9. Свойства зимнего клуба пчел и особенности подготовки пчелиных семей к зимовке.

Общественный образ жизни позволяет медоносным пчелам вы­живать в различных климатических условиях. В отличие от других насекомых, которые впадают в спячку (состояние анабиоза), пчелы вырабатывают зимой минимум теплоты, необходимой для их вы­живания, собираясь в плотный клуб. Особая структура клуба обес­печивает сохранение теплоты. Все особи семьи в зимний период от­носительно активны и поддерживают оптимальный микроклимат своего гнезда за счет потребления кормовых запасов, заготовленных в летний период.

ПОДГОТОВКА ПЧЕЛ К ЗИМОВКЕ

Подготовка пчелиной семьи к зимовке начинается еще с лета. Собирая нектар и превращая его в мед, пчелы тем самым создают питательный концентрированный корм для своего зимнего поко­ления. Кроме того, пчелы тщательно заделывают все щели в улье прополисом и уменьшают размер летка. Обычно в летке пчелы ос­тавляют несколько круглых отверстий (диаметром около 5 мм) для прохода одной пчелы. Это значительно снижает теплопотери при зимовке.

По окончании главного медосбора пчелы из благополучных се­мей, в которых имеются плодные матки, изгоняют трутней, а если есть трутневый расплод, полностью его уничтожают.

В конце лета отмирает большое число рабочих особей июньского и июльского поколений, что является следствием повышенного их износа на сборе большого количества нектара и его переработке. Матки резко снижают яйценоскость, а с наступлением устойчивых похолоданий прекращают откладывать яйца. Установлено, что в предзимний период матки откладывают более крупные и тяжелые яйца, чем в весенне-летний. Кроме того, в предзимний период пче­лы выращивают расплод в условиях более обильного обеспечения семьи медом и пергой, что определяет более высокое, чем в летний период, кормление личинок. Это во многом предопределяет более высокое качество пчел осенней генерации.

Выход большого числа молодых пчел в это время пополняет се­мью пчел после главного медосбора и создает более нормальные ус­ловия для их зимовки.

Результаты зимовки пчелиных семей во многом зависят от числа выращенных пчел в конце лета и общей силы семьи. Сильные семьи с большим числом молодых пчел хорошо переносят тяжелые усло­вия зимы и весной быстро набирают силы. Слабые семьи с малым числом молодых пчел зимой еще больше ослабевают, а весной сле­дующего года долго не приходят в норму. Плохо зимуют и сильные семьи, идущие в зиму со старыми пчелами. Летние пчелы, принимавшие участие в сборе корма и его переработке, в выращивании большого количества расплода, обычно не доживают до весны и по­дгибают зимой.

Благополучно перезимовывают, а весной интенсивно выращивают расплод пчелы, родившиеся в августе и в первой половине сентября. Продолжительность жизни августовских пчел наивысшая. Эти пчелы считаются физиологически молодыми, так как не участвуют в сборе корма, его переработке и в выращивании расплода осенью.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЧЕЛ, ИДУЩИХ В ЗИМУ

Отмеченные различия в выращивании расплода пчелами в период подготовки их к зимовке определяют глубокие физиологические различия в состоянии пчел летней и осенней генераций. Установлено, что пчелы осенней генерации более крупные. Масса тела имеет определенное физиологическое значение и зависит от массы яйца, количества корма для личинок и условий их выращивания. Молодые пчелы осенней генерации усиленно питают ее пергой, не принимают участия в сборе, переработке корма и выращивании расплода, что способствует накоплению в их теле резервньгх питательных веществ.

Особое значение имеет содержание воды в теле пчелы, так как оно во многом определяет обмен веществ. При подготовке к зимов­ке происходит частичная дегидратация организма медоносных пчел, что повышает их холодостойкость.

Наименьшее количество воды в теле отмечено у высокозимостойких среднерусских пчел, а наибольшее — у слабозимостойких пчел серой горной кавказской породы. Кроме того, и у средне­русских, и у кавказских пчел отмечена более высокая дегидрата­ция организма в семьях, выживших зимой, по сравнению с погибшими. Установлено, что пчелы, выращенные осенью в слабой семье, менее устойчивы к неблагоприятным факторам зимовки, в их теле содержится больше воды по сравнению с пчелами из сильных се­мей. Хуже всего зимуют семьи, в которых рабочие пчелы отличают­ся увеличенным содержанием воды.

В период подготовки пчел к зимовке происходят изменения со­стояния таких внутренних органов, как гипофарингеальные желе­зы, жировое тело и яичники, которые служат местом для отклады­вания резервных питательных веществ (жира, гликогена и др.), ис­пользуемых зимой и весной будущего года. Так, у пчел осенней ге­нерации гипофарингеальные железы и жировое тело в 2,0—2,5 раза сильнее развиты, чем у пчел летней генерации.

Степень развития жирового тела, как и глоточных желез, опреде­ляет физиологическое состояние осенних пчел. Так, между продол­жительностью жизни и степенью развития жирового тела имеется прямая корреляционная связь. Пчелы в процессе подготовки к зи­мовке приобретают признаки физиологически молодых пчел, кото­рым свойственно сильное развитие глоточных желез и жирового тела. Пчелы приобретают способность долго жить и переносить не­благоприятные условия зимы. Физиологические изменения состо­яния внутренних органов и увеличение продолжительности жизни пчел обусловливаются особыми условиями их выращивания, уси­ленным питанием пыльцой и частичным или полным отсутствием работ, выполняемых в этот период.

Значение жиров в обмене веществ чрезвычайно велико. Жиры, обладая относительной химической индифферентностью, могут от­кладываться в организме в больших количествах без нарушения дру­гих биохимических процессов. Накопление жира необходимо рас­сматривать как одну из форм конденсации энергии в периоды актив­ного питания, которая расходуется в состоянии вынужденного по­коя. Наибольшее количество жира откладывается в брюшке пчел.

В среднем у зимостойких пчел осенью жира в их организме на 27,2 % больше, чем у менее зимостойких пчел.

Зимостойкие пчелы содержат в своем организме белковых ве­ществ в среднем на 18,2 % больше, чем пчелы слабозимостойких по­род. Между количеством отложенных в организме пчел осенью бел­ковых веществ и их зимостойкостью существует прямая корреляци­онная зависимость.

Гликоген представляет собой углеводный резерв, который депо­нируется главным образом, в клетках жирового тела, а также накап­ливается и в грудных мышцах.

В организме зимостойких пород гликогена содержится в сред­нем на 30 % больше, чем у менее зимостойких пчел.

У зимующих пчел количество редуцирующих веществ увеличи­вается в 2,5—5,0 раза, что повышает их устойчивость к переохлажде­нию.

У пчел в зимний период изменяется и тип дыхания. Если у лет­них пчел основные процессы образования теплоты проходят при участии окислительных ферментов оксидаз, разлагающих в клетках тела сахара с использованием кислорода воздуха, то у зимних пчел активизируются процессы обмена веществ при участии ферментов дегидрогеназ, которые используют кислород, связанный с жиром, накопленным в теле пчел с осени. Смена типа дыхания связана с большим скоплением пчел в плотном клубе, где затруднен свобод­ный доступ кислорода. Замена аэробного обмена анаэробным во многом определяет выживаемость пчел в зимний период. Пчелы осеннего поколения отличаются от пчел летнего поколения актив­ностью некоторых окислительных ферментов. Активность пероксидазы и суммы дегидрогеназ в зимний период достигают макси­мального уровня.

В заднем отделе кишечника у пчел осенней генерации значи­тельно возрастает активность фермента каталазы, играющего боль­шую роль в окислительных процессах организма и консервирова­нии экскрементов, накапливающихся в течение зимы. Активность фермента во время зимовки возрастает по мере накопления кало­вых масс в прямой кишке пчелы. У слабозимостойких южных пчел защитный механизм в прямой кишке выражен слабее, чем у более зимостойких северных пчел. Приблизительно в 2 раза меньше каталазная активность ректальных желез у пчел южных пород. В услови­ях относительно теплой зимы пчелы не образуют постоянного и I плотного клуба, поскольку имеют возможность совершать очисти-I тельные облеты, в результате чего их прямая кишка не перегружается экскрементами.

Заболевание пчел нозематозом во время зимовки вызывает деге­нерацию глоточных желез, жирового тела и приводит к ранней ги­бели пчел. Установлено, что нозематоз нарушает и функцию рек­тальных желез, что проявляется в быстром падении активности фермента каталазы у больных пчел. Поедание пчелами в зимний период падевого меда также приводит к нарушению у них функции ректальных желез, что обусловливает резкое снижение активности каталазы и понос.

ЗИМНИЙ КЛУБ

С понижением температуры наружного воздуха до 13 °С пчелы начинают концентрироваться вблизи летка на участках сотов, из которых вышел последний расплод. Здесь и образуется «ложе» зим­него клуба.

Установлено, что в сильных пчелиных семьях образование клуба наступает при температуре наружного воздуха 7 °С, в средних — при 10, а в слабых — при 13 °С.

До 75 % всей площади, занятой пчелами клуба, составляют соты, свободные от меда. Пустой сот — хороший теплоизолятор. Если при зимовке клуб расположен исключительно на сотах, заполнен­ных медом, то теплопотери примерно в 3 раза больше, чем если клуб имеет ложе. Верхняя часть клуба всегда охватывает нижние участки сотов с медом, что позволяет пчелам иметь корм в пределах обогре­ваемой части клуба. По мере поедания корма клуб пчел перемеща­ется вверх. У пчел, объединенных в клуб, теплопотери уменьшаются в 9 раз, а потребление корма в период зимнего покоя снижается в 20—25 раз по сравнению с потреблением корма одиночной пчелой за то же время. Обмен веществ и расход энергии в зимнем клубе в 250—300 раз ниже, чем в активный период жизни.

Структура зимнего клуба неоднородна. Внешняя часть клуба со­стоит из плотно сидящих пчел, образующих так называемую корку толщиной от 2,5 до 7,5 см. Пчелы в корке постоянно меняются мес­тами с теми, которые размещаются внутри клуба. В составе корки клуба они находятся до тех пор, пока в их зобиках имеется запас меда. После полного использования этого запаса они «ныряют» в центральную часть клуба, поднимаются по соту к запасам корма и пополняют зобик медом. Корка надежно сохраняет теплоту, выра­батываемую пчелами в середине клуба.

Как правило, в центральной части клуба располагаются преиму­щественно физиологически молодые пчелы, а в корке — более ста­рые, изношенные. Толщина корки меняется в зависимости от тем­пературы наружного воздуха: при ее понижении корка клуба утол­щается и клуб сжимается, а при повышении происходит обратный процесс.

В корке клуба температура поддерживается на уровне от 6,1 до 12 °С. Наиболее высокая и стабильная температура (24,5 °С) отме­чается в центральной части зимнего клуба, называемой тепловым центром. На протяжении зимы температура в центре клуба меняет­ся незначительно —не более чем на 1—2 °С за сутки. Разог­рев теплового центра происходит в зависимости от числа пчел в клу­бе, их физиологического состояния, уровня активности и внешней температуры. В свою очередь, активность пчел во многом зависит от температуры и влажности окружающего воздуха, скорости воздухо­обмена и концентрации диоксида углерода в клубе, от наличия в гнезде расплода и корма, а также состояния пчел и семьи в целом.

В результате разложения сахаров меда в организме пчел образу­ются вода и диоксид углерода, которые выводятся наружу через тра­хейную систему. Зимой выделение воды полноценной семьей, на­ходящейся в зимовнике, составляет в среднем 46 г (максимально — 80 г) в сутки. При относительно сухом воздухе вода легко испаряет­ся, освобождая организм от ее избытка. При высокой влажности воздуха в клубе пчел эти процессы затрудняются, что ведет к нару­шению всасывания воды в прямой кишке и поносу.

В начале зимовки относительная влажность воздуха в семьях, не имеющих расплода, колеблется в пределах 38—70 %. Наибольшая влажность воздуха отмечается в зоне теплового центра. По мере уда­ления от него к нижней части в сторону летка и к периферии влаж­ность воздуха медленно снижается.

Относительная влажность воздуха в гнезде, свободном от пчел, колеблется в широких пределах и особенно в зоне размещения лет­ка. Часто в этом месте гнезда влажность воздуха находится на уров­не насыщения и при понижении температуры происходит конден­сация водяных паров. Влага накапливается на дне и задней от летка стенке улья, а также на участках сотов, в результате чего могут раз­виваться плесневые грибы. Вода (конденсат) всегда образуется в са­мом холодном месте улья.

Повышение влажности воздуха в гнезде возбуждает пчел, что ведет к повышению температуры и, как правило, началу откладки яиц мат­кой, которое требует значительных дополнительных, биологически нецелесообразных затрат энергии в этот период. В нормальных усло-виях матка зимостойких пород пчел начинает откладывать яйца и вы­ращивать расплод со второй половины марта (за 10—15 дней до выс­евки их из зимовника и первого весеннего облета пчел).

Содержание диоксида углерода в период зимовки на протяже­нии нескольких месяцев может превышать в 100—300 раз его про­центное содержание в воздухе. Если в наружном воздухе содержит­ся 0,03 % диоксида углерода, то внутри клуба спокойно зимующей семьи его концентрация составляет 3,5—4,5 %, достигая в области Теплового центра 6—7 %. Из-за ограничения воздухообмена с внешней средой концентрация кислорода снижается до 3—4 %.

В процессе эволюции у медоносных пчел выработался адаптаци­онный механизм к высоким концентрациям диоксида углерода и недостатку кислорода. Однако воздух, содержащий кислорода ме­нее 5 %, а диоксида углерода более 10 %, угнетающе действует на пчел. В такой среде пчелы погибают в течение 2—3 дней. При повы­шении концентрации диоксида углерода в клубе выше 4 % пчелы начинают активно вентилировать гнездо. В то же время повышение концентрации диоксида углерода в клубе приводит к уменьшению активности обмена веществ в организме пчел, сдерживает потреб­ление корма, а это, в свою очередь, ведет к уменьшению образова­ния каловых масс.

ВОЗОБНОВЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ ПЧЕЛ К КОНЦУ ЗИМОВКИ

Во второй половине зимовки (обычно за 1,5—2,0 мес до выстав­ки из зимовника) активность пчел повышается, что, как правило, связано с появлением в семье расплода. Первоначально матка откладывает по 20—30, а с приближением весны — по 500—750 яиц в сутки. В зоне размещения расплода температура поддерживается не ниже 33 °С, что связано с резким увеличением расхода корма: стан­дартная пчелиная семья расходует в первую половину зимы 20—25 г меда в сутки, а с появлением расплода — в 2 раза больше. Клуб ста­новится рыхлым, и рабочие пчелы начинают более свободно пере­мещаться.

При установлении относительно теплой погоды (12—14 °С в тени) семьи пчел выносят из зимовника. При такой температуре происходит так называемый очистительный облет, во время кото­рого пчелы освобождают кишечник от накопившихся за зиму экс­крементов. В первый день облета кишечник пчелы в среднем очи­щается на 60—80 %. Полностью от зимнего кала он освобождается лишь после двух-трех облетов. После этого матки увеличивают кладку яиц, а пчелы начинают усиленно выращивать расплод. Се­мья из состояния зимнего покоя переходит к периоду активной жизни.

Степень изношенности пчел к весне и рост пчелиной семьи в первый месяц после выставки из зимовника зависят от силы семьи. Плохо перезимовавшие слабые пчелиные семьи очень медленно развиваются весной, со значительным опозданием наращивают максимальное число пчел и, как правило, в текущем году не дают товарной продукции.