CC BY
5Е^^™!!,,,,* ЖЭестеик АПК
ЖВ Ставрополья
научно-практическии журнал
УДК 633.11 «324»:633.1:631.563
Авдеева В. Н., Безгина Ю. А. Avdeeva V. N., Bezgina Yu. A.
ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ НА СОСТАВ ПАТОГЕННОЙ МИКОБИОТЫ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ
INFLUENCE OF WINTER WHEAT PROCESSING BY PHYSICAL FACTORS ON PATHOGENIC MIKOBIOTA'S STRUCTURE DURING THE STORAGE
Представлены результаты исследований по выявлению последействия обработки зерна озимой пшеницы озоном в сочетании с ПОКР на развитие колоний грибов р.р. Aspergillus и Fusarium при хранении зерна в течение 180 суток с ежемесячной микробиологической проверкой развития патогенных грибов. Нами установлено, что оптимальным явился следующий режим: ПОКР + озон, напряжённость поля 3,6-105 В/м, время обработки зерна 70//, доза озона 28,8 г-с/м3. Зерно после обработки в данном режиме может храниться до 180 суток без опасности развития колоний грибов р. Fusarium и до 120 суток подавляет колонии грибов р. Aspergilus.
Ключевые слова: зерно пшеницы, озон, поле отрицательного коронного разряда, патогенная микофлора, обеззараживание.
The results of research on identification of effects of winter wheat grain processing by ozone are presented in the article in combination with the influence of the field of negative corona effect on development of Aspergillus and Fusarium mushroom colonies at grain storage during 180 days with monthly microbiological check of pathogenic mushrooms development. We could determined that the following mode was optimum: field of negative corona effect + ozone, field intensity 3,6-105 V/m, time of grain processing 70//, a dose of ozone of 28,8 g-s/m3. Grain can be stored in this mode after processing up to 180 days with no danger of Fusarium mushroom colonies development and up to 120 days suppresses the colonies of Aspergilus mushrooms.
Keywords: wheat grain, ozone, field of the negative crown effect, pathogenic mycoflora, disinfecting.
Авдеева Валентина Николаевна -
кандидат сельскохозяйственных наук, старший
преподаватель кафедры применения электрической
энергии в сельском хозяйстве
Ставропольский государственный
аграрный университет
Тел.: 8-906-496-04-72
Е-mail: [email protected].
Avdeeva Valentina Nikolaevna
Ph.D. in Agricultural Sciences, Senior Lecture of the Department of Electrical Energy in Agriculture Stavropol State Agrarian University Tel.: 8-906-496-04-72 Е-mail: [email protected].
Безгина Юлия Александровна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии и защиты растений Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 8-905-497-71-76 Е-mail: Juliya.bezgina@mail. ш.
Bezgina Yulia Aleksandrovna -
Ph.D. of Agricultural Sciences, Docent of the Department of Chemistry and Plant Protection in Agriculture Stavropol State Agrarian University Tel.: 8-905-497-71-76 Е-mail: Juliya.bezgina@mail. ru.
Ставропольский край является крупнейшей сельскохозяйственной базой России в Северо-Кавказском регионе по производству зерна [1]. Однако этот процесс сопровождается снижением качества продовольственной и фуражной продукции [2]. Одной из причин снижения качества зерна является его заражение грибной инфекцией и, как следствие, образование ядовитых продуктов обмена веществ (метаболизма) плесневых грибов - микотокси-нов. Распространению грибной инфекции в зерне в естественных условиях до уборки зерновых культур можно в определенной степени препятствовать путем соответствующих технологических методов. Чтобы зерно сохраняло свои качества, условия его хранения должны быть неблагоприятными
как для насекомых, так и для микроорганизмов [3]. При хранении зерновой массы в больших объемах существует проблема миграции влаги, при этом образование конденсата стимулирует развитие насекомых и микроорганизмов и образование «горячих участков». Проверенными способами контроля существующей проблемы зерновых культур являются ворошение зерна и вентиляция зернохранилищ, способствующие предотвращению нежелательного распространения влаги. Однако профилактическая процедура может считаться эффективной только в том случае, если она способна подавить рост грибков полностью, что часто невозможно[4].
Наряду с профилактическими мероприятиями проводят обработку зерна физическими ме-
в
естник АПК
Ставрополья
:№ 3(11), 2013!
Агроинженерия
49
тодами, химическими и биологическими препаратами, применяемыми для предотвращения и снижения плесневения зерна [2]. Химический метод основан на использовании современных фунгицидов, подавляющих патогены и не оказывающих губительного влияния на полезные виды микробиоты. Существующие способы обеззараживания зерна: химические, термические, биологические и т. д. имеют свои преимущества и недостатки. Наряду с высоким обеззараживающим эффектом одни экологически опасны, другие энергоёмки, трудоёмки, дорогостоящи [5].
Электрофизические способы обеззараживания в последнее время привлекают большое внимание учёных разных направлений, так как они более разнообразны в средствах и возможностях [6]. К таким методам можно отнести обработки сверхвысокими частотами, инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, квантовым, радиационную обработку гамма-излучением [7]. Также перспективным способом обработки зерна с целью снижения заражённости обрабатываемого материала до допустимого порога является электроозонирование.
В Учебно-научной испытательной лаборатории (УНИЛ) Ставропольского государственного аграрного университета в течение ряда лет проводились исследования по влиянию физических факторов на снижение заражённости зерна пшеницы грибной инфекцией. В результате длительных экспериментов выявлены оптимальные режимы обеззараживания зерна озонированным воздухом и полем отрицательного коронного разряда (ПОКР). В частности, доза озона, способная уничтожить патогенную микобиоту и при этом не вызывать активацию процессов прорастания зерна, составляет 28,8 г-с/м3. При обработке полем отрицательного коронного разряда оптимальная напряжённость ПОКР составила 3,6 -105 В/м; экспозиция 70/7. Выяснилось, что наилучшая экспозиция после обработки 14 суток. Лабораторные исследования позволили определить режимы обработок зерна физическими факторами, но не дали ответ на вопрос: как долго обработанную культуру можно хранить без опасения повторного заражения вредными грибами? В связи с этим нами проведены эксперименты с выявлением последействия обработки зерна озимой пшеницы озоном в сочетании с ПОКР на грибную инфекцию при хранении зерна в течение полугода с ежемесячной микробиологической проверкой развития патогенных грибов. Обработку зерна пшеницы полем отрицательного коронного разряда (ПОКР) проводили на лабораторной установке. Обработку озоном проводили с помощью озонатора «Гроза» производительностью до 60 г/ч. Также осуществлялось комплексное обеззараживание зерна озоном и ПОКР. Обработка осуществлялась в двенадцати режимах с различными дозами озона, напряжённостью ПОКР и экспозицией обработки зерна. Определялась динамика развития колоний грибов р.р. Aspergillus и Fusarium. Ежемесячно зерно закладывали на проращивание на картофельно-глюкозном агаре в чашки Петри
при температуре 25 °C в четырёхкратной повтор-ности. Подсчёт колоний грибов, развивающихся на зерне озимой пшеницы, проводился после 7 суток проращивания. Количество колоний рассчитывалось на 100 зёрен образца. Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась методом дисперсионного анализа для двухфакторного опыта на ПЭВМ (Доспехов Б. А., 1985) [3].
Наиболее существенное влияние на снижение заражённости зерна пшеницы грибами оказали следующие режимы: I - озон (доза озона 28,8 г-с/м3); II - ПОКР, напряжённость поля 3,6105 В/м, время обработки зерна 70/7; III -ПОКР + озон, напряжённость поля 3,6105 В/м, время обработки зерна 70//, доза озона 28,8 г-с/м3. Результаты воздействия обработок озоном и ПОКР на развитие патогенов зерна озимой пшеницы р. Fusarium в процессе хранения представлены на рисунке.
90
120
150 18о
Время хранения зерна, сутки
п III режим " II режим Д I режим ш Контроль
Рисунок - Динамика развития колоний грибов р. Fusarium в зерне озимой пшеницы после обработки озоном и ПОКР
Из гистограммы видно, что все режимы обработки оказали существенное влияние на снижение заражённости зерна пшеницы грибами р. Fusarium по сравнению с контролем. Между режимами также разница существенна. Наилучший результат достигнут при комплексной обработке в III режиме, при котором заражённость зерна уменьшилась с 24, 4 % в контроле до 1,9 %, НСРх, 0,95 = 0,5. Время последействия обработок имеет определённое влияние на динамику развития колоний грибов р. Fusarium. Наблюдается существенная разница между недельной и двухнедельной экспозицией после обеззараживания. При дальнейшем хранении существенных изменений не произошло. Зерно после обработки в III режиме может храниться 150-180 суток без опасности развития колоний грибов р. Fusarium.
В таблице представлены результаты влияния обработок озоном и ПОКР на развитие патогенов зерна озимой пшеницы р. Aspergilus в процессе хранения.
Жквар™льн.й^...-. ЖЭестеик АПК
ЖВ Ставрополья
научно-практическии журнал
Таблица - Влияние обработок озоном и ПОКР на развитие патогенов зерна озимой пшеницы р. АврегдИив
в процессе хранения (колоний/100 зёрен)
Режим обработки, х Время последействия обработок, сутки, у Среднее значение
7 14 30 60 90 120 150 180
Без обработки 20,0 20,0 25,0 25,0 27,0 29,0 28,0 28,0 25,3
I (озон) 5,0 4,0 3,0 9,0 1,0 1,0 22,0 22,0 8,1
II (ПОКР) 0,4 1,0 1,0 12,0 12,0 12,0 14,0 13,0 8,1
III (ПОКР+озон) 6,0 0,0 1,0 3,0 1,0 1,0 8,0 8,0 3,4
Среднее значение 7,9 6,0 7,5 12,3 9,8 10,5 18,0 17,8 -
НСРху, 0,95 =1,7
На зерне, хранившемся без обработки, количество плесневых грибов увеличилось с 20,0 до 28,0 % за 180 суток хранения. I режим способствовал снижению заражённости зерна грибами р. АврегдИив на 15,0 % после недельной экспозиции, по истечении трёх месяцев количество колоний грибов снизилось до 1,0 %. Однако из рисунка видно, что хранить зерно, обработанное в данном режиме, необходимо не более 120-140 суток, так как после 150 суток хранения последействие озона прекращается, количество зерна, заселённого микофлорой, увеличивается до 22,0 % по сравнению с контролем. Результативность обработки зерна в II и III режимах по сравнению с озонированием оказалась выше в отношении подавления развития колоний грибов р. АврегдИив. Количество грибов в II режиме сни-
Литература
1. Маслова Л. Ф. Проблемы сохранения здоровья сельских тружеников // Вестник АПК Ставрополья. 2011. № 2. С. 36-37.
2. Авдеева В. Н. Применение экологических методов подавления патогенной мико-флоры зерна озимой пшеницы при хранении : автореф. дис. канд. с.-х. наук. Ставрополь, 2009. 24 с.
3. Авдеева В. Н. Применение экологических методов подавления патогенной микофло-ры зерна озимой пшеницы при хранении : дис. ... канд. с.-х. наук. Ставрополь, 2009.
4. Авдеева В. Н., Молчанов А. Г, Безгина Ю. А. Экологический метод обработки семян пшеницы с целью повышения их посевных качеств // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2. С. 39-40.
5. Трухачёв В. И., Авдеева В. Н., Стародубцева Г. П., Безгина Ю. А. Снижение токсичности зерна и кормов, поражённых мико-токсинами // Аграрная наука. 2007. № 5. С.13-14.
6. Авдеева В. Н., Стародубцева Г. П., Любая С. И. Предпосевная обработка семян пшеницы озоном // Аграрная наука. 2008. № 5. С. 19-20.
7. Стародубцева Г П., Авдеева В. Н. Эффективные методы снижения токсичности зерна и кормов, поражённых микотокси-нами // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 7. С. 28-30.
зилось до 1,0 % после недельной экспозиции, в конце эксперимента наличие микобиоты составило 13,0 %. В III режиме наилучший результат достигнут после двухнедельной экспозиции, вредоносная микофлора была полностью подавлена. В дальнейшем наблюдался незначительный рост грибной инфекции. Разница существенна между контролем и всеми режимами обработки, т. е. все режимы привели к подавлению грибной инфекции, оптимальным явился III режим, время последействия обработки - 120 суток [3].
Результаты данного эксперимента показали, что использование озона в сочетании с ПОКР для защиты хранящегося зерна озимой пшеницы от грибной инфекции различного рода на длительное время исключает восстановление заражённости.
References
1. Maslova L. F. Problems of health maintenance of rural workers // Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2011. № 2. P. 36-37.
2. Avdeeva V. N. Application of ecological methods of suppression of pathogenic grain my-coflora of winter wheat at storage: Author's abstract of the Ph.D. thesis in Agricultural sciences. Stavropol, 2009. 24 p.
3. Avdeeva V. N. Application of ecological methods of suppression of pathogenic mycoflora of winter wheat grain at storage: Author's abstract of the Ph.D. thesis in Agricultural sciences. Stavropol, 2009.
4. Avdeeva V. N., Molchanov A. G., Bezgina Yu. A. The Ecological method of treatments of wheat seeds in order to increase their sowing features // Modern issues of science and education. 2012. № 2. P. 39-40.
5. Trukhachev V. I., Avdeeva V. N., Starodubtse-va G. P., Bezgina Yu. A. Decrease in toxicity of grain and the forages affected by mycotox-ins // Agrarian Science. 2007. № 5. P. 13-14.
6. Avdeeva V. N., Starodubtseva G. P., Lybaya S. I. Preseed treatment of wheat seed by ozone // Agrarian science. 2008. № 5. P. 19-20.
7. Starodubtseva G. P., Avdeeva V. N. Effective methods of toxicity reduction of grain and forages affected by mycotoxins // Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2012. № 7. P. 28-30.
