К числу необходимых условий благополучной зимовки пчел относят сохранение тепла в улье и своевременное удаление из него избыточной влаги. Но совместное решение этих вопросов представляет известные сложности, поэтому пчеловоды обычно выбирают из двух зол меньшее, руководствуясь принципом, что не холод губит пчел, а сырость, и в результате тем или иным способом увеличивают вентиляцию гнезда.
Однако задача может быть решена и по-другому, если учесть, что для создания семье оптимальных условий зимовки достаточно ограничиться удалением избыточной влаги.
Рассмотрим улей с увеличенным подрамочным пространством (более 10 см) и расположенным одним открытым летком в нижней части его передней стенки. Предположим, улей утеплен настолько, что температура стенок, ограничивающих гнездо, превышает температуру подрамочного пространства. Тогда максимальный перепад температур будет направлен от гнезда пчел в сторону дна.
Воздух, как известно, представляет собой молекулярную смесь химически нейтральных газов, каждый из которых при стандартном давлении в 760 мм рт. ст. подчиняется уравнению состояния идеального газа. Будучи выраженным через плотность, оно выглядит так: ρi=Pi(Mi/RT), где ρi — плотность i-гo газа (в частности, водяного пара); Рi — его парциальное давление; Мi — молекулярный вес; R — универсальная газовая постоянная; Т — температура. Как следует из него, при постоянном давлении газа его плотность обратно пропорциональна абсолютной температуре.
Любая физическая система независимо от ее природы самопроизвольно стремится к достижению равновесия. В нашем случае оно определяется равенством парциального давления каждого газа во всех точках объема улья. Достигается это согласно приведенному уравнению, увеличением плотности газа в областях с пониженной температурой. Поэтому если в улье температура максимально понижается в направлении дна, подрамочное пространство будет характеризоваться наиболее высокими содержанием составляющих воздух газов, в том числе и наиболее высоким содержанием водяного пара по сравнению с другими объемами улья.
Но в улье статическое равновесие отсутствует, так как пчелы, потребляя мед, выделяют водяной пар и углекислый газ.
В результате парциальное давление пара в гнезде увеличивается, что вызывает его диффузию, и прежде всего в сторону дна. Здесь же (в подрамочном пространстве) водяной пар частично удаляется через леток, а частично конденсируется после того, как достигнет состояния насыщения. Выделяющаяся при его конденсации теплота [у воды при 0°С она равна 595 кал/г, то есть представляет собой довольно большую величину, особенно если учесть, что теплоемкость воздуха при этой температуре 0,24 кал/(г.град)] будет существенно подогревать поступающий в улей холодный воздух.
Конечно, при конденсации пара будет намокать нижняя часть улья, что в общем нежелательно. Во избежание этого на дно можно положить мох (или другой влагопоглощающий материал), как практиковали еще пасечники, водившие пчел в колодах. Можно использовать и влагоемкие диафрагмы, но это уже другой вопрос, который каждый пчеловод может решить по-своему.
Чем ниже температура у дна улья, тем при меньшем количестве водяного пара достигается состояние насыщения. Следовательно, большее его количество (в хорошо утепленном улье, где значительный вертикальный градиент температуры) будет диффундировать в сторону дна из гнезда пчел, а значит, будет суше воздух в нем. Однако при слишком большой разнице температур он может стать настолько сухим, что вызовет кристаллизацию меда. В то же время в слабо утепленном улье вследствие отсутствия (или небольшого его значения) вертикального температурного градиента состояние насыщения будет практически одновременно достигаться и в гнезде пчел, и в подрамочном пространстве, что приведет к конденсации пара по всему объему улья (начиная с углов и стенок). В этом случае мед в сотах будет впитывать влагу и разжижаться, что для пчел также нежелательно.
Считается, что пчелы хорошо зимуют при относительной влажности воздуха в гнезде 70–80%. Из приведенной ниже таблицы несложно определить, что для поддержания такого показателя разница температур в гнезде пчел и подрамочном пространстве (в его придонной части) должна составлять примерно 4–5°С.
Действительно, если в гнезде 10°С при относительной влажности воздуха 70%, то парциальное давление водяного пара 8,613 мб, что почти совпадает с давлением насыщенного водяного пара при 5°С (8,72 мб). Поэтому при температуре воздуха в подрамочном пространстве 5°С выделяемый пчелами водяной пар вследствие увеличения его давления будет диффундировать в сторону дна (где частично удаляет через леток и частично конденсируется), выравнивая таким образом свое давление, а в результате и относительную влажность воздуха в гнезде пчел.
Если же при относительной влажности воздуха 70% температура в гнезде 5°С, то парциальное давление водяного пара равно 6,149 мб, что практически совпадает с его давлением в состоянии насыщения при 0°С (6,11 мб). В этом случае для поддержания влажности 70% температура придонной части улья должна равняться 0°С.
Подрамочное пространство с пониженной температурой действует как регулятор влажности в гнезде пчел, отсасывающий из гнезда излишки водяного пара. Кроме того, оно смягчает резкие колебания внешней температуры. Так, если температура снаружи внезапно понизится, то с поступающим в улей через леток холодным воздухом понизится и температура у дна улья, что вызовет дополнительную конденсацию находящегося там водяного пара и соответственно дополнительную диффузию его из гнезда. Это приведет к дополнительному выделению теплоты, подогревающей поступающий в улей холодный воздух.
Очевидно, в этой регуляции температуры и влажности в гнезде пчел и заключается положительное влияние на их зимовку большого подрамочного пространства, что уже давно отмечают пчеловоды.
Ю.С.УТКИН
г. Петрозаводск
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
