Ukrainian Belarusian English French German Japanese Lithuanian Polish Russian Spanish Turkish

Хранение зерна в пластиковых мешках SiloBag. Отчет по кукурузе

Следующей культурой для исследования технологии хранения в мешках SiloBag стала кукуруза.

Так, в фермерском хозяйстве Сан Лоренсо, округ Тандиль, провинция Буэнос-Айрес, принадлежащем компании "Zubiaurre", были проведены исследования метода хранения в пластиковых мешках зерен кукурузы (Axel de Sursem) при разной влажности (14,8% и 19,5%) сроком на 153 дня (одновременно проводились исследования пшеницы, сои и семечки подсолнечника). Целью исследования было изучение эволюции во времени различных показателей качества зерна. Были использованы самые распространенные на рынке мешки, изготовленные из трехслойного материала, черного цвета внутри и белого снаружи. Размеры мешка 220 футов (67 метров) в длину, 9 футов (2,74 метра) в диаметре и плотностью 250 микрон.

Отбор проб начался в период сбора урожая зерновых и продолжался 153 дня. Отбор проб кукурузы с влажностью 19,5% производился 6 июля 2001 г. в начале исследования (упаковки зерна), через 40 дней, 83 для и в конце исследования через 153 дня (5 декабря 2001 г). Отбор проб кукурузы с влажностью 14,8% начался 23 августа 2001 г., затем был повторен через 50 дней, 81 день и завершился 23 января 2002 г (т.е. через 153 дня хранения).

Образцы брались при помощи специального пробоотборника на разной глубине мешка (три уровня: вверху, в середине и внизу), в трех разных местах. Таким образом, после каждого отбора изучалось 9 образцов, а в сумме - 36 образцов в течение всего периода хранения для каждого мешка.

У каждого из образцов исследовали такие показатели качества как натура (вес) зерна, всхожесть и энергия прорастания, а также производили анализы испорченности зерен кукурузы. Тесты проводились с целью изучения эффекта герметичности на коммерческое качество хранимой кукурузы и для определения выгодности использования этой технологии для хранения посевного материала.

Натура зерна: используется для определения соотношения между весом и объемом пшеницы. Этот параметр важен, поскольку изменяется одним из первых в случае неправильных условий хранения зерна. Натуру выражают в граммах на литр, или в килограммах на один гектолитр. Значения натуры влияет на рыночную цену продукта.

Всхожесть: используется для определения способности зерна к производству нового растения. Для этого 100 зерен помещаются в условия стандартной температуры и влажности сроком на 7 дней, по истечении которых подсчитывается количество зерен, способных дать жизнеспособный росток, и определяется их процентное соотношение. Эти важные данные позволяют быстро определить, пострадало ли «физически» зерно при хранении.

Энергия прорастания: процесс определения этого параметра схож с предыдущим, при этом семена исследуются более подробно.

Испорченные зерна: испорченными считаются те зерна, у которых была изменена структура или поверхность в результате внешнего воздействия. К испорченным зернам относятся: проросшие, подвергнувшиеся ферментации, гнилые, засушенные и/или покрывшиеся плесенью зерна. Зерна также портятся вследствие механического повреждения оболочки, которая является главным барьером против проникновения микроорганизмов (грибков, бактерий, насекомых). Повреждение оболочки происходит в ходе сбора урожая, в результате работы уборочных машин. Количество испорченных зерен влияет на рыночную цену зерна.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Эволюция температуры зерна

Отбор проб зерен кукурузы с влажностью 19,5% начался 6 июля, а зерен с влажностью 14,8% – 23 августа при низкой температуре окружающей среды. В момент взятия первых проб средняя температура зерна с влажностью 19,5% была 11,2°C (варьировалась от 9,8°C до 11,8°C), средняя температура зерна из другого мешка – 14,6°C (варьировалась от 14,5°C до 14,8°C). График 1 показывает, что эволюцию средней температуры зерна с влажностью 14,8% можно разделить на три этапа. В период с начала по вторую половину сентября температура зерна в средней и в нижней частях мешка опустилась примерно с 15 до 13°C. В период со второй половины сентября по конец ноября температура постепенно повысилась до 15°C. А в период с начала декабря по 23 января (день окончания проб) температура зерна повысилась до 23°C в результате повышения температуры окружающей среды. Как и в случае с другими видами зерна, температура зерен кукурузы, находящихся в верхней части мешка, изменяется вслед за температурой окружающей среды.

Эволюцию температуры зерна в средней и нижней части мешка с влажностью 19,5% также можно разделить на три этапа. На первом этапе – с 6 июля по первую половину августа – температура зерна снизилась с 12°C до 10°C. На втором этапе температура стабилизировалась на отметке около 10°C. На третьем этапе – с начала октября и до окончания исследования – температура зерен кукурузы повысилась до 18°C на фоне повышения температуры окружающей среды. В обоих мешках температура зерна, находящегося в верхней части, почти соответствует температуре воздуха, поскольку происходит обмен теплом с более холодной средой.

График 1. Эволюция среднесуточной температуры окружающей среды и кукурузы влажностью 14,8% на разных уровнях глубины мешка SiloBagГрафик 2. Эволюция среднесуточной температуры окружающей среды и кукурузы влажностью 19,5% на разных уровнях глубины мешка SiloBag

Эволюция влажности зерна

Начальная средняя влажность в мешках была 14,8% и 19,5%, соответственно. Хотя в ходе взятия проб в обоих мешках наблюдалось небольшое снижение влажности, это изменение являлось статистически незначимым. Это означает, что внутри мешков действительно была создана герметичная система. Не было установлено статистически значимой зависимости между местом расположения зерна и его влажностью, поскольку спустя 153 дня разброс в уровне влажности между разными частями мешка со средней влажностью 14,8% составлял всего 0,27%, а между частями мешка с влажностью 19,5% – 0,26%. Такие условия влажности являются благоприятными для хранения зерна.

График 3. Эволюция влажности кукурузы с влажностью 14,8% на разных уровнях глубины мешка SiloBagГрафик 4. Эволюция влажности кукурузы с влажностью 19,5% на разных уровнях глубины мешка SiloBag

Изменение натуры зерна

Натура зерна обратно пропорциональна его влажности (см. Brooker et al, 1992), поэтому в мешках с влажностью, соответственно, 14,8% и 19,5% натура отличалась. Отличие в параметре сохранялось, поскольку разница в уровне влажности по мере взятия проб также сохранялась. Натура кукурузы в мешке с большей влажностью всегда была ниже. Изменение натуры в обоих мешках было статистически незначимым. Не было выявлено зависимости между расположением зерна в мешке и изменением его натуры.

График 5. Эволюция натуры кукурузы с влажностью 14,8%, находящейся в разных частях мешка SiloBagГрафик 6. Эволюция натуры кукурузы с влажностью 19,5%, находящейся в разных частях мешка SiloBag

Эволюция всхожести

Начальная влажность оказала статистически значимый эффект на всхожесть зерна. Всхожесть кукурузы, хранившейся при влажности 19,5%, снизилась за 153 дня незначительно – всего на 5,3%, но всхожесть кукурузы, хранившейся при влажности 14,8%, начала снижаться уже с момента первых проб, а в итоге снизилась в среднем на 16,8%. Зависимость между местом расположения зерна и его всхожестью установлена не была.

Сложно найти объяснение тому, почему изменение всхожести кукурузы с влажностью 14,8% было значительное, а для кукурузы с большей влажностью такого не произошло. Единственное логическое объяснение может быть связано с изначально разной всхожестью.

График 7. Эволюция всхожести кукурузы влажностью 14,8%, находящегося в разных частях мешка SiloBagГрафик 8. Эволюция всхожести кукурузы влажностью 19,5%, находящегося в разных частях мешка SiloBag

Эволюция уровня испорченности зерен кукурузы

Уровень испорченности зерна со средней влажностью 14,8% постепенно увеличивалась в течение периода взятия проб (см. График 9), в то время как рост уровня испорченности зерна с влажностью 19,5% был более значительным (см. График 10). Важно заметить, что уже изначально уровень испорченности зерна был ниже стандартов качества, таким образом, эти изменения не повлияли на качество зерна.

График 9. Уровень испорченности кукурузы влажностью 14,8% находящегося на разных уровнях мешка SiloBagГрафик 10. Уровень испорченности кукурузы влажностью 19,5% находящегося на разных уровнях мешка SiloBag

Для кукурузы, хранящейся при влажности 14,8%, не было обнаружено зависимости между местом расположения зерна в мешке и его уровнем испорченности (см. График 9), в то время как для кукурузы, хранящейся при влажности 19,5%, такая зависимость обнаружена была (см. График 10). Уровень испорченности зерна из нижней части мешка увеличился за 153 дня всего на 15% (с 5,3% до 6,1%). Уровень испорченности зерна из средней части мешка по ходу взятия проб постепенно повышался и после 153 дней был на 40,2% выше первоначального уровня (7,3% и 10%). Рост уровня испорченности зерна из верхней части мешка составил 166% (4,2% и 11,2%).

Возможно, причиной такой большой разницы в уровне испорченности является механический вред, нанесенный большой массой хранимого зерна. Это предположение подтверждается примерно тем, что влажность во всех частях мешка была примерно одинаковая, и отсутствием конденсации внутри мешка. Это означает, что причиной роста уровня испорченности стало увеличение количества сгнившего, засушенного, либо покрывшегося плесенью зерна, а также образование колоний микроорганизмов. Испорченность зерна не связана с ферментацией или с тем, что зерна начали всходить.

Эволюция концентрации углекислого газа (СО2) и кислорода (О2)

Дыхательная активность зерна привела к повышению концентрации СО2 и к снижению концентрации О2 внутри мешков (см. Таблицу 1). На изменение концентрации этих газов влиял срок хранения. Зависимость концентрации газов от места расположения зерна установлена не была, что означает, что концентрация газов внутри мешков была равномерная. Концентрация СО2 в зерне с влажностью 14,8% повышалась в течение первых 50 дней, стабилизировавшись затем на уровне 18%. А в зерне с влажностью 19,5% концентрация СО2 повышалась в течение всего анализируемого периода, достигнув примерно того же уровня – 18,5%.

Эти данные означают, что дыхательная активность в мешке с меньшей влажностью была выше, что противоречит данным наблюдения других видов зерна. Эту тенденцию можно объяснить тем, что зерно с большей влажностью упаковывалось при более низкой температуре. Это стало причиной низкой дыхательной активности, а, когда температура постепенно повышалась, концентрация углекислого газа уже была очень высокая. Такой же вывод вытекает из анализа концентрации кислорода, которая падает в зерне с влажностью 19,5% до уровня примерно 2%. В зерне с влажностью 14,8% концентрация снизилась до этого же уровня, но за более короткий срок.

Таблица 1. Эволюция концентрации углекислого газа CO2 и кислорода O2

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Даты взятия проб
35 дней 52 дней 79 дней
CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2
Низ 8,9 11,54 18,2 2,14 18,2 2,1
Середина 10,0 9,94 18,3 2,17 18,1 2,1
Верх 10,2 9,62 18,1 2,14 18,2 2,1
Общий показатель 9,7 10,36 18,2 2,15 18,2 2,1

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Даты взятия проб
0 дней 20 дней 84 дня
CO2 O2 CO2 O2 CO2 O2
Низ 0 19,2 6,2 12,8 18,5 2,7
Середина 0 19,4 6,2 12,8 18,4 2,6
Верх 0 19,1 6,2 12,8 18,6 2,6
Общий показатель 0 19,2 6,2 12,8 18,5 2,6

Контроль над насекомыми

В мешке с влажностью 14,8% ни в одной из проб не было обнаружено ни одного насекомого (см. Таблицу 2). В мешке со средней влажностью 19,5%, напротив, насекомых обнаруживали вплоть до 81 дня хранения. В литературе описано, что при соотношении концентрации CO2 и времени его выработки (CT-продукт) в 9744% в час достигается полный контроль над насекомыми (White и Jayas, 1993).

Учитывая то, что концентрация углекислого газа в зерне с влажностью 19,5% была ниже вследствие низкой температуры и низкой дыхательной активности зерна (см. Таблицу 1), критическое соотношение CT-продукта было достигнуто примерно через 60 дней после упаковывания. Поэтому в пробах, взятых спустя 40 дней хранения были обнаружены живые насекомые, а в пробах, взятых спустя 81 день хранения – нет. В случае с зерном с влажностью 14,8% критическое соотношение CT-продукта было достигнуто уже примерно через 40 дней, поэтому в пробах, взятых спустя 50 дней после упаковывания не было обнаружено живых насекомых. Другим фактором отсутствия насекомых стала низкая относительная межзерновая влажность (см. Bogliaccini, 2001).

Таблица 2. Количество живых насекомых

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Даты наблюдения
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 10 10 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Середина 10 10 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Верх 10 10 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Общий показатель 30 0 0 0

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Даты наблюдения
0 дней 40 дней 81 дней 153 дней
Низ 10 10 10 8 8 5 1 4 0 0 0 0
Середина 10 10 10 6 10 1 2 4 0 0 0 0
Верх 10 10 10 6 6 3 0 5 0 0 0 0
Общий показатель 30 0 0 0

ВЫВОДЫ

  • Температура зерна в мешках постепенно падает, вслед за падением температуры окружающей среды. При этом важным фактором остается место расположения зерна в мешке. Температура зерна, находящегося в верхней части мешка, изменяется вслед за изменением температуры окружающей среды. Температура зерна, находящегося в нижней и в средней частях мешка, относительно стабильна и остается выше, чем температура в верхней части мешка, на фоне низкой температуры окружающей среды. Когда температура окружающей среды начинает повышаться, температура зерна в нижней и в средней частях мешка остаются ниже, чем в верхней части мешка.
  • Ни в одном из двух мешков не было обнаружено изменения влажности на протяжении всего периода хранения. Также влажность не зависела от места расположения зерна в мешках.
  • Натура зерна с влажностью 14,8% не изменилась значительно по итогам 153 дней хранения. Снижение натуры кукурузы влажностью 19,5% было заметно по результатам последних проб.
  • Всхожесть кукурузы с влажностью 19,5% по итогам 153 дней хранения не изменилась. У кукурузы с влажностью 14,8% падение всхожести заметно уже с момента первых проб.
  • Уровень испорченности кукурузы с влажностью 14.8% не изменился существенно в ходе взятия проб. Но уровень испорченности кукурузы из средней и верхней частей мешка с влажностью 19,5% изменился.
  • Дыхательная активность зерна привела к повышению концентрации углекислого газа и уменьшению концентрации кислорода внутри мешков. Изменение концентрации этих газов в мешках было связано с начальной влажностью и с температурой. Концентрация газов в обоих мешках к концу взятия проб была одинаковой. Зависимость концентрации газов от места расположения зерна установлена не была.
  • Не было обнаружено ни одного живого насекомого ни на одном из этапов отбора проб в мешке с влажностью 14,8%. В мешке с влажностью 19,5% последние насекомые умирают через 80 дней хранения. Это указывает на то, что соотношение концентрации углекислого газа внутри мешков и срока его выработки были достаточными для стопроцентной смертности всех насекомых к концу исследования.

ПРИЛОЖЕНИЕ (таблицы)

Таблица 1. Температура кукурузы с влажностью 14,8% и 19,5%, согласно месту положения в мешке SiloBag и дате взятия проб

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 14,52 12,55 14,41 25,17
Середина 14,85 12,55 14,85 24,01
Верх 14,52 12,88 15,61 24,98
Средняя температура 14,63 12,66 14,96 24,72

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 40 дней 81 дней 153 дней
Низ 11,77 9,82 11,07 17,52
Середина 12,16 9,64 10,99 18,66
Верх 9,71 10,93 11,49 18,96
Средняя температура 12,21 10,13 11,18 18,38

Таблица 2. Влажность кукурузы с начальной влажностью 14,8% и 19,5%, согласно месту положения в мешке SiloBag и дате взятия проб

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 14,74 14,53 14,37 14,18
Середина 14,76 14,48 14,32 14,41
Верх 14,80 14,58 14,31 14,44
Средняя влажность 14,77 14,53 14,34 14,34

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 40 дней 81 дней 153 дней
Низ 19,62 19,80 18,93 18,81
Середина 19,59 19,53 18,90 18,97
Верх 19,35 19,30 18,88 18,70
Средняя влажность 19,52 19,54 18,90 18,83

Таблица 3. Натура пшеницы с влажностью 14,8% и 19,5%, согласно месту положения в мешке SiloBag и дате взятия проб, кг/гл

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 73,07 73,53 73,60 73,67
Середина 73,07 73,80 73,73 73,67
Верх 73,73 73,93 74,67 74,00
Средняя натура 73,29 73,76 74,00 73,78

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 40 дней 81 дней 153 дней
Низ 71,73 72,00 70,83 69,67
Середина 71,73 71,80 70,63 69,47
Верх 72,07 71,67 71,10 70,53
Средняя натура 71,84 71,82 70,86 69,89

Таблица 4. Энергия прорастания зерна с влажностью 14,8% и 19,5%, согласно месту положения в мешке SiloBag и дате взятия проб

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 58,00 40,00 45,67 48,00
Середина 61,33 46,00 51,00 50,67
Верх 53,33 44,00 51,33 52,00
Средняя энергия 57,56 43,33 49,33 50,22

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 40 дней 81 дней 153 дней
Низ 87,00 78,67 78,33 72,33
Середина 85,33 83,00 77,00 78,00
Верх 85,67 82,67 75,33 85,67
Средняя энергия 86,00 81,44 76,89 78,67

Таблица 5. Всхожесть зерна с влажностью 14,8% и 19,5% согласно месту положения в мешке SiloBag и дате взятия проб

Кукуруза влажностью 14,8%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 50 дней 81 дней 153 дней
Низ 68,67 60,00 57,33 54,67
Середина 70,33 64,33 58,33 57,67
Верх 67,67 62,00 59,33 59,67
Средняя всхожесть 68,89 62,11 58,33 57,33

Кукуруза влажностью 19,5%

Место расположения Дата взятия проб
0 дней 45 дней 80 дней 153 дней
Низ 89,33 81,33 84,67 78,67
Середина 88,33 86,00 84,33 83,67
Верх 89,33 85,67 83,67 90,67
Средняя всхожесть 89,00 84,33 84,22 84,33