Факультет

Студентам

Посетителям

Самонагревание сена и силосов

Процесс самонагревания, а иногда и самовоспламенения сена наблюдается в практике нередко. Как правило, это происходит при уборке недостаточно сухого сена.

Климатические условия более северных местностей способствуют относительно частому появлению самонагревания сена. Каждый крестьянин, живущий в зоне значительного увлажнения, более или менее хорошо знаком с этим явлением.

Многие моменты, касающиеся принципиальных сторон процесса самонагревания и самовоспламенения, решались отдельными исследователями на примере сена. В главе о сущности термогенеза соответствующие работы были достаточно полно освещены, и здесь мы их касаться не будем.

Совершенно очевидно, что основная сущность явлений, происходящих при разогревании сена, тождественна процессам аналогичного характера, имеющим место при термогенезе и в других органических веществах. Это делает лишним подробный разбор таких вопросов, как выяснение роли микробиологических и биохимических факторов, уточнение роли аэрации и влажности и т. п.

Процесс самонагревания сена довольно детально был изучен в 1873 г. Ранке (Ranke). Он наблюдал за стогом сена, в котором температура постепенно повышалась. При разбрасывании вилами сено давало искры и охватывалось пламенем. Позднее разогревание сена изучалось многими учеными. Из выполненных работ наибольшей обстоятельностью отличались исследования Миэ (1907). На некоторых его данных мы остановимся ниже.

Прежде всего следует рассмотреть динамику температуры в разогревающемся сене. С этой целью мы заимствуем материалы одного из опытов Миэ, проведенного со стогом сена, имевшего влажность 31.4%. Весь стог весил 47 ц и имел в высоту около 3.5 м, при основании 3 м. С поверхности сено было изолировано соломенным покрытием, предупреждавшим теплоотдачу. Температура в центре кучи повысилась довольно быстро. В соломенной покрышке отмечалась конденсация влаги, а сено приобрело характерный запах свежего хлеба. Поверхностные слои кучи, откуда происходила большая теплоотдача, разогревались менее сильно. Надо полагать, что и более плохо аэрировавшееся основание кучи имело не столь высокую температуру, как центр стога.

Имевшийся в распоряжении Миэ стог сена был небольших размеров. В основном это определило не столь сильное его разогревание. В опытах других исследователей температура сена повышалась до 85—90°.

Возвращаясь к данным, мы должны отметить, что период интенсивного разогревания сена продолжался несколько более месяца, после чего температура начала довольно быстро снижаться. Некоторая депрессия, отмечавшаяся около 21 июля, объясняется временным понижением температуры воздуха и прошедшими дождями.

Прямыми опытами, поставленными в лабораторных условиях, показано, что энергичное самонагревание происходит лишь при достаточной аэрации. Сено, находившееся в атмосфере водорода, не повышало своей температуры.

В 1903 г. Шардингер (Schardinger) опубликовал работу об анаэробных термофильных бактериях. Поэтому Миэ не мог категорически отрицать возможность термогенеза в отсутствие кислорода, но полученные им данные определенно об этом свидетельствовали.

Свежескошенное сено содержит ферменты, которые достаточно долго могут продолжать свою работу. Деятельность их, однако, в отмершем растении будет дезорганизована. Тем не менее, пока сено не высохнет, в нем осуществляются процессы дыхания и гидролиза сложных органических соединений. Как уже отмечалось ранее, ферментативный распад не приводит к значительному выделению тепла.

Эпифитная микрофлора, нормально обитающая лишь на поверхности растительных тканей, внедряется после укоса в растение и производит там разрушение органических соединений. Вторая из отмеченных причин, т. е. деятельность микроорганизмов, вызывает в основном продукцию значительных количеств тепловой энергии, а следовательно, и разогревание сена.

Дыхание растительных тканей, а также деятельность микроорганизмов резко изменяют химический состав разогревающегося сена. По данным некоторых исследователей, при этом теряется значительная часть углеводов, белковых соединений, отчасти клетчатки и других подвижных органических соединений.

Процесс саморазогревания связан со значительным разрушением составных веществ сена. Чем выше была степень разогревания, тем большие потери отмечаются в сене. При этом сильно уменьшается содержание веществ белкового характера и безазотных экстрактивных веществ (главным образов углеводов). Имеется известная убыль и сырой клетчатки, но содержание жира остается почти без изменений. В греющемся сене накапливается небольшое количество органических кислот. Среди них преобладают молочная и уксусная кислоты. Кислород при самонагревании сена энергично поглощается, и в воздушной среде разогревающегося сена появляется значительное количество углекислого газа.

В практической обстановке менаду воздухом греющегося сена и атмосферой происходит энергичный обмен. Это обеспечивает поддержание температуры на определенном уровне.

Достаточно простыми, но убедительными опытами Миэ показал, что деятельность микроорганизмов вполне обеспечивает высокий разогрев сена.

Один из лабораторных экспериментов Миэ приведен ниже. Заражение стерильного сена в данном случае производилось смешанной микрофлорой. Ферменты растительных клеток при этом, конечно, были инактивированы.

На отдельных этапах процесса самонагревания Миэ пытался изолировать из сена доминантные формы микроорганизмов. К числу подобных форм он причисляет следующие микробы:

1. Неспороносную палочку, близкую к Bact. coli. Она получила наименование Bact. coliforma foenicola. Этот микроб обнаруживается в сене, когда температура в нем близка к 30°. Выше 40° данная бактерия развиваться не может, следовательно принадлежит к типичным мезофилам.

2. К мезофилам должен быть отнесен и другой микроб, часто встречавшийся в разогревающемся сене, — Oidium lactis. Этот гриб пышно развивался при 35°, но уже при 40° прекращал рост.

3. Bact. calfador — спороносная бактерия, могущая развиваться при температуре выше. 70°. Описание этого микроба дано в последнем разделе настоящей работы. По мнению Миэ, Bac. calfador является одним из основных возбудителей процесса термогенеза.

4. Actinomyces thermophilus Berestnew — может еще довольно хорошо развиваться при 58°, но не растет при 60°.

5. Thermomyces lanuginosus Tsiklinsky — с температурным максимумом около 60°.

6. Thermoascus aurantiacus Miehe — оканчивающий развиваться около 55°.

7. Aspergillus fumigatus Fres. — с максимальной температурой выше 50°.

8. Mucor pusillus Lindt — растущий, хотя и медленно, при 50°.

9. Mucor corimbifer Cohn — хорошо растущий при 40°.

Миэ не мог, конечно, дать исчерпывающего анализа видового состава микроорганизмов, встречающихся в разогревающемся сене. Для нас, например, в настоящее время совершенно очевидно, что из состава спороносных бактерий не только Bac. calfador играет роль при явлениях термогенеза. Тем не менее, Миэ вполне верно отметил, что на разных этапах процесса самонагревания основную роль играют разные микроорганизмы. По мере повышения температуры одни микробные ассоциации сменяются другими. В их состав могут входить как бактерии, так и актиномицеты и грибы. Наиболее термоустойчивой формой у него оказалась бактерия. Это положение, как нам известно, является вполне правильным.

В специальных опытах, поставленных со стерильным сеном, Миэ доказал, что чистые культуры мезофильных и термофильных микроорганизмов могут значительно повышать температуру растительной массы. Это наглядно показывало, что специфические термогенные микроорганизмы отсутствуют и значительная продукция тепла имеет место при жизнедеятельности любых аэробных микроорганизмов. Совершенно очевидно, что теплолюбивые их формы играют основную роль при сильном разогревании сена, которое при усиленной аэрации (например, при ветре) может воспламениться. Сущность происходящих при самовоспламенении процессов была подробно разобрана в разделе о торфе. Здесь отметим лишь, что энергичная автооксидация, предшествующая самовозгоранию, связана с образованием обуглившейся массы сена, напоминающей своими свойствами «полукокс». Можно думать, что сено, различное по ботаническому составу, имеет разную потенциальную склонность к самовоспламенению. Однако каких-либо обстоятельных сведений по данному вопросу не имеется.

Борьба с самонагреванием сводится по существу к недопущению уборки недостаточно высушенного сена. В местах с повышенным количеством осадков целесообразно шире развивать силосование, позволяющее убирать влажный корм.

В некоторых местностях процесс самонагревания сена используется для приготовления так называемого «бурого сена». К этому прибегают лишь при отсутствии достаточно солнечной погоды. Бурое сено готовят следующим образом. Скошенную и хорошо провяленную траву сгребают в валы, а затем возможно плотнее складывают в стог. В этот момент растительная масса имеет около 40—50% влажности. Растительная масса, сложенная в стог, имеет достаточно влаги, чтобы в ней возникли энергичные ферментативные и бактериальные процессы. В силу этого стог начинает разогреваться. Повышенная температура в нем держится 3—4 недели, затем начинается постепенное охлаждение. Цвет созревшего сена — от светлокоричневого до почти черного. Скот его поедает охотно. Бурое сено содержит около 15% влажности, остальная влага испаряется в период разогревания.

Некоторые дополнительные материалы по микрофлоре разогревающегося сена можно найти в работах, приведенных в списке литературы.

При силосовании кормов, производимом обычным способом, корм сразу же плотно укладывается в силосное помещение. Поверхность силосуемого корма тем или иным способом изолируется от воздуха. Все это обусловливает протекание преимущественно анаэробных процессов, почему силосуемый корм разогревается весьма слабо.

При горячем силосовании силосное помещение заполняется послойно, причем каждый слой корма временно оставляется в рыхлом состоянии до момента его сильного разогревания. После того как температура в корме повысилась примерно до 60°, он уплотнялся, и поверх его закладывался другой, рыхло наложенный слой новой партии корма. Таким образом заполнялось все силосное помещение.

В подобном корме развиваются такие же процессы, как и в разогревающемся сене, и мы их повторно рассматривать не будем. Более детально биохимические процессы при силосовании кормов изложены автором настоящей монографии в книге: «Научные основы силосования», к которой мы отсылаем читателей, желающих более подробно ознакомиться с данным вопросом.

В настоящее время горячее силосование практически не применяется, так как оно связано с потерей ценных составных частей корма и требует значительно большей рабочей силы. Его рекомендуют использовать лишь для силосования грубых кормов, так как при разогревании они значительно размягчаются.

Следует отметить, что при рыхлой загрузке силосного помещения сильно подвяленным кормом последний может разогреться и даже воспламениться. Иногда процесс возгорания сопровождается взрывом, разрушающим силосное хранилище.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: