В статье рассматривается возможность модификации классической методики культивирования пищевой растительной продукции в условиях индустриальной горизонтальной установки гидропоники при производстве микрозелени гороха.
Ключевые слова: гидропоника, горох, микрозелень, факторы среды, пищевая растительная продукция, промышленное производство, модификация методики.
В условиях нарастающего инновационного давления формируется новый уровень агропроизводств, предполагающий совершенно новый подход к ведению сельского хозяйства на территории России. Одним из ярких примеров может служить внедрение в технологии процессов производства растительной продукции индустриальных установок гидропоники. Гидропоника [1, 2] сегодня — универсальный способ в решении многочисленных социально-экономических проблем населения: обеспечение качественным и доступным продовольственным растительным сырьем; круглогодичное производство; увеличение числа рабочих мест; экологизация труда и многое другое.
Цель: Совершенствование технологии производства и агротехники микрозелени гороха сорта Мадрас в условиях индустриальной горизонтальной установки гидропоники при модификации методики культивирования.
Задачи:
- Оптимизация режимов работы автоматизированной системы управления модулями индустриальной установки гидропоники и ассоциированных с ними агротехнических мероприятий в условиях реальной эксплуатации;
- Апробация различных вариативных подходов в культивировании бобовых культур при использовании бессубстратных методик производства пищевой растительной продукции;
- Оценка эффективности модифицированных технологий в приложении к бобовым культурам.
Исследование осуществлялись в условиях эксплуатации индустриальной горизонтальной установки гидропоники Ряба-7, оснащенной двумя модульными отсеками с выдвижными лотками, в которых непосредственно производится посев и культивирования растений. Производительность установки обеспечивается ручным и автономным режимами работы, включающими возможность управления наиболее важными факторами, влияющими на вегетацию растений, такими, как полив, смена режимов и цветового спектра подсветки, вентиляция, температура воздуха и др.
Как показывает опыт эксплуатации, возможность автоматизированного процесса культивирования растительной продукции в условиях гидропоники, подразумевает оптимизацию режимов работы установки под определенную монокультуру. Это связано с особенностями потребностей конкретного вида или сорта растения к факторам среды — влажности, освещению, температуре воздуха и поливной воды, проветриванию [1] и т. д. Гибкость этих процессов обеспечивается не только программированием соответствующих модулей системы, но и вариативностью алиментарных операций и мероприятий — предпосадочной обработкой семенного материала, способами посадки и выращивания. Это создает предпосылки для получения высокой урожайности, сокращения сроков культивирования и увеличения эффективности производства в целом.
Как известно, горох относится к семейству бобовых Fabaceae , потребляется в пищу в технической и биологической спелости и в форме микрозелени на стадии десятидневного проростка, формирующего усики. Биохимический состав вегетативного тела представлен большим содержанием медленно усваиваемым крахмалом, белком, клетчатки и пищевых волокон [3, 4]. На сегодняшний день, самым массовым спросом пользуются продукты переработки биологической спелости гороха (зерно гороха) и практически полное отсутствие в продаже спелых зеленых проростков, в которых содержание биологически активных веществ в неизменном состояние гораздо выше [3, 4].
Семена микрозелени гороха сорта Мадрас высевались двумя способами. Первый, классический вариант получения микрогрина, подразумевает, как правило, однослойный сплошной посев семян на дно лотка с двукратным суточным поливом.
Во втором случае монтировали специальные вставки в лотки из полиуретана с круглыми глубокими лунками, предназначенными для посева, заполненные нетканым материалом, обладающим высокой степенью водопроницаемости и водоотдачи. В этих условиях формировался индивидуальный микроклимат, способствующий эффективному прорастанию семян.
Установлено, что факторная нагрузка при производстве микрозелени бобовых культур не требует каких-либо уникальных условий эксплуатации оборудования под индивидуальные требования сельскохозяйственных видов в условиях промышленной системы гидропоники. Полив осуществлялся два раза в сутки в течении 10 минут, в течении всего цикла культивирования, составившего 10 дней для классического метода культивирования и 7 дней для модифицированного варианта производства, осуществлялась непрерывная подсветка белым светом с чередующимися периодами синего и красного фитоосвещения. УФ подсветка использовалась для стерилизации воздуха в гидропонном шкафу. Вода для полива обрабатывалась озоном.
Всхожесть семян наблюдалась уже на следующие сутки после заполнения системы. Необходимо отметить, что наибольший процент прорастания зафиксирован в модифицированном способе культивирования.
По прошествию семи суток выращивания к реализации был готов только горох в специальных модулях, его всхожесть составила 100 % и средняя длина стебля 9 см. Горох того же сорта, но выращиваемый традиционным гидропонным способом, имел процент всхожести ниже 60 % и большой разброс длины стебля — от его полного отсутствия до длины свыше 10 см.
Классический метод культивирования микрозелени гороха в условиях гидропоники продемонстрировал неэффективность затрат на производство в части времени, объемов поливной воды, электроэнергии и проч. Модифицированный метод позволил сократить вегетационный период и значительно повысить потенциал прорастания семян.
Таким образом, установки гидропоники, являющиеся, на первый взгляд, самодостаточной системой с возможностью автоматического контроля факторов при культивировании сельскохозяйственной пищевой растительной продукции, в реальности представляют собой фундамент для продвижения широкого круга модификаций в зависимости от видовых и сортовых характеристик исходного посевного материала.
Литература:
- Кириллова Е. Гидропоника: рекомендовано специалистам Ботан. сада МГУ / Е. Кириллова; Елена Кириллова. — Москва: Росмэн, 2005. — 93 с. — (Современное комнатное цветоводство. Библиотека журнала «Цветы») — ISBN 5–353–01989-X. — EDN QKWYJN.
- Бентли М. Промышленная гидропоника. — М.: Колос, 1965. — 376 с.
- Малькова В. М. Определение содержания биологически активных веществ в микрозелени гороха / В. М. Малькова, Т. А. Адамович, Е. В. Береснева // Экология родного края: проблемы и пути их решения: Материалы XVII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Киров, 26–27 апреля 2022 года. Том Книга 2. — Киров: Вятский государственный университет, 2022. — С. 245–246. — EDN RAVRYW.
- Бякова П. Д. Биологически активные вещества в микрозелени гороха сорта Мадрас / П. Д. Бякова, Н. И. Ратиер // Химические проблемы современности 2023: Сборник материалов VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Донецк, 16–18 мая 2023 года / Редколлегия: А. В. Белый (отв. ред.) [и др.]. — Донецк: Донецкий национальный университет, 2023. — С. 18–21. — EDN DPKBTO.
