Сельское хозяйство / Технология сохранения и переработки с/х продукции

К.с.-х.н. Костин А.Е.

Детско-юношеский центр «Единство», МОУ «СОШ № 22» г.Вологды

К.с.-х.н. Авдеев Ю.М.

Вологодская государственная молочнохозяйственная академия

имени Н.В. Верещагина

Интенсивность газовыделения в процессе хранения зерна в условиях герметизации

Для изучения влияния биологических добавок на интенсивность газовыделения зерновой массы брали зерно ячменя влажностью от 25,3 до 30,2%. (табл. 1).

Таблица 1 - Влияние способа внесения луговой травы в качестве добавки в массу зерна 25,3%-ной влажности на изменение её органолептических показателей

Вид

добавки

Сроки наблюдений с момента закладки опыта,  сут.

С измельчением плющёного зерна

Без измельчения целого зерна

послойное внесение

тщательное перемешивание

послойное внесение

тщательное перемешивание

Влажность, %

25,3

30,2

25,3

30,2

25,3

30,2

25,3

30,2

хвоя сосны

1

1,7

2,9

1,8

3,0

1,5

2,5

1,6

2,8

3

1,0

1,4

0,8

0,5

1,2

1,6

1,1

1,0

5

0

0

0,3

0

0,6

0,3

0,5

0

7

0

0

0

0

0,3

0

0,1

0

хвоя ели

1

1,6

2,7

1,7

1,4

1,4

1,2

1,6

1,5

3

1,1

1,3

0,5

0,3

1,0

1,1

1,3

1,3

5

0,4

0

0,3

0

0,4

0,2

0,4

0

7

0,1

0

0

0

0,1

0

0,1

0

мох-сфагнум

1

2,3

2,5

2,2

2,5

2,4

2,6

2,1

2,4

3

1,3

1,6

1,9

2,0

1,6

1,8

1,7

1,8

5

0,8

0,9

0,9

1,0

1,0

1,2

1,0

1,1

7

0,1

0

0

0

0,7

0,3

0,5

0,1

луговая трава

1

2,1

2,3

2,2

2,7

1,0

2,2

2,0

2,4

3

1,5

0,5

0,6

0,2

1,0

0,7

0,4

0,3

5

0,5

0

0,1

0

0,4

0,2

0,2

0,1

7

0

0

0

0

0,2

0

0

0

контроль (без добавок)

1

2,0

1,5

2,1

2,5

0,9

2,1

1,8

2,3

3

1,9

1,3

2,0

2,1

0,8

1,9

1,6

2,0

5

1,7

1,2

1,8

1,9

0,6

1,8

1,5

1,8

7

1,5

0,9

1,5

1,6

0,7

1,6

1,3

1,7

Данные таблицы 1 показывают, что все виды используемых биодобавок, интенсивно расходующих кислород из межзерновых пространств в герметической ёмкости, обеспечивали прекращение газовыделения на 2-3 суток раньше чем в контроле (без добавок). Зерно в конце опыта имело хорошие органолептические показатели, сохранило первоначальный цвет, и не имело посторонних запахов. Наиболее интенсивно и быстро процесс газовыделения наблюдается с добавками хвои сосны и брали в дозе 3% от массы зерна в герметической колбе,  влажностью зерна 25,3%. Схожие результаты были получены нами,  на основании ранее проведённых исследований (Капустин и др. 2010). Остальные добавки оказались менее эффективными, по быстроте, по сравнению с контролем израсходованный кислород из ячменного зернового пространства в герметически закрытых ёмкостях (таблица 1).

Часть вариантов на интенсивность газовыделения мы закладывали в зависимости от влажности целого и плющёного зерна ячменя от 18 до 35% с различными видами биодобавок, ускоряющих расходование кислорода из межзернового пространства в герметичных условиях.

Закладу вариантов производили при комнатной температуре. Биодобавки вносили в стеклянные колбы в %-ном соотношении от 0,5 до 10% от массы зерна ячменя в ёмкости. Результаты сравнивали с контролем различной влажности без добавок. Биодобавки вносили с зерновой массой в колбу двумя способами: послойное внесение биодобавки и зерна; тщательное перемешивание биодобавки с зерном.

Для опыта использовали зерновую массу двух типов: целое зерно;  расплющенное зерно (табл. 2,3).

Таблица 2 – Интенсивность газовыделения плющёного ячменя в зависимости от влажности зерна и времени нахождения в герметичных условиях, мл

Влажность зерна, %

Время нахождения в герметичных условиях,  сут

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Вид добавки: трава луговая

17,8-18,2

1,6

1,7

1,5

1,4

1,3

1,3

1,2

0,4

0,1

0

19,7-20,3

2,0

0,7

0,6

0,3

0,2

0,1

0

0

0

0

24,8-25,2

2,2

0,4

0,6

0,4

0

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,7

1,4

0,2

0

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

2,8

1,6

0,2

0

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя сосны

17,8-18,2

1,8

1,6

1,6

1,5

1,3

1,0

0,7

0,5

0,2

0

19,7-20,3

2,5

2,3

2,1

1,7

0,4

0,1

0

0

0

0

24,8-25,2

1,8

0,4

0,8

0,3

0

0

0

0

0

0

29,7-30,3

3,0

0,9

0,5

0,1

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

3,1

0,9

0,2

0,1

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя ели

17,8-18,2

1,2

1,1

1,1

0,8

0,5

0,5

0,5

0,2

0,1

0

19,7-20,3

1,8

1,6

1,5

1,0

0,8

0,2

0

0

0

0

24,8-25,2

1,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,1

0

0

0

0

29,7-30,3

1,4

0,7

0,3

0,1

10

0

0

0

0

0

34,8-35,2

2,8

1,1

0,3

0,1

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя сосны и ели + мох

17,8-18,2

1,5

1,3

1,7

1,3

1,0

0,7

0,7

0,2

0,1

0

19,7-20,3

2,0

1,6

1,0

0,5

0,2

0,1

0

0

0

0

24,8-25,2

3,0

1,6

0,5

0

0

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,6

2,3

1,8

0,4

0,2

0

0

0

0

0

34,8-35,2

3,3

2,0

0,3

0

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: мох

17,8-18,2

1,4

1,3

1,3

1,1

1,0

1,2

0,7

0,5

0,5

0,2

19,7-20,3

1,7

1,3

0,6

0,3

0,2

0,2

0,1

0

0

0

24,8-25,2

2,2

2,0

1,9

1,6

1,0

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,5

2,3

2,0

1,7

1,0

0,3

0,1

0

0

0

34,8-35,2

2,6

2,4

1,4

0,3

0,2

0

0

0

0

0

Вид добавки: крапива

17,8-18,2

1,7

1,4

1,0

2,6

2,5

1,0

0,7

0,5

0

0

19,7-20,3

2,0

1,8

1,6

0,6

0,5

0,3

0

0

0

0

24,8-25,2

2,0

0,7

0,6

0,5

0

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,6

1,4

0,1

0

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

2,9

1,3

0,5

0

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: кипрей

17,8-18,2

2,2

2,2

2,0

1,9

1,8

1,6

0,6

0,5

0,2

0,2

19,7-20,3

0,6

0,3

0,4

0,2

0,2

0,1

0,1

0

0

0

24,8-25,2

0,2

0,2

0,7

0,4

0,3

0

0

0

0

0

29,7-30,3

1,0

0,8

0,3

0,2

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

1,3

0,5

0,4

0,1

0

0

0

0

0

0

Таблица 3 – Интенсивность газовыделения целого ячменя в зависимости от влажности зерна и времени нахождения в герметичных условиях, мл

Влажность зерна, %

Время нахождения в герметичных условиях,  сут

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Вид добавки: трава луговая

17,8-18,2

1,8

1,7

1,3

1,0

0,9

0,6

0,4

0,3

0,1

0

19,7-20,3

1,8

1,5

1,2

0,6

0,5

0,3

0,2

0

0

0

24,8-25,2

2,0

0,3

0,4

0,4

0,2

0,1

0

0

0

0

29,7-30,3

2,4

1,6

0,3

0,2

0,1

0

0

0

0

0

34,8-35,2

2,9

0,6

0,2

0,1

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя сосны

17,8-18,2

1,6

1,4

1,3

0,9

0,9

0,6

0,5

0,2

0,2

0

19,7-20,3

1,8

1,3

0,8

0,5

0,5

0,3

0,2

0,1

0

0

24,8-25,2

1,6

1,4

1,1

0,8

0,5

0,3

0,1

0

0

0

29,7-30,3

2,8

1,6

1,0

0,7

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

3,4

2,6

1,7

0,6

0,2

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя ели

17,8-18,2

1,7

1,3

1,3

0,7

0,8

0,5

0,4

0,3

0,3

0

19,7-20,3

1,7

1,2

1,1

0,9

0,6

0,4

0,2

0,1

0

0

24,8-25,2

1,6

1,4

1,3

0,8

0,4

0,3

0,1

0

0

0

29,7-30,3

1,5

1,8

1,3

0,5

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

2,3

2,4

1,6

0,5

0,3

0

0

0

0

0

Вид добавки: хвоя сосны и ели + мох

17,8-18,2

1,9

1,6

1,3

1,1

1,0

0,4

0,1

0,2

0,2

0

19,7-20,3

2,4

2,0

1,6

1,1

1,0

0,2

0

0

0

0

24,8-25,2

2,6

1,6

1,1

0,5

0,2

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,8

1,6

1,0

0,3

0

0

0

0

0

0

34,8-35,2

3,6

3,0

0,9

0,1

0

0

0

0

0

0

Вид добавки: мох

17,8-18,2

2,2

2,0

1,5

1,6

0,9

0,8

0,4

0,2

0,2

0,2

19,7-20,3

2,4

1,9

1,7

1,1

1,0

0,5

0,5

0,3

0

0

24,8-25,2

2,1

1,9

1,7

1,4

0

0,9

0,5

0,2

0

0

29,7-30,3

2,4

1,8

1,1

0,1

0,1

0,1

0

0

0

0

34,8-35,2

2,5

2,0

2,0

0,7

0,2

0

0

0

0

0

Вид добавки: крапива

17,8-18,2

1,6

1,4

1,6

1,0

0,5

0,3

0,4

0,1

0

0

19,7-20,3

1,7

1,4

1,0

1,1

0,9

0,8

0,3

0

0

0

24,8-25,2

1,9

1,7

1,3

0,6

0,5

0

0

0

0

0

29,7-30,3

2,3

1,8

0,4

0,1

0,1

0

0

0

0

0

34,8-35,2

3,3

3,0

1,1

0,6

0,1

0

0

0

0

0

Вид добавки: кипрей

17,8-18,2

0,5

0,6

0,8

0,5

0,3

0,2

0,1

0,2

0,1

0,1

19,7-20,3

0,4

0,6

0,3

0,2

0,1

0,2

0,1

0,1

0

0

24,8-25,2

0,5

0,4

0,4

0,2

0,2

0,1

0,1

0

0

0

29,7-30,3

0,6

0,5

0,3

0,2

0,2

0,1

0

0

0

0

34,8-35,2

0,8

0,6

0,3

0,2

0,1

0,1

0

0

0

0

Наиболее интенсивно процесс газовыделения (табл. 2,3) наблюдался в расплющенном зерне ячменя влажностью 29,7-30,3% с добавками хвои сосны и луговой травы, заложенной в виде отрезков длиной в 1 см. В вариантах с целым зерном процессы газовыделения происходили несколько более медленно, ввиду меньшего соприкосновения поверхностей фуражного зерна ячменя, а чем меньше поверхность соприкосновения зерен,  тем медленнее идут процессы дыхания – окисления,  несмотря на внесение в зерновую массу добавок, интенсивно расходующих кислород из межзернового пространства. В предыдущих опытах мы выделили оптимальную дозу добавок, в большей степени ускоряющей расходование кислорода из межзернового пространства в герметически закрытой ёмкости – 3% от массы зерна в банке. При меньшем % добавок интенсивность газовыделения замедляется, а промежуток между началом и концом процесса удлиняется. Больший процент (10%) хорошо ускоряет расход кислорода из межзернового пространства в герметической ёмкости, но он экономически не выгоден, т.к. необходимо много времени и энергии на доставку, переработку и подготовку её в внесению в ёмкость вместе с зернофуражом, поэтому оптимальный % добавки - 3%. После определения оптимальной % дозы добавки, вносимой на длительное хранение влажного фуражного зерна, мы закладывали варианты данной дозы различных биодобавок в оптимальном соотношении (3%) на 3-х зерновых культурах для сравнения: ячменя; овса; пшеницы и сравнивали интенсивность газовыделения с контрольными вариантами (без внесения биодобавок) при оптимальной 24,8-25,2% влажности в герметичной ёмкости. Интенсивность газовыделения проводили параллельно на целом и расплющенном зерне влажностью 24,8-25,2% (при влажности зерна менее 25% интенсивность его дыхания замедлялась, зерно быстрее портилось, т.к. в нём успевали вырасти колонии одноклеточных плесневых грибов; а в зерне влажностью более 30% шли процессы брожения, а не его сохранения. В таком зерне накапливались нежелательные метаболитические процессы для кормления животных; в нём ухудшились органолептические показатели,  зерно приобретало кислый вкус и запах (табл. 4,5).

Таблица 4 – Интенсивность дыхания зерна в зависимости от его вида при оптимальной дозе добавок и влажности 25,2% (плющёное зерно), мл

Вариант

Сутки

1

2

3

4

5

6

7

Контроль

Ячмень

0,2

0,3

0,1

0,2

0,3

0,1

0,2

Овёс

0,6

0,7

0,6

0,5

0,4

0,5

0,3

Пшеница

0,8

0,9

1,0

0,8

0,9

0,7

0,6

Луговая трава

Ячмень

2,2

0,4

0,6

0,4

0

0

0

Овёс

2,4

2,2

0,5

0,3

0

0

0

Пшеница

0,6

0,5

0,4

0,2

0

0

0

Сосна

Ячмень

1,8

0,4

0,8

0,3

0

0

0

Овёс

1,9

0,6

0,5

0,2

0

0

0

Пшеница

0,8

0,7

0,3

0,1

0

0

0

Ель

Ячмень

1,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,1

0

Овёс

1,8

1,5

0,5

0,5

0,2

0,1

0

Пшеница

0,6

0,3

0,2

0,2

0,1

0,1

0

Крапива

Ячмень

2,0

0,7

0,6

0,5

0

0

0

Овёс

2,3

2,2

0,7

0,3

0

0

0

Пшеница

0,9

0,6

0,3

0,2

0

0

0

Смесь хвои и мха

Ячмень

3,0

1,6

0,5

0

0

0

0

Овёс

3,3

3,0

1,5

0,4

0

0

0

Пшеница

1,0

0,7

0,4

0,3

0

0

0

Из данных таблиц 4,5 видно, что при оптимальной дозе биодобавок (3%),  вносимой в герметическую ёмкость с зернофуражом, влажностью 25,2%,  все испытуемые злаковые культуры интенсивно «теряли» кислород из межзернового пространства в герметической ёмкости в течение короткого времени,  тем самым сохраняя влажное зерно от порчи на длительный срок.

Наибольшей интенсивностью газовыделения обладает плющёное зерно,  т.к. после его плющения, в нём дополнительно протекают процессы ферментации и частичного разложения полимерных молекул на менее простые остатки. В свою очередь – это ведёт к повышенной усвояемости корма сельскохозяйственными животными и лучшей его поедаемости в стойловый период.

Таблица 5 – Интенсивность дыхания зерна в зависимости от его вида при оптимальной дозе добавок и влажности 25,2% (целое зерно), мл

Вариант

Сутки

1

2

3

4

5

6

7

Контроль

Ячмень

1,3

1,6

1,0

1,1

0,8

1,0

0,7

Овёс

1,4

1,5

1,3

1,1

1,0

0,9

0,8

Пшеница

1,0

1,1

0,8

0,6

0,7

0,5

0,8

Луговая трава

Ячмень

2,0

0,3

0,4

0,4

0,2

0,1

0

Овёс

2,2

1,8

0,6

0,4

0,1

0,1

0

Пшеница

0,5

0,5

0,4

0,4

0,1

0,1

0

Сосна

Ячмень

1,6

1,4

1,1

0,8

0,5

0,3

0,1

Овёс

1,8

1,5

1,0

1,1

0,6

0,4

0,2

Пшеница

0,7

0,5

0,4

0,2

0,2

0,1

0,1

Ель

Ячмень

1,6

1,4

1,3

0,8

0,4

0,2

0,1

Овёс

1,8

1,5

1,4

0,9

1,0

0,3

0,2

Пшеница

0,8

0,7

0,5

0,3

0,3

0,3

0,2

Крапива

Ячмень

1,9

1,7

1,3

0,6

0,5

0

0

Овёс

2,3

2,0

1,7

1,6

0,4

0

0

Пшеница

0,9

0,8

0,6

0,5

0,3

0

0

Смесь хвои и мха

Ячмень

2,8

1,6

1,0

0,3

0

0

0

Овёс

2,9

2,8

1,9

0,4

0

0

0

Пшеница

0,7

0,6

0,4

0,2

0,2

0

0

В заключении приведём рекомендуемые дозы биодобавок, которые в короткий срок хранения влажного зернофуража, обеспечивали образование анаэробных условий (табл. 6).

Таблица 6 - Дозы добавок, обеспечивающие создание анаэробных условий в течение 3-6 суток (прекращение дыхания – газовыделения) после помещения зерна в герметичную ёмкость.

Вид добавки

Влажность

зерна, %

Срок

создания

анаэробных

условий

Доза в %

от массы

сырого зерна

1

Луговая трава

30,3

3 дня

3

2

Луговая трава

25,2

5 дней

3

3

Смесь крапивы двудомной и кипрея узколистного

25,2

3 дня

3

4

Крапива двудомная

30,3

4 дня

3

5

Крапива двудомная

25,2

6 дней

3

6

Мох-сфагнум

25,2

6 дней

3

7

Хвоя ели

25,2

4 дня

3

8

Хвоя сосны

30,3

3 дня

3

9

Хвоя сосны

25,2

4 дня

3

Согласно таблице 6 наилучшими консервантами среди изучаемых добавок являются трава луговая при влажности сырья 30,3%, смесь крапивы и кипрея при влажности зерна 25,2% и хвоя сосны при влажности зерна при закладке на хранение 30,3%. Оптимальная доза вносимых добавок составляет 3% от массы сырья. При внесении перечисленных добавок через 3 дня в опытных пробах были созданы анаэробные условия.

Сделаем основные выводы:

1) Важнейшим условием сохранности влажного фуражного зерна в герметических условиях является быстрое израсходование кислорода из межзернового пространства в герметической ёмкости.

2) При влажности зернофуража 25,2-30,3% и температуре +18+200С,  характерной для уборочного периода,  кислород в зерновой массе почти полностью (до 0,1%) расходуется за 3-4 суток,  а содержание углекислого газа составляет 90-95%.

3) Наиболее быстро кислород расходуется с добавлением хвои сосны, клеверо-тимофеевочной смеси и крапивы двудомной в дозе 3% от массы расплющенного зерна в герметической ёмкости.

4) Однако,  все виды биодобавок интенсивно расходовали кислород из межзернового пространства в герметической ёмкости.