СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕЛЕНЫХ ГИДРОПОННЫХ КОРМОВ
METHOD OF GROWING GREEN HYDROPONIC FODDER

Изобретение откосится к сельскому хозяйству, а именно к способу выращивания зеленых гидропонных кормов (ЗГК).
Целью изобретения является активация проращивания семян, повышение всхожести и энергии прорастания путем обработки семян и зеленых проростков биологически активированной водой (католитом), полученной путем электролиза с pH 8-9 и окислительно-восстановительным потенциалом Eh=-350…-400 мВ со стабилизатором, и использованием аэроионного воздушного питания семян и проростков растений. Стабилизатор католита представляет собой одну из незаряженных аминокислот или их производных, или пептиды в количестве не менее 0,01 мас.%. Стабилизатор обеспечивает сохранение полезных качеств катодного раствора, предотвращает окислительную и микробиологическую реакцию [1].
Установлено, что в результате гидропонного проращивания химические свойства зерна у овса, ячменя и смеси вики с овсом существенно изменяются. Так, крахмал гидролизуется до декстринов и мальтозы, белки - до аминокислот и амидов, жиры - до глицерина и жирных кислот. На пятый день проращивания концентрация свободных сахаров возрастает на 10%, содержание лизина - на 28%, протеина - в 1,4…1,9 раза, витамина E - в 1,3…2 раза, а также происходит образование каротина, витаминов C, PP и др. [2, 3].
Типовой технологией процесса выращивания ЗГК предусматривается обязательный этап подготовки семенного материала - его дезинфекция, в нашем эксперименте путем обработки 0,01%-ным раствором перманганата калия, а если учесть, что предлагаемый способ предусматривает применение аэроионной активации воздухом семян и вегетативной массы, то плесневелые грибы, как строгие аэробы, т.е. активно растущие при наличии кислорода, являются продуцентами наиболее опасных микотоксинов для сельскохозяйственных животных [14, 15].
Дезинфекция семян при выращивании ЗГК вызвана и тем, что уровень зараженности зерна сельскохозяйственных культур плесневелыми грибами и бактериями по данным многолетнего мониторинга МСХ РФ (сайт: www.мсх.ru) составляет 60-80%.
После дезинфекции семена без просушивания распределяются по вегетационной поверхности.
Для активации процесса прорастания семян известны способы обработки ультрафиолетовым облучением, химически активными веществами, электрическим и магнитным полями [4].
Одним из перспективных методов активации проращивания семян является обработка зерна электрохимически активированной (ЭХА) водой - католитом, образующимся в катодной зоне диафрагменного электролизера, который обладает биостимулирующим действием [5, 6, 7, 9] - табл.1.
В результате обработки семенного материала активированной водой - католитом энергия прорастания семян на 3-й день увеличивается в 2,3-3,4 раза. При этом наблюдается увеличение длин проростков и длин корней на 7-й день по сравнению с контролем в среднем на 8,0-14,3%.
Масса семян при обработке в католите после суточной выдержки за счет активной проницаемости покровов семян увеличилась на 64,4%, что превышает контроль на 28%.
Повреждаемость болезнями при обработке водопроводной водой была 72,1%, а активированной - нулевая.
Пример. На основе анализа ранее проведенных исследований [2, 3, 9, 10, 12] выбирают способ проращивания семян ячменя в лабораторных условиях на «Гидропонном проращивателе зерен и семян. Здоровья КЛАД» (ТУ 4738-001-67278420-2012) [13]. Технологическая схема проращивателя представлена на фиг.1.
Гидропонный проращиватель состоит из пластмассовой емкости 1 с крышкой 4, уровень жидкости при работе должен быть приблизительно в 1 см от дна решетчатой корзины 3 размером 14×14 см с семенами, объем раствора - 3 л. Отличительной особенностью технологического приема является то, что проводится гидроаэроионная активация с помощью электрического компрессора 6 модели AIR - 22000-1, производительностью 1,6 л/мин, мощностью 2,5 Вт, соединенного с распылителем 2 силиконовым шлангом 5.
После базовой подготовки к работе проращиватель закрывают крышкой и через 36-48 часов снимают. Длительность выращивания ЗГК - 7-8 дней.
Ранее проведенные многочисленные исследования показали, что аэроионная активизация семян и вегетативной массы повышает продуктивность и качество ЗГК [10].
При этом следует учесть, что, во-первых, воздух, пропущенный через обычную водопроводную воду, выходит из нее с частицами кислорода отрицательной полярности, и концентрация их значительно повышается, если используется активированная вода - католит с pH 8-9 и Eh=-350…-400 мВ. Во-вторых, происходит очистка воздуха от пыли, дыма и микрофлоры воздуха, которые являются центрами образования тяжелых положительных аэроионов (псевдоаэроионов), оказывающих неблагоприятное действие на растительные клетки и частицы белка в зерне.
Молекула кислорода воздуха, пропущенная через актированную воду, легко присоединяет к себе один или два свободных электрона, ионизируется и превращается в аэроион кислорода отрицательной полярности.
При переводе кислорода в активированное состояние действие католита, как биостимулятора, сводится к улучшению фотосинтеза, за счет его электронодонорной способности поставлять электроны растению, стимулируя при этом тканевое дыхание, физиологическую регенерацию и активность ферментов [16, 17].
3
19
19
3
4
3
-10
3
4
3
Постоянная гидроаэроионная активация в эксперименте вызвана тем, что существование легких отрицательных аэроионов кислорода равно в среднем всего 1 минуте. Концентрация их по сравнению с числом молекул в объеме 1 см воздуха (2,7*10…3,0*10) чрезвычайно мала и клеточное воздействие возможно лишь при концентрации 10…10 аэроионов в 1 см. При энергии одного аэроиона в среднем 0,5*10 эрг за время, равное 1 минуте, при концентрации 10…10 аэроионов в 1 см они создают внешний энергообмен, равный
3
3
-10
-4
E=1,6*10*10*0,5*10=0,8*10 эрг/мин,
3
где 1,6*10 - минутный объем подаваемого воздуха компрессором 6, см/мин;
3
3
10 - число отрицательных аэроионов в см;
-10
0,5*10 - энергия одного аэроиона в эрг.
2
Полученная величина энергии обеспечивает энергообмен зарядами, включающий энергию проращивания семян и роста вегетативной массы на площади корзины 3, равной 196 см.
При теоретическом обосновании эффективности гидроаэроионного способа выращивания зеленых гидропонных кормов, сведения почерпнуты из работ А.Л. Чижевского [10].
Схема опыта:
Контроль - емкость 1 гидропонного проращивателя с семенами заполняется обычной водопроводной водой, которая соответствовала требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 [11].
Опыт I - емкость 1 заполняется водным раствором католита (pH 8-9 и Eh=-350…-400 мВ), который получали путем электролиза водопроводной воды с помощью биоэлектроактиватора «Эсперо - 1» Ташкентской фирмы.
Опыт II - емкость 1 проращивателя с семенами заполняется водным раствором католита (pH 8-9 и Eh=-350…-400 мВ) со стабилизатором (желатин листовой ТУ 9219-011-99205730-08), так как известно, что электроактивированный водный раствор католита теряет свои свойства в открытой посуде и тем более при активном барботаже воздухом через 2-3 часа, какой бы первоначальный окислительно-восстановительный потенциал указанный водный раствор не имел [1, 8].
В качестве стабилизатора использовали пептид, представленный желатином в концентрации не менее 0,01 мас.% [1], что гарантирует длительную сохранность свойств водного раствора католита (Eh и pH) при проведении эксперимента в течение 7 сут., при этом раствор демонстрирует противомикробную и противогрибковую активность, с другой стороны при скармливании выращенного ЗГК животным он активизирует рост «дружественной» микрофлоры бифидобактерий и лактобацилл [1].
Материалом для эксперимента были взяты семена ячменя сорта «Донецкий 8», качество их соответствовало первому классу ГОСТ 10469-76.
2
Режим выращивания ЗГК в эксперименте: норма высева зерна - 1,5 кг/м, длительность светового дня - 23 ч/сут, освещенность - 500 лк, длительность выращивания - 7 сут. при температуре +20°C [12] и постоянном барботаже воздухом - 1,6 л/мин.
Применение питательного раствора не предусмотрено.
Полученные данные по химическому составу и питательности ЗГК из зерна ячменя сведены в табл.2.
Из результатов проведенного исследования видно, что активация проращивания семян ячменя, повышение их всхожести и энергии прорастания путем обработки семян и зеленых проростков водным раствором католита (pH 8-9, Eh=-350…-400 мВ), стабилизированным желатином (в концентрации не менее 0,01 мас.%) в сочетании с постоянным аэробным барботажем воздухом, позволило:
- повысить урожайность ЗГК по сухой массе на 10,5% по сравнению с контролем;
- при этом содержание протеина повысилось на 4,7%;
- соответственно каротина на 56%.
Данные таблиц 2 и 3 иллюстрируют, что желатин, обладая свойствами стабилизатора активности катодного раствора [1] при гидроаэроионном способе выращивания гидропонных кормов, сохраняет высокую концентрацию частиц кислорода отрицательной полярности в растворе, повышает при этом энергию прорастания семян и роста вегетативной массы.
Таким образом, самопроизвольно изменяющиеся окислительно-восстановительные свойства водного раствора католита стабилизированы в эксперименте путем растворения в нем желатина в количестве не менее 0,01 мас.%, что обеспечило сохранность полезных свойств катодного раствора (pH, Eh) и предотвратило окислительные и микробиологические реакции в течение всего периода выращивания - 7 сут.
Источники информации
1. Патент на изобретете №2234945 RU. Стабилизатор водного раствора и водосодержащего сырья с самопроизвольно изменяющимися окислительно-восстановительными свойствами / В.М. Дворников: опубликовано 27.08.2004.
2. Кандыба В.Н., Котов А.Н. Использование зеленых гидропонных кормов круглый год - реальный путь к прибыльному и экологически чистому животноводству и птицеводству. - Технология животноводства, №8 (8), 2008 г. - С.6-7.
3. Осадченко И.М., Горлов И.Ф., Харченко О.В. Использование электрохимически активированной воды при возделывании ярового ячменя. - Кормопроизводство, №8, 2007 г. - С.26-28.
4. Зайналов А.А., Летова А.Н., Четокин А.М. Использование неионизирующих электромагнитных излучений в сельскохозяйственном производстве // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, №2, 2009 г. - С.31-32.
5. Бутко М.П., Фролов В.С., Тиганов В.С. Применение злектрохимически активированных растворов хлорида натрия для санации объектов АПК. - Веткорм, №1, 2007 г. - С.25-27.
6. Джурабов М. Применение электроактивированной воды в сельском хозяйстве. - Механизация, электрификация сельского хозяйства, №11, 1986 г. - С.51-53.
7. Калунянц К.А., Кочеткова А.А., Сушенкова O.А., Садова А.И., Филатова Т.В. Интенсификация технологических процессов обработки зерна электрохимическим воздействием. // Совещание по электрохимической активации сред. Тезисы докладов. - Всесоюзное химическое общество км. Д.И. Менделеева, 1987. - С.83.
8. Патент на изобретение №2155717 RU. Способ безреагентного изменения физико-механических свойств воды и/или водных растворов / В.М. Бахир: опубликовано 10.09.2000.
9. Патент на изобретение №2429592 RU. Способ выращивания зеленых гидропонных кормов / С.А. Мирошников, Т.Д. Дерябина и др.: опубликовано 27.09.2011.
10. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. - М: Госпланиздат, 1960. - 758 с.
11. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода, - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. - 2002. - 103 с.
12. Кругляков Ю.А. Оборудование для непрерывного выращивания зеленого корма гидропонным способом. - М.: ВО «Агропромиздат», 1991. - С.11-13.
13. Руководство по эксплуатации «Гидропонный проращиватель зерен и семян «Здоровья КЛАД», изготовитель ООО «Стаксель», РФ.
14. Монастырский О.А. Токсикообразующие грибы, паразитирующие на зерне. - Агро XXI. - 2011. №11. - С.6-7.
15. Билай В.И. Фузарии. - Киев: «Наукова думка». - 1977. - 444 с.
16. Патент на изобретение №2349071 RU. Способ обработки озимой пшеницы / Э.А. Александрова, Р.М. Герчаулова, Г.А. Шрамко, Т.В. Князева: опубликовано 20.03.2009.
17. Патент на изобретение №2349072 RU. Способ некорневой подкормки озимой пшеницы / Э.А. Александрова, Р.М. Герчаулова, Г.А. Шрамко, О.С. Шишкова: опубликовано 20.03.2009.
Таблица 1
Влияние способа обработки семян на эффективность их проращивания
Показатели
замачивание семян
в водопроводной воде (контроль)
в активированной воде (опыт)
Характеристика водного раствора
Eh=+260 мВ, pH 6,7
Eh=-350…-400 мВ, pH 8-9
Энергия проращивания (% проросших семян на 3-й день)
80 (6% с корешками ≥10 мм)
88 (23% с корешками ≥10 мм)
Всхожесть (% проросших семян на 7-й день)
93
95
Длина проростков на 7-й день, мм
80 мм - 75%
90 мм - 80%
55 мм - 18%
55 мм - 15%
Длина корней на 7-й день, мм
75 мм - 75%
75 мм - 85%
65 мм - 13%
65 мм - 10%
Масса 100 семян, г
до замачивания
4,67
4,52
после суточной выдержки
7,02
7,43
Таблица 2
Химический состав и питательность ЗГК из зерна ячменя
Показатели
Значение показателя
контроль
опыт I
опыт II
Выход сухого вещества при норме закладки зерна 1,5 кг/м<sup>2</sup>, кг/м<sup>2</sup>
1,05
0,10
1,16
Зола, %
5,1
5,2
6,5
Жир, %
2,6
3,0
3,5
Протеин, %
20,0
21,0
24,7
Клетчатка, %
15,4
19,0
17,0
Кальций, %
0,44
0,46
0,44
Фосфор, %
0,24
0,39
0,38
Энергетический эквивалент, МДж/кг
9,9
9,9
10,0
Питательность, корм. ед/кг
0,7
0,6
0,73
Кароин, мг/кг
10,0
10,2
15,6
Таблица 3
Характеристика окислительно-восстановительных свойств одного раствора при гидроаэроионном выращивании гидропонных кормов
Показатели
Значение показателя
Контроль
Опыт I
Опыт II
начальное
через 7 сут
начальное
через 7 сут
начальное
через 7 сут
Ph
6,7
8,12
8,6
7,97
8,62
7,92
Eh, мВ
+250
+150
-350
+260
-350
-250