Пчелиная семья — это сложная система, которая ведет себя как целостный организм, несмотря на то, что состоит из нескольких десятков тысяч пчел. К сожалению, при разработке методов диагностики сложных систем не существует общих и эффективных подходов к решению широкого круга практических задач. Это обстоятельство вынуждает прибегнуть к поиску их локальных особенностей, а затем к выбору или разработке метода решения проблемы. Так, для оценки физиологического состояния пчелиных семей и определения развития их заболеваний используют данные температурных режимов различных зон расположения пчел, пиков интенсивности звукового спектра (акустический шум) и влияния воздействий электромагнитных полей (Е.К.Еськов, 1979, 1995; А.Ф.Рыбочкин, 2004).
Наиболее полную информацию о состоянии пчелиной семьи можно получить с помощью дистанционного измерения тепловых полей в межрамочных пространствах гнезда. Распределение тепла имеет сложный характер и зависит от многих факторов. При этом внутригнездовая температура влияет на все биохимические и биофизические процессы, протекающие в организмах насекомых, определяет их активность: обычно чем они активнее, тем шире зона с высокой температурой.
В пассивный период жизни семьи (зима, отсутствие расплода) самая высокая температура бывает в межрамочных пространствах, содержащих наибольшее число пчел. В зависимости от их количества, физиологического состояния, уровня активности и внешней температуры в тепловом центре температура не опускается ниже 24°С. Появление расплода приводит к расширению зоны с высокой и стабильной температурой, которая находится уже в пределах 33–35°С. Так же активизируются пчелы при повышении влажности воздуха в гнезде и патологических изменениях. В этих случаях температура может повыситься еще на 3–8°С, что носит апериодический характер.
В настоящее время для массового применения не разработано технических средств экспресс-диагностики состояния пчелиных семей в полевых условиях. Методы получения и анализа данных рассчитаны на работу в стационарных режимах и не описывают динамику жизненных процессов, обусловленную изменениями погодных условий, перемещением массы пчел внутри гнезда, изменением газового состава и т.д. Для получения конкретной информации приходится разбирать и осматривать гнездо семьи, нарушая его микроклимат (в зимнее время крайне нежелательно, а чаще всего просто невозможно).
В данной работе предлагается метод определения состояния пчелиной семьи в зимний период с помощью контроля распределения тепловых полей и тепловыделения. Метод основан на дистанционном измерении тепловизором температуры над гнездом (снимают верхнее утепление и оставляют только холстик или потолочины) и конвекционных потоков воздуха, проходящих через летки. Изображения поверхности на тепловизоре имеют различные градации яркости или цвета, соответствующие разным температурам. Такой способ измерения теплового излучения пчел в инфракрасном диапазоне дает истинную температуру только самого верхнего слоя холстика (потолочины) толщиной в доли миллиметра. О распределении температур внутри клуба можно судить опосредованно и только тогда, когда они «проецируются» на верхнюю поверхность холстика. Однако благодаря особенностям структуры клуба и происходящим в нем теплофизическим процессам температура над ним имеет стабильное значение и коррелирует с ее показателями в центральной зоне (Е.К.Еськов, 1977; В.А.Тобоев, И.Н.Мадебейкин, 2005). Поэтому изучение динамических особенностей тепловой картины над поверхностью клуба и в зоне летка позволяет получить информацию о процессах, происходящих в самом клубе. Так, при заболевании семей нозематозом на термографической карте видна небольшая зона с высокой температурой. Ее значения нестабильны и носят скачкообразный характер. Сама высокотемпературная область постепенно уменьшается. При появлении расплода четко прослеживается формирование стабильной высокотемпературной зоны, смещенной в сторону летка, что приводит к изменению температурных полей вокруг летков.
На рис. 1 представлены изотермические поверхности над клубами (показатели сняты с поверхности холстика) благополучно зимующих пчелиных семей, которые зависят от их излучающей способности, условий, в которых проводили измерения, теплофизических и излучающих свойств материала холстика, прополиса, древесины.
Такие же изменения тепловизор «видит» и в зоне летков (рис. 2.), а в тонкостенном улье — непосредственно на его поверхностях (рис. 3). По определенным тепловым полям можно судить о силе зимующей семьи, размещении клуба относительно летка, интенсивности вентиляции и наличии расплода.
Таким образом, если составить температурные эталоны (карты абсолютных значений поверхностных температур и систем термостабилизации) можно контролировать и управлять жизнедеятельностью пчел в зимний период.
Несмотря на то что предложенный метод не дает представления об истинных значениях «глубинных температур» зимнего клуба, изучение карт распределения контрастов поверхностных температур позволяет: определять размещение, форму и структуру семьи, а следовательно, контролировать ее развитие; установить локализацию расплода в гнезде, а главное — момент его появления; прослеживать возникновение патологических изменений, появляющихся внутри клуба и в семье в целом, по развитию резкого температурного градиента и нестабильности микро-климата; контролировать и управлять процессами воздухообмена семьи с внешней средой.
Тепловидение предоставляет возможность дистанционно быстро и просто получать информацию, контролировать состояние пчелиных семей при абсолютной безвредности для них, способствует решению ряда диагностических задач практического пчеловодства, позволяет составлять перспективный план работы с каждой семьей.
В.А.ТОБОЕВ
Республика Чувашия,
г. Чебоксары
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
