способ хранения посадочного картофеля и устройство закромного картофелехранилища

Формула изобретения

1. Способ хранения посадочного картофеля, включающий обработку клубней озоно-воздушной смесью, отличающийся тем, что картофелехранилище используют закромного типа с индивидуальной к каждому закрому системой вытяжной вентиляции воздушным потоком «сверху-вниз», в лечебный период хранения на первом этапе проводят фумигацию и мумификацию клубней картофеля посредством беспламенной возгонки хвои в расчете 240 г хвои на 1 т хранимой продукции в течение 1 суток и 1 сутки проветривание; на втором этапе проводят озонное антисептирование насыпи картофеля путем подачи воздушной смеси с концентрацией озона 0,7±0,1 мг/м³ в течение 20 суток для заживления механических травм в течение 3-5 суток, упрочнения кожуры и перидермы и подавления сопутствующих патогенов с поля; на третьем этапе проводят повторную фумигацию в течение 1 суток и проветривание 1 сутки для гарантированной мумификации гнилей и подавления остаточных амбарных насекомых; на четвертом этапе проводят озонное антисептирование насыпи картофеля воздушной смесью с концентрацией озона 0,3±0,1 мг/м³ в течение 7 суток для мягкого антисептирующего воздействия и нейтрализации осевших на клубнях картофеля веществ от дыма и хвои; после лечебного периода проводят основной период хранения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на питомниках посадочный картофель убирают при достижении средней фракции клубней 65 г, после дозревания и озеленения клубни закладывают на хранение насыпью высотой до 2,2 м, температурный режим в основной период хранения поддерживают в пределах t=+3±0,5°C, относительная влажность воздуха - 90±5%, содержание углекислого газа в насыпи 4±1%, скорость воздушного смывания межклубневых пространств в насыпи картофеля в лечебный период v_л=0,053 м/с, в основной период хранения v_o=0,034 м/с; интенсивность вентилирования картофеля для закрома рассчитывают по эмпирической формуле для лечебного периода хранения:



для основного периода хранения:



где k=0,35 - коэффициент скважности межклубневых пространств для клубней средней фракции 65 г; Н - высота насыпи картофеля, м; производительность вентиляции картофеля для закрома рассчитывают по формуле: для лечебного периода Q_л=I _л·М, м³/ч, для основного периода хранения Q_o=I_o·M, м³/ч, где М - масса хранимой продукции в закроме; после закладки картофеля в закрома воздух в хранилище и температуру в насыпи картофеля постепенно охлаждают на 0,5°С в сутки до +3±0,5°С посредством периодического вентилирования.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в основной период хранения часть посадочного картофеля - 2-4 закрома проходит электрофизиотерапию посредством аппарата «Кука» для снижения внутрибактериальных, вирусных, вироидных и микоплазменных инфекций; вторичную электрофизиотерапию проводят в предпосадочный период для получения быстрых и дружных всходов.

4. Устройство закромного картофелехранилища, содержащее вентилятор, воздуховоды, отличающееся тем, что закрома выполнены из аэродинамически плотных и прочных щитовых перегородок и настилов: дно, борта, сборно-разборные проемы и настилы, которые исключают потери воздушных потоков «сверху-вниз» вытяжной вентиляции всей насыпи картофеля и выдерживают нагрузки от хранимой продукции, при этом каждый закром имеет сборно-разборный проем и настил для удобства загрузки и выгрузки картофеля; закрома оснащены вытяжными насадками для равномерной вентиляции всей насыпи картофеля, при этом каждый закром оснащен автономной системой вытяжной вентиляции и узлом «вентилятор-пылесос» для возврата чистого воздуха от пыли и спор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при технологическом проектировании как новых, так и для реконструируемых действующих картофелехранилищ с целью внедрения гарантированной сохранности и оздоровления посадочного картофеля в условиях индустриальных и фермерских хозяйств агропромышленного комплекса (АПК) России.

Сущность предлагаемого способа и устройства состоит в том, что по традиционной технологии предусматривается одинаковая технология хранения как для посадочного, так и для товарного картофеля. Однако требования сохранности посадочного картофеля принципиально отличаются от требований сохранности товарного картофеля. При этом в традиционной технологии хранения картофеля допущены как проектные, так и технологические недостатки, которые не позволяют решить актуальную проблему гарантированной сохранности и оздоровления посадочного картофеля. Поэтому в традиционных картофелехранилищах происходит неотвратимое снижение продуктивности сортов картофеля. Фитоиммуное вырождение происходит за счет ежегодного массового перезаражения (умножения) разными болезнями картофеля в условиях традиционных хранилищ и это происходит намного интенсивней, нежели в полевых условиях. Поэтому из года в год болезни прогрессируют и поэтому происходит быстрое вырождение продуктивности новых сортов картофеля.

Изобретение направлено на внедрение нового способа и устройства, взамен традиционной технологии хранения посадочного картофеля, и этим самым изменить существующую тенденцию на гарантированную сохранность и оздоровление из года в год посадочного картофеля, что позволит получать высокие урожаи товарного картофеля с более надежной лежкоспособностью.

Известно (1), где

- А. (стр.224): Централизованная схема предусматривает использование одного вентилятора для вентиляции значительного количества закромов.

Недостаток (1) А заключается в том, что в основной период хранения для поддерживания анабиозного режима хранения требуется периодическое вентилирование насыпи картофеля не сразу всех закромов, а требуется периодическое вентилирование каждого конкретно взятого закрома по команде КИП и А. При этом продолжительность периодического вентилирования для каждого конкретного закрома зависит от датчиков температуры в слоях картофеля. Существенным недостатком является и то, что такая система вентилирования (1) А требует применять высоконапорные центробежные вентиляторы больших номеров, мощность которых используется непроизводительно и в значительной степени растрачивается на преодоление трения воздуха в вентиляционных каналах и на повороты движения потока. Поэтому предлагаемый способ и устройство предусматривает для каждого закрома установку одного центробежного вентилятора.

- Б. (стр.227): Вентиляционная система хранилищ обеспечивает непосредственную подачу воздуха в насыпь клубней, воздух подается снизу-вверх.

Недостаток (1) Б объясняется аэродинамически, смотри: фиг.1 и экспозиции А, Б.

На фиг.1 представлена аэродинамическая труба (ЦАГИ), которая слева отображает принцип вентилирования картофеля посредством вытяжной вентиляции, а справа посредством приточной, которая точно отображает, так называемую, традиционную активную вентиляцию.

При равной скорости воздушного потока v м/с и равной объемной производительности вентиляции Q м³/ч в левой стороне трубы картофель находится в покое, а в правой качается. Это объясняется разным характером течения воздушного потока.

Насыпь картофеля в закроме дает в каждом конкретном случае определенное аэродинамическое сопротивление. Рассмотрим эту закономерность для каждого конкретного случая.

Предположим, что при нагнетающем воздушном потоке снизу-вверх насыпь картофеля дает аэродинамическое сопротивление, равное ткани фильтр-диагональ.

- Установим этот фильтр с правой стороны трубы (А). Вентилятору в этом случае сопротивление фильтра труднопреодолимо. Производительность вентилятора резко падает, электродвигатель греется и затем сгорает. Что часто наблюдается на практике в действующих традиционных картофелехранилищах.

- Установим этот же фильтр с левой стороны трубы (В). В этом случае электродвигатель вентилятора работает с меньшей нагрузкой и не греется. При этом V₂>V₁ ; Q₂>Q₁; ₂< ₁.

Экспозиция В практически отражает вентиляционную систему, работающую по принципу аспирации (аспирация от лат. aspiration высасывание, вдыхание).

Отсюда видно, что предлагаемая система вентилирования картофеля посредством вытяжной вентиляции имеет большое преимущество над традиционной приточной и при этом позволяет решить актуальную проблему по устранению процесса рециркуляции патогенов из насыпи картофеля в объем хранилища, а затем из хранилища в насыпь картофеля и т.д., т.к. вытяжная вентиляция может быть оснащена устройством по улавливанию спор, т.е. системой пылесос. Что касается удаления излишков тепла из насыпи картофеля, то тепло не обязательно выталкивать. Излишки тепла можно успешно отсосать. Кроме этого вытяжная вентиляция резко снижает энергозатраты по сравнению с традиционной активной вентиляцией.

Принципиальное отличие предлагаемой вентиляции от традиционной в том, что изменяется воздушный вентиляционный поток снизу-вверх на поток сверху-вниз.

Известно (2), где за норму вентилирования картофеля взята интенсивность вентилирования (см. пункт 8.1.4. и таблицу 15), где интенсивность вентилирования берется в зависимости от районных расчетных зимних температур, так, например:

при -20°С и выше - 70 м³/т·ч.

при -30°С и ниже - 50 м³/т·ч.

Недостатком (2) является то, что вид продукции, т.е. картофель бывает посадочный и товарный (продовольственный, фуражный и технический). Технология сохранности посадочного картофеля отличается от технологии сохранности товарного картофеля, т.к. требования сохранности принципиально разные. При этом интенсивность вентилирования в (2) ставится в зависимости от климатических условий районов, где хранится продукция. В действительности же зимняя температура районов страны не имеет связи с интенсивностью вентилирования картофеля, а имеет отношение к расчету теплоограждающих конструкций объектов хранения. Кроме этого, интенсивность вентилирования картофеля не зависит от наружной температуры хранилища и определяется лишь температурно-влажностными и газовыми условиями хранения.

Разработанная, так называемая, дифференция режимов хранения с учетом районных зимних температур не имеет научных основ, т.к. при разных районных зимних температурах (-20°С и выше), (-30°С и ниже) требования по интенсивному вентилированию всегда одни и те же.

Кроме этого интенсивность вентилирования не может быть нормой, т.к. это строго расчетная величина в каждом конкретном случае. Для доказательства выведем эмпирическую формулу интенсивности вентилирования.

Проектная производительность (Р) системы вентиляции (объемный поток воздуха) при хранении картофеля может быть рассчитана по формуле:

,

где s - площадь насыпного слоя картофеля, м²;

v - скорость воздушного потока, м/с;

k - коэффициент скважности межклубневых пространств.

Массу хранимого картофеля можно рассчитать по формуле:

;

где Н - высота насыпи картофеля, м;

d - насыпная плотность картофеля 0,65 т/м³ .

После деления формул (А) и (Б) получим эмпирическую формулу интенсивности вентилирования:

Из эмпирической формулы видно, что интенсивность вентилирования - это строго расчетная величина для каждого конкретного случая и поэтому интенсивность вентилирования не может быть нормой.

В формуле фигурируют:

- v - скорость воздушного потока, м/с;

- k - коэффициент скважности межклубневых пространств;

- Н - высота насыпи картофеля, м.

Известно что свежезаложенный картофель на хранение на первом этапе интенсивно дышит. На первом этапе на клубнях картофеля происходит залечивание механических травм. Залечивание травм идет за счет образования раневой перидермы. Перидерма - это пробкообразная одно- или многослойная защитная ткань. Надежная раневая перидерма образуется на клубнях при свободном доступе воздуха (кислорода). Этот доступ должен быть свободным, но не активным. Лабораторно было установлено, что наиболее надежная многослойная раневая перидерма образуется при скорости воздушного омывания межклубневых пространств v=0,053 м/с. При скорости v=0,08 м/с образуется рыхлая перидерма, а при отсутствии проникновения воздуха (v=0) раневая перидерма не образуется и вскоре клубни картофеля погибают.

Отсюда:

v _л=0,053 м/с - расчетно-проектная норма воздушного омывания межклубневых пространств в лечебный (л) период хранения.

Было установлено, что в основной (анабиозный) период хранения скорость воздушного омывания межклубневых пространств v=0,053 м/с оказывает жесткое воздействие на клубни картофеля, при котором они выходят из анабиозного покоя. В насыпи картофеля происходит интенсивное выделение тепла и за счет автоматики (КИП и А) происходит частое включение периодического вентилирования насыпи для удаления излишков тепла. Было установлено, что благоприятное мягкое воздействие воздушного омывания межклубневых пространств в основной период хранения осуществляется со скоростью v=0,034 м/с, при которой из насыпи картофеля плавно выводятся излишки тепла, влаги и, при этом, в насыпи картофеля поддерживается анабиозный состав воздуха по углекислому газу от 3 до 5% при неизменном содержании азота. При всем этом частота периодического включения вентиляции от команды КИП и А происходит максимально редко.

Отсюда:

v_о=0,034 м/с - расчетно-проектная норма воздушного смывания межклубневых пространств в основной (о) период хранения.

В агропромышленном комплексе (АПК) России посадочный и элитный картофель должен возделываться в индустриальных и фермерских хозяйствах, как правило, внутрихозяйственной семеноводческой службой.

Возделывание посадочного картофеля производится на питомниках, где действует специальный севооборот. При достижении клубней средней фракции 65 грамм ботва скашивается и удаляется с питомников, а клубни картофеля остаются в почве для дозревания. Зрелые клубни убирают и направляются на озеленение в специальные укрытия. Картофель - это геофит, т.е. земляное растение, которое способно при определенных условиях к благоприятному видоизменению по направлению к гелиофиту. В зеленых клубнях образуется гликоалколоиды - салонины, чаконины и др., которые являются естественными веществами по оздоровлению клубней.

В эмпирической формуле интенсивности вентилирования фигурирует коэффициент скважности межклубневых пространств - k. Коэффициент скважности картофеля фракции 65 грамм определяется опытным путем. Так, например, в емкость (бочка 200 литров) закладываются клубни, затем в емкость заливается вода до тех пор, пока зеркало воды будет на верхней кромке емкости. На это потребовалось 70 литров воды. Тогда коэффициент скважности посадочного картофеля составит:

k=70/200=0,35.

Для справки:

- коэффициент скважности продовольственного картофеля (средняя фракция 175 г), k=0,46;

- коэффициент скважности фуражного картофеля (средняя фракция 70 г) k=0,38;

- коэффициент скважности фуражно-технического картофеля (средняя фракция 300 г) k 0,48.

В эмпирической формуле интенсивности вентилирования фигурирует высота складирования насыпи картофеля Н в м.

Известно (2), где дается высота складирования насыпи картофеля (см. таблицу Д-1) высотой 5 м.

Недостатком (2) является то, что высота складирования насыпи картофеля не согласуется с законом сопротивления материалов. Клубни картофеля имеют определенный тургор, который по мере хранения, как правило, изменяется. При этом, чем больше высота складирования картофеля, тем быстрей уменьшается тургор в нижних слоях клубней. Тем более при складировании картофеля высотой насыпи 5 метров у свежезаложенного картофеля при деформации клубней в нижних слоях появляются микротрещины, в результате которых в клубни быстро проникают патогены и в дальнейшем воздушным потоком снизу-вверх традиционная активная вентиляция активно перезаражает всю насыпь хранимой продукции. Кроме этого, в нижних слоях картофеля из-за деформации клубней создаются условия непродуваемости насыпи картофеля. Поэтому в практике эксплуатации традиционных картофелехранилищ часто электродвигатели центробежных вентиляторов перегреваются и затем сгорают.

Было установлено, что предельно допустимая высота складирования посадочного картофеля должна быть от 1,8 м, но не более 2,6 м:

Н=(1,8+2,6)/2=2,2 м.

Известно (1), где

- В. (стр.222): Наиболее интенсивно (в течение 8-10 суток) процессы залечивания поранений происходят при температуре 18-19°С и высокой (90-95%) относительной влажности воздуха. Однако такую температуру во время залечивания можно поддерживать только при хранении здорового картофеля. Если в насыпи картофеля есть клубни, пораженные бактериальными болезнями и фитофторой, такая температура будет способствовать быстрому развитию болезней и приведет к увеличению потерь и гибели картофеля. В этих условиях целесообразно снизить температуру в насыпи до 11-13°С. Это уменьшит интенсивность раневых реакций, поэтому продолжительность лечебного периода увеличивается до 20 суток, но развитие болезней задержится.

Недостаток (1) В заключается в том, что получить картофель в полевых условиях полностью здоровый - задача невыполнима. Поэтому первая рекомендация не может быть применена в практике. Вторая рекомендация предусматривает только сдерживание болезней и поэтому не может быть гарантией сохранности и не дает условия оздоровления картофеля. При этом в лечебный период хранения недопустима высокая (90-95%) относительная влажность воздуха, т.к. она способствует интенсивному развитию патогенов. В лечебный период относительная влажность воздуха должна быть 40-70% (55±15%).

Затем дается, так называемая, дифференциация температурных режимов в зависимости от сорта.

- Г. (стр.222): На клубнях ряда сортов Смена, Лорх, Любимец залечивание поранений может проходить при температуре 11°С без сколь-нибудь значительного увеличения потерь. У сортов Дружный, Гатчинский, Приекульский ранний при такой температуре раневая перидерма образуется очень медленно и накапливается меньше слоев клеток перидермы, поэтому возрастают потери. В связи с перечисленным температуру в лечебный период необходимо дифференцировать в зависимости от сорта.

Однако в (1) не дается для лечебного периода хранения дифференция температурных режимов для всех сортов картофеля. Дифференции нет и в других дополнительных руководящих материалах по хранению картофеля.

Далее в (1) дифференция дается для основного периода хранения.

- Д. (стр.223): Для клубней сортов Приекульский ранний, Фаленский наиболее благоприятная температура 1,5-2°С. При этом возможно снижение температуры хранения до 1°С.

Для сортов Берлихинген, Раменский температура хранения 1,5-2°С, Смена, Домодедовский, Огонек, Темп, Лошицский - 2-3°С. Клубни сортов Лорх, Столовый 19, Дружный, Гатчинский, Сотка неустойчивы к пониженной температуре. Для них необходима температура 3-5°С, а сортам Любимец и Петровский еще более высокая - 4-5°С.

Недостаток (1) заключается в том, что дифференция дается только шестнадцати сортам картофеля в то время, когда в отечественном картофелеводстве возделываются сотни сортов картофеля (см. к примеру (1) «Характеристика районированных сортов» стр.24-37). Дифференции нет в других дополнительных руководящих материалах. Но существенным недостатком (1) Д является то, что даются такие температурные рекомендации хранения, при которых картофель получает переохлаждение. Известно что при длительном хранении картофеля любого сорта при температуре ниже +2,2°С в клубнях происходит интенсивный синтез сахаров из крахмала. При избыточном содержании сахаров нормализация их не происходит и дыхание в клубнях прекращается. Аэробный процесс переходит к неотвратимому анаэробному брожению с накоплением в клубнях спирта и с выделением тепла и углекислого газа:

C₆H₁₂O₆=2С₂ Н₅ОН+2СО₂ + тепло.

Наступает «пьяная» смерть клубней картофеля и затем неизбежная гибель всей хранимой продукции, что часто наблюдается в январе-феврале в традиционных картофелехранилищах. «Картофель дал течь» - так объясняют такой процесс специалисты сельского хозяйства.

Проведенными научно-исследовательскими работами по выявлению научно-обоснованных температур, влажностных и газовых режимов хранения картофеля было установлено, что картофель после уборки, сортировки и закладки на хранение должен сразу постепенно охлаждаться каждый день на 0,5°С до температуры +3°С. В процессе охлаждения проводится интенсивная лечебная обработка картофеля по заживлению механических травм и по "отмывке" от поверхностных сопутствующих с поля патогенов. После лечебного периода и достижения температуры в насыпи картофеля +3°С картофель хранится в анабиозном режиме при температуре +3±0,5°С, относительной влажности воздуха 90±5% и при содержании в воздухе углекислого газа 4±1%.

Научный фундамент по определению температурного анабиозного режима хранения был взят от естественного анабиоза, который создается вокруг картофеля в почве в экстремальных зимних условиях.

Известно что клубни картофеля часто после уборки урожая остаются в почве на зиму. Перезимовавшие клубни часто не теряют свои продовольственные качества и всхожесть. Было установлено, что клубни картофеля разных сортов и разной группы спелости создают вокруг себя в условиях почвы и силикогеля (SiO₂, 0,8 мм) одинаковый микроклимат. Микроклимат поддерживается в малом объеме, заключенном вокруг клубня посредством адиабатной оболочки. Адиабатная оболочка - это состояние воды, которая находится в тройной температурной точке = (+0,05°С)-(0°С)-(-0,05°С), где Н₂О находится в трехагрегатном состоянии, т.е. в жидком, твердом и паровом виде. Малый объем имеет форму груши. Груша с атмосферой связана кратерным каналом, через который происходит выброс излишков тепла, паров воды и углекислого газа. Выброс компенсируется в малом объеме диффузией свежей порцией воздуха. Лабораторно было установлено (микротермодатчик + самопишущий термограф), что в малом объеме создается микроклимат с температурой от +2,2°С до +4,1°С. (Относительная влажность, газовый состав при анабиозе определялся отдельно лабораторно в спец. контейнерах.) При этом было установлено, что температура в малом объеме в течение суток постепенно повышается от +2,2°С до +4,1°С и затем быстро снижается до +2,2°С (график от самопишущего термографа). Частота этого процесса зависит от температуры насыпи от -1°С до -4°С.

Отсюда следует, что средняя температура естественной анабиозной жизнедеятельности картофеля составляет: (2,2+4,1)/2=3,15°С.

КИП и А позволяет посредством вентиляции поддерживать принудительный анабиоз температурного режима в насыпи картофеля в пределах +3±0,5°С. При этом периодическое мягкое вентилирование не будет выводить картофель из покоя и не будет создаваться угроза переохлаждения клубней, т.к. +3,5°С<+4,1°С; 2,5°С>2,2°С.

Отсюда температурная норма хранения картофеля в основной (анабиозный) период:

t=+3±0,5°C.

Известно (1), где

Е. (стр.230): В процессе хранения при появлении в верхних слоях насыпи гнилых клубней их систематически собирают и удаляют. Перебирают картофель во время хранения только в том случае, если все методы снижения температуры оказывались неэффективными и начинается интенсивная порча клубней. При переборке удаляют не только больные, но и здоровые клубни, непосредственно соприкасающиеся с больными и мокрыми в зоне очага.

Недостаток традиционной технологии хранения картофеля раскрывается самим (1) Е. Однако основным недостатком традиционной технологии хранения является то, что система так называемой активной вентиляции картофеля предусмотрена на рециркуляцию нагнетающего воздушного потока снизу-вверх, которая не способна выполнить условия санитарии насыпи картофеля от воздушно-контактного перезаражения всей массы хранимой продукции. Наиболее воздушно-контактное перезаражение систематически происходит в верхних слоях насыпи картофеля, т.к. патогенные споры, образовавшиеся в нижних слоях картофеля, оседают на переувлажненных верхних слоях насыпи. При традиционной системе вентиляции всегда образуется капель на потолках хранилища и переувлажнение картофеля. В традиционных картофелехранилищах всегда образуются непродуваемые зоны, так как нагнетающий поток всегда струйно-сосредоточенно ищет наименьшее аэродинамическое сопротивление, и поэтому он обходит зоны наибольшего сопротивления, которые не вентилируются. В отличие вытяжной поток всегда в той или иной степени будет оказывать тяговое воздействие на все зоны насыпи картофеля и поэтому в этом случае не образуются «мертвые» не продуваемые зоны. Кроме этого, в традиционной технологии в процессе рециркуляционного витания патогенных спор они частично оседают на всех поверхностях картофелехранилища. Летняя санитарная обработка всех поверхностей хранилища и оборудования не решают проблему санитарии, т.к. на следующий зимний период хранения в традиционных картофелехранилищах вновь на всех поверхностях появляются колонии паразитов.

Известно (3), где (стр.6-29) указано, что сопутствующие с поля грибные и бактериальные болезни в основном развиваются при хранении картофеля. Так, например:

- Ооспороз - возбудитель гриб Oospora pustulans, Owen et Wakefild, заболевание, которое развивается после уборки картофеля, но наиболее сильно в феврале. Меры борьбы с этой болезнью - соблюдение режима при хранении клубней в лечебный и основной периоды хранения.

Парша серебристая - возбудитель гриб Spondylocladium atrovirens Harz, заболевание, которое развивается в период хранения. Меры борьбы с этой болезнью - соблюдение режима при хранении клубней в лечебный и основной периоды хранения.

Черная ножка - возбудитель вид бактерий Pectobacterium phytophtorum Appel (Waldee). Меры борьбы с этой болезнью - соблюдение режимов в лечебный и основной периоды хранения.

И так далее: Сухая гниль клубней, Фомоз, Церкоспороз, Фитофтороз, Мокрая гниль клубней, Кольцевая гниль клубней, и многие другие грибные и бактериальные болезни, которые развиваются в насыпи картофеля в период хранения в условиях традиционных картофелехранилищ. Поэтому массовое перезаражение картофеля разными грибными и бактериальными болезнями в период хранения в традиционных картофелехранилищах происходит в более значительном количестве, нежели в полевых условиях. При этом необходимо учитывать, что массовое капельно-контактное перезаражение клубней картофеля вирусными, вироидными и микоплазменными (ВВМ) инфекциями в условиях традиционных картофелехранилищ происходит в более значительном количестве, нежели в полевых условиях от контактного перезаражения (соприкосновение больной ботвы со здоровой), а также от тлей и других насекомых.

Недостатком (3) является то, что не дается гарантированной технологии по «отмывке», т.е. подавлению сопутствующих с поля патогенов, и при этом не предусмотрена технология по оздоровлению картофеля от внутрибактериальных и ВВМ инфекций.

Из биохимической физики и электростатики известно, что грибные, бактериальные и ВВМ эндопаразиты живут на живом и в живом организме. Картофель загнивает, а затем погибает, но эндопаразиты не погибают. Вне организма хозяина они быстро переходят в другую стадию существования - бесполое репродуктивное образование, т.е. споры. Споры имеют плотную, высокоустойчивую к внешним воздействиям оболочку. Вне организма хозяина споры длительное время, сто лет и более, сохраняют способность к возобновлению эндопаразитической жизнедеятельности, проникая в организмы растительного (в том числе животного) происхождения. Традиционная активная вентиляция воздушным потоком снизу-вверх быстро переносит споры по всему картофелехранилищу и насыпи картофеля. Осевшие споры на клубнях быстро возобновляют свою жизнедеятельность. Таким образом, происходит непрерывный процесс перезаражения всей массы хранимой продукции. Известно что споры имеют высокую устойчивость к разным воздействиям. Так многие споры выживают даже в атомном реакторе. Однако при относительно малой концентрации озона в воздухе способность к возобновлению жизнедеятельности спор поражается. Вот эти уникальные свойства озона решают задачу по гарантированной «отмывке» картофеля, т.е. по подавлению сопутствующих с поля поверхностных патогенов в короткий лечебный период хранения.

Известно что бактерии - это группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов; вирусы - это мельчайшие неклеточные частицы; вироиды - это вирусная спора; микоплазма - это класс неподвижных бактерий.

Бактерии, вирусы, вироиды имеют белковую защитную оболочку - капсиду, которая при определенном электростатическом воздействии теряет свою целостность и содержащееся внутри вещество при дальнейшем вольтамперометрическом воздействии электрически поражается.

Микоплазмы имеют мембранно-плоскую форму и не имеют защитной белковой пленки и поэтому они поражаются при относительно малом электрическом воздействии.

Растительная клетка выдерживает относительно высокое электростатическое и вольтамперометрическое воздействие нежели бактерии и ВВМ инфекции. Поэтому электрофизиотерапия позволяет полностью поразить внутри организмов растений эндопаразитов и при этом растительная клетка видонеизменяется и не мутирует. При этом повторная предпосадочная электрофизиотерапия дает клубням картофеля электростимуляцию для дружного и быстрого всхода. Вот эти фундаментальные электростатические, вольтамперометрические и биологические основы заложены в предлагаемую технологию по гарантированной сохранности и оздоровлению посадочного картофеля.

Известно (4), где предлагается применение токсичного вещества - пары формалина. Недостатком (4) является то, что пары формалина не уничтожают грибную микрофлору, а только сдерживают на короткий промежуток времени развитие грибных болезней. При этом пары формалина снижают фитоиммунные свойства картофеля к самозащите. Кроме этого, пары формалина глубоко и надолго адсорбируются не только в картофель, но и на все поверхности картофелехранилища и оборудование, и поэтому адсорбированный формалин длительное время оказывает вредное канцерогенное воздействие на обслуживающий персонал, как тяжелый яд длительного действия.

Исстари на Руси применялся фумигант растительного происхождения - хвоя можжевельника как для профилактики, так и для изгнания, уничтожения вредителей болезней, которые возникают при хранении зерна, квашенной и соленой продукции растительного происхождения. Процесс фумигации проводится посредством сухой (дым) или мокрой (пар) возгонки легких паров можжевелового эфирного масла. Пары можжевелового масла глубоко адсорбируются в обрабатываемую продукцию и в тарную поверхность и при этом являются не только отличными фунгицидами, но и устойчивыми дезодорантами от неприятного постороннего запаха.

Для фумигации можно использовать хвою ели, сосны, лиственницы. Окуривание проводится посредством сухой беспламенной возгонки хвои. Такое двойное периодическое окуривание дает гарантированный эффект по изгнанию, уничтожению вредителей картофеля (амбарные насекомые) и дает дополнительный эффект по подавлению и мумификации гнили. Пары вещества этой хвои глубоко адсорбируются в картофель и дают ему неприятный привкус. Поэтому окуривание можно проводить только посадочному картофелю. Товарному картофелю фумигация не проводится.

Известно (5), где предусматривается на всем протяжении хранения проводить периодическую обработку картофеля озоно-воздушной смесью циклами по 3-4 дня в течение 3-5 часов с интервалами между ними 4-12 дней, при концентрации озона в воздушном вентиляционном потоке 5-12 мг/м³ .

Существенным недостатком способа (5) является то, что авторы изобретения не учли ботанические закономерности картофеля.

Свежеубранные клубни картофеля имеют глубокий ботанический покой. Покой формируется от прекращения роста клубней средней фракцией 65 грамм при удалении ботвы и дозарирования их в условиях почвы. Во внутрихозяйственном семеноводстве дозарирование клубней в почве обычно заканчивается в начале второй декады августа, и затем урожай посадочного картофеля убирается с поля и направляется на озеленение.

Озелененный картофель направляется в картофелехранилище, где глубокий ботанический покой продолжается весь лечебный период хранения. Вот в этот период допускается обработка картофеля озоно-воздушной смесью. Но после окончания лечебного периода в основной (анабиозный) период хранения воздействие клубней озоном не допускается, т.к. клубни могут получить возбуждение и в этом случае начнется их бурная жизнедеятельность. При этом электрофизиотерапию можно продолжать картофелю только до 1 декады февраля. Повторное воздействие на картофель посредством электрофизиотерапии можно проводить только в предпосадочный период с целью стимуляции клубней к пробуждению и дружным, быстрым всходам.

Однако существенным недостатком (5) является то, что для обработки картофеля предложены весьма высокие 5-12 мг/м³ концентрации озона, которые не только поражают патогены, но и совершают сильный окислительный ожог клубням.

Картофель хранился в закромах. Каждый закром был смонтирован в отдельной камере. Габариты закромов: ширина 6 м, длина 6 м, высота 3 м. В закрома был заложен картофель средней фракции 175 грамм на высоту 2,2 м. Масса хранимой продукции в каждом закроме составляла=51,5 тонн.

Способ хранения посадочного картофеля реализуется следующим образом. Проводят обработку клубней озоно-воздушной смесью, при этом, согласно изобретению, используют картофелехранилище закромного типа с индивидуальной к каждому закрому системой вытяжной вентиляции воздушным потоком «сверху-вниз», в лечебный период хранения на первом этапе проводят фумигацию и мумификацию клубней картофеля посредством беспламенной возгонки хвои в расчете 240 грамм хвои на 1 тонну хранимой продукции в течение 1 суток и 1 сутки проветривание; на втором этапе проводят озонное антисептирование насыпи картофеля путем подачи воздушной смеси с концентрацией озона 0,7±0,1 мг/м³ в течение 20 суток для заживления механических травм в течение 3-5 суток, упрочнения кожуры и перидермы, и подавления сопутствующих патогенов с поля. На третьем этапе проводят повторную фумигацию в течение 1 суток и проветривание 1 сутки для гарантированной мумификации гнилей и подавления остаточных амбарных насекомых. На четвертом этапе проводят озонное антисептирование насыпи картофеля воздушной смесью с концентрацией озона 0,3±0,1 мг/м³ в течение 7 суток для мягкого антисептирующего воздействия и нейтрализации осевших на клубнях картофеля веществ от дыма и хвои; после лечебного периода проводят основной период хранения.

На питомниках посадочный картофель убирают при достижении средней фракции клубней 65 грамм, после дозревания и озеленения клубни закладывают на хранение насыпью высотой до 2,2 м, температурный режим в основной период хранения поддерживают в пределах t=+3±0,5°C, относительная влажность воздуха -90±5%, содержание углекислого газа в насыпи 4±1%, скорость воздушного смывания межклубневых пространств в насыпи картофеля в лечебный период v_л=0,053 м/с, в основной период хранения v_o=0,034 м/с; интенсивность вентилирования картофеля для закрома рассчитывают по эмпирической формуле для лечебного периода хранения:

для основного периода хранения:

где k=0,35 - коэффициент скважности межклубневых пространств для клубней средней фракции 65 грамм; Н - высота насыпи картофеля, м; производительность вентиляции картофеля для закрома рассчитывают по формуле: для лечебного периода Q _л=I_л·M м³/ч, для основного периода хранения Q_о=I_о·M м³/ч, где М - масса хранимой продукции в закроме; после закладки картофеля в закрома воздух в хранилище и температуру в насыпи картофеля постепенно охлаждают на 0,5°С в сутки до +3±0,5°С посредством периодического вентилирования. В основной период хранения часть посадочного картофеля - 2-4 закрома проходит электрофизиотерапию посредством аппарата «Кука» для снижения внутрибактериальных и вирусных, вироидных и микоплазменных инфекций (ВВМ); вторичную электрофизиотерапию проводят в предпосадочный период для получения быстрых и дружных всходов.

Устройство закромного картофелехранилища содержит вентилятор и воздуховоды. При этом закрома выполнены из аэродинамически плотных и прочных щитовых перегородок и настилов: дно, борта, сборно-разборные проемы и настилы, которые исключают потери воздушных потоков «сверху-вниз» вытяжной вентиляции всей насыпи картофеля и выдерживают нагрузки от хранимой продукции. Каждый закром имеет сборно-разборный проем и настил для удобства загрузки и выгрузки картофеля. Закрома оснащены вытяжными насадками для равномерной вентиляции всей насыпи картофеля. При этом каждый закром оснащен автономной системой вытяжной вентиляции и узлом «вентилятор-пылесос» для возврата чистого воздуха от пыли и спор.

При этом вентилирование насыпи картофеля проводят с расчетно-проектной нормой скорости воздушного смывания межклубневых пространств v=0,034 м/с. Интенсивность вентилирования в лечебный период:

Объемная производительность вентилирования: Q_л=I_л·M=61,4-51,5=3160 м³ /ч. Интенсивность вентилирования в основной период:

Объемная производительность вентилирования: Q_o=I_o·M=39,4·51,5=2030 м ³/ч.

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Фундаментально-обоснованная система вентилирования при закромном хранении картофеля была определена посредством сравнительных научно-исследовательских испытаний трех разных систем (см. фиг.2). Вариант 1 - традиционная приточная система вентилирования картофеля воздушным потоком снизу-вверх; Вариант 2 - вытяжная система вентилирования картофеля воздушным потоком снизу-вверх; Вариант 3 - вытяжная система вентилирования картофеля воздушным потоком сверху-вниз.

Вариант 1. В феврале в закроме образовались очаги гнили. Температура в слоях насыпи картофеля посредством вентилирования не снижалась.

Образование очагов гнили объясняется тем, что расчетно-проектные скорости воздушного смывания межклубневых пространств: v _л=0,053 м/с, v_о=0,034 м/с для приточной вентиляции недостаточны с целью максимального равномерного распределения воздушного потока по всей насыпи картофеля. Поэтому образовались непродуваемые «мертвые» зоны, где и возникли очаги гнили.

Вариант 2. Картофель в контрольной сетчатой упаковке, заложенный в среднюю зону закрома, имел в конце мая естественную убыль 9,2%. Большие естественные потери объясняются тем, что картофель получал жесткое воздействие от нижнего холодного +1,5°С воздуха. В насыпи картофеля на всем протяжении хранения на клубни интенсивно выпадала влага. В марте система вентиляции была не способна эффективно удалить излишки тепла из насыпи картофеля и хранимая продукция стала быстро прорастать. При этом вариант 2 оказался конструктивно-сложным и неудобным в эксплуатации.

Вариант 3. До конца мая картофель сохранил свой первоначальный товарный вид. Естественная убыль картофеля составляла менее 1%. Это объясняется тем, что картофель в закроме получал мягкое плавное воздействие при принудительном охлаждении. Температура верхней зоны камера +3°С в процессе циркуляции воздуха от центробежного вентилятора постепенно снижалась до +2,5°С и при этом такое вентилирование потоком сверху-вниз не давало выпадения капели на потолке камеры и переувлажнения насыпи картофеля в закроме. Газовые анализы, взятые в основной период хранения из насыпи картофеля, показали, что на всем протяжении основного периода содержание углекислого газа в межклубневых пространствах от дыхания картофеля при периодическом вентилировании плавно изменяется с 3 до 5% и с 5 до 3%, что соответствует анабиозным условиям хранения.

Вариант 3 позволяет устранить рециркуляцию патогенов из насыпи картофеля в хранилище, а затем из хранилища вновь в насыпь закрома. Это решается за счет установки вентилятор-пылесоса, вместо центробежного вентилятора. Вентилятор-пылесос улавливает пыль, споры и очищенный воздух возвращается в картофелехранилище. При этом вентилятор-пылесос за счет устройства плавного изменения потребляемой электроэнергии рассчитан на максимальную производительность, периодически работающей от реле времени, вентиляции в лечебный период хранения и оптимальную производительность, периодически работающей от КПП и А, вентиляции в основной период хранения, что дает значительную экономию энергозатрат на хранимую продукцию. Устройство закрома см. фиг.3.

На фиг.3 представлена схема закрома для хранения посадочного картофеля, вид сбоку. Каждый закром монтируют в отдельной камере. Габариты закромов: ширина 6 м, длина 6 м, высота 3 м. В закроме закладывают картофель на высоту 2,2 м. Закром содержит: каркас закрома 1, настил бортовой и напольный 2, трехслойное толевое уплотнение 3, облицовка бортовая и напольная 4, насадка вентиляционная 5, система воздуховодов 6, вентилятор-пылесос «Кука» 7, щитовое перекрытие 8, проем первичной выгрузки картофеля 9, быстросъемная закладная доска 10, проем для загрузки картофеля 11, закладная доска 12, уплотнение полиэтиленовой пленкой 13, канал для выгрузки картофеля 14, трап 15, регулируемая жалюзийная решетка 16, перелив озоно-воздушной смеси 17.

Устройство закромных картофелехранилищ отличается тем, что закрома выполнены по технологическим требованиям с учетом:

- Аэродинамически плотных и прочных щитовых перегородок и настилов (дно, борта, сборно-разборные проемы и настилы), которые исключают потери воздушных потоков сверху-вниз вытяжной вентиляции всей насыпи картофеля и выдерживают нагрузки от хранимой продукции. При этом каждый закром имеет сборно-разборный проем и настил для удобства загрузки и выгрузки картофеля.

- Оснащения закромов специальными вытяжными насадками для равномерной вентиляции всей насыпи картофеля и при этом каждый закром оснащается автономной системой вытяжной вентиляции и устройством «ВЕНТИЛЯТОР-ПЫЛЕСОС», посредством которого в объем картофелехранилища возвращается чистый воздух от пыли и спор.

- В основной период хранения часть посадочного картофеля (2-4 закрома) проходит электрофизиотерапию посредством аппарата «КУКА» с целью снижения внутрибактериальных и ВВМ инфекций. Фонд картофеля рассчитывается из необходимого объема возделывания посадочного картофеля.

Из закрома выгружают посадочный картофель и тщательно отбирают по внешнему виду здоровый картофель. Отобранный картофель загружают в емкость аппарата «КУКА» и затем картофель, прошедший электрофизиотерапию, направляют в свободный закром, предусмотренный для перевалки картофеля при хранении. Электрофизиотерапию проводят сразу после лечебного периода хранения до 3-й декады января включительно.

Вторичную электрофизиотерапию для электростимуляции картофеля проводят в предпосадочный период с целью получения быстрых и дружных всходов.

Источники информации

1. Справочник картофелевода. - М.: ВО "Агропромиздат" ,1987 г.

2. Нормы технологического проектирования предприятий по хранению и обработке картофеля и плодоовощной продукции НТП АПК 1.10.12.001-02.

3. Справочник. Защита картофеля от болезней, вредителей и сорняков. - М.: ВО. "Агропромиздат", 1989 г.

4. Республиканский стандарт "Картофель семенной. Хранение в условиях активного вентилирования. Типовой технологический процесс". РСТ РСФСР 739-87.

5. Авторское свидетельство СССР № 1324600, кл. A01F 25/00, 1967 г. (прототип).