Пчела и окружающая среда

Назад: Раздел 2. Влияние внешних условий на жизнедеятельность пчел

Дальше: Влияние основных элементов конструкции улья на жизнедеятельность пчелиной семьи

Влияние климатических условий на медоносную пчелу

Остановимся на таких климатических условиях: температура, влажность, газовый состав воздуха (О₂ и СО₂), ионизация воздуха, освещенность, ветер, осадки.

Влияние внешней температуры

Широкий ареал медоносных пчел связан с тем, что в процессе эволюции общественного образа жизни они приспособились общими усилиями регулировать микроклимат своего гнезда. Благодаря этому пчелиная семья в состоянии жить в условиях, где диапазон годовых колебаний температур достигает почти 100 °C. Действительно, пчелиная семья выдерживает и внешние температуры до 40–45 °C и выживает в тех случаях, когда температура в период зимовки опускается до –50 °C.

Механизм терморегуляции используется пчелиной семьей для поддержания оптимальных (наилучших) температурных условий своей жизнедеятельности. Этот механизм представляет собой цепь сложных поведенческих актов, выполняемых рабочими особями семьи. При этом они пользуются различными способами в зависимости от того, что нужно делать — повышать или понижать температуру для установления требуемой оптимальной температуры.

Отрицательное отношение пчел к перегреву их жилища проявляется в естественных условиях еще при выборе мест для жилья. Так, если рою предоставить такую возможность, то он поселится при прочих равных условиях в жилище, защищенном от длительного прямого воздействия солнца.

Однако выбор места для жилья ввиду ограниченности количества таковых на данной территории не всегда гарантирует семье безопасность от возможного перегрева гнезда. Поэтому пчелы в процессе эволюции приспособились активно противодействовать перегреву путем вентилирования жилища — создания направленного потока воздуха взмахами своих крыльев.

Помимо вентилирования эффективными средствами снижения температуры при перегреве гнезда являются испарение воды, доставляемой в него пчелами, а также уменьшение доли тепла, выделяемого взрослыми особями. Последнее достигается тем, что бо́льшая их часть покидает жилище, располагаясь в виде роевой грозди под прилетной доской или под ульем. Эта гроздь обычно образуется во второй половине дня и исчезает к вечеру, при этом пчелы из грозди возвращаются в улей.

У пчел, как и у других холоднокровных (пойкилотермных) животных, температура тела в значительной мере зависит от температуры окружающей среды. Но наличие такой зависимости не означает равенства этих температур — пчелы обладают врожденной способностью регулировать в некоторых пределах температуру своего тела. Так, при внешней температуре 9 °C температура тела летающей пчелы составляет 18 °C, а при внешней температуре 34 °C она поднимается до 35 °C.

Механизм производства тепла у пчел основан на мышечной активности. Наибольшее его количество выделяется грудной мускулатурой.

Значительно возрастает температура тела пчел при повышении их двигательной активности, однако и у внешне неподвижных пчел (например, образующих зимний клуб) может происходить быстрый подъем температуры груди.

Температура в пчелином гнезде поддерживается с довольно высокой стабильностью, особенно в зоне расплода. Здесь ее верхняя граница при относительно высокой внешней температуре редко поднимается выше 36 °C. Так, при повышении внешней температуры от 5 до 27 °C температура в зоне пчелиного расплода увеличивается в среднем от 34,5 до 36,3 °C.

Абсолютное значение и стабильность температуры зависят от места расположения расплода. В течение весенне-летнего периода развития семьи наиболее высокая и стабильная температура бывает в центральной зоне гнезда, где расположен разновозрастной расплод. Здесь слабо или вовсе не прослеживается влияние суточных колебаний внешней температуры. Среднее значение температуры в этой зоне гнезда находится на уровне 35 °C.

Относительно влияния внешней температуры на маточники можно сказать следующее. Как правило, естественные роевые маточники размещаются в периферической зоне гнезда за пределами или на границе с пчелиным расплодом, что позволяет пчелам проводить автономное регулирование температуры в этой зоне. Обычно максимальное значение температуры у естественных маточников находится в пределах от 34 до 35,4 °C. В то же время минимальные значения температуры у маточников, находящихся на периферических частях сотов, в течение цикла их развития неоднократно опускаются до 31–32 °C, а иногда — даже до 28–29 °C. Это объясняет задержку выхода отдельных маток при одновременном закладывании маточников.

На диапазон колебаний температуры у маточников влияет их расположение в гнезде. Так, наиболее стабильная температура (колебания в пределах 1 °C) поддерживается у маточников, расположенных в центральной части гнезда.

Обобщенная зависимость температуры в разных зонах гнезда в улье и в дупле от влияния внешней температуры представлена на рис. 9.

Рис. 9. Влияние внешней температуры на температуру в различных зонах улья с пчелами (по Е. К. Еськову, 1983, 1990)

Кратковременные небольшие понижения температуры в пчелином гнезде в активный период жизнедеятельности семьи вызывают быстрое повышение температуры тела пчел. При значительных же похолоданиях в пассивный период жизнедеятельности (осень — зима — весна) одного увеличения температуры тела пчел недостаточно. Если бы они пользовались только этим способом, то быстро расходовали бы свой основной энергетический материал — мед и погибали. Устойчивость семьи к длительному и глубокому охлаждению связана в значительной мере со способностью пчел регулировать тепловую отдачу гнезда посредством изменения его теплоизоляции. Уже небольшие ночные похолодания в летне-осенний период побуждают пчел, находящихся в различных местах жилища, собираться в зоне гнезда с расплодом и образовывать клуб. При этом наиболее плотно они группируются в периферических, более охлаждаемых частях межрамочных пространств, образуя своими телами своеобразную теплоизолирующую оболочку, которая уменьшает тепловые потери семьи. В результате этого чем дальше вглубь от поверхности клуба будут находиться пчелы, тем меньше они будут подвергаться воздействию холода. Поэтому плотность клуба от периферии к центру постепенно уменьшается. Однако наружная часть (корка) клуба охлаждается неравномерно, что связано с особенностями тепловой защиты жилища и действием физических законов теплопередачи. Это обусловливает неоднородность плотности пчелиного клуба в разных его зонах. Наиболее рыхлой обычно бывает верхняя часть клуба, расположенная непосредственно над его тепловым центром.

Изменение плотности зимнего клуба и соответственно занимаемого им объема является важным механизмом регуляции пчелами тепловых потерь. В частности, уплотнение клуба, предпринимаемое пчелами как реакция на похолодание, влечет за собой снижение тепловых потерь. Теплопотери клуба при этом уменьшаются за счет снижения воздухообмена между внутриклубным пространством и окружающей средой. Снижение затрат тепла происходит также и за счет уменьшения теплового излучения с поверхности клуба, так как уменьшается соотношение между площадью его поверхности и объемом.

Своеобразие механизмов терморегуляции у пчел связано в значительной мере с особенностями работы их терморецепторов. У пчелы тепловые рецепторы являются одновременно и рецепторами углекислого газа, что имеет важный биологический смысл. Дело в том, что понижение внешней температуры, вызывающее уплотнение клуба, ухудшает его вентиляцию. Поэтому в нем возрастают температура и концентрация углекислого газа, являющегося продуктом обмена веществ у пчел. В результате рецептор подвергается одновременному воздействию двух факторов (углекислоты и высокой температуры), вызывающих однонаправленную реакцию в форме возбуждения пчел, что ведет к дальнейшему повышению температуры в зоне теплового центра. Изложенное выше поясняет причины известного факта скачкообразного повышения температуры в центре гнезда при резких похолоданиях: чем холоднее на улице и в улье, тем теплее в клубе.

Температура служит также важным фактором, определяющим развитие пчел и влияющим на их физиологическое состояние. Освоение широкого ареала расселения пчел, особенно на северные территории, связано с развитием у семьи высокосовершенной системы регуляции терморежима гнезда. На это семья затрачивает энергии тем больше, чем сильнее внешняя температура отличается от оптимальной. Исследованиями установлено, что в летний период пчелиная семья тратит наименьшее количество энергии при внешней температуре 23–28 °C.

Колебания температуры внутри гнезда оказывают сильное влияние на продолжительность и ход развития рабочих пчел, маток и трутней.

Известно, что запечатанный пчелиный расплод при 34–35 °C развивается до выхода в течение 12 дней. Но если температура в гнезде во время созревания расплода будет составлять 30 °C, то этот период увеличится на 3–4 дня и составит 15–16 дней.

Развитие маток с момента запечатывания маточников замедляется в среднем почти на трое суток при понижении температуры от 37 до 31 °C (рис. 10).

При 38 °C время развития маток сокращается по отношению к таковому при 34 °C еще примерно на 14 часов (Е. К. Еськов, 1983). Все это пчеловоду надо знать и учитывать в своей практической деятельности.

Дальше остановимся на оценке влияния на пчел температуры максимального переохлаждения.

Рис. 10. Влияние температуры на продолжительность развития маток от момента запечатывания маточника (Е. К. Еськов, 1992)

В естественных условиях пчелы подвергаются действию низких температур в период зимовки. Особенно сильно охлаждаются те пчелы, которые находятся в нижней и боковых частях клуба. Кратковременное воздействие отрицательных температур (ниже 0 °C) пчелы переносят благодаря тому, что гемолимфа, заменяющая им кровь, и другие жидкие фракции тела обладают способностью находиться некоторое время, не замерзая, в переохлажденном состоянии. Таким образом пчелы защищаются от действия низких температур. При дальнейшем снижении температуры в так называемой точке максимального переохлаждения начинается кристаллизация этих жидкостей.

На температуру максимального переохлаждения сильное влияние оказывает также концентрация углекислого газа в гнезде. Так, если при сильном понижении внешних температур пчелы соберутся в плотный клуб, то это приведет к уменьшению его вентилирования и увеличению концентрации углекислого газа, что вызовет уменьшение температуры максимального переохлаждения.

Специальными исследованиями установлено, что между температурой максимального переохлаждения и продолжительностью жизни пчел существует следующая зависимость: чем ниже температура кристаллизации, тем меньше живет пчела. Соответственно, механизм холодовой защиты обеспечивает возможность пчелам переживать кратковременные, но довольно сильные охлаждения. Однако при наступлении нормальных температур это скажется на уменьшении продолжительности жизни пчел.

На основании всего вышесказанного рекомендуем придерживаться таких правил:

1) необходимо по возможности предохранять пчелиные семьи от воздействия низких температур, побуждающих пчел группироваться в очень плотный клуб;

2) учитывайте, что, чем дольше в ходе зимовки пчелы будут находиться в плотном клубе, тем меньше они проживут после весеннего облета;

3) оптимальный способ зимовки пчел должен обеспечивать их максимальную защиту от воздействия низких температур.

Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность пчелиной семьи

Атмосферный воздух всегда имеет в своем составе водяной пар, количество которого непостоянно и зависит от наличия источника увлажнения, температуры и атмосферного давления. Чем выше температура при нормальном атмосферном давлении, тем больше в воздухе влаги и наоборот. При неизменной температуре и давлении в воздухе в состоянии равновесия находится вполне определенное количество водяного пара. Любое повышение или понижение температуры воздуха нарушает это равновесие, вызывая соответственно или конденсацию части водяных паров, или же дополнительное насыщение его влагой.

Существует много показателей для характеристики влажности воздуха, однако на практике чаще всего используют показатель относительная влажность. Под относительной влажностью (%) понимают отношение количества водяных паров в воздухе при данной температуре к тому их количеству, которое требуется для полного насыщения воздуха при той же температуре.

В активный период жизни семьи относительная влажность воздуха в пчелином жилище зависит от ряда факторов. Среди них — влажность внешнего воздуха, содержание влаги в принесенном пчелами корме, степень активности пчел и количество расплода в гнезде.

Летом относительная влажность воздуха в различных зонах пчелиного жилища колеблется от 25 до 100 %. Минимальные значения относительной влажности характерны для периодов с низкой внешней температурой, а максимальные — для периодов с высокой температурой и влажностью воздуха. Поэтому в суточном цикле колебаний относительная влажность в пчелином жилище бывает обычно наиболее высокой в дневные часы и наименьшей — в ночные. Этим обстоятельством, в частности, можно объяснить тот факт, что за одну ночь принесенный в гнездо нектар может потерять до половины содержащейся в нем воды; в процессе вентилирования пчелы прокачивают через гнездо ночью более сухой воздух, который выносит наружу избыток влаги из нектара. Быстрое обезвоживание нектара очень важно для пчел, поскольку в противном случае он мог бы быстро забродить.

В общем случае внутриульевая относительная влажность воздуха может быть ниже внешней или превосходить ее. Количество водяных паров в различных зонах гнезда зависит от уровня воздухообмена между внутриульевым пространством и внешней средой. Для увеличения воздухообмена крыши ульев обычно оборудуют вентиляционными отверстиями. Необходимость этих отверстий демонстрирует быстрая конденсация водяных паров в улье в случае герметизации его верхней части. Так, если верх улья плотно закрыть полиэтиленовой пленкой, то буквально через несколько минут на ее внутренней стороне начнется образование конденсата. Это означает, что влагосодержание воздуха вверху улья достигает полного насыщения (100 %).

А теперь поговорим об очень важном для семьи пассивном периоде ее жизни — зимовке.

В этот период степень насыщения воздуха водяными парами в различных зонах улья, занятых пчелами и свободными от них, зависит от температуры и влажности внешнего воздуха, поступающего в жилище, уровня вентиляции улья и физиологического состояния пчел.

Для пассивного периода жизни пчел характерна высокая неравномерность распределения водяных паров в их жилище. В широких пределах наблюдаются колебания влажности воздуха в той части улья, которая не занята пчелами, особенно в зоне, примыкающей к летку. В этой части жилища, в том числе и в межрамочных пространствах, когда они не заняты пчелами, насыщение воздуха водяными парами изменяется в соответствии с колебаниями внешней влажности. Температура и влажность внешнего воздуха оказывают значительное влияние также и на содержание водяных паров у стенки, противоположной летковому отверстию. Относительная влажность воздуха в этой части жилища в ходе зимовки нередко поддерживается на уровне около 100 %, то есть на уровне насыщения.

При понижениях температуры происходит конденсация водяного пара, выпадающего в виде воды или инея. Если вентиляция в улье будет организована неправильно, то конденсат может скапливаться в большом количестве не только на дне и задней стенке, но и на обращенных к ней участках рамок. Древесина стенок улья и рамок при этом насыщается влагой до предела, плесневеет и теряет свои физические качества (прежде всего прочность). Если на этих участках сота будет находиться открытый мед, то он быстро закисает, а перга покрывается плесенью и весь этот корм становится непригодным для использования его пчелами. Чаще всего такие негативные явления наблюдаются в ульях с недостаточным подрамочным пространством (традиционные 20 мм) и плохо организованной вентиляцией. Вот почему условиями качественной зимовки пчелиных семей являются использование современных ульев с подрамочным пространством в пределах 100–150 мм и грамотная организация вентиляции.

Дальше рассмотрим вопрос о гигрорежиме непосредственно в пчелином жилище и о его влиянии на влажность меда, находящегося в улье.

Известно, что мед обладает высокой гигроскопичностью и поэтому его влажность будет зависеть от влажности окружающего воздуха. В силу этого свойства открытый мед может как осушать, так и увлажнять внутриульевое пространство. Так, повышение относительной внутриульевой влажности воздуха влечет за собой поглощение медом водяных паров и увеличение содержания в нем воды; при этом будет происходить осушение внутриульевого пространства. Например, при относительной влажности воздуха 66 % содержание воды в открытом меде равно 21,5 %, а при влажности 81 % — около 40 %. На этих уровнях между влажностью воздуха и содержанием воды в меде устанавливается динамическое равновесие, то есть мед больше не поглощает и не отдает влагу.

Для пчел в ходе зимовки такое свойство меда является очень важным, поскольку постоянное распечатывание меда с целью его потребления благотворно влияет на снижение влажности воздуха в гнезде. К тому же потребление пчелами такого меда будет удовлетворять их потребность в воде, что имеет особое значение с началом выращивания пчелами расплода в конце зимовки.

На влажность воздуха в пчелином жилище в ходе зимовки большое влияние оказывает и выделяемая пчелами при дыхании так называемая метаболическая вода (метаболизм — это процесс обмена веществ). Количество этой воды напрямую связано с количеством потребляемого корма. Установлено, что семья силой 3 кг при зимовке в омшанике в среднем за сутки выделяет с дыханием 46 г (максимально — 80 г) метаболической воды. А вообще, на каждый килограмм съеденного меда пчелы выделяют около 700 г метаболической воды. Это означает, что если пчелиная семья за зиму съест 10 кг меда, то она за это время выделит с дыханием 7 кг воды в виде пара. Большое количество выделяемой клубом метаболической воды является одной из основных причин, которая порождает главную проблему зимовки пчел — сложность удаления из гнезда излишков влаги без большой потери тепла.

Влияние углекислого газа и кислорода на жизнедеятельность пчелиной семьи

Атмосферный воздух представляет собой естественную смесь различных газов, среди которых наибольшее влияние на жизнедеятельность пчел оказывают кислород (О₂), которого в атмосфере содержится около 21 %, и углекислый газ (СО₂), содержание которого в атмосфере составляет 0,03 %.

Состав газовой среды в пчелином жилище достаточно сильно отличается от атмосферного воздуха. Это связано с тем, что потребление семьей кислорода и выделение углекислого газа всегда происходит в замкнутом объеме пчелиного жилища, которое слабо связано с внешней средой. Воздухообмен осуществляется в основном через летковые отверстия, систему вентиляции и щели в местах соединения разборных частей улья. За счет воздухообмена с внешней средой в гнездо поступает кислород, а удаляются углекислота и водяной пар. Воздухообмен (аэрация) внутреннего пространства улья осуществляется за счет активной и пассивной вентиляции, а также за счет физического явления диффузии.

Активную вентиляцию обеспечивает деятельность пчел-вентилировщиц у летка. Интенсивность этой вентиляции зависит от потребностей семьи и ее физиологического состояния.

Пассивная вентиляция внутригнездового пространства происходит через имеющиеся вверху улья щели за счет физического явления конвекции. Суть его состоит в том, что теплый воздух, имея меньшую плотность и вес, всегда будет самопроизвольно подниматься вверх и через отверстия в потолке покидать гнездо (сквозная восходящая вентиляция).

Что касается диффузии, то суть этого физического явления состоит в самопроизвольном выравнивании концентраций одноименных газов через границу соприкосновения двух объемов, в которых концентрации этих газов различны.

Кислород и углекислый газ по-разному распределяются в пчелином жилище в связи с неравномерностью размещения взрослых и развивающихся особей пчелиной семьи и разным уровнем вентилирования различных зон жилища.

Концентрация углекислого газа в центральной части гнезда обычно выше, чем на периферии. В противоположность этому концентрация кислорода в центре ниже, а на периферии выше. Эти зональные различия концентраций в значительной мере зависят также и от внешней температуры. Так, при температуре внешнего воздуха, изменяющейся в начале весны от –3 до +9 °C, концентрация углекислого газа в центральной части гнезда поддерживается пчелами на уровне 1,8–3,7 %, а кислорода — около 6 %. С повышением внешней температуры к концу весны до 6–24 °C концентрация углекислого газа в этой зоне жилища уменьшается до 1,3–0,15 %, а содержание кислорода увеличивается до 15,7–20,3 %.

Содержание кислорода и углекислого газа в пчелином жилище связано также с физиологическим состоянием семьи и поэтому изменяется в цикле ее сезонного развития. На газовую среду в жилище пчел значительное влияние могут оказывать различные стрессовые факторы. Одним из таких факторов является транспортировка пчелиных семей, например при кочевке на медоносы. При транспортировке происходит вибрация гнездовых построек, что сильно тревожит пчел. Это побуждает их уходить в надрамочное пространство, что приводит к резкому уменьшению газообмена между внутригнездовым пространством и внешней средой. В результате концентрация углекислоты в улье резко возрастает и может достигать 4 %, то есть превышать ее содержание в атмосферном воздухе в 130 раз! Одновременно с этим в улье резко поднимается температура, и семья может «запариться».

Дальше посмотрим, как изменяется газовый состав внутри жилища пчел в период пониженной их активности (осень — зима — весна), когда пчелы находятся в клубе.

В этот период при любом образовании клуба концентрация кислорода в нем уменьшается, а углекислого газа — увеличивается. Так, при осенних понижениях температуры до 0 °C концентрация СО₂ в центральной части гнезда устанавливается на уровне 2,5 %, а на периферии — до 1,2 %; кислорода: в центре — на уровне 10 %, а на периферии — до 15 %. При дальнейших понижениях внешней температуры и образовании плотного клуба концентрация СО₂ в жилище увеличивается, а О₂ — уменьшается.

Замечено, что если зимовка пчел проводится с использованием электроподогрева при расположении нагревательных элементов у дна улья, то концентрация углекислоты в надрамочном пространстве будет ниже в 2–2,5 раза, чем в улье без электроподогрева.

В общем случае пчелы отрицательно относятся к накоплению углекислого газа в их жилище и начинают его вентилировать. Причем активность пчел-вентилировщиц и их количество при прочих равных условиях зависят от концентрации СО₂. Летом проблему удаления излишков углекислоты из гнезда пчелы решают в комплексе с удалением излишней влаги из нектара, что для них в этот период не представляет сложности. А как обстоит дело зимой, когда пчелы вынуждены собираться в клуб? Оказывается, что пчелы в этот период удаляют углекислоту из гнезда двумя способами. Первый из них основан на уменьшении плотности пчел в клубе, что улучшает проницаемость воздуха внутрь гнезда и удаление из него углекислоты. Второй способ связан с активным вентилированием гнезда пчелами-вентилировщицами, находящимися снаружи клуба. Этим способом пчелы начинают вентилировать гнездо, когда одного уменьшения плотности клуба становится уже недостаточно для удаления избытка углекислоты, возбуждающей пчел.

Установлено, что пчелы, зимующие в помещениях при температуре около 0 °C, начинают активно вентилировать гнездо при достижении 4 %-ной концентрации СО₂ в периферической части жилища. При дальнейшем повышении концентрации пчелы возбуждаются еще сильнее (Е. К. Еськов, 1983). Пчеловодам иногда приходится слышать, как при плохой зимовке семья буквально «ревет». Обычно объясняется это тем, что семье жарко. Однако это только отчасти так. Основной причиной, которая вынуждает пчел запускать механизм активного вентилирования гнезда, является все же избыток углекислоты в гнезде.

Теперь давайте попробуем разобраться в том, какое влияние оказывает углекислый газ на развитие отдельных особей и пчелиной семьи в целом.

Известно, что высокие концентрации углекислоты токсичны для живых организмов, поскольку вызывают у них кислородное голодание (гипоксию) и развитие в организме патологических изменений. Заметим при этом, что пчелы обладают высокой устойчивостью к воздействию углекислоты, поскольку в процессе своей эволюции они вынуждены были приспособиться к жизни в слабо вентилируемых природных укрытиях. В результате этого современные медоносные пчелы способны сохранять высокий уровень двигательной активности даже при 10–15 %-ной концентрации СО₂ в их жилище. Это в 330–500 раз превышает нормальную концентрацию углекислоты в атмосферном воздухе! Однако, несмотря на способность пчел сохранять активность и при таких высоких концентрациях углекислоты, она все же оказывает на организм пчел негативное физиологическое воздействие, которое имеет чаще всего необратимый характер.

В естественных условиях в отдельные периоды годового цикла жизни семьи пчелы подвергаются воздействию относительно высокой концентрации углекислоты. Ее уровень в период зимовки может достигать 3–9 %.

В зимнем клубе сильных семей концентрация СО₂ обычно доходит до 2–2,5 %, а у слабых семей она меньше и составляет около 1 %. Высказываются предположения, что повышение концентрации углекислоты до значений 2–2,5 % является необходимым условием для перехода семьи в состояние зимнего покоя, при котором понижается уровень обмена веществ и снижается потребление корма. Следовательно, уровень концентрации углекислоты в зимнем клубе влияет на физиологическое состояние пчел и их активность. Чем выше содержание СО₂ в указанных пределах (до 2–2,5 %), тем меньше корма будут потреблять пчелы.

Однако одновременно углекислый газ оказывает и негативное влияние на зимних пчел: чем выше его концентрация в гнезде, тем быстрее происходит их физиологическое старение. Последнее обусловлено тем, что при высоких концентрациях СО₂ пчелы, несмотря на меньшее потребление корма, сильнее расходуют свои внутренние резервные вещества (азот и жир).

Указанные выше обстоятельства приводят к тому, что весной такие пчелы будут выращивать меньше расплода и весеннее развитие таких семей будет замедляться.

Использование приемов зимовки, предусматривающих повышенное содержание углекислого газа в гнезде с целью экономии кормов, отрицательно влияет на физиологическое состояние пчел. Следовательно, повышенная концентрация углекислоты в улье во время зимовки пчел нежелательна.

Влияние ионизации воздуха на жизнедеятельность пчел

Упоминания о таком факторе внешней среды, как ионизация воздуха, в пчеловодной литературе встречаются довольно редко. Хотя ионизация воздуха и не обладает таким мощным воздействием, как температура, влажность воздуха и его газовый состав, однако она все же влияет на пчел, о чем будет рассказано ниже.

Ионизацию воздуха атмосферы вызывают ионы — электрически заряженные частицы. Заряд частиц может быть положительным или отрицательным. Ионы в нижних слоях атмосферы возникают в основном под действием космических лучей и фонового радиоактивного излучения Земли, а также грозовых разрядов, водопадов, морского прибоя и коронирующих проводов высоковольтных линий электропередачи.

Условно ионы в воздухе разделяют на две группы — легкие и тяжелые, которые отличаются величиной подвижности и временем жизни. Время жизни легких ионов колеблется от нескольких десятков секунд до нескольких минут, а тяжелых — до 50 минут. Основной причиной короткой жизни ионов является процесс взаимного уничтожения разнополярных ионов (так называемая рекомбинация): противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу вследствие их естественного электростатического притяжения и, воссоединяясь, образуют нейтральную систему, лишенную заряда.

В чистом воздухе у поверхности земли в 1 см³ содержится в среднем от 500 до 1000 легких ионов, причем положительно заряженных обычно на 10–20 % больше, чем заряженных отрицательно. В городах и индустриальных районах концентрация тяжелых ионов может доходить до 1 млн в 1 см³. При этом одновременно с ростом числа тяжелых ионов в атмосфере уменьшается концентрация легких (она может снизиться до 10 в 1 см³). Концентрация ионов в атмосфере в различных географических пунктах неодинакова, она меняется также в течение суток и года. Обычно концентрация легких ионов в атмосфере максимальна ранним утром (бодрящий утренний воздух) и минимальна в полдень. В летнее время легких ионов больше, чем в зимнее. Много ионов возникает около водопадов, фонтанов, а также во время грозы.

Наличие ионов в атмосфере заметно влияет на жизнедеятельность живых организмов, в том числе людей и пчел. Так, увеличение числа отрицательно заряженных легких ионов стимулирует активность живых организмов и подавляет патогенную микрофлору. С ростом числа положительно заряженных ионов связаны бо́льшая утомляемость человека, появление головных болей, чувство дискомфорта и подобные явления.

Идея использования воздуха, насыщенного легкими отрицательными ионами (аэроионизация), для профилактики и лечения болезней человека была высказана еще в начале ХХ века. Появились даже конструктивные решения для реализации этой идеи (в частности, известная люстра Чижевского), однако в силу ряда причин широкого применения в быту эта идея не нашла. Позже А. Л. Чижевский писал о применении аэроионизации в пчеловодстве. Сообщалось об опыте по исследованию влияния на пчелиную семью отрицательных аэроинов в концентрации 104–106 на 1 см³ с экспозицией 5 минут. Сеансы проводились 2 раза в день утром и вечером в конце апреля — начале мая. Было установлено, что при этом смертность пчел уменьшилась на 15 %, а летная активность увеличилась в некоторых случаях вдвое.

Сообщают также о проведенном эксперименте по использованию искусственной ионизации воздуха в зимовнике. В результате эксперимента было установлено, что в обычном состоянии содержание биологически полезных ионов воздуха в зимовнике было в 2,5 раза ниже, чем в атмосферном воздухе. Коэффициент ионного загрязнения воздуха зимовника тяжелыми и положительными ионами, который многие гигиенисты считают важным показателем его биологической полноценности, превышает этот показатель в атмосфере в 1,9 раза.

По своей сути каждый сеанс аэроионизации является совершенно безвредной для пчел дезинфекцией зимовника. Периодически повторяющаяся (через двое суток) ионная дезинфекция поддерживает в зимовнике и в ульях надлежащее санитарное состояние. Видимо, этому обстоятельству способствует и выделение при работе ионизатора небольшого количества озона, который обладает сильными окислительными (дезинфицирующими) свойствами. Улучшение микроклимата и непосредственное воздействие оптимальной концентрации легких отрицательных ионов на организм пчел благоприятно отражается на качестве их зимовки, расходе кормов и дальнейшем весеннем развитии семей.

Влияние освещенности на жизнедеятельность пчел

Хотя внутри своего жилища пчелы способны хорошо ориентироваться и в полной темноте (как они это делают, пока достоверно не известно), они все же дневные насекомые. Все свои основные функции — заготовку нектара, пыльцы, доставку воды, прополиса, роение, поиск и заселение нового жилища, спаривание матки и некоторые другие — семья осуществляет только в светлое время суток. Что же касается рабочих пчел, то они могут только при наличии освещения решать жизненно важную для вида триединую задачу: навигацию по поляризованному солнечному свету, удерживание при движении постоянного курса, а также локализацию и опознание пищевых или иных объектов.

Величину (интенсивность) солнечного светового потока, падающего на землю, принято называть освещенностью. Величина освещенности и ее характер (продолжительность и спектральный состав) играют важную роль для пчел в связи со спецификой их зрительного восприятия. В отличие от человека, область светового восприятия пчел смещена в ультрафиолетовый диапазон спектра освещения. Поэтому можно сказать совершенно определенно, что человек и пчела по-разному воспринимают цвет. Они также по-разному воспринимают предметы окружающего мира и их формы, поскольку зрение пчелы и человека существенно отличается.

Показатели, характеризующие освещенность, отличаются в зависимости от географического положения места обитания, времени дня и года. Суточная и сезонная периодичность изменения освещенности и спектрального состава света привела к тому, что пчелы приспособили свои основные жизненные циклы к определенной продолжительности дня. С этим связана цикличность их размножения, смена фаз индивидуального развития пчел, активности матки, начало и окончание определенных циклов развития пчелиной семьи.

В зонах с умеренным холодным климатом (в наших средних широтах) периоды выращивания расплода и их динамика строго приурочены к определенным периодам годового цикла жизни пчелиной семьи. Наступление этих периодов и их продолжительность, помимо температурного фактора, в значительной мере зависят и от освещенности. Количество расплода в семье достигает максимума, как правило, в конце июня, когда продолжительность светлого времени суток максимальна, а затем оно начинает постепенно уменьшаться. В семьях со старыми матками, если не принимать мер, стимулирующих развитие семьи, к сентябрю— октябрю расплода совсем не останется. В этом выражается одна из форм приспособления пчел к предстоящей зимовке. Такое поведение пчелиной семьи является исключительно целесообразным, поскольку продолжение выращивания расплода осенью уменьшало бы зимние запасы корма, увеличивало бы силу семьи и такая семья зимой уже не смогла бы прокормить себя сама.

А теперь из зимы перенесемся в лето и посмотрим, как будет реагировать пчелиная семья на суточные изменения освещенности.

Активность пчелиной семьи в этот период циклически изменяется в течение суток, причем самым непосредственным образом на эти изменения оказывает воздействие освещенность улья. Суточное изменение освещенности влияет на внутригнездовой микроклимат, в частности при ее усилении в утренние часы в улье наблюдается небольшое повышение температуры и кратковременный рост содержания углекислого газа. Эти факторы являются последствием повышения утренней активности (своеобразного «пробуждения семьи»), когда уровень освещенности еще не позволяет пчелам покидать улей. В обычных условиях пчелы начинают вылетать в поле при уровне освещенности 1–3 лк. Однако уровень освещенности, при котором пчелы начинают вылетать из улья, может быть и другим, так как он зависит от расстояния до источника корма и от концентрации сахара в корме.

Так, при расстоянии до источника корма не более 50 м вылет происходит при освещенности 0,1–0,2 лк, при расстоянии 1000 м — 3 лк, при расстоянии до 4 км — не менее 15 лк (Е. К. Еськов, 1999). Если летковое отверстие будет затенено, например, постоянно установленным пыльцесборником, то вылет пчел в поле начнется при внешней освещенности в 46–130 лк, при которой освещенность у летка всего 0,1 лк.

Учитывая, что продолжительность рабочего дня пчел (период времени между началом вылета пчел из улья и прекращением их лета) в значительной мере определяется уровнем освещения летка, ее можно изменять ориентированием улья относительно сторон света. Самое продолжительное время леток улья будет освещаться солнечными лучами летом на медосборе при ориентировании летка в направлении на север (рис. 11).

Рис. 11. Ориентирование улья на медосборе

В этом случае сразу после восхода солнце будет освещать леток справа, а перед заходом — слева. Продолжительность освещения летка в средних широтах, например, в день летнего солнцестояния — 22 июня — будет максимальной и составит около 18 часов. В другие месяцы лета эта продолжительность будет, безусловно, меньше, но она все равно будет максимально возможной.

Влияние ветра и осадков на жизнедеятельность пчел

Известно, что физиологическое состояние семьи является основным фактором в определении степени активности пчелиной семьи в течение пчеловодного сезона. Однако и такие внешние факторы, как продуктивность медоносов (величина взятка), скорость ветра и осадки, существенным образом влияют на летную деятельность пчел в течение светового дня.

Что касается продуктивности медоносов, то об этом более подробно поговорим чуть позже. А пока рассмотрим, как влияют ветер и осадки на жизнедеятельность пчелиной семьи.

Ветер. Пчеловоды-практики хорошо знают, что даже при наличии достаточно хорошего взятка в дни с сильным ветром (даже без дождя) интенсивность лета пчел заметно снижается. Достоверно установлено, что при прочих равных условиях увеличение скорости ветра всегда будет приводить к снижению летной активности пчел и росту их потерь.

Ветер может оказать влияние и на задержку с оплодотворением матки. Если через 4–5 дней после выхода неплодной матки установится ветреная погода, то первые ориентировочные вылеты и последующие вылеты матки на спаривание могут задерживаться, даже если будет тепло и солнечно. Процесс совокупления матки с трутнем может происходить при скорости ветра не более 18 км/ч (5 м/c). При этом вылет трутней из улья происходит только при скорости ветра не более 25 км/ч (7 м/с). Но обычно летом в наших широтах периоды с ветреной погодой длятся не более нескольких дней, за исключением степных, приморских и горных районов, где сильные ветры могут дуть и более продолжительные отрезки времени.

Ветер может также задержать на несколько дней выход роя, особенно со старой маткой. Рои-перваки, в отличие от последующих роев, очень требовательны к погоде, поскольку старая плодная матка обладает худшими летными качествами, чем молодая неплодная.

Ветер также оказывает влияние на жизнедеятельность пчелиной семьи не только непосредственно, о чем мы уже говорили, но и косвенно — через величину медосбора. Сильный ветер и особенно суховеи отрицательно сказываются не только на развитии медоносных растений, но и на их нектаровыделении. Из всех природных факторов сильный ветер является, пожалуй, единственным фактором, который никогда не оказывает положительного влияния на выделение нектара. Особенно неблагоприятны для нектаровыделения северные и северо-восточные ветры, сопровождающиеся притоком масс холодного арктического воздуха, и южные и юго-восточные суховеи.

Для уменьшения негативных последствий сильных ветров (да и не только для этого) пасеки надо располагать в защищенных рельефом местах, лесополосах, на опушках и окраинах лесных массивов. Х. Н. Абрикосов (1944) доказал, что семьи, ульи которых не были защищены от сильных господствующих ветров, выращивали расплода меньше на 33 % и собирали на 60 % меньше меда.

Осадки. В летнюю пору осадки, выпадающие в виде дождя или града, могут оказывать влияние на жизнедеятельность пчелиной семьи как прямо, так и косвенно.

Прямое влияние дождя и града заключается в том, что они негативно воздействуют прежде всего на летную активность пчел. Пчелы очень чутко реагируют на выпадение дождя и града, особенно когда эти явления сопровождаются грозой. Пчеловоды хорошо знают, что перед началом грозы пчелы возвращаются в свои ульи буквально сплошным потоком. Во время такой «паники» тяжело груженные пчелы нередко залетают не в свои ульи, а в те, которые на точке́ расположены ближе всего к направлению, по которому они возвращаются. Поэтому результатом внезапной грозы могут быть усиление расположенных на краю точка семей и ослабление семей, расположенных внутри точка.

Вода — основа жизни на Земле. Благодаря воде и солнцу в растении осуществляется фотосинтез, метаболизм (обмен веществ), передвижение минеральных веществ и продуктов жизнедеятельности, поддерживается упругое состояние клеток (тургор) и пр. Если летом длительное время не будет дождей, то наступает почвенная засуха, после которой парализуется деятельность нектарников в цветках растений и они сокращают или полностью прекращают выделение нектара.

Лучшее нектаровыделение бывает при умеренном выпадении теплых дождей, особенно если они идут ночью, или при грозовых кратковременных дождях днем.

В народе говорят: «Чем больше гроз, тем больше меда». Грозовые дожди, повышая влажность почвы и воздуха и практически не оказывая отрицательного влияния на интенсивность солнечного освещения и температуру, способствуют усилению выделения нектара. Есть основания полагать, что ионизация воздуха и насыщение его озоном при электрических разрядах молний дополнительно стимулируют растения к усиленному выделению нектара. Понятно, что после окончания таких дождей активность пчел возрастает, особенно в последующие несколько дней. Исследованиями установлено, что чаще всего высокие медосборы бывают на 2-й и 3-й дни после дождя.

Затяжные дожди, особенно во время их выпадения, отрицательно влияют на выделение нектара. Это связано с тем, что недостаток солнечного света при облачной погоде замедляет усвоение углерода и образование крахмала листьями растений, а повышенная влажность приводит к разжижению нектара. Так, нектар в цветках липы при относительной влажности воздуха 51 % содержит около 70 % сахара, а при влажности 100 % — только 22 %. При длительной дождливой погоде сильный рост зеленых частей растения задерживает развитие цветков. Кроме того, такой дождь вымывает нектар из цветков, особенно у растений с открытыми нектарниками, таких как липа, кипрей, малина и др. Следовательно, затяжные летние дожди значительно снижают летную активность семей не только из-за нелетной погоды, но и по изложенным выше причинам.

Хотя туман осадками назвать нельзя (это, скорее, природное явление), следует отметить, что он благоприятно влияет на выделение нектара растениями. В районах с частыми туманами при прочих равных условиях медосборы бывают выше, чем там, где туманов нет. И хотя рано утром при плотном тумане летная деятельность пчел начинается чуть позже, чем обычно, обильное выделение нектара компенсирует уменьшение продолжительности рабочего дня.

Влияние внешних поверхностных условий на жизнедеятельность пчел

В отличие от внешних климатических условий, которые по большей части оказывают непосредственное влияние на физиологическое состояние и жизнедеятельность пчел, внешние поверхностные условия влияют на пчелиную семью чаще всего косвенно — через величину медосбора и поддержание (или препятствование) нормальной летной деятельности.

При этом под внешними поверхностными условиями подразумеваются:

• рельеф местности;

• растительность и почва в радиусе продуктивного лета;

• водоемы.

Рассмотрим более подробно влияние всех этих факторов.

Влияние рельефа местности на жизнедеятельность пчел и медосборные условия

При расположении пасеки на равнинном рельефе основные проблемы возникают в связи с негативным воздействием ветра на работу пчел. Определенные сложности могут возникнуть и с защитой ульев от воздействия на них прямых солнечных лучей. Если в данной местности отсутствуют пригодные для размещения точко́в лесополосы, то ульи можно расположить в зарослях кустарников, которые, возможно, и не защищают от солнечных лучей, но препятствуют проникновению ветра. Ульи в любом случае надо стремиться притенить. Самый простой способ — это изготовление простейших матов из подсобных материалов: веток кустарников, камыша, высокой травы, стеблей кукурузы, подсолнуха и т. п.

При расположении точка на равнинном рельефе надо иметь в виду, что медоносы здесь цветут на протяжении самого короткого промежутка времени. Это связано с тем, что в таком массиве медоносов все растения освещаются солнцем одинаково (при одинаковой экспозиции, как еще говорят), и поэтому они практически все зацветают и отцветают одновременно.

При расположении точка на пересеченной местности, где массивы медоносов могут располагаться на склонах с разной экспозицией, продолжительность медосбора с травянистых растений может быть увеличена на 3–5 суток. Еще более может быть растянут медосбор с древесных медоносов на холмистой местности, так как на продолжительность их цветения влияет не только температура воздуха и степень освещения их солнцем, но и температура почвы на глубине залегания корней. Цветение таких медоносов начинается на южных, наиболее прогреваемых склонах, затем на западных, восточных и, наконец, на северных. При этом на северных склонах начало цветения медоносов наступает на 1–6 суток позднее, причем наибольшее запаздывание отмечается в весенний период, а наименьшее — в летние месяцы. К тому же и продолжительность цветения на северных склонах на 2–3 суток больше, чем на южных. Благодаря такому разнообразию условий произрастания в отдельные годы медосбор с липы может быть растянут с 12–14 до 20 дней. Понятно, что прибавка в медосборе в этом случае будет весьма существенной.

Расположение точка на медосборе надо планировать, исходя из того, что экспозиция склона влияет на прогрев его почвы. Так, в южных районах, где ульи надо максимально защищать от солнца, пасеку лучше располагать на «холодном» северном склоне. В северных же районах точки лучше располагать на склонах южной экспозиции. При этом в любом случае пасеку или точок нельзя располагать на склоне оврага или балки, поскольку в сильный дождь ульи могут быть подтоплены и даже смыты ливневыми потоками. Но иметь эти самые яры, балки или овраги недалеко от точка весьма желательно, поскольку в них, как правило, растут дикие медоносы, сглаживающие и увеличивающие медосборы.

Влияние окружающей растительности и почвы на жизнедеятельность пчел и медосборные условия

В данном пункте прежде всего отметим защитные свойства окружающей растительности, которая оберегает пасеки и точки от негативного воздействия ветра, осадков, солнечных лучей и других факторов.

Что же касается почвы, то мы расскажем о ее непосредственном влиянии на продуктивность медоносов, то есть, по сути, на величину взятка, немного ниже.

Влияние окружающей растительности

Многообразие условий, в которых приходится заниматься пчеловодством, в значительной степени определяется характером окружающей растительности. Тяготение пасечников к расположению своих пасек и точков в местах, покрытых древесной или кустарниковой растительностью, совершенно естественно и рационально. Мы уже выше говорили о том, что такое расположение пасек и точков защищает их от ветров, а при постановке ульев под кронами деревьев обеспечивается еще и защита от чрезмерного нагревания их солнечными лучами, что особенно существенно в южных и степных районах. Прибавка в медосборе до 30–40 % может быть получена за счет более низкой температуры воздуха в тени деревьев по сравнению с ульями на открытой местности.

Установлено также, что положительное влияние затенения ульев в наибольшей степени сказывается тогда, когда большинство медосборных дней имеют в середине дня температуру воздуха 27–33 °C. Это объясняется тем, что в затененных ульях при этой температуре пчелы еще продолжают работать, а в незатененных уже при 27 °C они работу прекращают. Если большинство медосборных дней будут с температурой до 27 °C или с температурой выше 34 °C, то результаты медосбора в затененных и незатененных ульях будут практически неотличимы, так как пчелы в затененных и незатененных ульях работают одинаково, а во втором случае они вообще прекращают работу.

Однако чрезмерное затенение ульев древесной растительностью может оказаться не только не полезным, но даже вредным. Так, если поставить точок в густом лесу, где солнце практически никогда не будет освещать ульи прямыми лучами, то это в значительной мере сократит рабочий день пчел. Об этом мы уже говорили выше, когда вели речь о влиянии освещенности на жизнедеятельность пчел. Поэтому лучше поставить точок не в лесу среди деревьев, а на поляне.

Вообще густых древесных насаждений пчеловоду лучше избегать. В плотных насаждениях деревья хуже выделяют нектар, поскольку они имеют затененную со всех сторон крону, постоянно испытывают световой голод и цветки у них образуются только на верхушке. В связи с этим цветение липы, клена, акации в насаждениях, пройденных выборочной санитарной рубкой, всегда сильнее, чем в плотных нетронутых насаждениях.

Исходя из вышесказанного можно порекомендовать при выборе районов с древесными нектароносами отдавать предпочтение не тем участкам, где такие деревья находятся в плотном насаждении, а тем, где этих деревьев пусть и меньше, но они находятся в разреженных насаждениях или произрастают отдельными небольшими сообществами.

Для пчеловодства в степных районах большое значение имеют лесозащитные полосы. Их благотворное влияние заключается прежде всего в том, что они ослабляют действие ветра. В открытых степных районах, резко изменяя его силу и скорость, они способствуют увеличению влажности воздуха на 10–12 % и уменьшают испарение влаги из почвы примерно на 25 %. Все это создает благоприятные условия для развития медоносных культур и увеличения выделения нектара.

Влияние лесозащитных полос на опыление пчелами эспарцета было исследовано в серии опытов (Е. Г. Пономарева и др., 1986). Результаты этих исследований приведены в табл. 9.

Таблица 9

Соотношение показателей медосбора и расстояния между лесополосой и опытной делянкой

Из таблицы видно, что наибольшее количество нектара выделяется на участках, непосредственно примыкающих к медоносам. Там же работает наибольшее количество пчел.

Лесозащитные полосы также способствуют лучшей работе пчел на цветках, поскольку полосы гасят сильные ветры, мешающие лету и нормальной работе пчел. Кроме того, положительно влияя не только на рост и развитие эспарцета, лесополосы усиливают выделение нектара на участках, непосредственно примыкающих к ним (см. табл. 9), в связи с чем количество работающих пчел на этих участках было наибольшим. Кстати, урожай семян эспарцета на дальних от лесополосы участках (400 м) составил только 60 % от урожая на ближних участках, примыкающих к лесополосе.

Защитное действие лесополос сказывается и на участках, которые примыкают к лесополосе на удалении (L), приблизительно равном 10-кратной высоте деревьев (Н) (рис. 12).

Рис. 12. Защитная зона лесополосы

Следовательно, чем больше будет высота деревьев в лесозащитной полосе, тем бо́льшие участки медоносов будут защищены и на них будет больше нектара. Поэтому при прочих равных условиях, а также если массив медоноса примыкает непосредственно к лесополосе, точки´ лучше ставить в лесополосах, где высота деревьев больше.

Влияние почвы

Все медоносные сельскохозяйственные культуры лучше выделяют нектар при возделывании их на плодородных почвах, имеющих хорошую структуру, достаточно увлажненных и богатых питательными веществами. В связи с этим агротехнические приемы, способствующие повышению урожая семян и плодов энтомофильных (опыляемых насекомыми) культур, одновременно оказывают положительное влияние и на выделение нектара (нектаропродуктивность культуры).

Нектароносные растения достаточно требовательны к почвенным условиям. Гречиха, например, лучше выделяет нектар на супесчаных и черноземных почвах. Замечено, что липа хорошо произрастает на черноземных почвах с легкосуглинистым механическим составом. Эспарцет, клевер, донник, люцерна нуждаются в известковых почвах. Следовательно, правильно подбирая почву для посева культур, можно увеличивать их медопродуктивность.

На образование и выделение нектара растениями влияет ориентация рядков в посеве по отношению к сторонам света, что можно объяснить различным режимом освещения растений. Так, в средней полосе лучшее выделение сахара в нектаре наблюдается при направлении рядков в посеве с запада на восток, когда растения меньше затеняют друг друга. В южных же районах, наоборот, выгоднее делать рядки в посеве с юга на север, так как в этом случае растения в полуденные часы лучше защищают друг друга от перегрева и выделяют больше нектара.

Большое значение для повышения нектаропродуктивности цветков имеют удобрения. Калийные и фосфорные удобрения (особенно при совместном их внесении) усиливают развитие цветков и способствуют увеличению их нектаропродуктивности.

Азотные удобрения при своевременном внесении на бедных почвах значительно повышают нектаропродуктивность цветков и урожай семян большинства медоносных культур. При обильном азотном питании наблюдается так называемое жирование растений, при котором значительно увеличивается их зеленая масса, но уменьшается выделение нектара цветками.

Положительное влияние на выделение нектара цветками растений оказывают микроэлементы, в частности бор, марганец и др. Внесение их под подсолнечник, эспарцет, люцерну и бобы способствует значительному увеличению нектаропродуктивности цветков и урожая семян.

Помимо внесения определенного вида удобрений на нектаропродуктивность положительно влияют борьба с сорняками и орошение, особенно в засушливых районах.

Влияние водоемов на жизнедеятельность пчел

Как и всякий живой организм, пчела не может длительное время обходиться без воды, которая ей нужна как для поддержания жизнедеятельности, так и для выращивания расплода. По этой же причине пчелы всегда стремятся располагать свои жилища недалеко от источников воды. Так, установлено, что перед выходом роя пчелы-квартирмейстеры, занимающиеся поиском нового жилища, отдают предпочтение такому жилищу, недалеко от которого располагается небольшой водоем с пригодной для питья водой (ручеек, небольшая речка или озеро).

Кстати, пчелы всегда стремятся не располагать свои гнезда около больших водоемов, поскольку они инстинктивно чувствуют опасность такого соседства для семьи. Во-первых, если пчеле приходится возвращаться с взятком низко над таким водоемом, то любой сильный порыв ветра может сбить пчелу на воду и она погибнет. Во-вторых, над водной гладью пчелы плохо ориентируются не только потому, что на ровной поверхности отсутствуют хорошо различимые ориентиры, но и потому, что водная поверхность (особенно при волнении) может вносить искажения в поляризацию солнечных лучей, по которым они ориентируются в пространстве. По указанным выше причинам особо опасно размещение точка или пасеки рядом с большим водоемом, на противоположном берегу которого располагаются массивы медоносов.

Места сбора трутней, где происходит их спаривание с матками, всегда находятся на постоянных участках местности. Эти участки никогда не располагаются рядом с водоемами, особенно большими. Как известно, совокупление трутня и матки происходит в воздухе, после чего они часто падают на землю. Понятно, что если вместо земли им придется падать на воду, то это будет означать гибель матки и, возможно, гибель той семьи, из которой неплодная матка вылетела на спаривание.

Размещение точков и пасек непосредственно около больших водоемов, помимо вышесказанного, еще и сокращает (до 50 %) площадь продуктивного лета пчел (рис. 13).

Рис. 13. Сокращение площади продуктивного лета у водоема

А вот если большие водные пространства (моря, лиманы, водохранилища, устья больших рек) располагаются на удалении 5–20 км от точка или пасеки, то это благоприятно сказывается на жизнедеятельности пчел. Происходит так потому, что в этом случае за счет положительного влияния своеобразного микроклимата приморской территории (повышенной влажности, меньшего перепада температур) увеличивается продуктивность медоносов. В то же время эти водные поверхности не будут негативно влиять на летную деятельность пчел, поскольку они располагаются за радиусом их продуктивного лета.

Отношение медоносных пчел к излучениям и полям различного происхождения

Все излучения и поля, которые нас окружают, имеют естественное или искусственное происхождение. Пчелы, как и другие живые существа, подвержены их действию, которое может быть очень разнообразным. Прежде чем оценить степень этого влияния, классифицируем виды излучений и полей на основе их происхождения:

1. Излучения и поля естественного происхождения:

• гравитационное поле Земли;

• магнитное поле Земли;

• постоянное и переменное электрические поля атмосферы;

• естественная радиация (радиоактивность) Земли;

• световое излучение Солнца.

2. Излучения и поля искусственного происхождения:

• электромагнитные поля (излучения) передатчиков радиоволнового диапазона (радиостанции, телевидение, связь, радиолокационные станции);

• электрополя высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП);

• низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами (генераторами);

• акустические поля (звуковые излучения);

• ультразвуковые излучения.

А теперь рассмотрим, как относятся медоносные пчелы к излучениям и полям естественного происхождения и какое воздействие эти поля оказывают на них. Отдельное внимание также уделим вопросу о непосредственном воздействии электричества на пчел.

Гравитационное поле Земли

Гравитационное поле (сила тяготения) Земли есть ее природное свойство притягивать к себе все физические объекты. Вектор этого поля направлен к центру Земли, а его действие всепроникающее, то есть от воздействия силы притяжения нельзя ничем ни защититься, ни экранироваться.

В процессе эволюции медоносные пчелы не могли не испытывать действия гравитационного поля Земли. Силу притяжения пчелы используют при строительстве сотов. Есть предположение, что цепочки сцепленных пчел, которые обычно висят при строительстве сотов, указывают пчелам направление действия (вектор) силы притяжения. Возможно, пчелы при строительстве сотов используют и какие-то другие свои органы восприятия силы притяжения, однако достоверно известно, что при отстройке сотов (в дупле, пещере и т. д.) они всегда располагаются строго вертикально. В таких сотах рабочие пчелы и трутни к завершению своего развития принимают горизонтальное положение, поскольку продольные оси ячеек сота ориентируются при их строительстве горизонтально (перпендикулярно вектору гравитации). А вот продольная ось маточника по большей части ориентируется вертикально (параллельно вектору гравитации). Такое расположение ячеек и маточников на соте принято считать естественным. А что будет, если их расположение изменить?

В одном из опытов сот после засеивания его маткой расположили горизонтально в надрамочном пространстве на высоте 1–2 см от гнездовых рамок. В результате бо́льшую часть яиц (80–90 %) пчелы съели, окончательно их уничтожив через 1–3 дня после запечатывания ячеек, то есть ни одна пчела из таких яиц не вышла (Е. К. Еськов, 2003).

От ориентации маточников по отношению к вектору гравитации зависит процент выхода маток. Допускается небольшое отклонение продольной оси маточника от вертикального положения, при котором развитие и выход маток происходит без осложнений. Но если положение маточника будет изменено на 90° или больше, то вероятность гибели развивающихся маток возрастет с увеличением возраста личинок. Так, если маточник за 1,5–2 дня до его запечатывания развернуть на 180°, то матка в нем прекращает развитие.

Венгерский изобретатель Конья сконструировал улей с круглой рамкой, в котором гравитация используется для предотвращения роения и борьбы с клещом Варроа. Для этого улей один раз в сутки поворачивают на 180°. Полученные результаты сам Конья объясняет так: поскольку при оттягивании маточников пчелы руководствуются гравитацией и строят их с открытыми отверстиями вниз, то при повороте сота на 180° отверстия оказываются вверху и пчелы удаляют маточники.

Аналогичная ситуация складывается и при развитии клещей. Самка клеща незадолго до запечатывания проникает в ячейку и прячется под личинкой. После запечатывания она делает отверстие в оболочке личинки на месте, определяемом гравитацией, в другом месте самка испражняется. При ежедневном повороте сота клещ теряет ориентировку и не размножается.

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли существует потому, что внутренние структуры земного шара обладают магнитными свойствами. Можно сказать, что Земля представляет собой огромный магнит, у которого есть Северный и Южный магнитные полюсы. Внешними причинами, которые обусловливают существование магнитного поля Земли, являются природные системы электрических токов в ионосфере.

Магнитное поле Земли складывается из двух различных по происхождению компонентов: постоянного поля, существование которого обусловлено магнетизмом самого земного шара, и переменного поля, порождаемого электрическими токами, протекающими в верхних проводящих слоях атмосферы (ионосферы) и за ее пределами.

Переменное магнитное поле Земли характеризуется спокойными и возмущенными вариациями (изменениями) магнитного поля. Основные составляющие спокойных вариаций: солнечно-суточные вариации и лунно-суточные вариации.

Солнечно-суточные вариации синхронизированы с местным временем и зависят от магнитной активности Солнца в данный день. Амплитуда и фаза этих вариаций изменяются в течение суток и на протяжении года. В течение суток происходят небольшие изменения магнитного поля, которые связаны с токами в ионосфере, величина же этих токов, в свою очередь, зависит от суточных колебаний ультрафиолетового излучения Солнца. На протяжении года максимальные значения амплитуды этих вариаций отмечаются в период летнего солнцестояния (22 июня), а минимальные — в период зимнего солнцестояния (22 декабря). Эти изменения магнитного поля зависят также от географической широты. Поскольку солнечно-суточные вариации магнитного поля Земли на протяжении года носят циклический характер, то можно предположить, что пусковым механизмом, вызывающим начало яйцекладки матки в конце зимы и прекращение яйцекладки в начале осени, является достижение определенного значения величины амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли в годичном цикле ее изменения. Если согласиться с этим предположением, то можно отметить еще один любопытный факт совпадения максимума и минимума амплитуды переменной составляющей магнитного поля Земли с максимумом активности пчелиной семьи и яйценоскости матки (конец июня) и с годовым минимумом активности пчелиной семьи (конец декабря). В таком случае начало и окончание яйцекладки матки в годовом цикле хорошо коррелируют со временем весеннего (март) и осеннего (сентябрь) равноденствия.

В литературе прошлых лет, да и в наше время, можно встретить утверждения о том, что при строительстве сотов в дуплах, пещерах пчелы ориентируют их с учетом магнитного поля Земли. Чаще всего при этом сообщается, что соты ориентируются в направлении север — юг. Есть утверждения также и о том, что пчелы роя как бы переносят в новое гнездо ту ориентацию сотов, которая была в материнском гнезде (направление сотов в этих гнездах совпадает), и для этого используют магнитную ориентацию. Однако дальнейшие исследования показали, что направление и величина магнитного поля Земли не влияют ни на строительную деятельность пчел, ни на развитие рабочих особей семьи, ни на поведение пчел в гнезде.

Другое дело, когда пчела передвигается в пространстве, — она не может не испытывать на себе действия магнитного поля Земли. Это связано с тем, что тело пчелы обладает свойствами четко выраженного магнитного диполя, ось которого совпадает с продольной осью ее тела. При передвижении в магнитном поле Земли пчела (своеобразный магнитик), в соответствии с законом электромагнитной индукции, будет испытывать на своем теле силы взаимодействия с этим полем (своеобразный «магнитный ветер»). Причем величина и направление этих сил взаимодействия будут зависеть от угла, под которым пчела пересекает магнитное поле Земли, и скорости полета пчелы.

Многие из нас полагают, что время начала вылета пчел утром и окончания лета пчел вечером привязаны только к восходу и заходу Солнца. Однако это не совсем так. Оказывается, что такое поведение пчел связано также и с суточными изменениями магнитного поля Земли и пчелы очень хорошо чувствуют этот 24-часовый ритм.

Было также установлено, что при указании направления на источник медосбора пчелы-танцовщицы допускают «ошибку», которая зависит от ориентации сотов в пространстве относительно магнитного поля Земли и времени дня. Детальные исследования установили связь между дневной динамикой изменения магнитного поля и значениями этой «ошибки». Проще говоря, пчелы-танцовщицы указывали не истинное направление на источник корма, а направление с учетом необходимой коррекции курса для компенсации взаимодействия с магнитным полем Земли во время полета (своеобразная магнитная девиация).

Постоянное и переменное электрические поля атмосферы

Естественные электрические поля создаются за счет наличия объемного заряда атмосферы и электризации облаков в процессе их передвижения в атмосфере. Понятно, что величина естественного электрического поля не может быть строго постоянной, поскольку величина объемного заряда атмосферы и степень электризации облаков изменяются не только в течение суток, но и на протяжении года. При спокойной атмосфере, отсутствии грозовых фронтов и вспышек на Солнце естественное электрическое поле в данной местности меняется настолько медленно, что его вполне можно считать постоянным.

Величину электрического поля принято характеризовать напряженностью (Е), которая прямо пропорциональна разности потенциалов (U) между точками измерения и обратно пропорциональна расстоянию (d) между этими точками. Единица измерения напряженности электрополя — вольт на метр (В/м).

Если разность потенциалов между точками измерения не меняется или меняется очень медленно, то говорят, что такое электрополе постоянное (статическое), если же разность потенциалов изменяется с какой-то частотой, то это электрическое поле — переменное.

Постоянное электрополе пчелы воспринимают, но на него практически не реагируют. Когда пчела попадает в статическое электрополе с достаточно высокой напряженностью (до 250–300 В/м), она останавливается на 2–5 с, а далее продолжает свой путь и ведет себя обычным образом. Отсутствие реагирования пчелы на постоянное электрополе объясняется тем, что такое поле не наводит в покровах тела пчелы электрический ток, в то время как переменное электрополе, особенно на определенных частотах, ток наводит, и пчелы на такое поле очень активно реагируют. Об этом будет рассказано ниже.

За счет естественных процессов, происходящих в атмосфере, может создаваться не только статическое электрополе, но при определенных условиях, например в грозовом фронте, и переменное. Это поле (его еще иногда называют атмосфериками) создается при электрическом разряде между облаками, и мы при этом видим на небе молнии. Атмосферики имеют высокие значения напряженности электрополя и очень широкий частотный спектр (от нескольких десятков до нескольких миллионов герц). Активность атмосфериков возрастает от северных широт к южным, поскольку в таком же направлении возрастает и количество грозовых дней.

Иногда резкое увеличение интенсивности атмосфериков совпадает в дневные часы со вспышками на Солнце, которые увеличивают ионизацию атмосферы и, соответственно, напряженность переменного электрополя. Видимо, этим обстоятельством можно объяснить внезапную и немотивированную агрессивность пчел, которую они могут проявлять в отдельные дни или даже часы.

Агрессивность пчел увеличивается также по мере приближения к пасеке грозового фронта. Но еще до его приближения непосредственно к пасеке очень часто большое количество пчел, занимающихся доставкой корма, возвращается в ульи. При этом летная деятельность пчел прекращается, хотя освещенность, температура и сила ветра находятся в пределах оптимальных значений. Одной из причин такого поведения пчел является сильное увеличение и изменение напряженности электрополя, которые порождают грозовые разряды, происходящие на большом удалении от пасеки.

Было замечено, что агрессивность пчел достигает максимума с приближением грозового фронта к пасеке на расстояние 600–800 м, когда скачкообразные изменения напряженности электрополя, происходящие во время вспышек молний, повторяются с периодичностью 30–70 с.

Агрессивность пчел по отношению друг к другу (у летка) и к людям, находящимся вблизи ульев, при приближении грозового фронта можно объяснить следующим образом. Прикосновение «наэлектризованных» пчел друг к другу или к человеку вызывает раздражение наведенным током, протекающим через место контакта. Нечто подобное, но только в более сильной форме, происходит с пчелами, когда от них отбирают яд, раздражая их при этом электрическим током.

А возможно ли защитить пчел, находящихся в улье, от естественного электрополя или хотя бы ослабить его негативное влияние?

Для начала рассмотрим, как обстоят дела с этим вопросом в природных гнездах. Хорошо известно, что в естественных условиях пчелы по большей части поселяются в дуплах, находящихся в живых деревьях. Влажная древесина живых деревьев является достаточно хорошим проводником электрического тока. Это происходит потому, что внутренние сосуды (клетки) и межклеточные пространства древесины заполнены водой, в которой растворены минеральные вещества, что придает этой воде (пасоке) электропроводные свойства. Электропроводность живого дерева в десятки тысяч раз больше электропроводности сухой древесины. По причине высокой электропроводности поверхность живого дерева имеет нулевой электрический потенциал. С известной долей обобщения живое дерево можно сравнить с вертикально стоящей металлической трубой или металлической водонапорной башней, у которых электрический потенциал тоже равен нулю, поскольку они заземлены и имеют потенциал, одинаковый с землей. Из физики известно, что внутри замкнутых электропроводящих объемов, имеющих снаружи нулевой потенциал, электрическое поле отсутствует. Если же на такой объект будет воздействовать внешнее электрополе, то по причине высокой электропроводности его внешней поверхности электрическое поле не сможет проникнуть внутрь такого объема. Происходит, как говорят специалисты, экранирование внутреннего объема.

Если теперь посмотреть на живое дерево с дуплом и гнездом пчел в нем с точки зрения сказанного, то становится ясно, что пчелы в таком жилище надежно защищены (экранированы) от атмосферного электрического поля самой древесиной живого дерева. Даже во время грозы, когда напряженность внешнего электрического поля достигает нескольких сотен вольт на метр, стенки дупла в живом дереве полностью защищают пчел от этого негативного воздействия. Именно поэтому пчелы в естественных условиях размещают свои гнезда преимущественно в дуплах живых деревьев. Сказанное выше позволяет объяснить «странности» пчел, которые иногда размещают свои гнезда в металлической трубе, внутри металлического памятника или барабана от зерноуборочного комбайна и т. п.

Еще один аспект рассматриваемой проблемы. Хорошими экранирующими свойствами обладает не только живая древесина, но и крона деревьев. Поэтому под пологом деревьев для пчел естественным образом создается защищенный от внешнего электрополя комфортный обитаемый объем. Замечено, что при прочих равных условиях пчелы при заселении отдают предпочтение деревьям, стоящим в массиве (лес, роща, посадка). Очень редко пчелы выбирают дупла в отдельно стоящих деревьях. Кстати, такие деревья чаще всего поражаются молнией, а уж тут, как говорится, никакое экранирование не поможет.

Для защиты пчел, находящихся в ульях, от переменных электрополей рекомендуется проводить комплекс мероприятий:

• крышки ульев покрывать металлом и заземлять их;

• стенки ульев красить краской, отражающей переменные электрополя, — это может быть краска, изготовленная на основе лака, в котором размешивают небольшое количество алюминиевой или бронзовой пудры;

• над ульями на высоте 2–2,5 м размещать металлическую сетку с размером ячеек не больше 100 × 100 мм, которую надо надежно заземлять.

Естественная радиация (радиоактивность) Земли

В состав земной коры входят породы, обладающие радиоактивными свойствами. Некоторые из ядер тяжелых металлов (уран, радий, торий), входящих в эти породы, самопроизвольно распадаются с образованием новых частиц и выделением альфа— и бета-частиц (электронов) и гамма-лучей (фотонов большой энергии). Это свойство называется естественной (фоновой) радиоактивностью Земли.

Процесс естественной радиоактивности сопровождает Землю еще с момента появления на ней живых организмов, которые возникали, существовали и развивались при непрерывном воздействии этого геофизического фактора. В результате все живое на Земле, в том числе и пчелы, приспособились к существованию в таких фоновых условиях и без особого вреда для себя переносят эти естественные радиоактивные излучения.

Допустимый для человека уровень естественной радиации составляет несколько десятков микрорентген. Если местность, в которой живет человек, не заражена радиоактивными элементами искусственного происхождения (атомные взрывы, техногенные катастрофы атомных объектов и т. п.), то естественная радиация может оказывать на человека негативное воздействие только в виде мутаций (изменений) его генов — носителей наследственной информации.

Так же обстоит дело и с пчелой. Результатом негативного воздействия естественной радиоактивности Земли на нее могут быть мутации генов, в результате чего рождаются нетипичные для данного вида гинандроморфные особи (гермафродиты).

Световое и тепловое излучения Солнца

Солнце является центром нашего мироздания и очень мощным источником излучений в широком спектре частот. Однако в контексте рассматриваемых вопросов нас будут интересовать только световое излучение и тепловое излучение (солнечная радиация).

Световое излучение

Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волн от 0,4 до 0,8 мк. Цветовое зрение человека и пчелы несколько отличается. Так, человек воспринимает цвета от красного до фиолетового (низкочастотная часть спектра солнечного света), а пчела — от желтого до ультрафиолетового (высокочастотная часть спектра). Красный цвет пчела не воспринимает, он видится ей черным. Причем во всем диапазоне воспринимаемых пчелой цветов имеются три максимума цветовой чувствительности: ультрафиолетовый, синий и желтый. Все эти особенности цветового зрения пчел надо учитывать при покраске ульев. Подробно о том, как правильно красить ульи, будет рассказано ниже.

Солнечный свет позволяет пчелам получать большое количество информации об окружающем мире, и поэтому без света пчелы могут существовать только в пассивный период своей жизнедеятельности, когда они не вылетают из улья.

Тепловое излучение

Поток солнечного тепла (прямая и рассеянная солнечная радиация) падает на улей, нагревает его поверхность, а потом часть тепла в виде теплового излучения передается с поверхности улья окружающей среде, а другая часть за счет теплопередачи проходит через стенки и крышу и нагревает внутренний объем улья. Суммарная тепловая энергия, поступающая в улей, зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, коэффициента теплопроводности стенок и утепления улья, а также от цвета его окраски.

В летнее время ульи надо защищать от чрезмерного перегрева солнечными лучами. Весной же и осенью это тепло оказывает весьма благоприятное воздействие на развитие пчелиных семей.

Электромагнитные поля (излучения) передатчиков радиоволнового диапазона

Электромагнитные излучения искусственного происхождения, используемые человеком для радио, телевидения, связи, на радиолокационных станциях (РЛС), представляют очень широкий спектр радиоволн. Этот диапазон охватывает от нескольких десятков килогерц — кГц (103 Гц) до нескольких гигагерц — ГГц (109 Гц).

На достаточном удалении от таких передатчиков, где обычно находится подавляющее большинство пасек, плотность потока электромагнитной энергии настолько мала, что она не оказывает негативного воздействия на жизнедеятельность пчелиной семьи. Здесь пчелы ничем не отличаются от других живых организмов и, в частности, от человека. Ведь современный человек всю свою жизнь проводит в окружении огромного количества незаметных излучений радиоволнового диапазона, которые можно обнаружить только при помощи технических средств, например радиоприемника, телевизора, и не ощущает на себе их негативного воздействия. По крайней мере, современной науке ничего не известно о наличии такого негативного влияния. Другое дело, когда пчела находится в непосредственной близости от источника электромагнитных излучений.

А можно ли защитить пчел от неблагоприятного воздействия сверхвысокочастотного излучения? Можно. Для этого надо около пасеки поставить вертикально защитный экран из металлической проволоки. Длина экрана должна быть такой, чтобы он закрывал от излучения крайние по фронту ульи.

Для частотного диапазона большинства РЛС достаточно ячейки экрана размером 100 × 100 мм. В узлах ячеек должен быть обеспечен надежный электрический контакт. При уменьшении размера ячейки степень защиты увеличивается. Высота экрана может быть равной 2 м, экран должен быть надежно заземлен.

Электрополя высоковольтных линий электропередачи

Высоковольтные линии электропередачи (ЛЭП) уже давно стали привычным атрибутом наших ландшафтов. Настолько привычным, что мы их порой просто не замечаем. Это, конечно, правильно, но, готовясь к выезду на медосбор или устанавливая пасеку в новом месте, мы бы рекомендовали учитывать и расположение ЛЭП. Почему? Об этом сейчас и поведем разговор.

По большинству ЛЭП передается переменный ток частотой 50 Гц. Поскольку потери мощности при передаче обратно пропорциональны величине напряжения, то для передачи на дальние расстояния строятся ЛЭП с рабочим напряжением до 1500 кВ (1 500 000 В!). Но чаще всего используются ЛЭП-500 кВ и ЛЭП-750 кВ.

По причине высоких напряжений, передаваемых по ЛЭП, они создают значительные локальные аномалии электрических полей, выражающиеся в увеличении их напряженности. Величина напряженности у земли зависит от высоты опор, провисания проводов и рельефа местности. По Е. К. Еськову (1999), средние значения напряженности электрополя на высоте 2 м от земли под ЛЭП-500 кВ составляют 6 кВ/м (60 В/см), под ЛЭП-750 кВ — 11 кВ/м (110 В/см), под ЛЭП-1500 кВ — 17,4 кВ/м (174 В/см).

Механизм влияния на пчел переменного электрополя, создаваемого ЛЭП, подобен описанному выше для естественных переменных электрополей. Точно так же переменное поле ЛЭП создает на теле пчел наводимые токи, которые раздражают пчел при контакте друг с другом или с другими токопроводящими объектами. Переменное электрополе при расположении ульев под ЛЭП влияет также и на физиологическое состояние пчел и расплода, что выражается в активизации обменных процессов в их организме. Это, в свою очередь, вызывает гибель расплода на разных стадиях в общем количестве до 10 %, уменьшение продолжительности жизни пчел на 3–5 суток и очень высокий процент гибели маток — от 40 до 60 %. В итоге все эти процессы приводят к уменьшению численности рабочих особей (силы семей) в среднем на 14 %. Понятно, что эта негативная тенденция не может не повлиять на медосбор семей.

Следует отметить также, что семьи пчел, находящиеся в зоне действия ЛЭП, проявляют специфические формы поведения. Прежде всего, пчелы этих семей отличаются повышенной агрессивностью, которая сохраняется на протяжении всего периода пребывания семей под ЛЭП. У летков этих семей обычно располагается большое количество пчел. Для них характерен высокий уровень хаотической двигательной активности. Пчелы этих семей стремятся заделывать воском и прополисом не только места соединения частей улья, но и летковые отверстия, оставляя в них лишь небольшие проходы.

Самой надежной защитой от негативного воздействия ЛЭП является удаление семей на расстояние не менее 50 м от крайнего провода ЛЭП. Заземление металлических крыш ульев является также достаточно эффективным способом защиты от переменных электрополей.

Низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами (генераторами)

Переменные низкочастотные электрополя, создаваемые техническими устройствами, отличаются от рассматриваемых выше переменных электрополей атмосферы и ЛЭП только частотой их генерации. По этой причине основные механизмы воздействия этих полей на пчел фактически аналогичны. Особенности воздействия низкочастотных электрополей связаны в основном со спецификой восприятия пчелами некоторых низкочастотных электрополей вполне определенной частоты и структуры.

Реакция пчел на электрополя зависит от количества пчел и их состояния, а также от частоты и напряженности электрополей. Максимальную чувствительность к электрополям пчелы проявляют на частоте 500 Гц. Порог их чувствительности на этой частоте составляет 4–5 В/см. Повышение или понижение частоты электрополей приводит к увеличению порога чувствительности, то есть к электрополям этих частот пчелы проявляют меньшую чувствительность.

Природную особенность пчел, проявляющих максимальное возбуждение на переменное электрополе с частотой 500 Гц, можно использовать для стимуляции пчелиных семей в различных целях, в частности для предотвращения роения, борьбы с варроатозом, наращивания силы семей, идущих в зиму, увеличения выхода яда при его отборе.

Акустические поля (звуковые излучения)

Каждая пчела в процессе своей жизнедеятельности способна издавать и воспринимать определенные звуки. В системе акустической сигнализации в качестве физических линий канала связи пчелы используют воздух или твердые тела. В принципе любой звуковой сигнал независимо от способа его генерации может передаваться по каждой из этих линий. Однако, с точки зрения экономии энергетических затрат, акустические сигналы целесообразно передавать, минуя переходы через среды с различной акустической проводимостью, например воздух — твердые тела. В процессе эволюции медоносная пчела получила способность пользоваться этими каналами акустической связи отдельно.

Назовем (весьма условно) канал связи, в котором сигнал передается по воздуху, звуковым каналом связи (ЗКС), а канал, в котором сигнал передается по твердому телу, — вибрационным каналом связи (ВКС).

В ЗКС генерация пчелами звуков осуществляется при помощи летательного аппарата, в частности при помощи крыльевых пластин. Воспринимаются звуки в ЗКС при помощи специальных волосков (сенсилл), расположенных на голове пчелы и Джонстонового органа на усиках пчелы.

В ВКС вибрационные сигналы издаются прижатым к твердому телу (соту, стенке улья) корпусом пчелы за счет его продольного сжатия. Воспринимаются эти сигналы при помощи специальных виброрецепторов, расположенных в верхних частях голеней всех трех пар ног.

В зависимости от выполняемой работы и физиологического состояния пчелиной семьи она издает звуки, занимающие довольно широкий спектр звукового диапазона. Однако максимумы спектральной энергии приходятся обычно на три диапазона: 75–190 Гц — вентиляция гнезда; 200–400 Гц и 420–550 Гц — общая активность пчел. За 3–5 дней до выхода роя интенсивные составляющие второго диапазона смещаются на область 210–240 Гц (Е. К. Еськов, 1981). Эти же составляющие появляются и тогда, когда пчелы перестают заниматься приносом нектара.

А как реагируют пчелы на внешние звуки окружающей среды? Прежде всего следует сказать, что звуковая сигнализация не имеет для пчел такого важного значения, как визуальная или обонятельная, а является вспомогательной. По этой причине на все природные звуки фонового характера (шум леса, дождя, звуки ветра и т. п.) пчелы в активный период их жизнедеятельности практически никак не реагируют. Так же обстоит дело и с реакцией на звуки, сопутствующие человеческой деятельности (разговор людей, звуки музыки, работающих механизмов и др.), если интенсивность этих сигналов невелика.

Услышав внешние звуки высокой интенсивности (>120 дБ), издаваемые в районе улья, пчелы прекращают передвигаться по сотам. На звуки ударов по улью сторожевые пчелы выкучиваются из летка, некоторые из них взлетают, а часть пчел в гнезде воспринимает эти звуки как сигнал тревоги и начинает набирать в зобики мед.

Интересную реакцию на звуковые раздражители проявляют пчелы в ходе зимовки. Пчелы, зимующие в тишине омшаника, сарая или другого помещения, а также на улице, очень остро реагируют на любые внезапные звуки повышением своей активности. Однако если тревожащие звуки с момента постановки семей на зимовку будут периодически повторяться, то пчелы адаптируются к этим раздражителям и перестают на них реагировать. Есть сведения о том, что пчелы могут нормально перезимовать под железнодорожным мостом, по которому постоянно ходили поезда, рядом с автомобильной дорогой с интенсивным движением и т. п.

Ультразвуковые излучения

К ультразвуковым частотам относятся звуковые колебания на частотах более 20 кГц, которые человеческое ухо не воспринимает. Скорее всего, также не воспринимают ультразвуки и пчелы, но эти звуки могут оказывать воздействие на пчел как на физический объект.

Природные ультразвуки издаются сильным ветром, шумом моря. Излучают ультразвуки также летучие мыши и некоторые насекомые, но интенсивность всех этих звуков чрезвычайно мала, и поэтому они на пчел никак не влияют.

Сами медоносные пчелы генерируют УЗ-излучение на частотах 20–22 кГц. Это излучение особенно интенсивно при роении и при нахождении или оставлении пищевой приманки (Л. Бергман, 1957). Есть предположение, что пчелы генерируют ультразвук за счет вихревых потоков при движении крыльев. Считается, что ультразвук не имеет для пчел сигнального значения, то есть является сопутствующим фактором.

В процессе деятельности человека отдельные устройства, которые он использует, могут излучать ультразвуки. Так, например, работающие деревообрабатывающий станок, дрель, вентилятор испускают ультразвуки. Причем интенсивность этого ультразвука будет тем больше, чем выше скорость вращения роторов указанных устройств.

А какое влияние оказывает ультразвук на живые организмы, в том числе на человека и на пчелу?

При воздействии ультразвука на живой организм составляющие его частицы совершают интенсивные колебательные движения с большими ускорениями. При этом на расстояниях, равных половине длины звуковой волны, в облучаемой среде могут возникать разности давлений от нескольких единиц до десятков атмосфер. Это вызывает механическое, тепловое и физико-химическое воздействие на биологические объекты.

Механическое воздействие

При малых интенсивностях (до 2–3 Вт/см² на частотах 105–106 Гц) колебания частиц живого организма производят своеобразный микромассаж тканевых элементов, способствующий лучшему обмену веществ — улучшению снабжения кровью и лимфой. Повышение интенсивности ультразвука может привести к возникновению кавитации — «закипанию» жидких субстанций организма (крови, лимфы) и разрушению тканей.

Тепловое воздействие

Всякое звукопоглощающее тело (пчела в том числе), облученное ультразвуковым полем, заметно нагревается. При этом наиболее сильно нагреваются наружные покровы тела. В зависимости от интенсивности ультразвукового поля и длительности его воздействия нагрев может составлять от единиц до нескольких десятков градусов.

Применение малых интенсивностей ультразвукового излучения (до 2 Вт/см²) обычно вызывает совокупное (механическое и тепловое) положительное воздействие на человеческий организм. Многие, вероятно, помнят посещения физиотерапевтического кабинета для проведения ультразвуковых процедур. Однако воздействие на пчел подобной процедуры может вызвать противоположный эффект. В ультразвуковом поле частотой 20 кГц при интенсивности 1–3 Вт/см² быстро погибают небольшие животные и всевозможные насекомые, в том числе и пчелы. Причиной их смерти в этом случае является чрезмерное нагревание тела (Л. Бергман, 1957).

Другие источники указывают, что ультразвуковые излучения с интенсивностью 1 Вт/см² в непрерывном режиме или 0,05 Вт/см² в импульсном (2 мс) режиме вызывают сокращение продолжительности жизни взрослых пчел на 3 и 22 % соответственно (О. Ф. Гробов и др., 1987). Облучение печатного расплода непрерывным ультразвуковым полем с интенсивностью 1 Вт/см² при длительности воздействия 10 и 20 минут приводит к гибели 2 и 31 % куколок пчел соответственно (И. А. Акимов, 1968).

Однако следует сказать, что те бытовые устройства, о которых мы говорили выше и которые непроизвольно излучают ультразвуки, имеют чрезвычайно малую интенсивность излучения, в лучшем случае десятые доли Вт/см². К тому же интенсивность ультразвукового поля резко уменьшается при распространении в воздухе — каждый метр пути уменьшает интенсивность ультразвукового поля в десятки раз.

Непосредственное воздействие электричества

При непосредственном контактном воздействии электричества на пчел слабая их реакция в виде небольшого возбуждения начинается при напряжении в несколько вольт. При дальнейшем увеличении напряжения подвижность и возбуждение пчел возрастают, а затем при потенциале выше 20 В пчелы начинают жалить электроды (пластины), к которым подведено напряжение. Подобное свойство пчел используется при отборе яда, когда в улей вставляется специальная ядоприемная рамка, на электроды которой подается напряжение 20–50 В импульсной формы. Чаще всего продолжительность электрического импульса находится в пределах от 1 до 5 с, а паузы — 2–10 с. При непосредственном воздействии на пчел такого напряжения на протяжении 30–40 минут пчелы выделяют максимальное количество яда.

А как воздействует на жизнедеятельность пчел такая стимуляция электрическим напряжением? И. А. Левченко в своих опытах установил, что электростимуляция во время отбора яда снижает летную активность пчел-сборщиц. Это проявляется в уменьшении числа вылетающих из улья пчел. Особенно заметно это явление в семьях, которые располагаются в условиях ограниченного простора теплиц, оранжерей. Механизм снижения летной деятельности сборщиц состоит в том, что под влиянием стрессовой ситуации в улье, вызванной отбором яда, пчелы-приемщицы перестают отбирать корм у пчел-сборщиц, которые по этой причине прекращают свою летную деятельность.

Назад: Раздел 2. Влияние внешних условий на жизнедеятельность пчел

Дальше: Влияние основных элементов конструкции улья на жизнедеятельность пчелиной семьи