книги из ГПНТБ / Бобов С.С. Физика в сельском хозяйстве

обычайной быстротой. Удалось выявить сложные свя­ зи в деятельности отдельных органов при образовании новых веществ. Так, образование жира в молоке протекает с участием печени и кроветворных органов животного.

В живом организме непрерывно протекают про­ цессы обновления. Так, белки печени за 8 дней стро­ ятся вновь, а белки мышц обновляются наполовину за 80 дней. Меченые атомы убедительно доказали, что в обмене участвуют главным образом ранее запасенные организмом вещества, а не непосредственно посту­ пающие из пищи. Жир, например, представляет собой небездеятельный запас вещества в организме. Он ак­ тивно участвует в обменных процессах и за неделю полностью обновляется.

Меченые атомы вносят ценные изменения в устано­ вившиеся представления о многих жизненных процес­ сах. Птицеводы считали, что образование яичной скорлупы в организме птиц идет за счет кальция, не­ посредственно поступающего из пищи. Меченые ато­ мы показали, что это не так. Скорлупа образуется из кальция костей птицы, а костный материал непрерыв­ но обновляется. У кур-несушек за два месяца полно­ стью обновляется весь скелет. Вот почему птицеводам необходимо обеспечивать кур минеральной пищей и следить за развитием костяка у молодой птицы.

Метод меченых атомов получает применение при решении многих вопросов ветеринарии. В частности, при установлении причин и мер борьбы с распростра­ ненными у животных заболеваниями, вызванными недостатком или избытком отдельных химических эле­ ментов в кормовом рационе.

90

Серьезную помощь оказывают меченые атомы и в работе пчеловодов. Чтобы получить высокий медо­ сбор, нужно правильно выбрать место расположения пасек.

С пчелами, помеченными радиоактивным фосфо­ ром, проводят опыты по изучению дальности полетов, посещения ими чужих ульев, отдельных цветочных массивов, участия в опылении растений. Поместив на отдаленном поле помеченную изотопами пищу, а у входа в улей счетчик, можно получить полную карти­ ну рабочего дня отдельных пчел.

Если в растениеводстве достигнуты вполне опреде­ ленные результаты в использовании стимулирующего действия ионизирующего излучения на растения, то нельзя сказать, что в животноводстве излучение нахо­ дит такое же широкое применение.

Организм животных оказался намного чувстви­ тельнее к действию ионизирующего излучения по сравнению с растениями. Даже небольшие дозы об­ лучения в состоянии вызывать угнетение и снижение жизнедеятельности животного.

Из имеющихся в этой области достижений боль­ шой интерес представляют работы по применению из­ лучения для повышения продуктивности птицы. На одной из крупнейших в нашей стране Томилинской птицефабрике его применяют при инкубации. В тече­ ние нескольких часов яйца в камерах инкубаторов об­ лучают очень слабыми дозами излучения солей ура­ на. При этом зародышевое пятнышко на желтке бы­ стрее превращается в эмбрион, сокращается время инкубации и возрастает выход цыплят.

Цыплята, выведенные из облученных яиц, полу­

91

чаются более крепкими и выносливыми, значительно снижается их отход. На фабрике создано целое ста­ до «атомных» кур, выращенных с участием гамма-лу­ чей. Они отличаются повышенной яйценоскостью. Го­ довая продуктивность их возрастает на 10—13%.

В условиях крупных птицеводческих хозяйств при­ менение облучения может давать значительный при­ рост мяса и яиц.

Изотопы на службе механизаторов

Сельскохозяйственное производство требует созда­ ния совершенно новой техники, основанной на широ­ ком использовании достижений науки и прежде все­ го современной физики. Одним из направлений в ре­ шении этого вопроса становится атомная техника.

Меченые атомы стали надежными помощниками конструкторов, создающих новые машины. Так, поме­ тив зерна, можно проследить весь путь, который про­ ходят они в закрытых системах сельскохозяйственных машин, чего раньше нельзя было сделать. С помощью меченых атомов можно всесторонне изучать работу новых конструкций. Так, например, проверяется эф­ фективность техники для искусственного дождевания, обработки полей ядохимикатами и внесения гербици­ дов.

Советскими конструкторами разработана модель новой машины для квадратно-гнездового сева куку­ рузы, картофеля и других культур. Она работает без мерной ленты. Зерно и клубни точно укладывают в почву радиоактивные изотопы. Для этого на ходовом

92

колесе сеялки установлен аппарат автоматического управления. Пройдет колесо определенное расстоя­ ние—и на землю падает капля слабого радиоактивно­ го раствора фосфора. На почве появляется метка ме­ ста высева. Излучение от радиоактивного фосфора приводит в действие высевающий аппарат, автомати­ чески открывающий отверстие, через которое в почву падают зерна или клубни картофеля.

Питательную ценность комбикормов повышают введением микроскопических доз витаминов, антибио­ тиков, солей различных металлов. Содержание таких добавок не превышает тысячных долей процента. По­ этому требуется равномерное распределение их по всей массе корма. Для контроля работы машин смесителей в кормовую массу вместо добавок вводит­ ся немного мела, пропитанного радиоактивным фос­ фором. Через определенное время смеситель останав­ ливают, и из разных мест поверхности массы берут пробы. По отклонению радиоактивности отдельных проб от средней величины судят о равномерности рас­ пределения добавок. Контроль с помощью изотопов помогает правильно определить время приготовления корма.

Известно, что около половины горючего в нашей стране расходуется на полевые работы. Правильный учет расхода его автотракторным парком имеет очень большое экономическое значение. Работниками Агро­ физического института создан радиоактивный автома­ тический тягомер. Он состоит из металлической ко­ робочки с выдвижной крышкой, перемещение которой создается усилием, развиваемым при работе трактора. В коробочке находится заряд радиоактивного вещест­

93

ва. Тягомер устанавливается между трактором и при­ цепным орудием. При увеличении тягового усилия крышка тягомера выдвигается, интенсивность излуче­ ния, выходящего из коробочки, возрастает. Если трак­ тор работает с максимальной нагрузкой, то коробочка открывается полностью. Во время работы-все тяговые усилия машины тягомер непрерывно записывает на ленте.

На измерении поглощения гамма- и бета-лу­ чей создаются новые автоматизированные сортировоч­ ные машины. Комбайны, которые применяются на уборке картофеля, имеют существенный недостаток. Одновременно с клубнями они подбирают и крупные комья земли. Наши конструкторы создали опытные образцы картофелеуборочных машин, способных авто­ матически отбирать комья. Когда по желобу картофе­ лепровода машины перемещается убранный карто­ фель, он просвечивается излучением заряда радиоак­ тивного вещества. Лучи сортируют клубни и комья по неодинаковому поглощению. В дне желоба маши­ ны автоматически открывается люк, в который пада­ ют комья земли.

Обычно запасы силоса в хранилище определяют по весу заложенной зеленой массы, но приготовление и хранение его связано с неизбежными потерями. Все­ союзным институтом животноводства разработан точ­ ный метод определения объемного веса силоса в хранилище, основанный на поглощении излучения. В 5—10 самых высоких точках силосной массы на глу­ бину 1,5—2 м погружают трубку с зарядом радиоак­ тивного изотопа и счетчиком. Трубка-зонд подключе­ на к прибору со шкалой, выраженной в единицах

A4

СУШКА

ИДЛИТЕЛЬНОЕ ХРАНЕНИЕ ЗЕРНА

Сувеличением производства основных сельскохо­ зяйственных продуктов встает вопрос о сокращении потерь при хранении. Возьмем, например, зерновые культуры. Ими заняты в стране большие площади.

Метеорологические условия не всегда благоприятны и приходится убирать хлеба даже в плохую погоду. Зерно на хранение поступает с повышенной влаж­ ностью, и при существующих трудоемких способах сушки не всегда можно качественно подготовить его к длительному хранению. Возникает необходимость создания высокоэффективных способов сушки и хра­ нения урожая.

96

С уш ка зерна

Перед современной техникой зерносушения выдви­ гается требование обеспечить на крупных пунктах и элеваторах, а также и непосредственно в хозяйствах поточный метод быстрой сушки зерна с влажностью 30% и выше. Решение этой задачи должно базиро­ ваться на научно обоснованных методах с учетом био­ логических и физических процессов, протекающих при сушке зерна.

По своей физической структуре зерно относится к капиллярно-пористым телам, в нем происходит дви­ жение влаги и пара. В состав зерна, как и всякого живого организма, входит вода. Одна часть ее нахо­ дится в свободном состоянии, другая — связана с бел­ ками и крахмалом. В свежеубранном зерне связь вла­ ги менее прочна и ее легче удалить.

Основной процесс жизни зерна — дыхание. Оно протекает в зависимости от физического состояния ок­ ружающей среды, прежде всего от влажности и тем­ пературы воздуха. Для зерна каждой культуры суще­ ствует определенная критическая влажность, начиная с которой резко возрастает интенсивность его дыха­ ния. Так, для пшеницы, ржи и ячменя критическая влажность составляет 14,5—15,5%, для кукурузы — 13—14%, льна — 8—9%. С повышением температуры до 55° интенсивность дыхания резко возрастает, а за­ тем ослабевает. Зерно с влажностью ниже критиче­ ской слабо дышит даже при повышенной температуре, и, наоборот, низкая температура подавляет энергию дыхания даже при очень высокой влажности.

При повышенной интенсивности дыхания зерновая

97

масса сама создает условия для саморазогревания. Основной проблемой при хранении является снижение жизнедеятельности зерна. Этого можно достигнуть или уменьшением влажности до значения ниже крити­ ческого, что позволяет хранить его при повышенных температурах, или снижением температуры до 1 —10° при хранении влажного зерна.

В зависимости от результатов анализа зерно на­ правляется непосредственно на хранение или на пред­ варительную сушку и охлаждение. Сушка основана на высокой гигроскопичности зерна и способности его от­ давать влагу окружающей среде, когда давление водя­ ного пара в зерне выше, и поглощать ее, когда давле­ ние пара ниже, чем в воздухе.

Наилучший эффект при сушке получается в том случае, когда зерно имеет высокую температуру, а воздух, проходящий через зерновую массу, — низкую. Однако зерно очень плохо проводит тепло, и при вы­ сокой температуре могут появиться ожоги и трещины на его поверхности. Поэтому предварительно нужно обрабатывать зерно подсушенным воздухом.

Возможны различные способы сушки воздуха. Хо­ рошие результаты дают сорбенты —■поглотители вла­ ги. Сушку в этом случае можно свести к простому про­ дуванию воздуха через фильтр из сорбента. Проходя через него, воздух просушивается и несколько подо­ гревается за счет теплоты,.выделяющейся при адсорб­ ции водяного пара на поверхности фильтра. Если при сушке в естественных условиях на 30 тзерна тратится до 8 дней, то с применением фильтра—всего один день.

Разрабатываются новые методы сушки инфракрас­ ными лучами и ультракороткими радиоволнами. Лу­

98

чевая сушка хорошо очищает зерно от вредителей, которые погибают от перегрева. Сильное поглощение инфракрасных лучей создает значительные трудности при сушке. Масса быстро нагревается, и образовав­ шийся внутри зерен пар разрывает их оболочку. Ка­ чество зерна ухудшается и значительно снижается всхожесть. Поэтому при сушке приходится рассыпать зерно тонким слоем и не допускать длительного нагревания.

Запорожским филиалом Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства применен спе­ циальный транспортер с равномерным перемешивани­ ем зерна при лучевой сушке. Излучатели располага­ ются над транспортером с определенными промежут­ ками. Пока зерно перемещается между ними, оно успевает остыть. Такая периодичность нагрева и осты­ вания предохраняет оболочку зерна от разрывов. В качестве источников излучения выгодно применять специальные керамические плитки, нагреваемые пла­ менем природного газа.

Конструкторы Украины и Латвии успешно разра­ батывают «реактивную» сушку зерна и початков ку­ курузы. Для этого закладывают в бурт до 800 т ку­ курузных початков и продувают их воздушно-газовой смесью с температурой 80—90°. На сушке работает реактивный двигатель, отслуживший свое время на самолете. Двигатель с перерывами подает в бурт через широкую трубу около миллиона кубометров смеси в час. Периодичность ее подачи предохраняет кукурузу от перегрева. «Реактивная» сушка обходится в несколько раз дешевле, чем на специальных куку­ рузообрабатывающих заводах.

99