УДК 633.16: 541.13
ВЛИЯНИЕ
УСЛОВИЙ ОЗОНИРОВАНИЯ НА ОСОБЕННОСТИ
ПРОРАСТАНИЯ
СЕМЯН ЯЧМЕНЯ (Hordeumvulgare L..)
А. А. Гаврилова, к. б. н.,
В. В. Тютин,
аспирант,
ФГБОУ ВО Нижегородская ГСХА
В статье изучаются разные способы
обработки семян ячменя озоном, условия замачивания, получения озонированной
воды, барботирование семян. Озон получали методом
барьерного разряда из кислорода воздуха. Эффективность воздействия оценивали по
следующим показателям: энергия прорастания, средняя длина, средняя скорость
прорастания и процент к контролю для данных показателей. В ходе исследований
удалось установить оптимальные условия обработки семян и дозу озона.
Ключевые слова:озон, озонированная вода, семеня ячменя.
Получение качественных проростков в
сжатые сроки является одним из приоритетных направлений в кормопроизводстве,
пищевой и перерабатывающей промышленности.
Так, в пивоварении, свежепроросший
солод отличается от обычных проростков наличием сочных упругих корешков
определенной длины, достаточно высокая влажность самого проростка, наличие
зародышевых листков в зависимости от типов пива от ½ до ¾ длины
семени [1]. В настоящее время безопасность продуктов питания и кормов,
внедрение экологически чистых инновационных технологий является важной задачей
успешного развития АПК [2]. Одним из таких методов можно назвать озонирование.
Обработка озоном питьевой воды и сточных вод в народном хозяйстве используется
давно [3, 4]. Применение озонирования в области сельского хозяйства, пищевой и
перерабатывающей промышленности тоже известно, хотя и ведется сравнительно
недавно [5, 6]. В отношении использования озона для проращивания семян ячменя
также известны работы [7, 8], которые однако не дают ответа на вопрос об оптимальных
условиях озонирования и способах обработки семян.
Методика
эксперимента
Озон получали из кислорода воздуха методом
барьерного разряда. Концентрацию озона в озоно-воздушной смеси (ОВС) определяли йодометрическим и
оптическим методами при пропускании ее через газовую кювету на спектрофотометре
при длине волны l = 254 нм [4]. Расчет
концентрации озона проводили по формуле [9]:
C = D·M / E·l[г/л],
где D – оптическая плотность;
M – молярная масса озона, равная
48 г/моль;
l – длина кюветы в см;
E
− коэффициент экстинции (мольный коэффициент
поглощения), л/см·моль.
Дозу озона D (мг·мин/м3) получали путем произведения концентрации на время
обработки.
Озонированную
дистиллированную воду (ОДВ) получали на экспериментальной установке путем барботирования
дистиллированной воды. Длительность обработки озоном варьировалась. Необходимой
дозы озона достигали также путем разбавления дистиллированной водой
озонированной.
В качестве объекта
исследования были взяты семеняярового ячменя (Hordeumvulgare L.)
среднепозднего созревания сорта «Зазерский». Сорт относится кпивоваренным и является ценным по качеству.
Обработку семян озоном проводили несколькими способами: 1)
озонирование сухихсемян ОВС; 2) замачивание семян в озонированной воде (ОДВ);
3) барботирование и последующее помещение для
проращивания семян в ОДВ; 4) барботирование и
последующее помещение для проращивания семян в необработанной озоном дистиллированной воде. Озонирование во всех случаях проводилось перед закладкой
опыта однократно, повторное озонирование не проводилось. Контрольные семена
действию озона не подвергались.
Озонирование сухим способом проводили путем помещения семян
в специальную камеру, где они подвергались действию газообразного озона (ОВС).
При замачивании семян в озонированной дистиллированной воде (ОДВ) интактные семена в газовую камеру не помещали (на семена
действовал только растворенный в воде озон).
Биологическая повторность равнялась 5 (одна чашка Петри = 1
повторность). Для каждого варианта обработки брали по 100 семян. Всего в двух
сериях опытов было проанализировано прорастание 900 семян.
Проращивание озонированных и
контрольных семян проводили в идентичных условиях. Каждый день проводили
подсчет проросших семян, по окончании опыта проводили измерение длины
проростка. Оценку эффективности воздействия проводили по проценту к контролю для данных показателей,
который назвали биологическим эффектом (БЭ).
Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с использованием программы Excel при 5 %‑ном уровне значимости (P = 0,05).
Экспериментальные
результаты и их обсуждение
Для изучения влияния условий
озонирования на прорастание семян ячменя было проведено две серии опытов. В
первой серии семена обрабатывали как указано выше ОВС и ОДВ, при концентрации
озона, оптимальной для зерновых культур 300 мг/м3, как было выяснено раньше [10].
Время озонирования 5 минут. Таким образом, доза озона в ОВС была равна 1500 мг∙мин/м3.
Результаты первой серии опытов представлены в таблице 1.
Таблица 1
|
D∙103 (мг∙мин/м3) |
CОз (мг/м3) |
Условия обработки |
Показатели |
|
|
Контроль |
||||
|
0,0 |
0 |
|
Энергия прорастания Е, % |
Средняя скорость прорастания v, сут-1 |
|
|
|
|
82,00 ± 3,48 |
0,333 ± 0,001 |
|
Опыт |
||||
|
|
|
|
БЭ (Е), % |
БЭ (v), % |
|
1,5 |
300 |
ОВС, сухие семена |
0,0 ± 6,0 |
1,8 ± 0,7* |
|
1,5 |
300 |
ОДВ |
− 13,4 ± 6,9* |
0,9 ± 0,7* |
|
1,5 |
300 |
ОДВ, замач.
ОДВ |
− 7,3 ± 6,5* |
2,7 ± 0,7* |
|
1,5 |
300 |
ОДВ, замач. дист. водой |
2,4 ± 6,0 |
2,1 ± 0,7* |
*
− БЭ
достоверны с Р> 0,95, если значения доверительных интервалов превышают их
абсолютные значения.
Как показали результаты первой серии
опытов (табл .1) средняя скорость прорастания практически во всех
вариантах обработки была незначительно выше контрольного значения, а энергия
прорастания в случае замачивания озонированной водой как барботированных,
так и не барботированных семян достоверно снижалась,
причем более сильное снижение отмечено при отсутствии обработки семян в
барботере. Барботированные, но замоченные в неозонированной дистиллированной воде семена, немного лучше
прорастали (отличие от контрольного значения недостоверное). Таким образом,
можно сказать, что барботирование семян в целом
влияет на показатели прорастания в лучшую сторону. Замачивание семян в
озонированной воде при данных концентрации озона и времени озонирования по
энергии прорастания не дает достоверных
отличий от контроля.
Во второй серии концентрация озона в ОВС
оставалась прежней, а время озонирования было увеличено и равнялось 15 и 30
минутам. Во втором случае был также вариант с разбавлением 1:1 дистиллированной
водой. В результате доза озона составила 4500 мг∙мин/м3и 9000 мг∙мин/м3. В данной серии
опытов семена перед
обработкой предварительно замачивали в течение 6 ч.Проращивание семян ячменя
проводили в условиях, максимально приближенных к технологическим при
проращивании солода при подаче теплого воздуха с температурой +22 - 23°С и постоянной влажности 44
45 %. Энергию прорастания определяли через 12 ч проращивания и через сутки. Полученные в
ходе этих экспериментов данные представлены в таблице 2.
Таблица 2
|
D∙103 (мг∙мин/м3) |
CОз (мг/м3) |
Условия обработки |
Показатели |
|||
|
Контроль |
||||||
|
0,0 |
0 |
|
Энергия прорастания Е12, % |
Энергия прорастания Е24, % |
Средняя длина проростка L, мм |
Средняя скорость прорастания v, сут-1 |
|
|
|
|
48,00 ± 3,48 |
98,00 ± 2,74 |
3,14 ± 0,20 |
0,994 ± 0,004 |
|
Опыт |
||||||
|
|
|
|
БЭ (Е12), % |
БЭ (Е24), % |
БЭ (L),
% |
БЭ (v), % |
|
4,5 |
300 |
Время озонирования 15 мин |
47,9 ± 14,3* |
2,0 ± 4,8 |
19,1 ± 3,9* |
12,3 ± 0,7* |
|
9,5 |
300 |
Время озонирования 30 мин |
33,3 ± 13,2* |
− 2,0 ± 4,4 |
− 3,2 ± 3,1* |
9,9 ± 0,7* |
|
4,5 |
300 |
Время озонирования 30 мин, разбавление
1:1 |
47,9 ± 14,3* |
− 1,0 ± 2,9 |
25,5 ± 4,0* |
13,8 ± 0,7* |
* − БЭ достоверны с Р> 0,95, если значения
доверительных интервалов превышают их абсолютные значения.
Как показали проведенные исследования, интенсивное
прорастание происходило в первую половину суток, затем число проростков
выравнивалось и через сутки уже не отличалось от контрольного значения.
Наибольшее увеличение длины проростка и скорости прорастания отмечено при дозе
4500 мг∙мин/м3 : для длины превышение над контролем составило
25,5 ± 4,0% и 19,1 ± 3,9%, для скорости прорастания 13,8 ± 0,7% и 12,3 ± 0,7%.
Причем, более высокие показания были в варианте с разбавлением.
1.Результаты проращивания семян ячменя сильно
зависят от условий обработки семян, ее длительности и дозы озона в ОВС.
2. В результате проведенных экспериментов были
определены оптимальныеусловия и доза озона4500 мг∙мин/м3,
которая достигается путем разбавления. Ускорение ростовых процессов происходило
при этом на 13,8
± 0,7% быстрее, чем в контроле, а длина проростка на 25,5 ± 4,0% больше
контрольного значения.
Предложения производству. Достигнутый в
ходе исследований результат может быть рекомендован к применению в пивоваренном
производстве для ускоренного получения качественного солода.
Библиографические
ссылки
1.
Мальцев П. М. Технология бродильных производств / П. М. Мальцев – М.: Пищевая
промышленность, 1980. – С. 197 – 235.
2. Программа по развитию АПК
Нижегородской области // Агрорынок. – 2013. – апрель
– с. 3. Режим доступа: http//www.
agrorinok.ru
3.
Кожинов В. Ф. Озонирование воды. / В. Ф. Кожинов, И. В. Кожинов. – М.: Стройиздат, 1974. – 160 с.
4. Кривопишин И. П. Озон в промышленном птицеводстве / И. П. Кривопишин. – М.: Росагропромиздат,
1988. – 175 с.
5.
Yang
Yan-fenTheeffectsofozoneandlowtemperaturetopreservethefreshnessofmushroomsAgaricusbisporus.
/ Yan-fenYang [etal].
// Jiangxinongyedaxuexuebao, Actaagr. univ.− Jiangxiensis, 2005. −
27, № 1. − Р. 29-33.
6.
Резго Г. Я. Исследование применения качества и сроков
хранения полукопченых колбас в озонируемых камерах: автореф. дисс. канд. техн. наук. / Резго Г. Я. − Москва, 1975. ‒ 25 с.
7.
Плутахин Г. А. Влияние способаактивацииводных растворов и концентрации в них кислорода
на скорость прорастания ячменя / Г. А. Плутахин, К.
П. Федоренко, Я. Д. Молчанов // Научный журнал КубГАУ.
– 2014. − №100(06). – С. 48-60.
8.
Гаврилова А. А. Возможность применения озонированной воды для проращивания
семян ячменя с длительным сроком хранения. / А. А. Гаврилова, Г. Ю. Ткаченко, А. В. Чурмасов. // Вестник НГСХА. − №1 (5).
− Н. Новгород, НГСХА, 2015. − С. 4 - 8.
9.
Перетягин С. П. К методике определения концентрации озона в газовой фазе / С.
П. Перетягин, В. И. Карелин // Озон и методы эфферентной терапии в медицине: тез.докл. IIIВсерос. науч. - практич. конфер.,
Н. Новгород, 16-18 сентября 1998. – Н.
Новгород, 1998. – С. 225 – 226.
10. Егорова К. А. Влияние озона на эндофитнуюмикробиоту
и прорастание семян некоторых сельскохозяйственных растений. / К. А. Егорова, А. А. Гаврилова, Е. В. Дабахова, О. А. Шарабаева//
34-ая Всероссийская конференция по озону «Озон и другие экологически чистые
окислители. Наука и технологии», Москва, МГУ имени М.В.Ломоносова, 29 - 30 июня 2016. − http://ozonecon.ru/.
Гаврилова Анна
Александровна,кандидат биологических наук,
доцент кафедры «Физика и прикладная механика»
ФГБОУ ВО «Нижегородская ГСХА»
Россия, 6031074, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина,97.
Тел. 8-920-017-92-16.
E-mail:anna-gavrilova-65@mail.ru
Anna Gavrilova,сandidate of Biology,
associate Professor of the Department "Physics
and applied mechanics"
Nizhny Novgorod State Agricultural Academy
VasilyTyutin, graduate student
Nizhny Novgorod State Agricultural Academy
Gagarin Ave., 97, Nizhny Novgorod, 6031074, Russia
INFLUENCE OF OZONATION ON THE CHARACTERISTICS
GERMINATION of BARLEY SEEDS (Hordeumvulgare
L..)
Key
words:
ozone, ozone-air mixture, seeds, barley.
The article examines different methods of treatment of
barley seeds with ozone, the conditions of soaking, receiving ozonated water, sparging of
seeds. Ozone was obtained by the method of the barrier discharge of oxygen. The
effectiveness was evaluated on the following parameters: energy of germination,
average length, average speed of germination and percentage to control for
these indicators. The studies were able to establish the optimal conditions of
seed treatment and the dose of ozone.