Зимовка пчел — самый тяжелый период в жизни пчелиных семей и даже для хорошо подготовленных. Во-первых, продолжительное время (до семи месяцев) пчелы не имеют возможности вылетать из ульев и очищать кишечник; во-вторых, необходимо противостоять холоду и, в-третьих, семьи должны выйти из зимовки сильными и здоровыми, чтобы выполнить основную задачу — выкормить 1–2 поколения пчел.
Жизнь пчелиной семьи, находящейся в зимнем покое, можно описать в рамках термодинамических законов. Внутренняя энергия меда, поедаемого пчелами, расходуется на жизнедеятельность и на поддержание теплового режима. Предположим, что зимовка длится 6 месяцев, в среднем каждая семья за это время израсходует 12 кг меда, при этом выделит 1,62.108 Дж тепловой энергии, 17,4 кг углекислого газа и 7,4 кг паров воды. Для того чтобы противостоять холоду, пчелы образуют клуб радиусом около 10–20 см сферической формы. Его корка имеет температуру положительную, но близкую к температуре окружающей среды.
С точки зрения физики клуб пчел представляет собой тепловой источник, средняя мощность которого равна примерно 5–10 Вт. Тепло клуб излучает в окружающее пространство в виде инфракрасного излучения с длиной волны 10–20 микрон. (Столь малой мощности недостаточно для обогрева клуба пчел в зимний период, когда внешняя температура близка к 0°С или даже отрицательная, но пчелы-то зимуют.)
Экспериментально установлено, что концентрация углекислого газа в клубе составляет 4–8% (в атмосфере — 0,03%), кислорода — 18% (в атмосфере — 21%). Температура в его центре 27–34°С и на периферии остается положительной. Так как плотность углекислого газа значительно выше плотности воздуха, а водяных паров меньше, то СО2 уходит из клуба через нижнюю часть, а пары воды — через верхнюю. У находящихся в зимнем покое пчел нижняя часть корки клуба — всегда плотная, чтобы препятствовать уходу углекислого газа, а верхняя — рыхлая, через нее уходят пары воды и поступает кислород. Углекислый газ за счет парникового эффекта поглощает инфракрасное излучение — тепло, выделяемое при поедании пчелами меда, и нагревает воздух, находящийся в клубе пчел. При его разрушении зимой (неосторожное обращение с семьей) из летка начинает течь вода: корка клуба становится рыхлой, теплый углекислый газ опускается на дно улья, на котором всегда имеются кристаллики льда, которые тают. Учитывая вышесказанное, следует по-другому взглянуть на жизнь пчелиной семьи во время зимовки.
Рассмотрим это на примерах.
1. В зиму пошла слабая семья, но корма в ней достаточно. Грубо говоря, для поддержания оптимальной температуры в клубе необходимо наличие СО2 и теплового источника мощностью 10 Вт. Чтобы это реализовать, каждая пчела поедает больше меда, что, естественно, приводит к быстрому переполнению кишечника каловыми массами. Следствие — распад клуба, понос и гибель семьи.
2. В зиму пошла полноценная, хорошо подготовленная семья: достаточной силы с достаточными кормовыми запасами. Поедая мед, пчелы выделяют углекислый газ, пары воды и тепло. Для сохранения последнего семья формирует клуб. При изменении внешней температуры плотность его корки автоматически изменяется: с ее понижением — увеличивается, с повышением — понижается (корка становится более рыхлой).
В первом случае концентрация углекислого газа в клубе повышается, а во втором — уменьшается. В результате температура клуба поддерживается на необходимом для жизни пчел уровне, при этом кишечник не переполняется, так как на каждую особь приходится меньшая нагрузка.
Согласно молекулярно-кинетической теории если в объеме V, занимаемом смесью газов, создать градиент температуры, то равномерное распределение газа по объему нарушается. В большинстве случаев в более теплых областях увеличивается концентрация более легкого компонента смеси, а в более холодных — тяжелого. Это явление называется термической диффузией. Очевидно, что оно наблюдается в клубе пчел. Как упоминалось выше, в нем находится смесь газов: азот — 78%, кислород — 18, углекислый газ — 4, пары воды — 2%. Молярная масса углекислого газа больше молярной массы кислорода, азота и паров воды в 1,37; 1,57 и 2,4 раза соответственно. Температура в центре клуба 28–34 и 10–12°С в корке. То есть налицо градиент температуры, а отсюда и все необходимые условия для протекания термодифузии.
Учитывая способность углекислого газа полностью поглощать инфракрасное излучение, можно утверждать, что пчелы в клубе защищены от внешней среды «одеялом» из углекислого газа. Не менее важным является и то, что в его центре концентрация кислорода близка к оптимальной для пчел, а это значит, что особь, ныряющая из корки в центр клуба, попадает в комфортные условия: подходящая температура, подогретый корм, необходимая влажность и присутствие главы семьи — матки, контакт с которой необходим.
Естественно, высокая концентрация СО2 в клубе зимующих пчел угнетает их жизнедеятельность, а поэтому при повышении температуры корка клуба разрыхляется и концентрация СО2 уменьшается, условия жизни пчел становятся более комфортными.
Руководствуясь вышесказанным, можно в период зимовки пчел рекомендовать применять искусственный обогрев. Нагреватель (мощность 2–4 Вт) размещают под рамками, на которых находится зимний клуб. Это уменьшает расход меда примерно в два раза, при этом клуб пчел будет менее агрегирован, концентрация углекислого газа и кислорода близка к оптимальной, пчелы менее угнетены, находятся в комфортных условиях и, как следствие, менее изнашиваются, их кишечник менее загружен каловыми массами, и они легко переносят зимовку.
На наш взгляд, парниковый эффект широко используется в живой природе. Так, в сильные холода стадные животные скучиваются, образуя что-то похожее на клуб, и тем самым спасаются от стужи. Можно привести еще массу примеров использования парникового эффекта в живой природе, однако цель нашей работы — обратить внимание на роль углекислого газа в жизни биосферы нашей планеты.
В.КОРИШЕВ
- ВКонтакте
- РћРТвЂВВВВВВВВнокласснРСвЂВВВВВВВВРєРСвЂВВВВВВВВ

Бывает вентиляция избыточной?…
нояб 15, 2016
Старинный словарь пчеловода…
мая 23, 2015
Время на вкус
фев 4, 2015
Доступные электронные приспособления…
июнь 16, 2020
Моя солнечная воскотопка…
фев 24, 2022
Влияние стационарных источников экотокси…
нояб 26, 2016
Устройство для получения маточного молоч…
апр 9, 2024
Гибель пчел в странах Cеверной Америки и…
апр 8, 2019
Организация племенной пасеки в Новосибир…
нояб 9, 2014
Тепловое излучение развивающихся маток…
дек 25, 2019
Улучшить зимовку (ч. 4)
окт 26, 2017
Осень. Сентябрь
сен 1, 2018