Применение искусственного освещения для получения пророщенного зерна

Введение. В условиях промышленной технологии производства свинины при скармливании животным комбикормов существенно возрастает потребность в белке, питательных, минеральных веществах и витаминах.

Дефицит этих веществ приводит к нарушению развития молодняка, а у взрослых свиноматок нарушаются воспроизводительные функции, что значительно снижает эффективность производства.

Компенсировать дефицит витаминов можно за счет включения в рацион кормления пророщенного зерна ячменя [ I ]

Согласно существующей технологии кормления животных комбикорма на свиноводческий комплекс доставляют непосредственно с заводов, затем выгружают их в бункер для сухих кормов. Из бункера сухой комбикорм спиральным транспортером подают в бункер-накопитель, расположенный в помещении. Затем комбикорм с помощью тросово-шайбового транспортера поступает в дозаторы и в кормушки.

Как указывалось ранее, для повышения витаминной ценности корма можно использовать пророщенное зерно ячменя или пшеницы.

С позиций наилучшего использования зерно рекомендуется прорастить до величины ростков 1,5-2 см [1], затем высушить до влажности 12-14% и измельчить в дробилке до размеров частиц 1-1,4 мм [2]. После чего пророщенное, высушенное и измельченное зерно по ступает в спиральный транспортер для его перемешивания с комбикормом [3].

На проращивание зерна влияют различные факторы. Одним из основных факторов является интенсивность освещённости.

Известно, что свет играет большую роль в жизни растений [4]. 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.

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 от вида растений, целей их выращивания, а также от ряда других факторов, среди которых большую роль играют оптические свойства растений [5-7].

Накопленные данные свидетельствуют о том, что источник света и режимы освещения подобраны с учётом вида, физиологических особенностей растения. Эти обстоятельства можно учесть на основе проведения экспериментальных исследований по изучению влияния факторов освещенности на рост и развитие растений [8-10].

Ниже приведены результаты экспериментальных исследований по влиянию параметров искусственного освещения на прорастание зерна ячменя и пшеницы.

В качестве критерия оптимизации был принят один показатель - длина ростков зерна за пять дней. В таблице 1 приведены воздействующие факторы, а также интервалы и уровни варьирования независимых переменных.

Воздействующие факторы варьировали на трех уровнях (таблица 1).

Таблица 1 - Уровни варьирования факторов

Наименование фактора	Уровни кодированных и фактических значений воздействующих факторов
	Нижнее значение -1	Нулевое значение 0	Верхнее значение +1
X] (освещенность, Emin, лк)	500	900	1300
Хг (время освещения в течение суток, ч)	6	11	16

Температура воздуха при проращивании составляла 21-22 °C. Зерно предварительно обеззараживали в 0,05% растворе перманганата калия в течение 12 часов, после этого замачивали в воде, затем помещали в ёмкость (рисунок 1) и включали источник искусственного освещения.

При проращивании зерно помещалось в закрытую емкость 2, чтобы исключить проникновение солнечного света. В верхней части закрытой ёмкости 2 поочередно размещали лампы: накаливания, люминесцентную, светодиодную. Лампу 3 подключали к сети с возможностью изменения интенсивности освещения. Для крытой ёмкости 2 устанавливали датчик 5 люксметра 1. Ёмкость с зерном располагали на дне закрытой ёмкости 1. В процессе появления ростка из зерна происходит выделение теплоты. Также в процессе освещения зерна внутри ёмкости 2 происходит нагрев зерна. Для отведения избыточного тепла изнутри ёмкости в её боковой стенке устанавливали вентилятор 7, а с противоположной стороны от вентилятора 7 устанавливали жалюзи 6. С целью исключения проникновения солнечного света жалюзи 6 направляли вниз. Схема установки и сама установка для измерения освещенности представлены на рисунках 1 и 3.

измерения освещённости в нижней части за-

1 - люксметр-пульсметр; 2 - закрытая ёмкость; 3 - лампа осветительная;

4-регулятор интенсивности освещения; 5-датчик люксметра; 6-жалюзи;

7 - вентилятор; 8 - ёмкость с зерном

Рисунок 1 - Схема установки для измерения освещенности

В процессе проращивания зерно освещалось светодиодными, люминесцентными и лампами накаливания с различной интенсивностью. Каждые 4 часа зерно орошали водой. Общее время прорастания зерна установили пять суток.

Наилучшие результаты длины ростков для различных источников искусственного освещения представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Длина ростков зерна при искусственном освещении

	Виды ламп
	Лампа накаливания	Люминесцентная	Светодиодная
Критерий оптимизации У - длина ростков зерна, измеренная через пять дней, мм	1,2-1,8	1,2-1,5	3,5-4
Влияющие факторы:
Xi - освещенность, лк	635	950	750 лк
Хг - время освещения в течение суток, ч	12	12	12

Светодиодная лампа                Люминесцентная лампа

Лампа накаливания

Рисунок 2 - Образцы пророщенного зерна, полученного после освещения светодиодной, люминесцентной и лампой накаливания

На рисунке 2 представлены образцы пророщенного зерна, полученного при освещении светодиодной, люминесцентной и лампой накаливания.

Результаты эксперимента показали, что по истечении пяти суток проращивания зерна при освещении люминесцентной лампой длина ростков зерна составила 1,2-1,5 см, при освещении зерна лампой накаливания 1,2-1,8 см, при освещении светодиодной лампой 3,5-4 см.

1 - вентилятор; 2 - короб; 3 - лампа; 4 - зерно Рисунок 3 - Установка для измерения освещенности

Выводы. В целом проведенные сравнительные исследования показали, что в условиях искусственного освещения с позиций получения зеленой массы пророщенного зерна практически нет различия между использованием люминесцентной и лампы накаливания. Однако для получения одного уровня освещенности потребляемая мощность лампы накаливания составляла 40 Вт, а люминесцентной 18 Вт, т.е. применение люминесцентного освещения предпочтительнее. В то же время получен положительный эффект при освещении всходов светодиодной лампой.

Заметим также, что представленные результаты применения светодиодного освещения для искусственного проращивания зерна хотя и являются показательными, но требуют дальнейшего изучения и уточнения режимов. Кроме того, необходимо исследовать влияние этого вида искусственного освещения на химический состав и питательную ценность пророщенного зерна.