Влияние ультрадисперсных гумато-сапропелевых суспензий на микробиологическую обсемененность ячменя и послеспиртовой барды

Literatura

1. Toropova Е.Yu., Stecov G.YA. Chulkina V.A. Epifitotiologicheskie osnovy sistem zashchity rastenij /pod red. V.A. Chulkinoj. - Novosibirsk, 2002. - 579 s.

2. Holodinskij V.V., Akulich I.S., Kulaeva A.A. Osobennosti formirovaniya urozhajnosti zerna yarovoj pshenicy na dvuh urovnyah intensifikacii tekhnologii vozdelyvaniya// Agrarnyj vestnik YUgo-Vostoka. - 2013. - № 1-2. - S. 26-27.

3. Еrmakova L.N., Tolmacheva N.I. Prognoz urozhajnosti yarovoj pshenicy na Urale sinoptiko-statisticheskim metodom// Geograficheskij vestnik. - 2006. - № 2 (4). - S. 111-117.

4. Lucenko Е.V., Lojko V.I., Velikanova L.O. Prognozirovanie urozhajnosti zernovyh kolosovyh i podderzhka prinyatiya reshenij po racional'nomu vyboru agrotekhnologij s primeneniem SK-analiza// Nauchnyj zhurnal KubGAU. - 2008. -№ 38 (4). - S. 106-131.

5. Gurova T.A., Berezina V.Yu. Informacionnye bazy dannyh v upravlenii fitosanitarnoj situaciej pri vozdelyvanii zernovyh kul'tur// Dostizheniya nauki i tekhniki APK. - 2006. - № 11. - S. 12-14.

6. Kolesnikov L^., Podgornaya Е.B., Tanyuhina O.N., Burova O.I., Kolesnikova Yu.R. Vnutrividovaya izmenchivost' elementnogo sostava yarovoj myagkoj pshenicy i ee svyaz' s urozhajnost'yu i povrezhdeniem list'ev vreditelyami// Mezhdisciplinarnyj nauchnyj i prikladnoj zhurnal «Biosfera». - 2014. - T. 6. - № 4. - S.359-364.

7. Popov Yu.V. Metod ocenki razvitiya kornevyh gnilej zernovyh kul'tur //Zashchita i karantin rastenij. - 2011. - № 8. - S. 45-47.

8. Kolesnikov L^., Novikova I.I., Surin V.G., Popova E.V., Priyatkin N.S., Kolesnikova Yu.R. Ocenka effektivnosti sovmestnogo primeneniya hitozana i mikrobov-antagonistov v zashchite yarovoj myagkoj pshenicy ot boleznej s ispol'zovaniem spektrometricheskogo analiza//Prikladnaya biohimiya i mikrobiologiya. - 2018. - T. 54. - № 5. - S. 546-552.

9. Pochinok H.M. Metody biohimicheskogo analiza rastenij. - Kiev: «Naukova dumka», 1976. - 336 s.

УДК 664.8.022.3 DOI 10.24411/2078-1318-2019-12028

Аспирант Д. НСЕНГУМУРЕМЫЙ

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ГУМАТО-САПРОПЕЛЕВЫХ СУСПЕНЗИЙ НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСЕМЕНЕННОСТЬ ЯЧМЕНЯ И ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЫ

Ячмень, как и другие зерновые культуры, относится к концентрированным кормам и является одним из лучших зерновых кормов с высокими показателями по перевариваемости и общей питательной ценности. Молоко от коров, в рацион которых входит ячмень, обладает высоким качеством [1].

Ценным кормовым продуктом также является послеспиртовая зерновая барда. Современное спиртовое производство в настоящее время оснащено технологическим оборудованием, позволяющим проводить концентрацию и последующую сушку барды. Сухая послеспиртовая барда содержит до 30-40% перевариваемого протеина, необходимого для жизнедеятельности животных, в ней присутствуют также жиры, клетчатка, витамины А,В,Е и К. Введение в рацион животных и птицы сухой послеспиртовой барды позволяет увеличивать продуктивность всех видов животных и птицы [2].

Однако при вскармливании животным сухой послеспиртовой барды остро встает вопрос микробиологической безопасности как исходного сырья, так и готового продукта. На поверхности зерна обитает разнообразная микрофлора. Часть микроорганизмов попадает из ризосферы, часть заносится с пылью и насекомыми. Однако на зерне, как и на всей поверхности растений, развиваются лишь некоторые микроорганизмы, так называемые эпифиты. Условия жизни эпифитных бактерий своеобразны. Они довольствуются небольшими запасами питательных веществ на поверхности растений, устойчивы к высоким концентрациям фитонцидов, выдерживают периодические колебания влажности, поэтому численность их невелика и видовой состав довольно постоянный. Более 90% эпифитных микроорганизмов составляют гнилостные бактерии. В основном эпифитная микрофлора представлена неспороносными бактериями. Большую часть бактериального населения зерна составляют неспороносные палочки рода Pantoea, активно развивающиеся на поверхности растений. Особенно часто встречается Erwinia amylovora, образующая на плотных средах золотисто-желтые колонии. Встречаются также микрококки, молочнокислые бактерии, дрожжи. Бациллы и микроскопические грибы составляют небольшой процент. В определенных условиях эпифитные микроорганизмы могут быть полезны для растений, так как препятствуют проникновению паразитов в ткани растения. При хранении зерна эпифитные микроорганизмы могут играть отрицательную роль [3,4].

В зрелом зерне вода находится в связанном состоянии и недоступна микроорганизмам. На таком зерне они находятся в состоянии анабиоза (покоя). На развитие микроорганизмов на зерне и, следовательно, и на сохранность последнего, решающее влияние оказывают: влажность, температура, степень аэрации, целостность зерна и состояние его покровных тканей. На зерне с повышенной влажностью микроорганизмы размножаются тем быстрее, чем выше температура. Развитие микробиологических процессов в хранящемся зерне с повышенной влажностью приводит к заметному, а иногда и к очень значительному повышению температуры.

Самосогревание зерна ведет к смене микрофлоры. Свойственная зерну эпифитная микрофлора исчезает. Сначала обильно размножаются непигментированные неспороносные палочки, вытесняющие Erwinia amylovora. Позднее появляются термостойкие (термотолерантные) микрококки, образующие на плотных средах чаще всего мелкие белые плоские колонии, плесневые грибы, актиномицеты. Дальнейшее развитие процесса самосогревания (свыше 40-50°С) способствует развитию спорообразующих и термофильных бактерий. По мере самосогревания изменяется и видовой состав плесневых грибов. Виды Penicillium, которые преобладали вначале, заменяются видами Aspergillus.

Целью данных исследований явилось установить влияние ультрадисперсных гумато-сапропелевых суспензий на микрофлору зерна ячменя и сухой ячменной послеспиртовой барды.

Материалы, методы и объекты исследования. Объектами исследования служили зерна ячменя урожая 2017 года, влажностью 8,53%, крахмалистостью 52% и сухая послеспиртовая, влажностью 9,9%, рН 4,5.

Получение сухой послеспиртовой ячменной барды проводили по технологии получения спирта с применением механико-ферментативной схемы водно-тепловой обработки зернового замеса. Ячмень измельчали на лабораторной мельнице ЛЗМ-1. Степень измельчения зерна: проход через сито диаметром 1 мм 90%. Зерновой замес готовили с гидромодулем 1:3. В замес вносили ферментные препараты фирмы ERBSLOEH: Дистицим БА-Т, содержащий а-амилазу (активность фермента 950 ед. АС/мл), и Дистицим GL, содержащий ксиланазу (активность фермента 730 ед КС/ мл). Доза внесения а-амилазы составляла 2.5 ед АС/г крахмала, доза внесения ксиланазы - 1 ед. КС/г сырья. Замес выдерживали при температуре 50°С в течение 30 минут, затем температуру замеса повышали до температуры 70°С и выдерживали в течение 3,5 часа. По окончании водно-тепловой и ферментативной обработки замес охлаждали до 60°С и вносили ферментный препарат

Дистицим АГ, содержащий глюкоамилазу (активность фермента 6500 ед. ГлС/г крахмала) для проведения процесса осахаривания. Доза внесения фермента составляла 7 ед. ГлС/г крахмала. Время осахаривания составляло 30 минут. После охлаждения осахаренного сусла до 30°С в него вносились реактивированные спиртовые дрожжи «DistilaMax HT» производства «Lallemand Biofuels & Distilled Spirits» в количестве 1 г/1 дм3 сусла. Сбраживание сусла проводили в течение 3-х дней при температуре 30°С. По окончании сбраживания сусла из спиртовой на аппарате простой бездефлегмационной сгонки «Доктор Губер» получали дистиллят крепостью 50%. Оставшаяся после перегонки жидкая послеспиртовая барда концентрировалась и высушивалась в сушильном шкафу ES-4610 при температуре 60°С до влажности 10%.

Для обработки ячменя и сухой послеспиртовой барды использовали ультрадисперсные гумино-сапропелевые суспензии, полученные в НИИ Озероведения РАН путем щелочной экстракции под действием ультразвукового излучения частотой 35 кГц и давлением 2 Вт/см2 при температуре 40°С. Суспензии стерилизовали, содержание сухих веществ в них составляло 20%, pH 7 ± 0,2.

Обработку ячменя УДГСС проводили следующим образом: на 100 г зерна ячменя равномерно разбрызгивали 20 мл стерильной УДГСС, выдерживали в течение 24 часов и затем высушивали при температуре 50°С до влажности 8,5% (до влажности контрольного, не обработанного УДГСС образца зерна ячменя).

Обработку сухой послеспиртовой барды УДГСС проводили как и зерно ячменя - на 100 г барды равномерно разбрызгивали 20 мл стерильной УДГСС, выдерживали в течение 30 минут и затем высушивали при температуре 100°С до влажности 10% (влажность контрольного, не обработанного УДГСС образца барды).

Количественный учет микроорганизмов на зерне и сухой послеспиртовой ячменной барды (обработанных и не обработанных УДГСС) проводили следующим образом: 10 г зерен ячменя или сухой послеспиртовой ячменной барды переносили в 100 мл стерильного фосфатного буферного раствора и перемешивали в течение 30 минут на шейкере. Предварительные разведения готовили согласно ГОСТ Р 51426-2016. После этого 1 мл каждого из разведений 10 -1, 10-2 и 10-3 отбирали в асептических условиях и инокулировали в агаровую среду с экстрактом говядины (ГМФ-АГАР) плюс глюкоза. Инкубирование проводили при 30°С в течение 48 часов. После 48 часов инкубации проводили подсчет колоний.

После одной недели хранения зерен ячменя и сухой послеспиртовой ячменной барды (обработанных и не обработанных УДГСС) готовили смывы с образцов, проводили инкубирование и подсчет колоний микроорганизмов. Количество колоний было записано как КОЕ /мл (колонообразующие единицы в 1 мл). Количество КОЕ /мл образца рассчитывали следующим образом: КОЕ /мл = КОЕ х коэффициент разбавления х 1 / аликвота. Затем количество колоний было пересчитано в КОЕ / г зерен ячменя (послеспиртовой барды).

Для обеспечения асептических условий во время микробиологического эксперимента использовался микробиологический шкаф «BMB-П». Для стерилизации УДГСС, материалов, растворов и питательных сред использовался автоклав Tuttnauer 2540MK. Измерение pH УДГСС, сред и растворов, используемых во время экспериментов, проводили на титраторе «848 Титрино плюс».

Результаты исследований. По видовому составу микрофлоры можно судить не только о том, подвергалось ли зерно самосогреванию, но и насколько далеко зашел этот процесс. Неправильное хранение зерна может привести к развитию посторонней микрофлоры, продуктами жизнедеятельности которых являются микотоксины, что крайне опасно для здоровья человека и животных. Обеспечение безопасности зерна при хранении является важной задачей, способствующей решению социально значимой проблемы -обеспечение безопасности продуктов питания.

Существуют различные способы снижения микробиологической обсемененности зерна: ИК-обработка [5], метод электротермического воздействия энергией СВЧ-поля [6], обработка озоном и внесение антибиотиков [7]. Используют также дикорастущее сырье, обладающее антисептическими свойствами, т.е. вещества с ярко выраженными фитоцидными и бактериальными свойствами. Из лекарственных трав: шалфей, ромашка, зверобой, мята, чеснок готовят отвары и экстракты и обрабатывают ими зерно.

Бактерицидными свойствами обладают и препараты, приготовленные из сапропелей. Сапропели - это донные отложения стоячих пресноводных водоемов, которые образуются в результате медленного расщепления микроскопических растений и животных в анаэробных условиях. Все компоненты, входящие в состав сапропелей, делятся на органические и минеральные. По ценности и разнообразию действия выделяются гуминовые вещества, являющиеся составной частью органических веществ сапропеля. Бактерицидное действие гуматов и гуминовых веществ основано на действии входящих в состав гуминовых кислот биологически активных групп.

В настоящее время сапропели применяются в нативном и сухом виде. В институте озероведения РАН (ИНОЗ РАН) были разработаны новые технологии переработки сапропеля методом ультразвуковой обработки. Была получена ультрадисперсная гумато-сапропелевая суспензия с частицами размером 86-89 нм, относящиеся к наночастицам. Было установлено, что полученные суспензии эффективно дезактивируют распространенные в окружающей среде экотоксиканты ряда тяжелых металлов и при включении в рацион питания сельскохозяйственных животных приводят к значительному среднесуточному приросту живой массы [8].

Среди представленных образцов наибольшая концентрация микроорганизмов была отмечена на зерне ячменя - 3,66 105 КОЕ/г. На сухой послеспиртовой барде это количество составило 2,30104 КОЕ/г (табл.1,2).

Микробиологическая обсемененность зерна и сухой барды не превышает допустимый уровень ОМЧ (количественный показатель, отображающий общее содержание мезафильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов), указанный в проекте Технического регламента Таможенного союза «О безопасности кормов и кормовых добавок» - не более 5-105 КОЕ/г. Обработка этих образцов УДГСС позволила дополнительно снизить эти значения.

Таблица 1. Бактериологические характеристики ячменя до и после обработки ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензией

Показатель Ед. изм. До инкубирования После семи дней инкубирования

Ячмень, не обработанный УДГСС КОЕ /г 3,66105 3,68105

Ячмень, обработанный УДГСС КОЕ /г 1,23104 1,24104

Из данных, представленных в табл. 1, следует, что в процессе обработки ячменя УДГСС количество КОЕ уменьшается почти в 30 раз (с 3,66105 КОЕ/г зерна до 1,23 104 КОЕ/г зерна). При хранении зерна при комнатной температуре в течение 7 дней количество КОЕ не увеличивается.

Из данных, представленных в табл. 2, следует, что при обработке сухой послеспиртовой барды УДГСС количество КОЕ снижается в 1,3 раза (с 2,3 104 КОЕ /г барды до 1,77104 КОЕ/ г барды). При хранении сухой послеспиртовой барды в течение семи дней количество КОЕ увеличивается, но это значение не превышает значения КОЕ на не обработанной сухой послеспиртовой барды, а даже ниже. Это дает основание рекомендовать

использовать УДГСС для консервации послеспиртовой барды для более длительного сохранения барды для кормовых целей без значительных затрат.

Таблица 2. Бактериологические характеристики сухой послеспиртовой барды до и после обработки ультрадисперсной гумато-сапропелевой суспензией

Показатель Ед. изм. До хранения После 7 суток хранения

Послеспиртовая барда не обработанная УДГСС КОЕ /г 2,30104 2,50104

Послеспиртовая барда обработанная УДГСС КОЕ /г 1,77104 2,18104

Менее выраженный бактериостатический эффект УДГСС при обработке сухой послеспиртовой ячменной барды, вероятно, объясняется меньшим временем обработки: 30 минут - время обработки УДГСС сухой послеспиртовой барды и 24 ч - время обработки зерен ячменя.

Выводы. Результаты, полученные в ходе проведенных экспериментов, позволяют говорить о новом способе обработки зерна и сухой послеспиртовой барды для обеспечения безопасности кормов для животных, расширении области применения ультрадисперсных гумато-сапропелевых суспензий. Снижение микробиологической обсемененности зерна и сухой послеспиртовой барды, применяемых в качестве добавок к основному рациону, позволит повысить продуктивность и качество продукции животноводства и птицеводства.

Литература

1. Юдахина М.А., Табаков Н.А. Влияние скармливания плющеного ячменя на молочную продуктивность и качество продуктов переработки // Вестник КрасГАУ. - 2011. - №8. -С.172-175.

2. Митюков А.С., Румянцев В.А., Крюков Л.Н., Ярошевич Г.С. Сапропель и перспективы его использования в аграрном секторе экономики // Общество. Среда. Развитие (Terra Humana). - 2016. - №2 (39). -С. 110-114.

3. Демченко Е.В., Вершинина Е.В., Петрова А.Е. Влияние сельскохозяйственной культуры и эколого-графической зоны произрастания на состав эпифитной микрофлоры зерна // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 7. - С. 95-96.

4. Yang, L., Danzberger, J., Schöler, A., Schröder, P., Schloter, M., Radl, V. Dominant Groups of Potentially Active Bacteria Shared by Barley Seeds become Less Abundant in Root Associated Microbiome. Front. Plant Sci. - 2017. - № 8. -P. 1005.

5. Fung, D.Y.C., Cunningham, F.E. Effect of microwaves on microorganisms in foods. J. Food Prot. - 1980. №43. - P. 641-650.

6. Farajzadeh D., Qorbanpoor A., Rafati H., Isfeedvajani M.S. Reduction of date microbial load with ozone. J Res Med Sci. - 2013. - Vol. 18 № 4. P. 330-334.

7. Briggs D.E, McGuinness G. Microbes on barley grains. J. Inst. Brew. - 1993. № 99. - P. 249-255.

8. Румянцев В.А., Митюков А.С., Крюков Л.Н., Ярошевич Г.С. Уникальность свойств гуминовых веществ сапропеля //Доклады Академии наук. - 2017. - Т. 473. -№ 6. -С 1-4.

Literatura

1. YUdahina M.A., Tabakov N.A. Vliyanie skarmlivaniya plyushchenogo yachmenya na molochnuyu produktivnost' i kachestvo produktov pererabotki // Vestnik KrasGAU. - 2011. -№8. - S.172-175.

2. Mityukov A.S., Rumyancev V.A., Kryukov L.N., YAroshevich G.S. Sapropel' i perspektivy ego ispol'zovaniya v agrarnom sektore ekonomiki // Obshchestvo. Sreda. Razvitie (Terra Humana). - 2016. - №2 (39). -S. 110-114.

3. Demchenko E.V., Vershinina E.V., Petrova A.E. Vliyanie sel'skohozyajstvennoj kul'tury i ekologo-graficheskoj zony proizrastaniya na sostav epifitnoj mikroflory zerna // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. - 2004. - № 7. - S. 95-96.

4. Yang, L., Danzberger, J., Schöler, A., Schröder, P., Schloter, M., Radl, V. Dominant Groups of Potentially Active Bacteria Shared by Barley Seeds become Less Abundant in Root Associated Microbiome. Front. Plant Sci. - 2017. - № 8. -P. 1005.

5. Fung, D.Y.C., Cunningham, F.E. Effect of microwaves on microorganisms in foods. J. Food Prot. - 1980. №43. - P. 641-650.

6. Farajzadeh D., Qorbanpoor A., Rafati H., Isfeedvajani M.S. Reduction of date microbial load with ozone. J Res Med Sci. - 2013. - Vol. 18 № 4. P. 330-334.

7. Briggs D.E, McGuinness G. Microbes on barley grains. J. Inst. Brew. - 1993. № 99. - P. 249-255.

8. Rumyancev V.A., Mityukov A.S., Kryukov L.N., YAroshevich G.S. Unikal'nost' svojstv guminovyh veshchestv sapropelya //Doklady Akademii nauk. - 2017. - T. 473. -№ 6. -S 1-4.

УДК 632.954:633.71 DOI 10.24411/2078-1318-2019-12033

Канд. с.-х. наук Т.В. ПЛОТНИКОВА

(Всероссийский НИИ табака, махорки и табачных изделий,

agrotobacco@mail.ru) Канд. с.-х. наук С.Н. ВЛАДИМИРОВНА (Всероссийский НИИ табака, махорки и табачных изделий,

agrotobacco@mail.ru) Доктор экон. наук В.А. САЛОМАТИН (Всероссийский НИИ табака, махорки и табачных изделий,

vniitti1@mail.kuban.ru)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОМПЛЕКСНОГО УДОБРЕНИЯ ХАКАФОС ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ТАБАКА

Известно, что использование удобрений с целью повышения урожая и улучшения его качественных показателей является основой эффективного растениеводства. Однако из-за кризисного сельскохозяйственного производства снижаются объемы внесения органических и минеральных удобрений. Недостаточное питание растений становится причиной задержки роста и развития растений, а также снижения урожая сельхозпродукции с заданными характеристиками. Высокая стоимость традиционных форм минеральных агрохимикатов заставляет изыскивать новые удобрительные средства и включать их в современные агротехнологии. При этом экологизация сельского хозяйства является важнейшим направлением его устойчивого развития, предусматривающая комплекс мероприятий по сохранению почвенного плодородия и улучшению качества сельхозпродукции [1].

Кризисные явления в отрасли сельского хозяйства коснулись наиболее трудоемких культур, к которым относится и табак. Усовершенствование технологии его возделывания путем применения новых видов удобрений экологически чистых с ресурсосберегающей направленностью для улучшения роста и развития растений, увеличения их продуктивности и повышения качества сырья является перспективным направлением в табаководстве.

Формирование качественного конечного продукта начинается с выращивания рассады. Данный период является ответственным, так как именно полученный к оптимальному сроку высадки в поле стандартный посадочный материал является залогом высокого урожая табака [2]. Препятствиями на пути получения здоровой стандартной рассады с хорошо развитой корневой системой в результате бессменного возделывания растений на одном месте являются недостаточное минеральное питание растений, деградация питательной смеси рассадника, в том числе физическая (теряет структуру,