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