CC BY
7в
:№ 2(10), 2013:
Агроинженерия
97
УДК 633.11-02: 612.014.464
Авдеева В. Н., Безгина Ю. А.
Avdeeva V. N, Bezgina Yu. A.
ВОЗДЕЙСТВИЕ ОЗОНИРОВАННОГО ВОЗДУХА НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПШЕНИЦЫ
AFFECTING OF THE OZONIZED AIR QUALITY INDEXES OF WHEAT
Представлены результаты исследований по определению влияния обработок озоном зерна пшеницы на её качественные показатели: количество и качество клейковины, электропроводность, энергию прорастания и всхожесть. Нами установлено, что обработка зерна пшеницы озоном в потоке 28,0-380 г -с/м3 не изменяет качество клейковины в зерне пшеницы, уменьшает электропроводность и, следовательно, улучшает состояние клеточных мембран. Также установлено, что озон может вызывать активацию процессов прорастания зерна. Пороговая концентрация озона при обработке пшеницы с целью максимального снижения заражённости зерна патогенными грибами должна составлять не менее 20,0 г-с/м3.
Ключевые слова: озон, зерно пшеницы, клейковина, электропроводность, энергия прорастания, всхожесть.
In the article the results of researches are presented on determination of influence of treatments ozone of grain of wheat on her quality indexes: amount and quality of gluten, conductivity, energy of germination and germination. It is set by us, that treatment of grain of wheat in the stream of a 28,0 - 380 g-c/ m3 does not change quality of gluten ozone in grain of wheat, diminishes conductivity, and, consequently, improves the state of cellular membranes. It is also set that ozone can cause activating of processes of germination of grain. The threshold concentration of ozone at treatment of wheat with the purpose of maximal decline of infection of grain pathogenic mushrooms must make no less than 20,0 g-c/m3.
Keywords: ozone, grain of wheat, gluten, conductivity, energy of germination, germination.
Авдеева Валентина Николаевна -
кандидат сельскохозяйственных наук, старший преподаватель кафедры применения электрической энергии в сельском хозяйстве Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 89064960472 Е-mail: Avdeeva_VN@mail.ru
Avdeeva Valentina Nikolaevna
Ph.D. in Agriculture,
Senior Lectur of Department
of Electrical Energy in Agriculture
Stavropol State
Agrarian University
Tel.: 89064960472
Е-mail: Avdeeva_VN@mail.ru
Безгина Юлия Александровна -
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии и защиты растений Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: 89054977176 Е-mail: Juliya.bezgina@mail.ru
Bezgina Yulia Aleksandrovna -
Ph.D. of Agriculture, associate professor departments of chemistry and defence of plants in Agriculture Stavropol State Agrarian University Tel.: 9054977176 Е-mail: Juliya.bezgina@mail.ru.
В перечень практических технологий на основе законодательных актов Министерства сельского хозяйства Российской Федерации входит производство и переработка сельскохозяйственного сырья [5]. Качественный рост в этой области возможен при проведении ряда мероприятий, где обеззараживание играет одну из основных ролей [1].
При разработке новых перспективных конкурентоспособных технологий обработки зерновых культур с целью обеззараживания и повышения посевных качеств необходимо учитывать не только экономический эффект, который достигается в процессе их реализации, не только повышение экологичности разработок, но и сохранение продукцией своей биологической ценности, посевных и нативных свойств [1].
В настоящее время применяются технологии обработки семян, основанные на использова-
нии различных видов воздействия физическими факторами. Известны положительные опыты по использованию магнитного поля, инфракрасного и лазерного излучений, токов сверхвысоких частот для повышения всхожести и энергии прорастания семян [4].
Одним из перспективных с экологической точки зрения методов обеззараживания зерновых культур, а также подготовки семенного материала является озонирование. Применением озонированного воздуха в сельскохозяйственном производстве занимались Бородин И. Ф., Оськин С. В., Троцкая Т. П., Ксёнз Н. В., Ткачёв Р В. и другие учёные [3]. Основываясь на работах этих учёных в области озонных технологий, в Учебно-научной испытательной лаборатории (УНИЛ) Ставропольского государственного аграрного университета в течение ряда лет проводились исследования по воздействию озона на снижение заражённости зерна пшеницы грибной инфекцией [8].
98
жквар™нй^...-.
Др Ставрополья
научно-практическии журнал
Озонирование позволяет снизить токсичность зерна озимой пшеницы на 42,0-46,0 % и перевести продукцию из разряда умеренной в разряд допустимой токсичности. Также обработка озоном существенно снижает заселённость зерна озимой пшеницы токсиногенными грибами. Заражённость зерна снижается в зависимости от режимов обработки и рода грибной инфекции [2].
Однако нами было установлено, что обработка пшеницы озоном может вызывать активацию процессов её прорастания, что нежелательно при хранении зерна. Механизм воздействия озонированного воздуха на зерновку очень сложен, необходимо создать выход озона, достаточный для уничтожения грибной инфекции, но не оказывающий губительного влияния на зерно [7]. Поэтому необходимо определить влияние обработок озоном на качественные показатели пшеницы. В связи с этим нами проведены эксперименты с выявлением влияния обработок озоном на следующие показатели качества зерна пшеницы: количество и качество клейковины, энергию прорастания и всхожесть, электропроводность.
Для определения влияния обработки озоном на клейковину озимой пшеницы при помощи измерителя деформации ИДК-4 определялось количество и качество клейковины зерна озимой пшеницы III класса из ССПК (колхоза) «Путь Ленина» Изобильненского района до и после обеззараживания озоном. Дозы озона составили от 28,8 г-с/м3 до 376,0 г-с/м3. Отбор проб и выделение навесок проводили в соответствии с ГОСТ 13586.3. В результате проведённого эксперимента выяснилось, что количество и качество клейковины в зерне озимой пшеницы, обработанной озоном в указанных режимах, не изменялось [1].
При обработке озимой пшеницы необходимо было обеспечить такой выход озона, чтобы максимально снизить заражённость зерна спорами патогенных грибов, но вместе с тем не вызвать активацию процессов прорастания зерна, т. е. определить пороговую концентрацию дозы озона. С этой целью нами проведён двухфакторный эксперимент по выявлению пороговой концентрации дозы озона. Исследовались сорта Виктория одесская и Ермак, доставленные в лабораторию из СПК «Терновский» Труновского района Ставропольского края. Дозы обработки выбирались с учётом полученных результатов поискового эксперимента и составили: 2,1, 8,4, 9,9, 10,5, 12,6, 14,7, 16,8, 18,9, 19,8 г-с/м3. Обработка проводилась озонатором «Озон-60П», концентрация озона-35 мг/м3. Экспозиции зерна от обработки озоном до закладки на прорастание составили 0, 7, 14 суток [1]. Результаты влияние озона на энергию прорастания и всхожесть пшеницы сорта Ермак, представлены в таблицах 1, 2. Существенное влияние на энергию прорастания зерна озимой пшеницы оказали дозы от 12,6 до 18,9 г-с/м3. Дальнейшее повышение дозы обработки (19,8 г-с/м3) явилось
началом снижения энергии прорастания. Время экспозиции зерна после обработки также оказало влияние на энергию прорастания. Максимального значения энергия прорастания достигла при экспозиции образцов после обработки 14 суток.
Таблица 1 - Влияние озона на энергию прорастания зерна пшеницы сорта Ермак, % (контроль - 69,0 %)
Доза озона, г-с/м3, х Экспозиция зерна, сутки, у Среднее значение
0 7 14
2,1 72,0 72,5 71,3 71,9
8,4 82,0 81,0 84,0 82,3
9,9 83,0 81,0 84,0 82,7
10,5 83,0 81,0 84,0 82,7
12,6 87,0 87,0 88,7 87,6
14,7 87,0 87,0 90,0 88,0
16,8 88,0 88,0 91,0 89,0
18,9 88,0 88,0 91,0 89,0
19,8 72,8 73,5 73,3 73,2
Среднее значение 82,5 82,1 84,1 -
НСРху,0,95 _ 3,1
Всхожесть зерна пшеницы сорта Ермак увеличилась по мере увеличения дозы обработки озоно-воздушным потоком (табл. 2). Данный показатель существенно меняется, начиная с дозы озона 9,9 г-с/м3, максимального значения всхожесть достигла при обработке озоном дозой 14,7 г-с/м3. При этом всхожесть по сравнению с контролем (75,0 %) увеличилась на 19,5 % и составила 94,5 % при экспозиции - 14 суток.
Таблица 2 - Влияние озона на всхожесть зерна пшеницы сорта Ермак, % (контроль - 75,0 %)
Доза озона, г-с/м3, х Экспозиция зерна, сутки, у Среднее значение
0 7 14
2,1 77,5 79,8 80,0 79,0
8,4 82,0 83,0 84,0 83,0
9,9 86,0 86,0 89,0 87,0
10,5 86,0 86,0 88,0 86,7
12,6 90,0 90,0 94,0 91,3
14,7 92,0 91,0 94,5 92,5
16,8 90,0 90,0 94,8 91,6
18,9 90,0 90,0 93,0 91,0
19,8 74,3 74,3 76,8 75,1
Среднее значение 85,3 85,6 88,2 -
НСРху, 0,95 _ 3,3
Аналогичный результат был получен при исследовании зерна озимой пшеницы сорта Виктория одесская. Контроль составлял
в
:№ 2(10), 2013:
Агроинженерия
99
73.0 %, в лучшем варианте всхожесть увеличилась на 22,0 % , при этом доза озона составила 14,7 г-с/м3.
При определении энергии прорастания и всхожести зерна пшеницы выявлено следующее: для подавления грибной инфекции, обсеменяющей зерно озимой пшеницы, необходимо его обрабатывать озоном с дозой не менее
20.0 г-с/м3. Дозы, менее указанной, выводят зерно из состояния покоя, что недопустимо при хранении зерна [1].
Для оценки биологических качеств зерна сельскохозяйственных культур используется физиологическая характеристика - учёт количества выхода электролитов из зёрен, находящихся в водной среде. Тест на электропроводность позволяет выявлять физиологическую оценку качества зерна и дать полезную информацию о прочности клеточных мембран [6]. Увеличивается электропроводность из-за снижения активности клеточных мембран, повреждения плазмалеммы и образования свободных радикалов. Для определения влияния озона на электропроводность зерна озимой пшеницы, что является косвенным показателем состояния мембран живой клетки, определялась электропроводность водной вытяжки из зерна пшеницы методом кондуктометрии, предложенным К. Титтелем (1976). В мерные стаканчики заливалось по 50 мл бидистиллянта, отбирались пробы по 100 зерен необработанных (контроль) и обработанных озоном в оптимальном режиме в шестикратной повторности. Зёрна опускались в бидистиллянт и настаивались в воде при температуре +20°С в течение 14 часов. Затем зёрна удалялись из стаканчиков, и замерялась электропроводность раствора водной вытяжки кондуктометром типа EL 30 [1].
Литература
1. Авдеева В. Н. Применение экологических методов подавления патогенной микофлоры зерна озимой пшеницы при хранении: дисс. канд. с.-х. наук. / В. Н. Авдеева. Ставрополь, 2009.
2. Авдеева В. Н. Применение экологических методов подавления патогенной микофлоры зерна озимой пшеницы при хранении: автореф. дисс. канд. с.-х. наук. /
B. Н. Авдеева. - Ставрополь, 2009. - 24 с.
3. Авдеева В. Н. Стародубцева Г П., Любая, С. И. Предпосевная обработка семян пшеницы озоном // Аграрная наука. -2008. № 5. С. 19-20.
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.
C. 39-40.
5. Стародубцева Г П., Авдеева В. Н. Эффективные методы снижения токсичности зерна и кормов, поражённых микотокси-
Для определения влияния озонирования на электропроводность нами в лабораторных условиях была проверена водная вытяжка из зерна озимой пшеницы III класса из ССПК (колхоза) «Путь Ленина» Изобильненского района до и после обработки дозой озона 14,7 г-с/м3. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Электропроводность водных вытяжек из зерна озимой пшеницы до и после обработки озоном
Варианты Электропроводность (мкСм/см)
Контроль 133,4
Озон (доза озона 104,1
14,7 г-с/м3)
HСР 0,95 1,6
SX, % 0,5
Анализ приведённых в таблице 3 данных даёт возможность сделать предположение о положительном влиянии озона на электропроводность зерна озимой пшеницы. В контрольном образце среднее значение электропроводности составило 133,4 мкСм/см, при обработке зерна озоном электропроводность снизилась на 29 единиц и составила 104,1 мкСм/см. Следовательно, озон улучшает состояние клеточных мембран [1].
Таким образом, обеззараживание зерновых культур воздействием озонированного воздуха весьма перспективно. Озон имеет ряд бесспорных преимуществ по сравнению с другими обеззараживающими агентами. Технологии применения озона - экологически чистые и не приводят к ухудшению качественных показателей зерна пшеницы.
References
1. Avdeeva V. N. Application of ecological methods of suppression pathogenic mycoflora of grain of winter wheat at storage: master’s thesis of agricultural sciences / V. N. Avdeeva. Stavropol, 2009.
2. Avdeeva V. N. Application of ecological methods of suppression pathogenic mycoflora of grain of winter wheat at storage: abstract of the master’s thesis of agricultural sciences / V. N Avdeeva. Stavropol, 2009. 24 p.
3. Avdeeva V. N, Starodubtseva G. P, Lybaya S. I. Preseed treatment of seed of wheat by ozone // Agrarian science. 2008. № 5. С. 19-20.
4. Avdeeva V. N., Molchanov A. G., Bezgina Yu. A. The Ecological method treatments of seed of wheat with the purpose of increase of their sowing internalss // Modern problems of science and education. 2012. № 2. С. 39-40.
5. Starodubtseva G. P., Avdeeva V. N. Effective methods of toxicity reduction of grain and forages affected by mycotoxins // Agricultur-
100
жквар™нй^...-.
Др Ставрополья
научно-практическии журнал
нами // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 7. С. 28-30.
6. Любая С. И. Оценка посевных качеств семян и повышение адаптивных свойств озимой пшеницы с использованием электрофизических методов: дисс. канд. с.-х. наук / С. И. Любая. Ставрополь, 2002. С. 68-70.
7. Маслова Л. Ф. Проблемы сохранения здоровья сельских тружеников // Вестник АПК Ставрополья. 2011. № 2. С. 3б-37.
8. Трухачёв В. И., Авдеева В. Н., Стародубцева Г. П., Безгина Ю. А. Снижение токсичности зерна и кормов, поражённых микотоксинами // Аграрная наука. 2007. № 5.
С.13-14.
al Bulletin of Stavropol Region. 2012. № 7. P. 28-30.
6. Lybaya S. I. Estimation of sowing internalss of seed and increase of adaptive properties of winter wheat with the use of electrophysics methods: master's thesis of agricultural sciences / S. I. Lybaya. Stavropol, 2002. P 68-70.
7. Maslova L. F Problems of maintenance of health of rural workers // Agricultural Bulletin of Stavropol Region. 2011. № 2. P. 36-37. № 2. C. 36-37.
8. Truhachev V. I. Avdeeva V. N., Starodubtseva G. P, Bezgina Yu. A. Decrease in toxicity of grain and the forages affected by mycotoxins // Agrarian Science. 2007. № 5. P l3-14.
