CC BY
84
УДК 631.53.027
06.00.00 Сельскохозяйственные науки
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ (ЭМП ПЧ 50 Гц) НА ЭНЕРГИЮ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН СРЕДНЕСПЕЛОГО ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ СОРТОВ ВАКУЛА, ВИКОНТ, РАТНИК
UDC 631.53.027 Agricultural sciences
ANALYSIS OF THE IMPACT OF PREPLANT TREATING OF SEEDS WITH INDUSTRIAL ALTERNATING ELECTROMAGNETIC FREQUENCY (EMF PF 50 HZ) ON THE GERMINATION ENERGY OF MID-RIPENING SPRING BARLEY SEEDS OF THE VARIETIES OF VAKULA, VIKONT, RATNIK
Жолобова Мария Владимировна Кандидат технических наук РИНЦ: БРШ-код: 2382-0481
Федорищенко Михаил Геннадьевич кандидат технических наук РИНЦ: БРШ-код: 4326-2944
Шабанов Николай Иванович Доктор технических наук РИНЦ: БРШ-код:6719-1363
Грачёва Наталья Николаевна кандидат технических наук РИНЦ: БРШ-код: 4928-8945
Азово-Черноморский инженерный институт филиал ФГБОУВО ДГАУ в г. Зернограде, г.Зерноград, Ростовская область, Россия
Использование физических факторов для предпосевной стимуляции семян увеличивает энергию прорастания, всхожесть, повышает урожайность сельскохозяйственной продукции. Одним из эффективных способов повышения качества посевного материала является воздействие на семена физическими факторами, в частности, переменным электромагнитным полем промышленной частоты 50Гц (ЭМП ПЧ 50 Гц). Исследовалось влияние ЭМП ПЧ 50 Гц на энергию прорастания семян среднеспелого ярового ячменя перспективных сортов Вакула, Виконт, Ратник. При проведении экспериментальных исследований использовалась лабораторная установка с кольцевыми полюсными наконечниками прямоугольного сечения. В результате проведения дисперсного анализа были получены данные по энергии прорастания семян ярового ячменя сортов Вакула, Виконт, Ратник, которые показали, что при обработке семян ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты 50Гц наилучшие значения энергии прорастания показали семена сорта Виконт с режимом обработки: W=16%, Т=2 с, Ь=0,03 м
Ключевые слова: ПРЕДПОСЕВНАЯ ОБРАБОТКА СЕМЯН, ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ, ПОЛЕВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ, ВЛАЖНОСТЬ СЕМЯН
Zholobova Maria Vladimirovna Candidate of Technical Sciences RISC: SPIN-code: 2382-0481
Fedorishchenko Michael Gennadevich Candidate of Technical Sciences RISC: SPIN-code: 4326-2944
Shabanov Nikolai Ivanovich Doktor in Technical Sciences, Professor RISC: SPIN-code: 6719-1363
Gracheva Natalia Nikolaevna
Candidate of Technical Sciences
RISC: SPIN-code: 4928-8945
Azov-Black Sea Engineering Institute FSBEE HPE
«Don State Agrarian University» Zerrngrra, Roo-
tov region, Russia
The use of physical factors for preplant stimulation of seeds increases vigor, germination and improves the yield of agricultural products. One of the effective ways to improve seed grain quality is to impact on the seeds using physical factors, in particular, an alternating electromagnetic field of industrial frequency of 50 Hz (EMF of IF of 50 Hz). We studied the impact of EMF of IF of 50 Hz on the energy germination of mid-ripening spring barley seeds of promising varieties Vakula, Vikont, Ratnik. Carrying out the experimental studies we used a laboratory setup with annular pole points of rectangular cross section. Our disperse analysis resulted in data on germinative energy of seeds of spring barley varieties Vakula, Vikont, Ratnik, which showed that while treating seeds of spring barley by an alternating electromagnetic field of industrial frequency of 50Hz, we obtained the best values of germinative energy of seeds of Variety Vikont with a mode of processing being equal to W = 16%, T = 2 c, L = 0,03 m
Keywords: PRESOWING SEED TREATMENT, ELECTROMAGNET FIELD OF THE COMMERCIAL FREQUENCY, FIELD EXPERIENCES, MAGNETIC INDUCTION, SEED HUMIDITY
Использование физических факторов для предпосевной стимуляции семян увеличивает энергию прорастания, всхожесть, повышает урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Однако реакция семян может быть различной на один и тот же воздействующий фактор. Это зависит от сорта и качества семенного материала, дозы облучения, времени обработки, исходной влажности семян, сроков отлёжки (времени ожидания от момента обработки до посева) и, кроме того, от природно-климатических факторов [1,3,5,7,9]. По этой причине получение универсальных параметров для всех культур является трудно решаемой задачей.
Исследовалось влияния переменного электромагнитного поля промышленной частоты (ПЭМП ПЧ) 50 Гц на энергию прорастания семян среднеспелого ярового ячменя перспективных сортов Вакула, Виконт, Ратник. При проведении экспериментальных исследований использовалась лабораторная установка с кольцевыми полюсными наконечниками прямоугольного сечения [1,3,5,6]. .
Для установления влияния неравномерности воздействия на семенной материал выполнили элемент из немагнитного материала, разделяющий пространство рабочей камеры на секции [1,3,5].
Опыты проводились с использованием стандартных методик определения влажности семян, оценки посевных качеств семян, частные методики исследования электромагнитных аппаратов и зон, по определению требуемой дозы воздействия при обработке ПЭМП ПЧ семян ярового ячменя, в пространстве рабочей камеры установки.[1,2, 4].
В Азово-Черноморском инженерном институте в 2011-2015 г. были проведены экспериментальные исследования по установлению влияния ЭМП ПЧ при предпосевной обработке семян ярового ячменя.
В результате этих исследований были получены данные по энергии прорастания семян среднеспелого ярового ячменя сортов Вакула, Виконт и Ратник, позволяющие оценить влияние одного или нескольких факторов
экспериментальных исследований - сорта ярового ячменя, влажности семян, времени обработки в ЭМП ПЧ и расстояния от центра рабочей камеры- на энергию прорастания (таблица 1).
Таблица 1 - Таблица экспериментальных данных для проведения
дисперсионного анализа
Сорт % Т, с Ь, м Энергия прорастания,% Сорт % Т, с Ь, м Энергия прорастания,%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ратник 14 0,5 0,01 74 Вакула 16 2 0,05 75
Ратник 14 0,5 0,03 76 Вакула 16 3,5 0,01 71
Ратник 14 0,5 0,05 74 Вакула 16 3,5 0,03 74
Ратник 14 2 0,01 76 Вакула 16 3,5 0,05 73
Ратник 14 2 0,03 75 Вакула 18 0,5 0,01 71
Ратник 14 2 0,05 73 Вакула 18 0,5 0,03 74
Ратник 14 3,5 0,01 70 Вакула 18 0,5 0,05 71
Ратник 14 3,5 0,03 73 Вакула 18 2 0,01 72
Ратник 14 3,5 0,05 71 Вакула 18 2 0,03 72
Ратник 16 0,5 0,01 74 Вакула 18 2 0,05 69
Ратник 16 0,5 0,03 76 Вакула 18 3,5 0,01 69
Ратник 16 0,5 0,05 72 Вакула 18 3,5 0,03 73
Ратник 16 2 0,01 71 Вакула 18 3,5 0,05 68
Ратник 16 2 0,03 77 Виконт 14 0,5 0,01 72
Ратник 16 2 0,05 76 Виконт 14 0,5 0,03 75
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ратник 16 3,5 0,01 73 Виконт 14 0,5 0,05 74
Ратник 16 3,5 0,03 70 Виконт 14 2 0,01 78
Ратник 16 3,5 0,05 71 Виконт 14 2 0,03 75
Ратник 18 0,5 0,01 71 Виконт 14 2 0,05 76
Ратник 18 0,5 0,03 70 Виконт 14 3,5 0,01 72
Ратник 18 0,5 0,05 71 Виконт 14 3,5 0,03 76
Ратник 18 2 0,01 72 Виконт 14 3,5 0,05 71
Ратник 18 2 0,03 70 Виконт 16 0,5 0,01 75
Ратник 18 2 0,05 70 Виконт 16 0,5 0,03 74
Ратник 18 3,5 0,01 69 Виконт 16 0,5 0,05 75
Ратник 18 3,5 0,03 71 Виконт 16 2 0,01 76
Ратник 18 3,5 0,05 69 Виконт 16 2 0,03 82
Вакула 14 0,5 0,01 73 Виконт 16 2 0,05 75
Вакула 14 0,5 0,03 72 Виконт 16 3,5 0,01 76
Вакула 14 0,5 0,05 74 Виконт 16 3,5 0,03 72
Вакула 14 2 0,01 74 Виконт 16 3,5 0,05 77
Вакула 14 2 0,03 72 Виконт 18 0,5 0,01 72
Вакула 14 2 0,05 71 Виконт 18 0,5 0,03 77
Вакула 14 3,5 0,01 70 Виконт 18 0,5 0,05 71
Вакула 14 3,5 0,03 71 Виконт 18 2 0,01 73
Вакула 14 3,5 0,05 72 Виконт 18 2 0,03 73
Вакула 16 0,5 0,01 76 Виконт 18 2 0,05 74
Вакула 16 0,5 0,03 74 Виконт 18 3,5 0,01 71
Вакула 16 0,5 0,05 72 Виконт 18 3,5 0,03 74
Вакула 16 2 0,01 73 Виконт 18 3,5 0,05 69
Вакула 16 2 0,03 75
Дисперсионный анализ проводился с использованием программы 81аИвИса 6.0.
Для оценки влияния факторов эксперимента - сорта ярового ячменя, влажности семян W (%), времени обработки в ЭМП ПЧ Т (с) и расстояния от центра рабочей камеры Ь (м) - на энергию прорастания семян среднеспелого ярового ячменя сортов Вакула, Виконт и Ратник один из факторов фиксируем.
Сначала фиксируем время обработки в ЭМП ПЧ Т (с).
Рисунок 1 - Таблица результатов дисперсионного анализа
Согласно анализу исходных данных (рисунок 1)при фиксировании времени обработки в ЭМП ПЧ Т (с) на изменение энергии прорастания значительное влияние оказывают все три фактора - сорт ярового ячменя, влажность семян W (%), расстояние от центра рабочей камеры Ь (м).
Рисунок 2 - Графики сравнения средних значений Энергии прорастания Ь)
Рисунок 3 - Графики сравнения
средних значений Энергии прорастания Сорт)
Согласно графикам средних (рисунки 2 и 3), наилучшая энергия прорастания получена при обработке в ЭМП ПЧ семян сорта Виконт. Режим обработки: W=16%, Ь=0,03 м. Очевидно, что при фиксированном времени обработки в ЭМП ПЧ семена сорта Виконт влажности 16% имеют значения энергии прорастания близких к 76% для всех трех расстояний от центра рабочей камеры. Это говорит о значительном влиянии влажности предпосевного материала при обработке в ЭМП ПЧ. Семена сорта Вакула
имеют лучшие результаты энергии прорастания при тех же параметрах обработки, что и семена сорта Виконт. Семена сорта Ратник уступают по величине энергии прорастания сортам Виконт и Вакула.
Фиксируем расстояние от центра рабочей камеры Ь (м).
Рисунок 4 - Таблица результатов дисперсионного анализа
Согласно таблице результатов (рисунок 4), при фиксировании расстояния от центра рабочей камеры Ь (м) на изменение энергии прорастания значительное влияние оказывают все три фактора - сорт ярового ячменя, влажность семян W (%), время обработки в ЭМП ПЧ Т (с).
Рисунок 5 - Графики сравнения средних значений Энергии прорастания Т)
Рисунок 6 - Графики сравнения
средних значений Энергии прорастания Сорт)
Согласно графикам средних (рисунки 5,6), наилучшая энергия прорастания получена при обработке семян сорта Виконт. Режим обработки: W=16%, T=2 с. Очевидно, при фиксировании расстояния от центра рабочей камеры, значительное влияние на энергию прорастания оказывают влажность семян и время обработки в ЭМП ПЧ. Семена сорта Вакула
имеют лучшие результаты энергии прорастания при тех же параметрах обработки, что и семена сорта Виконт. Семена сорта Ратник при экспозиции 2 с практически не уступают по величине энергии прорастания сорту Ва-кула, кроме экспозиции 3,5 с, но энергия прорастания семян сорта Ратник ухудшается с увеличением их влажности.
Фиксируем влажность семян W(%).
Рисунок 7- Таблица результатов дисперсионного анализа
Согласно таблице результатов (рисунок 7), при фиксировании влажности семян W(%) на изменение энергии прорастания значительное влияние оказывают всего два фактора - сорт ярового ячменя и время обработки в ПЭМП ПЧ Т (с). Расстояние от центра рабочей камеры при обработке семян одинаковой влажности в ЭМП ПЧ не влияет на энергию прорастания.
Рисунок 8 - Графики сравнения средних значений Энергии прорастания (Т, Ь)
Рисунок 9 - Графики сравнения
средних значений Энергии прорастания (Т, Сорт)
Согласно графикам средних (рисунки 8,9), наилучшая энергия прорастания получена при обработке семян сорта Виконт. Режим обработки: T=2 с, L=0,03 м. Очевидно, при фиксировании влажности семян, значительное влияние на энергию прорастания оказывают сорт семян и время обработки в ЭМП ПЧ. Расстояние от центра рабочей камеры влияет на энергию прорастания незначительно для всех сортов.
В результате проведенного дисперсионного анализа были получены данные по энергии прорастания семян ярового ячменя сортов Вакула, Виконт и Ратник, которые показали, что при обработке семян ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты 50 Гц наилучшие значения энергии прорастания показали семена сорта Виконт с режимом обработки: W=160%, Т=2 с, L=0,03 м.
Литература
1. Жолобова, М.В. Обоснование параметров и режимов обработки семян ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты для повышения их посевных качеств: Автореф. канд. тех. наук. - Зерноград, 2013. - 20 с.
2. Исследование влияния переменного электромагнитного поля промышленной частоты на посевные качества семян ярового ячменя/ М.В. Жолобова, М.Г. Федори-щенко, Н.И.Шабанов, Н.Н. Грачева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - Краснодар: КубГАУ, 2015. - № 04.- IDA [articlelD]: 0911307040. - Режим-доступа: http://ej.kubagro.ru/2015/04/pdf/44.pdf.
3. Планирование эксперимента по предпосевной обработке семян переменным электромагнитным полем промышленной частоты / М.В. Жолобова, М.Г. Федорищен-ко, Н. Н. Грачева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - Краснодар: КубГАУ, 2013. - № 07.- IDA [article ID]: 0911307040. -Режимдоступа:http://ej.kubagro.ru/2013/07/pdf/40.pdf.
4. Разработка способа предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур импульсным электрическим полем (ИЭП) и экономическое обоснование его использования/ Г.П. Стародубцева, Е.И. Рубцова, Е.Н. Лапина, И. А. Боголюбова, А.В. Меньшиков//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - №75. - С.1037-1051.
5. Васильев, А. Н. Электротехнология и управление в реализации адаптивных режимов предпосевной обработки зерна активным вентилированием: монография / А. Н. Васильев, А. Ф. Кононенко. - Ростов-на-Дону: Терра Принт, 2008. - 192 с.
6. Грачева, Н.Н. Планирование эксперимента по сушке зерна / Н.Н. Грачева, А. Ф. Кононенко // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном произ-
водстве: сборник научных трудов. - Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005. - Том 2. - С. 2225.
7. Ерешко, А.С. Пути повышения урожайности ячменя в условиях степной зоны Северного Кавказа: автореферат диссертации на соискание ученой степепени доктора с.-х. наук: 06.01.05 / Ерешко Александр Сергеевич. - Краснодар, 2000. - 40 с.
8. Хронюк, В.Б. Особенности технологии возделывания пивоваренного ячменя на обыкновенных черноземах Ростовской области: автореферат диссертации кандидата с.-х. наук / В. А. Хронюк. - Персиановский, 2004. - 20 с.
9. Газалов, В.С. Оценка посевных свойств семян ярового ячменя сорта «Ратник» после обработки оптическим излучением / В.С. Газалов, К.Н. Буханцов, Н.Е. Пономарёва // ресурсосберегающие технологии и техническое обеспечение для инновационного развития агропромышленного комплекса: Сб. науч. тр. 5-й Междунар. научно-практ. конференции (г. Зерноград, ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, 27-28 мая 2010 г.). - Зерноград, 2010. - С. 180-183.
References
1. Zholobova, M.V. Obosnovanie parametrov i rezhimov obrabotki semjan jarovogo jachmenja peremennym jelektromagnitnym polem promyshlennoj chastoty dlja povyshenija ih posevnyh kachestv: Avtoref. kand. teh. nauk. - Zernograd, 2013. - 20 s.
Issledovanie vlijanija peremennogo jelektromagnitnogo polja promysh-lennoj chastoty na posevnye kachestva semjan jarovogo jachmenja/ M.V. Zholobova, M.G. Fedorishhenko, N.I.Shabanov, N.N. Gracheva // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU). -Krasnodar: KubGAU, 2015. - № 04.- IDA [articlelD]: 0911307040. - Rezhimdostupa: http://ej.kubagro.ru/2015/04/pdf/44.pdf.
3.Planirovanie jeksperimenta po predposevnoj obrabotke semjan peremennym jelektromagnitnym polem promyshlennoj chastoty / M.V. Zholobova, M.G. Fedorishhenko, N.N. Gracheva // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU). - Krasnodar: KubGAU, 2013. - № 07.- IDA [article ID]: 0911307040. - Rezhimdostu-pa:http://ej.kubagro.ru/2013/07/pdf/40.pdf.
4.Razrabotka sposoba predposevnoj obrabotki semjan sel'skohozjajstven-nyh kul'tur impul'snym jelektricheskim polem (IJeP) i jekonomicheskoe obosnovanie ego ispol'zovanija/ G.P. Starodubceva, E.I. Rubcova, E.N. Lapina, I.A. Bogoljubova, A.V. Men'shi-kov//Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. - №75. - S.1037-1051.
5.Vasil'ev, A.N. Jelektrotehnologija i upravlenie v realizacii adaptivnyh rezhimov predposevnoj obrabotki zerna aktivnym ventilirovaniem: mono-grafija / A. N. Vasil'ev, A. F. Kononenko. - Rostov-na-Donu: Terra Print, 2008. - 192 s.
6.Gracheva, N.N. Planirovanie jeksperimenta po sushke zerna / N.N. Gracheva, A.F. Kononenko // Jelektrotehnologii i jelektrooborudovanie v sel'skoho-zjajstvennom proizvod-stve: sbornik nauchnyh trudov. - Zernograd: FGOU VPO AChGAA, 2005. - Tom 2. - S. 2225.
7.Ereshko, A.S. Puti povyshenija urozhajnosti jachmenja v uslovijah stepnoj zony Severnogo Kavkaza: avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepepeni doktora s.-h. nauk: 06.01.05 / Ereshko Aleksandr Sergeevich. - Krasnodar, 2000. - 40 s.
8.Игоп]ик, У.Б. 08оЬеппо811 1еИпо^п уо2ёе1ууап1]а pivovarennogo ]асЬшеп]а па оЬукпоуеппуЬ скегпо2ешаЬ Rostovskoj ob1asti: avtoreferat ^веЛасп kandidata б.-Ь. паик / У.А. Hronjuk. - Persianovskij, 2004. - 20 б.
9.Gaza1ov, У.Б. 0cenka posevnyh svojstv seшjan jarovogo jachmenja sorta «Ratnik» роБ1е obrabotki орйсЬеБЫш iz1uchenieш / У.Б. Gaza1ov, К.К Бuhancov, КБ. Ponoшarjova // resursosberegajushhie tehno1ogii i tehnicheskoe obespechenie d1ja innovacionnogo razvitija agroproшysh1ennogo koшp1eksa: БЬ. nauch. tr. 5-j Mezhdunar. nauchno-prakt. konferencii (g. Zernograd, GNU 8К№1М1е8Н Rosse1'hozakadeшii, 27-28 шaja 2010 g.). - Zernograd, 2010. - Б. 180-183.
