Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Обоснование выбора объекта исследования↑ Стр 1 из 8Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Введение Одной из решаемых агроэкологией задач является создание малоотходных и безотходных производств сельскохозяйственной продукции. Принципиально важно придать экологическую направленность сельскохозяйственным технологиям [1]. Разработка и внедрение современных технологий комплексной переработки отходов, образующихся при переработке ежегодно возобновляемого растительного сырья, в том числе льна-долгунца, является перспективным направлением развития в агропромышленном комплексе [4]. В СССР в 80-85 гг. ХХ века лен-долгунец выращивался на площади около 2,5 млн. га, урожайность льносоломы составляла примерно 30-32 ц/га, на долю отходов (костры) приходилось 70%. Соответственно 21 - 22,5 ц/га составляли отходы. В настоящее время (2007 год) площадь посевов льна составила 74 тыс. га, урожайность льносоломы - 36 ц/га, количество отходов- 25 ц/га [27]. В связи с тем, что сейчас этой культуре уделяется большое внимание (как приоритетная культура лен-долгунец включен в раздел растениеводства Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия принятой на 2008-2012 годы), ожидается увеличение посевных площадей до 120 тыс. га и увеличения урожайности до 52-54 ц/га, и соответственно увеличения доли отходов до 36,5 – 38 ц/га [10]. В СССР, и до недавнего времени, в России костру сжигали, но поскольку это возобновляемое растительное сырье, сжигать его экономически не выгодно и экологически не безопасно. Поэтому проблема разработки технологий глубокой переработки отходов льнопроизводства становится все актуальнее. Этой проблемой я занималась в рамках научно-исследовательской работы по исследованию физико-химических свойств волокна и технологий переработки продукции льноводства, проводимой на кафедре физической и коллоидной химии. Цель работы: Исследование физико-химических свойств, проведение серии экспериментов для выявления ростстимулирующего действия щелочных и водных экстрактов, получаемых из льняной костры.
Задачи работы:
1. Исследование физико-химических свойств стимулирующих комплексов на основе вытяжек из льняной костры. 2. Исследование ростстимулирующего действия экстрактов из льняной костры, в состав которой входят физиологически-активные вещества. 3. Разработка рекомендаций для осуществления комплексной переработки отходов льняной костры. Исследовательская часть работы проведена на базе учебной лаборатории кафедры физической и органической химии, полевой опыт закладывался на «Полевой опытной станции» РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.
1 Обзор литературы «Физико-химические свойства и ростстимулирующее действие!!!!! экстрактов»
Минеральный и органический состав льняной костры И льняного волокна Льняное волокно содержит 72-76% целлюлозы, по сравнению с хлопковым волокном, в котором около 92%. Целлюлоза по данным ренгеноструктурного анализа и ИК-спектроскопии высококрсталлична и особым образом ориентирована. Это ее качество объясняет устойчивость льноволокна к химическим и физическим воздействиям, его высокие физико-механические свойства. Кроме целлюлозы, другими компонентами являются гемицеллюлоза, отсутствующая в хлопковом волокне, пектин, лигнин, воскообразные вещества, макро- и микроэлементы зольной части [5]. Костра представляет собой богатый по минеральному и органическому составу сырьевой комплекс. Содержание химических элементов в почве, волокне и растительном материале отображено в таблице 1. </div><div align="center">Таблица 1 Среднее содержание химических элементов в почве, длинном трепаном волокне №9, семенах и костре. (С.Л. Белопухов, 2007) [6]
Примечание: 1. В числителе сорт Смоленский, 2. В знаменателе сорт Могилевский. В исследованных образцах в макроколичествах (> 200 мг/кг) присутствуют следующие элементы: K, Na, Ca, Mg, Si, Fe. Остальные элементы можно разделить на несколько групп: присутствуют в концентрациях 20-200 мг/кг (Ba, Mn), 1-20 мг/кг (Zn, Cr, Sn, Rb,), 0,1-1 мг/кг (Cu, Co, Sb, Cs, Pb), < 0,1 мг/кг (Cd, As). В льняных волокнах содержится также большое количество органических веществ (табл. 2). Таблица 2 Содержание органических веществ в чесаном льне. (Артемов А.В., 2001)
Продолжение таблицы 2
Из данных таблицы следует, что в волокнах льна и, вероятно, в костре содержится значительное количество органических веществ, в том числе физиологически активных соединений (стеролы, тараксастерол, эргостерол, холестерол, витамин Е). Однако, многие из них могут быть продуктами деструкции высокомолекулярных соединений, составляющих волокна льна [15].
Объекты исследований
В качестве объекта исследований выбрана свежая и гумифицированная костра - отходы производства Яковлевского льнокомбината. Для изучения ростостимулирующего действия экстрактов из льняной костры были поставлены лабораторные опыты и заложен полевой опыт на «Полевой опытной станции». В лабораторных условиях ставилась серия опытов по проращиванию на щелочных вытяжках из костры семян гороха, сорт Воронежский раннеспелый, мозговой. На «Полевой опытной станции» заложен опыт для проверки гипотезы о стимуляции развития и роста гуминовыми веществами, полученными путем экстракции из льняной костры. В качестве объекта проверки гипотезы выбрали лен-долгунец (Linum Usitatissimum). Методы исследований Методы полевых исследований
Для изучения эффекта стимулирования роста и развития полевых культур под влиянием экстрактов из льняной костры был заложен опыт на «Полевой опытной станции» в качестве исследуемой культуры выбран лен-долгунец (Linum Usitatissimum).
Почвенно климатические условия «Полевая опытная станция» РГАУ-МСХА находятся в типичных для центрального региона России условиях Нечерноземной зоны. Климат Московской области умеренно-континентальный. В течение года преобладают западные и юго-западные ветры, которые несут массы атлантического воздуха. Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет примерно 87 ккал/см2, из этого количества 41 ккал/см2 в виде рассеянной солнечной радиации. Среднемесячная температура воздуха самого теплого месяца – июля +17°С, самого холодного месяца – января -11°С. Период с положительными температурами длится в среднем 206-216 дней. Безморозный период продолжается 120-140 дней. Область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем 550-660 мм. Две трети осадков в году выпадает в виде дождя. Устойчивый снежный покров образуется обычно в конце ноября. К концу зимы высота снежного покрова в среднем 30-45 см, а наибольший запас воды в снегу составляет 80-105 мм. По среднемноголетним данным, временное промерзание почв на территории области начинается в октябре, устойчивое – 15-20 ноября. В декабре глубина промерзания составляет 30-40 см, а в феврале и марте – 50-80 см. На 20-25 апреля почва полностью оттаивает. Длительность устойчивой мерзлоты почв составляет 150-160 дней. Землепользование «Полевой опытной станции» расположено в массиве общей площадью в 40 га. Территория находится на самой окраине Клинско-Дмитровской гряды. По рельефу территория станции представляет моренную холмистую равнину на водоразделе рек Москвы и Яузы и возвышается над уровнем реки Москвы на 60 м. Почва станции сложена четвертичными отложениями, под слоем которых залегают юрские глины мощностью 20-25 м. Почвы по механическому составу суглинистые и супесчаные, по цвету чаще красно-бурые карбонатные, но верхние слои (3-5 см) выщелоченные. Верхние горизонты мощностью в 40-50 см представлены песчано-крупнопылеватым суглинком. По всей толще встречаются валуны.
Биологические особенности льна-долгунца Лён-долгунец – высокорослые (от 60 до 120 см и более) одностебельные растения, ветвятся только в верхней части. Лен-долгунец, выращивают в условиях длинного дня на почвах с небольшим гумусовым горизонтом при небольшой площади питания, имеет слаборазвитую корневую систему - 8-10% массы растения. Поэтому 80% их массы располагается в пахотном слое почвы [14]. Это однолетнее растение, продуктивной частью его служит высокий, тонкий и прямой, высотой 60 - 125 см и больше светло-зеленый гладкий стебель, покрытый восковым налетом. В зависимости от условий выращивания, а также сорта льна число элементарных волокон в волокнистом пучке колеблется от 19 до 50. Волокно хорошего качества отличается достаточной длиной, высокой прочностью, блеском, эластичностью [34]. В густых посевах лен-долгунец представляет собой высокое одностебельное растение, примерно в верхней пятой его части с коротким соцветием - зонтиковидной кистью и двумя-тремя плодами - коробочками, в редких посевах до 10 коробочек и более. Содержание волокна в стебле от 20 до 35%. Листья длиной 36-40 мм, шириной 2-4,4 мм поочередно расположены по винтовой линии, зеленые, со слабым восковым налетам, отмирают во время созревания льна. Цветки у льна-долгунца правильные, пятерного типа. Окраска лепестков обычно голубая, редко встречаются растения с белыми или розовыми лепестками в цветке. На всей плантации цветение продолжается в среднем шесть - десять дней [24]. Плод у льна представляет собой шаровидную мелкую коробочку длиной 6,1-8,3 мм, шириной 5,7-6,8 мм. Лен-долгунец дает в урожае 70-75% стеблей, около 10-15% семян и 10-15% мякины. При высоких урожаях на долю стеблей приходится до 80%. У льна-долгунца принято различать 5 основных фаз роста, которые Для формирования 1ц волокна лен в среднем выносит из почвы 8-9 кг азота (N), 3-4 кг фосфора (P2O5), и 8-10 кг калия (К2О). Из вносимых в почву удобрений азот используется льном-долгунцом примерно на 70-80%, фосфор на 12-15%, калий на 50-60%. Оптимальные дозы действующего вещества минеральных удобрений: азота 20-40 кг\га, фосфора и калия 90-12- кг\га при соотношении N:P:K, равном 1:3:3 [7].
Схема опыта Схема опыта по проверке гипотезы эффекта стимулирования роста и развития полевых культур под влиянием экстрактов из льняной костры 1. Контроль 2. NH4OH + HСl 3. KOH + HСl 4. KOH + HNO3 5. KOH + H3PO4 Контролем в данной схеме является вариант, на котором не производилось никаких дополнительных обработок. Следующий вариант NH4OH + HСl, качестве стимуляторов роста и развития использовалась щелочная вытяжка 0,1н. NH4OH нейтрализованная до pH=7 соляной кислотой. Вариант №3 KOH + HСl, в качестве стимуляторов роста и развития использовалась щелочная вытяжка 0,1н. KOH нейтрализованная до pH=7 соляной кислотой. Вариант №4 KOH + HNO3, в качестве стимуляторов роста и развития использовалась щелочная вытяжка 0,1н. KOH нейтрализованная до pH=7 азотной кислотой. Вариант №5 KOH + H3PO4, в качестве стимуляторов роста и развития использовалась щелочная вытяжка 0,1н. KOH нейтрализованная до pH=7 фосфорной кислотой.
Таким образом, по результатам опыта можно будет судить об эффекте стимулирования роста растений обработанных вытяжками относительно контроля, где обработок не проводилось. Можно дать заключение о разнице в эффекте стимулирования вытяжек с применением различных экстрагентов. Для изучения влияния на стимулирующий эффект способов нейтрализации вытяжек полученных с использованием в качестве экстрагента KOH предложены варианты №3, №4 и №5.
Размещение полевого опыта на площади участка Для опыта был выбран многорядный ступенчатый способ расположения делянок.
Рис. 1 Схема расположения делянок На выбранном участке при помощи веревки и деревянных колышков, размечали площадь делянок и защитные полосы. Форма делянок в полевом опыте – прямоугольная, площадь одной обрабатываемой делянки 5 м2, площадь учетной делянки 0,25 м2.
Рис. 2 План обработки делянок Обработка проводилась в фазу елочки, с применением ранцевого опрыскивателя, расход составлял 100 л/га. Измерения роста проводились на следующий день после обработки, в дальнейшем через каждые двое суток. Для определения прироста в высоту на делянках методом конверта проводилась серия измерений. Выборка составляла 30 растений с каждой учетной делянки, измерения проводились на всем протяжении вегетации через один день. Поле уборки льна с каждой делянки была собрана льносолома и измерена техническая длина стебля. Льнотреста была получена путем росяной мочки, для этого в естественных условиях был произведен растил льносоломы на поле. Полученная льнотреста взвешивалась для определения урожайности. Для определения выхода волокна льнотреста пропускалась через ручные мялки, волокно теребилось и взвешивалось на технических весах.
Из льняной костры»
Рекомендации по применению стимулирующих комплексов на основе экстрактов из льняной костры Для более рационального применения, а так же транспортировке стимулирующих комплексов на основе экстрактов из льняной костры их необходимо концентрировать. По данным эксперимента построен график зависимости массы осадка от времени выпаривания (рис. 4) Рис. 6 Изменение массы осадка в зависимости от времени выпаривания
Экспериментально установлено, что оптимальное время концентрирования составляет 125 минут. Выводы 1. Биологическая активность стимулирующих комплексов зависит от состава макрокомпонентов, в нашем случае водорастворимых и щелочнорастворимых солей гуминовых и фульвокислот, а так же других компонентов, рН, концентрации реагентов. 2. Химическую обработку костры можно проводить гидроксидами калия, натрия и водой. 3. Установлены: оптимальное время экстракции составляющее 130 мин., рН равный 6,8 и время концентрирования 125 мин., способствующие максимальному извлечению биологически активных веществ. 4. Разработанная технология позволяет выделять из костры льна препараты, содержащие биологически активные компоненты: водорастворимые и щелочнорастворимые соли гуминовых и фульвокислот, низкомолекулярные органические кислоты, фенольные соединения, концентрация которых может достигать от 7 до 9% по массе. В качестве экстрагента гумусовых веществ, для приготовления ростстимулирющих препаратов необходимо использовать 0,1н. раствор KOH. 5. В качестве экстрагента гумусовых веществ, для приготовления ростстимулирющих препаратов необходимо использовать 0,1н. раствор KOH. 6. При нейтрализации вытяжек гумусовых веществ неорганическими кислотами дополнительный стимулирующий эффект на рост растений оказывает азотная кислота, отрицательный эффект оказывает нейтрализация соляной кислотой.
Выводы 1. Вытяжка из костры льна содержит набор биологически активных веществ влияющих на развитие растений: водорастворимые и щелочнорастворимые соли гуминовых и фульвокислот, низкомолекулярные органические кислоты, фенольные соединения. 2. В качестве экстрагента биологически активных веществ, для приготовления ростстимулирующих препаратов рекомендуется использовать 0,1М раствор KOH. 3. Установлены: оптимальное время экстракции - 130 мин., рН вытяжки - 6,8 и время упаривания - 125 мин., способствующие максимальному извлечению биологически активных веществ. 4. Биологическая активность стимулирующих комплексов зависит от состава макрокомпонентов, водорастворимых и щелочерастворимых солей гуминовых и фульвокислот, рН раствора и наличия в нем ионов хлора,аммония и нитрат-иона. 5. Полученная в опыте прибавка массы льноволокна, позволяет заключить, что применение ростстимулирующих вытяжек в комплексе с агротехническими методами является эффективным приемом повышения урожайности льна. 6. Предлагаемый способ использования костры позволяет частично решить проблему утилизации отходов льноперерабатывающих предприятий. Список использованной литературы
1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почв и процессы его трансформации. Л., Наука, 1980. – 287 с. 2. Белопухов С.Л., Захаренко А.В., Корсун Н.Н., Фокин А.В., Самойлов В.П., Смирнов Н.А. Защитно-стимулирующие комплексы в льноводстве.- М.: Изд-во «ИКАР», 2008. - 240 с. 3. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества. -Киев: Наук. думка, 1995. - 304 с. 4. Гуминовые вещества в биосфере / Под ред. Д.С. Орлова.- М.: Наука, 1993. - 238 с. 5. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения / Отв. ред. В.П. Попов. – Киев: Гос.изд. с/х лит., 1962. – 649 с. 6. Корсун Н.Н., С.Л. Белопухов Натуральные волокна в современных технических материалах, М.: ВК, 2007 г. – 160 с. 7. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 1998. – 287 с. 8. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. Учебник. – Р-н-Д.: ФЕНИКС, 2000. – 317 с. 9. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 272 с. 10. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с. 11. Орлов Д.С. Химия почв. – М.: МГУ, 1992. – 400 с. 12. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. Л., Наука, 1980. – 222 с. 13. Садовникова Л.К. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высшая школа, 2002. – 334 с. 14. Тейт Р. Органическое вещество почвы. - М.: Мир, 1991. - 400 с. 15. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Учение о почвенном гумусе. Сельхозгиз, 1967 – 317 с. 16. Фомин в.В. Химия экстракционных процессов, М.: Атомизат, 1980. – 182 с. 17. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции сырья и продовольствия на 2008-2012 годы; ФГНУ "Росинфагротех", 2007. - 78 с. 18. Практикум по физической и коллоидной химии. – М.: Издательство МСХА – 2000, 108 с. 19. Сайт о химии Химик – Режим доступа: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1717.html, свободный. 20. Сборник "Агропромышленный комплекс России в 2007 году" подготовлен Департаментом экономических программ и анализа на основе данных Росстата и Минсельхоза России Москва, 2008. - 543 с. 21. Химическая энциклопедия в 5 томах. Т.1. – М.: «Сов. энциклопедия», 1988. – 623 с. Химия растительного сырья. 2003. №2. С. 55–58 УДК 665.7.032.53 ТОРФА 22. А.Н. Трофимов 1, А.М. Белоусов 2* А.А. Иванов*, Н.В. Юдина*, А.А. Ильина*, О.И. Ломовский** Приложение А
Фотографии свежей и гумифицированной костры, отходов производства Яковлевского льнокомбината.
Фото 1. Свежая костра.
Фото 2. Гумифицированная костра
Приложение Б Таблица 9 Результаты измерений длины стебля 18 июня
Таблица 10 Результаты измерений длины стебля 21 июня
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 202; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.46.82 (0.013 с.) |