В фермерском хозяйстве Сан Лоренсо, округ Тандиль, провинция Буэнос-Айрес, принадлежащем компании "Zubiaurre", были проведены исследования метода хранения в пластиковых мешках (система silobag) зерен сои (Niderna 4100) при разной влажности (12,5% и 15,6%) сроком на 160 дней (подобные исследования проводились одновременно для кукурузы, пшеницы и семян подсолнечника). Влажность внутри первого мешка с соей варьировалась от 12,27% до 12,63%, внутри второго - от 15,5% до 15,77%. Как и все другие исследования, целью данного было изучение эволюции во времени различных показателей качества зерен сои.
Упаковывание сои было произведено при помощи упаковочной машины Silograin компании Martinez y Staneck S.A. Были использованы коммерческие мешки марки Ipesasilo, изготовленные из трехслойного материала, черного цвета внутри и белого снаружи, размерами 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 160 дней. Упаковка зерен сои в оба мешка была произведена 5 июня 2001 г., исследование продолжалось до 12 ноября 2001 г. Отбор образцов производился в начале проведения исследования (упаковки зерна), через 50 дней, 93 дня и в конце хранения (160 дней).
У каждого из образцов измеряли такие показатели качества как натура (вес) зерна, всхожесть, примеси, а также процентное содержание масла и его кислотность, для изучения влияния технологии хранения в мешках на качество зерна.
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.
Помимо этого отслеживалась температура окружающей среды и зерен сои на разных уровнях, делались замеры концентрации углекислого газа и кислорода, а также изучалось выживаемость насекомых в герметичной среде мешка.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Эволюция температуры зерна
Первый отбор проб был произведен 5 июня при средней температуре воздуха 7,9 ºC. В момент отбора средняя температура зерна с влажностью 12,5% была 7,42 ºC (варьировалась от 4,31ºC до 9,03 ºC), а зерна с влажностью 15,6% – 5,51ºC (варьировалась от 4,99ºC до 6,42ºC). Таким образом, можно заметить, что температура зерен в мешке с большей влажностью была ниже.
С момента начала испытаний температура в нижней части мешка с влажностью 12,5% не изменяется, а в нижней и в средней частях мешка с влажностью 15,6% немного увеличивается. В верхних частях обоих мешков температура зерен изменяется вслед за изменениями температуры окружающей среды (см. Графики 1, 2). В средней и в нижней частях мешка с влажностью 15,6% в течение первых 25 дней происходит небольшое увеличение температуры (на 1,8ºC). В мешке с влажностью 12,5% температура повышается на 0,78ºC в течение первых 20 дней.
На обоих графиках можно заметить, что температура окружающей среды в период с начала взятия проб до 23 июля, достигнув минимальной отметки -3,85ºC. Затем температура постепенно повышается, достигнув пика 21ºC 20 октября. Можно заметить, что температура зерен во всех частях обоих мешков примерно следует тенденциям изменения температуры воздуха. В обоих мешках температура зерна, находящегося в верхней части, почти соответствует температуре внешней среды, поскольку происходит обмен теплом с более холодной средой.
На температуру зерен в нижней части мешка влияет плавное изменение температуры земли. Зерно в середине мешка не получает тепло ни от земли, ни от окружающей среды, поэтому его температура изменяется медленнее, чем у остальной массы зерна. Дневное колебание температуры влияет только на зерно в верхней части мешка и теряет свое влияние в глубине.
Эволюция влажности зерна
Влажность в мешке с влажностью 12,5% увеличилась на 0,3%, но это изменение являлось статистически незначимым. В другом мешке влажность не претерпела изменений. Это означает, что внутри мешков действительно была создана герметичная система. Не было установлено статистически значимой зависимости между местом расположения зерна и его влажностью
Эволюция всхожести
Всхожесть зерна зависит от тех же переменных, что и энергия прорастания, поэтому логично было получить одинаковые результаты. Была найдена статистически значимая зависимость между начальной влажностью и всхожестью семян – 5%. Всхожесть зерен с влажностью 12,5% снизилась в течение 160 дней на 16,7%. Всхожесть зерен с влажностью 15,6% снизилась очень значительно – почти на 28,2%. Место расположения зерна в мешке не повлияло на всхожесть.
Система хранения зерновых в мешках используется для хранения семян для следующего посева. Энергия прорастания и всхожесть являются очень важными показателями, которые служат для оценки способности семян к произрастанию. Из результатов данного исследования вытекает, что если семена упаковывать при влажности 12,5% или 15,6%, их качество может сохраняться в течение 80 дней, а затем начнет ухудшаться. Зерно с влажностью 15,6% теряет всхожесть значительнее, чем зерно с влажностью 12,5%. Это может быть вызвано изначально низкой всхожестью зерен. Известно, что, чем ниже качество семян сои, тем значительнее падает всхожесть семян к моменту посева независимо от системы хранения.
Изменение натуры зерна
Натура зерна обратно пропорциональна его влажности (см. Brooker, 1992). Изначальная натура зерна в обоих мешка была одинаковой, а изменение натуры во времени было практически нулевым.
Эволюция содержания масла
В зерне, хранившимся при влажности 12,5%, не было обнаружено ни значительного изменения содержания масла, ни зависимости этого содержания от места расположения зерен в мешке. В зерне с влажностью 15,6% также не было обнаружено изменение содержания масла в течение исследования.
Кислотность соевого масла
В ходе взятия проб было выявлено незначительное повышение кислотности соевого масла в обоих мешках (с 1,56 до 1,96 в мешке с влажностью 12,5% и с 1,72 до 2,34 в мешке с влажностью 15,6%). Зависимость между кислотностью соевого масла и местом расположения зерен в мешке статистически незначимая.
Выявленный уровень кислотности находится в рамках нормы. Если изначально кислотность соевого масла немного выше нормы, то затем повышение кислотности происходит медленнее, чем у зерен, хранимых в обычном зернохранилище, где показатель может превышать отметку 3,0 (см. Ferreira Pires, Alberi, 1998). Важно заметить, что кислотность соевого масла влияет на коммерческую стоимость зерна в США, но не влияет в Аргентине.
Эволюция концентрации углекислого газа (СО2) и кислорода (О2)
Измерения концентрации газов производились 5 июля, 20 июля, 5 сентября и 12 ноября. Данные представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Эволюция концентрации углекислого газа и кислорода в мешке с влажностью 12,5%
30 дней | 46 дней | 93 дня | 160 дней | |||||
CO2 | O2 | CO2 | O2 | CO2 | O2 | CO2 | O2 | |
Низ | 3,5 | 15,53 | 3,8 | 14,28 | 4,5 | 11,32 | 7,6 | 9,89 |
Середина | 3,5 | 15,53 | 3,8 | 14,28 | 4,5 | 11,54 | 6,8 | 10,05 |
Верх | 3,5 | 15,54 | 3,9 | 14,17 | 4,5 | 11,02 | 8,1 | 9,95 |
Средний показатель | 3,5 | 15,53 | 3,83 | 14,24 | 4,5 | 11,29 | 7,5 | 9,96 |
Таблица 2. Эволюция концентрации углекислого газа и кислорода в мешке с влажностью 15,6%
30 дней | 46 дней | 93 дня | 160 дней | |||||
CO2 | O2 | CO2 | O2 | CO2 | O2 | CO2 | O2 | |
Низ | 5,7 | 7,68 | 6,60 | 5,14 | 9,50 | 4,9 | 16,2 | 2,46 |
Середина | 5,7 | 7,68 | 6,80 | 5,27 | 8,00 | 4,8 | 16,2 | 2,48 |
Верх | 5,7 | 7,71 | 7,00 | 5,19 | 10,10 | 4,7 | 16,2 | 2,45 |
Средний показатель | 5,7 | 7,69 | 6,80 | 5,20 | 9,2 | 4,8 | 16,2 | 2,46 |
Уровень концентрации углекислого повышается очень медленно, особенно в мешке с влажностью 12,5%. В обоих мешка отмечено одинаковое падение концентрации кислорода. Медленно изменение концентрации газов объясняется низкой температурой зерна, что привело к низкой дыхательной активности зерна. В ходе наблюдений не была установлена зависимость концентрации газов от места расположения зерна.
Контроль над насекомыми
При взятии проб после 50 дней хранения в мешках были обнаружены живые насекомые. Был выявлен интересный факт: в мешке с влажностью 15,6% живых насекомых было больше, несмотря на более высокую концентрацию углекислого газа. 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). Отношение CT-продукта после 30 дней хранения у зерна с влажностью 12,5% было 2520%/ч (720 ч * 3,5%), у мешка с влажностью 15,6% – 4104%/ч, спустя 50 дней это соотношение достигло 4136%/ч и 7344%/ч соответственно. Таким образом, причиной выживаемости насекомых могла быть очень низкая доза углекислого газа. Концентрация, достаточная для уничтожения насекомых, достигается только после 93 дней хранения: 9936%/ч и 20313%/ч соответственно.
В литературе существуют доказательства того, что относительно низкая влажность вызывает эффект дегидратации, который может привести к смертности насекомых (Bogliaccini, 2001). Этим можно объяснить более высокую смертность насекомых в мешке с влажностью 12,5%, несмотря на более низкое отношение CT-продукта.
Таблица 3. Количество живых насекомых
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Даты наблюдения | |||||||||||
0 дней | 50 дней | 93 дней | 160 дней | |||||||||
Низ | 10 | 10 | 10 | 7 | 5 | 8 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Середина | 10 | 10 | 10 | 2 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Верх | 10 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Общий показатель | 30 | 8 | 0 | 0 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Даты наблюдения | |||||||||||
0 дней | 50 дней | 93 дней | 160 дней | |||||||||
Низ | 10 | 10 | 10 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Середина | 10 | 10 | 10 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Верх | 10 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Общий показатель | 30 | 1 | 0 | 0 |
Анализ коммерческого качества
Анализ коммерческого качества зерна, хранимого в пластиковых мешках при влажности 12,5% и 15,6%, не дает оснований для выводов о повреждении семян.
Если анализировать отдельные показатели, можно обнаружить, что, чем выше влажность зерна, тем больше в нем посторонних тел (примесей). Это связано с тем, что при высокой влажности снижается способность уборочной машины очищать зерно. Таким же образом, чем ниже влажность, тем выше вероятность повреждения зерен при уборке.
Процентное соотношение поврежденных семян в зерне с большей влажностью немного больше и повышается по мере хранения семян. Это связано с тем, что момент упаковывания повреждается поверхность семян, в результате чего семена более подвержены деятельности грибков и других микроорганизмов.
При этом нельзя считать, что коммерческое качество семян существенно снижается. Количество поврежденных семян не превышает 0,40% у зерна с влажностью 12,5% и 0,73% – у зерна с влажностью 15,6%.
ВЫВОДЫ
- На изменение температуры зерна влияет место расположения зерна в мешке. Зерно в верхней части мешка практически соответствует температуре воздуха, так как зерно отдает свое тепло более холодной окружающей среде. В то время как температура зерна из средней и нижней частей мешка с влажностью 12,5% практически не изменяется в течение первого этапа хранения, температура зерна во втором мешке достигает той же отметки. До второй половины сентября в обоих мешках температура остается стабильной, а затем начинает постепенно повышаться вслед за повышением температуры воздуха.
- 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.
- Всхожесть семян в обоих мешках снизилась к концу периода взятия проб, ухудшение более существенно у сою влажностью 15,6%.
- Содержание масла не изменилось и не зависело от места расположения зерна в мешке.
- Кислотность соевого масла в обоих мешках постепенно и плавно повышается. Но это не влияет на коммерческое качество соевого масла.
- Дыхательная активность зерна привела к повышению концентрации углекислого газа и уменьшению концентрации кислорода внутри мешков. В связи с низкой температурой хранения, изменение концентрации газов происходило медленнее, чем при хранении семян подсолнечника и пшеницы.
- При взятии первых проб были обнаружены живые насекомые, так как концентрация углекислого газа была низкой. При более поздних отборах проб живых насекомых обнаружено не было. В случае с зерном с влажностью 12,5% важным фактором была изначальная низкая межзерновая влажность.
ПРИЛОЖЕНИЯ (таблицы)
Таблица 1. Температура сои с влажностью 15,6% и 12,5% согласно месту положения в мешке и дате взятия проб
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 6,49 | 9,82 | 10,21 | 13,32 |
Середина | 5,09 | 8,23 | 9,42 | 14,09 |
Верх | 6,60 | 1,84 | 7,34 | 12,39 |
Средняя температура | 6,06 | 6,63 | 8,99 | 13,27 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 9,55 | 10,21 | 10,21 | 12,93 |
Середина | 9,55 | 8,63 | 9,42 | 13,32 |
Верх | 7,29 | 0,87 | 6,55 | 13,63 |
Средняя температура | 8,79 | 6,57 | 8,73 | 13,29 |
Таблица 2. Изменение влажности зерна, упакованного при влажности 15,6% и 12,5%, согласно месту положения в мешке и дате взятия проб
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 15,62 | 15,71 | 15,65 | 15,50 |
Середина | 15,71 | 15,78 | 15,51 | 15,6 |
Верх | 15,51 | 15,26 | 15,69 | 15,69 |
Средняя влажность | 15,6 | 15,58 | 15,57 | 15,60 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 12,47 | 12,62 | 12,38 | 12,66 |
Середина | 12,39 | 12,52 | 12,40 | 12,68 |
Верх | 12,50 | 12,55 | 12,43 | 12,90 |
Средняя влажность | 12,5 | 12,56 | 12,40 | 12,74 |
Таблица 3. Содержание масла в зерне с влажностью 15,6% и 12,5%, согласно месту положения в мешке и дате взятия проб
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 21,41 | 21,41 | 21,80 | 21,06 |
Середина | 21,58 | 21,35 | 21,68 | 21,00 |
Верх | 21,26 | 21,16 | 21,69 | 21,23 |
Средний показатель | 21,41 | 21,30 | 21,72 | 21,09 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 20,60 | 20,85 | 21,11 | 20,11 |
Середина | 21,01 | 20,83 | 20,87 | 20,64 |
Верх | 20,52 | 20,84 | 21,04 | 20,50 |
Средний показатель | 20,71 | 20,84 | 21,00 | 20,41 |
Таблица 4. Кислотность соевого масла в зерне с влажностью 15,6% и 12,5%, согласно месту положения в мешке и дате взятия проб
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Дата взятия проб | ||||||||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | ||||||
Низ | 1,728 | 1,938 | 2,307 | 2,422 | |||||
Середина | 1,754 | 1,895 | 2,227 | 2,382 | |||||
Верх | 1,686 | 1,512 | 1,984 | 2,200 | |||||
Средний показатель | 1,722 | 1,781 | 2,172 | 2,334 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Дата взятия проб | ||||||||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | ||||||
Низ | 1,781 | 1,867 | 1,777 | 1,839 | |||||
Середина | 1,380 | 1,398 | 1,723 | 2,056 | |||||
Верх | 1,534 | 1,582 | 1,672 | 1,973 | |||||
Средний показатель | 1,565 | 1,615 | 1,724 | 1,956 |
Таблица 5. Анализ коммерческого качества сои влажностью 12,5% после 160 дней хранения
Место расположения | Посторонние тела | Земля (не орг. примесь) |
Испорченные | Поврежденные | Снижение качества |
Низ | 0,13 | 0 | 0,60 | 4,53 | 0 |
Середина | 0,10 | 0 | 0,27 | 4,27 | 0 |
Верх | 0,13 | 0 | 0,33 | 6,33 | 0 |
Средний показатель | 0,12 | 0 | 0,40 | 5,04 | 0 |
Таблица 6. Анализ коммерческого качества сои влажностью 15,6% после 160 дней хранения
Место расположения | Посторонние тела | Земля (не орг. примесь) |
Испорченные | Поврежденные | Снижение качества |
Низ | 0,17 | 0 | 0,53 | 4,07 | 0 |
Середина | 0,33 | 0 | 0,60 | 3,80 | 0 |
Верх | 0,43 | 0 | 1,07 | 3,60 | 0 |
Средний показатель | 0,31 | 0 | 0,73 | 3,82 | 0 |
Таблица 7. Всхожесть сои влажностью 15,6% и 12,5%, согласно месту положения в мешке и дате взятия проб (тест Дункана 5%; показатели с одинаковыми буквами не отличаются значительно)
Соя влажностью 15,6%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 77,0 a | 75,3 a | 61,3 abc | 53,0 c |
Середина | 74,0 a | 72,3 ab | 63,3 abc | 52,0 c |
Верх | 72,7 ab | 75,0 a | 65,7 abc | 55,7 bc |
Средняя всхожесть | 74,56 | 74,22 | 63,44 | 53,56 |
Соя влажностью 12,5%
Место расположения | Дата взятия проб | |||
5 июня | 24 июля | 5 сентября | 12 ноября | |
Низ | 74,3 ab | 78,0 a | 70,7 ab | 66,0 abc |
Середина | 73,3 ab | 74,3 ab | 68,3 abc | 62,3 bc |
Верх | 75,0 ab | 70,7 ab | 67,3 abc | 57,3 c |
Средняя всхожесть | 74,22 | 74,33 | 68,78 | 61,89 |