Прошло более 2000 лет от рождения сына Божьего Иисуса Христа. Для жизни одного человека это бесконечность, но как за такой исторически малый промежуток времени изменился сам человек и как он изменил окружающую действительность. Медоносные пчёлы, согласно палеонтологическим находкам, насчитывают историю своего существования более 40 миллионов лет! (А может и более). Очевидно, за такой длинный, длинный отрезок времени вид медоносных пчёл, эволюционируя, смог найти защиту от клеща варроа. Не только найти защиту, но и значительно сократить существование самого вида клеща варроа. В противном случае, появление впервые клеща на пасеках Европы, Азии, Африки и Нового Света положило бы конец существованию вида медоносных пчёл.
На лицо проблема не в виде членистоногих, а в том, как человек водит пчёл. От незнания законов развития природы ошибка кроется в конструкции ульев и технологии ухода за пчёлами, но обо всём по порядку.
В газете “ Пасека России” N1 за 2002 год в статье В. Э. Колосова “Улей XXI века. Открытие Лангстрота пора закрывать” автор описывает интересный случай. В дупле старой осины был найден рой. Рой сняли, расплод поместился в двухкорпусный улей конструкции Шарля Дадана. После чего, автор, переживая о заклещённости пчелиной семьи, обработал пчёл фольбексом. Результаты обработки крайне озадачили пчеловода, при такой массе пчёл упало всего девятнадцать особей клеща.
Статья послужила прологом к созданию архаических конструкций ульев по бесконтактной технологии ухода за пчёлами, по сути, возврат к дуплянкам и колодам. Но, не это главное, каждый год в природу улетает масса роёв, как диких, так и с пасек, культурных. Многие из пчеловодов, провожая взглядом улетающий рой, думают про себя, полетел умирать от клеща. Но не тут, то было. Рои расселяются, обустраивают жилища, накапливают корма, поддерживают численность колонии, идут в зиму, зимуют, весной развиваются и снова отпускают рои. В ходе эволюции пчёлы нашли механизм защиты от паразита и поэтому, природные рои, без медвежьей услуги человека, прекрасно живут и здравствуют в окружающем нас мире.
Ежегодно я ловлю более десяти природных диких роёв, они значительно меньше по массе культурных и в нашей местности выходят на две недели ранее, чем от пчеловода. После обработки в таких роях падает не больше десятка клещей, это так называемый клещевой фон природного роя, но есть рои, в которых клеща нет вообще.
Ловите такие рои сами, обрабатывайте и вы в этом убедитесь!
Группа профессора А. Г. Маннапова (2015), исследуя эффективность инновационной рамки (рамка Хенда ), получила ошеломляющий результат, снижение в 3,5 раза заклещённости семей с иннорамкой по отношению к контрольным семьям. Напомню параметры рамки, боковая планка имеет ширину34мм и расширитель по всей высоте. То есть рамка гарантирует ширину межрамочного пространства 9мм и в улочке полностью закрыта боковая поверхность. Делая выводы, учёные связали такой феномен с действием на клеща повышенной концентрации углекислого газа. Дескать, узкая улочка, пчёлы перекрывают проход, концентрируется углекислый газ, и клещ гибнет.
Чушь! (Не сдержался).
Профессор Е. К. Еськов (1978), исследуя наличие углекислого газа в зимнем клубе, получил результат концентрации газа более 8%*. Зачем тогда пчелиные семьи обрабатывать от клеща варроа, если в зимнем клубе, по теории учёных, он погибнет. Пчеловоды, умудрённые горьким опытом, прекрасно знают, если осенью не обработать пчелиные семьи от клеща, мёда в следующем году не видать, как и семей. Поражённая клещами пчелиная семья теряет значительную часть особей, отчего нарушается баланс между энергетическим потенциалом колонии и мощностью тепловых потерь гнезда. Далее следует цепная реакция, энергетические затраты возлагаются на оставшихся членов колонии, но каждая пчела имеет определённый жизненный ресурс, пчёлы срабатываются и отходят, а энергетические затраты переходят в обязательства оставшихся членов колонии и так до полного исчезновения.
Но факт остаётся фактом, замкнутый периметр улочного пространства и ширина улочки 9мм снизили заклещённость в 3,5 раза!
Мало того, если необработанный от клеща медовик на шести корпусах А. Рута с рамкой Хенда, после откачки мёда, сократить до двух корпусов, чтобы пчёлы контролировали все улочки, через три недели пол дна, через сетку, будет усеян мёртвым клещом, хоть веником мети. При условии, конечно, что матка на длительный период взятка не изолировалась в клеточке. Не верите, проверьте! Только сократить объём улья необходимо до размеров семьи, если это не будет выполнено, семья слетит, но об этом далее.
В перечне доказательной базы отсутствует ещё одно весомое исследование.
Автор “Творческого пчеловодства” В.Е. Малыхин (2012) провёл учёт наличия самок клеща в расплоде первой после зимовки генерации пчёл и выявил их полное отсутствие. Далее, обработав пчелиные семьи от клеща бипином, исследователь обнаружил в семьях до 2% опавшего клеща.
Вывод исследователя, в ульях самки клеща варроа не идут в пчелиный расплод первой генерации. Я добавил “в ульях” потому что в природных гнёздах его вообще нет.
При каких условиях в ульях проходит период первой генерации пчёл?
В ульях, с момента откладки маткой яиц в зимнем клубе и до первого очистительного облёта, за размеры площади яйцекладки и поддержание на расплоде соответствующей температуры отвечают пчёлы зимнего клуба.
Пчёлы в гнезде на расплоде строго выдерживают установленный природой параметр температуры.
Я пишу “в ульях “ потому, что в природных гнёздах зимний расплод в основном отсутствует, об этом далее. Температура на расплоде оптимальная перепадов и изменений не наблюдается, размеры площади расплода пчёлы обеспечивают из энергетических возможностей колонии. Фраза “ энергетические возможности пчелиной колонии” включает в себя силу семьи, запас кормов и условия в улье (температурный и газовый режим воздуха). Изменение любого из этих трёх факторов автоматически приводит к изменению энергетического баланса в гнезде, следовательно, к изменению площади расплода. При негативном стечении обстоятельств к гибели части расплода или полной гибели семьи.
Первый весенний очистительный облёт не меняет температурный режим в улье. Кроме того, пчеловод, в соответствии с наставническими канонами, максимально сокращает объём пространства улья занимаемого пчелиной семьёй, утепляет внешние границы этого пространства и обеспечивает пчёл кормами. В таких условиях температура на расплоде не меняется, а дополнительное утепление и толковый подогрев позволяют пчёлам увеличить для матки площадь яйцекладки, следовательно, увеличить для семьи площадь расплода. Таким образом, пчелиная семья осваивает обусловленный объём и происходит замена зимней пчелы на пчелу первой генерации.
До сих пор самки клеща варроа сидят на пчёлах, они живы, активны, питаются гемолимфой пчёл, но в расплод не идут, их не пускает величина т е м п е р а т у р ы!!!
Самки клеща варроа не идут в пчелиный расплод и не откладывают яйца при температуре на сотах выше 35,5*(308,5К) градусов Цельсия!!!!!!!!!!!!!!!
Температурный интервал яйцекладки клеща варроа находится ниже 35,5оС*(308,5К), это верхняя его граница. Кроме того, при поднятии пчёлами температуры на расплоде выше35,5оС(308,5К)* начинает погибать потомство клеща в расплоде. И чем выше значение температуры на пчелином расплоде, тем больше от расплодного клеща очищается пчелиная семья. По моим замерам, после сокращения объёма гнезда, температура в улочке с двухсторонним расположением расплода у пчёл карпатской породы составила 37,2оС(310,2К), а при одностороннем 36,8оС(309,8К) (рамка Хенда ).
Интересно поведение взрослых самок клеща варроа вне расплода, клещ находится на пчеле. При благоприятных температурах пчелы и окружающего пространства клещ сидит на груди у пчелы, но как только происходит повышение температуры груди более 35оС, клещ мигрирует на брюшко и прячется под тергитами. В соответствии с исследованиями Г. Эша(1961), температура груди пчелы всегда выше температуры брюшка на 5 – 11 градусов, то есть клещ всегда располагается в благоприятной температурной зоне. Под тергитами клещ и зимует, очевидно, для клеща варроа температура на брюшке пчелы в зимний период является нижним значением витального температурного интервала.
Немного о борьбе с клещом. Применение дымных химических препаратов от клеща варроа имеет два фактора влияния, первый по назначению химический, а второй сопутствующий термический, при задымлении гнезда пчела рефлекторно, резко возбуждаясь, поднимает высокую температуру груди, клещ при этом оказывается на “раскалённой сковородке “ и, отрываясь, сыпется вниз. Вот почему после обработки часть клещей остаются активными, и происходит повторное заражение. Чтобы этого не случалось, обработку следует производить при температуре внешнего воздуха ниже 14оС(287К), на холодном дне клещ коченеет и тем самым теряет свою активность. На практике при обработке в активный летний период применяют промасленную бумагу, клещ пристаёт к поверхности и таким образом изолируется от пчёл.
В этом месте полезно также отметить, в соответствии с исследованиями Е. К. Еськова (1981), при температуре 36оС(309К) начинает погибать и расплод трутней. Как видим, перепад температур в гнезде пчёл с 35 до 36оС(309К), всего на 1оС, имеет серьёзные последствия для всех его обитателей.
Пчеловоды хорошо знают, что клещ варроа в первую очередь хорошо размножается в трутневом расплоде. А почему? Потому что верхняя витальная температура трутневого расплода совпадает с верхней витальной температурой размножения клеща варроа. По сути это один и тот же температурный интервал.
А как же пчеловод?
После замены зимней пчелы на пчелу первой генерации наступает период расширения пчелиного гнезда. Расширяем. Какими бы технологиями пчеловод не руководствовался, расширение гнезда даже одной навощенной рамкой при ширине улочки 12мм приводит к образованию в гнезде проёма от сота до сота шириной 48мм и на всю высоту рамки. В соответствии с рекомендациями, рамка с вощиной ставится к открытому расплоду, в таком месте много молодой пчелы, которая и будет быстро оттягивать соты. В задачке спрашивается, какой станет температура на поверхности открытого расплода после постановки одной рамки с вощиной? А если двух? А если по Кемеровской системе разово разрезать вощиной всё гнездо? Пчеловод открывает ящик Пандоры. В этом случае температура на открытом расплоде в ульевых пчёл входит в температурный интервал активной деятельности самок клеща варроа. Самки клеща медлить не станут, процесс пошёл.
Таким образом, пчеловод должен уяснить, пока пчёлы в улье сами контролируют температуру, самки клеща варроа в расплод не идут, но как только пчеловод сделал первое расширение, искусственно увеличив объём расплодной части гнезда и в результате снизил температуру на открытом расплоде, самки клеща варроа сразу пошли в расплод. Отсюда следует весьма эффективный метод борьбы с клещами варроа, обработку от клещей варроа необходимо производить до первого весеннего расширения. В результате в семье останутся только самки клеща варроа, которые во время обработки находились в трутневом расплоде.
В природном гнезде пчел развитие семьи происходит сверху вниз и заканчивается по границе тепловой ловушки пчелиного роя. Семья полностью контролирует температуру во всех улочках гнезда. С увеличением численности колонии увеличивается и объём тепловой ловушки, опускается вниз её граница, следовательно, увеличивается и размер площади занятой расплодом. Семья природных пчёл интенсивно растёт, в колонии из-за стабильной витальной температуры отсутствуют особи с анатомическими и физиологическими изъянами. О развитии клеща варроа в таких условиях не может быть и речи, разве что заносится в семью мигрирующими пчёлами или трутнями.
Как видим, тепловая ловушка в гнезде пчёл формируется за счёт потолка с высокими теплоизоляционными свойствами. Вот почему, все время в ульях потолок над пчелиным гнездом должен быть постоянно очень хорошо утеплённым.
А для пчелиных семей в ульях от пчеловода, дальше больше.
Донья со сквозными; зарешеченными в полу проёмами; постановка новых корпусов; открытые летки во всех корпусах; тонкостенные корпуса; перетасовка корпусов; многоразовое открытие ульев; межрамочное пространство в 12мм; расширитель Гофмана; разовое расширение гнёзд вощиной; кочёвка пасеки с достаточной вентиляцией; методы ухода от роения путём расширения гнезда вот далеко не полный перечень конструктивных особенностей ульев, технологических операций и приёмов ухода за пчёлами, приводящий к снижению температуры в гнезде пчёл.
Далее будут написаны учёная ересь и крамола.
Учёные изобрели строительную рамку, многие защитили диссертации, получили премии и все всем советуют. Учебники, наставления, рекомендации, масса статьей и во всех “пчеловодческих романах” описывается эффективность строительной рамки её природный фантом. Для учёных и работников пера всё хорошо, а как у пчеловода в семьях?
Ставим строительную рамку в улочку с открытым пчелиным расплодом. В гнезде образуется проём шириной 48мм, для пчёл это пропасть. Когда ещё пчёлы построят трутневые соты, но сейчас, при постановке уникального биоизобретения, разорвана целостность пчелиного гнезда и из образовавшейся прорвы конвективными потоками уносится драгоценное тепло. Да, ввиду снижения температуры, пчёлы отстроят именно трутневые соты на рамке, матка отложит в ячейки неоплодотворённые яйца и будет расплод трутня. А какую температуру станут пчёлы держать на этом расплоде? В улочке по одну сторону пчелиный расплод с обязательной температурой выше 36оС(309К), а по другую расплод трута с температурой ниже 36оС(309К). По всем учёным биологическим канонам большая часть расплода трута будет с самками и потомством клеща, но и на соседней рамке с пчелиным расплодом тоже будет клещ. Это же масло масленое, бороться с клещом путём его разведения, создавать внутри пчелиного гнезда благотворные условия для развития паразита, вольер по выращиванию, биофабрику по производству.
Эффективности никакой, а вреда немерено.
Мало того, что клещ пошёл в пчелиный расплод, да ещё пчёлами потрачена энергия на строительство и выкармливание целой рамки трутневого расплода, что равнозначно по выкармливанию нескольких рамок пчелиного. Таким образом, строительная рамка выступает катализатором процесса заклещённости пчелиного расплода.
В природных жилищах пчёл нет полей с трутневым расплодом. Трутневые единичные ячейки располагаются в зонах движения воздушных потоков, ввиду снижения в таких местах температуры. Для строительства трутневых сот и откладки маткой в них неоплодотворённых яиц должна быть в таких местах соответствующая температура, она ниже, чем при строительстве пчелиных сот и откладки маткой оплодотворённых яиц.
Сигналом для пчеловода о том, что клещ в расплоде и даже вышли первые генерации служат два косвенных фактора по снижению температуры в гнёздах.
Первый, пчёлы на вощине и рамочных проёмах отстраивают трутневые соты. Как объяснялось ранее, трутневые соты отстраиваются при температуре откладки маткой неоплодотворённых яиц, что ниже температуры откладки оплодотворённых. Если в таком месте на сотах дать температуру откладки маткой пчелиных яиц, то пчёлы станут строить пчелиные соты. Этот фактор показывает общее падение температуры в улье в результате чрезмерного расширения.
Второй, по территории пасеки, и особенно возле ульев, начали ползать пчёлы с недоразвитыми крыльями или малых размеров. Этот факт связан с локальным понижением температуры на закрытом расплоде и ни в коем случае не связан с воздействием на расплод клеща варроа. Если у вас по пасеке не ползают бескрылые пчёлы, это не означает, что в пчелиных семьях нет клеща.
К выше сказанному следует добавить, учёными в Японии и Англии обнаружен вирус деформации крыла, я за пчёлами с микроскопом не бегал, но я знаю, факт, который перебьёт любой микроскоп. Пять лет тому назад я перевёл пасеку на рамку Хенда и в технологии стремлюсь не допускать охлаждения и перерасширения гнезда, в итоге ползающие пчёлы с деформированным крылом на пасеке исчезли. Нет ползающих пчёл! Может быть, такой вирус и нашли, но беда от него во сто крат менее, чем от переохлаждения расплода. Если посмотреть труды учёных в доварроатозную эпоху, то в описании болезней найдёте дефект крыла пчелы от переохлаждения расплода, проблема древняя и не следует её связывать с клещами варроа.
В силу технологических особенностей, понижение температуры на расплоде и сильная заклещённость характерны для пасек медового направления. В результате семьи слабнут от клеща варроа, но огромный урон наносит и пониженная температура на расплоде.
От пчеловодов часто можно слышать: “ Пчёлы у меня перевелись, покупал, были бойкие, а год прошёл и не узнать”. Некоторые исследователи связывают это явление с физиологическим истощением. Но, почему-то у роеводов не наблюдается в пчелиных семьях никакого физиологического истощения, и они из года в год реализуют качественные пчелопакеты с хорошей пчелой. Проблема заключается в том, что понижение температуры на расплоде оказывает негативное воздействие не только на строение тела и крылья пчелы, оно влияет на всю анатомию пчелы. От низкой температуры не развиваются органы осязания, органы внешней и внутренней секреции, кровеносная и дыхательная системы и прочее. Пчёлы родившееся с патологией не в состоянии качественно кормить новое поколение, определять медоносные растения, удерживать необходимую температуру или реагировать на изменение состава воздуха. И как результат, в течение сезона с увеличением от генерации к генерации в пчелиных семьях растёт процент неполноценных особей. Итог, осенью пчеловод имеет семьи, в большинстве своём состоящие из пчёл-дегенератов. Для решения такой проблемы в медовом пчеловодстве имеются две системы пчеловождения, роебойная и изоляция матки на весь период медосбора.
Выводы для себя делайте сами!
Написано много, но нет ответа на главный вопрос:
“ПОЧЕМУ КЛЕЩ ВАРРОА ИДЁТ В ПЧЕЛИНЫЙ РАСПЛОД?”
Чтобы ответить на этот вопрос обратимся к науке цитологии. Наука цитология или биология клетки позволяет понять начальный процесс рождения нового организма и его приспособленность к существованию в окружающей среде.
Насекомые и паукообразные размножаются половым путём, то есть изначально соединяются женская половая клетка, яйцеклетка (яйцо), и мужская половая клетка, сперматозоид. У членистоногих женские половые клетки зарождаются и дозревают в организме самок и по отношению к сперматозоиду бывают оплодотворённые и неоплодотворённые. Сперматозоиды, зарождаются и дозревают в органах размножения самца. В обоих организмах самки и самца репродуктивные органы защищены от влияния внешней среды. Из обеих половых клеток жизнь сперматозоида более скоротечна и зависит от температуры и среды обитания. При определённых условиях, сперматозоиды длительно хранятся при низких температурах. Так, например, сперматозоиды человека длительно хранятся при температуре – 198оС(75К). Аналогично в холоде для искусственного осеменения матки хранится и сперма трутня. Но при положительных температурах сперматозоиды человека погибают при 37оС(310К), а сперматозоиды самца членистоногих при 35,5оС*(308,5К).
Я не берусь говорить за весь животный мир (не по Сеньке шапка), но в отношении членистоногих могу утверждать:
Любой вид членистоногих не может размножаться, если значение температуры окружающей среды выше витального значения температуры для сперматозоидов данного вида.
Отсюда для пчеловода следует закон природы, которым уже очень давно пользуются пчёлы.
Самка клеща варроа никогда не пойдёт в пчелиный расплод, если на пчелином расплоде будет значение температуры выше витального значения температуры для сперматозоидов клеща варроа.
Самки клеща варроа после оплодотворения являются носителями сперматозоидов клеща варроа. Самки клеща варроа откладывают яйца только в определённом интервале температур, который соответствует развитию трутневого расплода, который в последствие является генератором сперматозоидов пчелиной колонии. Если на пчелином расплоде следует понижение температуры до температурного интервала развития трутней, самки клеща варроа идут откладывать яйца в пчелиный расплод. В случае повышения температуры на пчелином расплоде, самки клеща варроа, находящиеся в расплоде, и их потомство погибают. Пчёлы, после выхода молодых пчел из расплода, при очистке ячеек, выбрасывают трупики клещей. Эти трупики клещей, если их ещё не убрали пчёлы, и находит пчеловод на дне улья. Таков мир членистоногих и такие в нём правила, плоды эволюции.
В своей статье “А так ли нужен изолятор зимой?” я дал рекомендацию, как уберечь пчелиную семью от клеща варроа, я советую ею воспользоваться.
У каждого пчеловода своя персональная технология ухода за пчёлами, поэтому её необходимо пересмотреть и поправить в соответствие с действующим природным законом.
Действие упомянутого утверждения имеет место для всех видов клещей, которые размножаются в пчелиной семье.
Действие упомянутого утверждения имеет место и для развития самих пчёл, но это уже другая тема и она будет рассмотрена далее.
Из своего опыта.
Считаю самым эффективным видом борьбы с клещом варроа это обработка семей парами муравьиной кислоты, а самым производительным, эффективным и дешёвым видом борьбы, обработка пчелиных семей парами муравьиной кислоты в результате возгонки щавелевой кислоты. Расход щавелевой кислоты на семью составляет 2,0г, время обработки 60 семей один час. Учёные сетуют на побочный эффект, но, эффективность, производительность и цена удовольствия все побочные эффекты перекрывают. Пчёл, по такому методу, обрабатываю с 1988 года, эффектов не замечал, а клещ валится копами.
Учёные в этом случае преследуют торгашескую цель, создавая рекламу “неземным препаратам”, толкают пчеловодам бутафорию и при этом получают прибыль до 500%.
Акцентирую для начинающих пчеловодов:
Если в пчелином гнезде для расплода использовать рамки Хенда с шириной улочки 9мм и при расширении не разрывать целостность расплодной части гнезда, то в такой семье будет присутствовать природный уровень клеща варроа Якобсони.
Если пчёл содержать на рамках с расширителем Гофмана и шириной улочки 12мм и при этом постоянно разрывать гнездо вощиной, то в таких семьях клещ варроа Якобсони содержится на уровне эпидемии.
Для борьбы с клещом варроа на уровне природного фона достаточно трёх обработок, одна перед весенним расширением гнезда, а две с разрывом в неделю в период начальной стадии формирования пчелиного клуба. Начальная стадия формирования клуба происходит при устойчивом снижении суточной температуры менее 14оС(287К).
Осенью достаточно и одной, вторая контрольная.
Что касается моей пасеки, то вот уж как два года я пчёл не обрабатываю. Меняйте свою технологию.
10.01.2022.
Дополнительно хочу проинформировать. В пчеловодческом сообществе очень часто освещается и обсуждается мысль о том, что осенью пчелиные семьи слетают от клеща варроа. Причём в этом почему-то все поголовно уверены, никто не пытается даже возражать. Пользуясь случаем, позвольте возразить, что это не так.
Клещ варроа на пасеках Старого Света появился чуть более пятидесяти лет тому. До этого момента клеща варроа в гнёздах пчёл в ульях не было. В гнёздах природных пчёл клещ варроа присутствует только на уровне природного фона, клещ в природном пчелином гнезде не размножается и не развивается.
Слёт пчёл – это механизм биологической защиты колонии, это природный инстинкт самосохранения, которому соответствует последовательная линейка групповых рефлексов. В природе у животных каждого вида, типа, класса инстинкты формируются в течении многих лет (100 тысяч, миллион) и необходимо отметить, что этот процесс никогда не заканчивается, меняются внешние условия меняется и инстинкт. Не счесть количество особей и поколений каждого вида, которые принимали и принимают участие в этом процессе. Положительная динамика выживаемости вида в природной среде, доминантные признаки фиксируются в генотипе вида и таким образом передаются потомкам. Иными словами, не мог, никак не мог за столь бесконечно короткий промежуток времени у Apis mellifera сформироваться инстинкт защиты путём слёта от воздействия клеща варроа.
Но это второстепенное, а главное то, что для того чтобы такой инстинкт сформировался, в природе в пчелиных колониях должен постоянно развиваться клещ варроа, но такое априори невозможно. Если бы это имело место, то понятие Apis mellifera у разумных существ планеты Земля отсутствовало. Списать слёт пчёл от клеща варроа очень удобно, клещ во всём виноват.
Слёт пчелиных семей, механизм слёта пчёл рассмотрим далее.
Чтобы тема была полностью раскрыта, следует также рассмотреть термический метод обработки пчёл от клеща варроа.
Термический метод борьбы с клещами варроа исторически сложился опытным путём, но именно такой подход вписался в природу членистоногих.
Самки клеща варроа, а именно они пакостят в пчелиной семье, трутни пчелиной семьи и оплодотворённые пчелиные матки являются носителями сперматозоидов. Все они представители членистоногих, класс паукообразные и класс насекомые. Для этих особей температура жизненного верхнего предела составляет 35,5оС* (* – потому что граничным пределом служит не конкретная величина температуры, а температурный интервал).
Как отмечалось ранее, по исследованиям проф. Е. К. Еськова трутни и расплод трута начинает гибнуть при температуре 36оС. Это касается и самок всех видов клещей и пчелиных маток.
Из всего населения улья только рабочая пчела без последствий может выдержать температуру выше 36оС. Она не является носителем сперматозоидов и при определённых условиях откладывает только неоплодотворённые яйца, яйца трута. При термообработке, повышении температуры более45оС, однозначно гибнут самки клеща варроа и пчелиные трутни. Эффективность при термообработке достигает 98%.
Особо следует рассмотреть состояние пчелиных маток. При термообработке с температурным интервалом от 45оС до 50оС и временном интервале до 10 минут пчелиные матки не теряют своих функциональных способностей. Природа, ход эволюции вида привели маток к способности кратковременно выдерживать повышенную температуру. Если бы такой способности не было, то в зимний период, находясь в клубе, при первом же повышении температуры матки бы теряли свои функциональные способности, чего не наблюдается.
На основании вышеизложенного несомненно термообработка, это весьма эффективный способ борьбы с клещами варроа.
НО! При длительном нагреве термообработка влияет на качество пчелиных маток, против природы не попрёшь.
Происходит процесс стерилизации пчелиной матки у которого два исхода, либо матка гибнет, либо становится трутовкой. Что и наблюдаем в некоторых случаях по исходу зимовки.
По факту термообработки можно только допустить, что семяприёмник матки не прогревается до критической температуры.
1949 год, профессор Г.А. Аветисян в докладе Академии Наук СССР отметил наличие обратной связи между концентрацией углекислого газа в зимнем клубе пчёл и количеством потреблённого корма. Этой заметкой учёный положил начало многолетним и масштабным экспериментам по изучению влияния концентрации диоксида углерода на жизнь пчелиных семей в ульях, эксперименты продолжаются и в наши дни.
Под руководством профессора Г.Ф. Таранова, исследовалось состояние пчелиных семей в ульях, продуваемых углекислым газом. Профессор Е. К. Еськов наркотизировал пчёл разной концентрацией диоксида углерода и при этом изучал физиологическое состояние пчёл. Учёные разных стран исследовали влияние концентрации двуокиси углерода на яйцекладку маток, на развитие расплода, зимостойкость пчёл и прочее. Усилия учёных не привели науку о пчелах к конкретному открытию, это ложное направление научных исследований. На самом деле влияние диоксида углерода на количество кормов имеет косвенное значение, да и сам диоксид углерода является продуктом жизнедеятельности пчелиной семьи, а его концентрация в гнезде полностью контролируется пчёлами.
Рассмотрим цепочку дыхательной системы пчёл:
Продольное отверстие (всас) – дыхательная камера (фильтр) – запирающий аппарат (вентиль) – трахея (трубопровод) – воздушный мешок (резервуар) – трахея (трубопровод) – трахеола (капилляр).
Как видим, на лицо система трубопроводной разводки воздуха от забора с внешней среды до всех клеток организма. Изменяя концентрацию газовых составляющих воздуха, можно быстро и эффективно влиять на работу клеток, замедлять или ускорять клеточные процессы.
Поэтому учёным необходимо было исследовать не влияние на пчёл концентрации диоксида углерода, а влияние концентрации атмосферного кислорода в зоне нахождения пчелы.
В 1946 году доценты МГУ А.Ф. Губанов и Н.П. Смарагдова высказали робкое предположение, что именно атмосферный кислород является источником активности пчёл.
Диоксид углерода – источник жизни и регенератор функции организма, а кислород – окислитель, энергетик, изменяя концентрацию вдыхания кислорода, пчёлы контролируют энергетические ресурсы организма. Например, в физиологии человека давление углекислого газа влияет на кору головного мозга, дыхательный и сосудодвигательный центры, углекислый газ отвечает за тонус сосудов, бронхов, обмен веществ, секрецию гормонов, электролитный состав крови и тканей и прочее. Кислород же служит необходимой составляющей для осуществления химических реакций проходящих в клетках организма. Увеличение или снижение концентрации кислорода в воздухе относительно нормы приводит к неизменному коллапсу организма.
Как отмечалось ранее, наглядным примером влияния концентрации кислорода на пчёл являются опыты А.Д. Комисcара (1994), когда в смотровом улье рамка с пчёлами, помещалась в зону атмосферной проточной вентиляции. Постоянное нахождение пчёл в потоке воздуха с нормальной концентрацией атмосферного кислорода заставляло их быть постоянно активными и для поддержания оптимальной температуры непрерывно работать летальными мышцами непрямого действия. Пчёлы за короткий срок вырабатывали свой ресурс, и семейка погибала. К месту следует заметить, что в данном эксперименте у пчёл абсолютно отсутствовала возможность потреблять воду, но об этом далее.
Другой пример, мы находим в лекциях на занятиях профессора В. Г. Кошковского, когда ульи пасеки Всесоюзного НИИ пчеловодства в городе Рыбное, Рязанской области (СССР), ввиду наступления фашистских орд на Москву, были зарыты в траншеи и засыпаны землёй на срок более двух месяцев! Обеднённый на кислород состав воздуха, допустимая концентрация диоксида углерода и стабильная внешняя температура тормозили клеточные процессы и помогли пчёлам выжить в таких условиях. Пасека существует и поныне.
Многие из пчеловодов, в силу своей любознательности, осматривают пчёл зимой. Пчеловоды из собственного опыта знают, когда тихо, без стука, осматриваешь снизу или сбоку зимующий клуб, пчёлы ведут себя спокойно и смирно, но как только при красном свете фонаря поднимаешь потолочены и открываешь улочки, пчёлы резко активизируются, начинают шуметь и выскакивают на рамки. Открытие улочек приводит к улетучиванию воздушной тепловой ловушки и уходу вверх (вытеканию) пояса углекислого газа. В этом случае атмосферный кислород из подрамочного пространства заполняет гнездо и активизирует боковую и нижнюю части пчелиного клуба. Пчёлы же верхней части клуба, находясь над поясом повышенной концентрации диоксида углерода, активизировались сразу, как только начала изменятся температура воздуха надклубного пространства. После такого пчеловодного демарша, семья долго гудит, нагоняя тепло и стабилизируя пояс воздуха с повышенной концентрацией диоксида углерода. “Выключит” этот гул только факт снижения концентрации кислорода в углекислотном поясе тепловой ловушки, а это длительный период.
Таким образом, пчёлы, для того чтобы контролировать уровень кислорода, потребляемого клетками их организма, создают условия для контроля, за уровнем двуокиси углерода в окружающем их пространстве.
В зимнем клубе, уменьшение потребления клетками кислорода переводит пчёл в состояние циклического анабиоза.
Природные условия зимовки пчелиного клуба, отчасти слёт пчёл при чрезмерном повышении уровня углекислого газа в гнезде, не выход роя в ненастную погоду или выход роя к моменту повышения дневной температуры воздуха всё это проявления воздействия повышенной концентрации углекислого газа на пчелиную семью. Замете, все эти проявления у пчёл отлаживались бесконечно длительным течением времени и направлены на сохранение энергетического потенциала пчелиной семьи.
В контексте этой темы рассмотрим работу пчеловодческого дымаря. Среди пчеловодов ходит сказка, что дым от дымаря успокаивает пчёл, и они перестают жалить, потому что дым воспринимается пчёлами, как результат лесного пожара. Пчёлы набирают в зобик мёда, брюшко выправляется, и пчела не в состоянии ужалить. В соответствии с этим возникает два вопроса. Первый. Почему, когда развеется дым, пчёлы, начинают жалить снова? Второй. Пчела сборщица, когда возвращается со взятка, с полным зобиком нектара, выходит тоже обезоружена?
Дым из дымаря имеет высокую концентрацию углекислого газа. На концах усиков пчелы находятся рецепторы, отвечающие за контроль концентрации углекислого газа в окружающем воздушном пространстве. Малые концентрации в воздухе диоксида углерода деактивируют пчёл. При этом импульс от рецепторов обрабатывается нервным центром, и сигнал на закрытие дыхалец не поступает. Но при высокой концентрации, нервный центр закрывает дыхальца и губительного влияния углекислого газа на пчелу не происходит. Дым из дымаря наркотизирует пчёл углекислым газом, и пчёлы временно теряют активность, уходят из зоны влияния газа. Это в частности пример перехода пчёл в анабиозное состояние под действием углекислого газа.
Очень часто в специализированной периодической печати для пчеловодов авторы заметок, пытаясь раскрыть физику пчелиного гнезда, ссылаются на действие в улье закона Д. Дальтона. При этом весомое имя и постулат используются для попрания любого иного взгляда и мнения. Прикрываясь авторитетом и общепризнанным действием закона о парциальном давлении газов, писцы, не разобравшись в особенностях процессов, протекающих в пчелином гнезде, твердолобо настаивают на действии этого закона внутри объёма пчелиного гнезда.
Немного истории.
Джон Дальтон (1766 – 1844) жил и творил в эпоху первой промышленной революции. За период с конца восемнадцатого века до конца девятнадцатого века, немногим более ста лет, учёными были исследованы и установлены все законы молекулярно-кинетической теории газов. В этот период были сформулированы первое и второе начало термодинамики. На основании вновь открытых физических законов, а порой, предшествующие им, были созданы паровая машина, пароход, автомобиль, двигатель внутреннего сгорания, пневматический перфоратор и прочие механизмы, машины и транспортные средства. В этот период в физике установлена связь между традиционными макропараметрами (давлением, объёмом и температурой) и микропараметрами (массой молекулы (атома), скоростью молекулы (атома) и концентрацией частиц).
Закон Д. Дальтона установлен для закрытого объёма. Только в закрытом объёме суммарное давление газов во всех точках объёма имеет одно, и тоже значение.
Как трактуется закон Джона Дальтона:
Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме их парциальных давлений.
В тексте значение словосочетания “… химически не взаимодействующих…” предполагает отсутствие возможности вступления газов между собой в химическую реакцию и отнюдь никоим образом не утверждает, что молекулы всех газов равномерно распределены по всему объёму. А именно так знатоки закона Д. Дальтона подсовывают идею действия закона о парциальном давлении в пчелиных ульях.
В закрытом объёме, в случае взаимодействия газов, образуется другое количество нового вещества, которое имеет своё значение молярной массы, при этом изменяется давление и температура, но остаются постоянным объём, масса вещества и действие гравитационного поля Земли.
Если исследуемый закрытый объём находится в гравитационном поле Земли, то на молекулы газов, согласно, закона сэра Исаака Ньютона, действует сила тяжести, а, следовательно, никто не отменял действие силы Архимеда. Поэтому в закрытом объёме в гравитационном поле Земли газы располагаются, согласно, их плотностей. Кто будет утверждать, что при заполнении закрытого объёма порциями водорода и углекислого газа внутренний объём станет однородным? Но, газы, имеющие сходный молярный вес, например, азот и кислород, имеют и сходную кинетическую энергию молекул. Разделение по плотностям таких веществ возможно только при специальных условиях, понижение температуры до абсолютного нуля, но это уже область действия законов квантовой механики.
Каждый, хоть один раз в жизни, надувал шар, мяч или накачивал камеру, факт поднятия давления в закрытом объёме и есть воочию проявление действия закона о парциальном давлении Д. Дальтона.
В частности, можно с натяжкой утверждать, что в пустом улье действует закон Д. Дальтона, но вот беда, улей заселили пчёлами. Если соблюдать условия применения закона Д. Дальтона, то, сколько бы мы порций газа не добавляли в объём улья, давление от этого в улье не изменится, может меняться только газовый состав воздуха. С появлением в улье пчёл улей превращается в открытую термодинамическую систему, в которой закон о парциальном давлении газов Джона Дальтона не действует. Повторяю, в улье с пчёлами закон о парциальном давлении газов Джона Дальтона не действует!
Если бы в заселённом улье закон Д. Дальтона имел место, то он перечёркивал бы действие сразу трёх законов:
Закон Архимеда, который определяет величину выталкивающей или подъёмной силы, действующей на газы в зависимости от их плотности.
Закон Блеза Паскаля, который определяет величину давления на стенки и потолок улья в зависимости от высоты над поверхностью Земли.
Закон Леонарда Эйлера для статики газов, который определяет величину давления нагретого газа на стенки улья в зависимости от атмосферного и избыточного давления внутри улья.
В крайнем случае, если у кого-то из пчеловодов и возникнут сомнения по этому вопросу, то обратитесь к задачам в статической физике с применением распределения молекул и атомов по скоростям по Д. Максквеллу и распределения молекул и атомов в пространстве по С. Больцману.
Но это ещё не все законы, силы и давления, которые имеют место в улье, заселённом пчёлами. На основании химического закона М. В. Ломоносова и А. Лавуазье о сохранении массы, в результате химической реакции окисления мёда в организме пчёл продукты жизнедеятельности, метаболическая вода и углекислый газ, имеют больший объём, чем начальные продукты, кислород воздуха и мёд. То есть, в улье имеет место не только избыточное давление от теплового нагрева, но и избыточное давление от продуктов жизнедеятельности пчелиной семьи. Вот почему зимой от действия избыточного давления внутри дупла леток у диких пчёл не замерзает, а меняется только площадь его сечения.
И только теперь, после уяснения роли влияния углекислого газа на пчелу и распределения газовых химических веществ внутри улья можно рассматривать действие закона тепловой ловушки пчелиного роя. Рассмотрим его в следующем разделе.
Окончание пчеловодческого сезона, на дворе осенняя пора, желтеет листва, ночные температуры стремятся к нулю, иногда случаются заморозки. Пчелиные семьи в ульях обработаны от клеща варроа, ужаты и обеспечены кормом, поставлены, как внутренние, так и наружные утепления. Каждый пчеловод для себя отметил готовность к зимовке, но где-то в подсознании затаился страх: “ А перезимуют?”. Страх рождённый неопределённостью, нет точных рекомендаций, советов и знаний, как зимуют пчелиные семьи. Учёные, на основании гипотез и эмпирического опыта, накопленного столетиями, предлагают рецепты, но в них нет уверенности, не всегда себя оправдывают. В результате пчеловод сам на сам оказывается перед выбором, по какому идти пути. Конечно, в данном случае большое значение имеет личный практический опыт, добытый за многолетний период путём проб и ошибок, или советы дяди Васи. Вот только вопрос: ” А хватит ли опыта на двоих с дядей Васей, ведь раз на раз не всегда приходится?”.
За многие лета учёные и пчеловоды хорошо усвоили, что пчелиный клуб начинает формироваться осенью при среднесуточной температуре ниже 14оС. В это время клуб рыхлый и не имеет устойчивой формы. С колебаниями суточной температуры относительно 14оС меняется и наличие клуба. При устойчивом похолодании, клуб окончательно сформирован и готов к зимовке. Все пчеловоды в течение зимы на себе замечали маниакальный синдром к погодным условиям, постоянный контроль температуры, осадков, направление ветра, завывание вьюги и каждый переживает: ”Как там они?”. Самые несдержанные или малоопытные пчеловоды непосредственно контролируют зимовку, прослушивают, постукивают, а то и залазят посмотреть. Ближе к весне ажиотаж у пчеловодов возрастает, начинаются подкормки, постановка дополнительных рамок и одно в голове: “ Только бы дожили”, но много и таких, которые уже считают убытки, минус один, минус два, минус три, минус полпасеки.
Приближается весна, солнышко поднимается всё выше и выше, прогревается воздух, столбики термометров поднимаются всё ближе и ближе к заветной отметке в 12оС. У каждого пчеловода, за окном в квартире или на точку в тени, имеется наружный термометр. Всякий раз, когда чистое небо и пригревает солнышко, возбуждённый пчеловод бежит к градуснику и контролирует. И наконец: “Вот, вот они заветные 12оС и солнышко!”. Пчёлы пошли на облёт и все пчеловоды: “Слава Господу! Перезимовали!”.
В пасмурную погоду, когда солнце закрыто тучами, и на термометре 12оС, пчёлы никогда не пойдут на облёт. То есть, солнце, нагревая улей, дополнительно повышает температуру внутри улья на два – три градуса. Следовательно, значение температуры 14оС для пчёл имеет магическое содержание, это граница формирования и распада клуба.
А почему так? Почему 14оС?
Ранее мы рассмотрели внешнюю температуру, влияющую на формирование и распад пчелиного клуба. С другой стороны, многочисленные исследования зимнего клуба учеными, утверждают интервал температур в клубе от 20 до 28оС, а со средины зимовки в пчелиных семьях с расплодом и до 36оС. Некоторые оппоненты могут вступить в дискуссию, приводя в пример результаты температуры также многих исследований с вариацией нижней границы пространства возле клуба от 6 до 20оС. Хочу заметить, все, абсолютно все исследования и замеры температур в зимнем клубе производились в гнёздах ульевых пчёл, подчёркиваю, ульевых пчёл. Как отмечалось мною ранее, улей представляет собой систему с нарушенной действительностью, в которой невозможно познать истину, а значит невозможно установить температурные закономерности, соответствующие природному порядку. Со всего вороха исследований и экспериментов по температуре в зимнем клубе, произведённых за последнее столетие, достойны внимания единицы, одним из которых являются эксперименты немецкого исследователя Гарольда Эша. Гарольд Эш, используя электрофизиологический метод с помощью усовершенствованных термоэлементов, проводил замеры всех частей тела пчелы, которые находились в разных точках пчелиной семьи и в клубе.
Г. Эш (1961) в одном из экспериментов установил, температура тела пчелы на поверхности клуба не опускается ниже 20оС.
В природном жилище пчёл, идеальном дупле, пчёлы клуба полностью контролируют площадь нижнего сечения. Следовательно, суммарная температура пчёл в нижней части клуба всегда поддерживается на уровне 20оС. Это не случайность, в процессе эволюции частая смена климатических условий заставила вид медоносных пчёл выработать механизм выживания при низких температурах. Этот механизм мы сейчас и рассматриваем.
Значения 14оС и 20оС не являются точными, у каждого из них есть своё поле допуска, поэтому для наглядности и простоты восприятия примем соответственно 14оС и 21оС. Найдём отношение температуры нижней части клуба к температуре внешней среды при формировании клуба. В результате мы получим число 1,5, запомним эту цифру.
Чтобы наглядно понять процесс, происходящий в гнезде пчёл, перенесёмся в Китай (КНР). В этой стране любят запускать летящие фонарики. Светящийся фонарик на фоне тёмного неба весьма красивое зрелище.
Первоначально, расправив конструкцию фонарика, если его отпустить, то он просто упадёт. Но, когда снизу зажечь свечу и устройство немного подержать, фонарик начнёт подниматься вверх. В безветренную погоду, светящиеся огоньки парят на весьма почтенной высоте.
Свеча затухает и если в это время понаблюдать за полётом, то фонарик продолжает подниматься, затем останавливает подъём, висит некоторое время, а далее медленно с нарастающей скоростью идёт на снижение.
Уважаемый читатель, чтобы понять какие природные процессы происходят в пчелином гнезде, крайне необходимо обратиться к элементарной прикладной физике, поэтому наберитесь терпения.
Какие законы описывают полёт фонарика? Обратимся к школьному курсу физики и вспомним закон Архимеда:
На всякое тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила Архимеда равная произведению ускорения свободного падения на плотность жидкости или газа и на объём тела.
Fa = g pв Vф,
Fа – сила Архимеда,
g – ускорение силы тяжести,
рв – плотность окружающего фонарик воздуха,
Vф – внутренний объём фонарика.
Примем во внимание, что продуктами горения свечи есть газообразные вещества с высокой степенью нагрева. Среди продуктов горения, наибольшим по количеству и самым тяжёлым по молярному весу (44) есть диоксид углерода. При чём, более нагретые порции газа станут заполнять верхний объём фонарика, выдавливая остывшие порции через нижнее отверстие.
С другой стороны, из второго закона сера Иссака Ньютона на фонарик действует сила тяжести:
Fт = g m = g pсо2 Vф,
где Fт – сила тяжести,
g – ускорение силы тяжести,
m – масса тела,
рсо2 – плотность диоксида углерода,
Vф – внутренний объём фонарика.
Разность между силой Архимеда и силой тяжести будет подъёмная сила нагретого газа СО2.
Fп = Fa – Fт = g pв Vф – g pсо2 Vф = ( pв – рсо2) g Vф.
Рассмотрим ситуацию, когда подъём фонарика остановился, и он завис. Следовательно, в этот момент подъёмная сила равна нулю, а значит, плотность воздуха сравнялась с плотностью углекислого газа.
рв – рсо2 = 0 или рсо2/рв = 1.
Эта формула описывает граничное условие подъёма фонарика.
При этом на плоскости среза нижнего отверстия фонарика установилось кратковременное равновесие плотностей диоксида углерода и воздуха. При дальнейшем остывании диоксида углерода, газ начнёт вытекать из отверстия фонарика, как более тяжёлый, а воздух станет заполнять образовавшуюся зону разряжения. Изменению газового состояния внутри фонарика будет соответствовать медленное опускание, по нарастающей вниз, самого фонарика. Когда воздух полностью заполнит внутренний объём, фонарик начнёт падать с ускорением свободного падения (за вычетом силы сопротивления и влияния ветровой нагрузки).
В формуле граничного условия при равенстве плотностей диоксида углерода и воздуха найдём зависимость их температур. Обратимся к молекулярно-кинетической теории газов и, используя формулу Менделеева – Клапейрона для идеального газа, распишем плотности диоксида углерода и воздуха.
P V = m R T/ М , m = p V, следовательно, р = М Р/ R T.
рв = Мв Р/ R Tв, рсо2 = Мсо2 Р/ R Tсо2,
где рв – плотность воздуха в граничной зоне,
Мв – молярная масса воздуха 29
Р – давление в граничной зоне,
R – универсальная газовая постоянная,
Тв – температура воздуха на границе соприкосновения,
рсо2 – плотность диоксида углерода в граничной зоне,
Мсо2 – молярная масса диоксида углерода 44,
Тсо2 – температура диоксида углерода на границе соприкосновения.
Подставим в формулу граничного условия полученные значения плотностей воздуха и диоксида углерода, имеем:
Tсо2 / Тв = Мсо2 / Мв = 44 / 29 = 1,51!
Выходит, для того чтобы диоксид углерода стал легче воздуха его необходимо нагреть до температуры более чем в полтора раза превышающей температуру окружающей среды.
Но, “ вернёмся к нашим баранам”, а не то ли это число 1,5, которое нам необходимо было запомнить?
По данным Г. Эша (1961) температура тела пчелы (груди) в активном состоянии выше температуры зоны её нахождения на 8-12оС. Тогда, если рассматривать значение верхнего интервала температур в клубе (28оС), когда пчёлы в активном состоянии, каждая пчела выдыхает воздух с температурой 37оС. Выдохнутый тёплый воздух и тёплый воздух от разогретого тела пчёл поднимаются вверх и заполняют все пустоты, находящиеся над пчелиным клубом, а также окунают в эту теплоту и сам клуб. Таким образом, создаётся тепловая ловушка пчелиного роя.
Пчёлы выдыхают воздух с большим содержанием диоксида углерода и парами метаболической воды. По справочной литературе, сильная семья за сутки при съедании 60 грамм мёда выделяет 40 литров СО2 и 40 грамм Н2О. При стабильной температуре воздуха, в объёме тепловой ловушки, концентрация составляющих воздуха распределена по всему объёму, но с понижением температуры градиент концентрации молекул СО2 увеличивается к нижней границе тепловой ловушки. Следовательно, в нижней части зимнего пчелиного клуба на нижней границе тепловой ловушки соприкасаются молекулы диоксида углерода (сверху) и свежего воздуха (снизу).
Как мы уже установили, условием равновесного существования двух газовых сред, нагретого диоксида углерода и воздуха, является уравнение
рсо2 / рв = 1,
тогда условием циклического существования в тепловой ловушке пчелиного роя пояса диоксида углерода станет неравенство
рсо2 / рв ≤ 1.
Плотность газа является функцией от температуры, следовательно, гарантом, выполнения условия циклического существования пояса диоксида углерода, в пчелином гнезде, есть температурное неравенство:
Т со2 ≥ 1,5 Тв.
Таким образом, в дупле и при правильной сборке пчелиного гнезда в улье, падение температуры наружного воздух ниже 14оС приводит к образованию, в нижней части тепловой ловушки, циклически устойчивого воздушного пояса с повышенной концентрацией диоксида углерода. Я написал “устойчивого”, потому что условия для выполнения неравенств, с плотностями и температурами, всегда были в гнезде и ранее, но имели неустойчивый кратковременный характер, и воздушный пояс диоксида углерода находился выше зоны расплода, но об этом далее.
Окунание пчёл в воздух с повышенной концентрацией диоксида углерода и низким содержанием атмосферного кислорода, как уже рассматривалось, затормаживает активность пчёл на клеточном уровне и пчелиная семья, снижая энергетические затраты, собирается в клуб.
Группа украинских исследователей под руководством В. А. Гайдара (1993), при непрерывном наблюдении за пчелиными семьями в зимний период, установила циклический характер кратковременной активности пчёл. Активность пчёл наблюдалась в разных ульях с интервалом от 10 до 19 часов.
Этот факт подтверждает циклический характер существования в тепловой ловушке воздушного пояса диоксида углерода. Временные различия, отличие интервальной активности пчёл в разных ульях, указывают на разные условия, созданные пчеловодом для зимовки каждой из семей. Чем длиннее временной интервал покоя пчелиной семьи, тем лучше условия зимовки.
Как функционирует цикл воздушного пояса диоксида углерода в тепловой ловушке? Каждый цикл делится на две фазы, активная и пассивная. Активная фаза проходит в воздушной среде при воздействии на пчёл атмосферного кислорода. В активной фазе все пчёлы семьи нарабатывают тепло для заполнения объёма тепловой ловушки, естественным путём происходит заполнение объёма гнезда воздухом с повышенным содержанием углекислого газа. В конце активной фазы клуб пчёл, погружённый в воздух с повышенной концентрацией диоксида углерода, прекращает выработку тепла и переходит в состояние пассивного покоя.
Выработка тепла пчёлами клуба в активной фазе имеет две составляющих, с одной стороны это непосредственно тепло от дыхательного процесса, а с другой, согласно, исследованиям Г. Эша (1961), выделение тепла телом пчелы от работы грудных летальных мышц непрямого действия. В пассивной фазе, как более длительной, пчёлы находятся в состоянии покоя, периоде постоянного ожидания. Постоянное ожидание потому, что любой стук, любое изменение внешних условий в окружении пчелы активизирует её деятельность, иначе не выживешь, плоды эволюции. За время интервала пассивной фазы (от 0 до нескольких десятков часов, всё зависит от тепловых потерь жилища пчёл) молекулы СО2 теряют свою кинетическую энергию и воздушный пояс диоксида углерода, снизив температуру, по периферии гнезда вытекает в подклубное пространство, а в образовавшийся разрежённый объём через центр гнезда из подклубного пространства устремляется воздух с атмосферным кислородом. Здесь также следует отметить, что вместе с вытеканием воздушного пояса с СО2 вытечет и вся газовая составляющая тепловой ловушки вместе с остывшими парами метаболической воды, это окончание цикла.
Почему вытекание диоксида углерода проходит через периферию? Потому что остывание воздушного пояса диоксида углерода на границе со стенками дупла или улья происходит значительно быстрее, чем в центре.
Концентрация СО2 в верхней части пчелиного клуба кратковременна, из-за непрерывности процесса остывания и наполнения верхней части тепловой ловушки теплом идущим от пчёл, разогревающих медовые соты. Поэтому верхняя часть клуба располагается на медовых сотах в области влияния атмосферного кислорода и пчёлы в этой части всегда активны, здесь всегда высокая температура и в этой зоне каждая из пчёл питается запасами корма. К месту следует уточнить, на практике исследованиями О. С. Львова (1954) и В. С. Коптева (1966) установлено, преобладающая масса пчёл в зимнем клубе занимает от 60 до 70% сот свободных от мёда, это как раз та часть пчелиного клуба, который находится в поясе СО2 и как раз та часть клуба, которая отвечает за добычу воды, но эти тонкости изложены далее.
Мы рассмотрели нижнюю часть тепловой ловушки пчелиного клуба, далее обратим взоры на верхнюю часть. Как уже отмечалось, верхняя часть тепловой ловушки в основном состоит из воздуха с обеднённым содержанием кислорода и парами метаболической воды, и вся эта газовая смесь заполняет пространство между медовыми сотами. В дупле расстояние между медовыми сотами составляет от 4 до 6 мм. Почему такая конструкция? Всё связанно с разностью тепловых потерь воздуха с диоксидом углерода и воздуха с атмосферным кислородом и водяными парами, последний быстрее отдает тепло, следовательно, быстрее снижается его температура. Для справки, коэффициент теплопроводности углекислого газа при 20оС равен 0,0162 Вт/м*град, а воздуха 0,0257 Вт/м*град. Если бы не было медовых сот, то воздух верхней части остывал быстрее и раньше вытекал в подклубное пространство и тем самым разрушал пояс СО2. Но нагретые медовые соты не позволяют резко снизить температуру верхней части воздуха в тепловой ловушке и тем самым удерживают верх и низ тепловой ловушки в энергетическом равновесии. Вот почему у пчёл, за миллионы лет существования в процессе естественного отбора при строительстве гнезда в частности и выработался размер свободного пространства, который соответствует минимальным тепловым потерям в верхней части тепловой ловушки. Если зазор больше, то верхняя часть тепловой ловушки быстрее остывает и у пчёл сокращается фаза пассивного покоя, но самое плохое положение, это лишение гнезда потолка и устройство сквозной вентиляции, в этом случае понятие покоя у пчёл полностью отсутствует. Вот поэтому, пчеловоду, при формировании гнезда, нельзя оставлять большие зазоры между медовыми сотами и разрушать потолок, вот поэтому размер межсотового пространства должен быть 9мм, вот поэтому, если оставлен большой зазор улочки в медовом корпусе, пчёлы отстраивают рамки большой толщины. Все свои усилия пчёлы направляют на оптимизацию гнездового пространства в привязке к минимизации тепловых потерь и связанное с этим создание благоприятных условий для жизнеобеспечения пчелиной семьи.
Таким образом, пчелиная колония в природе максимально и весьма экономно использует выработанное клубом тепло и при этом выполняется задача сохранения жизненного ресурса каждой конкретной пчелы. Не удивительно, что в нашей местности (юг Украины) зимуют дикие рои весом всего 300 грамм. При такой многопрофильной экономии пчёлы колонии на начало весны выходят физиологически здоровыми с неизрасходованным запасом биологического ресурса каждой пчелы.
В результате пчелиная семья бурно развивается, ей дан хороший старт. Поэтому нет странности в том, что природные пчелиные семьи вступают в полосу роения на две – три недели ранее, чем пчелиные семьи в ульях.
К сожалению, на практике большинство пчеловодов пренебрегают ролью природной тепловой ловушки и зимовку проводят за счёт расходования суммарного жизненного ресурса пчелиной колонии. Для этого в зиму создаются мощные семьи, но незнание, как управлять такой силой и частые потери таких семей, привели к устранению тепловой защиты. В результате такого подхода к весне пчёлы физиологически изнашиваются, и их ресурса хватает только для выращивания пчёл первой генерации, а должно хватать на две. Отсюда медленное развитие пчелиных семей и слабое потомство, и естественно отсутствие хорошего взятка с весенних медоносов.
Для пчеловодов, использующих для зимовки омшаники, следует знать, чем выше температура в омшанике, тем чаще проходят циклы тепловой ловушки, тем больше расходуется корма, тем быстрее пчелиный клуб поднимается вверх. Аналогичная картина происходит и в тёплые зимы, относительно высокая атмосферная температура быстро разрушает углекислотный пояс в гнезде пчёл, и пчёлы чаще выходят с анабиоза, что приводит к частому поеданию запасов мёда и повышенным энергетическим затратам.
К месту следует добавить, в природном жилище пчёл, в дуплах, где длина сот составляет несколько метров, активная фаза длится дольше. Выдохнутый тёплый воздух, согласно закону Архимеда, поднимается между медовых сот на определённую высоту. За время подъёма воздух отдает тепло медовым сотам, но потеряв кинетическую энергию молекул, останавливается, запирая продвижение тепла вверх. По окончании активной фазы столб воздуха опускается вниз. Этот воздух, двигаясь вдоль теплых медовых сот и подходя непосредственно к пчелиному клубу, опять нагревается и распределяется в тепловой ловушке, согласно плотности и молярной массы составляющих воздуха. Молекулы углекислого газа опускаются вниз тепловой ловушки. При этом увеличивается концентрация углекислого газа в гнезде дупла до 10%* и длительность пассивной фазы возрастает.
Также хочу отметить, выводы Е. К. Еськова (1978) относительно отрицательной роли повышенного содержания углекислоты в зимнем клубе являются неверными. Учёный не рассматривал влияние СО2 на пчёл в динамике гнезда, а стационарно наркотизировал пчёл, содержащихся в терморегулируемой камере.
Для более скрупулёзной аудитории пчеловодов, знакомых с термодинамикой и молекулярно-кинетической теорией газов, замечу, количество тепла в тепловой ловушке, от пчелиного нагрева в активной фазе, хватит от силы на 15-20 минут, и температура воздуха в тепловой ловушке поднимется приблизительно на 1оС. Но за период активной фазы, пчёлы поднимут температуру своего тела до 37оС и гнездо заполнится воздухом с повышенным содержанием нагретого углекислого газа, более 4%, что и снизит активность. Далее пчелиный клуб, как нагретое тело, будет излучать тепло и при этом медленно остывать. Основными физическими понятиями для удержания тепла в тепловой ловушке являются мощность тепловых потерь стенок и потолка улья, мощность тепловых потерь через дно улья, мощность теплоотдачи клуба и мощность теплоотдачи медовых сот. Именно на их соотношении и удерживается в течение более 10 часов один цикл тепловой ловушки, но теплофизику рассмотрим далее.
По данной теме сообразительный пчеловод может задать резонный вопрос:
“Почему весной при наружной температуре более 14оС пчёлы всей семьёй дружно выходят на облёт, а поздней осенью и температура выше и ульи сильнее нагреваются солнцем, но такого не наблюдается?”
Ответ дам в развёрнутом виде, здесь полумерами не обойтись.
Осенью пчёлы в ульях находятся снизу, на краю медовых сот, и пчелиный клуб полностью утонул в поясе воздуха с СО2. Кроме того, снизу клуба расположилась концентрированная пробка диоксида углерода, через которую ни одна из пчел пройти не может. Пробка диоксида углерода формируется из молекул диоксида углерода воздушного пояса, которые потеряли часть своей энергии, но для которых ещё выполняется условие неравенства плотностей.
Пробка углекислого газа предохраняет пчёл от выхода при низких температурах за пределы гнезда. Пчеловоды осенью в утренние часы, когда воздух ещё не прогрелся, всегда наблюдают у большинства пчелиных семей, как в нижние летки беспрепятственно проходят осы, а в верхние летки пройти не могут, верхние летки охраняются пчёлами.
Уточняю, не всегда, всё зависит от того, где семья создала клуб. У пчелиных семей, с поздним расплодом, клуб формируется на месте выхода позднего расплода в нижней части гнезда и тогда эта часть семей контролирует нижний леток, потому что в ульях таких семей высота пробки из диоксида углерода небольшая, и она быстро вытекает через нижний леток. Верхние летки в таких пчелиных семьях необходимо держать закрытыми. Эта информация крайне важна для пчеловода, если неправильно открыты летки относительно расположения клуба, то от нападения ос можно потерять пасеку. Углекислотная пробка, как и пояс с СО2 имеет циклический характер существования, при смене цикла или с повышением температуры наружного воздуха она полностью уходит из гнезда.
К изложенному, следует добавить одно обстоятельство, в природном жилище пчёл осы в гнездо к пчёлам не залетают. Это связано с тем, что в природе объём гнезда постоянно находится под небольшим избыточным давлением и из летка стабильно идёт ток отработанного воздуха. Для осы, подлетевшей к такому летку, выходящий запах пчелиной семьи является предостережением, и оса отлетает от летка. При правильной организации гнезда в ульях наблюдается аналогичная ситуация.
Осенью, с повышением температуры, углекислотная пробка вытекает, а пояс СО2 поднимается немного вверх и нижняя часть клуба, попадая в зону воздуха с атмосферным кислородом, активизируется, пчёлы начинают лёт. По моим замерам, в это время температура в верхней части клуба доходит до 33оС, следовательно, чтобы вытекли молекулы диоксида углерода полностью необходимо, чтобы температура под рамками была более 20оС. Иногда такое действительно случается и тогда вся пасека в рабочем режиме, а одна или несколько семей устраивают кордебалет, облётываются.
Выдыхаемый всеми пчёлами семьи объём воздуха постоянен и в этом объёме каждая из составляющих имеет свой уровень, свои геометрические параметры. В ульях к весне пчелиный клуб перемещается вверх, и значительная его часть выходит из зоны пояса СО2. Клуб становится рыхлым и располагается в верхней части тепловой ловушки, температуры в этой части гнезда совершенно другие, чем в низу, они выше. Матка, попадая в зону температуры яйцекладки, а это в области более 30оС, начинает откладывать яйца, пчёлы на яйцах поднимают температуру до 36оС и поднимают эту температуру не за счёт выдыхаемого воздуха, а уже за счёт работы летальных мышц непрямого действия. Следовательно, пояс СО2 выдавливается более нагретой верхней частью тепловой ловушки вниз, где он быстрее остывает, и его температура держится на уровне нижнего значения температуры клуба, 20оС. Поэтому весной при повышении температуры наружного воздуха более 14оС воздух с повышенной концентрацией диоксида углерода быстро вытекает из улья и пчёлы беспрепятственно идут на облёт.
На такие ранние облёты не идут природные пчелиные семьи ввиду увеличенного надклубного пространства за счёт длины медовых сот (только не путайте с пчёлами в бортях) и пчелиные семьи в ульях с охлаждённым среди зимы гнездом, нет расплода.
Зимой в лесу в солнечную погоду и с небольшим минусом окружающего воздуха люди часто замечали, как дикие пчёлы выходят на облёт. Это как раз тот момент, когда проходит смена цикла в тепловой ловушке, воздух с диоксидом углерода вытек полностью, открыв тем самым выход пчеле. Аналогичная ситуация складывается и в ульях. В тех ульях, где нет сквозной вентиляции, открытых летков в верхних корпусах и с организованным подклубным пространством, пчёлы в солнечные дни выходят на небольшой облёт. В этом случае низко движущееся зимнее солнце нагревает атмосферный воздух и почти перпендикулярными к поверхности улья лучами поднимает температуру внутри улья. Суммарная температура атмосферного воздуха и температура от лучистого нагрева передней стенки улья приводят к вытеканию углекислотной пробки, и если в этот момент заканчивается цикл в тепловой ловушке, то вытекающий углекислотный пояс тепловой ловушки открывает путь на облёт активизировавшейся пчеле, пчела облётывается.
В контексте вышеизложенного пчеловоду следует уяснить, леток в корпусах необходимо выполнять как можно ниже на столько, на сколько позволяют конструктивные параметры корпуса. Это решение позволит увеличить высоту углекислотной пробки под клубом, следовательно, уменьшит зимой число выходов пчелы вне улья. После таких вояжей пчелы за пределы улья на снегу остаются лежать замёрзшие трупики пчёл, а это потери. Величина проёма в нижнем летке корпуса улья (если такой имеется) должна соответствовать выходу одной пчелы. Раз в две недели пчеловоду необходимо просматривать летки в корпусах и очищать их от набившейся мёртвой пчелы. Отверстие летка служит не только для лёта пчелы, через него дополнительно проходит ток воздуха донной вентиляции.
Некоторые авторы призывают зимой очищать донья ульев от подмора, этого делать нельзя, любое вмешательство в подклубное пространство разрушает установившийся воздушный режим. Такая технологическая операция временно значительно увеличивает мощность тепловых потерь через дно улья. Если правильно собраны гнёзда пчёл в зиму, за подмор переживать не стоит.
С изменением температурных и газовых параметров в тепловой ловушке связано время выхода роёв, время облёта, ранней весной вылет пчёл за водой, регуляция открытия летков, начало вентилирования и выкучивания пчёл из гнезда, организация на зиму в улье подклубного пространства и многое другое, но обо всём по порядку.
Справка.
Задачи для воздушных шаров с проёмом в нижней части не решаются через закон Архимеда. Для решения таких задач используется закон Блеза Паскаля, по которому в верхней части шара определяется разность между атмосферным и внутренним давлениями. Далее разность давления, умноженная на площадь поперечного сечения шара, это и даст значение подъёмной силы. В рассмотренном случае применение закона Архимеда возможно только в одной точке полёта, когда свеча нагрева сгорела, и шар полностью заполнен нагретым диоксидом углерода.