Предзимняя подготовка пчел

Подготовка пчелиной семьи к зимовке начинается еще с лета. Заготавливая и перерабатывая нектар, превращая его в мед, пчелы готовят очень питательную концентрированную пищу для зимнего поколения. Именно на неблагоприятный зимний период летняя генерация пчел семьи заготовляет большие запасы корма. Мед — совершенно готовый для усвоения организмом пчел продукт. Моносахариды меда — глюкоза и фруктоза — непосредственно всасываются эпителиальными клетками средней кишки и попадают в гемолимфу пчелы. Вместе с тем мед, служащий основным зимним кормом, несмотря на высокую усвояемость, все же дает непереваримые остатки (до 1,8%). В течение всего периода зимовки пчелы не освобождают кишечник от экскрементов. Они накапливаются в задней кишке, из-за чего к весне она сильно увеличивается в объеме. Предельная нагрузка задней кишки калом составляет 43 мг (46,3% общей массы живой пчелы). До тех пор пока она не достигнет максимума, пчелы нормально зимуют. Дальнейшее повышение каловой нагрузки кишечника вызывает у пчел понос, ослабление семей, их заболевание и гибель.

Готовясь к зиме, пчелы особенно усиленно вносят в улей прополис, которым тщательно заделывают все щели и уменьшают величину летка, что значительно уменьшает теплопотери семьи. По окончании главного медосбора пчелы из благополучных семей, в которых имеются плодные матки, полностью изгоняют трутней. Пчелы прекращают кормить личинок, развивающихся в трутней. Более того, имеющийся трутневой расплод пчелы уничтожают (открытый, на стадии молодой личинки и яиц, они поедают, а запечатанный удаляют из улья). В зиму трутни остаются только в семьях без маток или с неплодными матками.

В период подготовки семьи к зимовке значительно уменьшается число пчел. Это следствие повышенного износа рабочих пчел на сборе большого количества нектара и при его переработке. В конце лета погибает множество рабочих особей июньского и июльского поколений. Матки резко снижают уровень кладки яиц, а с наступлением устойчивых похолоданий и вовсе прекращают откладывать яйца. В предзимний период матки откладывают более крупные и тяжеловесные яйца, чем весной и летом. Такие яйца во многом предопределяют более высокое качество пчел осенней генерации.

Кроме того, пчелы в предзимний период выращивают расплод при более обильном обеспечении семьи медом и пергой. Это обусловливает повышенный по сравнению с летним периодом уровень личиночного кормления, который обеспечивает и лучшее качество пчел осеннего вывода. Пчелы осенней генерации по сравнению с весенне-летними развиваются при более низких температурах, что также необходимо рассматривать как их предзимнюю подготовку.

Успешной зимовке предшествуют глубокие физиологические изменения, происходящие в организме пчел. В период подготовки к зимовке в семье рождаются пчелы с большей массой, чем у пчел весенне-летней генерации; в их организме повышено содержание резервных азотистых веществ, жира, гликогена; биохимический состав тканей обеспечивает повышение холодостойкости организма. У пчел зимостойких пород осенью в организме накапливается больше жира, белковых веществ и гликогена, чем у менее зимостойких, что обусловливает их лучшую приспособленность к продолжительной и суровой зиме.

Во время подготовки к зимовке изменяется состояние внутренних органов пчел: глоточных желез, жирового тела и яичников. Эти органы являются местом, где откладываются запасные питательные вещества. Так, гипофарингиальные железы и жировое тело у пчел осенней генерации развиты в 2—2,5 раза сильнее, чем у летних пчел.

Степень развития жирового тела и глоточных желез определяет физиологическое состояние зимних пчел. Между продолжительностью жизни и степенью развития жирового тела установлена тесная статистически достоверная прямая корреляция. М. В. Жеребкин и Я. Л. Шатун (1969) пришли к выводу о том, что пчелы в процессе подготовки к зимовке приобретают признаки физиологически молодых пчел, которым свойственно сильное развитие глоточных желез и жирового тела. Они способны долго жить и переносить неблагоприятные условия зимы. Физиологические изменения состояния внутренних органов пчел и увеличение продолжительности их жизни обусловливаются особыми условиями выращивания осенних пчел, усиленным питанием пыльцой и частичным или полным отсутствием работ, выполняемых ими в этот период по кормлению личинок, строительству сотов, сбору и переработке нектара.

Заболевание нозематозом во время зимовки вызывает дегенерацию глоточных желез и жирового тела, что приводит к ранней гибели пчел.

У пчел, идущих в зиму, содержание общей и свободной воды в клетках тела снижается, причем у северных пород — в большей мере, чем у южных, а это значительно повышает их устойчивость к переохлаждению. Кроме того, и у высокозимостойких, и у слабозимостойких пород пчел установлена более высокая дегидратация организма в семьях, выживших зимой, по сравнению с погибшими. Слабые семьи, готовясь к зимовке, осенью выращивают пчел с большим содержанием воды в организме, чем в сильных семьях. Вследствие этого пчелы, выращенные в слабой семье, менее устойчивы к неблагоприятным факторам зимовки.

Зимой у пчел изменяется тип дыхания. У летних пчел основные процессы образования тепла совершаются при участии окислительных ферментов — оксидаз, разлагающих в клетках тела сахара с использованием кислорода воздуха. У зимних — повышаются процессы обмена веществ при участии ферментов — дегидрогеназ, использующих кислород, связанный с жирами, накопленными 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 и степень этой замены во многом определяют выживаемость насекомых в зимний период.

В заднем отделе кишечника у пчел осенней генерации значительно возрастает активность фермента каталазы, играющей большую роль в окислительных процессах организма и в консервировании экскрементов, накапливающихся в течение зимы. Активность фермента во время зимовки возрастает по мере накопления каловых масс в прямой кишке пчелы. У слабозимостойких южных пород защитный механизм в прямой кишке выражен слабее, чем у более зимостойких северных. Активность каталазы ректальных желез у пчел южного происхождения приблизительно в 2 раза слабее. В условиях относительно теплой зимы семьи не образуют постоянного и плотного клуба. Пчелы могут проводить очистительные облеты, в результате их прямая кишка не перегружается каловыми массами.

Как известно, пчелы, больные нозематозом, страдают зимой поносами и в большом количестве погибают. При нозематозе нарушается функция ректальных желез, что проявляется в быстром падении активности каталазы у больных пчел. Поедание пчелами зимой падевого меда также приводит к нарушению функции ректальных желез, что обусловливает резкое снижение активности каталазы и понос.

С понижением наружной температуры воздуха до 13 °C и менее пчелы начинают концентрироваться вблизи летка на участках сотов, из которых вышел последний расплод, — здесь и образуется «ложе» клуба. До 75% всей площади, занятой пчелами клуба, размещается на участках сотов, свободных от меда. Верх 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 расходом корма одиночной пчелой за то же время. Обмен веществ и расход энергии в зимнем клубе снижается в 250— 300 раз по сравнению с активным периодом жизни. Чем выше способность пчел замедлять жизненные процессы, тем больше остается внутренних резервных сил для предстоящей весны и тем меньше будет потребление пищи.

Структура зимнего клуба неоднородна. Внешняя его часть состоит из плотно сидящих пчел, образующих корку толщиной 2,5—7 см. Пчелы в корке постоянно меняются местами с размещенными внутри клуба. В составе корки они находятся до тех пор, пока в зобиках имеется запас меда. После полного использования меда пчелы «ныряют» в центральную часть клуба, поднимаются по соту к запасам корма и пополняют зобик медом. Корка надежно сохраняет тепло, вырабатываемое пчелами в середине клуба.

В центральной части клуба находятся преимущественно физиологически молодые пчелы, а в корке — более старые, изношенные. Толщина корки зависит от температуры наружного воздуха: при ее понижении толщина корки возрастает и клуб сжимается, а при повышении происходит обратный процесс. Пчелы размещаются таким образом, чтобы использовать тепло особей, находящихся в соседней улочке. Они занимают пустые ячейки сотов, с противоположной стороны занятые и обогреваемые другими пчелами. Благодаря этому центры концентрации пчел в соседних улочках практически совпадают.

В корке клуба минимальная температура поддерживается в пределах 6,1—12 °С. Наиболее высокая и стабильная температура (минимум 24,5 °С) отмечается в центральной части зимнего клуба, называемой тепловым центром. На протяжении зимы температура в центре клуба меняется незначительно — обычно не более чем на 1—2 °С за 1 сут. Разогрев теплового центра происходит в зависимости от количества 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 углекислого газа в клубе, наличия в гнезде расплода и корма, а также от его качества, состояния пчел и семьи в целом.

В начале зимовки относительная влажность воздуха в гнездах семей без расплода колеблется в пределах 38—70%. Наибольшая влажность воздуха в зоне теплового центра. По мере удаления от него к нижней части клуба в сторону летка отмечается более низкая влажность воздуха. Она медленно понижается и к периферии от теплового центра клуба. Повышение влажности воздуха в гнезде возбуждает пчел, что ведет к повышению температуры и, как правило, к началу откладывания яиц маткой, а это сопряжено со значительными дополнительными биологически нецелесообразными затратами энергии.

Когда семья не имеет расплода, в зимнем клубе значительно падает содержание кислорода и возрастает концентрация углекислого газа. На протяжении нескольких месяцев зимовки уровень углекислого газа может превосходить процентное содержание его в атмосфере в 100— 300 раз. Если в свежем воздухе присутствует 0,03% углекислого газа, то внутри клуба спокойно зимующей семьи его концентрация составляет 3—4%, а кислорода — около 18%. В процессе эволюции у пчел выработался адаптационный механизм к высоким концентрациям углекислого газа и недостатку кислорода. Однако воздух, содержащий кислорода менее 5%, а углекислого газа более 10%, угнетающе действует на состояние пчел и опасен для их жизни. В такой среде все пчелы погибают за 2—3 дня. При повышении концентрации углекислого газа в клубе выше 4% пчелы начинают активно вентилировать гнездо. В то же время повышение содержания углекислого газа в клубе приводит к уменьшению активности обмена веществ в организме пчел, сдерживает потребление пищи, а это, в свою очередь, снижает образование каловых масс. У высокозимостойких пчел концентрация углекислого газа в зимнем клубе достоверно больше, чем у слабозимостойких.

Во второй половине зимовки активность пчел повышается, что, как правило, связано с появлением в семье расплода. В зоне размещения расплода поддерживается температура не ниже 33 °C, что связано с резким увеличением расхода корма. Стандартная пчелиная семья расходует в первую половину зимы 20—25 г меда в 1 сут, а с появлением расплода данный показатель возрастает в 2 раза.

На величину энергетических затрат и расход корма зимующих пчел сильно влияет температура внешней среды. Так, еще в 1928 г. отмечалось, что для зимовки сильных семей оптимальна температура 4,4 °С, для средних — 5,5 и слабых — 7,7 °С. При температуре выше 7,7 °С клуб распадается и пчелы потребляют много корма. Е. К. Еськов (1981) установил, что в зимний период предел оптимального диапазона температуры ограничивается той, которая стимулирует переход членов семьи из пассивного состояния к активной деятельности. Результаты анализа количества кислорода, потребляемого семьей, показали, что температура, стимулирующая активизацию семей серой горной кавказской и среднерусской пород, различается. Так, пчелы серой горной кавказской породы потребляли наименьшее количество кислорода при температуре от 4 до 6 °C, а среднерусской — от 5 до 9 °C (рис. 2.42). Автор рекомендует во второй половине зимы постепенно понижать температуру до 5 °C к концу этого периода, хотя некоторые исследователи отмечают, что наименьший уровень обмена веществ и потребления пищи у пчел наблюдается при температуре наружного воздуха 10 °C. При более низких температурах потребление пищи пчелиной семьей снова возрастает пропорционально снижению температуры. Канадский исследователь Мак-Катчен (1984) считает идеальной для зимовки пчел температуру (4 ± 1) °С.

Рис. 2.42. Зависимость тепловой энергии, выделяемой зимующей пчелиной семьей, от температуры в зимовнике (слева от 0 °C температуры отрицательное).

(по данным Е. К. Еськова, 1983).

Результаты исследований, проведенных в последние годы в НИИ пчеловодства, убедительно доказывают, что наиболее успешно зимуют семьи с минимальным расходом корма и энергии при наименьшей температуре, отмечаемой в корке зимующего клуба (6 °С). Указанная температура оптимальна для среднерусской и серой горной кавказской пород. Однако из-за более ранней активизации пчел южных пород, начиная со второй половины зимовки, для предотвращения раннего откладывания яиц маткой необходимо постепенно, не более чем на 0,5 °С, понижать температуру в зимовнике до 3—4 °С. Температура окружающего воздуха зимующего клуба пчел выше 7 °C приводит к уменьшению относительной влажности воздуха, в связи с чем требуется обеспечивать пчел водой.