Использование ультразвуковой обработки семян
и субстрата при производстве зеленого корм
Скачать PDF
Резюме. Представлены результаты теоретического обоснования
и экспериментального подтверждения целесообразности
использования ультразвуковой
обработки семян и
субстрата
при производстве обогащенного зеленого корма.
Для отражения основных процессов, происходящих при
ультразвуковой
обработке субстрата
и семян, была составлена
схема, анализ которой показал, что применение ультразвука
позволит улучшить условия
минерального питания
растений, активировать
процессы оводнения и прорастания,
увеличить урожайность. Это обеспечит повышение
экологической
безопасности корма, поскольку дает возможность
уменьшить содержание экотоксикантов и, в конечном итоге,
положительным образом скажется на продуктивности сельскохозяйственных
животных и птицы. Результаты
экспериментальных
исследований, связанных с изучением электрофизических
и спектрально-оптических свойств увлаженной
до состояния суспензии
посевной смеси, состоящей
из сапропелевого субстрата
и семян овса, показали,
что
под воздействием ультразвука
происходит увеличение электропроводности
в 7,75 раза; кислотности – на 0,3 ед.рН;
оптической плотности – в 8,6 раза, по сравнению с контрольным
вариантом, в котором ультразвуковое
воздействие
не
применяли. Использование ультразвуковой
обработки посевной
смеси позволило увеличить выход биомассы корма
на
10…15 %. Полученный таким образом ГЗК – биологически
полноценный
и экологически безопасный корм: содержание
основных
питательных
веществ (белков, жиров, углеводов, клетчатки)
в опытном варианте осталось на уровне контроля (без
обработки); концентрация экотоксикантов (радионуклидов,
тяжелых металлов, нитратов)
– уменьшилась до 84...86
% от уровня контроля. Включение обогащенного ГЗК в
рацион птиц привело к повышению их продуктивности, по сравнению
с контролем (ГЗК, выращенный без использования
ультразвука).
Ключевые
слова: обогащенный
зеленый корм, ультразвуковая
обработка, семена, сапропелевый субстрат,
продуктивность
племенной птицы.
Для создания прочной кормовой базы необходимо
не только увеличение заготовки и повышение качества
кормов разных видов, но и применение современных
высокоэффективных способов и средств их производства,
обеспечивающих высокую усвояемость питательных
веществ и их рациональное использование
[1…3].
Гидропонное кормопроизводство дает возможность
выращивать экологически безопасный, хорошо
усвояемый корм [4]. К наиболее прогрессивным способам
относится производства гидропонного зеленого
корма (ГЗК), при котором в качестве субстрата
для выращивания овса используется сапропель, обладающий
свойствами удобрения и кормовой добавки.
Благодаря сапропелю, содержащему протеин, кобальт,
марганец, медь, молибден, бор, цинк, йод, бром,
витамины В
1
, В
2
, В
, каротин, фолиевую кислоту,
растительная биомасса и весь корм обогащаются минеральными
и органическими веществами, необ-
12
ходимыми животным [5]. Недостаток сапропеля – не-
однородный состав и наличие макроагрегатов, которые
не позволяют растениям активно использовать питательные
элементы.
Семена овса покрыты цветочными чешуями (пленками),
которые по питательности близки к соломе и на
25…30
% состоят из клетчатки [3]. Наличие большого
числа оболочек с низкой гигроскопичностью приводит
к замедлению процессов набухания и прорастания.
В силу указанных причин для активирования процессов
прорастания и улучшения условий минерального
питания
растений при производстве ГЗК целесообразно
использование ультразвука для обработки посевной смеси
(смесь семян и субстрата). Его применение в
промышленности
и сельском хозяйстве открывает широкие
возможности для интенсификации технологических
процессов, механизации и автоматизации операций,
улучшения качества продукции [6...9].
Цель наших исследований – теоретическое обоснование
и экспериментальное подтверждение целесообразности
использования ультразвуковой обработки
субстрата
и семян для повышения эффективности гидропонного
кормопроизводства.
Условия, материалы, методы. Для обеспечения
интенсивного ультразвукового воздействия необходима
водная среда, поэтому перед обработкой субстрат
доводится
до состояния суспензии.
На основании анализа публикаций [6…9] можно
предположить, что диспергирование и гомогенизация
сапропеля, наблюдающиеся в результате разрушения
макроагрегатов под воздействием ультразвука (УЗ),
сопровождаются экстракцией гуминовых веществ и
переходом макро- и микроэлементов из твердой фазы
в жидкую. Об этом, на наш взгляд, могут свидетельствовать
изменения спектрально-оптических (оптическая
плотность,
D) и электрофизических (электропроводность,
Ec; кислотность, рН) характеристик получаемой
суспензии
[9].
Согласно сведениям [10, 11], выделение в раствор
гуминовых веществ, макро- и микроэлементов способствует
повышению усваивания питательных веществ;
активизации развития корневой системы; усвоению
азота без образования нитратов; ускорению
синтеза
хлорофилла, сахаров, витаминов, аминокислот и
др. Перечисленные процессы позволят не только увеличить
урожайность, но и обеспечить экологическую
безопасность ГЗК, что положительным образом
скажется
на продуктивности сельскохозяйственных животных
и птицы.
Изучение спектрально-оптических и электрофизических
свойств суспензии с посевной смесью проводили
в лаборатории ФГБОУ ВПО ЧГАА и ОАО «Птицефабрика
Челябинская». Режим ультразвуковой
обработки
посевной смеси: частота 22 кгц, интенсивность
2,5·10
4
Вт/м
, суммарное время воздействия
5 мин. Состав посевной смеси включал семена овса
(сорт Золотой дождь) и сапропель месторождения
Челябинской области (оз. Оренбург). Посевную
смесь перед ультразвуковым воздействием увлажняли
водой в соотношении 1:2. Для исследования электрофизических
и спектрально-оптических свойств
получившейся суспензии использовались 2
методы фотометрии, ионометрии и кондуктометрии.
Биомассу зеленого корма выращивали на вегетационной
поверхности в течение 7 дн. при температуре 20…22
С и относительной влажности 60…70 %. Период
предварительного проращивания составлял 1 сут.
Контроль полученной биомассы ГЗК проводили по
завершении срока вегетации. Экологическую безопасность и биологическую полноценность корма
анализировали в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии
Челябинской области».
Экспериментальное изучение влияния ГЗК на
хозяйственно-полезные показатели птицы осуществляли
на базе ОАО «Птицефабрика Челябинская». ГЗК
скармливали
в измельченном виде. Исследования проводили
на поголовье кур кросса СК Русь 2 в возрасте
от 3 до 5 мес. (1000 гол. – по 500 гол. в группе).
В
ходе эксперимента учитывали такие показатели как
сохранность,
затраты корма на 1 кг прироста живой
массы,
баланс общего азота, кальция, фосфора и железа,
продуктивность.
Результаты и обсуждение. Под действием ультразвука
электропроводность (Ес) суспензии с посевной
смесью
возрастает с 0,4 до 1,5 мСм/см, кислотность – с 7,2
до 7,5 ед. рН, что свидетельствует об изменении
концентрации
солей в ее жидкой фазе.
Одновременно повышается оптическая плотность
суспензии, о чем свидетельствует увеличение ее мутности
и цветности, которое, на наш взгляд, указывает
на
протекание процессов диспергирования, гомогенизации
и разрушения макроагрегатов. Цветность суспензии
увеличивается, по сравнению с начальным
значением,
в 4,1 раза (84,3 град.), мутность – в 12,5
). Исследования
зависимости оптической плотности D в диапазоне длин
волн 450…680 нм, характерном для гуминовых кислот,
показали, что под действием УЗ она увеличивается, по
сравнению с контролем (необработанная ультразвуком
увлажненная посевная смесь), в 8,6 раза.
раз (начальный уровень 39,8 мг/дм
3
В варианте с ультразвуковой обработкой выход
биомассы корма увеличился на 10…15 %. Анализ ее состава
на содержание веществ, необходимых для животных
(углеводов, макро- и микроэлементов, клетчатки и
др.),
а также экотоксикантов (радионуклидов, тяжелых
металлов,
нитратов) показал, что ГЗК, обработанный ультразвуком, – биологически полноценный и экологически
безопасный кормом. Содержание углеводов,
белков,
жиров, клетчатки, по сравнению с контрольным вариантом,
в котором УЗ-обработку посевной смеси не проводили,
не изменилось, а количество экотоксикантов
снизилось на 14…16 %.
Гидропонный зеленый корм, полученный с использованием
ультразвуковой обработки посевной смеси,
благоприятно
влияет на общий обмен азота, кальция,
фосфора
и железа (см. табл.). Их ежедневное отложение
в организме птиц опытной группы в среднем на
голову было выше, чем у особей в контроле. Кроме
того,
сохранность в опытной группе была выше, чем в
контрольной,
на 5,9 % (97,9 %), продуктивность – на
14,3
%, а затраты корма на 1 кг прироста живой массы
меньше
на 8,4 %.
Таблица. Влияние ГЗК на хозяйственно-полезные
показатели племенных птиц
| Показатель |
Группа |
| контрольная |
опытная |
| Баланс общего азота, |
76,8 |
85,3 |
| кальция, |
52,1 |
74,4 |
| фосфора, |
48,9 |
59,7 |
| железа (% усвоения) |
65,3 |
72,5 |
| Сохранность, % |
92,0 |
97,9 |
| Затраты корма на 1 кг прироста живой массы, кг |
1,8 |
1,5 |
Выводы. Таким образом, при выращивании гидропонного
зеленого корма целесообразно использование ультразвука.
Ультразвуковая обработка сапропелевого субстрата
и семян овса способствует улучшению условий
минерального питания растений и активированию
процессов
прорастания, что позволяет не только увеличить
выход биомассы обогащенного корма, но и обеспечить
его экологическую безопасность. Включение
обогащенного
ГЗК в рацион племенных птиц приводит
к
повышению их продуктивности.
Литература.
1. Александров С.Н. Технология производства кормов. – М.: АСТ, 2006. – 240 с.
2. Попков Н.А. и др. Корма и биологически активные вещества. – Минск: Беларус. навука, 2005. – 881 с.
3. Смурыгин М.А. и др. Справочник по кормопроизводству: под ред. М.А. Смурыгина. – М.: Агропромиздат, 1985. – 431 с.
4. Кругляков Ю.А. Оборудование для непрерывного выращивания зеленого корма гидропонным способом. – М.: Агропромиздат, 1991.
5. Емельянов А.М. и др. Применение сапропелей в сельском хозяйстве. – Екатеринбург: Бюро научно-технической информации, 2002.
6. Б. Радж, Ранжендран В., Паланичами П. Применение ультразвука. – М.: Техносфера, 2006. – 576 с.
7. Голямина И.П. Ультразвук: маленькая энциклопедия. – М.: Сов. энциклопедия, 1984. – 400 с.
8. Круглицкий Н.Н. и др. Ультразвуковая обработка дисперсий глинистых минералов. Киев: Наукова думка, 1971. 198 с.
9. Липинская А.К. Ультразвук и его применение в народном хозяйстве. Львов: Каменяр, 1980. 472 с.
10. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты и общая теория гумификации. М.: МГУ, 1989. 304 с.
11. Перминова И.В. Гуминовы вещества – вызов химикам ХХI века // Химия и жизнь. 2008. №1. С. 10 – 21.
