Повышение эффективности гидропонного кормопроизводства путем ультразвуковой обработки субстрата и семян

• Автор: Шушарин, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Перспективы использования гидропонного кормопроизводства

в современных производственно-экологических условиях

1.2. Технологическое оборудование гидропонного кормопроизводства

1.3 Методы электротехнологии для повышения эффективности гидропонного кормопроизводства
1.4. Технические средства электротенологии для интенсификации ^ технологических процессов

1.5. Рабочая гипотеза. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В 29 ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОПОННОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА
2.1. Обоснование условий для эффективного использования ультразвука ^ в технологии гидропонного кормопроизводства
2.1.1. Воздействие ультразвука на сапропелевый субстрат
2.1.2. Воздействие ультразвука на семена
2.2. Физические характеристики ультразвукового поля
2.3. Методика определения физических характеристик процесса

ультразвуковой обработки семян и субстрата
2.4. Элементы технологической схемы гидропонного кормопроизводства, включающей в себя ультразвуковую обработку 52 семян и субстрата
2.5. Энергобиологическая оценка гидропонного зеленого корма
2.6. Результаты и выводы по главе
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа экспериментов и экспериментальные установки
3.1.1. Программа экспериментов
3.1.2. Экспериментальные установки
3.2. Методика проведения экспериментов
3.2.1. Методика экспериментального определения спектральнооптических, физико-химических свойств и состава суспензии, полученной в результате УЗ-обработки сапропелевого субстрата
3.2.2. Методика исследования влияния ультразвуковой обработки субстрата на отклик растений
3.2.3. Методика исследования экологической чистоты и биологической полноценности гидропонного зеленого корма
3.2.4. Методика сравнения вариантов выращивания гидропонного зеленого корма
3.3. Методика оценки эффективности обогащения гидропонного зеленого корма
3.4. Результаты и выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ СУБСТРАТА И СЕМЯН И ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ
4.1. Определение физических характеристик процесса ультразвуковой обработки субстрата и семян
4.2. Электрофизические и спектрально-оптические свойства суспензии, полученной в результате УЗ-обработки сапропелевого субстрата
4.2.1. Электрофизические свойства суспензии, полученной в результате УЗ-обработки сапропелевого субстрата
4.2.2. Спектрально-оптические свойства суспензии, полученной в результате УЗ-обработки сапропелевого субстрата
4.3. Ультразвуковая интенсификация процесса извлечения питательных элементов из сапропелевого субстрата
4.4. Определение оптимального режима ультразвуковой обработки сапропелевого субстрата и семян при выращивании ГЗК

4.4.1. Определение оптимального режима ультразвуковой обработки

сапропелевого субстрата и семян при выращивании ГЗК
4.4.2. Сравнение вариантов выращивания гидропонного зеленого корма
4.5. Результаты и выводы по главе 99 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ГИДРОПОННОГО КОРМОПРОИЗВОДСТВА, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ В СЕБЯ УЛЬТРА- 101 ЗВУКОВУЮ ОБРАБОТКУ СЕМЯН И СУБСТРАТА
5.1. Технологическая схема гидропонного кормопроизводства, включающая в себя ультразвуковую обработку семян и субстрата
5.2. Устройства для реализации разработанной технологической схемы гидропонного кормопроизводства, включающей в себя ультразвуковую
обработку семян и субстрата
5.2.1. Гидропонная установка малой производительности
5.2.2. Гидропонная установка большой производительности
5.3. Программа и результаты технологических испытаний
5.4. Экономическая и энергетическая оценка
5.5. Результаты и выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Первый этап набухания свойствен как живым, так и мертвым семенам, в связи с чем его можно рассматривать как физический этап. Второй этап (лаг-период) водопоглощения имеется у семян со всеми видами покоя: вынужденного или глубокого физиологического. Продолжительность данного этапа сильно варьирует. У семян, не имеющих периода покоя, или у семян с вынужденным типом покоя он может проходить в течение нескольких часов или дней. При наличии физиологического или органического покоя этот этап может продолжаться месяцы, а при неблагоприятных условиях для снятия блока прорастания - несколько сезонов. Определение жизнеспособности семян на этом этапе затруднено. Третий этап характеризует наклевывание семян или начало видимого прорастания. Данный период свойственен только живым семенам [104; 106; 127].
С помощью психрометрического метода прослежен ход суммарного изменения водного потенциала для многих видов семян и отмечено его общее понижение на фоне водопоглощения. В процессе набухания водный потенциал может уменьшаться на несколько порядков: от -4000 бар у сухих семян до -10 бар при прорастании [127].
На основе различных методов исследования было установлено, первый этап водопоглощения сопровождается, в основном, гидратацией полимеров. Во время второго этапа происходит активный гидролиз запасных углеводов и белков до низкомолекулярных соединений. Третий этап характеризуется началом синтетических процессов и использованием в качестве строительных блоков гидрализатов высокомолекулярных соединений, веществ с низкой молекулярной массой и свободных ионов [127].
Длительность каждого этапа зависит от индивидуальных наследственных свойств семени, соотношения запасных полимеров и т.д. Для каждого этапа водопоступления регистрируемые изменения оводненности семян является средней результирующей величиной для всех частей семени,