CC BY
80
УДК 631.53.02
ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ ПЕРЕМЕННЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ НА ВСХОЖЕСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ИСХОДНОЙ
ВЛАЖНОСТИ
© 2012 г. М.Г. Федорищенко, А.С. Казакова, Н.И. Шабанов, М.В. Жолобова
Рассмотрено влияние продолжительности предпосевной обработки семян ярового ячменя переменным магнитным полем промышленной частоты на всхожесть в зависимости от их исходной влажности.
Ключевые слова, переменное магнитное поле, предпосевная обработка, семена, ячмень, всхожесть, влажность.
Influence of duration of barley seeds pre-sowing treatment by alternating magnetic field of industrial frequency on seeds germination depending on their initial humidity is considered.
Key words: alternating magnetic field, pre-sowing treatment, seeds, barley, germination, humidity.
В современных условиях
растениеводство требует
энергосберегающих, экологически чистых и экономически эффективных технологий, способных повысить урожайность
сельскохозяйственных культур. Полевая всхожесть зерновых культур в посевах различных зон страны колеблется от 70 до 80%, при этом от 20 до 30% высеваемых семян теряется [1]. В масштабах страны эти потери составляют от 8 до 10 млн тонн отборного зерна плюс недобор урожая из-за изреженности стеблестоя.
Разработка новых технологий и техники, позволяющих интенсифицировать обработку семян с целью улучшения их посевных качеств, требует данных, объясняющих механизм стимуляции семян физическими факторами. Механизм передачи энергии электрическими и магнитными полями связан со свободной и связанной водой в семени, которая является приемником и передатчиком энергии облучения. Особенностью активированной магнитным полем воды является наличие в ней свободной наведенной энергии со случайным характером изменения величины и частоты [2]. Требуется определить характеристики случайного процесса на выходе динамической системы при наложении гармонического воздействия со стороны источника с частотой 50 Гц. Это даст возможность оценить параметры ответной реакции системы и определить
характеристики электромагнитного устройства (источника) для предпосевной обработки семян. Для решения этих задач применялась теория случайных функций. Нами использовалась одномерная динамическая модель, в которой входной величиной является энергия магнитного поля тока намагничивания W(t), заданная
спектральной плотностью Sx(o), а выходной - свободная энергия водной системы G(t), заданная преобразованной
спектральной плотностью Sy(O),
учитывающей влияние окружения.
Sy(o) = | W(ia>) | 2 Sx(o), (1)
где | W(io) | - квадрат модуля передаточной функции;
о = 2nf - частота спектральной плотности.
Тогда, зная спектральную плотность на входе системы
Sx(o)
1
п а2 +Я2’
(2)
можно получить спектральную плотность на выходе системы,
Sy(o)
D 1 1
2 , ^2 л , 2п^2 ,
п о +А 1 + о Т
(3)
где Т - постоянная времени системы.
По известным значениям
математического ожидания my и дисперсии Dy можно определить величину выходного параметра по формуле
Yy =Vml + Dy . (4)
Сведения об энергетическом состоянии активированной магнитным полем воды, которая используется растительной клеткой, позволят внести вклад в совершенствование технологии и конструкции аппаратов для предпосевной обработки семян переменным магнитным полем промышленной частоты.
В наших исследованиях учитывали опыт, полученный при создании устройств электромагнитной обработки жидкостей, сыпучих влажных материалов и магнитной предпосевной обработки семян УВЭ-10 [5], УСЭ-15 [3, 6].
Опыты проводили на лабораторной установке, состоящей из
усовершенствованного модуля УСЭ-15 и устройства
автоматического управления. В рабочей
камере усовершенствованного модуля создавалось переменное магнитное поле (МП ПЧ), обеспечивающее оптимальную для предпосевной обработки семян индукцию 0,03 Тл [2]. Лабораторная установка представлена на рисунке 1.
Целью исследований являлось определение влияния продолжительности обработки МП ПЧ на всхожесть семян ячменя в зависимости от их исходной влажности.
Усовершенствованный модуль был подключен к устройству автоматического управления. Семена обрабатывали МП ПЧ в течение 0,5; 1; 3; 5; 7 и 9 секунд и сразу же высевали. В работе использовали семена ярового ячменя сорта Максим.
Семена проращивали в рулонах при температуре +20 оС на дистиллированной воде согласно ГОСТ 12038-84 [4].
Рис. 1. Лабораторная установка
Влажность семян ярового ячменя определяли микропроцессорным
электронным прибором WILE-55 (номер калибровки 61060095). Полученные результаты подвергали статистической обработке.
Обработку данных проводили Microsoft Excel 2010, построили линии тренда и получили уравнения, отражающие зависимости всхожести семян ячменя от продолжительности обработки МП ПЧ при различной исходной влажности.
В контроле при влажности семян ярового ячменя 9,5% без обработки МП ПЧ всхожесть составила 82%.
После обработки контрольных семян МП ПЧ всхожесть увеличилась и составила от 90 до 93% при продолжительности обработки МП ПЧ до 3 секунд, при обработке более 3 секунд показатели всхожести уменьшились до всхожести необработанных семян.
Влажность семян моделировали путём кратковременного их замачивания на дистиллированной воде и последующего выдерживания в течение суток в закрытом пакете.
Результаты проведённых опытов представлены на рисунке 2.
Таблица
Количество воды, используемое для получения определённой влажности семян
Влажность, % 11 14,6 16 18 22 24,3 28,5
Масса воды на 100 г семян 0,50 3,71 4,98 6,79 10,41 12,49 16,29
Рис. 2. Зависимость всхожести от продолжительности обработки семян ярового ячменя в МП ПЧ при исходной влажности семян от 9,5 до 28,8%
При влажности семян от 11 до 28,5% и продолжительности обработки МП ПЧ до 3 секунд всхожесть увеличилась и составила от 90 до 98%, при продолжительности обработки свыше 3
секунд всхожесть семян ячменя уменьшилась до всхожести
необработанных семян. При
продолжительности обработки семян ярового ячменя МП ПЧ от 0,5 до 1 секунды
и исходной влажности семян от 16 до 18% величина показателя всхожести максимальная и составила 98%.
Выводы
1. Свободная и связанная вода в
семени ярового ячменя является приемником и передатчиком энергии переменного магнитного поля
промышленной частоты.
2. При продолжительности обработки семян от 0,5 до 1 секунды, исходной влажности семян от 16 до 18% и индукции МП ПЧ 0,30 Тл величина показателя всхожести максимальная и составила 98%.
3. Полученные данные о зависимости всхожести семян ярового ячменя от продолжительности обработки МП ПЧ и исходной влажности семян позволят совершенствовать предпосевную обработку семян.
Литература
1. Ерешко, А.С. Ячмень: от селекции к производству / А.С. Ерешко. - Ростов-на-Дону: ООО «Терра», 2005. - 184 с.
2. Федорищенко, М.Г.
Совершенствование процесса
предпосевной обработки семян зернового сорго переменным электромагнитным полем промышленной
частоты: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / М.Г. Федорищенко. - Санкт-Петербург, 2000. -150 с.
3. Физико-технические проблемы
создания новых технологий в
агропромышленном комплексе: материалы VI Российской научно-практической конференции. - Ставрополь:
Ставропольское изд-во «Парагаф», 2011. -204 с.
4. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести: ГОСТ 12038-84; Введен 01.07.86. Москва; ИПК Изд-во стандартов. 2004. - С. 34-38.
5. Пат. 2063384 RU, МКИ6 С 02F 1/48.
Устройство для электромагнитной
обработки жидкостей / Федорищенко Г.М., Федорищенко М.Г. № 93057822/26; заявл. 29.12.93; опубл. 10.07.96 // Изобретение. -1996. - № 19. - С. 196.
6. Пат. C1 2193833 RU, 7 А 01 С1/00. Установка для предпосевной обработки семян / Таранов М.А., Стародубцева Г.П., Бондаренко П.А., Федорищенко М.Г.; заявитель и патентообладатель Азово-Чер-номор. гос. агроинж. акад. -2000115106/13; заявл. 09.06.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2002. - № 34 (ч. II). - С. 149.
Сведения об авторах
Федорищенко Михаил Геннадьевич - канд. техн. наук, доцент кафедры безопасности технологических процессов и производств Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)35-9-96.
E-mail: [email protected].
Казакова Алия Сабировна - д-р биол. наук, профессор кафедры агробиотехнологии Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Тел. 8(86359)35-9-96. E-mail: [email protected].
Шабанов Николай Иванович - д-р техн. наук, профессор кафедры безопасности технологических процессов и производств Азово-Черноморской государственной
агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел.: 8(86359)42-5-75. E-mail: [email protected].
Жолобова Мария Владимировна - аспирантка кафедры безопасности технологических процессов и производств Азово-Черноморской государственной
агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359)40-6-52. E-mail: [email protected].
Information about the authors
Fedorishchenko Michael Gennadievich - Candidate of Technical Sciences, associate professor of the safety of technological processes and productions department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359)35-9-96.
E-mail: [email protected]
Kazakova Aliya Sabirovna - Doctor of Biological Sciences, professor of the agrobiotechnology department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 35-9-96. E-mail: [email protected].
Shabanov Nikolai Ivanivich - Doctor of Technical Sciences, professor of the safety of technological processes and productions department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 42-5-75 E-mail: [email protected].
Zholobova Maria Vladimirovna - post-graduate student of the safety of technological processes and productions department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 40-6-52 E-mail: [email protected].
