Зимовка запасных пчелиных маток — актуальная и практически нерешенная в настоящее время задача. Отсутствие запасных маток зачастую приводит к потере пчелиных семей, в которых матки погибли во время зимовки, не позволяет широко использовать ранние отводки, дающие возможность в полтора — два раза увеличить медосбор (Яковлев, 1971; Елфимов, 1973). Ранние отводки позволяют выбраковывать в конце сезона все слабые и неблагополучные семьи. Этот прием эффективен и широко применяется в промышленном пчеловодстве США (Билаш, 1969).
Из 20 тыс. пчел в клубе зимующей семьи в непосредственном обслуживании матки участвует максимум несколько сотен пчел (нуклеус), а остальные только обеспечивают оптимальные физические условия ее существования. Наиболее простое решение задачи сохранения маток — зимовка их в нуклеусах различной величины с условием потребления не больше 500 г корма на 100 г пчел (норма для зимовки продолжительностью не менее 150 дней).
Попытки организации зимовки микронуклеусов при комнатной температуре (Фоти, 1957; Аветисян, Василиади, 1966) или в термостатах при оптимальной температуре 23—25°С (Фоти и др., 1963) не дали ожидаемых результатов, так как активность пчел была очень высокая, и они быстро изнашивались. Нами (Комиссар, 1977, 1978) предложен способ зимовки нуклеусов весом 200—300 г при комнатной температуре, с предварительным устранением беспокойства пчел в специальном тамбуре с низкой (меньше 7°С) температурой. Такой способ позволяет осуществить успешную зимовку нуклеусов в районах с продолжительным безоблётным периодом и может быть рекомендован для сохранения небольшого числа маток. Предлагаемый температурный режим не оптимален, так как он не позволяет осуществлять надежную зимовку нуклеусов весом менее 200 г. Этот факт указывает на то, что пчелы небольших нуклеусов даже при содержании при комнатной температуре тратят много энергии на поддержание необходимого микроклимата.
Исходя из того, что температурный режим зимнего клуба создает идеальные условия для зимовки пчел, мы пошли по пути моделирования в объеме нуклеусного улья всех температурных зон естественного зимнего клуба пчел, включая высокотемпературную (30°С) и низкотемпературную (менее 7°С) зоны. Технически этого можно добиться путем расположения источника тепла (например, электронагревателя) в верхней части улья при условии расположения самого улья в помещении с температурой около 0°С и естественным охлаждением нижней части его холодным воздухом через леток. Величина градиента температуры и распределение ее в объеме улья в основном определяются расположением и мощностью нагревателя. Подбором этих величин можно получить равномерное распределение температуры с величиной градиента около 1°С на сантиметр высоты (в естественном клубе пчел величина градиента 1—3°С/см).