AGRIS - 

2021

Chumakov, V.L. | Devyanin, S.N. | Bizhaev, A.V. | Kapustin, A.V.

Some ways to improve the environmental characteristics of a diesel engine using gaseous hydrocarbon fuel and operating the engine in a gas-diesel cycle mode are shown. Methods to reduce toxic components of exhaust gases in a gas-diesel engine operating on liquefied propane-butane mixtures have been studied. The tests carried out in a wide range of load from 10 to 100% and speed from 1400 to 2000 rpm showed that the gas-diesel engine provides a sufficiently high level of diesel fuel replacement with gas hydrocarbon fuel. There were indicated some effective ways to reduce the toxicity of exhaust gases. The engine power should be adjusted by the simultaneous supply of fuel, gas and throttling the air charge in the intake manifold. This method enriches the first combusting portions to reduce nitrogen oxides and maintains the depletion of the main charge within the flammability limits of the gas-air charge to reduce carbon monoxide and hydrocarbons. It was found that when the engine operates in a gas-diesel cycle mode, the power change provides a decrease in nitrogen oxide emissions of gas-diesel fuel only due to gas supply in almost the entire load range as compared to the pure diesel. At high loads (more than 80%) stable engine operation is ensured up to 90% of diesel fuel replaced by gas. Even at 10% of diesel fuel used the concentration of nitrogen oxides decreases by at least 15...20% as compared with a diesel engine in the entire load range. However, there is an increased emission of hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gases. It was shown experimentally that optimization of the gas diesel regulation can reduce the mass emission of nitrogen oxides contained in exhaust gases in 2...3 times and greatly reduce the emission of incomplete combustion products including carbon monoxide and hydrocarbons. So, hypothesized improvement of diesel eco-friendly features due to use gaseous hydrocarbon fuel and engine operation in a gas-diesel cycle is confirmed. | Представлены предложения по улучшению экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу (ГЦ). Исследованы возможности снижения выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами газодизеля (ГД), работающего на сжиженных пропан-бутановых смесях. Эксперименты, проведенные в диапазоне изменения нагрузки от 10 до 100% и частот вращения 1400…2000 об/мин, показали, что ГД обеспечивает достаточно высокий уровень замещения дизельного топлива газовыми смесями. Указаны основные направления уменьшения выбросов токсичных компонентов отработавших газов за счет оптимизации регулирования двигателя: изменение мощности двигателя при воздействии на подачу топлива, газа и дросселирование воздушного заряда на впуске. Регулирование обеспечивает обогащение первых сгорающих порций для снижения оксидов азота и сохранение обеднения основного заряда в пределах воспламеняемости газовоздушного заряда для уменьшения окиси углерода и углеводородов. При переходе на работу по ГЦ "качественное" регулирование мощности только за счет подачи газа обеспечивает снижение выбросов оксидов азота ГД по сравнению с дизелем практически во всем диапазоне нагрузки. При высоких нагрузках (более 80%) обеспечивается стабильная работа двигателя при замещении 90% дизельного топлива на газ. При этом во всем диапазоне нагрузки концентрация оксидов азота уменьшается не менее чем на 15…20% по сравнению с дизелем. Однако отмечается повышенный выброс углеводородов и окиси углерода с отработавшими газами. Экспериментально установлено, что оптимизация параметров регулирования ГД позволяет снизить массовый выброс оксидов азота с отработавшими газами в 2-3 раза и многократно уменьшить выброс продуктов неполного сгорания – окиси углерода и углеводородов. Подтверждена гипотеза о возможности улучшения экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по ГЦ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Samojlov, A.V. | Suraeva, N.M. | Zajtseva, M.V. | Petrov, A.N.

The most common food preservatives, benzoic and sorbic acids, can pose a risk to human health with prolonged and excessive use and cause mutagenic and carcinogenic effects. A plant bioassay (with Allium cepa) was used to analyze the nature of the side effects of these acids and its reversibility. The experimental technique consisted in the treatment of onion roots with 50 and 100 mg/l of aqueous solutions of benzoic and sorbic acids, followed by reductive germination in water. A comparative assessment of experimental samples with control was carried out on the basis of the following indicators: weight gain and activity of lipid peroxidation enzymes in root tissues, mitotic index and chromosomal aberrations in meristem cells. A reversible toxic effect of these preservatives on the growth of root weight was recorded, since under conditions of regenerative germination. Rate of growth in the experimental samples did not differ or even exceeded (at 100 mg/l) the control values. The treatment of roots with sorbic and benzoic acids led to a multiple decrease in the mitotoxic index in the cells of the meristem; however, upon further incubation in the absence of preservatives, the level of proliferation in the experimental samples did not differ from that in the control samples. Similar results were obtained when evaluating oxidative stress in root tissues caused by exposure to sorbic acid. Irreversible reliable genotoxic effect was recorded only in the analysis of chromosomal aberrations after treatment of roots with benzoic acid at a concentration of 100 mg/l. The level of chromosomal aberrations was higher and their spectrum was different in these samples, in comparison with the control. | Наиболее распространенные пищевые консерванты - бензойная и сорбиновая кислоты - могут представлять риск для здоровья человека при продолжительном и чрезмерном их употреблении и стать причиной проявления мутагенных и канцерогенных эффектов. Для анализа характера побочных эффектов воздействия этих кислот, а именно, их обратимости использовали растительный биотест (Allium cepa). Методика эксперимента заключалась в обработке корней лука водными растворами бензойной и сорбиновой кислот концентрацией 50 и 100 мг/л с последующим восстановительным проращиванием в воде. Сравнительную оценку осуществляли с использованием следующих показателей: прирост массы и активность ферментов перекисного окисления липидов в тканях корней, митотический индекс и хромосомные аберрации в клетках меристемы. Зафиксирован обратимый эффект токсичного действия изучаемых консервантов на прирост массы корней, так как в условиях восстановительного проращивания его скорость в опытных образцах не отличалась или даже превышала (при 100 мг/л) контрольные значения. Обработка корней сорбиновой и бензойной кислотами приводила к многократному снижению митотоксического индекса в клетках меристемы, однако при дальнейшей инкубации в отсутствии консервантов уровень пролиферации в опытных образцах не отличался от такового в контроле. Аналогичные результаты получены при оценке оксидативного стресса в тканях корней, обусловленного воздействием сорбиновой кислоты. Только при анализе хромосомных аберраций после обработки корней бензойной кислотой в концентрации 100 мг/л зафиксирован достоверный необратимый генотоксичный эффект. В этих образцах уровень хромосомных аберраций был выше, чем в контроле, кроме того, отличался и их спектр.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Abramova, I.M. | Kalinina, A.G. | Golovacheva. N.E. | Morozova, S.S. | Shubina, N.A. | Gneusheva, S.L. | Gallyamova, L.P., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

There was evaluated the effect of complex food additives 'Lemongrass' and 'Forest berries 'Cloudberry' on the toxicity of water-alcohol liquid of 40% strength, prepared with alcohol 'Lux' and specially prepared water using modern specific methods. The work was performed on mongrel male rats. The main ingredients of the complex food additives 'Lemongrass' and 'Forest berries' Cloudberry' that meet the requirements of TR CU 029/2012 and TR CU 021/2011 are infusions of lemongrass and cloudberry, prepared using a special technology, and carbohydrates: fructose and lactose. We used the method of forced intoxication of animals with intra-gastric injections of the studied alcoholic beverage and a control solution (40% ethanol solution), which leads to the development of a pronounced ethanol withdrawal syndrome approximately 12 hours after the last administration (a modification of the method first proposed by Majchrowicz in 1975). There was measured the weight of animals before and after intoxication with an alcoholic beverage calculating the average doses of ethyl alcohol received for the entire period of intoxication per animal, the average total score of severity of withdrawal syndrome per animal, and animal mortality against the background of intoxication and during the manifestation of manifestations of withdrawal syndrome. The severity of ethanol withdrawal syndrome is assessed by comparing the main manifestations of this syndrome in control and experimental animals. It has been established: 1. the weight Loss of animals in the groups intoxicated with water-alcohol solutions containing the studied additives is significantly lower than in the control group (ethanol solution without additives). 2. the addition of complex food additives 'Lemongrass' and 'Forest berries 'Cloudberry' to the solution of ethyl alcohol leads to a softening of the severity of withdrawal syndrome after forced alcohol intoxication and to a more intensive decrease in its manifestation. The components contained in the additives 'Lemongrass' and 'Forest berries 'Cloudberry' in their combination reduce the toxicity of ethyl alcohol. | Оценивали влияние комплексных пищевых добавок 'Лимонник' и 'Лесные ягоды 'Морошка' на токсичность водно-спиртовой жидкости крепостью 40%, приготовленной на спирте 'Люкс' и специально подготовленной воде с использованием современных специфических методов. Работа выполнена на беспородных крысах-самцах. Основными ингредиентами комплексных пищевых добавок 'Лимонник' и 'Лесные ягоды 'Морошка', соответствующих требованиям ТР ТС 029/2012 и ТР ТС 021/2011, являются настои ягод лимонника и морошки, приготовленные по особой технологии, и углеводы: фруктоза и лактоза. Использовали метод форсированной интоксикации животных с помощью интрагастральных введений исследуемого алкогольного напитка и контрольного раствора (40%-ного раствора этилового спирта), что приводит к развитию выраженного синдрома отмены этанола ориентировочно через 12 ч после последнего введения (модификация метода, впервые предложенного Majchrowicz в 1975 г.). Измеряли массу животных до и после интоксикации алкогольным напитком, рассчитывали средние дозы этилового спирта, полученного за весь период интоксикации на 1 животное, средний суммарный балл тяжести синдрома отмены на 1 животное, смертность животных на фоне интоксикации и в период манифестации проявлений синдрома отмены. Оценка тяжести синдрома отмены этанола проводится путем сравнения основных проявлений этого синдрома у животных контрольной и опытной групп. Установлено: 1. Потеря в массе животных в группах, интоксицированных водно-спиртовыми растворами, содержащими исследуемые добавки, достоверно ниже, чем в контрольной группе (раствор этанола без добавок). 2. Добавление к раствору этилового спирта комплексных пищевых добавок 'Лимонник' и 'Лесные ягоды 'Морошка' приводит к смягчению тяжести абстинентного синдрома после форсированной алкогольной интоксикации и к более интенсивному снижению его проявления. Содержащиеся в добавках 'Лимонник' и 'Лесные ягоды 'Морошка' компоненты в своем сочетании снижают токсичность этилового спирта.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Sheshegova, T.K. | Shchekleina, L.M. | Antipova, T.V. | Zhelifonova, V.P. | Kozlovski, A.G.

Ergot [Claviceps purpurea (Fr.) Tul.] is a progressive disease of rye and wheat crops. Ergot alkaloids (EA) derived from the fungus can cause severe health problems in both humans and animals. Ergot-resistant cereals are the guarantors to solve the problem. Here, we aimed to determine the EA profiles and content in sclerotia of the Kirov population of C. purpureа and to search for rye and wheat genotypes resistant to ergot and with no EA accumulation to be used as sources of these traits in breeding. One hundred varieties of winter rye (Secale cereale L.) and spring soft wheat (Triticum aestivum L.) obtained from the collection of the Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR) and bred at the Rudnitsky Federal Agricultural Research Center of the North-East were tested in 2017-2019 for ergot resistance by artificial inoculation of flowers with a suspension of C. purpureа conidia. Most of the tested samples were susceptible to ergot. In wheat, only two varieties were immune ('Novosibirskaya 18' and a new line T-66) and 13 varieties were relatively resistant with a lesion level of no more than 5.2% and a sclerotia content in grain of no more than 0.3% vs. 21.7% and 1.5% in the most susceptible (indicator) variety. In winter rye, immune forms were absent, in 10 varieties, the lesion varied from 5.8% to 33.0% and sclerotia contamination of grain from 0.3% to 1.4%. The immune and least affected varieties of rye and wheat can be used in breeding programs as genetic sources for the trait. The revealed tendency increases the biological hazard of the small and most difficult to separate fraction of sclerotia in the grain mass. No significant relationship was found between the toxicity and pathogenicity of the fungus C. purpurea as evidenced by the correlation between the ergot occurrence and the EA content in the rye (r = 0.22, p = 0.05). | Спорынья зерновых культур, вызываемая грибом Claviceps purpurea (Fr.) Tul., - прогрессирующее заболевание ржи и пшеницы. Создание устойчивых сортов - один из эффективных способов решения этой сложной проблемы. Цель работы - определение суммарного содержания и состава эргоалкалоидов (ЭА) в склероциях C. purpurea, собранных с озимой ржи и яровой мягкой пшеницы в Кировской области, и выявление генотипов, у которых проявляется устойчивость к спорынье и в склероциях не накапливаются ЭА гриба. Полевые исследования проводили в Федеральном аграрном научном центре Северо-Востока (ФАНЦ Северо-Востока) в 2017-2019 гг. Материалом служили 26 новых диплоидных сортов озимой ржи (Secale cereale L.) и 20 сортов яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) селекции ФАНЦ Северо-Востока, а также 34 и 20 образцов этих культур из мировой коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Растения инокулировали водной суспензией конидий C. purpurea. Использовали природные изоляты конидий патогена, выделенные из свежесобранных на территории Кировской области склероциев ржи и пшеницы. Установлено, что тестируемый генофонд был в основном восприимчив к спорынье. У пшеницы выявили 2 иммунных сорта (Новосибирская 18 и новая линия Т-66) и 13 - относительно устойчивых с поражением не более 5,2% и примесью склероциев в зерне не более 0,3%, в то время как у наиболее восприимчивого (индикаторного) сорта эти показатели составили 21,7 и 1,5%. У озимой ржи иммунные формы отсутствовали, а у 10 сортов поражение варьировало от 5,8 до 33,0%, засоренность зерна склероциями - от 0,3 до 1,4%. Не установлено значимой связи между токсичностью и патогенностью гриба C. purpurea, о чем свидетельствует коэффициент корреляции между поражением спорыньей и содержанием ЭА у ржи, который составил r = 0,22 (p = 0,05).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Petrova, N.G. | Dolzhenko, T.V.

The use of chemical plant protection products is one of the most important techniques for improving the efficiency of spring wheat production in intensive technologies. The use of pesticides leads to a reduction in crop losses from exposure to the culture of many harmful organisms. Among them, wheat diseases such as powdery mildew, brown rust, and leaf spots are very common every year. Due to the need to protect this crop from such pathogens, the use of effective fungicides with favorable ecotoxicological indicators is becoming important. Presented is a detailed methodology and results of ecotoxicological assessment of fungicides for the protection of spring wheat during the growing season: Folicur, CE; Titul 390, СCR; Alto Super, CE; Amistar Trio, CE; Optimo, CE; Evito T, CS; Alto Turbo, CE; Therapist Pro, CS; Triada, СCR; Capella, OE and Soligor, CE. The assessment was carried out according to 3 main indicators: toxic and environmental load and the hazard coefficient for bees, calculated using special formulas based on the standards for the use of preparation and constants of the corresponding active substances. After making calculations, we provide a separate summary table with the rating of fungicides according to the three above-mentioned criteria, starting with the safer ones. The fungicide Optimo, CE by all indicators had the best ecotoxicological parameters. The Therapist Pro, CS; Evito T, CS; Triada, CCR and Titul 390, KCR had good ecotoxicological characteristics for 2 of the 3 indicators selected. Alto Super, CE; Folicur, CE, and Soligor, CE were among the top five most preferred fungicides in terms of ecology in only one of the three parameters. | Применение химических средств защиты растений является одним из важнейших приёмов для повышения эффективности производства пшеницы яровой в интенсивных технологиях. Применение пестицидов приводит к снижению потерь урожая от воздействия на культуру многих вредных организмов. Среди них очень часто ежегодно встречаются такие болезни пшеницы, как мучнистая роса, бурая ржавчина и пятнистости листьев. В связи с необходимостью защиты этой культуры от таких возбудителей болезней важную роль приобретает использование эффективных фунгицидов с благоприятными экотоксикологическими показателями. Представлена подробная методика проведения и результаты экотоксикологической оценки фунгицидов для защиты пшеницы яровой в период вегетации: Фоликур, КЭ; Титул 390, ККР; Альто Супер, КЭ; Амистар Трио, КЭ; Оптимо, КЭ; Эвито Т, КС; Альто Турбо, КЭ; Терапевт Про, КС; Триада, ККР; Капелла, МЭ и Солигор, КЭ. Оценку проводили по трём основным показателям: токсической и экологической нагрузке и коэффициенту опасности для пчёл, рассчитываемым по специальным формулам, исходя из норм применения препаратов и констант соответствующих действующих веществ. После проведения расчётов приведён рейтинг препаратов по трём вышеобозначенным критериям. Препарат Оптимо, КЭ по всем показателям обладал наилучшими экотоксикологическими параметрами. Терапевт Про, КС; Эвито Т, КС; Триада, ККР и Титул 390, ККР обладали хорошими экотоксикологическими характеристиками по двум из трёх выбранных показателей. Альто Супер, КЭ; Фоликур, КЭ и Солигор, КЭ только по одному из трёх параметров входили в пятёрку наиболее предпочтительных в экологическом плане фунгицидов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Nagornov, S.A. | Zazulya, A.N. | Meshcheryakova, Yu.V., All-Russia Research and Development Inst. of Use of Machinery and Petroleum Products in Agriculture, Tambov (Russian Federation) | Golubev, I.G., Russian Research and Development Inst. of Information and Feasibility Studies on Engineering Support of Agroindustrial Complex

Определяли показатели токсичности отработавших газов дизельных двигателей тракторов при использовании биоминерального топлива с биодобавкой из микроводоросли Chlorella vulgaris (БМ). Для получения БМ использовался исходный штамм ИФР № С-111, для культивирования которой сконструировали закрытый циркулирующий трубчатый фотобиореактор с искусственным освещением. Для синтеза липидов микроводорослей применяли аппарат с частицами, совершающими сложное пульсационное движение под воздействием электромагнитного поля. Жирнокислотный состав БМ в смесевом моторном топливе контролировался по стандартной методике EN14103 с помощью газового хроматографа с использованием программного обеспечения. Для получения смесевого моторного топлива БМ смешивалась с нефтяным дизельным топливом. Определение экологических показателей дизеля при работе на смесевом моторном топливе проводилось на стенде (дизель Д-243) и в полевых условиях с использованием дымомера КИД-2 и газоанализатора. Полевые испытания проводились на операции вспашки трактором с дизелем Д-65Н плугом ПН-3-35 с регулировкой на глубину 0,22 м. Получено существенное снижение дымности и токсичности отработавших газов дизелей при увеличении содержания БМ в смесевом моторном топливе. Это обусловливает перспективность широкого применения смесевого моторного топлива в дизельных двигателях. Блочно-модульное аппаратурное оформление технологии получения БМ позволит создавать региональные автономные источники моторного топлива. В дальнейшем планируется расширение ассортимента возможного использования микроводорослей применительно к конкретному региону. Установлена схожесть состава липидной фракции микроводорослей и рапсового масла. У БМ плотность, вязкость и цетановое число выше, а содержание серы ниже, чем у дизельного топлива. Экологические показатели работы дизелей на смесевом топливе улучшаются по сравнению с дизельным топливом. С увеличением содержания БМ в смесевом топливе дымность и токсичность отработавших газов снижаются. | There were determined the toxicity indicators of exhaust gases of diesel engines of tractors when using biomineral fuel with a bioadditive made of Chlorella vulgaris microalga (BM). To obtain the BM, the original IGF No. C-111 strain was used, for the cultivation of which a closed circulating tubular photobioreactor fitted with artificial lighting was designed. To perform the synthesis of microalgae lipids, an apparatus was used, where particles performed a complex pulsating motion under the influence of an electromagnetic field. The fatty acid composition of the BM in the blended motor fuel was controlled according to the standard EN14103 method using a gas chromatograph. To obtain a blended motor fuel, the BM was mixed with petroleum diesel fuel. The environmental indicators of a diesel engine when operating on a mixed motor fuel were determined on a test bench (D-243 diesel) and in the field using the KID-2 opacimeter and gas analyzer. Field tests were carried out on plowing operations with a D-65N diesel engine tractor equipped with the PN-3-35 plow adjustable to a depth of 0.22 m. A significant decrease in the smoke and toxicity of diesel exhaust gases was obtained with an increase in the content of BM in the blended motor fuel. This makes it promising for the widespread use of blended motor fuel in diesel engines. Block-modular hardware design of the technology for producing BMs from microalgae will make it possible to create regional autonomous sources of motor fuel. It is planned in the future to expand the range of possible use of microalgae in relation to a specific region. The similarity of the composition of the lipid fraction of microalgae and rapeseed oil was established. The BM has a higher density, viscosity and cetane number and lower sulfur content than diesel fuel has. The environmental performance of mixed fuel diesels is improved compared to diesel. With an increase in the content of BMs in the mixed fuel, the smoke and toxicity of the exhaust gases decrease.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation