Воздухообмен в улье

В весенний и летний периоды пчелиная семья усиленно регулирует воздухообмен в улье. Если возникает необходимость, пчелы быстрыми взмахами крыльев выгоняют воздух из улья наружу, вентилируя улей в довольно широких пределах.

Леток как-бы разделяется на две струи воздушного потока. Группа вентилирующих пчел выстраивается перед летковым отверстием и занимает так называемую „активную\» часть летковой щели. В этой части летка пчелы создают давление для возникновения воздушного потока. В „активной\» части летковой щели в направлении потока воздуха возникает избыточное давление, за счет чего поток воздуха направляется из летка наружу. Остальная часть летковой щели, которую вентилирующие пчелы не занимают, называется полем реакции. Через эту часть летковой щели в улей поступает свежий наружный воздух (аспирационный поток, рис. 42). Измерениями установлено, что летом в летке не происходит диффузии, здесь преобладает аспирационный поток.

Рис. 42. Работа пчел в летке в период активной деятельности семьи: а — „активная\» часть летка, б — поле реакции

Для установления функций воздушных потоков на прямой линии нанесены 5 измерительных точек (рис. 43): а — середина улья, б — непосредственно перед группой вентилирующих пчел, в — среди вентилирующих пчел, г — непосредственно за группой вентилирующих пчел, д — примерно в 80 мм за последней вентилирующей пчелой. Если вентилирующие пчелы образуют давление воздушного потока силой 0,3 мм водяного столба, картина давлений следующая:

Рис. 43. Зоны давления воздуха в период активной деятельности семьи: а — улей = пространство с низким давлением воздуха, 6 — „активная\» часть летка, в — пространство выравнивания давлений

В точке
а давление ниже атмосферного (0,3 мм водяного столба); подобное давление находится также в точке 6. Если тонкую трубку манометра из этого места медленно перемещают к точке в, на шкале давления внезапно произойдет изменение. Стрелка, показывавшая давление 0,3 мм ниже атмосферного, теперь отклоняется в другую сторону, на 0,3 мм избыточного давления (измерительная трубка перешла из зоны давления ниже атмосферного, созданной вентилирующими пчелами и находится уже в зоне избыточного давления). В точке в находится избыточное давление 0,3 мм, которое кончается за последней вентилирующей пчелой — точка г. В нескольких десятках миллиметров от последней вентилирующей пчелы находится атмосферное давление (уравнительная зона). Эта разница между давлением внутри объема улья и атмосферным давлением однозначно указывает на то, что вентилирующие пчелы образуют в летке безвихревое (ламинарное) течение. Пока пчелы вентилируют, ульевой воздух имеет давление ниже атмосферного. Сила, с которой пчелы проводят воздухообмен, колеблется в пределах 0,03—0,6 мм водяного столба; при чрезвычайных обстоятельствах на короткое время она достигает даже 0,8 мм водяного столба. Соотношение между измеренным давлением воздушного потока и соответствующей скоростью приведено в таблице 6.

Таблица 6. Скорости воздушного потока (при плотности воздуха в улье 1,2) в зависимости от давления.

Скорость воздушного потока является постоянной внутри группы вентилирующих пчел. Ульевой воздух приобретает скорость лишь в ускорительной зоне. При максимальном давлении 0,8 мм водяного столба, воздух выходит из улья со скоростью 3,6 м/с и приближается к максимальной скорости полета пчелы (4 м/с). Наиболее высокие давления были отмечены во время обильного взятка у сильных пчелиных семей ночью. Во время необильного взятка, величины давления ниже 0,2 мм водяного столба, причем пчелы на некоторое время даже прекращают вентилирование (Seyfang).

В зимний период, когда пчелы объединяются в клуб, они малоактивны и вентилирование крыльями пчел невозможно. Создается впечатление, что в клубе нет никакого воздухообмена. Вентилирование в улье обеспечивается лишь величиной и размещением летка.

Однако, если рассмотреть условия зимовки пчелиных семей в бортях и дуплянках, то обнаруживаются прямо противоположные отношения в вентилировании и в воздухообмене. Пчелы еще до начала строительства сотов в дупле тщательно сгрызают гнилую часть дерева и надежно прикрепляют соты только на твердой древесине. На нее пчелы наносят слой прополиса, чтобы предохранить от дальнейшего гниения. В подготовленном таким образом гнезде не существует никакого движения воздуха снизу вверх. Готовясь к зиме, пчелы также тщательно заделывают прополисом все щели, чем исключают возможность сквозняка. Lindauer провел интересный опыт, при котором рои пчел могли выбирать различные, искусственно изготовленные жилища. Во всех случаях пчелы предпочитали жилище без сквозняка.

На основании этого можно утверждать, что усиленная вентиляция корпусов в зимний период и открытие дополнительных верхних летков не обеспечивает лучших условий зимовки пчел.

Физиологические процессы у пчел в зимний период замедлены, они протекают менее интенсивно, что имеет важное значение для выживаемости пчел. Чем больше пчелы могут замедлить жизненные процессы, тем больше остается внутренних резервных сил для предстоящей весны и настолько меньшим будет потребление пищи. Taranov и Michajlov на основании опытов установили, что между степенью вентилирования корпуса и температурой клуба имеется определенная зависимость. Чем интенсивнее вентилируется корпус, тем больше повышается температура в центре клуба; для ее поддерживания пчелы должны тратить больше энергии и расходовать больше кормовых запасов. Соотношение воздухообмена в гнездовом корпусе при усиленной

Рис. 44. Обмен воздуха в улье в зимний период: а — прямое течение воздуха, б — вихревое течение воздуха

вентиляции (одновременно через нижний и верхний летки) составляет 3:1, это значит, что в корпусе при усиленном вентилировании, воздух сменялся в три раза быстрее. Результаты опытов показали, что пчелиные семьи, у которых корпус вентилировался лишь через один леток, расходовали зимних кормовых запасов в среднем на 20 % меньше, чем семьи с двумя летками. В корпусах зимующих пчелиных семей было установлено также различное содержание углекислого газа в воздухе. У пчелиных семей с меньшей вентиляцией было установлено большее содержание углекислого газа (в среднем 2,14 %) и они провели зимовку благополучнее, чем пчелиные семьи с более низким содержанием углекислого газа (в среднем 0,79 %). При более усиленной вентиляции ульев, прямые кишки пчел были больше переполнены калом. Ульи пчелиных семей с более высоким содержанием углекислого газа в воздухе имели весной площадь сотов с расплодом на 77 % больше.

Авторы опытов указывают на то, что углекислый газ воздуха в улье действует в качестве тормоза физиологических процессов у пчелы, чем объясняется более спокойная зимовка семей.

Eskov вывел закономерность влияния углекислого газа в пчелиных семьях. Он установил, что чем больше концентрация углекислого газа, тем ниже концентрация кислорода в корпусе, и наоборот. В центре клуба пчел концентрация углекислого газа всегда выше, чем на поверхности клуба. Изменения в составе газов в течение суток имеют циклический характер. Летом углекислый газ достигает максимальной концентрации ночью, а также под утро. Eskov установил также положительную зависимость между количеством открытого расплода и концентрацией углекислого газа.

В зимний период воздухообмен через леток проходит не прямым потоком свежего воздуха в улей, а его вихревым течением. При таком течении частицы наружного свежего воздуха смешиваются с частицами внутреннего воздуха (турбулентность).

В заключение следует отметить, что пчелы регулируют воздухообмен не только летом, но и зимой. В состоянии покоя при спокойной зимовке пчелы формируют плотный клуб; на его поверхности плотно сидящие пчелы, образующие оболочку, препятствуют быстрому удалению воздуха из центра клуба. В этих условиях повышается концентрация углекислого газа, оказывающего благоприятное воздействие на процесс зимовки пчелиной семьи.

Знания о температурных режимах и режимах влажности, а также о воздухообмене в улье указывают на необходимость соблюдения следующих условий при содержании пчел:

Для пчелиных семей необходимы утепленные ульи, стенки которых должны обеспечивать теплоизоляцию, равняющуюся по крайней мере теплоизоляции стены толщиной 600 мм из обожженного кирпича.
Объем улья следует сокращать и расширять в зависимости от силы семьи таким образом, чтобы пчелы в нем соразмерно поселились.
Размер летка необходимо регулировать в зависимости от силы пчелиной семьи таким образом, чтобы чрезмерное сокращение в активный период пчелиной семьи не ухудшало возможность достаточного вентилирования, и чтобы его слишком большая величина в зимний период не вызывала вредное вентилирование. Величина летковой щели в зимний период должна быть такой, чтобы на каждый сот, оставленный на зимний период в гнездовом корпусе приходилось примерно 1 см² леткового отверстия (при полном открытии задвижки летка). Если задвижку летка на зимний период (в типовых ульях с верхней вентиляцией) оставляют в полуоткрытом положении или же полностью закрывают (в ульях с нижней или передней вентиляцией), на каждый сот, оставленный на зимний период должно приходиться примерно 1,5 см²площади летковой щели.
Зимой пчелиные семьи необходимо предохранять от беспокойства.
В период зимнего покоя, пчелиным семьям необходимо предоставлять достаточное количество качественных кормовых запасов.

\»Пчеловодное оборудование, инвентарь и их самодельное производство\», Михал Мачичка, Братислава, 1988г.