способ послеуборочного воздействия на темп и параметры созревания цитрусовых, томатов и других неклимактерических культур

Формула изобретения

1. Способ послеуборочного воздействия на темп и параметры созревания цитрусовых, томатов и других неклимактерических культур, заключающийся в том, что собранные плоды помещают в герметизированное помещение, в котором повышают температуру и влажность окружающей среды до определенного для каждой культуры или сорта культуры значения, производят специальную обработку плодов в течение определенного времени и затем выдерживают их при определенной температуре в течение определенного времени до достижения плодами требуемых параметров потребительской зрелости, отличающийся тем, что специальную обработку производят путем воздействия на плоды индуцированного низкочастотного электрического поля, создаваемого или последовательностью посылок гармонических колебаний в форме прямоугольных импульсов или последовательностью биполярных импульсов с постоянными на протяжении разового непрерывного воздействия амплитудой импульсов или огибающей посылок гармонических колебаний, частотой их следования, их длительностью, частотой гармонических колебаний, при этом задают амплитуду импульсов или посылок гармонических колебаний, частоту их следования, их длительность, интервал времени разового непрерывного воздействия, кратность таких разовых непрерывных воздействий в зависимости от потребительских значимых характеристик.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при воздействии индуцированным низкочастотным электрическим полем, создаваемым или последовательностью посылок гармонических колебаний с огибающей в форме прямоугольных импульсов, или последовательностью биполярных импульсов, на протяжении разового непрерывного воздействия устанавливают постоянные амплитуду импульсов или огибающей посылок гармонических колебаний 0,5 120 кВ/м, частоту их следования 100 1000 Гц или 5 50 кГц, их длительность 0,5 9,5 мс или 0,01 0,15 мс соответственно, частоту гармонических колебаний 5 25 кГц или 250 - 500 кГц соответственно.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве потребительских значимых характеристик используют распад хлорофиллового пласта, накопление ликопена, освобождение эндогенного этилена, образование антоцианин-картеноида, повышенную респирацию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для воздействия на темп и параметры созревания плодов неклимактерических культур как способ существенного упрощения и удешевления технологии предпродажной подготовки плодов таких культур.

Как известно, все культуры можно классифицировать на основе коэффициента (объема) респирации в период роста-старения как климактерические и неклимактерические.

Зрелые климактерические фрукты после сбора урожая обычно показывают снижение респирации до определенного минимального уровня, за которым следует быстрый подъем до некоторого максимального уровня, так называемого климактерического пика.

Если на такой климактерический фрукт в течение достаточного времени воздействовать фитогормонами, например этиленом, имеющим концентрацию выше определенного порогового минимума, то начинается его необратимое созревание.

К климактерическим фруктам относятся бананы, авокадо, манго, папайя и другие.

В противоположность этому у неклимактерических фруктов какого-либо резкого подъема респирации не наблюдается. Воздействие на такой фрукт, например, этиленом вызывает лишь небольшой подъем объема респирации, пропорциональный концентрации окружающего этилена. Однако если этилен убрать, то фрукт возвратится к прежнему объему респирации, который он имел в состоянии покоя. Подобная реакция наблюдается у зрелых фруктов в части других параметров созревания, таких? как обеззеленение.

К неклимактерическим культурам относятся цитрусовые (грейпфрут, лимон, апельсин), ананас, темарилло, томаты и другие.

Например, улучшение внешней привлекательности плодов неклимактерических культур имеет существенное коммерческое значение.

Потребители предпочитают покупать, например, цитрусовые фрукты, имеющие ровную форму и яркий цвет. Наиболее привлекательные цитрусовые выращиваются в регионах мира с сухим климатом, где в период созревания фруктов в ночное время сохраняются ниже 13^oC. Выращивание цитрусовых в условиях влажного климата, как правило, не обеспечивает получение однородного цвета, особенно в ранний период сезона.

Цвет кожи цитрусовых фруктов зависит от хлорофилла и различных картеноидных пигментов.

При воздействии этиленом во фруктах происходят процессы распада хлорофилла и биосинтеза картеноидов, что приводит к существенному улучшению цвета плодов.

Обобщенно можно утверждать, что воздействие фитогормонами (например, этиленом) на климактерические плоды приводит к запуску "взрывного" механизма ускоренного дозревания плодов, т.е. к инициации созревания, а такое воздействие на неклимактерические плоды приводит к ускоренному, но монотонному развитию процесса созревания.

Таким образом, послеуборочная обработка плодов неклимактерических культур фитогормонами (например, этиленом) является средством воздействия на темп и параметры созревания.

В настоящее время известны способы и устройства для послеуборочного воздействия на темп и параметры созревания плодов цитрусовых, томатов и др. неклимактерических культур [1, 2]

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, заключающийся в следующем [2]

Плоды неклимактерических культур помещают в герметизированный объем, внутри которого поддерживают температуру 27,8-29,5^oC при относительной влажности 90-96% Затем проводят специальную обработку, вводя в объем газ этилен с концентрацией 1-5 мкл на литр воздуха и выдерживают в этом режиме до 72 ч.

Вариацией специальной обработки является поддержание в течение определенного времени в герметизированном объеме температуры 20-25^oC при относительной влажности 90% концентрация этилена 5-10 мкл на литр воздуха.

Известен также "тонкоструйный метод" специальной обработки, при котором этилен вводится в помещение непрерывно при регулярном объеме воздуха.

После специальной обработки плоды выдерживают при нормальной температуре в течение 3-4 дней.

Недостатками данного способа является необходимость наличия дорогостоящего оборудования, в частности специальных герметичных камер, очень большого размера, например вмещающие многие сотни тонн плодов, сложные системы нагнетания этилена, поддержания его концентрации, вентиляции, системы хранения этилена и т. п. необходимость регулярного приобретения газа в необходимых количествах.

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление технологии послеуборочной обработки плодов неклимактерических культур, воздействия на темп и параметры созревания за счет исключения необходимости использовать дорогостоящие специальные воздействия, в частности воздействие этиленом.

Решение технической задачи достигается за счет того, что специальную обработку производят путем воздействия на плоды индуцированного низкочастотного электрического поля, создаваемого или последовательностью посылок гармонических колебаний с огибающей в форме прямоугольных импульсов, или последовательностью биполярных импульсов с постоянными на протяжении разового воздействия амплитудой импульсов или огибающей посылок гармонических колебаний, частотой их следования, их длительностью, частотой гармонических колебаний, при этом задают амплитуду импульсов или посылок гармонических колебаний, частоту их следования, их длительность, интервал времени разового воздействия, краткость таких разовых непрерывных воздействий в зависимости от потребительских значимых характеристик.

При воздействии индуцированным низкочастотным электрическим полем, создаваемым или последовательностью посылок гармонических колебаний с огибающей в форме прямоугольных импульсов, или последовательностью биполярных импульсов на протяжении разового непрерывного воздействия, устанавливают постоянные амплитуду импульсов, или огибающей посылок гармонических колебаний в диапазоне 0,5-120 кВ/м, частоту их следования в диапазонах 100-1000 Гц или 5-50 кГц, их длительность в диапазонах 0,5 -9,5 мс или 0,01-0,15 мс соответственно, частоту гармонических колебаний в диапазонах 5-25 кГц или 250-500 кГц соответственно.

В качестве потребительски значимых характеристик используют распад хлорофиллового пласта, накопление ликопена, освобождение эндогенного этилена, образование антоцианин-картеноида, повышенную респирацию.

Существенными признаками, характеризующими изобретение, являются:

Собранные плоды:

а) помещают в герметизированное помещение;

б) повышают температуру окружающей среды до определенного для каждой культуры или сорта культуры значения;

в) воздействуют на них индуцированным низкочастотным электрическим полем, создаваемым импульсным переменным напряжением, в виде посылок гармонических колебаний или биполярных импульсов напряженности поля с постоянной на протяжении цикла облучения амплитудой импульсов, или амплитудой огибающей посылок с амплитудой импульсов, или амплитудой огибающей посылок напряженности поля в диапазоне 0,5 120 кВ/м; частотой повторения импульсов, посылок в диапазоне 100-1000 Гц или 5-50 кГц; длительностью импульсов, посылок 0,5-9,5 мс или 0,01 -0,15 мс; частотой заполнения посылок 5-25 кГц или 250-500 кГц.

При этом задают конкретные частоту следования импульсов, посылок, время разового непрерывного облучения объекта воздействия, число таких непрерывных облучений, амплитуду напряженности поля при каждом разовом облучении;

д) выдерживают плоды при определенной температуре в течение определенного времени.

Новыми, не входящими в способ-прототип являются следующие операции: на собранные плоды воздействуют индуцированным низкочастотным электрическим полем, создаваемым импульсным переменным напряжением, в виде посылок гармонических колебаний или биполярных импульсов напряженности поля с постоянной на протяжении цикла облучения амплитудой импульсов, или амплитудой огибающей посылок с амплитудой импульсов, или огибающей посылок напряженности поля в диапазоне 0,5-120 кВ/м; частотой повторения импульсов, посылок в диапазоне 100-1000 Гц или 5-50 кГц; длительностью импульсов, посылок 0,5-9,5 мсек или 0,01 0,15 мс; частотой заполнения посылок 5-25 кГц или 250-500 кГц.

При этом задают конкретные частоту следования импульсов, посылок, время разового непрерывного облучения объекта воздействия, число таких непрерывных облучений, амплитуду напряженности поля при каждом разовом облучении.

Более обобщенной по отношению к соответствующей операции способа-прототипа является замена воздействия на плоды фитогормонами или компаундами при специальной обработке воздействием определенным образом сформированным индуцированным электрическим полем.

Указанные новые операции обусловливают новизну предлагаемого способа.

Реализация предлагаемого способа возможна в настоящее время на базе существующих технических средств (специально созданных генераторов электрического поля) и существующих технологий послеуборочного регулирования темпа и параметров созревания (дозревания) плодов неклимактерических культур.

Предлагаемый способ позволяет существенно упростить и удешевить процесс доведения плодов неклимактерических культур до требуемых потребительских параметров зрелости (ориентировочно стоимость специальной камеры для обработки этиленом составляет 25,0 тыс. долларов США и более, одна капсула с этиленом до 80,0 долларов США).

Способ исследован и отработан организацией-заявителем на базе Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур Российской академии сельскохозяйственных культур (ВНИИССОК РАСХН) и Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии растений Российской академии сельскохозяйственных наук (ВНИИФ РАСХН).

Источники информации

1. Статья "Phytohormones and Fruit Ripening" W.B.Mcchasson, N.l.Wade and J. Adato (Фитогормоны и созревание фруктов) в книге "Phytohormones treatige" wol.2, 1978, s.447-493.

Статья "Ethylene in commercial rost-harvest hapdling of tropical fruit" F. J. Proctor and J.C. Caygill (Этилен в коммерческой послеуборочной обработке тропических фруктов) в книге "Ethylene and Plant Develorment" Powerts J.A. Gicker D.A. (Bitterkorths. London-Boston-Dirban), 1984, s.323-329.