Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Вредные организмы табачного сырья и методы его защиты 11
1.1 Особенности биологии вредных организмов табачного сырья 11
1.1.1 Вредители табачного сырья 11
1.1.2 Микроорганизмы, вызывающие плесневение табачного сырья 17
1.2 Защита табачного сырья от вредных организмов 20
1.2.1 Защита табачного сырья от вредителей 20
1.2.2 Защита табачного сырья от плесневения 27
1.2.3 Характеристика препаратов, рекомендуемых для защиты табачного сырья от вредных организмов 31
Глава 2 Методика проведения исследований 36
Глава 3 Видовой состав вредных организмов табачного сырья 49
3.1 Видовой состав вредителей 49
3.2 Видовой состав плесневой микофлоры 53
Глава 4 Комплексная система защиты табачного сырья от основных вредных организмов 57
4.1 Профилактические меры сдерживания вредных организмов 57
4.2 Экологичные меры защиты табачного сырья от основных вредных организмов 58
4.2.1 Физический прием защиты табачного сырья от вредителей... 58
4.2.2 Эффективность битоксибациллина в отношении вредителей табачного сырья 59
4.2.3 Влияние экологически малоопасных препаратов биопаг и "ЦФ-1" на микроорганизмы, вызывающие плесневение 60
4.3 Химические меры защиты табачного сырья от основных вредных организмов 69
4.3.1 Действие препарата магтоксин на вредителей табачного сырья 69
4.3.2 Сравнительная оценка различных препаративных форм магтоксина 74
4.3.3 Эффективность препарата аквапай в отношении вредителей табачного сырья 76
4.3.4 Действие препарата текто на возбудителей плесеней табачного сырья... 83
4.4 Влияние препаратов на качество табачного сырья 85
4.4.1 Динамика содержания препаратов магтоксин и аквапай в табачном сырье и воздухе рабочей зоны 85
4.4.2 Влияние препаратов биопаг, "ЦФ-1" и текто на качество табачного сырья 88
4.5 Производственная апробация элементов защитных мероприятий табачного сырья от вредных организмов 92
4.6 Комплексная система защиты табачного сырья от основных вредных организмов 95
Глава 5 Оценка комплексной системы защиты табачного сырья от вредных организмов 98
5.1 Экономическая оценка комплексной системы защиты табачного сырья 98
5.2 Энергетическая оценка комплексной системы защиты табачного сырья 102
5.3 Экотоксикологическая оценка комплексной системы защиты табачного сырья 104
Выводы 108
Предложения производству 111
Список литературы 112
Приложения 132
- Микроорганизмы, вызывающие плесневение табачного сырья
- Характеристика препаратов, рекомендуемых для защиты табачного сырья от вредных организмов
- Влияние экологически малоопасных препаратов биопаг и "ЦФ-1" на микроорганизмы, вызывающие плесневение
- Экотоксикологическая оценка комплексной системы защиты табачного сырья
Введение к работе
Исследования проводились в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте табака, махорки и табачных изделий Россельхозакадемии (ГНУ ВНИИТТИ) в 1998-2005 гг. в рамках научно-технических программ: "Научно обосновать и разработать комплексную экологизированную систему защиты табака от вредных организмов, обеспечивающую при современном состоянии агросферы получение экологически безопасной продукции" (задание 3) и "Разработать научные основы ресурсосберегающих технологий возделывания табака, обеспечивающих повышение эффективности использования агроландшафта, экологической безопасности агроценозов" (задание 2, номер государственной регистрации 0120.0404896). Отдельные разделы работы выполнены за счет средств внебюджетного финансирования, в рамках хоздоговорной тематики по заказу различных отечественных и зарубежных фирм.
Актуальность темы. В технологическом процессе послеуборочной обработки табака вопрос хранения занимает центральное место. При хранении табачного сырья и готовой курительной продукции вредные организмы представляют не меньшую опасность, чем фитофаги и фитопатогены в процессе вегетации табака. В период хранения табачное сырье и готовая продукция повреждается такими вредными организмами, как вредители запасов (амбарные, складские) и микроорганизмы, вызывающие плесневение (преимущественно сапротрофные микромицеты).
В современных условиях, когда имеет место неустойчивое производство табака, с 1992 г. регистрируется уменьшение его валовых сборов, отечественное табачное производство зависит от импорта табачного сырья, ежегодный объем которого составляет 270-280 тыс. т (2000-2003 гг.). Вследствие больших объемов импортного табачного сырья частота встречаемости его опасных вредителей возросла до 80 %, при этом отмечается повреждение не только табачного сырья, но и готовых курительных изделий [137].
Доминирующими вредителями табачной продукции являются табачный жук {Lasioderma serricorne F.) и табачная огневка {Ephestia elutella Hb). Эти вредители характеризуются многоядностью и высокой степенью приспособления к неблагоприятным условиям. Адаптивность в сочетании с оптимальными условиями для развития обеспечивают активное размножение и нарастание численности этих вредных насекомых. В зависимости от степени заселения вредителями потери табачного сырья составляют от 5 до 15 %. При отсутствии борьбы с ними поврежденное табачное сырье в процессе хранения превращается в пыль [139].
В связи с отсутствием современных исследований видового состава складских вредителей табачного сырья и возрастанием опасности завоза экономически опасных вредных объектов из-за рубежа на территорию Российской Федерации представляется актуальным проведение мониторинга табачного сырья на перерабатывающих табачных предприятиях.
Газовое обеззараживание (или фумигация инсектицидами) является единственным, практически приемлемым способом уничтожения всего комплекса вредителей. Применение контактных инсектицидов не дает необходимого эффекта из-за низкой проникающей способности препаратов внутрь кип и тюков табачного сырья, где в основном и локализованы вредители.
Ранее защита табачного сырья и табачной продукции от складских вредителей базировалась на фумигации табачного сырья и складских помещений метабромом 980 (бромистый метил, 980 г/кг). Высокие дозы фумиганта приводят к накоплению в сырье бромидов, а их остаточные количества пока регламентируются только для продовольственной продукции [83].
Свойство бромметила накапливаться в виде связанных остатков в табачной продукции, а также отсутствие разрешенных к применению на территории РФ препаратов для влажной дезинсекции незагруженных складов табачного сырья и обусловило поиск новых, эффективных, малоопасных препаратов для защиты табачного сырья от вредных насекомых.
Не меньшую опасность при хранении табачного сырья представляет его плесневение, которое вызывает преимущественно микофлора. При оптимальной температуре и влажности воздуха плесневые грибы быстро развиваются на поверхности листа. При этом листья темнеют, теряют характерный аромат и вкус, приобретают устойчивый плесневелый запах, что не позволяет использовать их при изготовлении курительных изделий. При наличии в сигаретах или папиросах плесени невозможно получить курительные изделия, соответствующие высоким потребительским качествам. В зависимости от степени поражения табачного сырья плесневыми грибами резко снижается его стоимость. Так, если сырье поражено на 1/3 массы, то его стоимость снижается более чем на 70 % [24, 25, 82].
Известные способы предотвращения плесневения табачного сырья сводятся к газовой обработке (окуривание табачного сырья дымом, парами одноосновных органических предельных кислот - уксусной, муравьиной, пропионовой и др.), жидкостной обработке (нанесение различных растворов известных консервантов и антисептиков на табачное сырье: денатурата, этилового спирта, формалина, ацетилсалициловой, бензойной, сорбиновой кислот и др.), использованию УФ облучения (в диапазоне волн от 250 до 260 нм), тепловой обработке высокими температурами, высушиванию табака при температуре 50-60 С и т.д.
Каждый из приведенных способов предотвращения табачного сырья от плесневения имеет свои достоинства и недостатки. Большинство этих способов несовершенны, требуют больших затрат труда, и не обеспечивают сохранность табака от вторичного плесневения. В основном эти способы не предотвращают плесневение, а подавляют развитие уже появившихся плесневых грибов. Кроме того, в технологической схеме производства табачного сырья вышеперечисленные способы защиты от плесневения являются дополнительными операциями. Их осуществление требует использования специального оборудования и усложняет технологию производства табачного сырья.
До настоящего времени система защиты табачного сырья от вредных организмов представляла собой отдельные, не связанные между собой, технологические приемы по снижению потерь при хранении продукции. В современной ситуации эти мероприятия не могут быть реализованы вследствие экономических и экологических ограничений. Поэтому необходима новая, комплексная система защиты табака в послеуборочный период.
Обсуждаемая актуальная проблема положена в основу наших исследований. Они включают поиск (научное обоснование) и разработку системы защиты табачного сырья от комплекса вредных организмов с использованием биорациональных химических, экологически малоопасных препаратов и приемов, обеспечивающих снижение загрязнения окружающей среды и получение кондиционной табачной продукции.
Цель и задачи исследований. Цель работы - разработка комплексной системы защиты табачного сырья от основных вредных организмов с применением биорациональных химических, экологически малоопасных препаратов и приемов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: выявить видовой состав, частоту встречаемости и вредоносность складских вредителей табачного сырья; изучить видовой состав плесневой микофлоры табачного сырья; определить биологическую эффективность биорациональных инсектицидных препаратов и других приемов защиты табачного сырья от вредителей; определить биологическую эффективность экологически малоопасных химических антигрибных препаратов, обеспечивающих снижение плесневения табачного сырья; оценить комплексную систему защиты табачного сырья от основных вредных организмов по экономическим, энергетическим и экотоксикологическим критериям.
Личный вклад. Автором определялись цели и задачи исследований, разрабатывалась методика проведения опытов, осуществлялась постановка экспериментов и получение опытных данных, проводился анализ, обобщение и оформление материалов для опубликования. Личный вклад в получении результатов диссертационной работы составляет 80 %.
Научная новизна. Выявлен современный видовой состав вредных организмов табачного сырья в условиях табачного производства Краснодарского края. В работе впервые: определены оптимальные регламенты применения инсектоакарицида магтоксин, ТАБ (фосфид магния, 660 г/кг) - 4 г/м3 при 48 ч экспозиции и инсектицида аквапай, ВЭ (пиретрины+пиперонил бутоксид, 30+150 г/л) - бмг/м при 3-х суточной экспозиции для защиты табачного сырья от вредителей; изучено действие фунгицида текто, КС (тиабендазол, 450 г/л) и перспективных экологически малоопасных препаратов биопаг (полигексаметиленгуанидин гидрохлорид) и "ЦФ-1" (полигексаметиленгуанидин цитрат-формиат) против плесневой микофлоры; обоснован способ предотвращения плесневения табака путем совмещения процессов его послеуборочной обработки с нанесением антигрибных препаратов (текто, биопаг и "ЦФ-1"); разработана комплексная система защиты табачного сырья, включающая новые биорациональные и экологически малоопасные препараты и приемы, проведен ее анализ по экономическим, энергетическим и экотоксикологическим критериям.
По результатам наших испытаний фумигант магтоксин в 2000 г. включен в "Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации" и является единственным инсектоакарицидом табачного сырья, разрешенным к применению в стране.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований разработана комплексная система защиты табачного сырья от основных вредных организмов, элементами которой являются термическая обработка сырья, дезинсекция незагруженных складских помещений аквапаем или битоксибациллином, фумигация магтоксином, обработка против плесневения фунгицидом текто в процессе увлажнения высушенного табака. Система, как в целом, так и отдельные ее элементы, прошла производственную оценку и обеспечивает увеличение чистого дохода в 2-3 раза, сокращение производственных затрат в 2-6 раз, снижение токсической нагрузки на продукцию в 1,5 раза.
Комплексная система, предложенная табачному производству, опубликована в сборниках "Рекомендации по защите табачного сырья от вредных организмов" (1998 г.); "Рекомендации по применению магтоксина для защиты табачного сырья от вредителей" (2001 г.); "Технология защиты табачного агроценоза от биотических стрессоров" (2005 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях лаборатории экологии и защиты растений, агротехнической и экономической, агробиологической и экономической методических комиссиях ГНУ ВНИИТТИ (2001-2006 гг.) и на 7"ми научно- практических конференциях: "Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века" (Углич, 2001 г.), четвертой и пятой региональных научно-практической конференциях молодых ученых "Научное обеспечение агропромышленного комплекса" (Краснодар, 2002 г., 2003 г.), Всероссийской научно-практической конференции "Производство пищевых продуктов в соответствии с требованиями концепции здорового питания и другие вопросы" (Волгоград, 2004 г.), научно-практической конференции "Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов" (Углич, 2004 г.), третьей Всероссийской научно-практической конференции "Агротехнический метод защиты растений от вредных организмов" (Краснодар, 2005 г.), Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы повышения качества и безопасности табака и табачных изделий" (Краснодар, 2005 г.).
Основные положения, выносимые на защиту;
Видовой состав и вредоносность вредителей и плесневой микофлоры табачного сырья при хранении.
Эффективность применения термообработки, биорациональных (аквапай, магтоксин, текто) и экологически малоопасных (БТБ, биопаг, "ЦФ-1") препаратов для защиты табачного сырья от основных вредителей и плесневой микофлоры.
Комплексная система защиты табачного сырья, включающая новые биорацйональные и экологически безопасные приемы, обеспечивающие экономически приемлемое подавление вредных видов и получение нормативно чистой продукции.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ (из них 3 рекомендательного и 1 методического характера), в том числе без соавторов - 5.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству и приложений. Содержит 26 рисунков, 20 таблиц в тексте и 20 таблиц в приложениях. Список использованной литературы включает 195 наименований, из них 48 - иностранных авторов.
Благодарность. За консультативную и практическую помощь в выполнении диссертационной работы автор выражает благодарность научному руководителю О.Д. Филипчук, сотрудникам лаборатории экологии и защиты растений, членам ученого совета, методических комиссий ГНУ ВНИИТТИ, сотрудникам ГНУ ВНИИБЗР, СТАЗР, и лично А.И. Петрию, А.П. Исаеву, В.П. Писклову, Т.А. Пережогиной, Т.В. Павловой, Н.К. Романовой.
Микроорганизмы, вызывающие плесневение табачного сырья
При хранении табачного сырья и курительных изделий особую опасность представляют микроорганизмы, вызывающие плесневение. Предупредить попадание на листья табака спор грибов и бактерий практически невозможно. Они не представляют собой специфической микрофлоры табака, а являются обычными видами, широко распространенными в окружающей среде, откуда и попадают на поверхность листа во время вегетации, сбора урожая и его хранения.
Первые работы по выявлению и идентификации грибов, вызывающих плесневение табачного сырья и изделий из него, проводились в ряде европейских и других стран в конце XIX века [161]. В России исследования по изучению развития плесеней на табачном сырье были начаты в 1925 г. в Государственном институте табаковедения [62].
Микрофлору, встречающуюся на табачном сырье, можно разделить на грибную и бактериальную. При анализе табачного сырья исследователями выделяются чаще всего грибы, принадлежащие к 12 родам, из которых доминируют виды Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Mucor [2, 106, 108, 109, 149, 165, 170, 176]. По данным Florczak К. (1971) виды Aspergillus и Penicillium составляют 37 % и 25 %, соответственно, от общего количества плесневых организмов, развивающихся на табачном сырье [162].
Кроме плесневых грибов на табачном сырье нередко обнаруживается и бактериальная микрофлора (кокки, микрококки, бациллы и др.). Наиболее часто встречающимися формами по данным А.Г. Романковой (1953) и I. Nikodemusz (1973) являются бактерии В. subtilis (термофильный организм, способный к росту при 52-56 С) и В. mesentericus [101, 186]. Кроме того, на ферментированном сырье могут находиться бактерии рода Pseudomonas. Они хорошо развиваются при температуре 45-50 С. Было установлено, что эти бактерии хорошо развиваются на табаке, содержащем даже менее 0,5 % углеводов. Виды Pseudomonas могут размножаться на табаке при относительной влажности воздуха, около 30 %. Возможно, именно их активная жизнедеятельность является одной из причин повышения температуры внутри кип (тюков), что и- происходит на табачных фабриках [109, 170].
Развитие этих микроорганизмов, хотя и не в одинаковой степени, приводит к поражению табачного сырья. По данным А.Г. Романковой (1953) значительная потеря качества табака при хранении связана с воздействием бактериальной микрофлоры [101]. Однако большинство исследователей утверждают, что для развития микофлоры, как более засухоустойчивой, в производстве чаще создаются подходящие условия, чем для бактерий, которые могут размножаться при более высокой влажности субстрата. Поэтому большую опасность для табачного сырья представляет именно микофлора [2, 25, 109].
По характеру отрицательного влияния на табачное сырье в процессе хранения различные виды плесневых грибов мало чем отличаются друг от друга. Развиваясь на табачном сырье, они вызывают существенные изменения химического состава его тканей. Наряду со снижением количества углеводов, используемых грибами для питания (которые являются показателем хорошего качества табачного сырья), увеличивается содержание белка, что отрицательно влияет на вкус и аромат табачного сырья [24, 25, 82]. Кроме того, в результате своей жизнедеятельности плесневые грибы выделяют токсичные для человека вещества - микотоксины, поступление которых в организм человека возможно в процессе курения [26, 80, 164].
Более интенсивный рост плесеней наблюдается на сортах табака с большим содержанием углеводов. Смирнов А.И. (1954), Green В.М. (1967), Florczak К. (1971, 1978) своими исследованиями подтвердили, что светлое и более качественное табачное сырье подвергается плесневению в период хранения в значительно большей степени, чем темные, низкокачественные сорта табака [109, 162, 163, 170].
На интенсивность развития плесневых грибов большое влияние оказывают условия хранения, т.е. температура и относительная влажность окружающей среды. Плесневение исключается при хранении табачного сырья при относительной влажности воздуха 65-75 % и температуре не выше 15 С. Это объясняется тем, что большинство плесневых грибов развиваются на табачном сырье при более высокой относительной влажности воздуха (85-90 %) и температуре выше 20 С [2, 25, 34, 62, 98, 107, 108, 109, 170].
Кроме того, устойчивость табачного сырья к микробному поражению и степень развития плесеней зависит также от влажности самого табачного сырья. По ГОСТ 8072-77 нижний предел содержания влаги для ферментированного табачного сырья 12 %, а верхний - не выше 16 %. При влажности табачного сырья от 18 до 24 % преобладают грибы родов Alternaria и Мисог. Грибы родов Aspergillus и Penicillium развиваются на табаке с влажностью от 18 до 32%. По данным ряда исследователей, наиболее устойчивыми к понижению влажности табака являются грибы Aspergillus glaucus и Penicillium glaucum [25, 34, 62, 107, 127, 163, 170, 185].
В зависимости от влажности табачных листьев и относительной влажности воздуха плесени могут поражать либо внутреннюю часть кипы (тюка), либо его поверхность. Если влажность табака повышенная, он может заплесневеть даже в сухом помещении. Плесень при этом будет развиваться внутри кипы. Признаком развития плесеней служит разогрев кипы. Если же влажность табака нормальная, а относительная влажность воздуха на складе повышенная, плесневение начинается с поверхности кипы, обычно на черешках листьев, как наименее высушенной части табачного листа. По мере увлажнения табака плесени вдоль средней жилки постепенно продвигаются внутрь кипы [34, 107].
Необходимо отметить, что в последнее время одной из наиболее распространенных причин, приводящей к плесневению табачного сырья является нарушение технологий послеуборочной обработки, и в частности, технологии сушки и увлажнения высушенного табака. Это связано с резким повышением стоимости на энергоносители, которое привело к тому, что в табакопроизводящих хозяйствах в 2-3 раза уменьшилась доля сырья, полученного в результате применения искусственных способов сушки и практически не применяется увлажнение табака кондиционированным способом.
Характеристика препаратов, рекомендуемых для защиты табачного сырья от вредных организмов
За рубежом для дезинсекции табачного сырья при хранении от вредителей широко применяется фумигант магтоксин. В России препаратами на основе фосфина освоена только дезинсекция хранящегося зерна от вредных насекомых и клещей [30, 36, 37, 38, 39, 54, 63]. Поэтому перед нами встал вопрос проведения испытаний фумиганта магтоксина для защиты табачного сырья и готовой курительной продукции от вредителей при хранении. Магтоксин, ТАБ, ПИЛЕТЫ, ПЛЕЙТС (660 г/кг) - производитель фирма Детиа Дегеш ГмбХ, Германия. Действующее вещество - фосфид магния. Магтоксин - фумигант широкого спектра действия, имеет высокие противоинсектицидные и противоакарицидные свойства, быстро проникает во все виды упаковочных материалов. Действие препарата основано на медленном выделении фосфористого водорода (фосфина) под воздействием влаги воздуха через 30-60 минут после взаимодействия с ним. Скорость разложения препарата и освобождение фосфина зависит от двух факторов: температуры и относительной влажности окружающей среды. При высокой относительной влажности и температуре воздуха распад фосфида магния происходит быстрее, чем при более низких температуре и влажности. В отличие от фосфида алюминия, фосфид магния может применяться при низких температурах (но не ниже 5 С). На территории РФ магтоксин разрешен для фумигации зерна, муки, круп, сухих овощей, складских помещений от комплекса вредителей запаса. Норма расхода 5-9 г/м3 [19]. Магтоксин выпускается в трех препаративных формах: пилеты, таблетки и плейтс (пластины).
Содержание фосфина: в одной пилете - 0,2 г, в таблетке - 1,0 г, в пластине - 33,0 г. Фумигант весьма токсичен для человека и теплокровных. Наиболее опасен фосфористый водород при попадании в желудок. ЛД50-8,7мг/кг[131]; МДУ (для продуктов запаса) - 0,01 мг/кг; ПДК (в воздухе рабочей зоны по РНз) - 0,1 мг/м3. Для обработки влажным способом незагруженных складских помещений против вредителей запасов в РФ разрешено применение биопрепарата битоксибациллина (БТБ),. который мы и включили в свои исследования против основных вредителей табачного сырья [22]. Битоксибациллин - бактериальный препарат, разработанный ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, содержит бактерии Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis и представляет собой комплекс спор, кристаллов и термостабильного экзотоксина (0,6-0,8 %). В исследованиях использовали водную суспензию битоксибациллина (титр 2,9-3,5 млрд спор/г), произведенную в ФГУ "Краснодарский экспериментальный биоцентр". В сублетальных дозах битоксибациллин вызывает у насекомых тератогенез (уродства), резко снижает плодовитость инфицированной популяции до ее второго поколения. Битоксибациллин малотоксичен для теплокровных животных и человека. Безопасен для пчел. Не фитотоксичен в нормах, рекомендованных для применения. ЛД50 для крыс 9000 мг/кг [4, 9]. Одним из наиболее эффективных способов дезинсекции складских и производственных помещений является аэрозольная обработка. Для обеззараживания складов табачного сырья за рубежом используются фосфорорганические и пиретроидные инсектициды в виде аэрозолей [156, 157, 166, 171]. В свои исследования мы включили пиретроидный препарат аквапай. Аквапай, ВЭ (пиретрины+пиперонил бутоксид, 30+150 г/л) производитель фирма АгрЭво (до 2000 г., в настоящее время Байер КропСайенс ГмбХ), Германия. Аквапай представляет собой водную эмульсию бледно-желтого цвета, содержащую 3% (30 г/л) пиретринов, синергированных 15% (150 г/л) пиперонил бутоксида. Экстракт пиретрума включает в себя эфиры трех спиртов: пиретролон, цинеролон и жасмолон. Эти эфиры определяются как пиретрин I и II, циперин I и И, жасмолин I и II. Соотношение пиретрин : циперин : жасмолин составляет 71 : 21 : 7. Пиперонил бутоксид - синергист инсектицидных свойств, предотвращает окисление пиретринов. Аквапай предназначен для борьбы с насекомыми на пищевых торговых складах, в местах общественного питания и в табачной промышленности. Препарат применяют в виде аэрозолей или малообъемного опрыскивания поверхности. Обработку проводят разбавленным препаратом в строгом соответствии с нормой разведения [75]. Аквапай высокотоксичен для водных организмов, может быть причиной долгосрочного воздействия на водную среду. Фактическая токсичность: орально - ЛД50 (крыса) - 5630 мг/кг;
Характеристика препаратов, рекомендуемых для защиты табачного сырья от вредных организмов
Испытания препаратов биопаг и "ЦФ-1" на основе полигексаметиленгуанидина для защиты табачного сырья от плесневения показали высокую биологическую эффективность, как в отношении плесневых грибов, так и бактерий (таблица 4.1, приложение В, таблица В.З).
Анализ данных таблицы 4.1 показал, что препарат биопаг в концентрации 0,5 % более эффективен в отношении бактерий, чем "ЦФ-1" в той же концентрации. На 3-й сутки после обработки разница в активности препаратов составляла 17 %, к концу учетного периода уменьшилась до 6 %. В 1,0%-ной концентрации испытуемые препараты (начиная с 14-х суток после обработки), показывали одинаковую эффективность против бактериальной микрофлоры, равную 99%. На рисунках 4.1-4.4 показана эффективность препаратов против бактериальной микрофлоры на 28-е сутки после обработки. На рисунке 4.5 представлена заселенность контрольного образца (необработанное табачное сырье) бактериями.
В отношении плесневых грибов биопаг и "ЦФ-1" в 0,5 %-ной концентрации на 3-й сутки после обработки проявляли практически одинаковую активность - 76 % и 78 %, соответственно. В 1,0 %-ной концентрации эффективность препаратов была равна 97 %. Исследования показали, что препараты биопаг и "ЦФ-1" в концентрации 1,0 % полностью подавляли развитие плесневых грибов на 14-е сутки и продолжали оказывать защитное действие на протяжении всего учетного периода (28 суток).
Высушивание табачного сырья не так эффективно сдерживало развитие бактериальной и грибной микрофлоры: на 3-й сутки после обработки эффективность этого метода составляла 70 - 74 %, на 28-е сутки снизилась в отношении бактерий до 31 %, грибов - 48 %.
Итак, по всему комплексу патогенов (плесневые грибы, бактерии) препараты обеспечивали эффективность в пределах 84-100 % [144].
Высокую биологическую эффективность испытуемых препаратов можно объяснить тем, что после высыхания растворов полигуанидинов на обработанных ими поверхностях образуется тонкая полимерная пленка, обеспечивающая длительную асептичность поверхности.
В результате статистического анализа полученных данных, на 3-й сутки после обработки, выявлены достоверные различия между всеми опытными вариантами в отношении бактерий. Все варианты существенно отличались от эталона и контроля. На 14-е и 28-е сутки после обработки не установлено отличий между биопагом и "ЦФ-1" в 1,0%-ной концентрации. Между биопагом и "ЦФ-1" в концентрации 0,5 % до конца учетного период прослеживается существенная разница (3-й сутки - HCPos = 2,57, 28-е сутки -HCPos = 1,37).
В отношении грибов на 3-й сутки после обработки отмечается существенная разница между биопагом и "ЦФ-І" в концентрации 0,5 % и этими же препаратами в 1,0%-ной концентрации (НСР05 = 4,16). На 14-е сутки после обработки получена несущественная разница между вариантами с биопагом в концентрации 0,5% и "ЦФ-1" в 1,0%-ной концентрации. К концу учетного периода существенных различий между опытными вариантами в отношении плесневых грибов не установлено.
Наибольшую опасность при хранении табачного сырья, как неферментированного, так и ферментированного представляет микофлора. В связи с этим в дальнейших исследованиях внимание уделено определению биологической эффективности испытуемых препаратов в отношении грибных возбудителей плесневения.
Результаты исследований по действию полигуанидинов на плесневые грибы приведены на рисунках 4.6-4.9 и приложение В, таблица В.4-В.5. Под действием биопага и "ЦФ-1" в концентрации 0,5% пораженность табачного сырья плесневыми грибами в течение учетного периода снижалась на 73-98 %.
С увеличением концентрации препаратов возрастала и биологическая эффективность. Так, в концентрации 1,0 % активность испытуемых полигуанидинов составляла 93-100 %. Все варианты с препаратами биопаг и "ЦФ-1" существенно отличались от контроля.
Во все годы исследований в 0,5 %-ной концентрации эффективность препаратов существенно отличалась от других опытных вариантов. На 3-й сутки после обработки влияние препаратов в концентрации 0,5 % не отличалось от эталонного варианта. Разница с эталоном находилась в пределах 2-4 %. К концу учетного периода эффективность биопага и "ЦФ-1" в концентрации 0,5 % существенно отличалась от эталонного варианта: разница составляла 49-51 %. Эффективность эталонного варианта снижалась и к концу учетного периода в среднем была 47 %. Биологическая эффективность биопага и "ЦФ-1" в 1,0 %-ной концентрации в течение всего учетного периода была достаточно высокой и составляла 95-100 % в опыте с биопагом и 93-99% - с "ЦФ-1". Активность полигуанидинов в разных концентрациях между собой к концу учетного периода практически не отличалась и находилась в пределах 96-100% [143]. Препараты в концентрации 0,5 % проявляли высокую эффективность, но непродолжительное защитное действие.
Экотоксикологическая оценка комплексной системы защиты табачного сырья
В настоящее время антропогенное воздействие на окружающую среду стало представлять серьезную угрозу нормальному функционированию различных агроэкосистем и ландшафтов. Для предотвращения негативного воздействия различных ксенобиотиков на компоненты агроценоза и человека необходим контроль за уровнем их содержания (и в первую очередь пестицидов) в объектах окружающей среды. В связи с этим нами проведена оценка степени экологической опасности пестицидов, используемых для защиты табачного сырья от вредных организмов. В большинстве существующих рекомендаций для сравнительной оценки опасности пестицидов для позвоночных предлагается использовать показатель непосредственного токсического действия, выражаемый в единицах ЛД50, определяемых на основе обычных токсикологических тестов. Нами использован интегральный показатель, одновременно учитывающий и степень токсичности пестицида и количество токсического материала, вносимого в среду - "количество полулетальных доз (ЛД5о) действующего вещества препарата на 1 га (20 м ), вносимых при его использовании в рекомендуемых дозировках", или "токсическая нагрузка". Чем ниже этот показатель, тем большее преимущество имеет пестицид, вследствие меньшей опасности для биоты.
Уровень "токсической нагрузки" традиционной и разработанной комплексной системы защиты табачного сырья от вредных организмов при хранении, мы рассчитывали как для отдельных пестицидов, так и для всей системы в целом с учетом кратности применения препаратов. Критерии оценки, характеризующие токсическую нагрузку в результате применения пестицидов, используемых для защиты табачного сырья от вредных организмов при хранении приведены в таблице 5.3. Сравнительный анализ "токсической нагрузки" существующей традиционной и разработанной системы защиты табачного сырья показал ее существенные преимущества. Предлагаемая система защиты табачного сырья по суммарному количеству полулетальных доз на единицу площади или обрабатываемую продукцию обладает меньшей потенциальной опасностью (таблица 5.4). Суммарная "токсическая нагрузка" традиционной системы защиты табачного сырья от вредных организмов (с учетом кратности применения препаратов) составляет более 19 тыс. полулетальных доз. Использование различных вариантов разработанной системы защиты табачного сырья от вредных организмов существенно снижает этот показатель. Так, система защиты табачного сырья при высокой численности вредителей и система защиты табачного сырья при высокой численности вредителей и пораженности табачного сырья плесневыми грибами имеют практически одинаковое "количество полулетальных доз" - 12 тыс.
В сравнении с существующей, в данных вариантах предлагаемой системы "токсическая нагрузка" ниже, более чем на 7 тыс. полулетальных доз. Принималось также во внимание, что в условиях производства более токсичный пестицид, внесенный в малых дозах, представляет меньшую опасность в сравнении с препаратом, токсичность которого ниже, а рекомендованные нормы расхода выше. Несмотря на то, что для фумигации рекомендуется более токсичный магтоксин (чем метабром) он имеет более низкие нормы расхода и не накапливается в табачном сырье и готовой курительной продукции. Таким образом, анализ существующей и разработанной (комплексной) систем показал, что разработанная система обладает меньшей токсической нагрузкой: её уровень снижается в 1,5 раза. Рекомендованные к использованию препараты менее токсичны и имеют более низкие нормы расхода.
