Гидрогель - средство для удержания влаги в почве. Как задержать влагу в почве во время засухи

Увлажнение – это существенный этап в уходе за кожей. Недостаточно увлажнённая кожа плохо справляется со своими функциями (ведь все знают, что кожа – самый большой орган человеческого тела). Она становится сухой, чувствительной к раздражителям, выглядит более старой, потрескавшейся, появляется чувство натянутости, шероховатости. Степень увлажнения кожи зависит не только оттого, какими средствами по уходу за кожей и с какой регулярностью мы пользуемся. Ведь доставить ценную влагу к коже – это только полдела, её ещё надо там удержать!

Очень важным фактором в этом вопросе является . Сложно представить себе, что кожу увлажняют только те вещества, которые мы наносим при уходе за кожей. На самом деле степень увлажнённости кожи зависит оттого, какое количество воды мы употребляем, а также и от качества питания. Вместе с продуктами питания в организм поступают витамины, жиры, кислоты, которые отвечают за впитывание влаги кожей, её удержание, а также за состояние защитного барьера кожи. Эпидермис постоянно обновляются, и в зависимости от процессов, происходящих в дерме, регенерация клеток кожи происходит в молодом возрасте каждые 21-28 день, а затем происходит всё реже и реже. Начиная приблизительно с 25-летнего возраста, процесс обновления кожи становится более медленным и увеличивается до 35-45 дней к 40 годам, и 56-72 дней после 50 лет.

Сбалансированный рацион питания значительно повышает степень увлажнённости кожи. Целый ряд необходимых для увлажнения и для удержания влаги в коже веществ поступает в организм именно извне:

• с продуктами питания;
• водой;
• средствами по уходу.

Рассмотрим собственно процесс увлажнения кожи

Существует два способа удержания влаги в коже:

• замедлить потерю влаги через эпидермис (так называемый трансэпидермальный путь);
• постоянно доставлять влагу в кожу извне.

Природный кожный барьер, или как его ещё называют, кислотная мантия кожного покрова, удерживает воду и липиды, а также защищает кожу от внешних факторов, таких как ультрафиолетовое излучение, загрязнение, бактерии. Ключевым фактором, отвечающим за успешное функционирование кислотной мантии, является pH кожи. Идеальным уровнем pH принято считать 5,5, который склоняется к кислоте. Кожа с уровнем pH выше 5,5 имеет тенденцию к сухости и быстрее поддаётся старению. Чтобы поддерживать pH кожи, важно пить достаточно воды, не использовать агрессивные моющие средства, скрабы.

Ключевыми веществами, отвечающими за увлажнённость кожи, являются определённые витамины, незаменимые жирные кислоты и антиоксиданты, которые организм усваивает из продуктов питания. Если эти вещества доставляются в кожу, увлажнённость её повышается.

Витамин С (аскорбиновая кислота). Большинство учёных и практикующих косметологов считают витамин С неотъемлемой составляющей в синтезе коллагена, а также антиоксидантом. Но кроме этого, витамин С также отвечает за увлажнённость кожи и её эластичность. Исследователи на данное время не выяснили, какой механизм лежит в основе воздействия витамина С на увлажнение кожи, однако клинические испытания доказали, что местное использование витамина С соотносится с уменьшением потери влаги через трансэпидермальный путь.

При исследовании витамина С в местном применении корейские учёные сделали вывод, что его использование при восстановлении кожи пациентов из Азии, подвергавшихся шлифовке кожи с помощью лазера Fraxel, уменьшило потерю влаги через трансэпидермальный путь и помогло восстановить уровень pH. В исследовании приняли участие 44 пациента. Половина группы получала местную терапию с витамином С, а вторая половина не принимала никаких восстанавливающих препаратов. При сравнении результатов было отмечено существенное отличие уровня pH кожи и значительное уменьшение потери влаги через эпидермис в пользу первой половины группы. Тем не менее не наблюдалось существенных различий в колориметрическом статусе, увлажнённости рогового слоя кожи и состоянии липидной плёнки на поверхности кожи. Авторы исследования пришли к заключению, что «местное использование витамина С уменьшает поражение поверхностного барьера кожи после воздействия лазера Fraxel и способствует восстановлению уровня pH. Однако сохраняются трудности с осветлением кожи и уменьшением покраснения кожи».

При использовании витамина С в ежедневном уходе важно обращать внимание на форму вещества, поскольку способ доставки витамина в кожу значительно влияет на его эффективность. Базовая форма витамина С, аскорбиновая кислота, быстро окисляется при контакте с воздухом. Рекомендуется применять тетрагексилдецил аскорбат (липидная форма) или водорастворимый аскорбил фосфат натрия , чтобы быть уверенным в доставке витамина С в кожу без окисления. Что касается питания, пополнять запасы витамина С в организме следует ежедневно. В рационе должны присутствовать разного вида капуста, клубника, болгарский перец, зелёный горошек, хрен, щавель, чёрная смородина, цитрусовые, напитки из сушёного шиповника. Важно помнить, что организм не запасает витамин С, поэтому необходимо получать суточную дозу (60-100 мг) извне.

Витамин Е является самым мощным жирорастворимым антиоксидантом для увлажнения кожи. Эта составляющая мембран клеток кожи играет важную роль в передаче сигналов клетками и транспортировке питательных веществ. Скорее всего, именно витамин Е усиливает проникновение и резорбцию липидов кожи, создавая эффективный механизм регуляции и сохранения барьерной функции кожи. В местном применении витамин Е действует как увлажняющее средство, помогая коже оставаться мягкой и здоровой.

Витамин Е существует в 8 химических формах. Есть 2 основные категории этого сложного вещества – токоферолы и токотриенолы. Каждая состоит из 4 типов молекул: альфа, бета, гамма, дельта. Токотриенолы в 40-60 раз эффективнее в борьбе со свободными радикалами, чем токоферолы. Кроме того, токотриенолы более стабильны.

Витамин Е имеет специфическую связь с двумя другими антиоксидантами — витамином С и альфа-липоевой кислотой. Оба вещества способны удалять лишний электрон из уже использованной молекулы витамина Е, таким образом, восстанавливая его. Эта возможность обновлять свои молекулы делает витамин Е выдающимся звеном в борьбе кожи со свободными радикалами. Сохраняя барьерную функцию кожи, витамин Е является незаменимым средством защиты кожи и предупреждения её обезвоживания. Источники витамина Е в питании – растительные масла, проросшие зёрна, злаки, бобовые, семечки, орехи. Суточная потребность взрослого человека – 0,3 мг/кг.

Витамины группы В. Это сложная группа витаминов, которые полезны для кожи как внешне, так и внутренне.

Витамин В3 (никотинамид или ниацин) известен как ниацинамид и никотиновая кислота — выполняет в организме несколько важных функций: превращение глюкозы в энергию, помогает в синтезе жирных кислот и холестерина, способствует обновлению ДНК, отвечает за реакцию организма на стресс. Ниацинамид (одна из форм витамина В) увеличивает выработку керамидов и жирных кислот, двух ключевых компонентов защитного барьера кожи. Если кислотная мантия поддерживается в здоровом состоянии, коже легче удерживать влагу и отталкивать раздражители. Источники витамина В3 в питании – это тунец, арахис, курица, индейка. Суточная норма – 20 мг.

Витамин В5 (пантотеновая кислота) является компонентом коэнзима А, который в свою очередь необходим при химических реакциях получения энергии из питания (белков, жиров и углеводов). Витамин В5 принимает участие в синтезе незаменимых кислот, холестерина, гормонов эстрогена и тестостерона. Он играет важную роль в сохранении защитного барьера кожи. При нанесении на кожу, витамин В5 превращается в пантотеновую кислоту, которая действует как увлажняющее вещество, доставляя влагу в клетки кожи и удерживая её глубоко в кожных тканях. Усвоить витамин В5 организм может из авокадо, грибов шиитаки, чечевицы. Суточная норма – 5 мг.

Витамин А является жирорастворимым и выступает в нескольких формах: ретинол, ретинал и эфиры ретинола. Витамин А исполняет несколько важных функций в организме, например, отвечает за рост, регенерацию и дифференциацию клеток. Витамин А улучшает увлажнение кожи путём поддержания целостности клеточных мембран. Благодаря этим процессам происходит поглощение кожей питательных веществ, удаление токсинов и уменьшение потери влаги через трансэпидермальный путь. Многие формы витамина А доступны для применения в косметологии. Тем не менее главной целью остаётся сбалансирование получения эффективного количества витамина А организмом и уменьшение побочных явлений, которые сопровождают его избыточное применение.

Ретиноидная кислота является эффективной, стабильной формой витамина А, но она имеет побочные явления. Ретинолы также дают хороший результат, но они должны подвергнуться трансформации в ретиноидную кислоту при нанесении на кожу. Многие производители ингредиентов для косметических продуктов используют технологии, подобные герметизации, чтобы уменьшить побочные явления и при этом улучшить доставку витамина А в кожу. Наименее грубые, хоть и менее эффективные формы, это ретинол ацетат, ретинил линолеат, ретинол пальмитат и ретинил пропионат.

Критически важно получать адекватное количество витамина А из продуктов питания, а также при уходе за кожей из косметических средств. Организм усваивает этот витамин из батата, моркови, рыбы, молочных продуктов, печени, мяса. Хотя продукты богатые бета-каротином доставляют витамин А, но усваивается только небольшой его процент. Суточная норма – 1 мг.

Жирные кислоты. Определённые жирные кислоты являются необходимыми, поскольку самостоятельно организм не может их продуцировать. Соответственно, они должны поступать извне. Жирные кислоты разделяют на две категории: омега-6 и омега-3 . Обычно в рационе питания преобладают омега-6, а омега-3 не хватает. Рекомендованная пропорция – 2:1 (омега-6/омега-3), тогда как фактически, согласно исследованиям, соотношение часто составляет 12:1. Такой дисбаланс может привести к воспалительному состоянию из-за избытка омега-6 жирных кислот, провоцирующих выработку гистаминов и простагландинов. Эти вещества являются защитной реакцией организма на угрожающие факторы. Хронические воспалительные процессы в организме «спускают курок» многих воспалительных состояний кожи, например, псориаз, розацеа, экзема и акне. И хотя воспаление не то же самое что обезвоживание, но оно требует больше влаги в клетках кожи и ограничивает возможности для функционирования клеточных мембран. Таким образом, когда организм чувствует недостаток обоих видов жирных кислот, страдает целостность клеток кожи и ослабевает её защитный барьер, возможны чешуйчатые заболевания кожи, кровеносные капилляры чаще лопаются, даже маленькие ранки заживают медленно, увеличивается потеря влаги через трансэпидермальный путь, что приводит к сухости кожи.

Омега–6 жирные кислоты обеспечивают увлажнение кожи путём сохранения эпидермического гомеостаза, то есть они регулируют поглощение жирных кислот мембранами клеток кожи. Что касается форм омега-6 жирных кислот, то наиболее доступной является гамма-линоленовая кислота, добываемая из огуречника и масла примулы вечерней. Этот ингредиент удачно используется при лечении кожных болезней. Согласно исследованиям гамма-линоленовую кислоту успешно применяют в терапии экземы, дерматоза, воспалений и ран. Омега–6 жирные кислоты доступны в растительных маслах: пальмовом, соевом, кукурузном, в орехах и семечках. Суточная норма – 15 г.

Омега-3 жирные кислоты поддерживают мембраны клеток эпидермиса, регулируя процесс транспортировки питательных веществ внутри клеток и выведение токсинов. Неповреждённые клеточные мембраны лучше удерживают влагу. Для применения в косметических целях удачными являются ингредиенты из продуктов моря, например, водоросли. В питании омега-3 жирные кислоты доступны в жирных видах рыбы, рыбном жире, семенах льна, тыквы, куриных яйцах, грецких орехах, зелени (в небольшом количестве). Суточная норма – 250 мг.

Лютеин и зеаксантин – каротиноиды и антиоксиданты, являются растительными пигментами, придают растениям и плодам яркий цвет от жёлтого до оранжево-красного. Лютеин и зеаксантин помогают бороться со свободными радикалами, поддерживают здоровье клеток, особенно полезны для зрения. Исследования доказали, что употребление 10 мг лютеина и 2 мг зеаксантина ежедневно увеличивает способность кожи удерживать влагу, помогает поддерживать эластичность. Согласно заключениям специалистов, совмещение применения лютеина и зеаксантина в составах косметических средств и рационе питания увеличило степень увлажнённости кожи на 20%. Лютеин и зеаксантин поступают в организм из шпината, брокколи, кукурузы, яичного желтка, сладкого перца (особенно оранжевого), киви, моркови, винограда. Большое количество этих каротиноидов содержат цветки ноготков.

Гари Петерсон, Колорадский государственный университет

Профессор Гари Петерсон — человек не только глубоких знаний, но и открытый собеседник, способный увлечь практиков оригинальными идеями и простотой ясной мысли. На конференции в Днепропетровске, где Петерсон читал этот доклад, он моментально оброс друзьями и новыми знакомствами, его приглашали в гости, в хозяйства, и он откликался искренне, потому что ему хватило недели пребывания на этой земле, чтобы полюбить Украину.

Осадки и атмосферная потребность в испарении

В засушливых условиях естественные осадки — единственно доступный источник влаги. Полузасушливые регионы, например Восточная Европа и Западная Азия, получают непостоянное и ограниченное количество осадков. Поэтому успешное выращивание культур на неорошаемых почвах зависит от адекватного накопления воды в почве для поддержания культуры до выпадения следующих осадков. Культуры на неорошаемых землях полагаются исключительно на воду в почве, накопленную между выпадением осадков, и из-за ненадежного выпадения осадков накопление воды в почве исключительно важно для возделывания культур на неорошаемых землях.

Существует три принципа накопления влаги:

1) накопление воды — сохранение осадков в почве;

2) удержание воды — сохранение воды в почве для более позднего использования культурами;

3) эффективность использования воды — эффективное использование воды для получения оптимального урожая. Лишь недавно у нас появилась технология, которая значительно изменила подход к управлению осадками на неорошаемых землях. Когда механическая обработка почвы была единственным способом контроля сорняков и подготовки семенного ложа, управление накоплением осадков и удержанием их в почве было очень трудоемкими процессом. Обрабатываемые поля вообще не были покрыты и были в значительной мере подвержены влиянию ветровой и водной эрозии. Интенсивная обработка почвы оказывает много отрицательных эффектов на саму почву, включая снижение количества органического вещества и повреждение структуры почвы. Использование сокращенной обработки и no-till позволяет нам эффективно собирать воду и сохранять ее. В большинстве случаев, когда системы сокращенной обработки и no-till правильно отлажены, они приводят к более устойчивому выращиванию культур на неорошаемых землях. В данной статье будут рассмотрены принципы улавливания осадков и сохранения их в почве.

Накопление воды

Сохранение воды начинается с накопления случайных осадков (дождя или снега). Накопление воды должно быть максимизировано в рамках экономических ограничителей определенной ситуации. Принципы, управляющие свойствами почвы, которые влияют на способность накапливать влагу, следующие: структура почвы, образование агрегатов и размер пор. Мы также рассмотрим взаимодействие накопления и удержания воды по сравнению с испарением. Например, сокращение времени застаивания воды на поверхности почвы и перемещения влаги вглубь уменьшает возможность испарения. Это особенно важно в регионах, где после выпадения дождя летом возникает большой потенциал испарения.

Визуализация улавливания осадков

Мы должны стараться, чтобы вода, содержащаяся в капле дождя, немедленно попадала в промежутки между почвенными агрегатами и удерживалась там для дальнейшего ее использования культурой. Для начала давайте представим себе улавливание осадков с точки зрения капли дождя, которая ударяется о поверхность почвы и проникает вглубь (рис. 1). Обратите внимание на то, что чем дольше промежутки между агрегатами почвы открыты, тем меньше вода имеет преград и быстрее впитывается, таким образом, накопление осадков будет отличным.

Поступление воды в почву, на первый взгляд, выглядит очень простым процессом, когда поступающая вода просто вытесняет присутствующий в почве воздух. Однако на самом деле это сложный процесс, т.к. скорость инфильтрации воды в почву подвержена влиянию множества факторов, например, пористости почвы, содержания воды в почве и проницаемости профиля почвы. Удерживание воды — сложный феномен, поскольку максимальная скорость инфильтрации достигается в начале выпадения осадков, а затем быстро снижается, по мере того, как вода начинает заполнять пространство пор на поверхности.

Текстура почвы сильно влияет на скорость инфильтрации, но при помощи менеджмента текстуру почвы изменить нельзя. Большое количество макропор на поверхности (большие поры), как и те, которые присутствуют в почвах с грубой структурой (песчаные суглинки и т.д.), увеличивают скорость инфильтрации влаги. Почвы с мелкой структурой (пылеватые суглинки и тяжелые глинистые суглинки) обычно обладают меньшим количеством макропор (маленькие поры), а, следовательно, скорость инфильтрации на таких почвах меньше по сравнению с почвами, у которых грубая структура.

Агрегация почвы также управляет размером макропор почвы. Таким образом, почвы с одинаковой структурой, но с разной степенью агрегации могут значительно отличаться в плане размера макропор. К счастью и к сожалению, степень агрегации почвы можно изменить при помощи управленческих методов, например, no-till, добавления растительных остатков, которые помогают восстановить агрегацию. Исключительно важно помнить, что почвы с мелкой структурой, например, пылеватые суглинки или тяжелые глинистые суглинки, оставались хорошо структурированными, чтобы существовали открытые проходы для движения воды вниз. Помните, любая технология, которая уменьшает структурный размер, будет уменьшать размер пор на поверхности, а, следовательно, ограничивать проникновение воды в почву. Самой лучшей в этом плане является структура, которая может сопротивляться изменениям. Почвы со слабой структурой быстро теряют свою способность впитывать воду, если структурные агрегаты распадаются, и поры на поверхности почвы становятся меньше. Это может происходить либо из-за слишком интенсивной обработки почвы, либо в силу природных явлений, например, дождя.

Непосредственно поверхность почвы должна представлять интерес для менеджмента, т.к. условия, возникающие на поверхности почвы, предопределяют способность улавливать влагу. При работе в условиях засухи наша цель — использовать такие методы, которые приводят к увеличению степени инфильтрации реалистичным и экономически выгодным способом в рамках определенной системы выращивания культур.

Визуализация влияния капли дождя

Что же действительно происходит, когда капля падает на поверхность почвы? Размер капель зависит от силы грозы, которая, в свою очередь, предопределяется климатом определенного географического региона. Диаметр капель варьирует от 0,25 до 6 мм (средний — около 3 мм), а теперь сравните диаметр капли с диаметром почвенных агрегатов, в которые попадает эта капля, а почва, в свою очередь, ничем не покрыта; размер почвенных агрегатов обычно составляет менее 1 мм. Когда капля диаметром 3 мм, летящая со скоростью 750 см/сек, ударяется в агрегат диаметром меньше 1 мм, повреждение зачастую очень значительное. Если привести это к относительной массе, то этот феномен аналогичен тому, что в человека весом 80 кг врезается автомобиль весом 1600 кг, двигавшийся со скоростью 27 км/ч. Дождь с ветром, который ускоряет скорость капли, приводит к большему воздействию, т.к. ускоренная ветром капля несет в себе заряд энергии в 2,75 раз больше, чем дождь при штиле. Вполне очевидно, что почвенные агрегаты будут разрушены, особенно, если в них постоянно ударяются капли дождя при грозе любой продолжительности. Энергия дождевых капель отрицательно воздействует на структуру поверхности почвы, буквально «взрывая» агрегаты почвы. Когда агрегаты взрываются, оставшиеся маленькие частицы забивают пространство макропор почвы, и скорость инфильтрации снижается (рис. 2). Очевидно, что во время непродолжительной или несильной грозы влияние дождевых капель будет меньше. No-till дает решение этой дилемме, т.к. при подобной технологии растительные остатки остаются на поверхности, защищая поверхность почвы от воздействия капель дождя.

Защита почвенных агрегатов от влияния дождевых капель

Удерживание воды можно осуществлять на адекватном уровне, если мы сможем сохранить поры на поверхности почвы открытыми. Поэтому защита почвенных агрегатов от воздействия капель дождя — ключ к сохранению максимальной степени улавливания воды для определенной ситуации на почве (рис. 3).

Технология no-till, при которой растительные остатки остаются на поверхности, — частичный ответ на то, как защитить почвенные агрегаты. На рисунке 3 вы видите, как растительные остатки впитывают энергию дождевых капель, а поэтому почвенные агрегаты остаются неповрежденными. Таким образом, инфильтрация воды проходит в нормальном режиме. Благодаря контролю над сорняками с помощью гербицидов, мы можем просто контролировать сорняки без механической обработки, оставляя нашу почву максимально защищенной от воздействия энергии дождя.

При no-till покров почвы сохраняется круглый год, т.к. общая степень покрытия почвы представляет собой сумму покрова, образуемого самой растущей культурой, и покрова, созданного растительными остатками. Очевидно, что покрытие почвы очень динамично и может колебаться от 0% до 100% в рамках одного вегетационного сезона, в зависимости от того, какая культура сейчас растет и какая технология обработки почвы используется. Во время посева, например, покрытие почвы состоит только из растительных остатков. По мере роста культуры покрытие уже в основном осуществляется листвой самой культуры. Когда покров, созданный самой культурой, принимает на себя удар капли дождя, так же, как и растительные остатки, вода плавно скатывается на поверхность почвы со значительно меньшим зарядом энергии, поэтому почвенные агрегаты подвержены меньшей степени разрушения, поры на поверхности почвы остаются открытыми, а инфильтрация поддерживается на соответствующем уровне. По мере роста культуры количество растительных остатков снижается, т.к. происходит естественный распад за счет активности микроорганизмов. Когда покров, созданный растущей культурой, начинает уменьшаться, растительные остатки опять становятся основным средством защиты почвы, и цикл завершается. Помните о том, что механическая обработка почвы, во время, и после роста культур снижает количество растительных остатков на поверхности, а, следовательно, и защищенность поверхности почвы.

Польза от накопления воды благодаря покрову наиболее ощутима в регионах с летними осадками; например, циклы выращивания кукурузы (Zea mays L.) или зернового сорго в Великих равнинах Северной Америки приходятся на период, когда выпадает 75% годовых осадков. Наоборот, неорошаемые регионы, где зимой выпадает не очень много осадков (Северо-запад Тихоокеанского побережья в США), не обладают хорошо развитым покровом, когда выпадает большая часть осадков. Тем не менее, раннее формирование культур, посеянных осенью для получения хотя бы частичного покрова почвы, признано хорошей защитой почвы и способом борьбы с оттоком воды в течение зимних месяцев.

Другое воздействие растительных остатков на удержание воды

Помимо поглощения энергии капель и защиты почвенных агрегатов от разрушения растительные остатки физически блокируют отток воды, снижают уровни испарения во время дождя, позволяя воде уйти в профиль почвы до начала оттока. Общая инфильтрация воды является следствием того, насколько долго вода будет находиться в контакте с почвой (время возможности) до того, как она начнет стекать вниз по склону. Увеличение этой временной составляющей является ключевым управленческим инструментом в накоплении воды. Основным принципом увеличения «времени возможности» является предотвращение оттока воды, замедление его, и т.о предоставление возможности подольше находиться в контакте с почвой, а, следовательно, впитываться. Растительные остатки на поверхности почвы увеличивают «время возможности», т.к. физически блокируют и замедляют отток воды. Контурный посев также увеличивает пользу от растительных остатков в замедлении оттока воды, т.к. гребни играют роль мини-террас.

Duley и Russel (1939) были одними из первых, кто признал важность защиты почвы растительными остатками. В одном из своих экспериментов они сравнивали влияние 4,5 т/га уложенной соломы с равным количеством заделанной соломы и с непокрытой почвой на накопление влаги. Накопление влаги составляло 54% осадков при покрытии, состоящем из уложенной соломы, по сравнению с 34%, когда солома была заделана, и лишь 20% при непокрытой почве. Их эксперимент не предусматривал разделения влияния растительных остатков на такие компоненты, как защита почвы, испарение и блокировка воды, но комментарии говорят о том, что сохранение пористости и физическая блокировка воды значительно снижали отток влаги во время гроз и были основными составляющими увеличения накопления воды во время сезона.

Данные исследования Mannering и Mayer (1963) явно показывают защитный механизм растительных остатков, влияющих на скорость инфильтрации на пылеватых суглинках с уклоном 5%. После четырех симуляций дождя в течение 48 часов почва, покрытая 2,2 т/га растительных остатков, имела окончательный уровень инфильтрации, несильно отличающийся от изначального. Исследователи обнаружили, что солома поглощала энергию капель и распространяла ее, предотвращая поверхность почвы от покрывания коркой и закупорки.

Демонстрация отрицательного воздействия механической обработки

Агрегация почвы снижается при увеличении интенсивности обработки почвы и/ количества лет культивации (рис. 4). Механическая обработка почвы отрицательно воздействует на агрегаты почвы по двум основным причинам: 1) физическое измельчение, которое приводит к сокращению размера агрегатов; 2) увеличение уровней окисления органического вещества, которое возникает из-за разрушения макроагрегатов и последующего открытия органических соединений почвенным организмам.Распределение размеров агрегатов также меняется таким образом, что микропористость увеличивается за счет макропористости, что приводит к снижению скорости инфильтрации. Степень, с которой механическая обработка влияет на инфильтрацию, регулируется сложным взаимодействием типа обработки, климата (особенно осадки и температура) и времени, совместно с такими характеристиками почвы, как структура, органическая структура и содержание органического вещества. Поэтому долгосрочная обработка любой почвы снижает сопротивляемость агрегатов к физическому разрушению, например, воздействие капель дождя и механической обработки почвы любого рода. Однако, как глинистые минералы в почве, так и органическое вещество стабилизируют почвенные агрегаты и делают их устойчивыми к физическому разрушению. Уменьшение количества органического вещества снижает стабильность агрегатов, особенно, если она и так низкая.

Из этих двух основных свойств почвы, регулирующих образование агрегатов, механическая обработка почвы в любом виде влияет на содержание органического вещества. Степень практичности изменения уровня органического вещества варьирует в зависимости от условий, т.к. уровень органического вещества в значительной мере определяется двумя процессами: накоплением и декомпозицией. Первый определяется в основном количеством внесенной органики, сильно зависящей от осадков и орошения. Второй — преимущественно температурой. Цель сохранения или увеличения уровней органического вещества легче достижима в прохладных, увлажненных условиях, чем в жарких и сухих.

«Свежесть» соединений органического вещества необходима для стабильности агрегатов. В почвенных экосистемах вновь добавленные или частично разложившиеся растительные остатки и продукты их распада, известные также как «молодые гуминовые субстанции», создают более «мобильный» массив органического вещества. Старые или более стабильные гуминовые субстанции, которые более устойчивы к дальнейшему распаду, создают «стабильный» массив органического вещества. Всеобще признано, что мобильный массив органического вещества регулирует силу подачи питательных веществ в почве, особенно азота, тогда как мобильный и стабильный массивы влияют на физические качества почвы, например, формирование агрегатов и структурную стабильность. Образование мобильного и стабильного массивов — динамический процесс, который регулируется несколькими факторами, включая тип и количество внесения органики и ее состав.

Возник большой интерес к определению того, как обработка почвы влияет на структурное развитие и поддержание почвы по отношению к содержанию органического вещества, особенно в связи с появлением технологии no-till. Повышение интенсивности обработки почвы увеличивает потери органического вещества из почвы и снижает агрегативность почвы.

Накопление снега и удержание талых вод

Многие неорошаемые земли получают значительное количество годовых осадков в виде снега. Эффективное накопление воды снега имеет две характеристики: 1) улавливание снега само по себе и 2) улавливание талых вод. Поскольку снег зачастую сопровождается ветром, принципы улавливания снега такие же, как принципы, используемые в защите почв от ветровой эрозии. Растительные остатки на корню, ветрозащитные полосы, полосная обработка и искусственные барьеры использовались для максимизации улавливания снега. Основной принцип этих устройств заключается в создании областей, где снижается скорость ветра с подветренной стороны и барьера, что приводит к улавливанию частиц снега с другой стороны барьера. Повторяющиеся барьеры, например, стерня на корню, удерживают ветер над поверхностью растительных остатков, а, следовательно, «пойманный» снег остается недостижимым для последующих движений ветра.

Исследования ученых с Великих равнин США показали, что стерня на корню сохраняла 37% зимних осадков, а поля под паром без растительных остатков сохраняли лишь 9%. Пропорция поля, покрытая растительными остатками на корню, очевидно, влияет на улавливание снега. Ученые, изучающие влияние высоты среза подсолнечника на удержание снега, обнаружили высокую корреляцию между сохраненной влагой в почве и высотой среза: чем выше срез, тем больше снега улавливается.

Внедрение технологии no-till позволило значительно улучшить улавливание снега при помощи растительных остатков на корню. До начала использования no-till механическая обработка, необходимая для контроля сорняков, приводила к снижению пропорции растительных остатков на корню и общей пропорции покрытия почвы растительными остатками, а, следовательно, к снижению улавливания снега.

Улавливание снегопада остается самой простой частью накопления ресурса влаги снега; улавливание талых вод намного менее предсказуемое и управляемое. Например, если почва замерзает до снегопада, у воды меньше шансов впитаться, по сравнению со случаями, когда почва не замерзла. На северных широтах почвы обычно замерзают до выпадения снега. Более того, глубина промерзания почвы зависит от количества воды в почве осенью, а также от изолирующего эффекта снега, который увеличивается при увеличении глубины снежного покрова. Сухие почвы промерзают глубже и быстрее, чем влажные, но замерзшие сухие почвы снижают отток воды по сравнению с влажными почвами.

Поддержание инфильтрации на должном уровне, когда почва замерзает до снегопада и/или до выпадения зимних дождей, представляет трудность. Уровни инфильтрации замерзших почв определяются двумя факторами: 1) структурой замерзшей почвы, т.е. маленькие гранулы или большие агрегаты, похожие на бетон, 2) содержанием воды в почве во время морозов. Почвы, которые замерзли с низким уровнем содержания влаги, не мешают проникновению воды, т.к. агрегаты оставляют достаточно места для инфильтрации. Наоборот, почвы, замерзшие с большим содержанием воды, замерзают в массивные, плотные структуры (как бетон) и практически не дают воде возможности проникнуть вовнутрь. Резкая оттепель и дождь на таких почвах могут привести к большому оттоку и эрозии. Накопление зимних осадков можно максимизировать, используя следующие принципы: 1) улавливание снега при помощи растительных остатков на корню; 2) максимизация макропор на поверхности в те периоды, когда почва замерзшая.

Синтез принципов накопления воды

Благоприятные условия для инфильтрации на самой поверхности почвы и достаточное количество времени для инфильтрации — ключи к эффективному накоплению воды. Однако наиболее важным принципом является защита поверхности почвы от энергии капли. В течение зимних месяцев в зонах с умеренным климатом, когда еще не появились большие листья для принятия энергии капли и пропускания воды, растительность (растительные остатки) осуществляют функцию снижения уровней оттока. Покрытие впитывает энергию капли, защищает почвенные агрегаты и увеличивает размер макропор, а это, в свою очередь, снижает отток. Более того, в течение сезона роста культуры содержание воды в почве в небольших количествах обеспечивает хороший уровень инфильтрации.

Удержание воды в почве

После того как вода была собрана, испарительное свойство воздуха начинает «вытягивать» ее наружу. Поэтому, даже если никакие культуры не присутствуют на поле, почвы теряют влагу из-за испарения. В данном разделе мы продемонстрируем, как no-till влияет на удержание воды в почве, после того как мы собрали достаточное количество влаги во время осадков. Защитное свойство растительных остатков увеличивает инфильтрацию, т.к. они не только защищают почвенные агрегаты, но и одновременно влияют на скорость испарения, особенно во время начальных стадий испарения, после выпадения осадков.

Демонстрация испарения воды из почвы

Испарение возникает, т.к. потребность воздуха в воде всегда высокая, даже зимой, по отношению к способности почвы удерживать воду. Другими словами, потенциал воздуха всегда отрицателен по отношению к потенциалу почвы. У теплого воздуха больше способность удерживать влагу, чем у холодного. Таким образом, при увеличении температуры потенциал испарения увеличивается. Испарение выше всего, когда почва влажная (высокий водный потенциал), а воздух сухой (т.е. относительная влажность низкая). Когда почвы высыхают у поверхности, вода поднимается к поверхности, чтобы восполнить запасы испарившейся воды (рис. 5). При постоянном испарении расстояние, которое проходит вода, увеличивается, что понижает скорость течения воды к поверхности в виде жидкости или пара, снижается скорость испарения, и поверхность почвы остается сухой (рис. 5). Наконец, вода начинает двигаться к поверхности почвы только в виде пара, что приводит к очень низкой скорости испарения. Каждое последующее выпадение осадков начинает цикл испарения заново, т.к. поверхность почвы опять становится влажной.

Помимо температуры воздуха, другие атмосферные воздействия, например, солнечная радиация и ветер, влияют на испарение. Солнечная радиация дает энергию испарению, а скорость ветра влияет на градиент давления пара на горизонте почва — атмосфера. Высокая влажность и низкая скорость ветра приводят к меньшему градиенту давления пара на горизонте почва — атмосфера и, таким образом, понижают скорость испарения. По мере снижения относительной влажности и увеличения скорости ветра потенциал испарения постепенно увеличивается. В ветреный день влажный воздух постоянно заменяется сухим воздухом на поверхности почвы, приводя к ускорению испарения.

Испарение воды из почвы проходит три стадии. Больше всего воды теряется на первой стадии, а на последующих уровень потерь уменьшается. Испарение на первой стадии зависит от условий окружающей среды (скорость ветра, температура, относительная влажность и солнечная энергия) и потока воды к поверхности. Потери значительно снижаются во время второй стадии, когда количество воды на поверхности почвы снижается. Во время третьей стадии, когда вода двигается на поверхность в виде пара, скорость очень низкая. Наибольший потенциал снижения уровней испарения лежит в первых двух стадиях.

Давайте продемонстрируем, как растительные остатки, оставленные на поверхности почвы, влияют на испарение воды из почвы. Очевидно, они будут отражать солнечную энергию, охлаждая поверхность почвы, а также отражать ветер; оба эти эффекта будут снижать изначальную скорость испарения воды (рис. 6).

Растительные остатки на поверхности почвы, присутствующие в технологии no-till, значительно снижают уровень испарения на первой стадии. Любой материал, например, солома или опилки, или листья, или пластиковая пленка, расстеленные на поверхности почвы, будут защищать землю от воздействия энергии дождя или снижать уровень испарения. Ориентация растительных остатков (на корню, уложенные механически или в виде покрова) также влияет на скорость испарения, т.к. ориентация влияет на аэродинамику и отражающую способность, что, в свою очередь, влияет на баланс солнечной энергии у поверхности. Пример эффективности использования растительных остатков приведен в научной работе Smika (1983). Он измерял потери воды из почвы, возникающие в течение 35-дневного периода без осадков. Потери составляли 23 мм из непокрытой почвы и 20 мм при уложенных растительных остатках, 19 мм при 75% уложенных остатков и 25% остатков на корню и 15 мм при 50% уложенных остатков и 50% остатков на корню на поверхности.

Количество остатков было 4,6 т/га, а остатки на корню были 0,46 м в высоту.

Читателю следует помнить, что растительные остатки не останавливают испарение, они его задерживают. Если проходит большое количество времени, а осадки не выпадают, почва под растительными остатками начнет терять столько же воды, сколько и непокрытая почва. Различия будут заключаться лишь в том, что непокрытая почва будет терять воду быстро, а растительные остатки будут понижать скорость, с которой вода будет покидать почву (рис. 7).

Преимущества замедления испарения при помощи растительных остатков в системе no-till можно продемонстрировать, используя данные рисунка 7. Предположим, дождь выпадает в день 0, т.е. и непокрытая почва (линия, обозначенная ромбиками) и почва, покрытая растительными остатками (линия, обозначенная квадратиками), находятся в одинаковых условиях в плане содержания влаги. Через 3-5 дней на непокрытой почве произошло очень быстрое испарение, и поверхность будет почти воздушно сухой. В отличие от этого, на почве, покрытой растительными остатками, скорость испарения была намного ниже, и она не просыхает до 12-14 дня после выпадения дождя. Теперь давайте представим, что на седьмой день выпадает еще один дождь; т.к. непокрытая почва на седьмой день уже сухая, дождь должен снова смочить сухую почву, прежде чем начнется сохранение влаги. Если это очень непродолжительный дождь, восполнится только то количество воды, которое испарилось. В отличие от этого, на почве, которая была покрыта растительными остатками, испарение проходило очень медленно, поэтому ко дню седьмому почва под растительными остатками все еще влажная (показано на рис. 6). Это значит, что, если дождь выпадает на седьмой день, ему не надо смачивать сухую почву (ее нет), поэтому вода сразу начинает двигаться вглубь почвы, и происходит ее накопление.

Замедление испарения при помощи растительных остатков в системах no-till помогает сохранять влагу, т.к. поверхность почвы высыхает медленнее. Однако если дождь не будет выпадать в течение длительного периода, почва, покрытая растительными остатками, не будет сохранять больше влаги, чем непокрытая.

Читателю следует понять, что, даже если проходит много времени между дождями и испарение высушивает почву, растительные остатки в любом случае полезны, т.к. они будут защищать почву от энергии капель дождя, когда дождь пойдет снова.

Демонстрация влияния обработки почвы на испарение влаги

Когда почву механически обрабатывают, влажная почва открывается на поверхности. Это значит, что начинается быстрое испарение сразу после обработки (рис. 8). Очевидно, что, если механическая обработка используется для борьбы с сорняками, она приводит к расходованию влаги, т.к. постоянно подвергает влажную почву быстрому испарению на поверхности. В отличие от этого, технология no-till, в которой используется контроль сорняков при помощи гербицидов, не приводит к испарению, т.к. воздействия на почву не оказывается. Почва остается влажнее на поверхности, а, следовательно, следующий дождь не будет заново смачивать сухую почву, а будет проникать глубже в почву и накапливаться для использования в будущем.

Выводы

Ключом к эффективному улавливанию воды являются благоприятные условия на поверхности почвы для того, чтобы вода могла сразу входить в почву, а также те (условия), которые дают достаточно времени для инфильтрации. Наиболее важный принцип для достижения вхождения воды в почву — защита поверхности от энергии капель дождя. Система no-till обеспечивает покрытие растущими культурами и растительными остатками. Покрытие поглощает энергию капель, защищает почвенные агрегаты и увеличивает размер макропор. В то же время, это покрытие замедляет отток, увеличивая тем самым накопление воды в почве для использования последующей культурой. Для сохранения максимального количества накопленной влаги необходимо свести к минимуму испарение. No-till сокращает испарение, т.к. при этой технологии на поверхности остаются растительные остатки, которые снижают температуру почвы и поднимают ветер над почвой. Использование воды сорняками — трата влаги, которая могла бы быть доступна для культурных растений. Механическая обработка обычно мгновенно прекращает вынос воды сорняками, однако открывает влажную почву воздействию атмосферы, что приводит к увеличению потерь в результате испарения. При использовании системы no-till контроль сорняков осуществляется при помощи гербицидов, что предотвращает пагубное воздействие на почву по сравнению с механической обработкой, при этом вода накапливается в почве. Это особенно важно в таких странах, как Украина, где основная часть осадков выпадает летом.

Влагоудерживающая способность мяса - одна из главных проблем в технологии колбасных изделий, имеющая научное, практическое и экономическое значение. Сочность, нежность, вкус и другие свойства, определяющие качество готового продукта, зависят от гидратации мяса, которая также играет большую роль на всех стадиях технологического процесса производства колбас.
Удержание воды мясом имеет большое значение для получения высокого выхода, а также сочности и хорошей консистенции вареных колбас, сосисок, окороков и других мясопродуктов.

При исследовании влияния количества соли, продолжительности выдерживания мяса и способа посола на влагоудерживающую способность мяса было установлено, что способность к набуханию соленого мяса значительно выше, чем несоленого; при сухом посоле выше, чем при мокром.
Степень измельчения мяса также играет существенную роль в ускорении посола; влагоудерживающая способность повышается быстрее при сухом посоле мяса в виде шрота, чем в более крупных кусках.
При посоле мяса в виде кубиков размером примерно 5 см3 в течение 24 ч при температуре 5° С содержание соли в поверхностном слое составило 4% и в центральном 0,6%.
Влагоудерживающая способность мяса находится в прямой зависимости от содержания в нем адсорбционно-связанной (гидрационной) воды, содержание которой при посоле мяса в виде шрота резко увеличивается после двух часов и продолжает повышаться в течение 4 суток.
Молекула воды ведет себя как магнит, несущий два положительных заряда на атомах водорода и два отрицательных заряда на атоме кислорода. Таким образом, молекула имеет 4 центра, каждый из которых притягивает разнозначные заряды и отталкивает однозначные заряды другой молекулы.
Белки мяса состоят из пептидных цепей и содержат много заряженных групп, в том числе отрицательных (карбоксильных) и положительных (амино-групп). Способность этих заряженных групп притягивать воду зависит от многих факторов.
Как известно, парное мясо немедленно после убоя имеет очень высокую влагоудерживающую способность, благодаря относительно высокому pH этого мяса. После окончания стадии окоченения и понижения pH, приближающегося к изоэлектрической точке, способность мяса к связыванию воды понижается. Кроме того, в процессе анаэробного гликолиза двухвалентные ионы металла, освобождаясь из клеток, будут взаимодействовать с заряженным белком и, следовательно, займут место, к которому могла бы присоединиться вода.
Хлористый натрий очень сильно увеличивает водосвязывающую способность мяса. Это действие зависит главным образом от хлора, так как связи между пептидными цепями могут быть разорваны ионами хлора.
Большаков и Фомин (МТИММП) привели сравнительные данные изменения содержания связанной воды в мышцах свиньи при посоле.
Парные мышцы по сравнению с охлажденными характеризуются более высокой гидратацией белков, которая сохраняется благодаря связыванию с белками ионов хлора, проникающих в мышцу из рассола. В результате этого повышается влагоудёрживающая способность мяса.
При исследовании измельченного говяжьего мяса было установлено положительное влияние pH и количества белка на влагоудерживающую способность мяса.
При обработке водой при 4, 20 и 40° С понижение гидратации мяса наблюдалось только при 40° С; при добавлении к такому мясу 1,5% соли максимальная гидратация мяса была при 20° и понижалась при 40° С.
Понижение гидратации мяса при температуре 40° С объясняется началом денатурации белка.
Влияние некоторых факторов на влагоудерживающую способность мяса и выход этих продуктов было исследовано на примере говядины, так как ее удельный вес достаточно велик при производстве сосисок и вареных колбас.
Ценность говядины зависит от содержания в ней нежирного мяса, являющегося ее белковой частью, необходимой для производства сосисок и вареных колбас. При этом основное значение придается солерастворимым белкам, в частности миозину. Солерастворимые белки от одной части туши оказывают неодинаковое благоприятное действие на влагоудерживающую способность фарша. Решающую роль в эмульгировании жира - образовании белковых мембран вокруг шариков жира - играет солерастворимый белок. Таким образом, следует рассматривать три фактора: 1) общее количество белка в мясе; 2) количество солерастворимых белков; 3) роль солерастворимого белка в качестве эмульгатора.
Установлена прямая зависимость между влагоудерживающей способностью мяса и величиной рН, степенью экстракции миофибриллярных белков и увеличением небелкового азота. Это положение сохраняется при разной продолжительности хранения мяса при 4° С. Свиное мясо обладает более высокой влагоудерживающей способностью, чем говяжье.
Применяемое в колбасном производстве сырье, вследствие его биологического происхождения отличается значительной неоднородностью даже в пределах одной категории упитанности. Это существенно влияет на влагоудерживающую способность мяса, выход и качественные показатели колбасных изделий.
На влагоудерживающую способность мяса влияет: количественное соотношение влаги и жира, возраст животного, созревание мяса после убоя, pH, условия замораживания и хранения мороженого мяса, продолжительность его хранения.
Большое значение имеет количественное соотношение обезжиренного мяса и жира для колбасного производства. При изучении этого вопроса была получена линейная зависимость между содержанием обезжиренного мяса и влаги, предложено уравнение, которое рекомендуется для количественного определения нежирного мяса в свинине,
- L - 1,5М - 11,5,
где L - содержание нежирного мяса, %;
М - содержание влаги, % ¦
Имеется много факторов, которые могут влиять на содержание влаги в колбасе. Наиболее сложным из них является содержание влаги в исходном мясе, которое очень трудно контролировать.
По мере того как животное развивается, увеличивается скелет и мускулатура и постепенно содержание жира.
Параллельно с увеличением жира в мясе содержание в нем белка и воды уменьшается. В свободной от жира мышечной ткани содержание воды колеблется от 75 до 79%. В жилованном мясе высшего сорта содержится от 74 до 79% влаги, первого сорта от 72 до 75% (в редких случаях 79%), второго - от 65 до 69%. С другой стороны, жир содержит очень мало воды, следовательно, наличие жира в мышечной ткани может оказать существенное влияние на влагоудерживающую способность и содержание влаги в мясе разных животных, а также в различных отрубах одного животного.
Если требуется стандартизовать колбасу по влаге, необходимо отделить жир от мышечной ткани перед составлением фарша.
Установлено, что содержание влаги в вареной колбасе должно находиться по отношению к белку в пределах 4:1 + 10. Так, например, если мясо содержит 21,2% белка и 73,6% воды, в колбасу можно добавить (21,2Х Х4=84,8+10=94,8-73,6) 21% воды.
В мясо с соотношением влаги и белка 4: 1 можно до­бавить 10% воды.
Количество добавляемой в фарш воды (льда) определяется составом сырья - содержанием белка (включая в немясные ингредиенты), ожидаемыми потерями при технологической обработке и желательным содержанием влаги в продукте.
При добавлении к говяжьему мясу свиного, по составу соответствующего нежирной, полужирной или жирной свинине, количество жира в фарше и готовой колбасе резко увеличивается, сопровождаясь понижением содержания влаги и влагоудерживающей способности.
Увеличение содержания жира в фарше до определенного предела (до 20%) при изготовлении вареной колбасы способствует некоторому повышению липкости фарша, а также качества и выхода готового продукта.
Дальнейшее увеличение жира приводит к резкому понижению влагоудерживающей способности, качества колбасы, некоторому повышению показателя липкости фарша и выхода колбасы.
При этом характер отрыва фарша изменяется от адгезионного к когезионному.
Влагоудерживающая способность понижается по мере увеличения содержания жира в сырье.
При исследовании возможпости увеличения содержания влаги в колбасе при разном соотношении жировой и мышечной тканей одинакового состава фарша достигали за счет добавления разного количества воды, рассчитанного на основании содержания сухих веществ.
Увеличение количества жира и воды приводит к понижению влагоудерживающей способности фарша и повышенному выделению слабосвязанной влаги. Выход колбасы при этом заметно увеличивается, но качество колбасы становится неудовлетворительным.
Таким образом подтверждена невозможность получения удовлетворительного качества вареной колбасы с содержанием влаги, близким к нормативному при наличии в фарше большого количества жира.
Увеличение содержания соединительной ткани в сырье не оказывает существенного влияния на выход колбасы. Однако более высокий выход готового продукта получается при использовании говяжьего мяса II сорта из рулек и голяшек по сравнению с полученным из грудинки.
Отсюда вывод - выход зависит от различного состава соединительной ткани, находящейся в мясе определенных частей туши. Соединительная ткань рулек и голяшек содержит в основном коллаген, который при тепловой обработке превращается в желатин, связывающий значительное количество влаги.
Соединительная ткань грудинки содержит много эластина, который при нагревании практически не изменяется и не способствует удержанию воды в фарше.
Содержание влаги в колбасах, приготовленных из говяжьего мяса высшего и I сортов, практически одинаково, но при использовании жилованного мяса II сорта оно несколько ниже. Это является следствием наличия в последнем сравнительно высокого содержания жировой ткани.
Влагоудерживающая способность понижается, если содержание жира в мясе повышается, что можно объяснить увеличением отношения влаги к протеину. Влияние хлористого натрия на повышение влагоудерживающей способности мяса основывается на непосредственной обменной реакции между ионами соли и белками мяса и находится в прямой зависимости от количества соли. При увеличении количества соли и воды поваренная соль повышает влагоудерживающую способность мяса.
Вареная колбаса с содержанием 0 и 1 % NaCl при разных дозах добавленной воды была непригодной для использования. При небольшом добавлении воды внесение 2% соли обеспечило хорошее качество продукта, а при введении 3% хлористого натрия при любом количестве добавленной воды (24, 44, 54%) также получили колбасу вполне удовлетворительного качества. Когда же ввели 5%поваренной соли, колбаса приобрела резиноподобную консистенцию.
Соль положительно влияет на гомогенизацию жира и воды, а следовательно, на консистенцию готовой колбасы.
В случае отсутствия соли, при достаточном количестве нитрита наблюдается обесцвечивание колбасы. Например, при чрезмерном охлаждении под душем обесцвечивается поверхность колбасы, так как содержание соли в ней составляет менее 1%.
С другой стороны, следует указать, что недостаточное добавление воды в фарш может неблагоприятно влиять на эмульгирующую способность мяса при производстве вареных колбас.
Существенная разница в удержании влаги установлена у парного, охлажденного и мороженого мяса.
Влагоудерживающая способность парного мяса повышается при более высоком значении pH мяса разных животных.
При максимальном окоченении примерно при pH 5,5 влагоудерживающая способность мяса достигает минимума, и тогда оно менее всего пригодно для производства вареных колбас. Следовательно, мясо должно быть посолено в парном состоянии, чтобы сохранить влагоудерживающую способность. Установлено, что у охлажденного, предварительно посоленного мяса, выдержанного в течение 24 ч, влагоудерживающая способность значительно выше, чем у мяса, которое не подвергалось посолу.
После хранения в течение 8 месяцев мясо, замороженное в парном состоянии и размороженное медленным способом (в течение 4 суток), имеет более интенсивную окраску и ароматичнее мяса, охлажденного перед замораживанием.
Как показали исследования ВНИИМПа, повышение влагоудерживающей способности мяса сопровождается увеличением выхода вареной колбасы.
Так, использование парного мяса с высоким pH обеспечивает получение высоких выходов и соответствующее качество вареной колбасы без выдержки в посоле.
Парное говяжье и свиное мясо по сравнению с охлажденным отличается повышением влагоудерживающей способности, увеличением содержания солерастворимых белков и выхода вареной колбасы.
Применение парного мяса позволяет уменьшить площадь охлаждаемых помещений, исключить потери при охлаждении мяса, интенсифицировать последующие процессы обработки, сократить затраты труда и понизить себестоимость продуктов.
При проектировании новых или реконструкции действующих предприятий необходимо предусматривать возможность поступления парного мяса в колбасных цех без промедлений.
В настоящее время с целью интенсификации технологического процесса очень важно использовать парное мясо при производстве колбас и окороков.
Установлено, что содержание солерастворимых белков в парном мясе выше, чем в охлажденном, почти на 50%.
С целью выяснения наиболее рационального метода использования мяса, обваленного в горяче-парном состоянии, рассмотрены три метода. Метод, когда горяче-парное обваленное мясо немедленно направляется в куттер. Этот метод недостаточно целесообразен, так как при нем должны быть синхронизированы операции убоя, обвалки, измельчения мяса и приготовления фарша.
Второй метод предусматривает обвалку горяче-парного мяса и очень быструю его заморозку с последующим измельчением мороженого мяса перед использованием на соответствующей машине. Недостаток этого метода - дополнительные расходы на замораживание и обработку. Кроме того, нужно использовать только замороженное мясо, так как, если его хотя бы один раз разморозить даже на 15 мин, утрачиваются все преимущества мяса, обваленного в парном состоянии.
Наиболее практически приемлемым следует признать третий метод, при котором обваленное горяче-парное мясо измельчают на волчке, добавляют лед, соль и другие посолочные вещества и выдерживают его не менее 12 ч.
Применение парного мяса с высокой влагодерживающей способностью позволяет увеличить количество жира в вареных колбасных изделиях. Например, при использовании горяче-парного мяса при производстве сосисок они могут содержать около 30-33% жира, сохраняя при этом хорошее качество.
Причиной удержания такого количества жира является высокое содержание в мясе растворимого белка, который в процессе обжарки образует тонкую эластичную пленку на поверхности. На извлечение солерастворимых белков положительно влияет также высокий pH парного мяса (около 7). Одним из преимуществ третьего метода является также возможность производить анализ состава мяса (жира, белка) до приготовления фарша.
Способность парного мяса хорошо удерживать влагу обусловлена наличием в нем двух белков (актина и миозина), образующих после процесса окоченения актомиозин, который менее растворим, чем они.
Повышенная влагоудерживающая способность парного мяса зависит и от содержания аниона НСОз. Реакция охлажденного мяса более кислая и в нем меньше анионов НСОд, чем в горяче-парном. Анионы НСО3 связывают ионы кальция, которые освобождаются в процессе созревания мяса под действием молочной кислоты. В живом организме кальций связан с белками в виде его протеинатов.
Горяче-парное мясо рекомендуется использовать так­же при изготовлении окороков.
Описан ускоренный метод, который предусматривает поступление парных окороков на шприцевание через 2 ч после убоя, посол сокращается до 1 ч, копчение продолжается 10 ч.
Охлаждение после копчения сокращается до двух часов за счет интенсивного охлаждения. Таким образом, с момента убоя до отгрузки при интенсифицированном методе требуется 15 ч.
Приведенный способ является примером, но могут быть найдены другие варианты ускорения процесса, которые следует использовать, чтобы максимально снизить себестоимость переработки мяса.

Если дачник лишен возможности постоянного проживания на своем участке, то перед ним встает серьезная проблема – проблема полива. Ведь для получения хорошего урожая требуется регулярное увлажнение почвы гораздо чаще, чем раз в неделю, особенно если погода выдалась жаркой и засушливой.
В таких условиях при отсутствии достаточно обильного полива растения если и не погибнут, то будут очень медленно развиваться и слабо плодоносить когда для этого наступит время.
Поэтому зачастую именно невозможность посещения дачного участка с необходимой частотой становится главным доводом в пользу отказа от устройства на нем огорода. Между тем проблема полива вполне решаема, ведь не так давно, несколько лет назад, на российском рынке появилось новое средство, называемое гидрогель.
Гидрогель для растений – новый тип садовых материалов, созданный на основе современных полимеров. Предназначен он для регуляции влажности почвы без вмешательства человека.
Это становится возможным благодаря уникальным свойствам гидрогеля, который способен впитывать влагу и, наоборот, выделять ее по мере необходимости. Выращивание растений в гидрогеле позволяет использовать его не только для своевременной подпитки почвы влагой, но и для защиты растений от ее переизбытка.
Предположим, собираясь на неделю покидать свой участок, дачник обильно поливает грядки, рассчитывая, что такого количества влаги будет достаточно для питания корней растений в течение недели. Но погода непредсказуема, недаром же синоптики считаются самыми отъявленными обманщиками на свете.
Так что уже на следующий день после отъезда хлынул мощный ливень, из-за чего уровень влажности почвы превысил максимально допустимое значение и стал критическим. В этом случае, гидрогель впитает в себя излишки влаги, при этом увеличившись в размерах и как бы превратившись в своеобразный контейнер для хранения жидкости.
В дальнейшем, когда почва просохнет настолько, что корни растений не будут находить в ней достаточного количества влаги, гидрогель начнет отдавать запасы воды. Таков общий принцип действия этого удивительного средства.
В применении гидрогель для растений крайне прост – чаще всего он вносится в почву в сухом виде без всяких предварительных приготовлений.
Глубина заделки гидрогеля зависит от типа корневой системы растений, которые предполагается высадить на участке. Если это культуры, обладающие мелкими корнями, залегающими, главным образом, на поверхности, то гидрогель нужно вносить в верхний слой почвы на глубине до 10 см. Если же растения обладают мощными корнями, то их посадку чаще всего проводят в лунки, куда и следует вносить гидрогель.
Количество, необходимое на 1 кв. метр, определяется исходя из типа почвы. В глинистые почвы требуется вносить около 25 г, обычной садовой земли – от 30 до 40 г, максимальное количество необходимо для нормальной регуляции песчаных почв – до 100 г на 1 кв.м.
Однако, стоит заметить, что не всегда можно использовать сухой гидрогель. Так, например, если вы сажаете растения в контейнер или горшок, то набухнув после первого полива, гидрогель скорее всего выдавит растение из грунта.
Поэтому в подобных случаях вносить гидрогель в почву можно только после предварительной обработки, которая заключается в его замачивании – 50 г гидрогеля заливают холодной водой с таким расчетом, чтобы она не переливалась через край емкости при дальнейшем разбухании гранул. До того, момента, как кристаллы гидрогеля до предела напитаются влагой пройдет примерно час. После этого можно смело вносить полученную желеобразную массу в горшки с грунтом, и не важно предназначены они для комнатных или огородных растений.
Большой плюс гидрогеля заключается в том, что при его использовании не требуется регулярного внесения вещества в почву. Достаточно сделать это лишь однажды, после чего гидрогель долго остается эффективным.
Если верить его производителям, то даже через пять лет эксплуатации гидрогель сохранит свои свойства на 90 %. Кроме того, гидрогель для удержания влаги растений комнатных и в открытом грунте при его грамотном использовании позволяет значительно сократить необходимость внесения в почву минеральных удобрений. Так, если огородный грунт обогащен гидрогелем, то количество подкормки можно сократить вдвое от обычно принятой нормы. Почему? А задумывались ли вы о том, сколько веществ растворено в воде, которую связывает гидрогель? В этом и ответ!

Если в течение нескольких месяцев земле не хватает воды, температура воздуха поднялась до нехарактерных отметок, а осадки идут не обильно и крайне редко, значит, наступила засуха.

В это время земля испытывает острый недостаток питательных веществ, а вместе с ней от этого страдают и растения. Удержание влаги в почве – один из основных процессов, который обеспечивает корневой системе растений постоянный приток питательных элементов, благодаря которым происходит фотосинтез. Засуха особенно опасна для следующих типов культуры:

Ранние зерновые

Ранние и поздние зерновые культуры, однолетние и плодовые растения

Все зависит от того, в какие месяцы наступает острая нехватка воды. Засуха особенно характерна для степи, но иногда она обнаруживается и в лесостепи и лесных зонах. Если поле или огород находятся в такой зоне с теплым климатом, то все, что может сделать человек – это стараться дополнительно поливать растения, если засуха не длительная, или знать, как сохранить влагу в земле.

Проблема обезвоживания почвы остро стоит во всем мире. Потому многие ученые пытаются решить эту проблему, и дать свои советы относительно того, как человек может повлиять на увлажненность грунта. Главным способом является наполнение земли достаточным количеством органических веществ. К ним относятся:

Внесение навоза, компоста

Выращивание покровных культур

Разнообразить посевные культуры

Меньше обрабатывать землю специальными средствами

Такими способами содержание влаги в грунте станет большим на 20%. Другое средство для удержания влаги в почве – не рыхлить ее, когда наступает нехватка воды. Таким образом, те остатки влаги, которые есть в грунте, не смогут испариться. Также можно использовать такой способ наполнения земли водой:

1. Полить верхний слой почвы, подождать несколько минут
2. Повторно увлажнить грунт, чтобы вода смогла опуститься в более глубокие слои почвы

Кроме того, часто используют капельную или струйную систему полива, которая может работать в отсутствии человека, и более эффективно доставляет воду к корням растений.

Как удержать влагу в песчаной почве?

Посадка растений обычно происходит в суглинистые почвы, которые состоят из глины и песка. Если какого-то элемента в почве такого типа больше, то вода может либо застаиваться, либо быстро уходить. Если же сажать растения исключительно в песчаные почвы, то можно столкнуться с такой проблемой, как быстрый уход воды, и быстрое вымывание полезных веществ. Для того, чтобы этого избежать, можно использовать такие способы сохранить воду в песчаной почве:

Добавление глины (около шести ведер на квадратный метр)

Выравнивание грунта, чтобы вода быстрее просачивалась вниз

Углублять грядки

Вскопать гряди на 30 см, уложить пленку, на нее положить компост с землей, а затем – почву.

Удобрять почву зелеными растениями – ботвой или бобовыми.

Как сохранить влагу на грядках в засуху?

Чтобы не заниматься постоянным поливом грядок, полезно знать способы удержания воды в земле. Можно не сажать растения грядками, чтобы между ними не появлялись сорняки, либо делать грядки близко друг к другу. Также можно использовать мульчирование почвы, чтобы защитить землю от испарения влаги. Для этого рекомендуют применять.