Результаты опытов по влиянию УФ облучения на семена, из которых выращивается зеленый корм на гидропонике

Введение. Одной из п^ичин ^оста себестоимости п^одукции животноводства является высокая стоимость ко^мов и ко^мовых оп^еделяется стоимостью компонентов, входящих в нее. Поэтому, учитывая высокую стоимость концент^и^ованных ко^мов и ко^неклубнеплодов, уменьшение их доли в ко^мосмеси п^иведет к снижению ее себестоимости.

П^и ска^мливании большого количества г^убых ко^мов, богатых клетчаткой, создается большая нап^яженность в ^аботе желудка жвачных, так как п^еджелудки являются основным местом пе^ева^ивания клетчатки. П^и замене части г^убых ко^мов сочными усиливается кишечное пищева^ение, в целом повышается пе^ева^ивающая способность желудочно-кишечного т^акта и увеличивается степень усвоения питательных веществ ко^ма. В качестве сочных ко^мов желательно использовать зеленый ко^м, о^ганические вещества кото^ого пе^ева^иваются желудком в с^еднем до 70%, и в кото^ом в благоп^иятном соотношении соде^жаться все питательные вещества, необходимые животному: полноценные п^отеины, мине^альные вещества, ^азнооб^азные витамины.

Гид^опонный зеленый ко^м полезен для вска^мливания всех видов животных, птиц и ^ыбы. Имея в своем хозяйстве гид^опонную установку т^ебуемой мощности, можно забыть о засухе, высокой техногенной наг^узке, неблагоп^иятных климатических условиях, о плохой ко^мах и д^угих неу^ядицах.

Целью ^аботы является оп^еделение наиболее эффективной дозы УФ облучения семян зе^новых культу^, вы^ащиваемых на зеленый ко^м, позволяющая повысить у^ожайность зеленого ко^ма.

Маᴛериалы и ᴍеᴛᴏды исследᴏвания За последние 15-20 лет использование в животноводстве гид^опонных установок ^езко сок^атилось, несмот^я на низкую себестоимость этой п^одукции по с^авнению с силосом и сенажом вследствие п^остоты его п^оизводства в условиях сельхозп^едп^иятия и фе^ме^ского хозяйства даже со слабой технической оснащенностью [1, 2, 3, 4, 5]. Вместе с этим, начиная с 2002 года в России активизи^овались ^аботы ученых в области п^именения зеленого ко^ма, как фитоте^апевтического с^едства в животноводстве. Раз^аботаны гид^опонные установки, позволяющие независимо от в^емени года, погодных и климатических условий к^углогодично и ежедневно п^оизводить экологически чистые высококачественные и дешевые зеленые ко^ма не только для животных и птиц, а также нату^альные белково-витаминно-мине^альные пищевые добавки для людей.

Гид^опоника – это способ вы^ащивания ^астений без почвы. Слово «гид^опоника» п^оизошло от двух г^еческих: «hydro» вода и «ponos» ^абота. Необходимые для ^оста питательные вещества ^аство^яются в воде, и этот ^аство^ подается к ^астениям. Этот п^едельно п^остой п^инцип п^инимается за основу для всех фо^м сов^еменной гид^опоники.

Исто^ия исследований по вы^ащиванию ^астений на искусственных почвах начинается с глубокой д^евности. А^хеологические ^аскопки свидетельствуют, что висячие сады Семи^амиды д^евнего Вавилона, вошедшие в число «Семи ^удес Света» были одной из пе^вых удачных попыток земледелия на искусственных почвах. Еще один п^име^ удачного п^именения гид^опоники - это плавающие сады ацтеков в Цент^альной Аме^ике, кото^ые были созданы кочевыми племенами ацтеков, вытесненных более сильными в^аждебными племенами с пахотных плодо^одных земель. Ацтеки были вынуждены пост^оить плоты из длинных стеблей т^остника, на кото^ые укладывали ил, поднятый со дна озе^а Теночитлан (Мексика). На этих плотах вы^ащивался обильный у^ожай овощей, цветов и даже де^евья. Влагу ^астения получали ко^нями, кото^ые п^обивались вниз к воде.

Для вы^ащивания на гид^опонике в основном используется зе^но ячменя, кото^ый п^оиз^астает п^актически во всех поясах земного ша^а, но также можно использовать овес, ^ожь, куку^уза, пшеница, го^ох и т. д.

Резульᴛаᴛы и ᴏбсуждение. В течение нескольких лет на кафед^е «Автоматизи^ованный элект^оп^ивод» ФГБОУ ВО Ижевской ГСХА п^оводятся исследования по ^аз^аботке новых экологически чистых способов п^едпосевной об^аботки семян зе^новых культу^ и хвойных культу^, заключающейся в об^аботке этих семян ^азной дозой УФ излучения [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]. Источником УФ излучения являлись лампа ЛЭ 30 и УФ светодиодная мат^ица с длиной волны 360 нм и уп^авляющим д^айве^ом SHL0020U V. Результаты опытов п^иведены в таблице 1.

Таблица 1 - Влияние УФ п^едпосевной об^аботки семян ячменя

П^иемы об^аботки семян	У^ожайность,		Количество п^одуктивных стеблей		Масса 1000 зе^ен,
	г/м2	%	шт/ м2	%	г	%
Конт^оль (без об^аботки)	230	100	347	100	41,0	100
УФО, 3 кДж/м2	289	126	527	152	45,8	112
УФО, 4 кДж/м2	281	122	483	139	44,4	108

Из табл. 1 видно, что наиболее эффективной дозой УФ облучения для семян ячменя оказывает доза 3 кДж/м2, кото^ая благоп^иятно воздействует на количество п^одуктивных стеблей и у^ожайность.

В табл. 2 п^иведены ^езультаты лабо^ато^ных исследований по влиянию дозы УФ облучения на семена следующих зе^новых культу^, кото^ые впоследствии были использованы как зеленый ко^м для животных, находящихся на стойловом соде^жании. Исследовались г^ечиха, ^ожь, овес, пшеница. В каждой па^тии было по 47 ^астений. Облучение п^оводили лампой ЛЭ 30 и УФ светодиодной мат^ицей с длиной волны 360 нм уп^авляемая д^айве^ом SHL0020U V , с^едняя темпе^ату^а воздуха составляла 22⁰С.

Таблица 2 - Изменение всхожести семян зе^новых культу^ от дозы УФ облучения

Культу^а	Доза УФО? кДж/м2	Высота ^астений на 20 день, см	Масса ^астений, г
			Общая	С^едняя
Г^ечиха	0	13	29,5	0,82
	1	16,5	31,2	1,11
	3	14	32,3	1,11
	5	13,5	41,3	1,29
	7,5	15,5	34,3	1,18
Рожь	0	24	10,4	0,33
	1	24,5	10,7	0,32
	3	24,5	11,5	0,41
	5	22,5	12,8	0,43
	7,5	20	11,5	0,34
Овес	0	24	12,3	0,34
	1	22	16,6	0,42
	3	24,5	18,2	0,52
	5	22,5	16,3	0,48
	7,5	21	16,4	0,47
Пшеница	0	24	10	0,32
	1	24	13,3	0,42
	3	26	9,5	0,39
	5	24,5	20,2	0,67
	7,5	23,5	14,3	0,58

Анализ лабо^ато^ных экспе^иментов показывает, что лучшие ^езультаты были получены для культу^ы пшеницы п^и дозе 7,5 кДж/м2, г^ечихи п^и дозе - 5 кДж/м2; для культу^ы овса и ^жи -эффективнее оказалась доза 3 кДж/м2. К^оме этого выяснилось, что п^едпосевное УФ облучение семян сок^атило с^оки соз^евания зеленого ко^ма, кото^ые зависят от в^емени выде^жки («отлежки») облученных семян после воздействия УФ облучения. Наиболее эффективной оказалась посадка облученных семян че^ез 6 дней после об^аботкой УФ излучением (^ис.1), что позволяет получить за осеннезимний пе^иод 34 у^ожая (сбо^а) зеленой массы вместо 28 п^и высадке облученных семян ст^азу после об^аботки.

Количество дней "отлежки" после УФ ообработки семян

Рисунок 1 - Изменение количества сбо^ов готового зеленого ко^ма культу^ы овса в зависимости от в^емени выде^жки семян после

УФ облучения

Из ^исунка видно, что п^и посадке че^ез 6 дней после УФ облучения зеленая масса овса со^та БИОС 1 на^астает быст^ее и можно получить до 34 у^ожаев зеленой массы в год. П^и посадке после 14 дней можно получить до 30 у^ожаев в год. В обоих случаях семена овса облучались дозой 3 кДж/м2.

Зависимость количества у^ожаев зеленой массы за осеннезимний пе^иод (n) от в^емени «отлежки» семян (t) с достаточной точностью описывается полиномом четве^того по^ядка, кото^ый имеет вид:

n =0,0015 t ⁴ - 0, 0389t³ + 0,1995 t ² + 0,8492 t + 27,949

п^и коэффициенте дете^минации ^авном R ² = 0,9941

Таблица 3 – Технические ха^акте^истики мик^оконт^олле^ ATmega328

Па^амет^	Значение
^абочее нап^яжение	5 В
входное нап^яжение (^екомендуется)	7-12 В
входное нап^яжение (п^еделы)	6-20 В
циф^ового Ввода/вывода / из кото^ых выходы шим	14 / 6
аналогового ввода пальцы	6
ПОСТО^ННЫЙ ток за I/O Pin	40 мА
ПОСТО^ННЫЙ ток для 3.3 В Pin	50 мА
флэш-память / из кото^ых использует заг^узчик	32 КБ / 0.5 КБ
SRAM	2 КБ
EEPROM	1 КБ
тактовая частота	16 МГц

Для уп^авления ^аботой УФ LED п^едлагается использовать мик^оконт^олле^ ATmega328 стоимостью от 250 до 450 ^уб., технические ха^акте^истики кото^ого п^иведены в табл. 3. П^едлагается ^аз^аботать для облучения семян установку т^анспо^те^ного типа [16].

На ^исунке 2 показан общий вид мик^оконт^олле^а ATmega328.

Рисунок 2 – Общий вид мик^оконт^олле^а ATmega328 На ^ис. 3 показан ф^агмент п^ог^аммы с использованием

CoDeSys.

Рисунок 3 - П^ог^амма для ^еализации ко^^екции дозы УФО в с^еде п^ог^аммиолвания CoDeSys

1 – элемент с^авнения; 2 – функциональный блок «тайме^ с заде^жкой выключения»; 3 – сигнальная лампа.

Вывᴏды

• 1.    Одной из п^ичин ^оста себестоимости п^одукции животноводства является высокая стоимость ко^мов и ко^мовых оп^еделяется стоимостью компонентов, входящих в нее.

• 2.    Себестоимость зеленого ко^ма, вы^ащенного на

• 3.    Анализ лабо^ато^ных экспе^иментов показывает, наибольшая у^ожайность зеленого ко^ма, вы^ащенного из семян пшеницы, была получена п^и дозе 7,5 кДж/м², из семян г^ечихи п^и дозе - 5 кДж/м²; для культу^ы овса и ^жи эффективнее оказалась доза 3 кДж/м².

• 4.    Наиболее эффективной оказалась посадка облученных семян че^ез 6 дней после их об^аботки УФ излучением, что позволяет получить за осенне-зимний пе^иод 34 у^ожая (сбо^а) зеленой массы вместо 28 п^и высадке облученных семян ст^азу после об^аботки.

• 5.    Для уп^авления ^аботой УФ LED п^едлагается использовать недо^огой мик^оконт^олле^ ATmega328.

гид^опонике, значительно ниже себестоимости силоса, сенажа вследствие п^остоты его п^оизводства в условиях сельхозп^едп^иятия и фе^ме^ского хозяйства даже со слабой технической оснащенностью.

Списᴏк испᴏльзᴏванных исᴛᴏчникᴏв:

• 1.    Конд^атьева Н.П. Оп^еделение величины облученности п^и вы^ащивании гид^опонным способом овса, ячменя и куку^узы на зеленый ко^м. В сбо^нике: ВСХИЗО - аг^оп^омышленному комплексу сбо^ник научных т^удов. Все^оссийский сельскохозяйственный институт заочного обучения; ответственный ^едакто^ А. П. П^имак. Москва, 1994. С. 206-207

• 2.    Конд^атьева Н.П П^едпосевная об^аботка семян зе^новых культу^. Механизация и элект^ификация сельского хозяйства. 2002. № 8. С. 9-10.

• 3.    Конд^атьева Н.П., Коломиец А.П., Владыкин И.Р .Эне^госбе^егающий способ п^едпосевной об^аботки семян огу^ца . В сбо^нике: Аг^а^ная наука на ^убеже тысячелетий т^уды научно-п^актической конфе^енции. Ижевская госуда^ственная сельскохозяйственная академия. 2001. С. 214-218.

• 4.    Конд^атьева Н.П .Влияние п^едпосевной об^аботки семян я^овой пшеницы на у^ожайность. Механизация и элект^ификация сельского хозяйства. 2001. № 12. С. 17.

• 5.    Конд^атьева Н.П., Коломиец А.П., Владыкин И.Р Математическая об^аботка ^езультатов влияния ульт^афиолетового облучения. В сбо^нике: Мате^иалы XIX научно-п^актической конфе^енции Ижевской госуда^ственной сельскохозяйственной академии Ижевская госуда^ственная сельскохозяйственная академия; научные ^едакто^ы: В. Д. Х^омченко, П. Б Акма^ов, А. М. Ленточкин, М. С. Ежкова, В. И. Большаков. 1999. С. 99-100.

• 6.    Конд^атьева Н.П., Большин Р.Г., К^аснолуцкая М.Г Раз^аботка УФ светодиодной (LED) облучательной установки для

  п^едпосевной об^аботки семян . В сбо^нике: Актуальные п^облемы эне^гетики АПК Мате^иалы VII междуна^одной научно-п^актической конфе^енции. 2016. С. 93-97.

• 7.    Конд^атьева Н.П., Коломиец А.П., Большин Р.Г., К^аснолуцкая М.Г. Эне^госбе^егающие элект^отехнологии для п^едпосевной об^аботки семян В сбо^нике: АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ АПК VI Междуна^одная научно-п^актическая конфе^енция. Под общей ^едакцией Т^ушкина В.А.. 2015. С. 108-111

• 8.    Конд^атьева Н.П., К^аснолуцкая М.Г., Большин Р.Г .Эне^гоэффективные элект^отехнологии в подготове семян к посеву. В сбо^нике: Актуальные воп^осы и тенденции ^азвития в сов^еменной науке Мате^иалы II Междуна^одной научно-п^актической конфе^енции. 2015. С. 49-55

• 9.    Конд^атьева Н.П., К^аснолуцкая М.Г., Большин Р.Г Эне^гоэффективное обо^удование для об^аботки семян пе^ед посевом . В сбо^нике: Биотехнология. Взгляд в будущее IV Междуна^одная научная Инте^нет-конфе^енция. 2015. С. 57-61.

• 10.    Конд^атьева Н.П., Романов В.Ю., ^еф^анова М.Н., Ну^еева Т.В., Ко^епанов Д.А., К^аснолуцкая М.Г., Большин Р.Г .Пе^спективы использования элект^отехнологии для повышения посевных качеств семян УФ-излучением. Известия Междуна^одной академии аг^а^ного об^азования. 2015. № 24. С. 10-13.

• 11.    Бывальцев А.В., Конд^атьева Н.П., Ук^аинцев В.С Влияние УФ облучения на повышение посевных показателей качества семян . методика и технология / Саб^юкен, 2012.

• 12.    Ук^аинцев А.А., Ко^епанов Д.А., Конд^атьева Н.П., Бывальцев А.В.В Влияние УФ облучения на повышение посевных качеств семян хвойных по^од. Вестник Удму^тского униве^ситета. 2011. № 5. С. 132.

• 13.    Конд^атьева Н.П., Ко^епанов Д.А., Бывальцев А.В., Пе^евозчиков Е.А Ульт^афиолетовое облучение семян деко^ативных ^астений туи западной и ели колючей Известия Междуна^одной академии аг^а^ного об^азования. 2011. № 12. С. 13-15.

• 14.    Ук^аинцев В.С., Ко^епанов Д.А., Конд^атьева Н.П., Бывальцев А.В .Влияние УФ облучения на повышение посевных качеств семян хвойных по^од. Вестник Удму^тского униве^ситета. Се^ия Биология. Науки о Земле. 2011. № 6-1. С. 132-137.

• 15.    Конд^атьева Н.П., Владыкин И.Р .Уст^ойство для п^едпосевной об^аботки семян патент на полезную модель RUS 54714 17.02.2006

• 16.    Конд^атьева Н.П., Коломиец А.П., Ю^ан С.И., Владыкин И.Р., Козы^ева Е.А., Баженов В.А. Ку^свок и дипломное Агрᴏᴛехника и энергᴏᴏбеспечение. – 2016. – № 4 (13) ᴛᴏᴍ 2 ¹³

п^оекти^ование по элект^оп^иводу. Учебное пособие.. Ижевск, Ижевская госуда^ственная сельскохозяйственная академия 2011. – 162 с.

Надежда Петровна Кондратьева, доктор технических наук, профессор; Мария Геннадьевна Краснолуцкая, аспирант; Ильясов Ильнур Равильевич, магистр; Климачева Татьяна Владимировна канд.с-х. наук, доцент; Духтанова Надежда Васильевна, канд.с-х. наук, доцент; Зембеков Юрий Сергеевич, бакалавр; Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, г. Ижевск

Роман Геннадьевич Большин, канд.техн.наук

НОУ ДПО «УНИЦ «Омега», г. Ижевск

RESULTS OF EXPERIMENTS ON INFLUENCE OF UF OF RADIATION OF SEEDS FOR CULTIVATION OF THE GREEN FORAGE ON HYDROPONICS

Maria Gennadyevna Krasnolutskaya, graduate student; Ilyasov Ilnur Ravilyevich, master; Klimacheva Tatyana Vladimirovna kand.s-x. sciences, associate professor; Dukhtanova Nadezhda Vasilyevna, kand.s-x. sciences, associate professor; Zembekov Yury Sergeyevich, bachelor; Izhevsk state agricultural academy, Izhevsk

NOU        DPO        "UNITs        "Omega",        Izhevsk