CC BY
68
Таблица 2
Влияние диэлектрической сепарации на урожайность льна-долгунца, полевой опыт (в среднем за 2003-2004 гг.)
Вариант Длина стебля, см Урожайность соломы, ц/га Урожайность семян, ц/га
Алексим (контроль) 85 42,7 11,4
Алексим (сепарация) 84 49,1 13,1
Могилевский 2 (контроль) 96 53,3 12,6
Могилевский 2 (сепарация) 95 56,9 13,8
НСР05 - 2,О 1,1
ответственно по сортам (табл. 2).
При этом достигнуто повышение продуктивности растений за счет увеличения числа коробочек на каждом растении, семян в каждой коробочке, массы 1000 семян и в целом семенной продуктивности и урожайности льно-соломы.
Вывод
Применение диэлектрической предпосевной сепарации семян льна-долгунца на сепараторе СД-1 более эффективно, чем традиционный прием предпосевной обработки, поскольку позволяет существенно повысить продуктивность этой важной культуры как в семеноводческих, так и в товарносортовых посевах.
Список литературы
1. ГОСТ 12388-76. Семена льна-долгунца. Посевные качества. — М.: Изд-во стандартов. — 1977. — 4 с.
2. Мухин, В.П. Получение радиомутантов сои для селекционного процесса / В.П. Мухин. — М.: ВНТИЦ, 1983. — 22 с.
УДК 631.22:628.819
О.Ю. Коваленко, канд. техн. наук, доцент
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет»
В.В. Козырева, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ В ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ И ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
Основные требования в обеспечении качественного и эффективного освещения и облучения в сельскохозяйственном производстве предъявляют к источникам излучения. За последние годы в совершенствовании источников излучения произошел значительный скачок одновременно по нескольким направлениям, которые имеют в настоящее время хорошие перспективы. В первую очередь это касается развития производства осветительных высокоэффективных люминесцентных ламп (ЛЛ) и светодиодов (СД), а также компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), безэлектродных ламп (БЭЛ).
Высокоэффективные люминесцентные лампы нового поколения (Philips Lighting) типа Т5 (диаметр 16 мм) имеют меньшие габаритные размеры, чем лампы типа Т8 (диаметр трубки 26 мм) и световую отдачу 90...104 лм/Вт. Лампы работают с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА) и имеют срок службы 16 000 ч со спадом светового потока к концу срока службы менее 20 %. Для ламп типа Т5 требуется меньше стекла, ртути, металлов, что снижает расходы по демеркуризации отработавших ЛЛ и их утилизации. Это
относится также к материалам для осветительных приборов. Осветительные установки, укомплектованные светильниками с лампами типа Т5, более энергоэффективны, чем системы освещения с лампами типа Т8: экономия электроэнергии достигает 25 % [1]. Сдерживающим фактором в распространении ламп типа Т5 до последнего времени являлась высокая стоимость и критичность к температуре окружающей среды.
Более доступными по ценовым показателям лампы типа Т5 стали с 2002 г. при развитии производства на базе ОАО «Лисма-ВНИИИС» высокоэффективных ЛЛ мощностью 14, 21, 28, 35 Вт, работающих в комплекте с ЭПРА фирмы ООО «НПП НФЛ» на частоте 40 кГц. По световой отдаче (98.. .103 лм/Вт), сроку службы (16 000 ч) и спаду потока к 10 000 ч горения (7 %) отечественные лампы не уступают зарубежным аналогам [2].
Важным фактором применения ламп в животноводческих помещениях является возможность работы ламп при низких температурах. У отечественных ламп при температуре 10.15 °С поток составляет 86.90 % номинального. Существуют раз-
9
работки ламп типа Т5 НО CONSTANT с амальгамой (фирма Osram GmbH), менее зависимых от температуры окружающей среды, в которых при температуре 10 % поток снижается не более чем на 8 % [3].
В последние годы создано большое количество модификаций компактных люминесцентных ламп, в том числе и с ультрафиолетовым спектром действия. Имеются перспективы использования КЛЛ в животноводческих помещениях при пониженной температуре окружающей среды в связи с их высокой световой отдачей (80 лм/Вт при яркости 73 кд/м2) и широким спектром излучения [4]. Высокую эффективную отдачу имеют компактные лампы ДКБ 11, используемые для обеззараживания воздуха. ОАО «Лисма-ВНИИИС» выпускает достаточно широкий типоряд КЛЛ по мощностям: 7, 9, 11, 18, 24, 36 Вт.
В последнее десятилетие важным направлением развития светотехники стало использование для сигнальных и осветительных приборов высокоэффективных светодиодов (СД) нового поколения на основе нитрида галлия и его твердых растворов. Разработаны СД белого свечения со светоотдачей 25.30 лм/Вт, намечены пути дальнейшего повышения светоотдачи [5]. Одновременно разрабатывали светотехнические устройства на основе СД. В Японии предложена программа по замене традиционных ламп накаливания и люминесцентных ламп светильниками на основе светодиодов белого свечения к 2010 г., что возможно при дальнейшем росте световой отдачи до 150 лм/Вт и более, светового потока до 1000 лм/лампу и выше, срока службы (свыше 100 тыс. ч), сокращении стоимости светодиодных модулей (ниже, чем ЛЛ). В 2002-2003 гг. было налажено производство светодиодных модулей в нашей стране и за рубежом [6]. Известны разработки ультрафиолетовых СД и модулей на их основе с излучением на длине волны 365 и 375 нм, например, NCHU550A, 550B и модулей NCSU033A (NICHIA, Япония), а также СД с излучением на длине волны 210 нм на основе нитрида алюминия (лаборатория NTT, Япония). Дальнейшее расширение производства СД ведется в направлении повышения их мощности и яркости [7]. В животноводстве использование светодиодов для систем освещения и облучения является перспективным в связи с их экологичностью (безртутностью). Однако применение светодиодов возможно только при снижении их стоимости и разработке модулей с приемлемым для животноводческих помещений светораспределением.
В 90-х годах прошлого века активизировалось использование СВЧ-разрядов в источниках излучения в видимом и УФ диапазонах спектра. В ряде стран, в том числе и в России (ВНИСИ, ВНИИ-ИС), проводятся работы по исследованию и разработке промышленных образцов безэлектродных ВЧ
10
и СВЧ газоразрядных ламп. Во ВНИИИС созданы образцы шаровых ламп импульсно-периодического возбуждения частотой 100 Гц.. .25 кГц от магнетрона мощностью 100.1000 Вт различного состава серного и металлогалогенного наполнений со световой отдачей 160.178 лм/Вт, системы питания от ИПФ РАН (г. Н. Новгород) и фирмы LG (Ю. Корея) [8]. Во ВНИСИ созданы экспериментальные серии ВЧ-ламп: безртутные неоновые мощностью 60 Вт с частотой питания 1.3 МГц со световой отдачей 27.30 лм/Вт; ртутные ЛЛ мощностью 150 Вт с частотой питания 100.400 кГц и световой отдачей 78.80 лм/Вт [9]. Во ВНИЦ ВЭИ им. В.И. Ленина разработаны и испытаны источники питания для безэлектродных ИС [10]. Для люминесцентной ВЧ-лампы разработан ЭПРА, основой которого является полумостовой резонансный инвертор с независимым управлением, работающий на частоте 240 кГц. Для серной лампы, в которой разряд зажигается СВЧ-излучением магнетрона, разработаны импульсные источники питания. Для безэлектродных неоновых ВЧ-ламп разрабатываются источники с частотой возбуждения разряда 2,5 МГц.
Фирмы Philips и Osram с начала 90-х годов прошлого века выпускают безэлектродные люми-несцентые лампы (БЭЛЛ) типа QL и Endura, которые прошли проверку временем. Следующая серия амальгамных БЭЛЛ Dulux EL мощностью 20, 23 Вт с частотой питания 2,5 МГц предназначена для замены ламп накаливания [11]. Налажен выпуск БЭЛЛ как со встроенным, так и с отдельно установленным балластом, работающих на частоте порядка 230 кГц. Типоразмерный ряд БЭЛЛ характеризуется мощностями 80, 120, 150, 200 Вт, световой отдачей 84,2.92,1 лм/Вт и сроком службы 6000 ч. Особенностью балласта, построенного на основе мостового ВЧ-генератора, является использование интегральных микросхем HY4552, HY4501, HY4502, которые обеспечивают возможность работы в широком диапазоне напряжений питания 170.250 В с регулированием мощности посредством изменения напряжения. Лампы можно применять для внутреннего и наружного освещения.
Ультрафиолетовые индукционные лампы мощностью 50.250 Вт могут успешно конкурировать по величине бактерицидного потока и стоимости с электродными УФ-лампами низкого давления. БЭ-ВЧ бактерицидные разрядные лампы НД мощностью 250.300 Вт обеспечивают лучистый поток в области ультрафиолетового спектра на уровне 75.80 Вт.
В различных отраслях сельского хозяйства стали применять безртутные эксилампы с рабочими средами на основе смесей инертных газов с галогенами, которые достигают наибольшего ресурса в случаях безэлектродных типов разряда — емко-
стного, барьерного, СВЧ (БЭЛэкси). Особенность этих ламп — излучение в ультрафиолетовом и вакуумном ультрафиолетовом диапазонах спектра с шириной отдельной линии 15.30 нм [12].
Наилучшие перспективы применения без-электродных ламп в сельскохозяйственных отраслях производства можно прогнозировать для серных, неоновых, экси СВЧ-ламп из-за их безртутно-сти и высокой отдачи, однако для этого необходимо решить вопросы надежности системы питания, повышения срока службы и снижения стоимости. Применение бэзэлектродных ламп наряду с ртутными лампами низкого и высокого давления типов ДБ и ДРТ в сельском хозяйстве может стать в ближайшее время более масштабным, так как прослеживается тенденция модернизации и создания новых УФ-облучателей, причем со степенью защиты, соответствующей условиям животноводческих помещений [13].
Наблюдаются положительные сдвиги в развитии традиционных разрядных ламп высокого давления (РЛВД) — ртутных (РРЛВД), натриевых (НЛВД), металлогалогенных (МГЛ). Увеличивается их типоразмерный ряд, появляются новые модификации, расширяется область применения в комплекте с лампами ВД электронных ПРА. Использование ЭПРА обеспечивает возможность регулирования потока излучения: для ламп ДНаТ при питании от ЭПРА зарубежных фирм (Tridonic, Philips, Osram) напряжением прямоугольной формы частотой 125.150 Гц (мощность 70, 100, 150 Вт) и отечественных изготовителей (МИР, DECSY, «Интелекон», «Промэнерго») напряжением, близким по форме к синусоиде, частотой 28.75 кГц (мощность 100, 150, 250). При этом допустимый диапазон изменения сетевого напряжения для отечественных ЭПРА составляет 140.254 В, для зарубежных — 180.254 В. Например, использование SON (ДНаТ) 150 Вт с ЭПРА типа HID-DynaVision позволяет за счет фазового регулирования снижать мощность ламп более чем на 50 % [14]. Для НЛВД и МГЛ мощностью 35.150 Вт налажено производство ЭПРА фирмы Vossloh-Schwabe (Германия).
Преимущества производимых промышленностью ЭПРА с РЛВД (НЛВД, МГЛ), РЛНД (ЛЛ типов Т8 и Т5) по сравнению с электромагнитными: экономичность (до 40 % экономии электроэнергии без изменения светотехнических показателей применяемых ламп за счет новых технических решений и технологий); долговечность (повышают срок службы ламп на 50 % за счет оптимального режима эксплуатации); бесшумность; надежность зажигания; автоматическое отключение при отказе лампы; повышенная эксплуатационная надежность; сокращение затрат на эксплуатацию (обслуживание светильников).
Результаты сравнительного анализа осветительных приборов и УФ-ламп по светоотдаче (эффективной отдаче), безртутности и другим показателям приведены соответственно в табл. 1 и 2 [15-17].
Вывод
Один из вариантов решения эколого-энерге-тических проблем в сельскохозяйственном производстве — внедрение новых источников излучения в светотехнических установках.
Список литературы
1. Альберсен, В. Новое поколение тонких люминесцентных ламп (диаметром 16 мм) и проблемы их эффективного использования / В. Альберсен, Х.-Х. Ланге // Светотехника. — 1997. — № 1. — С. 13-16.
2. Биушкина, М.Д. Особенности разработки и технологии изготовления высокоэффективных люминесцентных ламп в трубке Т5 / М.Д. Биушкина, В.Ф. Дадонов, Э.В. Девятых // Светотехника. — 2005. — № 1. — С. 46-48.
3. Дельман, К. О температурном режиме люминесцентных ламп Т5 с высокой световой отдачей / К. Дельман, Ш. Мюллер, Х. Рот // Светотехника. — 2005. — № 2. — С.36-37.
4. Гор, С. Компактные люминесцентные лампы: рабочее положение и цвет излучаемого света / С. Гор, Дж. Сандовал, Э. Коломбо // Светотехника. — 2005. — № 4. — С. 41-45.
5. Коган, Л.М. Светодиоды нового поколения для светосигнальных и осветительных приборов / Л.М. Коган // Новости светотехники, вып. 7-8 (34-35). — М.: Дом Света, 2001. — С. 47.
6. Гвоздев-Карелин, С.В. Новые электронные пускорегулирующие аппараты фирмы Оэгат: тезисы докладов V Междун. светотех. конф. «Свет и прогресс!» 2-5 сентября 2003 г. / С.В. Гвоздев-Карелин, Р. Хартманн. — СПб. — С. 64-66.
7. Белоцерковский, А.Г. Сверхъяркие светодиоды и осветительные устройства на их основе / А.Г. Белоцерковский, А.А. Виллисов, Т.И. Коханенко // Светотехника. —
2005. — № 4. — С. 48-49.
8. Вдовин, В.Г. Безэлектродные микроволновые источники света импульсно-периодического СВЧ-возбужде-ния разряда: тезисы докладов V Всерос. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы физики полупроводников и источников света / В.Г. Вдовин, Н.А. Вдовина // Мордов. гос. пед. ин-т. — Саранск, 2007. — С. 105-106.
9. Юшков, Д.Д. Безэлектродные ВЧ-лампы низкого давления: исследования и разработки, нацеленные на практическое применение: тезисы докладов V Междун. светотех. конф. «Свет и прогресс!» 2-5 сентября 2003 г. / Д.Д. Юшков, Л.Б. Прикупец. — СПб. — С. 60.
10. Бобков, Ю.В. Источники питания для безэлектрод-ных ламп с высокочастотным возбуждением разряда: тезисы докладов V Междун. светотех. конф. «Свет и прогресс!» 2-5 сентября 2003 г. / Ю.В. Бобков, Н.В. Матвеев, Н.Н. Стар-шинов, М.И. Уткин. — СПб. — С. 183-184.
11. Прикупец, Л.Б. Исключительное становится привычным! Источники света на международной выставке «Н^+ЬшМ^ — 2006» / Л.Б. Прикупец // Светотехника. —
2006. — № 6. — С. 75-79.
12. Соснин, Э.А. Эксилампы и новое семейство ультрафиолетовых облучателей на их основе / Э.А. Соснин // Светотехника. — 2006. — № 6. — С. 25-31.
13. Ашурков, С.Г. О некоторых разработках и новейших применениях УФ-облучателей с СВЧ безэлектродными
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 4'2008
Таблица 1
Технические характеристики источников света
Показатель ЛЛ (Т12) ЛЛ (Т8) ЛЛ (Т5) клл РРЛВД мгл БЭЛЛ БЭЛ нлвд сд
Мощность, Вт 15...80 4...36 14...35 5...36 50...1000 70...2000 80...200 100...1000 50...1000 1,2...9
Световой поток, лм 800...4250 120...2800 1400...3500 220...2900 1900...56 000 5500...200 000 7200... 18 000 17 000... 170 000 3300...130 000 30...220
Светоотдача, лм/Вт 50...60 48...78 98...104 65...87 38...63 79...105 84...92 160...178 66...150 21...40
Средний срок службы, ч 7500... 12 000 7500... 12 000 10 000...20 000 2000... 15 000 12 000...24 000 1500...20 000 50 000 50 000 10 000...28 000 60 000
Балласт Индуктив- ный Индуктивный или электронный Электронный Индуктивный или электронный Индуктивный Индуктивный или электронный Электрон- ный Электронный Индуктивный или электронный Резистивный, индуктивный или электронный
Стартер Требуется Требуется или не требуется Не требуется Встроен или отдельно Устройство зажигания Устройство зажигания Не требуется Не требуется Отдельно или в лампе Не требуется
Время пуска, мин 0 0 0 0 0 3 0 0 5 0
Интервал до повторного пуска 0 0 0 0 7 10 0 0 До 1 0
Экологичность Ртутьсодержащие Безртутные
Светильники для животноводческих помещений Выпуска- ются Выпуска- ются Не выпускаются Не выпускаются Разрабатыва- ются Разрабатыва- ются Не выпускаются Не выпускаются Разрабатыва- ются Не выпускаются
Таблица 2
Технические характеристики источников ультрафиолетового излучения
Показатель лэ ДБ (ТиУ) ДКБ ДРТ (НОК, НТК) БЭЛ индукционные (РегкіпЕІтег ЕС 9902-1) БЭЛ эксилампы ХеС1
Мощность, Вт 15...40 4...150 (15...30) 7...11 240...3000 (2000... 6000) 50...300 (До 3000) 300...650
Эффективная отдача, % УФ-В 2...4 1...2,2
УФ-С - 15...38 (26... 33) 21...32 2,5...5 (8... 12) 26...30 (10) 30
Средний срок службы, ч 3000...5000 3000...8000 5000...6000 1000...5000 50 000 1000...2000
Балласт Индуктивный Индуктивный Электронный Индуктивный Электронный Электронный
Стартер Требуется Требуется Не требуется Устройство зажигания Не требуется Не требуется
Время пуска, мин 0 0 0 3 0 0
Интервал до повторного пуска 0 0 0 7 0 0
Экологичность Ртутьсодержащие Безртутные
Облучатели для животноводческих помещений Выпускаются Выпускаются Не выпускаются Выпускаются Разрабатываются Разрабатываются
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
лампами: тезисы докладов V Междун. светотех. конф. «Свет и прогресс!» 2-5 сентября 2003 г. / С.Г. Ашурков, О.В. Геращенко, Е.И. Киселев [и др.]. — СПб. — С. 184-185.
14. Хайнц, Р. Характер работы разрядных ламп высокого давления при снижении мощности / Р. Хайнц // Светотехника. — 2005. — № 4. — С. 17-20.
15. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. — 3-е изд. перераб. и доп. — М.: Знак,
2006. — 975 с.
16. Васильев, А.И. Анализ современных промышленных источников бактерицидного ультрафиолетового излучения / А.И. Васильев, А.В. Красночуб, М.Е. Кузьменко [и др.] // Светотехника. — 2004. — № 6. — С. 42-45.
17. Алышев, С.В. Сравнительный анализ возможностей энергосбережения при использовании различных источников света: тезисы докладов VI Междун. светотех. конф. «Свет без границ!» 19-21 сентября 2006 г. / С.В. Алышев, Н.П. Меняйло. — Светлогорск. — С. 98-99.
УДК 631.53.G27.33.GG1.5
Л.В. Навроцкая, канд. техн. наук, доцент В.И. Загинайлов, доктор техн. наук, профессор А.В. Соболев, канд. техн. наук профессор
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В СЕМЕНАХ ОГУРЦА ПОСЛЕ ИХ ОБРАБОТКИ ВТО СОВМЕСТНО С ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
На протяжении всей своей истории человечество улучшало сорта сельскохозяйственных культур с целью увеличения их урожайности, укрепления устойчивости к болезням, увеличения продуктивности и т. д.
Одним из направлений улучшения качества сортов сельскохозяйственных культур является увеличение полезных макро- и микроэлементов и выведение вредных, таких как тяжелые металлы. Человеку необходимо употреблять большое количество полезных микро- и макроэлементов с пищей, так как из них в принципе состоит человеческий организм, и они со временем расходуются человеком при его жизнедеятельности.
Так, железо является составной частью многих ферментов и белков тела, участвующих в синтезе ДНК, играет важную роль в борьбе иммунной системы с бактериями и вирусами.
Активность более 200 видов ферментов в организме человека зависит от присутствия цинка. Цинк играет огромную роль в образовании гормонов, коллагеновых тканей и скелета, улучшении зрения.
Ионизированный кальций делает организм щелочным, начинается большее усвоение кислорода, и человек выздоравливает. Когда поступление кальция с пищей недостаточно, организм использует кальций самих костей, что приводит к хрупкости, ломкости костной ткани. Потребление кальция организмом человека с возрастом увеличивается.
Каким образом необходимые макро- и микроэлементы могут попасть в организм? Только вместе с едой! Поэтому необходимо стимулировать увеличение макро- и микроэлементов в продуктах питания человека.
Эти проблемы ученые пытаются решить и сегодня, используя различные химические и физические факторы воздействия. Одним из наиболее эффективных факторов воздействия на семена с целью стимуляции их развития является переменный электрический ток совместно с водотермической обработкой (ВТО), заключающейся в попеременной обработке семян водой контрастных температур*.
С целью экспериментальной оценки эффективности влияния данного способа на состав макро-и микроэлементов в семенах огурца исследовалось воздействие водотермической обработки совместно с переменным электрическим током на семена огурца сорта «Водолей». Контрольными образцами в опыте были необработанные семена. После указанной обработки семян наблюдается стимуляция развития растений, выросших из этих семян.
При совместной обработке семян водой контрастных температур и переменного электрического тока их помещали между медными пластинами конденсатора, находящимися в пластмассовой проницаемой для воды емкости. Пластины подключали к источнику переменного напряжения. Время обработки семян выбирали из условий максимальной стимуляции развития проростков.
После опыта выполняли химический анализ как обработанных, так и контрольных семян. В результате химического анализа выяснилось, что ко-
* Пат. 2268570 РФ, МПК А01С1/00. Способ стимуляции семян сельскохозяйственных культур и устройство для его осуществления / Л.В. Навроцкая. — Заявл. 12.07.2003, Опубл. 27.01.2006. Бюл. № 3. — С. 1.
