26 dec, månadsvägning samt justering av sensorer

English summary: Time for the monthly weighing and all colonies, but one, seems to thrive. Food consumption is now down to 0,5-1 kg per month and hive, which show that even though the bees sits losely they don’t use much food since they don’t have to produce extra heat in a proper insulated hive.

Ännu en månad har gått och dagens mätningar visar att samtliga samhällen verkar må bra, med undantag för nr 13. Det samhäller verkar vara döda, eller har väldigt lite bin, eftersom vi noterar noll i matåtgång hos dem – vi väntar med att öppna till vi får en mild dag.
Tack vare isoleringen behöver bina inte producera mängder av värme och således har matåtgången minskat till ett minimum under december, även vårt största samhälle har gjort av med bara ett kg under december och som man ser på bilden sitter de löst längst upp och fyller hela övre lådan.

Har flyttat om ina sensorer lite grann och nu sitter det en sensor i övre lådan och en i den undre lådan eftersom jag insåg att det inte var någon större vits att ha fler sensorer på samma plan annat än om man vill veta exakt hur temperaturfördelningen ser ut och då behöver man många fler. Dessutom satte jag in överblivna sensorer i samhällen som inte fått någon tidigare eftersom somliga samhällen sitter en bit ner i kuporna. Även om bina sitter en bit ner i kupan är temperaturen under locket alltid högre än utetemperaturen så länge bina lever.

Bina sitter löst men med låg matåtgång eftersom de inte behöver producera värme
De flesta samhällen har gjort av med mindre än ett kg under december

Tempsensorer installerade

English summary: The sensors are now installed – this winter will be a trial so we only place them under the cover. 3 Tempsensor where the one in the middle is a combined temp/humidity. Right now 21 degrees C and 40% Rh.

Nu har kuporna blivit uppdaterade med temp och fuktsensorer och data bekräftar att i en isolerad kupa tvingas inte bina att sitta tätt och producera värme för att överleva. Idag är det minus 1 grad och en del bin befinner sig närmast locket och några en bit ner. Temperaturen är runt 20 grader (40% Rh) utan att bina sitter tätt, dvs värmen från metabolismen räcker för att hålla kupan varm och mysig.

Två temp sensorer och en kombi (temp och fukt) i mitten. T=20 grader och 40% luftfuktighet. Lite kondens i kanterna.
Temperatur och fuktighet i kupan

Isolerade kupor som får kondensera

English visitors: https://dodsbisyssla.com/insulated-and-condensated-hive/

Bina sitter still i sitt klot/kluster hela vintern och värmer bara upp området där de sitter och därför behövs ingen isolering. Bina sitter under maten och honungen håller därmed samma temperatur som utsidan varvid klustret rör sig sakta uppåt vartefter maten tar slut.

Fig 1. Modell av den gängse förklaringen av hur klotet/klustret rör sig i en kupa. Temperaturen i kupan är lika med yttertemperaturen.

Det här var vad jag länge trodde men det har alltid gnagt i mig att modellen har några svagheter som är svåra att besvara, nämligen:
1. Hur får bina ner maten till mitten då maten generellt ligger utanför klustret och är stelfruset?
2. Modellen kräver någon form av altruism hos bina vilket är osannolikt. Mantelbina (de bin som sitter ytterst) måste hålla minst 10o C annars hamnar de i köldkoma och dör ofrånkomligen. För att undvika att mantelbina dör krävs att bina i centrum på något sätt vet att de måste avlösa mantelbina och vara villiga att göra så. Dessutom måste mantelbina klara av att ta sig in i det varma centret. Omöjligt? Nej, men osannolikt.
3. Rent intuitivt inser man att ju kallare det är runt klustret desto mer måste bina arbeta för att hålla värmen. De bin som sitter längst ut har ingen nytta av isoleringen utan är tvungna att producera värme annars dör de. Många biodlare tror fortfarande att bina gör av med mindre honung ju kallare det blir, vilket vi strax ska se är helt fel.
Det verkar ologiskt att bisamhället väljer en strategi där en stor andel av bina får arbeta på högsta nivå för att överleva vilket leder till att de troligtvis dör i förtid.

Låt oss titta på det vetenskapligt istället
Binas kluster är väldigt effektivt när det gäller att överleva en lång kall vinter eftersom:
Bina sitter tätt vilket skapar bra isolering
Bina har förmåga att ventilera bort fukt och CO2

Tack vare detta kan bina hålla miljön i mitten av klustret på en för bina behaglig nivå där binas metabolism räcker för att upprätthålla en temperatur på 20-25o C (1). Men, det kommer med ett pris – de bin som har oturen att hamna i manteln (klustrets yttersta lager) slits ut eftersom mantelbina måste producera enorma mängder värme (2) för att hålla sig över 10o C, under den temperaturen hamnar bina i köldkoma och dör så småningom.
Utöver kylan så är även fukt under vintern ett stort problem för bina, eftersom fukten gör att bina förlorar sin isoleringsförmåga. Att fukt är ett problem tror jag de flesta förstår intuitivt, men varför fukten uppstår och hur man kan undvika den är lite mer komplicerat.
Daggpunkt
Vi börjar med begreppet ”daggpunkt” vilket betyder den temperatur då fuktig luft kondenseras till vattendroppar, se figur 2. Varje gång vi andas ut följer det med fukt, andas på en kall spegel så blir det uppenbart, och detsamma gäller bina. När bina förbränner sockerarter skapas stora mängdervatten där 1 kg honung ger upphov till ungefär 600 gr vatten (3) vilket bina på något sätt måste hantera. I en oisolerad kupa kommer fukten att kondensera på den ytan som ligger under daggpunkten vilket innebär att om taket är dåligt isolerat ökar risken för kondensering varvid vattendropparna rinner ner på bina och kyler av dem, figur 2.

Figur 2. Fuktig luft kondenseras på kall yta (ö.v). Öppnar vi fönstret ventileras fukten bort tillsammans med värmen (ö.h). Temperaturen sjunker och vi måste höja värmen för att kompensera. Bina producerar fukt via metabolismen och fukten kondenseras på en kall yta (n.v). Vattnet kommer att regna ner på bina och kyla dem. I en isolerad kupa uppstår minimalt med fukt (n.h). Med mer isolering under taket (R>30) än väggarna (R=10) kommer eventuell fukt att kondenseras på väggarna och rinna ut genom bottenventilationen.

Ökar vi ventilationen måste bina producera mer värme vilket skapar mer fukt med ökat behov av ventilation och så vidare. När omgivande temperatur har nått -10o C kan inte bina krympa klustret mer – de kan bara öka värmeproduktionen (4). Bina kan visserligen öka sin metabolism och kortvarigt producera stora mängder värme, men det är oerhört påfrestande för det enskilda biet och sliter ut dem i förtid, se figur 3.

Figur 3. Bin kan producera stora mängder värme genom att vibrera med vingmusklerna (Vänster bild från Scientific beekeeping).
Värmeeffekt från ett bi. Över 18o C endast 1-2 mW/bi (metabolism i vila). Vid 10o C har effekten ökat till 12 mW vilket sliter på bina och förkortar deras livslängd. (Höger graf från Myerscough (2)).

Isolerad kupa och R värde

Genom att isolera kupan kan vi hjälpa bina undvika att bina sitter i tätt kluster vilket ger två fördelar: dels kommer bina att göra av med mindre honung vilket minskar mängden fukt, dels minskar risken för kondensering eftersom vi undviker kalla ytor som kan nå ner till daggpunkten. Då uppstår frågan hur vi bäst ska isolera kupan och då kan vi ta den naturliga bibostaden som utgångspunkt, figur 4. Bina valde levande träd med ett hål en bit upp på trädstammen där R värdet uppåt är ”oändligt” eftersom det är flera meter med trä samt enorm massa som fungerar som energimagasin. Väggarna är ungefär 15-20 cm tjocka vilket ger ett R värde på 10.

Figur 4. Naturligt bibo i ett träd, vänster bild från ABJ Aug 2017, sid 887-889.
R värde är ett materialskikts värmebeständighet, större R=> större motstånd, höger bild.

Om vi för över ovanstående till en bikupa behöver vi komma upp till R=10 på sidorna vilket motsvarar 50 mm cellplast eller 200 mm trä. Uppåt behövs R=30 vilket motsvarar 150 mm cellplast, se figur 5. Mätningar visar att bina i en välisolerad kupa håller temperaturen närmast klustret vid 6o C även om yttertemperaturen är -30o C vilket gör att bina sitter i ett löst kluster och kan röra sig fritt i kupan. Honungslagret hålls varmt och fungerar som ett energimagasin vilket jämnar ut kortvariga köldknäppar. Resultatet blir att bina kommer ut starkare på våren, figur 6, och är redo för första draget. Givetvis är behovet av isolering större ju kallare vintrar, men bra isolering under vinternkommer generellt hjälpa bina att komma ut starkare på våren, se figur 6.

Figur 15. Bilden visar välisolerade kupor med R=30 under taket och R=10 på sidorna. Tempgivare placerade inuti kupan (röda prickar markerar placeringen i höjdled) mäter temperaturen kontinuerligt.
Bilder från: http://www.northof60beekeeping.com

Mätningarna visar att i en isolerad kupa blir temperaturen närmast klustret aldrig lägre än 6o C , även vid -30 grader utanför. Bina bildar då ett löst kluster som kan röra sig fritt i den övre delen av kupan, bina sitter närmast väggarna eftersom det är varmast där.
Grafen visar skillnad på temperatur i en isolerad kupa jämfört med oisolerad dito. Vid -30o C ute-temperatur är det fortfarande 5-6o C i den isolerade medan den oisolerade har -20o C (grön linje). Cirklarna visar när bina tvingas sätta sig i kluster, i den isolerade kupan sitter bina i ett löst kluster oavsett utetemperatur, medan ett samhälle i en oisolerad kupa bildar ett tätt kluster redan vid några få minusgrader
Figur 6. Grafen visar skillnad i bistyrka vid första draget (början av maj) på samhällen som övervintrat i isolerad kupa (packed) jämfört med oisolerad dito (unpacked). Med isolering var samhällena dubbelt så stora än de som tvingats övervintra i en oisolerad kupa. Graf från Merrixz 1920, PRELIMINARY NOTES ON THE VALUE OF WINTER PROTECTION FOR BEES!


Referenser.
1. Simpson, J (1961) Nest climate regulation in honey bee colonies. Science 133 (3461): 1327-1333
2. Myerscough, 1993. A Simple Model for Temperature Regulation in Honeybee Swarms
3. Randy Oliver, 2020. Scientific beekeeping: Part 7A-C, 14
4. OWENS 1972, THE THERMOLOGY OF WINTERING HONEY BEE COLONIES
5. http://www.northof60beekeeping.com
6. Merrixz 1920, PRELIMINARY NOTES ON THE VALUE OF WINTER PROTECTION FOR BEES!

Ännu ett steg in i nörderiet samt färdigt kapitel

English summary: I have, for a while, considered to purchase temp sensors and now I took the step and sourced both temp and humidity sensors.
My work on the bee guide is moving and now I think the main chapter describing winter in is finished.

Nu tog jag steget och köpte ett antal temp och fuktgivare samt en hub så nu ska det bli spännande att följa detta projekt.

För övrigt går arbetet med biboken framåt och nu tror jag att jag är färdig med kapitlet om invintring som blev ett mastodontkapitel. Men det är kanske det viktigaste steget för att ha starka samhällen så det är nog på sin plats att det blev lite längre. För den som vill läsa: https://dodsbisyssla.com/bibok/

Enklaste sättet att förbättra klimatet för bina

English summary: After the epiffany of the value of insulation in the hive I have come up with an easy fix by adding 50 mm of cellular plastic which increase the R value to about 15.
Efter att ha insett hur viktigt det är med isolering har jag funderat hur man enklast kan förbättra klimatet för bina. Vi testar nu med 50 mm extra cellplast under locket vilket höjer R värdet från 5 =>15. Nedan ser vi hur det kan se ut om man inte har isolering och hur det bör se ut.

50 mm cellplast ökar R värdet till ca 15. Borde räcka om inte vintern blir allt för kall.

Stoppat test och månadsvägning

English summary: We started a small test in the autumn to compare top cover made by wood to a plastic one with the hypothesis that wood is more risky since the condensated water might be absorbed by the wood and later start to mould. Today we checked a couple of hives with plastic lid and could see that we indeed had quite some condensation on one hive, located in our forest apiary and thus exposed to low temperatures, left image below. The other one is located in our garden where outdoor temperature has not been that low yet and as clearly shown barely no condensation. We stopped the test since it is clear that condensation will occurr and hence wood does not belong in the hive during winter.
We have also carried out our monthly weighing and all hives seems ok, except one hive with very low food consumption – we did hear some buzzzing but we expect it to be doomed. It was one of the hives that needed formic acid earlier so likely weakened allready.

Vi startade ett litet test för att jämföra täckbräda av trä med plast över vintern där hypotesen är att trä är sämre än plast pga att träet suger upp vatten vilket ökar risken för mögel längre fram. När vi kollade ett par kupor upptäckte vi att där verkligen är en hel del kondensation vilket med stor säkerhet kommer leda till mögel längre fram ifall man har täckbrädor av trä. Därför avbröt vi testet, där slutsatsen är att undvika trä i kupan under vintern, och vi kommer dessutom att lägga på takisolering på samtliga kupor i form av en platta cellplast. Därmed minskar risken för kondensation i taket och istället styr vi den till väggarna vilket minskar risken att bina ska få vatten på sig – eventuell kondensation rinner ner och ut genom bottenventilationen.
Den senaste lärdomen är dessutom att vi behöver isolera taket betydligt bättre för att minska risken för kallt tak och därmed eliminera risken för kondensering i taket. I nästa Webinar på sö 30/11 ska vi gå igenom hur man bäst övervintrar sina bin i välisolerade kupor.

Kupa med obetydlig kondensation i kanterna, ännu ej utsatt för låga temperaturer.
Kupa med betydligt mer kondensation, som bildat vattendroppar. Har redan känt av rejäl nattkyla

Det har även blivit dags för månadsvägning och samtliga kupor utan en verkar må bra. Kupa 13, en av dem som behövde myrsyra verkar inte ha gjort av med någon mat sen förra månaden, misstänker vi har dött eller möjligen kraftigt försvagade. Vi tyckte vi hörde lite surr men får kolla noggrannare nästa månad.

Hur många ägg kan en drottning lägga?

English summary: Another subject where opinions varies is how many eggs a queen can lay per day and how long she can live. I did a review of the research and found that it seems that the maximum capacity of a queen is around 1,3 Mio eggs which gives a life span of 3-5 years. The max daily capacity is 1500 egg per day although it might be possible that some super queens may exceed that for a shorter period of time. Another possible explanation for a higher egg laying rate is that there actually had been two queens since it is fairly common that, during supersedure, the old queen is tolerated for some time.

Här är ett annat ämne där åsikterna går isär där somliga hävdar att deras drottningar lägger 3000 ägg eller mer per dag. I kursboken anges 2-3000 ägg per dag och sammanlagt 500000 ägg under en livstid, men som vanligt i dagens böcker finns inga referenser.
Om man räknar lite på egen hand så skulle 3000 ägg per dag betyda att drottningen lägger ett ägg var 24 s varje vaken minut (vi antar att hon sover åtminstone 4 h per dygn). Det låter osannolikt men inte omöjligt, så jag bestämde mig att kolla vad vetenskapen säger.
Det visade sig vara lättast vad gäller drottningens livslängd och hennes totala teoretiska kapacitet att producera ägg.

Drottningens spermakammare (spermatheca) rymmer max 5 miljoner spermier men vanligtvis runt 3-4 miljoner. I genomsnitt används 2-4 spermier per ägg vilket ger ca 1,3-1,5 miljoner ägg under en livstid (1). Eftersom drottningen lägger någonstans runt 200000 ägg under en säsong kan en drottning leva i upp till 8 år (2), vilket får anses vara extremfall. Drottningen sprutar ut en konstant mängd vätska som innehåller spermier och ju mer spermier som finns i hennes spermatheca desto fler spermier befruktar ägget vilket ökar chansen att ägget blir fertilt. Med ökande ålder minskar antalet spermier i vätskan och risken för infertila ägg ökar vilket ambina känner av och således vet när det är dags att byta drottning. I praktiken klarar en drottning av att lägga fertila ägg i 2-4 år men kan undantagsvis klara sig 5 år eller mer.
Antal ägg per dag
Det finns många påståenden om hur många ägg en drottning kan lägga och en del påstår att drottningar kan lägga upp mot 3000 ägg per dygn. Det är möjligt att någon enstaka superdrottning kan nå dit men den enda studie där man verkligen räknade varje ägg och yngel under en hel säsong som jag hittat är från 1925. Där följde man 16 kolonier under 1921 och 32 kolonier under 1922 och räknade alla ägg, larver och yngel varje vecka (3). Där kom man fram till ett max värde av 1500 ägg per dag men att det låg mellan 1000-1500 per dag under högsäsongen. En möjlig förklaring till en högre takt är att man haft två drottningar eftersom det är rätt vanligt att den gamla drottningen går bredvid den nya under en tid.

Referenser:
1. Baer et al, 2016. Sperm use economy of honeybee ( Apis mellifera ) queens
2. Bozina, K. D. 1961. How long does the queen live?
Pchelovodstvo 38:13 (in Russian)
3. Nolan, 1925, The Brood-rearing cycle of the honey bee