Wentylacja zimą i nie tylko

Jak oddychają pszczoły podczas zimy?

Rodzina pszczela w czasie zimy tworzy kłąb, w którym pszczoły utrzymują stałą temperaturę, wilgotność i stężenie gazów. Ponieważ pszczoły skupione w tym kłębie nie mogą kierować wymianą gazową między wnętrzem ula a środowiskiem zewnętrznym, duży wpływ na te parametry mają wielkość gniazda zimowego i stwarzane przez ul warunki wentylacji. Para wodna i dwutlenek węgla zawarte w powietrzu ulowym decydują o warunkach zimowli i wpływają na przebieg procesów fizjologicznych w organizmach pszczół. Szczególnie jest to istotne podczas zimy, gdyż temperatura wokół kłębu zimujących pszczół jest podobna do tej na zewnątrz ula i to bez względu na jego konstrukcję i rodzaj materiałów, z jakich jest on zbudowany. Dlatego ocieplenie zimującej rodziny nie jest tak ważne, jak zapewnienie pszczołom właściwej wentylacji. W centrum zimującej rodziny pszczelej przez cały okres zimowli utrzymywana jest temperatura nie niższa niż 22°C, chociaż zazwyczaj oscyluje ona wokół 30°C, a po pojawieniu się czerwiu wzrasta do 34–35°. Źródłem ciepła są pochodzące z zapasów węglowodany, przetwarzane w procesie przemiany materii w organizmach pszczół na dwutlenek węgla i wodę. Zużycie zapasów w pierwszej części zimowli jest niewielkie i nie przekracza w średniej siły rodzinie 20 g na dobę. Do „spalenia” zawartych w nich cukrów potrzeba około 15 litrów tlenu, zawartego w ponad 70 litrach powietrza atmosferycznego. W wyniku tej przemiany powstaje prawie 90 litrów produktów gazowych, w których skład wchodzi ponad 15 litrów pary wodnej. W ciągu doby muszą być one wymienione na świeże powietrze. Ilość powietrza w ulu nie jest jednak jednoznaczna z kubaturą ula, ponieważ większą jej część zajmują plastry z zapasami, pszczoły, listewki ramek, a w późniejszym okresie także czerw. Dlatego powietrze ulowe to nie więcej niż połowa tej objętości ula, która jest wypełniona ramkami z zimującą rodziną. Na przykład w 10-ramkowym ulu wielkopolskim, którego kubatura (jednego korpusu) wynosi około 38 litrów, jest nie więcej niż 19 litrów powietrza, i to pod koniec zimowli. Jak łatwo wyliczyć, zużyte powietrze, powstające w ciągu doby w ilości 90 litrów musi być wymienione ponad 5 razy na dobę. Zaokrąglając te dane, można powiedzieć, że co godzinę z ula powinny się wydostawać 4 litry zużytego powietrza i tyle samo świeżego napływać do środka. Te ilości pary wodnej dotyczą pierwszej części zimowli. W drugim okresie, gdy pojawia się czerw, potrzeby energetyczne znacznie się zwiększają, ponieważ temperatura w gnieździe musi być wyższa. Zwiększa się też metabolizm wskutek wychowu czerwiu i wykonywania wszystkich związanych z tym czynności. Wraz ze wzrostem spożycia zapasów (również pyłkowych) kilkakrotnie wzrasta produkcja pary wodnej i dwutlenku węgla. Gazy te muszą być usuwane poza ul w jeszcze większym tempie niż w okresie wcześniejszym.

Wentylacja zimą

Tradycyjne ule, zbudowane z desek, ocieplane naturalnymi materiałami, posiadają oprócz wylotków i specjalnych otworów wentylacyjnych wiele przypadkowych szczelin i szpar, umożliwiających dobrą wentylację. Jeszcze lepiej wentylacja przebiega w ulach wykonanych z materiałów przepuszczalnych, jak słoma, trzcina czy sitowie, gdzie wymiana gazowa przebiega nie tylko przez otwory, ale i bezpośrednio przez ściany. Można powiedzieć, że taki ul „oddycha” nie tylko przez otwory, ale całą swoją powierzchnią, dzięki dyfuzji gazów przenikających przez jego ściany. Wentylacja przebiegająca przez różne szczeliny ma tak duże znaczenie, że gdy przed wielu laty zalecano szczelne zamykanie wylotów na zimę z myślą o zapewnieniu pszczołom dobrych warunków cieplnych, zimowla przebiegała prawidłowo. Na szczęście później zauważono, że właściwa wentylacja ma o wiele większe znaczenie niż ocieplenie. Nie zmienia to faktu, że w ulach wykonanych z tradycyjnych materiałów zapewnienie wentylacji nigdy nie było dużym problemem. Opracowane przed laty normy określające optymalną wielkość otworu wylotowego zakładają, że na jedną ramkę gniazdową obsiadaną przez pszczoły przypadać powinno od 1 do 1,5 cm² światła wylotka. Po wprowadzeniu do budownictwa ulowego nowych, nieprzepuszczalnych materiałów okazuje się, że jest to za mało. W szczelnym ulu kilkucentymetrowy wylotek nie wystarczy, by wymiana gazów między wnętrzem ula a środowiskiem zewnętrznym była wystarczająca. Dlatego w ulach styropianowych, poliuretanowych, styrodurowych i z płyt pilśniowych wylotki muszą być większe, do tego wykonuje się dodatkowe otwory wentylacyjne lub zwiększa kubaturę gniazda. Producenci uli i pszczelarze proponują wiele rozwiązań technicznych mających usprawnić wentylację, przy których rozpatrywaniu należy pamiętać o bardzo ważnej zasadzie. Otóż dobra wentylacja nie jest równoznaczna z przeciągiem. Dotyczy to wszystkich gatunków zwierząt (a także roślin) i musi być zawsze brane pod uwagę przy planowaniu właściwych warunków zoohigienicznych. Przeciągi bowiem niszczą tak zwaną warstwę oporną organizmu, czyli otaczającą żywy organizm stałą otoczkę powietrza grubości niespełna 1 mm, oddzielającą powierzchnię ciała od atmosfery. Taką samą warstwą otoczony jest kłąb zimujących pszczół. Zasadą wentylacji w ulu nie może być więc wytworzenie typowego ciągu kominowego, co się zdarza, gdy mają jej służyć, oprócz wylotka w dolnej części ula, duże otwory w powałce. Stąd poszukiwania coraz nowszych rozwiązań mogących usprawnić wentylację w szczelnym ulu. Najbardziej skuteczne wydaje się zastosowanie tak zwanej dolnej poduszki powietrznej, czyli podstawienie na czas zimowli pustej kondygnacji pod korpus rodziny zimującej, przy pozostawieniu maksymalnie dużego otworu wylotowego. Niekiedy pszczelarze umieszczają w niej ramki z suszem, co ma zabezpieczyć wnętrze ula przed przeciągami. Nie jest to potrzebne, ponieważ pszczoły znajdują się wyżej, a w pustym korpusie przeciągu nie ma, ponieważ w ulu jest tylko jeden otwór wylotowy. Rolę takiej kondygnacji odgrywać może głęboka dennica. Takie rozwiązanie najłatwiej zastosować w ulu wielokorpusowym. Równie skuteczne może być zastosowanie dennicy osiatkowanej, w której część podłogi stanowi siatka metalowa lub z tworzywa sztucznego o średnicy oczek 2,5–3 mm. Wtedy wymiana gazowa następuje ciągle, ale nie ma wokół zimujących pszczół przeciągu. Taka dennica zapewnia też wystarczającą wentylację podczas transportu rodzin. W ciągu sezonu osiatkowany otwór w dennicy powinien być zamknięty. W omawianym rozwiązaniu wielkość otworu wylotowego w czasie zimy nie ma zasadniczego znaczenia. Może on być zwężony, ale równie dobrze jego szerokość może odpowiadać szerokości całego korpusu gniazdowego. Natomiast wysokość wylotka nie powinna przekraczać 1 cm, co zabezpieczy przed wchodzeniem do ula drobnych gryzoni. Otwór wylotowy powinien być zmniejszony, jeżeli zimowana jest słaba rodzina, zajmująca tylko część ula. Warto dodać, że w ulu wykonanym z nieprzepuszczalnych materiałów, np. ze styropianu, w przypadku użytkowania jednolitej powałki na czas zimy powinien być otwarty jeden pajączek, nie więcej.

Jak zbudować ul?

Rodzina pszczela w czasie zimy tworzy kłąb, w którym pszczoły utrzymują stałą temperaturę, wilgotność i stężenie gazów. Ponieważ pszczoły skupione w tym kłębie nie mogą kierować wymianą gazową między wnętrzem ula a środowiskiem zewnętrznym, duży wpływ na te parametry mają wielkość gniazda zimowego i stwarzane przez ul warunki wentylacji. Para wodna i dwutlenek węgla zawarte w powietrzu ulowym decydują o warunkach zimowli i wpływają na przebieg procesów fizjologicznych w organizmach pszczół. Szczególnie jest to istotne podczas zimy, gdyż temperatura wokół kłębu zimujących pszczół jest podobna do tej na zewnątrz ula i to bez względu na jego konstrukcję i rodzaj materiałów, z jakich jest on zbudowany. Dlatego ocieplenie zimującej rodziny nie jest tak ważne, jak zapewnienie pszczołom właściwej wentylacji. W centrum zimującej rodziny pszczelej przez cały okres zimowli utrzymywana jest temperatura nie niższa niż 22°C, chociaż zazwyczaj oscyluje ona wokół 30°C, a po pojawieniu się czerwiu wzrasta do 34–35°. Źródłem ciepła są pochodzące z zapasów węglowodany, przetwarzane w procesie przemiany materii w organizmach pszczół na dwutlenek węgla i wodę. Zużycie zapasów w pierwszej części zimowli jest niewielkie i nie przekracza w średniej siły rodzinie 20 g na dobę. Do „spalenia” zawartych w nich cukrów potrzeba około 15 litrów tlenu, zawartego w ponad 70 litrach powietrza atmosferycznego. W wyniku tej przemiany powstaje prawie 90 litrów produktów gazowych, w których skład wchodzi ponad 15 litrów pary wodnej. W ciągu doby muszą być one wymienione na świeże powietrze. Ilość powietrza w ulu nie jest jednak jednoznaczna z kubaturą ula, ponieważ większą jej część zajmują plastry z zapasami, pszczoły, listewki ramek, a w późniejszym okresie także czerw. Dlatego powietrze ulowe to nie więcej niż połowa tej objętości ula, która jest wypełniona ramkami z zimującą rodziną. Na przykład w 10-ramkowym ulu wielkopolskim, którego kubatura (jednego korpusu) wynosi około 38 litrów, jest nie więcej niż 19 litrów powietrza, i to pod koniec zimowli. Jak łatwo wyliczyć, zużyte powietrze, powstające w ciągu doby w ilości 90 litrów musi być wymienione ponad 5 razy na dobę. Zaokrąglając te dane, można powiedzieć, że co godzinę z ula powinny się wydostawać 4 litry zużytego powietrza i tyle samo świeżego napływać do środka. Te ilości pary wodnej dotyczą pierwszej części zimowli. W drugim okresie, gdy pojawia się czerw, potrzeby energetyczne znacznie się zwiększają, ponieważ temperatura w gnieździe musi być wyższa. Zwiększa się też metabolizm wskutek wychowu czerwiu i wykonywania wszystkich związanych z tym czynności. Wraz ze wzrostem spożycia zapasów (również pyłkowych) kilkakrotnie wzrasta produkcja pary wodnej i dwutlenku węgla. Gazy te muszą być usuwane poza ul w jeszcze większym tempie niż
w okresie wcześniejszym.

Dwutlenek węgla

Produktem oddychania, oprócz wody, jest dwutlenek węgla w ilości ponad dwukrotnie większej od ilości pary wodnej i ma on dwojakie znaczenie dla kondycji zimującej rodziny. Jego duże stężenie spowalnia procesy życiowe u pszczół, co prowadzi do zmniejszenia zużycia zapasów i opóźnienia rozpoczęcia czerwienia. Jednak też powoduje szybsze zużywanie sił witalnych pszczół, przez co przyspiesza ich starzenie się. Duże stężenie dwutlenku węgla nie do końca jest korzystne dla zimującej rodziny, ponieważ pszczoły w źle wentylowanym ulu, co prawda zużyją mniej pokarmu, ale szybciej osypią się ze starości. Dlatego lepiej zazimować rodzinę na odpowiedniej do jej siły ilości zapasów i zapewnić dobrą wentylację, niż liczyć na spowolnienie procesów życiowych i wynikające stąd oszczędności pokarmu. W świeżym powietrzu atmosferycznym stężenie dwutlenku węgla wynosi 0,025–0,03% i jest ono najbardziej właściwe dla przebiegu procesów życiowych zwierząt. We wnętrzu kłębu zimujących pszczół jest ono znacznie większe i może wzrosnąć aż do 4%. Przy jeszcze wyższej zawartości dwutlenku węgla pszczoły będą narażone na uśpienie (porównywalne z usypianiem matki pszczelej do sztucznego unasiennienia). Nigdy się to nie zdarza, gdyż w ulach z rodzinami słabymi wolnej przestrzeni jest tak dużo, że nadmiar szkodliwego gazu może się rozcieńczyć do poziomu nie stanowiącego zagrożenia dla życia pszczół. Natomiast w silnej rodzinie zajmującej prawie całe gniazdo dyfuzja nadmiaru szkodliwych gazów przebiega bardzo dynamicznie, dzięki czemu stężenie dwutlenku węgla w kłębie utrzymuje się na stałym, bezpiecznym poziomie. W prawidłowo zazimowanej rodzinie w środku zimowli utrzymuje się ono na poziomie 2%.

Wentylacja latem

W wiosennych i letnich miesiącach, w czasie pełnej aktywności życiowej i produkcyjnej, pszczoły wnętrze ula wentylują same, bardzo oszczędnie gospodarując ciepłem. Temperatura wewnątrz gniazda wynosi około 34,5°C. Dlatego, zanim powietrze zostanie usunięte z ula, obiega wszystkie jego zakamarki, by dostarczyć ciepła. Konstrukcja ula musi to umożliwiać, nie jest więc potrzebne wykonywanie zbyt wielu otworów wentylacyjnych. Jak powietrze krąży w ulu, opisano już przed wielu laty, wykonując proste doświadczenie. Otóż w tradycyjnym ulu warszawskim przed wylotkiem górnym i dolnym zawieszono na nitce po leciutkim kawałku waty. Okazało się, że powietrze dostaje się do ula górnym wylotkiem, a wychodzi dolnym. Tak pszczoły kierują jego przepływem w ulu i ma to na celu właśnie ogrzanie całego jego wnętrza. Nie zależy im wcale na szybkim pozbyciu się ogrzanego powietrza przez górny otwór. Dlatego budowa ula nie może prowadzić do wytworzenia wspomnianego wcześniej ciągu kominowego. Wtedy pszczoły musiałyby wykonać dużo pracy związanej z ogrzaniem gniazda i na utrzymanie wysokiej temperatury zużyją dużo zapasów. Zwiększenie wentylacji wskazane jest jedynie w czasie zbioru wyjątkowo dużej ilości wziątku z obfitego pożytku, gdy zachodzi potrzeba usuwania dużej ilości pary wodnej przy zagęszczaniu nektaru. Wtedy otwieramy dodatkowe otwory wentylacyjne w nadstawkach lub w powałce ula. Oczywiście odpowiednia wentylacja jest też potrzebna w czasie przewozu rodzin pszczelich na pożytki.