость перемещения в течение зимы оценивается в 1 мм в сутки. Это значит, что для хорошей зимовки у пчёл "над головой" должно быть не менее 15-ти сантиметров медовых запасов, а лучше больше.
7. Клуб захватывает узкую полоску медовых сотов, находящихся сверху и сзади. Пчёлки постепенно распечатывают соты (разгрызают крышечки), готовя их содержимое к употреблению. Находящийся в ячейках густой, зрелый мёд нагревается поступающим из клуба тёплым, насыщенным влагой воздухом и, в силу своей гигроскопичности, вбирает в себя пары воды. Именно в таком, разбавленном водой состоянии, он и усваивается пчёлами.
8. Незапечатанных с осени сот в зимнем гнезде быть не должно, поскольку мёд, в них содержащийся, быстро набирает влагу и закисает.
9. С другой стороны, при зимовке пчёл в излишне тёплом и сухом помещении пчелиная семья может испытывать жажду. Происходит это от недостатка влаги, совершенно необходимой для разжижения мёда. Пчёлки в этом случае начинают сильно шуметь, беспокоиться и выбираться из улья. Именно по этой причине многие авторы 19-го века рекомендовали поить пчёл, проводящих зиму в помещении, из специальных корытец, вставляемых внутрь колод или ульев. Те же авторы отмечают, что у пчёл, зимующих на улице, таких проблем не бывает.
10. Зимой пчёлки мёд друг другу не передают, а это значит, что каждая должна время от времени самостоятельно добираться до запасов и пополнять содержимое своего зобика. Это одна из причин, по которой пчёлки в зимнем клубе постоянно медленно перемещаются.
11. Как правило, в зимнем клубе различают "кору" и "ядро", хотя некоторые исследователи выделяют ещё один слой - промежуточный. Кора состоит из более старых особей, и пчёлы в ней малоподвижны. Толщина коры составляет 2-8 сантиметров и зависит от силы семьи, утепления улья, наружной температуры и других факторов. Ядро состоит, как правило, из более молодых пчёлок, которые перемещаются гораздо более активно, чем в коре.
12. Кора клуба состоит из плотно сидящих пчёл и имеет два более рыхлых места: снизу (для поступления свежего воздуха) и сверху - для выхода отработанного, насыщенного углекислым газом и водяными парами. Увеличивая или уменьшая плотность коры в этих местах, пчёлки регулируют состав воздуха внутри клуба.
13. Если пчелиный клуб представить в виде шара, то пространственно он будет рассечён языками сот и как бы состоять из отдельных "кружков". Считается, что между "кружками" пчёлы не переходят, проводя всю зиму в одной "улочке" - пространстве между двумя соседними сотами. Это означает, что каждый отдельный "кружок" имеет свою кору и своё ядро, обогреваясь с двух сторон пчёлками соседних улочек. Только два крайних "кружка" будут состоять исключительно из пчёлок коры и держать оборону от холода за всех.
14. Эту картину, однако, нельзя считать вполне завершённой. К примеру, автор данной статьи считает, что пчёлки зимой могут переходить из одной улочки в другую, хотя, по всей вероятности, делают это не часто. Для этого у них имеются заранее (с лета) заготовленные отверстия в сотах, и ещё существует возможность прогрызть донышко пустой ячейки и попасть в соседнюю улочку. Это для пчелы не должно быть труднее, чем разгрызть восковую крышечку запечатанного медового сота. Подтверждением этой мысли могут служить маленькие, размером в одну ячейку, дырочки, которые может обнаружить любой пчеловод, внимательно приглядываясь к отстроенным сотам, извлечённым из гнездовой части улья.
15. В течение зимы пчёлки могут брать мёд только с тех пластов, на которых "сидит" клуб. Находящиеся сбоку соты в это время им недоступны, поэтому в морозы семья может погибнуть, исчерпав запасы "над головой" и сзади, хотя бы по бокам было ещё полно мёда.
16. Мёд с крайних пластов семья начнёт активно использовать в начале весны, когда клуб уже распадается, а взятка в природе ещё нет. Именно в это время пчёлы наиболее активно летают за водой, необходимой для разбавления густого сотового мёда. Летом, в периоды активного взятка, пчёлкам вода будет практически не нужна, поскольку цветочный нектар содержит воды значительно больше, чем зрелый запечатанный мёд, и в таком "первозданном" виде сразу готов к употреблению.
17. Зимой пчелиный клуб издаёт характерный шум, который легко различить, приблизив ухо к открытому летку (или пользуясь специальной трубочкой для прослушивания семей). Чем морознее на улице, тем сильнее "шумят" пчёлы. По характеру этого шума опытный пчеловод определяет состояние семьи и наличие в ней разного рода проблем.
18. С конца зимы (февраль-март) у пчёлиной семьи появляется новая забота - выращивание молодого поколения. Поначалу расплода будет совсем немного, но, чем ближе к весне, тем активнее "червит" (откладывает яички) матка и тем больше ресурсов требуется на выращивание расплода. И дело не только в расходах на кормление личинок мёдом и пергой, но и в необходимости поддержания более высокой температуры. Ведь расплод требует 35-36 градусов по сравнению с 18-20-ю градусами, достаточными для зимовки. Именно поэтому самые серьёзные проблемы бывают именно в феврале-марте, когда, казалось бы, зима уже практически позади.
Основная задача пчелиной семьи зимой
Внимательное осмысление изложенной выше информации приводит нас к очень простому выводу: главной задачей пчелиной семьи в течение всего зимнего периода является поддержание температуры на поверхности клуба не ниже плюс шести градусов! Почему? Потому, что температура ниже этого значения для пчелиных особей уже становится опасной.
Другая задача заключается в максимально экономном расходовании необходимой для поддержания этой температуры энергии. Ведь основным зимним "топливом" является мёд, а его запас нужно "растянуть" на всю зиму и весну - до начала взятка. К тому же, как мы уже знаем, излишнее потребление мёда ведёт к переполнению кишечника.
Как пчелиная семья решает эти задачи? Оптимальным способом! Собирается в плотное компактное образование - зимний клуб, ядро клуба выделяет тепло, а плотная кора не выпускает его наружу. Чем ниже температура воздуха снаружи клуба, тем больше становится теплоотдача поверхности клуба и тем сильнее включаются механизмы сохранения тепла. А именно, плотнее сдвигаются в коре пчёлы, больше становится её толщина и сильнее разогревается ядро.
Что из этого следует? Целый ряд важнейших следствий и выводов. Рассмотрим их по порядку.
Теплофизика зимовки пчелиной семьи
Из законов физики следует, что чем больше размеры зимнего клуба (то есть чем больше в нём пчёлок), тем проще сохранять в нём тепло. Ведь площадь его поверхности пропорциональна квадрату диаметра клуба, а объём пропорционален кубу. Это значит, что чем больше размер зимнего клуба, тем меньше тепловых потерь приходится на каждую отдельную пчёлку, а значит, и меньше забот по поддержанию необходимой температуры. К чему это приводит?
- Слабая семейка, да ещё и зимующая в тонкостенном улье, в сильные морозы может просто-напросто не справиться с холодом и замёрзнуть даже при наличии больших медовых запасов.
- В ядре большого по объёму клуба поддерживается стабильная температура в районе плюс восемнадцати градусов (но не ниже плюс четырнадцати). Небольшая семейка вынуждена поддерживать более высокую температуру ядра с более резкими её колебаниями.
- Среднее потребление мёда, в расчёте на одну пчелу, в многочисленной семье значительно меньше, чем в семье малочисленной. А это значит, что в зимующие в многочисленной семье пчёлки гораздо меньше изнашиваются и меньше накапливают каловых масс в кишечнике. Точные данные находим в статье Е.К. Еськова "Зимовка пчелиных семей", 1992 год: "Семья среднерусских пчёл, содержащая 12 тыс. особей за месяц (первая половина зимы) съедала 29 гр. мёда в сутки, в семье из 30 тыс. особей среднее потребление в это же время составило 37 гр. мёда, что из расчёта на одну пчелу в два раза меньше. Тепловыделение составило соответственно 10.6 ватт/час и 17.7 ватт/час".
Теперь следующий важнейший вопрос: какими путями уходит тепло из улья и как мы можем помочь пчёлкам сохранить его? К счастью для нас, в этой области уже поработали специалисты-теплофизики, сделав все необходимые и очень подробные вычисления. Тем, кто желает окунуться в подробности, настоятельно рекомендую книгу Л.Г. Суходольца "Теплофизика зимовки пчёл" (Издательство "Колос", 2006-й год) - самое доскональное из известных мне исследований этой непростой темы. Мы же, минуя сложные вычисления, просто воспользуемся выводами этого и других авторов:
- Тепло из улья уходит всего двумя путями: посредством прямой теплопередачи (через стенки, потолок и днище улья), и через воздухообмен с окружающей средой (входящий в улей уличный воздух имеет более низкую температуру, чем выходящий). Фактор теплового излучения играет совсем незначительную роль и им можно пренебречь.
- Потери тепла на вентиляцию сильно зависят от расположения и размеров открытых летков. Но важнейший факт заключается в том, что если мы оставим только воздухообмен, необходимый для дыхания пчелиной семьи, то его вклад в теплопотери не превысит десяти процентов!
- А значит, в этом случае львиная доля тепла будет уходить через стенки, крышу и днище улья! Вывод из этого очевидный: можно (и нужно!) смело утеплять стенки и особенно крышку улья, и чем теплее они будут, тем легче пчёлкам будет пережить зимние морозы. Особенно это касается, как мы уже понимаем, семей слабых.
Именно поэтому подробными рекомендациями по утеплению ульев, предназначенных к зимовке "на воле", наполнены все наставления по пасечному делу 19-го и начала 20-го веков. Вот некоторые из них:
- Стенки колод и ульев, изготовленных из массива дерева, рекомендовали делать большой толщины, используя "ситцевую", или чуть подгнившую древесину, а не твёрдую и плотную (хорошо проводящую тепло), и тем более не древесину свежеспиленного дерева;
- Делать ульи двустенными с наполнением промежутка между стенками доступными утеплителями (сфагнум, пакля, и проч.) толщиной не менее семи сантиметров;
- Делать дощатые ульи с наружной обшивкой соломенными матами;
- Делать ульи из соломенных матов с внутренней обмазкой специальными составами, состоящими из глины, навоза, берёзовой золы и других компонентов.
Литература советского времени добавляет к этому ещё ряд рекомендаций, таких, как ограждение ульев на зиму специальными кожухами с заполнением промежутков утеплителями, а также составление ульев вместе, забрасывание их снегом и много чего ещё для одной единственной цели - сбережения тепла.
Только в последние десятилетия всё настойчивей стали раздаваться голоса за зимовку под открытым небом в тонкостенных деревянных корпусах. И так, мол, перезимуют. Откуда что берётся? Вот что писал об этом ещё в 19-м веке Эдуард Бертран - знаменитый европейский пчеловод, державший своих пчёл в климате, гораздо более мягком, чем наш ("Уход за пасекой", 1882 год, цитируется по изданию А.Ф. Девриена, Петроград, 1914 год):
"Некоторые пчеловоды уверяют, что предосторожности против холода бесполезны. Пчелы, говорят они, могут зимовать даже в ульях с ординарными стенками и даже плохо укрытых сверху. Мы это отлично знаем, и большинство пчеловодов имели случай произвести такие опыты, но в таком случае пчелы на зимовке съедают гораздо больше меда, а это и убыточно, и опасно; затем разводимая пчелами черва может пострадать, или вследствие резких колебаний температуры может замедлиться кладка яичек; наконец, пчелы, истощенные усиленною работою для поддержания в улье тепла, к весне бывают настолько обессилены, что не в состоянии бывают воспитывать детку и гибнут массами при первых вылетах".
Более точные данные приводит В.Г. Кашковский в своей книге "Советы пчеловодам", 1991 год (речь идёт о ранней весне): "Например, в одностенном улье без утепления за 1 час теряется 3,60 больших калорий и для покрытия теплопотерь за месяц расходуется 6,17 кг меда. В этом же улье с хорошим утеплением (подушка 9,5 см толщины, с боков поставлены диафрагмы и боковые подушки, утеплено дно) потери тепла за 1 час составляют всего 1,1 большой калории, а для покрытия потерь за месяц потребуется всего 2,04 кг меда, т. е. в три раза меньше, чем без утепления".
На этом тему утепления ульев можно завершить, и перейти к следующей, не менее важной - к теме зимнего дыхания пчёл.
Дыхание пчёл в зимнем клубе
Итак, пчёлки зимой согреваются, поедая мёд и используя его как своеобразное "сладкое" топливо. Мёд состоит из фруктозы (типовой анализ даёт 38%), глюкозы (31%), воды (17%) и прочих (в том числе зольных) веществ. Химическая формула фруктозы и глюкозы одинаковая - С6Н12О6, а реакция окисления будет выглядеть так: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О.
Из неё видно, что пчёлы, усваивая мёд, в процессе дыхания поглощают из воздуха кислород и выделяют в него углекислый газ и воду. Переведя эту формулу на язык чисел, получим, что при съедании 60-ти граммов мёда (столько съедает сильная семья в морозный зимний день) в воздух выделяется приблизительно 40 литров чистого углекислого газа (при нормальных условиях) и 40 граммов воды в виде пара. Расчёты сделаны с учётом того, что зрелый мёд содержит приблизительно 17% воды. Воде будет посвящена следующая глава, а сейчас остановимся на кислороде и углекислом газе.
Исследования показали, что в закрытом объёме пчёлки начинают гибнуть при повышении концентрации СО2 свыше 9%, или при снижении концентрации кислорода ниже 5% (исходные содержания этих газов в воздухе 0.03% и 21% соответственно). Поскольку потребляется кислорода по объёму столько же, сколько выделяется углекислого газа, то лимитирующим фактором является именно повышение уровня СО2. Концентрацию углекислого газа до 4% пчёлы переносят спокойно, более того, по мнению специалистов, такая концентрация способствует улучшенной зимовке, хотя, возможно, несколько ускоряет старение. При концентрации СО2 в улье выше 4% пчелиная семья начинает возбуждаться и вентилировать гнездо.
Используя эти значения, нетрудно подсчитать, что в средний зимний день в улей должно попасть около кубометра свежего уличного воздуха и столько же отработанного выйти наружу. Это не так уж много - всего 0.7 литра в минуту (летом воздухообмен доходит до одного литра в секунду). Но это в случае прямоточной вентиляции. Если же в улье открыт всего один леток, то тепловых потоков входящего и выходящего воздуха практически не будет, и в воздухообмене преобладающую роль начнёт играть диффузия. И это очень важно! Ведь именно диффузия (выравнивание концентраций газов, содержащихся в сообщающихся объёмах, за счёт теплового движения молекул) играет в процессах зимнего воздухообмена в улье огромную роль! В частности, диффузия "помогает" уменьшить общий газообмен внутреннего объёма улья с окружающим воздухом в несколько раз. Происходит это за счёт того, что все газы, входящие в состав воздуха, ведут себя независимо друг от друга, и поэтому азот - основная составляющая воздуха - в обмене не участвует. А это - прямая экономия тепла.
Приведённые выше рассуждения объясняют тот известный из литературы факт, что пчёлам для дыхания вполне достаточно одного маленького летка, даже находящегося значительно ниже нижней границы клуба. А поскольку этот момент является очень важным, автор данной статьи для проверки провёл зимой ряд несложных опытов с осветительной масляной лампой, помещённой в пустой улей. Фитиль в лампе регулировался таким образом, чтобы в сутки сгорало примерно 100 гр. масла, что заведомо больше максимального суточного потребления мёда в самые морозы. Леток располагался возле самого дна, в 50-ти сантиметрах от потолка улья, а лампа размещалась как можно выше (пламя фитиля находилось в 25 сантиметрах от потолка). Крышка улья герметизировалась полиэтиленовой плёнкой. Через двое суток, когда, по расчётам, весь кислород в улье давно уже должен был выгореть, лампа продолжала гореть так же, как и в самом начале опыта.
Вывод из всего этого можно сделать такой: для того, чтобы пчёлки зимой задохнулись, пчеловоду нужно очень сильно "постараться", практически полностью закупорив внутренний объём улья. Такое, разумеется, встречается крайне редко, разве что когда пчелиный подмор забивает единственный нижний леток. Но, говорят, что и в этом случае пчёлки гибнут далеко не всегда.
Историческим примером может послужить теория Августа Берлепша - корифея европейского пчеловодства 19-го века. Он настоятельно рекомендовал полностью затыкать на зиму все летки! И этой рекомендации следовало огромное количество не только европейских, но и российских пчеловодов, в том числе (на заре своей деятельности) Александр Михайлович Бутлеров - знаменитый химик и не менее знаменитый пчеловод конца 19-го века. Объяснить это не трудно - ульи в те времена изготавливались, как правило, из досок, и пчелиной семье достаточно было того воздуха, который проникал через неизбежные для дерева микротрещины. Впрочем, сам Бутлеров впоследствии отказался от практики затыкания всех летков, признав, что не всё "передовое европейское" можно перенимать слепо. Но об этом чуть позже, а сейчас несколько простых выводов из этой главы:
- Потребности в свежем воздухе у пчелиной семьи зимой невелики, и вполне обеспечиваются одним небольшим летком;
- Более того, излишний воздухообмен с окружающей средой пчёлкам не нужен, поскольку, во-первых, с тёплым воздухом из улья уходит тепло, а во-вторых, уходит углекислый газ, повышенное содержание которого (но не более 4-х процентов) по мнению большинства специалистов улучшает зимовку;
- При наличии одного открытого летка значительную (если не основную) роль в газообмене между внутренним объёмом улья и наружным воздухом начинает играть диффузия, приводящая к выравниванию парциальных давлений газов, составляющих воздух, снаружи и внутри улья;
- При наличии сильной сквозной вертикальной вентиляции (два открытых летка - верхний и нижний) хорошее утепление стенок практически теряет смысл.
Последний момент легко проиллюстрировать примером из жизни. Представим себе дом (квартиру) со слегка открытой зимой форточкой. В неё будет попадать небольшое количество свежего воздуха, и ощущение в доме будет комфортное. Теперь откроем вторую форточку, или приоткроем входную дверь, и сразу почувствуем "сквозняк". В доме станет холодно и некомфортно, и что-то одно (дверь или форточку) захочется закрыть. Ровно то же самое происходит и в пчелином домике.
Но опытные пчеловоды обязательно спросят: почему же тогда при наличии двух летков сами пчёлки далеко не всегда заделывают верхний, оставляя в нём на зиму разного размера (в зависимости от силы семьи) отверстие? Здесь, я думаю, дело в том, что они "понимают", что в данной конкретной ситуации другого выхода просто нет. Как мы знаем, в процессе дыхания образуется изрядное количество влаги, которой при небольшом объёме современного улья и минимальном пространстве под сотами деваться просто некуда. А значит, для избавления от сырости внутри улья у пчелиной семьи в этом случае остаётся только один выход - сквозная вентиляция. Ведь сырость в улье гораздо страшнее холода!
И именно этой важнейшей теме будет посвящена вся следующая глава.
Роль воды в процессе зимовки
Из химической реакции окисления мёда нетрудно подсчитать, что при переработке одного килограмма мёда выделяется приблизительно 680 граммов воды, что даёт за зиму в среднем около 10 килограммов. Цифра немаленькая! Чтобы разобраться в её последствиях, нам потребуется вспомнить некоторые простые сведения из школьного курса физики. Итак:
Вода в воздухе находится в газообразном состоянии, в виде водяного пара. Водяной пар - это невидимый глазу газ, который нельзя путать с "туманом", состоящим из капелек воды. Определённый объём воздуха при конкретных условиях (температура и давление) способен вместить в себя совершенно определённое ограниченное количество воды. Причём, чем ниже температура воздуха, тем меньше воды "помещается" в данном его объёме. Точные данные нетрудно найти в справочнике. К примеру, максимальное содержание воды в одном кубометре (тысяча литров) воздуха при температуре +35 градусов Цельсия составит 40 граммов воды, при температуре +20 градусов - 17 граммов, при +7 градусах - 7.8 граммов. Разница существенная! Наиболее часто встречаемый термин - относительная влажность воздуха - показывает отношение фактического содержания воды к максимально возможному.
Из этой теории следует ряд простых выводов:
При нагревании воздуха его относительная влажность падает, а при охлаждении - растёт;
При постепенном охлаждении воздуха в определённый момент его влажность становится равной 100%, а при дальнейшем охлаждении пар начинает конденсироваться, и в воздухе появляется "туман" - капельки воды;
Эти капельки начинают оседать на любых поверхностях, в зимующем улье - на его внутренних стенках и на сотах;
Если в небольшом объёме насыщенного влагой воздуха будут находиться две поверхности - одна холодная, другая тёплая, то возле холодной относительная влажность будет 100%, а возле тёплой меньше (к примеру, 90%). Понятно, что именно на холодной поверхности будет образовываться конденсат.
И вот здесь начинается самое интересное. Мы уже знаем, что при окислении мёда на 20 литров углекислого газа выделяется приблизительно 20 граммов воды. Из приведённых выше справочных данных видно, что при температуре внутри зимнего клуба 18-20 градусов эта вода "насытит" куб воздуха до 100%. А влажность воздуха в клубе не должна превышать 70%! В этом же кубе воздуха 20 литров углекислого газа доведут его концентрацию до двух с небольшим процентов, что в два раза ниже допустимой. Это значит, что пчёлы вынуждены "освежать" воздух внутри зимнего клуба не по причине накопления излишков углекислоты и сгорания кислорода, а для того, чтобы избавиться от лишней влаги!
Для удаления из улья 40 граммов воды, выделяемых пчелиной семьёй в течение одних зимних суток, при температуре выходящего из улья воздуха +17 градусов его потребуется около трёх кубометров, а при температуре ноль градусов (что гораздо ближе к реальности) около 10 кубометров. Эти несложные расчёты подтверждают слова специалистов о том, что для удаления из улья излишков метаболической влаги пчелиной семье требуется приблизительно в 10 раз больше воздуха, чем необходимо для дыхания! Что из этого следует?
То хорошо известное из практики обстоятельство, что одного небольшого летка, достаточного для снабжения пчелиной семьи свежим воздухом, совершенно точно не хватит для удаления из улья образующейся в процессе дыхания влаги! Однако, если мы устроим в улье сквозную вентиляцию (два открытых летка) и таким способом будем избавляться от излишней сырости, то связанные с этим теплопотери станут весьма существенными и могут превысить потерю тепла через стенки улья. Последствия нам уже известны, а о том, как их избежать, расскажем чуть позже. Сейчас же самое время сказать несколько слов о конденсации влаги.
Как мы уже выяснили, из клуба выходит тёплый, насыщенный влагой воздух, который уже при незначительном охлаждении начинает отдавать излишки этой влаги в виде конденсата. Ключевой вопрос заключается в том, где этот конденсат будет оседать? Очевидно, что в первую очередь будут мокнуть внутренние стенки улья, причём, чем они тоньше ("холоднее"), тем интенсивней этот процесс будет происходить. Чем лучше утеплены стенки улья, тем ниже (дальше от уровня потолка, в более холодную зону) будет опускаться точка росы.
Но, в любом случае, если у нас есть две поверхности: одна тёплая (поверхность пчелиного клуба), другая холодная (внутренние стенки улья), то влага должна оседать именно на холодной. То есть мокнуть должны стенки улья, а не поверхность клуба. Так почему же пчёлы зимой страдают от сырости?
А они действительно страдают, причём очень часто! Именно сырость стала главнейшим врагом пчёл в течение зимовки с тех пор, как пчелиную семью переселили из дупла - жилища природного, в колоду и улей - жилища искусственные.
Но ведь из наших рассуждений следует, что, даже если стенки улья и соты под клубом будут совершенно мокрыми, пчелиный клуб, имея более тёплую поверхность, страдать от сырости не должен! Один из пчеловодов описывает случай, когда он в сильные морозы (не помню уж по какой причине) снял крышку с улья, заглянул в гнездо и увидел, что пчелиная семья сидит буквально в сугробе из инея! А весной, к его изумлению, пчёлы прекрасно себя чувствовали, и подмора было немного. Подтверждения этому можно найти и в старых книгах, авторы которых, заглядывая в колоды в сильные морозы, обнаруживали на внутренних стенках целую толщу изморози, а весной пчёлки чувствовали себя превосходно. И объяснение этому мы уже знаем: ведь если даже если внутри улья относительная влажность воздуха будет 100%, то вблизи тёплой поверхности клуба она должна быть ниже и конденсата на нём быть не должно! Так почему же мокнут пчёлы?
Размышляя над этим вопросом, я пришёл к очень простому выводу: причиной намокания пчёл зимнего клуба является плохое утепление потолка. В этом случае конденсат будет оседать не столько на внутренних стенках улья, сколько над клубом (куда в первую очередь поднимается отработанный тёплый воздух), и в какой-то момент вода просто начнёт капать на пчёлок сверху! А с этим им уже никак не справиться. При прямом попадании влаги на пчёл, находящихся в коре клуба, они намокают, коченеют от холода и падают на днище улья. Вода, склеивая крылышки, не даёт им возможность вылететь из улья и погибнуть снаружи, как это делают старые или больные пчёлки, в том числе и зимой. Таким образом, вероятно, и образуется большое количество подмора, которого в природных дуплах практически не бывает.
А примерно через год после того, как меня посетили эти мысли, я нашёл подтверждение им у Юлиана Любенецкого ("Полное практическое руководство для пасечников", 1859 год): "Во время больших морозов потеют и намерзают внутри улья не только стенки, но и заголовки, и покрываются снегом. Чем больше в семье сила и чем холоднее стенки и заголовки, тем больше он потеет и намерзает из середины. Потом, когда холод уменьшается и изморозь в голове тает, - вода капает в гнездо между пчёлами, вследствие чего они обмокают, разлезаются из гнезда и коченеют или глотают воду и, находясь в постоянной тревоге, заболевают и осыпаются. И вот причина, отчего после суровых зим находим обыкновенно много трупов весною".
А теперь, вооружившись теорией, можно перейти к поиску ответа на вопрос: (см. продолжение..)
|
