Результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности применения УФ облучения, СВЧ обработки и искусственного освещения при проращивании зерна пшеницы и ячменя на витаминный корм

Вендин Сергей Владимирович; Саенко Юрий Васильевич; Страхов Владимир Юрьевич

УДК 631.363:636.086.5

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УФ-ОБЛУЧЕНИЯ, СВЧ-ОБРАБОТКИ И ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРИ ПРОРАЩИВАНИИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ НА ВИТАМИННЫЙ КОРМ

В условиях промышленного содержания животных для получения высоких показателей их продуктивности важно обеспечить сбалансированное кормление. На современных комплексах свиней содержат безвыгульно и выдают им только комбикорма, при этом животные испытывают недостаток в витаминах. Недостаток витаминов у свиней ведёт к снижению темпов роста, могут наблюдаться отклонения в развитии, а у животных репродуктивного возраста снижается качество воспроизводства. Как показывает практика, одним из простых, доступных и недорогих способов повышения витаминной полноценности рационов животных может быть использование пророщенного зерна пшеницы и ячменя. Получение и использование пророщен-ного зерна в качестве витаминной кормовой добавки к кормовым смесям может быть реализовано либо на основе единой технологической линии, либо с использованием отдельных машин и оборудования. Эффективность проращивания зерна определяется предпосевной обработкой семян и внешними факторами при развитии ростков, в т.ч. условиями искусственного освещения. В статье приведены результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности различных способов предпосевной обработки семян (с применением замачивания в перманганате калия, ультрафиолетового облучения, СВЧ-обработки), а также эффективности применения различных типов источников оптического излучения (светодиодные, люминесцентные, лампы накаливания) для искусственного освещения ростков при проращивании зерна пшеницы и ячменя. В качестве критерия оптимизации принималась длина ростков зерна после пяти суток проращивания. Сравнение удельных показателей дало основание полагать, что с позиций эффективности световой энергии от различных источников света наилучшими являются светодиодные лампы (1216,22 Лмсут/мм), далее следуют лампы накаливания (1500,00 Лмсут/мм) и менее эффективными являются люминесцентные лампы 4076,92 Лмсут/мм). Однако с экономических позиций - потребленной электроэнергии - лучшие показатели у светодиодных ламп (13,51 ЛмВтсут/мм), среднее электропотребление у люминесцентных ламп (69,23 ЛмВтсут/мм) и максимальное электропотребление у ламп накаливания (133,33 ЛмВтсут/мм).

Ключевые слова: пророщенное зерно, длина ростков, СВЧ-обработка зерна, ультрафиолетовое облучение зерна, освещение зерна при проращивании.

In conditions of industrial maintenance of animals to obtain high rates of their productivity, it is important to ensure balanced feeding. On modern complexes, pigs are free-flowing and only feed is given to them, while animals lack vitamins. Lack of vitamins in pigs leads to a decrease in growth rates, developmental abnormalities can be observed, and in animals of reproductive age the quality of reproduction decreases. As practice shows, one of the easiest available and inexpensive ways to increase the vitamin usefulness of animal diets can be the use of germinated wheat and barley. Production and use of germinated grain as a vitamin feed additive to feed mixtures, which can be realized either on the basis of a single technological line, or using separate machines and equipment. The effectiveness of grain germination is determined by the pre-sowing treatment of seeds and external factors during the development of sprouts, incl. artificial lighting conditions. The article presents the results of experimental studies to assess the effectiveness of various methods of seed treatment of seeds (using soaking in potassium permanganate, ultraviolet radiation, microwave processing), as well as the effectiveness of various types of optical radiation sources (LED, fluorescent, incandescent lamps) for artificial lighting sprouts when germinating wheat and barley. The length of grain germination after five days of germination was taken as the optimization crite-rion.Comparison of specific indicators gave reason to believe that from the standpoint of the efficiency of light energy from different light sources, LED lamps (1216,22 Lm ■ day / mm) are best, then incandescent lamps follow (1500,00 Lm ■ day / mm) and fluorescent lamps (4076,92 lm ■ day / mm) are less effective. However, from an economic point of view, the consumed electricity is the best in LED lamps (13,51 Lm ■ W ■ day / mm), the average power consumption of fluorescent lamps (69,23 Lm ■ W ■ day / mm) and the maximum power consumption of incandescent lamps (133,33 Lm ■ W ■ day / mm).

Keywords: germinated grain, sprout length, microwave processing of grain, ultraviolet irradiation of grain, grain lighting during germination.

Введение. В условиях промышленного содержания животных одним из условий получения высоких показателей продуктивности является сбалансированное кормление. На современных комплексах свиней содержат безвыгульно и выдают им только комбикорма, поэтому потребность животных в естественных белках, витаминах возрастает [1]. Недостаток в этих веществах у свиней ведёт к снижению темпов роста, также могут наблюдаться отклонения в развитии. У животных репродуктивного возраста снижается качество воспроизводства.

Эффективное современное свиноводство связано с использованием высокопродуктивных животных

и обеспечением их полноценными кормами, содержащими необходимые вещества и особенно витамины.

Как показывает практика, одним из простых, доступных и недорогих способов повышения витаминной полноценности рационов животных может быть использование пророщенного зерна ячменя. Проращивание зерна ячменя до длины ростков полтора-два сантиметра способствует увеличению количества витаминов. Это благотворно влияет на физическое состояние организма животного, животные более полно поедают корма.

Обзор технологий и оборудования для проращивания зерна. Согласно принятым технологиям, перед проращиванием зерна на витаминный корм не-

обходимо провести его обеззараживание с целью удаления микрофлоры, которая приводит к его загниванию и порче во время проращивания. Обеззараживание зерна может быть выполнено различными способами: химический (в 0,05% растворе перманганата калия), физический (УФ-облучение), СВЧ-обработка [2]. Последний вид обработки позволяет наряду с обеззараживанием проводить стимуляцию зерна, что увеличивает дружность проращивания и повышает энергию роста зерна.

Пророщенное зерно используется в качестве витаминной кормовой добавки к кормовым смесям, что может быть реализовано либо на основе единой технологической линии, либо с использованием отдельных машин и оборудования. Предложенная в работах [3, 4] технологическая линия состоит из последовательно соединенного между собой различного оборудования: бункеров, загрузочного шнека, конвейера для проращивания зерна, конвейерной сушилки, воздуховодов, вентиляторов, наклонного трубопровода, дробилки, шнекового дозатора, бункера-накопителя, спирального транспортера, тросово-шайбового конвейера, электродвигателя с редуктором, окон, смесителя-раздатчика, кормушки.

Кроме предпосевной обработки семян на эффективность развития ростков влияют различные факторы, одним из которых является освещённость ростков при проращивании.

Известно, что свет играет большую роль в жизни растений [2]. При помощи света и зеленого вещества листа растения (хлорофилла) происходит процесс фотосинтеза - накопления углеводов из углекислоты воздуха в виде зеленой массы растений и плодов. В зимний период, когда солнце не дает достаточного по интенсивности и продолжительности освещения, в остекленных теплицах и оранжереях естественное освещение можно заменить искусственным.

Искусственное освещение может быть реализовано двумя способами: дополнять естественное освещение (досвечивание) или устанавливать, как единственный источник света. С точки зрения экономии затрат наиболее предпочтителен первый способ (досве-чивание) [2].

На сегодняшний день в научной литературе нет однозначного подхода относительно выбора интенсивности и длительности освещения при выращивании растений в условиях светокультуры. Выбор режимов освещения зависит как от вида растений, целей их выращивания, так и от ряда других факторов, среди которых большую роль играют оптические свойства растений [2].

Ниже приведены результаты экспериментальных исследований по оценке влияния различных видов воздействия на эффективность проращивания зерна, как при предпосевной обработке, так и в процессе проращивания зерна.

Результаты исследований. Экспериментальные исследования проводились с целью оценки влияния различных видов воздействия на эффективность проращивания зерна как при предпосевной об-

работке, так и в процессе проращивания зерна. В качестве объекта исследований были использованы семена пшеницы и ячменя.

Комплекс проводимых исследований включал два этапа: исследование различных видов предпосевной обработки (обеззараживания) и оценку эффективности различных типов источников искусственного освещения при проращивании зерна.

Оценку эффективности различных видов предпосевной обработки и различных типов источников искусственного освещения при проращивании зерна проводили на основе определения длины ростков зерна.

Обобщённая методика проведения экспериментов состояла в проведении ряда опытов.

Опыт 1 (контрольный)

1. Проращивание зерна с применением орошения или замачивания зерна и освещения. Время проращивания пять суток.

2. Ежедневное измерение длины ростков в течение пяти суток.

В первом опыте проводили проращивание зерна без предварительной подготовки, предварительно трое суток влажное зерно выдерживали без света. Затем в течение пяти суток периодически орошали зерно и одновременно освещали. Для освещения использовали светодиодную лампу мощностью 4 Вт, освещенность составляла, 730-750 лк, время освещения в течение суток составляло 14 часов.

Опыт 2

1. Обработка зерна в 0,05% перманганате калия.

2. Проращивание зерна с применением орошения или замачивания зерна и освещения. Время проращивания - пять суток.

3. Ежедневное измерение длины ростков в течение пяти суток.

Во втором опыте зерно замачивали в 0,05% перманганате калия в течение 12 часов, затем трое суток влажное зерно выдерживали без света. Затем периодически орошали и освещали зерно в течение пяти суток. Для освещения использовали светодиодную лампу мощностью 4 Вт, освещенность составляла 730-750 лк, время освещения в течение суток составляло 14 часов.

Опыт 3

1. Обработка зерна с использованием УФ-облу-чения - 10 минут.

2. Проращивание зерна с применением орошения или замачивания зерна и освещения. Время проращивания - пять суток.

3. Ежедневное измерение длины ростков в течение пяти суток.

При проведении третьего опыта обработку зерна выполняли ультрафиолетовым облучением спектр «С» в течение 15 минут. Затем трое суток влажное зерно выдерживали без света. Проращивали зерно путём проведения периодического орошения и одновременного освещения зерна в течение 14 часов. Время прорастания зерна - пять суток.

Опыт 4

1. Обработка зерна СВЧ-облучением.

2. Проращивание зерна с применением орошения или замачивания зерна и освещения. Время проращивания - пять суток.

3. Ежедневное измерение длины ростков в течение пяти суток.

При проведении четвёртого опыта проводили предварительную СВЧ-обработку зерна, время предварительной обработки составляло от 40 до 60 сек при удельной мощности от 0,83 до 1,7 кВт/кг [9, 10, 11]. В качестве источника электромагнитных излучений использовали магнетрон непрерывного генерирования с частотой 2450 ± 50 МГц. Длина волны А = 12 см. Об-

работка проводилась по методике двухфакторного эксперимента. Изменение удельной мощности получали путём установки под облучатель балласта разной массы.

Во всех опытах влажное зерно в течение трех суток выдерживали без света. Затем проращивали зерно путём проведения периодического замачивания обработанного зерна и одновременного освещения зерна в течение 14 часов. Общее время проращивания зерна во всех четырёх опытах составляло 120 часов.

В качестве критерия оптимизации принимали длину ростков зерна после пяти суток проращивания.

Результаты обработки по опытам № 1, № 2, № 3 приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты обработки по опытам № 1, № 2, № 3

Наименование параметра № опыта

1 2 3

Длина ростков, мм, после ста двадцати часов проращивания 7-9 10-12 12-15

Результаты обработки по опыту 4 приведены в таблицах 2, 3.

На основе результатов двухфакторного эксперимента по опыту 4 с применением предпосевной СВЧ-обработки (таблицы 2, 3) с помощью программы «Microsoft Excel» были определены численные значе-

ния коэффициентов уравнения регрессии по влиянию воздействующих факторов на длину ростков зерна 1рост после пяти суток проращивания.

Таблица 2 - План проведения эксперимента с семенами пшеницы

№ Общая масса, кг, m Масса балласта, кг, m0 Масса семян, кг, me Экспозиция, сек, т Нач. темпер. семян, °С tû Конеч. темпер. семян, °С tK Разница темпер., °С At Удельная мощность, кВт/кг, Руд Скор. нагрева, °С/сек,0 Длина ростков зерна, мм

1 625 585 40 40 (-) 22,5 48 25,5 0,83 0,64 18

2 417 377 40 40 (-) 22,5 49 26,5 1,17 0,66 9

3 625 585 40 60 (+) 22,5 55 32,5 0,83 0,54 7

4 417 377 40 60 (-) 22,5 58 35,5 1,17 0,59 8

5 500 460 40 50 (0) 22,5 49 26,5 1 0,53 8

Полученное на основе данных таблицы 2 уравнение регрессии влияния параметров СВЧ-воздейст-

вия на рост семян пшеницы в натуральных значениях факторов имеет вид:

1рост 1= - 108,62 + 1,87^+159,19 Руд-0,005^21,323^ Руд -51,9 Руд2.

(1)

Коэффициент корреляции для данного уравнения регрессии составляет Р=75,64%.

Коэффициенты уравнения являются значимыми, адекватность модели удовлетворяет критерию Фишера.

Анализ уравнения регрессии (1) показывает, что наибольшая длина ростков пророщенного зерна пше-

ницы в области исследуемых факторов составляет 15-18 мм и достигается при ^-экспозиции 55-58 сек., Руд = 1,1-1,12 кВт/кг.

Полученное на основе данных таблицы 3 уравнение регрессии влияния параметров СВЧ-воздей-ствия на рост семян ячменя в натуральных значениях факторов имеет вид:

1рост 2= 176,18 - 2,304 te - 200,63 Руд + 0,0067tc2 + 1,47tc Руд + 57,67 Руд2.

(2)

Таблица 3 - План проведения эксперимента с семенами ячменя

№ Общая масса, кг, m Масса балласта, кг, m0 Масса семян, кг, mC Экспозиция, сек, т Нач. темпер. семян, °С tû Конеч. темпер. семян, °С tK Разница темпер., °С At Удельная мощность, кВт/кг, Руд Скор. нагрева, °С/сек,0 Длина ростков зерна, мм

1 625 585 40 40 (-) 22,5 43 25,5 0,83 0,51 12

2 417 377 40 40 (-) 22,5 45 22,5 1,17 0,56 9

3 625 585 40 60 (+) 22,5 47 32,5 0,83 0,41 8

4 417 377 40 60 (-) 22,5 55 32,5 1,17 0,54 8

5 500 460 40 50 (0) 22,5 49 26,5 1 0,53 16

Коэффициент корреляции для данного уравнения регрессии составляет R=87,79%.

Коэффициенты уравнения являются значимыми, адекватность модели удовлетворяет критерию Фишера.

Анализ уравнения регрессии (2) показал, что наибольшая длина ростков пророщенного зерна ячменя в области исследуемых факторов составляет 1216 мм и достигается при ^экспозиции 48-50 сек., Руд = 0,96-1,04 кВт/кг.

Далее была проведена оценка влияния конечной температуры и скорости предпосевного СВЧ-нагрева на развитие ростков пшеницы и ячменя.

Коэффициент корреляции для данного уравнения регрессии составляет R=90,37%.

Коэффициенты уравнения являются значимыми, адекватность модели удовлетворяет критерию Фишера.

Анализ уравнения регрессии (3) показал, что наибольшая длина ростков зерна пшеницы в области

Коэффициент корреляции для данного уравнения регрессии составляет R=98,61%.

Коэффициенты уравнения являются значимыми, адекватность модели удовлетворяет критерию Фишера.

Анализ уравнения регрессии (4) показал, что наибольшая длина ростков зерна ячменя в области исследуемых факторов составляет 12-16 мм и достигается при 0 =0,52-0,53 °С/сек; Ь = 47-48 °С.

Для наглядности оценки влияния различных способов предпосевной обработки семян на развитие ростков ниже приведены фото длины ростков зерна в одно и то же время после начала экспериментов.

На рисунке 1 представлены контрольные образцы зерна без обработки. На рисунке 2 представлена обработка зерна в 0,05% растворе перманганата калия.

Из рисунка 1 видно, что в контрольном образце (без предварительной обработки) длина ростков зерна составила около 1,5 см. Наименьшая длина ростков

На основе результатов двухфакторного эксперимента по опыту 4 с применением предпосевной СВЧ-обработки (таблицы 2, 3) с помощью программы Microsoft Excel были определены численные значения коэффициентов уравнения регрессии по влиянию воздействующих факторов конечной температуры нагрева зерна, t3 °С, и скорости нагрева зерна 0, °С/сек.

Полученное на основе данных таблицы 2 уравнение регрессии влияния факторов СВЧ-нагрева на рост семян пшеницы в натуральных значениях факторов имеет вид:

(3)

исследуемых факторов составляет 15-18 мм и достигается при 0 = 0,63-0,64 °С/сек; Ь = 47-48 °С.

Полученное на основе данных таблицы 3 уравнение регрессии влияния факторов СВЧ-нагрева на рост семян ячменя в натуральных значениях факторов имеет вид:

(4)

около 1 см была зарегистрирована после обработки в 0,05% растворе перманганата калия и УФ-обработки.

На рисунке 3 представлено пророщенное зерно после его обработки УФ-облучением.

Наибольшая длина ростков пшеницы (1,5-2 см) была получена в эксперименте № 1 (таблица 2). На рисунке 4 представлено пророщенное зерно после его обработки СВЧ-облучением в эксперименте № 1.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Наибольшая длина ростков ячменя (до 2 см) отмечена также при стимуляции роста с помощью СВЧ-излучения. При этом удельная мощность СВЧ-воздей-ствия составила 0,83 кВт/кг. В процессе СВЧ-обработ-ки температура зерна возросла на 25,5 °С и составила 48 °С. На рисунках 5-7 показана длина ростков зерна через сто двадцать часов после начала экспериментов.

На рисунке 5 представлены контрольные образцы зерна ячменя без обработки.

На рисунке 6 представлено пророщенное зерно ячменя после обработки в 0,05% растворе перманга-ната калия.

1рост 1 = 242,94 - 12,57t3 + 228,77 0 + 0,1Щ2 + 0,526tc0 - 111,1102.

1рост2 = -1021,89 + 12,34t3 + 2822,220 - 0,14t32 + 2,38tc0 - 2777,780.

Рисунок 1 - Зерно пшеницы без обработки (контрольный образец)

Рисунок 2 - Зерно пшеницы после обработки в 0,05% растворе перманганата калия

Рисунок 3 - Пророщенное зерно пшеницы после его обработки УФ-облучением

Рисунок 4 - Пророщенное зерно пшеницы после его обработки СВЧ-облучением

Рисунок 5 - Зерно ячменя без обработки (контрольный образец)

Рисунок 6 - Зерно ячменя после обработки в 0,05% растворе перманганата калия

В контрольном образце (без предварительной обработки) длина ростков была самая наименьшая и составила около 1 см. После обработки в 0,05% растворе перманганата калия длина ростков составляла около 1,5 см.

На рисунке 7 представлено пророщенное зерно ячменя после его обработки УФ-облучением. Длина ростков составляет 1,5-2 см.

Рисунок 7 - Пророщенное зерно после его обработки УФ-облучением

Ниже приведены результаты экспериментальных исследований по влиянию на прорастание зерна ячменя и пшеницы различных типов ламп искусственного освещения [8, 12].

В качестве критерия оптимизации был принят один показатель длина ростков зерна за пять дней уп. Воздействующие факторы варьировали на трех уровнях (таблица 4).

Наибольшая длина ростков ячменя (1,5-2) см после СВЧ-обработки была получена в эксперименте № 5 (таблица 2). На рисунке 8 представлено пророщенное зерно после его обработки СВЧ-облучением в эксперименте № 5.

Рисунок 8 - Пророщенное зерно после его обработки СВЧ-облучением

Температура воздуха при проращивании составляла 21-22 °С. Зерно предварительно обеззараживали в 0,05% растворе перманганата калия в течение 12 часов, после этого замачивали в воде, затем помещали в ёмкость и включали источник искусственного освещения.

Таблица 4 - Уровни варьирования факторов

Наименование фактора Уровни кодированных и фактических значений воздействующих факторов

Нижнее Нулевое Верхнее

значение -1 значение 0 значение +1

Х1 (Освещенность, Е,™, лк) 500 900 1300

Х2 (Время освещения в течение суток, ч) 6 11 16

При проращивании зерно помещалось в закрытую емкость, чтобы исключить проникновение солнечного света. В верхней части закрытой ёмкости поочередно размещали лампы: накаливания, люминесцентную, светодиодную. Лампу подключали к сети с возможностью изменения интенсивности освещения. Для измерения освещённости в нижней части закрытой ёмкости устанавливали датчик люксметра. Ёмкость с зерном располагали на дне закрытой ёмкости. В процессе появления ростка из зерна происходит выделение теплоты. Также в процессе освещения зерна внут-

ри ёмкости происходит нагрев зерна. Для отведения избыточного тепла изнутри ёмкости в её боковой стенке устанавливали вентилятор, а с противоположной стороны от вентилятора устанавливали жалюзи. С целью исключения проникновения солнечного света жалюзи направляли вниз. В процессе проращивания зерно освещали лампами с различной интенсивностью. Каждые 4 часа зерно орошали водой. Общее время прорастания зерна установили пять суток. Обработанные результаты эксперимента представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Длина ростков зерна при искусственном освещении

Показатели Виды ламп

Лампа накаливания Люминесцентная Светодиодная

Критерий оптимизации уп - длина ростков зерна, измеренная через пять дней 1,2-1,8 1,2-1,5 3,5-4

Влияющие факторы

Освещенность, лк 635 950 750 лк

Коэффициент пульсации светового потока, % 18,5 9,5 0,5

Время освещения в течение суток, ч 12 12 12

Опыты по определению максимальной длины ростков пророщенного зерна проводили на зернах ячменя и пшеницы.

Для сравнения эффективности различных типов ламп проведено сравнение удельных показателей световой и потребляемой мощности на 1 мм длины ростков (таблица 6).

Таблица 6 - Удельные показатели работы ламп

№ Тип лампы Удельный рост, мм/сут Лмхсут/мм Втхсут/мм

1 Лампа накаливания 0,26 1500,00 133,33

2 Люминесцентная лампа 0,3 4076,92 69,23

3 Светодиодная лампа 0,74 1216,22 13,51

С позиций эффективности световой энергии от различных источников света наилучшими являются светодиодные лампы (1216,22 Лмсут/мм), далее следуют лампы накаливания (1500,00 Лмсут/мм) и менее эффективными являются люминесцентные лампы (4076,92 Лмсут/мм). Однако с экономических позиций - потребленной электроэнергии - лучшие показатели у светодиодных ламп (13,51 Лм Втсут/мм), среднее электропотребление у люминесцентных ламп (69,23 ЛмВтсут/мм) и максимальное электропотребление у ламп накаливания (133,33 ЛмВтсут/мм).

Выводы. Оценка различных способов предпосевной обработки перед проращиванием показала, что наибольшая длина ростков до 2 см наблюдается у зерна после СВЧ-обработки, удельная мощность СВЧ-излучения при этом составляла 0,83 кВт/кг.

1. В результате обработки данных двухфактор-ного эксперимента по СВЧ-обработке зерна установлено, что наибольшая длина ростков пророщенного зерна пшеницы в области исследуемых факторов составляет 15-18 мм и достигается при ^-экспозиции 55-58 сек, Руд = 1,1-1,12 кВт/кг; наибольшая длина ростков пророщенного зерна ячменя в области исследуемых факторов составляет 12-16 мм и достигается при ^-экспозиции 48-50 сек, Руд = 0,96-1,04 кВт/кг; наибольшая скорость нагрева зерна пшеницы в области исследуемых факторов, составляет 0 =0,65-0,66 °С/сек и достигается при Руд = 1,17 кВт/кг, наибольшая скорость нагрева зерна ячменя в области исследуемых факторов составляет 0 =0,55-0,56 °С/сек и достигается при Руд = 1,17 кВт/кг.

2. При оценке влияния различных источников искусственного освещения установлено, что по истечении пяти суток проращивания зерна при освещении люминесцентной лампой длина ростков зерна составила 1,2-1,5 см, а при освещении зерна лампой накаливания длина ростков зерна составила 1,2-1,8 см. Полученные данные свидетельствуют об их одинако-

вой эффективности. В то же время потребляемая мощность лампы накаливания составляла 40 Вт, а люминесцентной 18 Вт. Поэтому с точки зрения энергозатрат предпочтительнее использовать люминесцентные лампы. Наибольшая длина ростков у зерна 3,5-4 см была отмечена при освещении светодиодной лампой.

3. Сравнение удельных показателей дает основание полагать, что с позиций эффективности световой энергии наилучшими являются светодиодные лампы (121б,22 Лмсут/мм), затем лампы накаливания (1500,00 Лмсут/мм) и менее эффективными являются люминесцентные лампы (4076,92 Лмсут/мм). Однако с экономических позиций - потребленной электроэнергии - лучшие показатели у светодиодных ламп (13,51 Лм Вт сут/мм), среднее электропотребление у люминесцентных ламп (69,23 ЛмВтсут/мм) и максимальное электропотребление у ламп накаливания (133,33 ЛмВтсут/мм).

Литература

1. Повышение продуктивности маточного стада свиней / Г.С. Походня, А.И. Гришин, Р.А. Стрельников, Е.Г. Федорчук, В.В. Шабловский. - Белгород: Константа, 2013. - 448 с.

2. Выращивание листового салата в светодиодной облучательной камере / И.В. Юдаев, Д.И. Чарова, А.С. Фек-листов, И.Н. Воротников, Ш.Ж. Габриелян // Сельский механизатор. - 2017. - № 1. - С. 20-21.

3. Пат. 2493697 C1 A01K 5/02 (2006.01). Технологическая линия для подготовки к скармливанию пророщенного зерна / Булавин С.А., Саенко Ю.В., Носуленко А.Ю., Немы-кин В.А. - N 2012102292; заявл. 23.01.2012; опубл. 27.09.2013, Бюл. № 27.

4. Пат. 2479809 Российская Федерация, F26B17/04 (2006.01). Технологическая линия для проращивания зерна, его обработки и подготовки к скармливанию / Саенко Ю.В., Булавин С.А., Носуленко А.Ю., Саенко В.Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА имени В.Я. Горина». - № 2011145636; заявл. 09.11.2011; опубл. 20.04.2013. - 13 с.: ил.

5. Пат. 2472330 Российская Федерация, A01C1/00 (2006.01). Способ проращивания зерна и устройство для его осуществления / Саенко Ю.В., Булавин С.А., Вендин С.В., Макаренко А.Н., Саенко С.В., Сахнов А.В., Саенко Т.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА имени В.Я. Горина». - № 2011109467/21; заявл. 14.03.2011; опубл. 20.01.2013. - 13 с.: ил.

6. Пат. 2437264 Российская Федерация, A01C1/02 (2006.01), A01G31/06 (2006.01). Установка для проращивания зерна / Саенко Ю.В., Булавин С.А., Рыжков А.В., Макаренко А.Н., Саенко С.В., Головин А.В., Саенко Т.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА имени В.Я. Горина». - № 2010114433/13, заявл. 12.04.2010; опубл. 27.12.2011. - 8 с.

7. Пат. 2444881 Российская Федерация, A01C1/02 (2006.01), A01G31/04 (2006.01). Конвейер для проращивания зерна / Саенко Ю.В., Булавин С.А., Головин А.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА имени

B.Я. Горина». - № 2010141227/21; заявл. 07.10.2010; опубл.

20.03.2012. - 9 с.: ил.

8. Булавин, С.А. Автоматизация процесса поддержания оптимальных режимных параметров при проращивании зерна на витаминный корм животным / С.А. Булавин,

C.В. Вендин, Ю.В. Саенко // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. - Майский, 2014. - № 2. - С. 18-27.

9. Вендин, С.В. Электромагнитная обработка семян / С.В. Вендин // Сельский механизатор. - 2014. - № 12. -С. 32-33.

10. Бородин, И.Ф. Применение СВЧ-энергиии в сельском хозяйстве / И.Ф. Бородин, Г.А. Шарков, А.Д. Горин. -Москва: ВНИИТЭИагропром, 1987. - 55 с.

11. Вендин, С.В. К расчету распространения электромагнитного импульса при СВЧ-обработке диэлектрических сред / С.В. Вендин, И.А. Щербинин // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2015. - № 2. - С. 204-206.

12. Трембач, В.В. Световые приборы / В.В. Трембач. - Москва: Высшая школа, 1990. - 463 с.

References

1. Pokhodnya G.S., Grishin A.I., Strelnikov R.A., Fedor-chuk E.G., Shablovskij V.V. Povyshenie produktivnosti matoch-nogo stada svinej [Improving the productivity of pig broods], Belgorod: Konstanta, 2013, 448 р. (In Russian)

2. Yudaev I.V., Charova D.I., Feklistov A.S., Vorotni-kov I.N., Gabrielyan Sh.Zh. Vyrashhivanie listovogo salata v svetodiodnoj obluchatelnoj kamere [Growing leaf lettuce in an LED irradiation chamber], Sel'skij mekhanizator, 2017, No 1, pp. 20-21. (In Russian)

3. Bulavin S.A., Saenko Yu.V., Nosulenko A.Yu., Nemy-kin V.A. Tekhnologicheskaya liniya dlya podgotovki k skarmliva-niyu proroshhennogo zerna [Technological line for preparation for feeding of sprouted grain], pat. 2493697 C1 A01K 5/02 (2006.01), № 2012102292, zayavl. 23.01.2012, opubl.

27.09.2013, Byul. No 27. (In Russian)

4. Saenko Yu.V., Bulavin S.A., Nosulenko A.Yu., Saen-ko V.N. Tekhnologicheskaya liniya dlya prorashhivaniya zerna, ego obrabotki i podgotovki k skarmlivaniyu [Technological line for the germination of grain, its processing and preparation for feeding], pat. 2479809 Rossijskaya Federaciya, F26B17/04 (2006.01), zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO «Belgo-rodskaya GSXA imeni V.Ya. Gorina», No 2011145636; zayavl. 09.11.2011; opubl. 20.04.2013, 13 p. (In Russian)

5. Saenko Yu.V., Bulavin S.A., Vendin S.V., Makaren-ko A.N., Saenko S.V., Sakhnov A.V., Saenko T.V. Sposob pro-rashhivaniya zerna i ustrojstvo dlya ego osushhestvleniya [The method of grain germination and the device for its implementation], pat. 2472330 Rossijskaya Federaciya, A01C1/00 (2006.01), zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO «Belgo-rodskaya GSXA imeni V.Ya. Gorina», No 2011109467/21, zayavl. 14.03.2011, opubl. 20.01.2013, 13 p. (In Russian)

6. Saenko Yu.V., Bulavin S.A., Ryzhkov A.V., Makaren-ko A.N., Saenko S.V., Golovin A.V., Saenko T.V. Ustanovka dlya prorashhivaniya zerna [Plant for germinating grains], pat. 2437264 Rossijskaya Federaciya, A01C1/02 (2006.01), A01G31/06 (2006.01), zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO «Belgorodskaya GSXA imeni V.Ya. Gorina», No 2010114433/13, zayavl. 12.04.2010, opubl. 27.12.2011, 8 p. (In Russian)

7. Saenko Yu.V., Bulavin S.A., Golovin A.V. Konvejer dlya prorashhivaniya zerna [Grain germination conveyor], pat. 2444881 Rossijskaya Federaciya, A01C1/02 (2006.01), A01G31/04 (2006.01), zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO «Belgorodskaya GSXA imeni V.Ya. Gorina», No 2010141227/21, zayavl. 07.10.2010, opubl. 20.03.2012, 9 p. (In Russian)

8. Bulavin S.A., Vendin S.V., Saenko Yu.V. Avtomatiza-ciya processa podderzhaniya optimal'nykh rezhimnykh parame-trov pri prorashhivanii zerna na vitaminnyj korm zhivotnym [Automation of the process of maintaining optimal regime parameters in the germination of grain for vitamin feed animals], Innova-cii v APK: problemy i perspektivy, Majskij 2014, No 2, pp. 18-27. (In Russian)

9. Vendin S.V. Elektromagnitnaya obrabotka semyan [Electromagnetic treatment of seeds], Sel'skij mekhanizator, No 12, 2014, pp. 32-33. (In Russian)

10. Borodin I.F., Sharkov G.A., Gorin A.D. Primenenie SVCh-energiii v sel'skom khozyajstve [Application of microwave energy in agriculture], Moscow, VNIITEIagroprom, 1987, 55 p. (In Russian)

11. Vendin S.V., Sherbinin I.A. K raschetu rasprostrane-niya elektromagnitnogo impul'sa pri SVCh-obrabotke dielektri-cheskikh sred [To the calculation of the propagation of an electromagnetic pulse during microwave processing of dielectric media], Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologi-cheskogo universiteta im. V.G. Shukhova, 2015, No 2, pp. 204206. (In Russian)

12. Trembach V.V. Svetovye pribory [Light devices], Moscow, Vysshaya shkola, 1990, 463 p. (In Russian)

Сведения об авторах

Вендин Сергей Владимирович - доктор технических наук, профессор кафедры «Электрооборудование и электротехнологии в АПК», ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет» (Российская Федерация). Тел.: 8 (4722) 39-11-36. E-mail: elapk@ mail.ru.

Саенко Юрий Васильевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Машины и оборудование в агробизнесе», ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет» (Российская Федерация). Тел.: 8 (4722) 38-19-48. E-mail: [email protected].

Страхов Владимир Юрьевич - аспирант кафедры «Электрооборудование и электротехнологии в АПК», ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет» (Российская Федерация). Тел.: 8 (4722) 39-11-36.

Information about the authors

Vendin Sergey Vladimirovich - Doctor of Technical Sciences, professor of the electrical equipment and electrotechnologies in agro-industrial complex department, FSBEI HE «Belgorod State Agrarian University» (Russian Federation). Phone: 8 (4722) 39-11-36. E-mail: elapk @ mail.ru.

Saenko Yuri Vasilievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the Machinery and equipment in agribusiness department, FSBEI HE «Belgorod State Agrarian University» (Russian Federation). Phone: 8 (4722) 38-19-48. E-mail: [email protected].

Strakhov Vladimir Yuryevic - postgraduate student, Electrical equipment and electrotechnology in agro-industrial complex department, FSBEI HE «Belgorod State Agrarian University» (Russian Federation). Phone: 8 (4722) 39-12-80.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

УДК 621.311.338.516

Рассмотрены вопросы применения электроимпульсных устройств в современных и перспективных технологиях производства экологически чистой продукции полеводства, в частности, технологиях уничтожения сорняков и технологиях получения удобрений. Показаны преимущества сельскохозяйственных электроимпульсных технологий по сравнению с традиционными технологиями аналогичного назначения. Рассмотрены апробированные в сельскохозяйственном производстве электроимпульсные установки и структура электроимпульсного культиватора, предназначенного для использования в новейших агротех-ногиях аграрного производства. Показано, что для снижения энергоёмкости процессов уничтожения сорняков целесообразна двухэтапная реализация воздействий электрическими импульсами на растения. Вначале воздействия обеспечивают разрушение мембран клеток структур жизнеобеспечения сорняков. При этом электрические сопротивления обработанных сорных растений уравниваются. Последующее воздействие гарантирует невозможность регенерации сорняков. Ещё одна перспективная область использования электроимпульсных устройств в современных технологиях производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции - получение из различного сырья удобрений, с успехом заменяющих навоз. В этих технологиях рационально использовать электрогидравлический удар. Устройства, основанные на эффекте Л.А. Юткина, широко известны и разрабатываются давно, хотя в сельскохозяйственном производстве пока широкого применения не нашли. Достоинство этих технологий - высокий КПД за счет непосредственного (без промежуточных звеньев) преобразования электрической энергии в механическую, высокая эффективность процесса, возможность получения из исходного сырья (почва, вода и т.д.) и материалов с заданной структурой. За микросекунды мощность ЭГ-удара в канале разряда достигает сотен мегаватт. Научно-практический задел по рассматриваемой проблеме включает результаты исследования, математическую модель процессов механизма разрушения мембран растительных структур импульсами высокого напряжения, обоснование параметров импульсов для различных сорняков, варианты практических реализаций компонентов электрического культиватора и др. Объем результатов исследовательских и опытно-конструкторских работ достаточен для создания конкретных изделий.

Ключевые слова: электротехнология, уничтожение сорняков, электрический импульс, сорняк, удобрение, электрогидравлический эффект.

The article discusses the use of electro devices in current and future technologies for environmentally friendly energy production field crop-tion, in particular, technologies for the elimination of weeds and technologies for the production of fertilizers. The advantages of agricultural electric pulse technologies in comparison with traditional technologies of similar purpose are shown. Considered proven in the agricultural production of electro installation. The structure of the electric pulse cultivator intended for use in the latest agricultural technologies of agricultural production is considered. It is shown that to reduce the energy intensity of weed destruction processes, it is advisable to implement two-stage effects of electrical impulses on plants. Initially, the effects provide destruction of cell membranes of the structures of life support of weeds. In this case, the electrical resistance of treated weeds are equalized. Subsequent exposure guarantees the impossibility of regeneration of the weeds. Another promising area of use of electric pulse devices in modern technologies of production of environmentally friendly agricultural products is the production of fertilizers from various raw materials, successfully replacing manure. In these technologies, it is rational to use electrohydraulic shock. Devices based on the effect of L.A. Yutkin are widely known and developed for a long time, although they have not yet been widely used in agricultural production. The advantage of these technologies is high efficiency due to direct (without intermediate links) conversion of electrical energy into mechanical, high efficiency of the process, the possibility of obtaining materials with a given structure from the feedstock (soil, water, etc.). In microseconds, the power of the EG-shock in the discharge channel reaches hundreds of mega-watts. The scientific and practical groundwork on the problem under consideration includes the results of the study, a mathematical model of the mechanism of destruction of membranes of growing structures by high voltage pulses, justification of pulse parameters for various weeds, options for practical implementation of the components of the electric cultivator, etc.the Volume of the results of research and development work is sufficient to create specific products.

Keywords: electrotechnology, weed destruction, electric pulse, weed, fertilizer, electrohydraulic effect.

Введение. Несомненные достоинства электроимпульсных устройств: незначительное потребление энергетических ресурсов, малая продолжительность и

простота реализуемых процессов, исключительность (ряд операций невозможно выполнить с использованием иного оборудования), экологическая чистота и т.д.