Комплексное предложение по развитию, интенсификации и повышению эффективности сельского хозяйства на территории РФ

Суть электрогидравлического эффекта заключается в сформированном особым образом импульсном электрическом разряде внутри плотной среды, т.е. электроэнергия превращается в механическую без промежуточных звеньев [4]. Поэтому КПД метода велик.

Мощность ЭГ-удара за микросекунды достигает сотен тысяч киловатт. ЭГЭ не только создает в среде вокруг зоны разряда высокие и сверхвысокие давления, но и сопровождается целым комплексом физико-химических явлений. Это и резонансные явления, и инфра- и ультра-звуковые колебания большой интенсивности. Такая встряска способна не только измельчать твердые материалы, но и разрывать химические связи в молекулах. Образовавшиеся осколки – радикалы – затем вновь соединяются, но частично по-новому, образуя новые вещества.

Например, растворенный в обычной поливной воде биологически инертный азот превращается в оксиды. При ЭГ-ударе резко возрастает содержание ионов NO2 и NO3, гидроксильные ионы превращаются в перекись водорода, которая тут же распадается на Н2О и О. Атомарный кислород энергично окисляет «пассивные» соли плодородного слоя.

Большинство природных комплексных солей плохо растворимы. Вода их по существу не столько растворяет, сколько разлагает. Сначала она отнимает у соли некоторую часть, превращая соль в более простые соединения. Затем оставшаяся часть молекулы под действием воды снова упрощается, и так далее. В природе на эти упрощения уходят десятки и сотни лет. При ЭГ-обработке все происходит за доли секунды.

Меняя параметры ЭГ-ударов, можно "создавать" почвы с заранее заданными размерами частиц. Если нужно, можно добиться поверхности частиц большей, чем даже у илистых почв – чемпионов плодородия [5].

Но какие бы результаты ни получались в экспериментах, все же окончательный судья эффективности ЭГЭ в сельском хозяйстве – сам урожай. В отчетах тех лет зафиксированы цифры: зеленая масса овса – в 1,5, ячменя – в 3,5 раза больше, чем на контрольных участках.

ЭГ-обработка почвы и поливной воды благотворно сказывалась на всех без исключения культурах, проверенных в экспериментах. Развитие опытных растений иногда просто поражало. Например, фасоль, которую поливали вытяжкой из ЭГ-обработанной почвы, вымахала до четырехметровой высоты; растения были крепкими, с интенсивно окрашенными листьями, мощной корневой системой. А стоимость энергозатрат на ЭГ-обработку одной тонны почвы составляла от 6 до 12 копеек, одной тонны торфа – от 8 до 17 копеек (данные середины 80-х годов прошлого века).

Л.А. Юткин открыл любопытнейшее явление. Если после ЭГ-удара почву "оставить в покое", то через некоторое время количество азота в ней увеличивается благодаря работе бактерий-азотфиксаторов [6].

Изобретатель назвал явление "бактериальным взрывом" (авторское свидетельство № 211918 от 2 июля 1965 г.). Поскольку процессом можно управлять, меняя параметры ЭГ-ударов или подсевая нужные бактерии в предварительно стерилизованную ЭГ-обработкой почву, получается, что "бактериальный взрыв" поддается весьма точной регулировке.

О возможностях управляемого "бактериального взрыва" говорят опыты с торфом, проведенные в НИИ почвоведения Минсельхоза БССР. До ЭГ-обработки торф месторождения "Велма" содержал 17 мг/кг аммиачного азота, а через две недели после обработки – целый грамм!

Эксперименты, выполненные в Тимирязевской академии, также дали прекрасные результаты. Если до посева в почве было 48 мг азота, а после уборки осталось 28 мг, то ЭГ-обработка истощенной урожаем земли повысила количество ценнейшего удобрения в ней до 65 мг.

Переработка, дегельминтизация, дезодорация стоков животноводческих помещений, приготовление высокопитательного органического удобрения.

Предполагается технология обработки животноводческих стоков в процессе удаления из животноводческих помещений с помощью воздействия разрядов постоянного тока высокого напряжения.

Лабораторные исследования ВНИПТИМ показали, что обработка навоза и куриного помета импульсами электрического тока напряжением 50 кВ позволяет дегельминтизировать и дезодорировать навоз и куриный помет с производительностью 100 кг/ч. При этом содержание аммиачной формы азота возрастает в 4–5 раз и водорастворимого органического вещества в 1,5 раза, а стоимость полученного органического удобрения увеличивается всего на 22 %.

Опыты показали, что при электрогидравлической обработке воды, взятой из любого водоема, в ней быстро увеличивается число растворимых соединений азота. При очень небольших затратах энергии число растворенных в воде соединений азота может возрасти в 300 и более раз.

Вода превращается в азотное удобрение и по существу может в некоторых случаях служить самостоятельным удобрением полей, способным активно выщелачивать из почвы и переводить в растворимое состояние химические элементы, служащие питанием для растений. Чтобы еще более насытить раствор соединениями азота, можно сквозь воду непрерывно продувать воздух под очень небольшим давлением.

Потребности в воде для электрогидравлической обработки полей весьма незначительны — около 10—15 м³ на 1 га, что составляет всего 5—10 % от нормы затрат воды на дождевание и 2—3 % от нормы вегетационных поливов по бороздам или напуском, а при гнездовой культуре растений расход воды может быть сведен до минимума.

Энергетические затраты силовой установки трактора, питающей электрогидравлическую установку, не превышают 30 кВт на 1 га, что определяет и себестоимость внесения удобрений (примерно 10 коп. на 1 га).

Таким образом, электрогидравлическая обработка почвы способствует экономически выгодному переводу в раствор содержащихся в почве полей и в воздухе азота, фосфора, микроэлементов, которые в растворимом состоянии легко усваиваются растениями. Тем самым можно резко снизить потребность полей в удобрениях, а зачастую и вовсе обойтись без них.

Опыты показали, что при электрогидравлической обработке воды, взятой из любого водоема, в ней быстро увеличивается число растворимых соединений азота. При очень небольших затратах энергии число растворенных в воде соединений азота может возрасти в 300 и более раз.

Вода превращается в азотное удобрение и по существу может в некоторых случаях служить самостоятельным удобрением полей, способным активно выщелачивать из почвы и переводить в растворимое состояние химические элементы, служащие питанием для растений. Чтобы еще более насытить раствор соединениями азота, можно сквозь воду непрерывно продувать воздух под очень небольшим давлением.

Потребности в воде для электрогидравлической обработки полей весьма незначительны — около 10—15 м³ на 1 га, что составляет всего 5—10 % от нормы затрат воды на дождевание и 2—3 % от нормы вегетационных поливов по бороздам или напуском, а при гнездовой культуре растений расход воды может быть сведен до минимума.

Энергетические затраты силовой установки трактора, питающей электрогидравлическую установку, не превышают 30 кВт на 1 га, что определяет и себестоимость внесения удобрений (примерно 10 коп. на 1 га).

Таким образом, электрогидравлическая обработка почвы способствует экономически выгодному переводу в раствор содержащихся в почве полей и в воздухе азота, фосфора, микроэлементов, которые в растворимом состоянии легко усваиваются растениями. Тем самым можно резко снизить потребность полей в удобрениях, а зачастую и вовсе обойтись без них.

По оценкам, при обработке воды с насыщенным воздухом с озоном при ЭГЭ-эффекте образуется до 600 грамм азотистых соединений на 1 т воды. Но это еще не все. Сообщалось, что Л.Юткин, можно сказать, переоткрыл торф для сельского хозяйства.

При обработке растворенного в воде 1 м³ торфа по этой технологии, получается: 9 кг азотных удобрений, 4 кг калийных и 0,5 фосфорных. А так же другие различные микроэлементы, доступные для усвоения растениями. Вредные примеси не образуются. Вода проходит дезинфекцию.

Стоимость торфа в некоторых регионах - от 650 руб/м³. Плюс доставка, электроэнергия, стоимость воды - получается стоимость 1м³ жидкого удобрения - в пределах 1000 руб./м³ или за 1 т (1 руб./кг).

Окупаемость больших ЭГЭ-установок происходит за один сезон использования полива и получения повышенной урожайности.

Биохимическими исследованиями установлено, что при электрогидравлической обработке сырья в нем значительно (в среднем 10—20%) возрастает содержание сырого жира.

Изменяются также и основные показатели углеводного комплекса. Так, на 73 % увеличивается массовое содержание растворимых и редуцирующих сахаров в образцах электрогидравлически обработанной ячменной соломы, а в образцах веточного корма — березы и ивы — это увеличение составляет соответственно 23 и 30 %.

Структурные изменения корма при электрогидравлической обработке, увеличение в нем массового содержания легкоперевариваемых питательных веществ повышают питательность корма, а также позволяют в дальнейшем использовать полученный субстрат для выращивания дрожжей и непатогенных грибов в микробиологической промышленности.

три абзаца из автореферата диссертации по теме "Оценка экологической опасности лигнинсодержащих соединений"

4.4.2. Оценка эффективности предпосевной обработки семян гороха исходным гидролизным лигнином и модифицированным электрическим газовым разрядом

Оценка влияния образцов ГЛ в экспериментах с предпосевной обработкой семян гороха показала, что из обработанных семян вырастало больше растений, чем в контроле, причем в случае ЭГЛ эффект превышения над контролем был значительным (на 41%) и статистически значимым (Р<0,05).

Стимулирующее действие ЭГЛ в еще большей степени проявлялось в отношении мощности развития растений, о чем можно было судить по доле многостебельных растений на фоне остальных одностебельных - доля таких мощных растений увеличивалась по сравнению с контролем практически в два раза.

1.     Что такое ОВП воды, эффект ЭХАВ.

2.     ОВП живых организмов, сравнение с ОВП потребляемой воды.

3.     Эффекты анолита и католита на живом организме.

4.     Результаты применения анолита и католита в животноводстве и растениеводстве.

5.     Проточный активтор воды разработки С.В. Ивченко, результаты применения.

Окислительно-восстановительный потенциал — мера способности химического вещества присоединять электроны (восстанавливаться).

ОВП воды – показатель окислительных или восстановительных качеств воды.

ОВП воды (измеряется в милливольтах, мВ) – физическая характеристика, которая выражается разностью потенциала между электродами, помещенными в водный раствор или иную жидкость.

Измерение ОВП воды проводят вольтметром. Если результат имеет отрицательное значение (-100 мВ, -400 мВ), то такой раствор будет иметь восстановительные свойства (электронно-донорные) или, другими словами, антиоксидантные.

Положительное значение ОВП (+400, +500) указывает на то, что такая жидкость является окислителем и проявляет электронно-акцепторное свойство.

Вода в зависимости от значений ОВП (положительного или отрицательного) будет иметь соответствующие «сказочные» названия:

• "живая" – это вода с отрицательным значением ОВП (католит).
• "мертвая" – это вода с положительным значением ОВП (анолит).

Существует ряд технологий электро-химической активации воды, позволяющих модифицировать обычную воду и производить католит и анолит в бытовых и промышленных масштабах.

Справочно: В 1985 г ЭХАВ была официально признана ВАК СССР в качестве нового класса физико-химических явлений. Поручением правительства РФ от 15 января 1998 г. № ВЧ-П12-01044 даны рекомендации министерствам и ведомствам использовать указанные технологии в медицине, сельском хозяйстве, промышленности. К сожалению, в настоящее время эти рекомендации отменены.

Вода — основа жизнедеятельности и всех биохимических процессов, протекающих в организме не только человека, но и животных. По этой причине актуальными и важными для животноводческой отрасли являются вопросы, касающиеся повышения качества этой жидкости для поения, выбора оптимальных способов ее обработки и возможностей использования для санитарной очистки оборудования.

Клетки животных и человека имеют ОВП от –70 до –200 мВ. При этом ОВП воды (родниковой, бутилированной, водопроводной) находится в диапазоне от +100 до +400 мВ. Это означает, что на усвоение такой воды организм затрачивает энергию на приведение ОВП потребляемой воды к ОВП внутренней среды организма.

Анолит (вода с ОВП +600…+900 мВ) имеет свойства высокоэффективного антисептика. Его применение в гнойной хирургии позволяет снизить применение антибиотиков в 7-10 раз, что приводит к снижению затрат на приобретение лекарств, например, при лечении трофических язв - в 7 раз, а при лечении карбункулов - в 8 раз.

Спектр противомикробного действия анолита включает сапрофитный штамм, бактерии E.Coli, стафилококки, бактерии Shigellae, Helicodacter pylori, сальмонеллы, грибки, многие вирусы и др.

Анолит с терапевтическими параметрами (ОВП не более + 700 мВ) при приёме внутрь через рот или ректально будет обладать следующими свойствами: обеззараживание желудочно-кишечного тракта, коррекция нарушений микробиоценоза, стимуляция терминального окисления недоокисленных токсических продуктов обмена (окислительная детоксикация), снятие термодинамических ограничений с процессов ферментного окисления, усиление энергогенеза и процессов катаболизма.

Католит обладает электронно-донорными свойствами, определяющими его мощное антиоксидантное действие. Это, в числе прочих положительных эффектов, даёт эффект онкопрофилактики.

Католит (ОВП – 400 мВ) активирует тканевые дыхательные ферменты, увеличивает (умеренно) содержание фосфолипидов в тканях миокарда и печени, стабилизирует проницаемость мембран клеток, стимулирует синтез ДНК клеток слизистой 12-перстной кишки. Католит так же проявляет себя как эффективный радиопротектор.

ПРИМЕНЕНИЕ.

Наиболее широко известно применение анолитов с целью дезинфекции и стерилизации инструментов, помещений, аппаратуры, предметов ухода, кожи и слизистых и т.д., а также для лечения гнойных ран.

Испытание анолитов показало, что они при экспозиции 5-10 мин для полоскания полости рта снижают обсемененность микроорганизмами полости рта и глотки в 25-100 раз, что подтверждается успешным применением их для полосканий при заболеваниях зева.

Использование смоченных в анолите салфеток позволяет полностью очистить раневые полости при огнестрельных ранах, флегмонах, абсцессах, трофических язвах, маститах, обширных гнойно-некротических поражениях подкожной клетчатки за 3 -5 дней, а последующее применение католита в течение 5-7 дней существенно ускоряет репаративные (восстановительные) процессы.

Имеются также данные о высокой лечебной эффективности электроактивированных растворов при:

·        неспецифических и кандидозных кольпитах,

·        эндоцервицитах,

·        резидуальных уретритах,

·        эрозии шейки матки,

·        язвах роговицы,

·        гнойных кератитах,

·        инфицированных ранах кожи век,

·        коррекции дисбактериоза и иммунных нарушений;

·        лечении стоматологической патологии;

·        заболеваниях желудка;

·        лечении и профилактики сальмонеллёза и дизентерии,

а также при лечении сахарного диабета, тонзиллитов, гнойных отитов, жирной и сухой себореи лица, выпадения волос, контактных аллергодерматитов, коррекции морщин.

Хороший эффект выявлен у католита при лечении:

·        депрессивных состояний,

·        гастритов,

·        язвенной болезни желудка,

·        геморроя,

·        дерматомикоза,

·        экземы,

·        аденомы предстательной железы

·        хронического простатита,

·        тонзиллита,

·        бронхита,

·        хронического пиелонефрита,

·        хронического гепатита, вирусного гепатита и т.д.

В общем и целом для целей применения эффекта ЭХАВ необходимо учитывать, что католит является стимулятором иммунной системы, а анолит — антисептиком и антибиотиком.

Модифицированную воду можно целенаправленно использовать в животноводстве и птицеводстве.

Она подходит для дезинфекции помещений свинарников, скотников и птичников; анолитом полезно обмывать вымя коров в целях предотвращения заболеваний.

Положительные результаты имели эксперименты по снижению падежа цыплят посредством поения их «живой» водой, по уменьшению снижению себестоимости промывки молокопроводов доильных установок при использовании анолита.

При этом включение солевого раствора «мертвой» воды в приготавливаемый силос повышает его качество до I класса, обеспечивает более длительное хранение и большую пищевую привлекательность для животных.

При приеме внутрь в объеме, эквивалентном 5–10 процентам от суточного количества воды, католит:

• увеличивает устойчивость организма животных и птиц к инфекциям и ионизирующему излучению, в том числе радиоактивному;
• укрепляет иммунитет;
• улучшает тканевое дыхание;
• усиливает надежность антиоксидантной защиты.

Также наблюдаются анаболический и общетонизирующий эффекты, стимулируются процессы роста, физиологической и репаративной регенерации.

Так, на одной из российских птицефабрик цыплят поили «живой» водой от рождения до месячного возраста, в результате чего их падеж сократился более чем на треть, увеличились яйценоскость и масса. При этом в помещениях, обработанных «мертвой» водой, не была обнаружена сальмонелла, нередко встречающаяся на подобных предприятиях.

В одном из отечественных зверосовхозов католитом поили 2000 норок. Благодаря этой активированной жидкости смертность молодняка снизилась в восемь раз, маточного поголовья — в четыре раза, а привес увеличился на 15 процентов.

Использование активированных растворов (анолит, католит) для предпосевной обработки семян обеспечивает их оздоровление и повышение урожайности сельскохозяйственных культур от 30 % до 70 % (ссылка).

Многолетние исследования и эксперименты показывают, что применение электро-химически активированной воды в сельском хозяйстве позволяет значительно повысить его эффективность и получить дополнительные выгоды буквально «из розетки».

Не смотря на это, применение ЭХАВ до сих пор не получило широкого распространения. В первую очередь это связано с тем, что все конструкции активаторов воды изменяют ОВП воды лишь в определённом объёме, то есть – не в проточном режиме. Эта конструкционная особенность затрудняет использование активированной воды в требуемых объёмах, требует выделения и содержания больших площадей, оборудованных ёмкостей для воды, отдельных помещений и т.д.

Устройство для понижения ОВП воды конструкции С.В. Ивченко работает в проточном режиме, обеспечивая активацию воды в требуемом объёме (от 1,5 м³/час). Это значительно упрощает и удешевляет применение католита в животноводстве и растениеводстве.

Проточный модификатор воды уже используется в работе действующим предприятием – одним из племенных заводов Ленинградской области. Результаты 1,5 лет применения католита в системе питьевого водоснабжения фермы КРС - увеличение надоев на 15%, уменьшение вынужденного забоя в с 15 голов в месяц до 7-8, улучшение органолептических свойств молока.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

За последние 25-30 лет российскими аграрными университетами проведены НИОКР и разработаны методики применения активированной воды для сельскохозяйственных предприятий практически любого профиля.

Проточный модификатор воды конструкции С.В. Ивченко позволяет внедрить эти методики наиболее эффективным образом. Практика показала, что затраты на оборудование по электрохимической активации воды окупаются в течение 1-2 месяцев с момента запуска.

Озон в 15 раз лучше растворяется в воде, чем кислород. Проникая вглубь почвы, озон распадается до кислорода и высвобождается из воды.
Все производители сельхозпродукции знают, что корням растений нужен воздух, чтобы дышать. Без этого, в почве будут развиваться  анаэробные бактерий, что подавляет рост растений и уменьшает урожайность.

Специальные технологии орошения повышают урожайность сельскохозяйственных культур, увеличивают эффективность использования воды и удобрений, поставляя только необходимое количество воздуха в корневую зону.

Использование озонированной воды позволяет увеличить урожайность от 13% до 35% благодаря улучшению качества почвы и здоровья растений. С агрономической точки зрения, основное преимущество применения озона связано с  увеличение концентрации растворенного кислорода в воде, используемой для орошения корневой системы растений. Системы озонирования обычно увеличивают содержание растворенного кислорода на 30-45%.

 
Преимущества применения озонированной воды при ирригации:

• увеличивает: урожайность, корневую массу, содержание сахара, размер и плотность плодов;
• позволяет ускорить созревание культур;
• увеличивает проникновение воды и кислорода в почву, что улучшает дыхание и повышает доступность питательных веществ
• увеличение корневой массы приводит к повышению поглощения питательных веществ и снижению нормы применения удобрений
• увеличение активность полезных микроорганизмов в почве, улучшает бактериальную среду;
• сокращает количество корневых патогенов, таких как pythium и phytophera и повышает устойчивость корней к этим заболеваниям;
• повышает эффективность использования воды, позволяет сократить её расход;
• идеально подходит для всех типов почв, в том числе солёных;
• увеличение толерантности растений к солености почвы;
• уменьшает отложение извести в системах полива.

Галловая нематода – один из опасных вредителей растений защищенного грунта (теплицы). Это паразиты, питающиеся корнями, клубнями и подземной частью стебля растений. Под воздействием секретов пищевых желез нематоды, ткани корней разрастаются и образуют наросты размером 3–5 мм (галлы), затрудняющие питание растений. В течение вегетационного периода может развиться 3–5 поколений паразитов. Поражение корней растений в теплицах приводит к потере до 25–50% урожая.

Для борьбы с нематодой применяются физико-химические и агротехнические методы. Все химикаты, используемые для подавления нематоды, являются токсичными в той или иной степени для растений и человека. Биологические способы борьбы с помощью хищных грибков гельминтофагов эффективны на 45–80%.

Обеззараживание грунта концентрированным раствором озона в воде приводит не только к эффективному подавлению галловой нематоды, но оказывает стимулирующее воздействие на развитие растений.

Обработка почв проводилась в Институте защиты растений НАН Беларуси, Минском тепличном комбинате, Брестском тепличном комбинате и в гидропонных теплицах Одесского тепличного комбината. Степень обеззараживания тепличных грунтов от галловой нематоды составляет 90–98% .

По заключению Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, обеззараживание озоном тепличных грунтов приводит к увеличению скорости роста и объема корневой системы растений и увеличению биомассы до 30%.

Несомненным преимуществом является полная экологическая чистота технологии, а также возможность обработки в течение всего вегетационного периода. По заключению СЭС г. Минска, в процессе обработки не требуются специальные меры защиты обслуживающего персонала.

Растениеводческая продукция зачастую сильно заражена различными инфекциями, плесенью, а также мелкими насекомыми, что приводит к значительным потерям при хранении и переработке и, что особенно опасно, способствует распространению инфекционных заболеваний (стафилококки, кишечная палочка, сальмонеллы и т. д.).

Проведенные рядом специализированных предприятий, в том числе НИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, НИИ паразитологии, и с Петербургским санитарно-гигиеническим университетом и др. исследования по оценке эффективности, определению основных технологических режимов, методик практического применения озона в качестве дезинфицирующего средства показали следующее:

• уровень обеззараживания зерна (кукуруза, пшеница, ячмень и овес) и комбикормов при экспозиции от 15 минут до 1 часа достигает 80 — 95% по общей обсемененности и 80 —90% по плесневым грибкам;
• обработка продукции озоном не ухудшает ее органолептические и питательные свойства, при этом снижается их токсичность;
• потери растениеводческой продукции при хранении после обработки озоном снижаются на 40-60% от существующих;
• озон интенсифицирует скорость сушки зерновых путем непосредственного химического и биохимического воздействия, ускоряет транспортировку влаги из внутренних слоев и тепло-массо-обмен в процессе сушки в целом.

Сушка в озоно-воздушной среде оказывает обеззараживающее действие и улучшает качественные показатели материала, предотвращает процессы самосогревания, обеспечивает глубокое состояние покоя в период хранения, обеспечивает сохранность массы сухого вещества и улучшает показатели всхожести. В совокупности это дает прибавку до 10–15% урожая, отпадает необходимость в протравке зерна и снижаются затраты на процесс сушки.

Например, при хранении луковиц тюльпана и гладиолуса в условиях низких температур (4–5 °С) обработка озоно-воздушной смесью с концентрацией озона от 30 до 40 мг/м3 два раза в неделю сокращает заболеваемость посадочного материала на 70–80%.

Одним из основных путей увеличения урожая сельскохозяйственных культур является защита растений от болезней, в частности, от тех фитопатогенов, споры которых локализуются на поверхности семян.

К наиболее вредоносным из них относятся возбудители твердой головни и корневых гнилей. Потери урожая зерновых культур от этих заболеваний могут достигать 20-35%. Одним из путей решения этой проблемы является применение озона.

Из опытных данных известно, что при концентрации озона ~ 2 мг/м3 при 30-минутной обработке кукуруза, пшеница, ячмень и овес стерилизуется от всех видов микроорганизмов. При обработке семян ячменя озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 6 мг/м3 и 10 мг/м3, урожайность была на 12,0 и 17,5% выше, чем при обработке ядохимикатами. Также по данным полевых испытаний зарегистрировано увеличение урожайности для пшеницы – 22%, гороха – 11% , гречихи - 31%.

На основе целого ряда лабораторных экспериментов и исследований была определена оптимальная концентрация озона в ОВС (озоно - воздушная смесь). Наиболее существенные положительные изменения в параметрах роста были отмечены при концентрации озона в  воздухе в объеме 5 мг/м3 и при обработке семян в течение 40 минут.

Озон, как сильный естественный окислитель, приводит к усилению окислительных процессов в семени, которые не прекращаются в течение 7-10 дней хранения в обычных условиях. Поэтому ученые рекомендуют дать обработанному ОВС семени отлежаться 6-8 дней, оптимальный вариант - высевать семена в почву на 7-ой день. В семенах, обработанных озоном, активный атомарный кислород подавляет биотоксины и ингибиторы прорастания семян и активизирует начальный рост.

Полевые испытания, проведенные в сезон 2005 года, полностью подтвердили, а кое в чем и превзошли ожидания ученых от обработки семян хлопчатника озоном.

Важнейший фактор - увеличение числа открытых коробочек на 5-13 процентов по отношению к контрольным, необработанным никакими химикатами, здоровым семенам. Другими словами, учеными был успешно найден новый метод протравки семян с положительным эффектом влияния дозированного атомарного кислорода на активизацию природных сил зародыша.

Если все прежние методы протравки семян угнетали и сдерживали развитие растений, то новый метод его активизирует, ускоряет.

В целом, по итогам полевого сезона, преимущества нового метода протравки озоно-воздушной смесью против традиционной химической обработки семян хлопчатника выглядят внушительно.

На 1-2 недели сокращается общий вегетационный период, созревание. Растения становятся более устойчивыми к болезням. На кустах появляются на 3-4 коробочки больше, что увеличивает урожайность на 10-12 процентов. Соответственно, увеличивается выход волокна. Более того, тщательная обработка результатов показала увеличение штапельной длины волокна и его крепости, и даже изменение метрического номера волокна.

Мгновенное внедрение - не пустые слова.

У нового метода протравки семян есть два революционных начала. Первое - неоспоримые экологическая чистота и эффективность. Второе - возможность практически мгновенного распространения, поскольку метод малозатратен и прост в обращении. (http://www.ecoindustry.ru/news/view/11506.html)

Вредители хлебных запасов причиняют большой ущерб: уничтожают зерна, загрязняют его и ухудшают качество, снижают всхожесть.
Проводимые исследования показали, что озон поражает насекомых и клещей.

Биологическая активность озона, оцененная выживанием, парализацией, смертностью и способностью к репродукции вредителей, зависит от вида вредителя, стадии его развития, концентрации озона, продолжительности воздействия, температуры и влажности зерна.

При низких концентрациях озона для уничтожения насекомых требуется большая экспозиция обработки до нескольких часов. После нее отмечается скрытый период поражения, длящийся 1-2 суток, когда обработанные озоном насекомые внешне не отличаются от контрольных. Затем насекомые выглядят парализованными и постепенно в течение последующих 3-5 суток вымирают.

Жуки рисового, суринамского мукоеда полностью вымирают сразу после обработки.
Большая часть жуков амбарного долгоносика и малого мучного хрущака погибают сразу, а остальные находятся в глубокой парализации. Они вымирают лишь к пятому дню после обработки.

Большую устойчивость проявляют жуки зернового точильщика. Сразу после обработки они находятся в парализованном состоянии. Полное вымирание жуков происходит через 10 суток после обработки.

Смертельное действие озона проводилось в преимагинальных стадиях развития (яйцо, личинка, куколка). Наиболее устойчивой к озону оказалась куколка.
Поскольку яйца, личинки и куколки зернового точильщика развиваются скрыто внутри зерен и доступ озона к ним затруднителен, отсюда время экспозиции большое.

Стадии (яйцо, личинка, куколка) малого мучного хрущака проходят свое развитие в межзерновом пространстве, поэтому они доступнее для воздействия озона.
Проводилась оценка воспроизводства потомства родителями, которые выжили после обработки озоном в сублетальных режимах. Жуки, находящиеся в скрытом периоде поражения озоном, потомства не давали.

Результаты показывают, что насекомые более чувствительны к смертельному воздействию озона в сухом зерне по сравнению с его воздействием в зерне с более высокой влажностью.

В отличие от ядохимикатов, которые действуют на оболочку насекомых, озон действует на плазму, разрушая ее. Отсюда возврат к жизни насекомых после озоновой обработки исключен.

Выращивание овощей и фруктов дают в пять раз больше дохода с одного гектара, чем выращивание зерновых. Вместе с тем, почти половина овощей и фруктов не доходят до конечного потребителя по причине несовершенства системы продовольственной логистики.

В мире накоплен значительный опыт применения озона для обработки фруктов и овощей. Озонирование резко снижает обсемененность плодоовощной продукции гнилостной микрофлорой, уровень метаболических процессов и препятствует прорастанию, т. е. устраняет основные причины порчи сельскохозяйственной продукции, давая значительный экономический эффект.

Практическое применение озона как стерилизующего средства началось с очистки воздуха складских помещений.

Данный способ заключался в насыщении воздуха определенным количеством озона, достаточным чтобы уничтожить основные виды патогенных микроорганизмов.

Способность озона убивать споры позволяет очень эффективно использовать его для увеличения срока хранения продуктов и в рефрижераторах. Затраты на оборудование невелики по сравнению с экономической эффективностью этого способа. Применение озона предохраняет от опасности появления неприятного запаха, а также от других нежелательных последствий использования иных антисептиков.

Более детальные обследования и эксперименты были необходимы для изучения способов хранения фруктов в холодильных установках, т.к. при хранении различным видам фруктов необходимы различные концентрации озона.

Хранению фруктов уделяется особое внимание (каждый плод должен лежать отдельно, не соприкасаясь с другими, кроме того, не рекомендуется упаковка фруктов в закрытые контейнеры). Такой способ хранения достаточно эффективен, обеспечивая наименьшее сопротивление нагнетаемому озоно-воздушному потоку.

Озон предотвращает формирование различных плесневых колоний на стенах хранилища, деревянных ящиках и другом упаковочном материале. Эти плесени, даже если и не наносят вреда продукции, все равно придают фруктам неприятный специфический запах. В воздухе хранилищ-холодильников довольно часто содержится так называемая голубая плесневая гниль, которая очень быстро размножается и ее рост не замедляется даже под воздействием достаточно низких температур (около 0 °С).

Озон разрушает этилен, выделяемый овощами и фруктами, что задерживает их созревание.

По мнению ряда исследователей, продолжительность хранения можно увеличить в среднем вдвое с одновременным сохранением тонкого аромата фруктов.

Ниже кратко рассмотрены отдельные аспекты применения озона применительно к овощам и фруктам:

Ягоды: Клубника, малина и виноград склонны создавать плесневые колонии в период хранения. Эта тенденция может быть легко устранена способом введения озона концентрацией 2-3 ppm без ущерба для качества и вкуса, таким образом, срок хранения может быть увеличен в 2 раза. Доказано что обработка озоном винограда повышает содержание ресвератрола в ягодах что усиливает сопротивляемость патогенным микроорганизмам.

Яблоки: В зависимости от сорта, эффект биологического воздействия может быть обнаружен только при хранении с концентрацией озона от 2 до 10 ppm. Эксперименты, проведенные в США показали, что качество большинства видов не ухудшается даже после холодного хранения в течение пяти месяцев при озоновой концентрации 2 ppm.

Если концентрация слегка завышена, наблюдается ухудшение вкуса некоторых сортов. Опыты показали, что эти фрукты не портятся в течение 17-ти дней при хранении в озоновой атмосфере при концентрации озона 3 ppm и температуре 5 °С. Уменьшение концентрации не оказывало никакого влияния на норму дыхания фруктов.

Апельсины: При хранении апельсины нечувствительны даже, к относительно высокой озоновой концентрации (40 ppm) в хранилище. Их созревание также замедляется из-за окисления этилена и других продуктов обмена веществ.

Бананы: Усиленный процесс обмена веществ в бананах начинается только в тех случая, когда концентрации вводимого озона достаточно высоки. При поддержании концентрации озона между 25 и 30 ppm, спустя 8 дней на кожице плода появляются черные пятна. При концентрации 30-90 ppm, дыхательные процессы увеличиваются, хотя сам процесс созревания остается неизменным.

Овощи: Влияние озона на овощи увеличивает сроки хранения до 2-х раз. При этом потери сокращаются в 1,5 - 2,5 раза.  Применение озонирования подавляет развитие фитопатогенной микрофлоры. Так, при действии озона обсемененность на поверхности картофеля снижается в 1,5-2 раза, в воздушной среде - в 10-12 раз. Выход стандартной продукции повышается на 5-7% без ухудшения биохимических и дегустационных показателей.

Картофель: Срок хранения картофеля, при температуре 6-14 С, влажности 93-97% и периодической обработкой озоном  концентрации озона 3 ppm, может быть увеличен на 6 месяцев без ущерба для качества картофеля. В период хранения в клубнях картофеля происходят процессы особым образом действующие на его питательную ценность.

Важнейшими из них являются изменения в углеводном комплексном соединении, содержании витаминов и в дыхании клубней. В озонируемых картофельных клубнях содержание крахмала и витамина С увеличивается, тогда как содержание сахара уменьшается. При этом интенсивность дыхания остается практически неизменной.

При озонировании цвет, вкус и консистенция клубней остаются неизменными. Отмечено, что озонирование задерживает прорастание картофеля и позволяет удлинить срок его хранения, не снижая посевных качеств.

Рекомендации по применению озона для хранения некоторых видов овощей и фруктов

• уничтожить плесень и бактерии на поверхности продукции;
• очистить от остатков химических веществ используемых при выращивании и хранении;
• значительно экономить на воде и химических моющих средствах;
• создать замкнутую систему водопользования.

В тепличном хозяйстве озонные технологии применяются для:

• стимуляции роста растений в условиях парникового выращивания, за счет снижения микробной обсемененности самих растений, почвы и воздуха, а также усиления синтеза и накопления питательных веществ;
• предпосевной обработки семян растений для повышения всхожести и устойчивости к неблагоприятным воздействиям;
• борьбы с вредителями и болезнями растений;
• обеззараживания жидких субстратов при гидропонном выращивании растений.

В СССР в 1984 году озон был включен в перечень основных средств дезинфекционной обработки ветеринарных объектов.

Из всех параметров воздушной среды на практике наибольшее внимание уделяется температурно-влажностному режиму. Однако уже сейчас имеется достаточно фактов, указывающих на очень тесную связь между состоянием здоровья и продуктивностью животных, с одной стороны, и бактериальной и газовой загрязненностью воздушной среды помещений, с другой стороны.

Ежегодный ущерб, причиняемый животноводству болезнями и падежом, достигает 15% общей стоимости продукции. В результате применения искусственного озонирования воздуха для профилактики данных заболеваний у животных практически устраняются бронхолегочные заболевания, в то время как у животных находящихся в условиях обычной воздушной среды у 40% регистрируются спонтанные пневмонии, способствующие гибели до 20% особей.

Озон не только убивает бактерии, вирусы, плесень, но и разлагает токсины и эффективно уничтожает запахи. Эффективность очистки от микробов и микро-грибов, загрязняющих веществ и неприятных запахов (аммиак, сероводород) достигает 90%. Здесь следует выделить два направления.

Периодическое озонирование воздуха в производственных помещениях позволяет снизить содержание вредных газов (аммиака, сероводорода) на 80-85% и на 80-90% – обсемененности бактериями  и плесенью.

Первое имеет целью стимулировать жизнедеятельность живых организмов. Для этого применяются концентрации озона на уровне ПДК, например, при санации помещений с животными и растениями для улучшения комфортности их пребывания.

Второе – связано с подавлением жизнедеятельности вредных организмов или с устранением вредных загрязнений. Концентрации озона в этом случае намного превышают значения ПДК.

При содержании животных и птицы с высокой концентрацией поголовья на единицу площади, воздух помещении значительно загрязняется неорганической и органической пылью, органическими соединениями: аммиаком, сероводородом, углекислым газом и другими вредными веществами.

В настоящее время обычным способом удаления вредных веществ из животноводческих помещений является принудительная вентиляция, что влечет за собой большие затраты энергоносителей. Разработаны схемы замкнутого цикла вентиляции птичников и животноводческих комплексах, с использованием различных систем для удаления неорганических и органически соединений. При испытании такой схемы воздухообмена в замкнутом цикле с использование озона были получены положительные результаты:

При добавке 0,01 м³ озонированного воздуха на 1 м³ очищаемого воздуха на первой ступени в очищенном воздухе содержание аммиака, сероводорода и двуокиси углерода было ниже ПДК. Пыль полностью удалялась в промывочном устройстве.

Таким образом, вышеприведенные технологии использования озона показываю широкие возможности эффективного его применения в сельскохозяйственном производстве. (По материалам исследований ВНИТИ птицеводства).

При двухчасовой ежедневной обработке свинарника-маточника озоно-воздушной смесью с концентрацией озона 0,8 мг/м³микробная осемененность снизилась с 246,0 до 50,0 тыс.м.т./м³, а концентрация аммиака снизилась с 12,0 до 4,0 мг/м³. При поддержании  концентрации озона 0,06-0,08 мг/м³ в течение двух месяцев, по 12 часов в сутки, поросята в возрасте 4,5 месяца в опытной партии имели на 24% больший вес, чем в контрольной.

У животных в условиях промышленного производства часто развиваются заболевания, вызванные сапронозными микроорганизмами. К таким заболеваниям относятся: сальмонеллез, бронхиты, пневмонии и др.

Профилактическое искусственное озонирование воздуха практически полностью устраняет бронхолегочные заболевания, в то время как в условиях обычной воздушной среды в 40% случаев у животных регистрируются спонтанные пневмонии, ведущие к гибели до 20% особей.

В экспериментах по внутрилегочному введению сублетальной дозы золотистого стафилококка гибель животных не наблюдалась, причем в 50% случаев даже не развивалась пневмония. В контрольной группе у 50% особей (без озонирования воздуха) регистрировалась тяжелая форма пневмонии.

Исследования показывают, что озонирование воздуха в импульсном режиме работы озонатора повышает сопротивляемость животных к действию сапронозной микрофлоры. Одновременно установлено снижение заболеваемости, вызываемой действием находящихся в кормах микотоксинов, что способствует увеличению суточных привесов до 5−10%.

Результатом работы явился выпуск документа - «Инструкция по ветеринарно-санитарной обработке объектов ветнадзора с применением озона». Утверждена ДВ МСХ РФ от 09.07.2001 г. Кроме этого документа есть и другие нормативные документы: «Новые методы и средства дезинфекции ветеринарных объектов» ГУВ МСХ СССР, 1984 г., «Инструкция по применению озона при хранении плодоовощной продукции», Министерство Торговли РФ, 1987 г.

Обработка озоном мяса и изделий из него значительно повышает их сохранность и снижает потери в процессе переработки и хранения, связанные с деятельностью микрофлоры.

После озонирования сохранность мяса в охлажденном виде (+4°С) увеличилась в 4 раза. За 20-30 дней хранения мясо сохраняло свою первоначальную свежесть и нежность и не имело запаха. Без обработки озоном оно приобретало зеленоватый цвет и затхлый гнилостный запах уже через 5 дней хранения.

Положительный эффект при хранении мяса достигается при ежедневном одно- или двухразовом озонировании в течение 2 ч (концентрация озона 6 мг/м3). Наилучшим образом сохраняется свежее мясо. Так, например, после обработки озоном свежая говядина может храниться в закрытом месте в течение 40–45 дней при температуре 20 °С и относительной влажности 85%.

Гербицидное действие озона сказывается только на поверхности мяса, поскольку озон не проникает на большую глубину. Плесени в виде спор могут быть уничтожены только с помощью высокой концентрации озона. Срок хранения говядины в замороженном состоянии увеличивается на 30–40% при хранении в озоновой атмосфере с концентрацией озона 10–20 мг/м3. При хранении мяса в нормальной атмосфере основные микробные загрязнения образуются уже после 7 дней хранения. Такие же загрязнения при идентичных условиях хранения,  но после озонирования были обнаружены только спустя 14 дней.

Озонирование холодильных камер позволяет за время менее одного часа избавиться от запаха продукции при перезакладке камеры. В результате такой обработки дезинфицируется всё вспомогательное оборудование камер: поддоны, решётки, крюки и т.п.

Влияние озона на качество мяса птицы при хранении.

В результате достигается высокая степень обеззараживания скорлупы от различных видов микрофлоры, в том числе от сальмонелл. Применение других средств для обеззараживания яиц опасно для здоровья: формалин канцерогенен, хлор дает побочные эффекты, многие моющие препараты содержат ПАВ и обладают кумулятивным действием.

В этой связи для обеззараживания пищевых яиц на сегодняшний день наилучшим средством является обработка их озоном.

Стимуляция эмбрионального развития: обработка яиц озоном (~10мг/м³) повышает вывод молодняка с последующей высокой жизнеспособностью. В процессе инкубации яиц в замкнутом пространстве инкубатора возникает вероятность кислородного голодания эмбрионов, а отсутствие естественного фона аэроионов снижает газообмен. Озон, как производная кислорода, являясь первичным аэроионом, улучшает воздушную среду в инкубаторе и, проникая сквозь скорлупу, питает эмбрионы кислородом.

Сточные воды сельскохозяйственного производства содержат большое количество вредных веществ и не могут быть сброшены в водоемы.

К числу наиболее вредных веществ, присутствующих в сточных водах, относятся неорганические сульфиды, серосодержащие органические соединения меркаптаны, азотистые соединения и др., которые весьма токсичны и не могут быть полностью обезврежены обычными методами при биологической очистке.

В этой связи озонирование сточных вод сельскохозяйственных предприятий (свинокомплексы, птицефабрики, фермы и др.) оказалось эффективным средством для очистки с последующим сбросом в водоем.

Сравнительная оценка различных способов очистки сточных вод

Бактерии и плесневые грибки вырабатывают токсины, которые создают угрозу здоровью животным. Обработка кормов озоном позволяет значительно снизить наличие в них микрофлоры и токсинов, повышает биологическую ценность кормов.
Обработка озоном кормов в бункерах позволит предотвратить гниения кормов и рост плесени.

Озон также используется для подготовки питьевой воды для сельскохозяйственных животных и птицы с целью обеззараживания от патогенной микрофлоры, обезвреживания токсичных веществ.

• дезинфекции лабораторных, офисных и вспомогательных помещений;
• стерилизация оборудования, ёмкостей, трубопроводов, инвентаря и тары на сельхозпредприятиях;
• дезодорация воздушной среды административных и производственных помещений;
• для обеззараживания навоза и ускорения его разложения.

Озонирование применяется:

• для подготовки воды (обезвреживания, обеззараживания) при выращивании различных гидробионтов с целью повышения их жизнеспособности и воспроизводительных показателей;
• для профилактики и лечения рыб при поражении их гельминтами и паразитическими простейшими;
• для обезвреживания воды от различных вредных веществ (пестициды, гербициды тяжелые металлы, фенолы, бензопирены и др.) ;
• очистка оборотной воды в условиях интенсивного разведения рыб при замкнутом цикле (рыбозаводы, искусственные питомники и водоемы).
• для озонирования льда, использование которого увеличивает срок хранения охлаждённой рыбы в 2 - 3 раза.

Озон является одним из самых мощных окислителей, и способен быстро разлагаться, что подтверждает его экологическую чистоту, как действующего химического вещества. При малых концентрациях озон оказывает положительное влияния на факторы развития и продуктивности пчелиных семей, следующим образом:

• снижает концентрацию болезнетворных микроорганизмов;
• снижает влажность внутреульевого воздуха;
• незначительно повышает температуру;
• улучшает газовый состав внутреульевого воздуха.

Результаты эксперимента использования озонатора в пчеловодстве для борьбы с паразитами и повышения продуктивности:

наибольший эффект достигается при концентрации озона 32 мг/м3 при постоянной обработке. При использовании озонатора достигнуто увеличение параметра степени развития пчелосемей на 39% (Ср = 3.6481) за 24 суток, контрольная группа (Ср = 2.6276).

В результате обработки озоном опытные пчелиные семьи имели к моменту первого медосбора на 91% больше лётных, участвующих в сборе нектара, пчел.
Применение озонатора позволило при незначительных затратах увеличить выработку товарного меда с 80 до 105 кг на одну пчелиную семью за год. 

Предприятия пищевой промышленности сталкиваются с ужесточением официальных требований к качеству выпускаемой продукции и ее влиянию на здоровье потребителей.

Повышение уровня этих требований наряду с развитием контрольно-аналитического оборудования усложняет использование традиционных технологий и вынуждает фирмы внедрять новые технологические процессы, позволяющие повысить качество выпускаемой продукции без потери конкурентоспособности.

Одной из многих проблем, с которой сталкиваются предприятия пищевой промышленности, является проблема дезинфекции. Выбор метода дезинфекции является чрезвычайно важным, поскольку он напрямую влияет на качество продукции и срок ее хранения.

Озон, как эффективный окислитель, становится все более популярным во всем мире. Его уникальные дезинфицирующие свойства прекрасно соответствуют задачам, решаемым пищевой промышленностью, поскольку, в отличие от использования других реагентов, в результате обработки озоном образуются лишь окислы и кислород.

Благодаря озону возможны новые технологические решения увеличения сроков хранения пищевой продукции.

Озонатор воздуха в пищевой промышленности применяются для:

• значительного увеличения срока хранения скоропортящихся продуктов при транспортировке и хранении;
• резкого снижения обсемененности воздуха спорами плесени и дрожжевых грибков в цехах предприятия;
• уничтожения бактерий, вызывающих гниение продуктов;
• дезодорации и дезинфекции воздуха в помещении;
• устранения неприятных запахов в холодильных камерах;
• стерилизации оборудования в цехах, емкостей, инструмента и тары.

Преимущества озона перед другими способами обработки.

Озон не оставляет вредных побочных продуктов и является экологически безопасным. Неиспользованный озон переходит обратно в более стабильную форму кислорода в течение нескольких десятков минут.

После озонирования, вода может быть использована повторно, что совершенно безопасно, или сбрасываться непосредственно в окружающую среду.
Озонирование воздуха в 1,5-5 раз эффективней, чем обработка УФ лампами, в тоже время при озонировании затраты энергии в 6 раз меньше, чем при очищении ультрафиолетом.

Озоновые генераторы могут быть сделаны очень компактно. Озон генерируется на месте и избавляет пользователя от необходимости транспортировать, хранить и выполнять формальности как в случае с хлором и другими химическими веществами.

Озон может быть получен из окружающего воздуха и единственным требованием является доступность источника электропитания. Небольшие генераторы озона могут располагаться на салазках вместе с портативным электрическим генератором.

Это делает озонаторы очень мобильными и позволяет использовать озон в более чем одном месте и для различных целей.  К примеру, один генератор озона можно по очереди использовать для санации разных помещений, а также обработки тары и инвентаря, воды. 

Помимо первоначальных инвестиций на приобретение и развертывание системы озонирования, генераторы озона влекут гораздо более низкие накладные расходы по сравнению с другими способами обработки (требуются только типичные расходы для обслуживания оборудования).

Расчёт требуемой производительности озона,  а также привязка озонатора к месту часто является сложным процессом. Иногда может потребоваться даже реализация пилотного проекта по озонированию для проведения тщательного исследования.

Пилотный проект позволяет учесть все факторы, влияющие на процесс озонирования и провести точные расчёты для проектирования рабочей станции. Это позволяет максимально эффективно использовать технологию озонирования.