Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОЗОНА КАК СРЕДСТВА ДЕЗИНСЕКЦИИ ХРАНЯЩЕГОСЯ ЗЕРНА

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОЗОНА КАК СРЕДСТВА ДЕЗИНСЕКЦИИ ХРАНЯЩЕГОСЯ ЗЕРНА"

3^3-1

На правах рукописи

САЕЕД Емад Касим Мохаммад

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОЗОНА КАК СРЕДСТВА ДЕЗИНСЕКЦИИ ХРАНЯЩЕГОСЯ

ЗЕРНА

Специальность 06.01.11 — защита растений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2004

Работа выполнена во Всероссийском ндучно-исстедоватетьском институте зерна и продуктов его переработки РАСХН и Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Научные руководите™ доктор биотогических наук профессор

Г.Л. Закладной доктор биотогических наук профессор Ю.Л. Захваткин

Официальные оппоненты доктор сечьскохолйственных наук профессор Р. И. Словцов , кандидат биогагических наук, тоцент В.Г. Jaén

Веду глая организация Всероссиискии Ы1И агрохимии им ДН Г!рян1 .иникова

Зашита диссертнии состоится $ » ctfip £yl fl 2004 г в \< часов на заседиании диссертационного совета Д -

220 04Я при Московской сельскохозяйственной академии им К А Ги 'ирязева

А р.с 1Г <'550, Москва, Ио50 у г Тимирязевская, 49 Ученый coeei МСХА

•■шеи можно ознакомиться в ЦНБ МСХА

OJ_2004 г

Учены е . арь

диссер'' 'и ¿i ч) V jeTa г_. ^ В Исаи чей

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Насекомые и клещи наносят существенный вред хранящемуся зерну. Исследованиями показано,.что если, например, в партии зерна пшеницы массой 1000 т исходная зараженность рисовым долгоносиком составляет 1 жук на 1 кг зерна, то через месяц хранения его численность может достичь 30 экз./кг. При этом будет уничтожено около 10 т, массы зерна, а недомол муки составит около 12 т. , • ,,• <

Существующие истребительные меры борьбы с вредителями зерна основаны на применении газообразных (бромистый метил и фосфин) и жидких (фуфанон, простор, актеллик и др.) инсектицидов.

Однако использование инсектицидов связано с рядом негативных последствий. Их надо производить на заводах, хранить, перевозить к месту обработки. Инсектициды загрязняют окружающую среду. Например, бромистый метил разрушает озоновый слой атмосферы земли. В продуктах питания сохраняются остатки инсектицидов. -

Поэтому задача поиска альтернативы инсектицидам для исключения потерь зерна от вредителей является актуальной.

В ряде отечественных и зарубежных исследований показано, что в качестве альтернативы традиционным средствам дезинсекции — инсектицидам может явиться озон. Озон вырабатывается специальными генераторами из кислорода воздуха непосредственно в месте применения. Поэтому исключаются затраты на его приобретение у производителя, транспортировку и хранение. Озон самопроизвольно распадается на кислород и не загрязняет окружающую среду и продукты питания.

Вместе с тем, в известных публикациях недостаточно данных для того, чтобы использовать озон в качестве средства борьбы с вредителями хранящегося зерна. В частности, недостаточно проработаны вопросы отклика насекомых и клещей на воздействие озона, а также влияние озона на технологические показатели и семенные свойства зерна. Имеющиеся публикации не позволяют разработать режимы дезинсекции зерна озоном.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка режимов дезинсекции хранящегося зерна озоном на основе исследования его биологической активности в отношении основных вредных насекомых и клещей и влияния на качество зерна.

Чтобы разработать режимы дезинсекции необходимо было решить следующие задачи: . .

- исследовать зависимость выживания, смертности и плодовитости основных вредных видов насекомых и клещей для хранящегося зерна на разных стадиях их развития от концентрации озона, времени воздействия, температуры и влажности зерна; '

- определить закономерности распределения озона в зерновой массе;

- проверить влияние озона при установленных режимах дезинсекции на остатки его в. зерне, на микрофлору зерна, количество и качество

ЦНБ МСХА

клейковины в зерне пшеницы, бечизну муки энергию прорастания и всхожесть семян зерновых культур

Научная новизна. Основные научные положения, которые автор выносит на защиту, состоят в следующем

- зависимость выживания, смертности и плодовитости основных вредных видов насекомых и клешей для хранящегося зерна на различных стадиях их развития от концентрации озона, времени его воздействия, температуры и влажности,

- закономерности распределения озона в зерновой массе и в муке,

- новые данные об остатках озона в зерне, влиянии его на микрофтору зерна, количество и качество клейковины зерна пшеницы, белизну муки, энергию прорастания и всхожесть семян зерновых культур,

- режимы дезинсекции зерна озоном

Практическая значимость работы заключается в разработке режимов дезинсекции хранящегося зерна с использованием озонаторных установок

Апробация работы. Основные по южения диссертации дочожены на научных семинарах лаборатории защиты от вредителей и санитарной охраны зерна и зернопродуктов ГНУ ВНИИЗ в 2003 г и 2004 г на Второй международной конференции «Хранение зерна-2003» (г Москва) и на Научной конференции, посвященной 160-тетию со дня рождения К Л Тимирязева 3-^ июня 2003 г (I Москва МСХ им К А Тимирязева)

Публикации. По материалам диссер1ации отбшкованы ше статьи, в которых изюжены основные рез\ гылш исследовании

Структура и объем диссертации Диссертачионноя работа соетот из введения, 10 пав заключения списка испозыова' ной читературы (90 наименований, в тч 18 иностранных) Она изюжена на 134 страницах иллюстрирована 25 габишами и 35 рисунками

СОДЕРЖАНИЕ РАБО ГЫ

Во введении дано обоснование актуальности проб 1емы изложена целевая установка приведены новые научные положения, которые автор выносит на защиту, практическая ценность работы

1. Аналитический обзор и задачи исследования Рассмотрена российская и зарубежная литература по вопросам основные вредите пи хранящегося зерна место озона в системе защиты зерна от вредителей хлебных запасов, свойства озона, способы получения озона и озонаторы, методы анализа озона и гигиенические нормативы, воздействие озона на насекомых, на микрофлору зерна, на зерно, крупу и муку, проникновение озоиа в зерновую массу Указаны цель и задачи исследований

2. Материалы и методики исследований. Экспериментальные исследования выполнены в 2001-2004 гг в лаборатории защиты от вредителем и санитарной охраны зерна и зернопродуктов ГНУ ВНИИЗ

Объектами исследований явились наиболее распространенные и опасные вредители хранящегося зерна: рисовый долгоносик Sitophilus oryzae. L, амбарный долгоносик • S. granaríus L., зерновой точильщик Rhizopertha dominica F., малый мучной хрущак Tribolium conjusum Duv., суринамский мукоед Oryzaephilus surinamensis L. Исходных насекомых брали из многолетних лабораторных культур, не имевших раньше контакта с пестицидами. Их разводили на зерне пшеницы или на пшеничной муке при температуре 25±1 °С и относительной влажности воздуха 75 %.

Опыты проводили на специальных стендах, где в качестве источника озона использовали генератор озона ИОС-94М.

Необходимую температуру создавали в термостатах в диапазоне от 10 °С до 35 °С, влажность зерна в пределах от 12 % до 18 % получали путем его увлажнения водой. Относительную влажность воздуха регулировали в эксикаторах растворами солей или щелочей.

Концентрацию озона определяли методом, основанным на взаимодействии озона с йодистым кали в кислой среде и последующим оттитровыванием выделившегося йода тиосульфитом натрия.

Поверхностную микрофлору определяли методом глубинного рассева смывов зерна на плотные питательные среды. Внутреннее поражение зерна плесневыми грибами устанавливали после поверхностной стерилизации его раствором сулемы.

Анализы количества и качества клейковины зерна пшеницы выполняли по ГОСТ 13586.1-68. Энергию прорастания и всхожесть семян анализировали по ГОСТ 12038-84. Белизну муки определяли по ГОСТ 26361-84. .

Метод исследования однофакторный. Все опыты проводили в 3-5 повторностях. Полученные экспериментальные данные обрабатывали статистическими методами, изложенными у Доспехова (1985) и Лакина (1980).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. Особенности биологической активности озона в отношении имаго насекомых. На рис. 1 показана динамика поражения жуков озоном в различной концентрации при разном времени экспозиции. Сразу после обработки озоном (особенно при низкой его концентрации) в популяции отмечаются, в основном, живые, немного парализованных и мало мертвых жуков. Со временем происходит увеличение количества парализованных и мертвых насекомых, снижается количество живых. При этом, не отмечено случаев восстановления парализованных жуков до нормального состояния. Все парализованные жуки вымирали. Это позволяет судить о латентном, скрытом поражении их озоном, которое затем приводит к смерти. Поэтому нельзя оценивать поражающее действие озона на насекомых сразу после извлечения их из озоновоздушной среды. Полный эффект проявится лишь через несколько дней после обработки.

100.

50.

ар*

0,07 г/и3

^ часа

5 «I

I

1,4

I час Рисовый т П"|.»и.к Чт>р1и1и \ он /

г. Ц в

и 5 «гАсга 1С-,-1-

5 10 ИГ

| ! ^^ — ■ 1-1-ч

= 5 Ю 15

— 1СО-,

с 5°

2,0 ЦАСчв

5 *»

Чмиарими ш 1ГОН1И.ИК Чйор1н1и*¡¡гатишь I.

в ® »л

•*г-=---

<Г

¡1|шиш111 мчи 1ыш1к КЛ/си/ч./ /'/<1 1

V.

VII и Ш М\ шоп \Ц\ iii «к

5 а 1!

< л |цн( 1м1_к||11 ч\кос i

Огчаер1н1и\ \urmatnt п\!\ I

% (< в а

НР1МЯПСХ «Г 0ьр\ь(пм1 ,<. v I кн

Рис 1 Динамика поражения имаго насекомых после обработки озоном о сумма парализованных и мёртвых жуков, • — • мертвые жуки

Рассмотрим возможность уничтожения вредителей при низкой концентрации озона 0,07 г/м3 (см. рис. 1). Жуки рисового и амбарного, долгоносиков полностью смертность, когда время экспозиции составляет 4-5 ч. Для того, чтобы уничтожить жуков зернового точильщика, их необходимо выдержать в озоне при этой концентрации не менее 15 ч. Тогда они вымрут спустя 7-9 суток после обработки. Жуки малого мучного хрущака и суринамского мукоеда оказались чрезвычайно устойчивы к озону в концентрации 0,07 г/м3. Даже после 20-часовой экспозиции погибало только около половины популяции жуков.

При концентрации озона 1,4 г/м3 и времени воздействия 1 ч (рис. 1) жуки всех испытанных видов в конечном итоге погибают. Однако явно заметны различия в сроках гибели между разными видами. Жуки рисового долгоносика и суринамского мукоеда оказываются мертвыми сразу после обработки. Большая часть жуков амбарного долгоносика и малого мучного хрущака сразу после обработки погибают, а остальные находятся в глубокой парализации. Они вымирают лишь к пятому дню после обработки. Большую устойчивость проявляют жуки зернового точильщика. Сразу после обработки и в течение суток после нее мы почти не отмечаем мертвых жуков зернового точильщика, однако, около половины их находятся в парализованном состоянии. Полное вымирание жуков зернового точильщика происходит через 10 суток после обработки. -

Таким образом, режим, включающий концентрацию озона около 1,5 г/м3 и время экспозиции 1 ч можно признать эффективным для уничтожения имаго основных вредных видов насекомых - вредителей хранящегося зерна.

. 4. Смертельное действие озона в отношении преимагинальных стадий насекомых. В табл. 1 и 2 приведены статистические показатели зависимости смертность рисового и амбарного долгоносиков в преимагинальных стадиях развития (яйцо", личинка, куколка) от времени экспозиции при концентрации озона 0,02, 0,2 и 1,4 г/м3 соответственно. Наличие такой зависимости' подтверждают высокие коэффициенты ■ корреляции, превышающие теоретические их значения. В таблицах приведены уравнения регрессии и рассчитанные по ним величины СВ-99.

При низкой концентрации 0,02 : г/м3 требуется длительный период для обеспечения гибели яиц, личинок и куколок долгоносиков обоих видов на высоком уровне. Этот период составляет для рисового долгоносика 20, 14 и 35 суток, для амбарного долгоносика 55, 16 и 46 суток соответственно.

Таблица I

Стадийная устойчивость рисового долгоносика к озон\

Уравнение 1 Гф

Стадии , регрессии, СВ-99, (при |

развития 1 у (пробит I сутки Га 05

смертности) = 1 0,71 -0 81)

Концентрация озона 0 02 г/м^

Яйца 1 6,1 г-0,7 20 0,91

Личинки 5,9 х - 0,6 , 14 0,97 1

Куколки 3,1*+ 2,5 1 35 0,93

Имаго 1 - 0 02 -

Концентрация озона 0 2 г/ч3 (*) 1

Яйца 2,6 х + 0,9 , 1 0,99 |

Личинки | 13 х-2,8 1 И 0,99

Куколки 1,2 х-3,1 15 0 91

Имаго 0 02 1

Концентрация озона I 4 г/ч"1 (*)

Яйла , 4,1 дг»0 9 0,1<> 0,98

Личинки 6 3 х - 1,2 0 0"» 0 46

Куколки 3 6x1-1,6 0 !б 0 92

Имаго ' 0,0! -

(*) Рассчитанную величину х ( и времени жиюзишш в ч) уменьшить в 10 раз

Рассмотрим ситуацию с концентрацией озона средней величина - 0 2 I м' Здесь величина СВ-99 ля уничтожения всех стадии развития обоих догонисиков составляет 15 суток

Теперь обратимся к результатам, потучеишм при использовании высокой концентрации озона 1,4 гч' В этом случае по.'ная смергность обоих долгоносиков на всех преимагинальных стадиях их развития наступает в пределах 8-9 ч экспозиции

Таким образом, эффект воздействия на насекомых в преимагинальных стадиях развития зависит от величины концентрации озона и продолжите чьносги воздействия При этом, можно выделить три режима обработки в зависимости от производственной ситуации Первый режим включает концентрацию озона от 0,02 г/ч'и время экспозиции от 20 сугок Этот режим можно использовать для зерна дтитетьного хранения (госрезерв, семенные фонды и т п ) Второй режим предусматривает ветичину концентрации озона от 0,2 г ч3 и время .»кслозиции от 5 суток Этот режим пригоден дтя обычной дезинсекции зерна Наконец, третий режим с концентрацией озона около 1,4 гм! и временем экспозиции от 3-5 ч целесообразен для срочной дезинсекции зерна

й

■ , . ■ - Таблица 2

■ Стадийная устойчивость амбарного долгоносика к озону .

Уравнение Гф .

Стадии регрессии. СВ-99, (при.

развития ■у (пробит сутки . . Г0.05=.

| смертности)= 0,71-0,81)

Концентрация озона 0,02 г/м'

■ Яйца 2,9 х +2,3 55 . 0,94

Личинки , 5,0 х + 1,3 ■: 16 . 0,81

Куколки 3,1 х + 2,1 . 46 • , 0,87

Имаго , - 0,04 -

. Концентрация озона 0,2 г/м' (*)

Яйца 2,6 х + 0,7 1,5 0,98

Личинки 1,2 х +4,2 , 1,7 0,99

Куколки 1,1 х +3,5 9. 0,97

Имаго 0,4' -

Концентрация озона 1,4 г/м3 (*)

Яйца 3,3 х+4,0 0,05 0,94

" Личинки 2,5 х + 2,5 ■ 0,35 0,81

Куколки 3,2 х+ 1,9 0,21 0,87

Имаго - 0,03 -

(*) Рассчитанную величину х (1§ времени экспозиции в ч) уменьшить в 10 раз.

В табл. 3 показаны результаты экспериментальной оценки смертности малого мучного хрущака в разных стадиях развития при концентрации озона 1,4 г/м3.

Таблица 3

Смертность (%) малого мучного хрущака в различных стадиях развития • при концентрации озона 1,4 г/м3 - ;

Время экспозиции, ч Яйца Личинки Куколки Имаго

0,75 0 100 - 100

1,00 37 100 100

1,25 80 100 - ■ - 100

1,50 100 100 83 100

4,00 100 100 100 100

В оттичие от яиц, тичинок и куколок зерновых долгоносиков, которые развиваются скрыто внутри зерен, все стадии малого мучного хрущака проходят свое развитие в межзерновом пространстве Поэтому они доступнее для воздействия озона

Из данных табл 3 видно, что все личинки (как и жуки) малого мучного хрущака погибают под воздействием озона в концентрации 1,4 г/м' в преде'их одного часа Полная смертность яиц происходит через 1,5 ч воздействия Более устойчивые куколки вымирают через 4 ч экспозиции

5. Плодовитость жуков рисового и амбарного долгоносиков, подвергнутых обработке озоном. Задачей настоящего исследования было выявить возможность воспроизводства потомства родите тями которые выжили после обработки озоном в сублетхшшх режимах С другой стороны, оценивали возможность воспроизводства потомства смертельно пораженных жуков, но находящихся в состоянии скрытого периода поражения

Результаты экспериментальной оценки плодовитости выживших посте озонирования жуков рисового и амбарного долгоносиков приведены в табл 4 Концентрация озона быта 0 07 г м\ время экспозиции составля ш "0

МИНУТ

Данные позволяют сделать вывод, что насекомые, переживи не озо швум обработку, отличаются пониженной способностью к репроду кции

/КЧ ки, находившиеся з скрытом периоде поражения озоном п ¡гом^тва не давали

1аблииа-1

II юдовитостъ выживших насекомых посте обработки озоном (0 07г м3 0,5 ч)

Показатели Рисовыи | Амбарный долгоносик долгоносик

Среднее ко шчество потомков, x Контроль опыт Разница средние, <!*• ^ 1ф 05 1 789 160 427 130 362 30 62 9 5,9 1 3,3 2 8 | 2,8

6. Влияние абиотических факторов на биологическую активность озона. На рис 2 приводим кривые зависимости смертности жуков рисового и амбарного долгоносиков от температуры на пятые сутки после обработки их озоном С повышением температуры от О "С до "5°С значительно возрастает поражающее действие озона на жуков обоих видов

Г • I- V * »-

Рис 2 Зависимость смертности зерновых долгоносиков oí гемьерытуры посте обрабо1КИ их озоном (О 07 i м', 0 25-1 ч)

В тгбт 5 показана динамика смертности жуков рисового и амбарною то íouocuKOB noce обраоотки их озоном при конненграпии его 0 07 г м3 в течение олного часа в зерне cvxom (влажность 12 %), средней cvxocth (влажность 15 %) и сыром (влажность 18 °о)

Таблица 5

Устойчивость жуков к озону (0 07 г м\ 1 ч) в зерне разной влажности

Состояние зерна Смертность жуков,%

по влажности Рисовый Амбарный

долгоносик до 1гоносик

Сухое 100 62

Средней сухости 78 49

Влажное и сырое 78 51

Эти : результаты _ показывают, что насекомые более чувствительны, к смертельному воздействию озона в зерне сухом по сравнению "с его воздействием в зерне с более высокой влажностью.

7. Распределение озона в зерновой насыпи. В табл. 6 показана динамика концентрации озона в межзерновом воздухе по глубине зерновой насыпи, когда озон в концентрации 0,07 г/м3 подавали ежедневно в течение 0,5 ч к поверхности зерна, и он пассивно распределялся по глубине. В ходе контакта озона с зерном происходила частичная его сорбция .

' Таблица 6 Проникновение озона в зерновую насыпь ' • с поверхности

Глубина зерновой насыпи, м Концентрация озона, мг/м\ через(сутки)

0 1 3 6

0,1 50 14 2 27

I 0 14 10 15

2 0 25 10 8

3 0 14 5 3

Уже через сутки после подачи озона к поверхности зерна он обнаруживался на трехметровой глубине зерновой насыпи и находился там на протяжении всех 7 суток наблюдений.

8. Влияние озона на качество зерна, семян и муки. Результаты оценки количества и качества клейковины в зерне пшеницы, обработанном озоном в концентрации 0,8 г/м3 в течение 9 ч, в сравнении с контрольным зерном приведены в табл. 7.

Количество сырой и сухой клейковины в опыте и в контроле было очень близко. Разница их средних величин была статистически недостоверна.

Качество клейковины (ее упругие свойства) в опытном и контрольном зерне было различным. Разница в условных единицах прибора ИДК-ЗМ составила 11,7 и оказалась статистически достоверной. .

Результаты оценки белизны муки после обработки ее озоном в концентрации 0,8 г/м3 в течение 9 ч показали (табл. 7), что мука становится светлее. Во всех вариантах опытов для высшего, первого и второго сортов муки показания прибора увеличивались на 6,0-9,3 единиц у озонированной муки. Эта разница была статистически значимой. *

Результаты количественной * оценки влияния обработки озоном в концентрации 0,8 г/м3в течение 9 ч на поверхностную микрофлору зерна пшеницы показывают (табл. 7), что количество мезофильных, аэробных и

факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) было сильно, более чем на 95 %, подавлено озонированием (138,2 и 5,8 тыс КОЕ/г в контроле и опыте соответственно) и разница в их чисченности статистически достоверна Споровые бактерии снизили свою численность на треть, также при статистически существенной разнице На 70 % уменьшилось количество плесневых грибов

Эксперименты показали значитетьное повышение всхожести озонированных семян зерновых культур по сравнению с неозонированными (табл 7) При этом семена пшеницы сорта им Рапопорта из внеклассных (всхожесть 85 0/и) достигли всхожести 1 класса (всхожесть 95,7 %) Семена озимой пшеницы сорта Заря и мет и 2 класс (всхожести 94 %) и поете озонирования перешли в 1 класс То же можно сказать о семенах тритикале

Таблица 7

Влияние озона на качество зерна и муки (концентрация 0,8 г м\ экспозиция 9 ч)

1 Среднее * 1

Показатети j Контроль i Озон dx ±S4 1ф

Клейковина

Кошче^тно " > i

охая 25 36 25,37 0,01 0,26 0,04

сырая i 9 63 9,92 0,29 0,12 2,4

Качество ед ИДК ЗМ 76,0 64,63 11,7 1,34 8,7

Белизна муки. ед прибора РЗ-ЬПЛ С)

Высший сорт 56,5 65,8 9,3 1,2 7,8

Первый сорт I 39,7 47,6 7,9 0,7 11,3

Второй сор г I 14 6 2< 6 60 06 100

Микрофлора тыс КОЕ г (*)

КМАФАнМ 138,2 5,8 132,4 14,5 9,1

Споровые бактерии 10 2 6.4 3,8 0,9 4,2

Шесневые грибы i 20,7 6,9 13 8 3,5 3.9

Всхожесть зерна. % (**)

Пшеница (Мироновская 808) i %,7 09,0 2,3 0,7 3,3

Пшеница (Заря) 94,0 98,7 4.7 1,8 2,8

Пшеница (им Рапопорта) 85,0 95,7 10,7 4,3 2,5

I Рожь (Вос\од-2) i 72,7 S8,3 14,3 1,5 9,5

j Тритикале (Виктор) 91,0 98,7 7,7 1,5 5,1

i Овес 1 70,0 86,7 16,7 4,8 3,5

Ячмень (Зазерский 85) 64,0 79,3 15,3 2,6 5,9

(*)toos=2,8 ,(**)too5=4,3

9. Режимы обработки озонам зерна с целью его дезинсекции. При

разработке режимов дезинсекции зерна озоном учитывали видовую и стадийную устойчивость насекомых к озону, а также отклик насекомых на воздействие озоном при разной температуре и влажности зерна. '

За базовый вариант принимали результаты по преимагинальным стадиям зерновых долгоносиков, как наиболее устойчивым к озону биологическим объектам среди испытанных в экспериментах. Вводили коэффициенты устойчивости насекомых при различной температуре и. влажности зерна. Концентрацию озона принимали стабильной. В зависимости от этих факторов варьировали время экспозиции для получения необходимой эффективности дезинсекции (на уровне СВ-99).

Режимы разработаны для трех уровней концентрации озона, восьми уровней температуры, двух уровней влажности зерна. В зависимости от необходимых сроков и условий хранения зерна можно выбрать подходящий режим. В табл. 8 даны режимы дезинсекции озоном сухого зерна. Если зерно имеет влажность более 14 % (средней сухости, влажное или сырое), то время экспозиции следует увеличить в 1,3 раза.

Таблица 8

Режимы дезинсекции сухого зерна озоном

Время экспозиции, сутки Время

Концентрация 0.02- 0,04 г/м3 экспози-

Температура Срок Срок Концент- ции (ч)

зерна, С хранения хранения рация при

зерна зерна 0,2 г/м3 концент-

до 4 более 4 рации

месяцев месяцев 1,4 г/м3

От 0 до 5 65 190 16 16

Свыше 5 до 10 50 150 13 13

Свыше 10 до 15 36 100 9 9

Свыше 15 до 20 27 80 7 7

Свыше 20 до 25 21 60 5 • 5

Свыше 25 до 30 15 45 4 4

Свыше 30 до 35 11 30 3 3 .

Свыше 35 7 " 20 2 2

Они рассчитаны как произведение коэффициентов поражения при разной температуре и влажности и относятся к времени экспозиции, которую проще изменять. Варьировать концентрацией озона сложнее, т.к. каждый конкретный озонатор выдает на выходе строго определенную концентрацию озона.

10. Технико-экономическая оценка озонирования зерна представлена в табл 9 Расчет экономической эффективности дезинсекции зерна озоном проводили в сравнении с наиболее распространенным способом фумигации препаратами на основе фосфина

Таблица 9

Технико-экономическая оценка дезинсекции зерна озоном

Показатели Фосфин Озон 1

Хранение ядов Надо Не надо |

Перевозка ядов Надо Не надо ,

Загрязнение окружающей среды Есть Нет |

Загрязнение продуктов питания Есть Нет

Стоимость обработки, руб.; г 9,49 0,03

Объемы дезинсекции 1

в 2002 2003 годах, млн т 12 12 '

Экономический эффект, 1

млн руб в год 113,52

Приведенные данные показывают, что по многим показателям дезинсекция зерна озоном вьи одно от «'чается от традиционной фумигации его фосфином

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Озон в исс ¡едовапных концентрациях от 0,02 до 1,4 г'м3 поражает организм насекомых и клешей - вредителей хранящегося зерна

Биологическая активность озона, оцененная выживанием, парализацией, смертностью и способностью к репродукции вредителей, зависит от вида вредителя, стадии его развития, концентрации озона, продолжительности воздействия, температуры и влажности зерна

При низких концентрациях озона для уничтожения насекомых требуется большая экспозиция обработки После нее отмечается скрытый период поражения, длящийся 1-2 суток, когда обработанные озоном насекомые внешне не отличаются от контрольных Затем большинство насекомых выглядят парализованными и постепенно вымирают в течение последующих 3-5 суток

При высоких концентрациях озона насекомые сразу погибают после короткого времени экспозиции, составляющего от нескольких минут до нескольких часов.

По чувствительности к озону взрослые особи исследованных вредителей зерна располагаются в следующем убывающем порядке: мучной клещ, рисовый долгоносик, амбарный долгоносик, зерновой точильщик, суринамский мукоед, малый мучной хрущак.

Выжившие после озонирования взрослые насекомые отличаются пониженной репродуктивной способностью. Жуки, находящиеся в скрытом периоде поражения, не способны давать потомство.

Насекомые в преимагинальных стадиях развития более устойчивы к воздействию озона в сравнении с имаго. При этом, устойчивость к озону яиц, личинок и куколок рисового и амбарного долгоносиков, развивающихся внутри отдельных зерен, превосходит сопротивляемость к озону малого мучного хрущака в преимагинальных стадиях развития, обитающих в межзерновом пространстве.

Дм получения одинакового эффекта поражения насекомых в диапазоне температуры от 0 до 35 °С при одной и той же концентрации озона требуется примерно вдвое увеличивать время экспозиции с понижением температуры на каждые 10 °С.

В зерне сухом озон примерно в 1,3 раза более биологически активен в отношении вредителей, чем в зерне средней сухости, влажном и сыром.

При подаче озона к поверхности насыпи он через сутки обнаруживался в колонках с зерном на глубине 3 м и в сосудах с мукой на глубине 10 см, попадая туда путем пассивного распределения. При продувании озона через зерновую массу его обнаруживали на расстоянии 2 м от источника уже через несколько минут.

Сразу после обработки озоном в концентрации 0,05 г/м3 в течение 24 ч остаточное количество его в зерне составляло 15 мкг/кг. После суточной дегазации остатки озона в зерне уменьшились до 7 мкг/кг. А через двое суток -до 0,7 мкг/кг. При определении остатков озона в зерне титрованием тиосульфитом натрия после реакции с йодистым кали необходимо зерно, подогреваемое в водяной бане (90 °С), продувать воздухом со скоростью 0,5 л/мин. в течение 20 минут.'

Обработка озоном в концентрации 0,8 г/м3 в течение 9 ч не влияла на количество сырой и сухой клейковины зерна пшеницы, но несколько укрепляла клейковину (на 10-12 условных единиц прибора ИДК-ЗМ). Мука становилась более светлой (на 6-9 условных единиц прибора РЗ-БПЛ).

Озонирование подавляло в зерне КМАФАнМ на 95 %, количество споровых бактерий на 30 %, поверхностную микофлору на 70 %. Внутренняя микофлора была подавлена наполовину. Наибольшей устойчивостью среди микофлоры отличался Aspergillus glauctts.

Отмечено существенное увеличение энергии прорастания и всхожести семян пшеницы, ржи, тритикале, овса и ячменя после их озонирования, а также

энергии прорастания и способности к прорастанию зерна ячменя дтя пивоварения (получения солода)

Результаты аналитических и экспериментальных исследований позволили разработать дифференцированные режимы дезинсекции зерна озоном Дифференциация включает три уровня концентрации озона (0,02 0,04, 0,2 и 1,4 г/м ). восемь уровней температуры в диапазоне от О до 35 °С с шагом варьирования 5 СС, два уровня влажности зерна (сухое, с одной стороны, и средней сухости, влажное и сырое, с другой стороны) В зависимости от указанных факторов изменяется время экспозиции в пределах от 2 ч (при концентрации озона 1,4 г'м3 в зерне сухом при температуре 35 "С) до 240 суток (при концентрации озона 0,02 dm3 в зерне средней сухости при температуре 0 °С)

Применение озона для дезинсекции зерна позволит сократить объемы производства, перевозок, хранения и применения ядовитых веществ, исключи гь опасность отравления и гибели иодей из-за непредвиденных обстоятельств (аварии при перевозках и хранении адов), уменьшить котичество зерна с остатками отравляющих веществ, понизить загрязнение окружающей среды

Стоимость выработки озона генератором меньше стоимости препарата фосюксин па 9 46 р\ б на 1 т зерна Замена фумигации фосфином зерна на дезинсекш'чэ его озоном при годовом объеме 12 мтн т может дать жономическии эффект в сумме окота 113 млн руб в год

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 "Ьк'адгои Г Л , Саеед Р К М Озон в борьбе с вредите 1ями хранящегося зерна - Материалы Второй Международной конференции «Хранение зерна - 2003» - М , МИЛ, май 2003 - С 97-98

2 Закладной ГА, Саеед ЕКМ Когтева ЕФ Биологическая активность озона и отношении вредителей зерна - рисового долгоносика и амбарного долгоносика - Хранение и переработка сельхозсырья, 2003 №4 С 59-61

Усл. печ- л. 0,93_Зак. 126_Тир. 100 экз.

AHO «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44