ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЛАБОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

Значение электростимуляции семян в повышении продуктивности полевых культур

Континентальный климат Курганской области создает сложные условия для получения высококачественного посевного материала. Затяжные осенние дожди затрудняют своевременную уборку урожая, снижая энергию прорастания и всхожесть семян яровой пшеницы. Использование для посева некондиционного посевного материала приводит к увеличению нормы высева и, соответственно, росту материальных затрат. Применение физических факторов для предпосевной обработки семян, в частности, слабого электрического тока, позволит повысить лабораторную и полевую всхожесть семян, определяющих уровень продуктивности культуры.

Проблема повышения урожайности сельскохозяйственных культур без снижения качества продукции с минимальными энергетическими затратами остается главной задачей сельскохозяйственной науки и практики.

В настоящее время АПК России переживает спад сельскохозяйственного производства. Удовлетворение потребности в сельскохозяйственных продуктах в значительной степени осуществляется за счет импортной продукции, в ряде случаев менее качественной, чем отечественная. В этих условиях перед АПК России стоит задача надежного обеспечения населения высококачественными продуктами питания и достижения стабильных экономических результатов производства. Поэтому разработка и использование таких агроприемов, которые при минимальных затратах обеспечивали бы повышение продуктивности растений является актуальным направлением исследований.

В современных экономических условиях необходима разработка нетрадиционных способов улучшения посевных качеств семян и повышения адаптивности культур к неблагоприятным факторам внешней среды. В связи с этим интерес представляют физические методы предпосевной обработки семян.

Многолетние исследования и производственная практика по применению электрических и магнитных полей, инфракрасного излучения для предпосевной обработки зерновых, овощных и технических культур позволили сделать вывод, что у семян в результате такой обработки в оптимальном режиме повышаются посевные качества, активизируются физиологические и биохимические процессы в растениях. Абсолютные значения по энергии прорастания, всхожести зависят не только от вида воздействия и режима, но и физиологического состояния семян в период обработки, при условии, что их жизнеспособность остается достаточно высокой. При этом условии семена с пониженными посевными качествами, обработанные в оптимальном режиме, значительно повышают лабораторную всхожесть.

Во многих районах страны, очень остро стоит проблема получения высококачественных семян яровой пшеницы. Это связано с повышенной требовательностью культуры к условиям выращивания, значительными колебаниями по годам, уровня ее урожая и качества семян.

Повышение качества семян возможно как за счет совершенствования, так и путем улучшения посевного материала в системе его предпосевной подготовки.

Известно большое количество методов повышения посевных качеств семян, и среди них в последнее время все большее внимание уделяется физическим факторам, как экологически чистым, обладающим широким спектром действия и имеющим ряд преимуществ перед традиционными способами предпосевной подготовки.

Среди менее изученных факторов воздействия на посевной материал сельскохозяйственных культур можно назвать электромагнитное поле. Установлена известная общность и однозначность ответной реакции семян и растений на различные физические воздействия. Электромагнитное поле может повышать всхожесть семян, влиять на интенсивность роста, содержание в растениях хлорофилла, витаминов и увеличивать на 10-15 % урожайность [10].

О существовании связи между электрическими явлениями и жизнью растений высказал мысль француз Ноле. В 1749 году он обнаружил, что электризация повышает всхожесть семян и ускоряет рост растений. Между корнем и стеблем во все периоды его роста существует электрическое напряжение постоянного тока, причем корень и почва имеют положительный потенциал по отношению к стеблю. Постоянное напряжение между корнем и стеблем растений находится в пределах 15-25 мв, а плотность тока достигает 4-8 мкА/см2 Эта электрическая энергия расходуется на физиологические процессы [36].

Имеются комплексные работы, в которых для обработки семян использовались ультрафиолетовые, лазерные устройства, коронный и высоковольтный электроимпульсный разряды. После испытания остановились на электроимпульсном [17].

Вопросами использования электромагнитных полей различного диапазона в процессе послеуборочной и предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур уделялось и уделяется большое внимание специалистами как сельскохозяйственного, так и общетехнического профиля. В настоящее время сельскохозяйственному производителю предлагается для использования широкий ряд технических средств и технологий по обработке семян сельскохозяйственных культур (послеуборочная сушка, предпосевная стимуляция и дезинфекция) различными электромагнитными полями [62].

Наиболее изученным направлением в электроструктуре является применение электромагнитного поля для предпосевной обработки семян. Многочисленные приемы и способы этого дела, устройства для существования уже находят широкое применение в практике.

Стоит вопрос об экономической целесообразности использования в растениеводстве разных факторов предпосевной обработки семян в действии, их технологичности.

Что происходит в биоструктуре семени под воздействием внешних факторов, чем определяется их стимулирующий эффект. Есть много гипотез, но нет единой теории, дающей точный расчет оптимальной технологии предпосевной обработки семян.

Разрабатывая методы электростимуляции семян и не имея на этот счет хороших теоретических предпосылок, экспериментатор, как правило, обращается к наблюдаемым природным явлениям.

Многочисленные эксперименты свидетельствуют, что пребывание семян в искусственном электромагнитном поле, по параметрам близкому к естественному, дает существенный эффект. Так, в одном из опытов набухающие семена салата поместили в электрическое поле напряженностью 180 В/м. И развитие растений ускорилось, но только при нахождении в зоне отрицательных зарядов. На результативности электровоздействий сказывается и свет; обработка семян при чередовании света и темноты (день-ночь) значительно ослабляла влияние электромагнитной обработки.

Семена огурцов, обработанные с помощью аппарата УВЧ-66, генерирующего токи частотой 40,7 Гц, с мощностью 20 Вт в течение 10 минут, повышали энергию прорастания, всхожесть. Отмечено увеличение продуктивности растений на 8-9 % [3].

Эффект наблюдался и при обработке семенного материала, путем высокого напряжения, но при малом времени воздействия и других параметрах электрического поля, но каждый при определенной продолжительности воздействия.

Разработан способ предпосевной обработки семян электромагнитными волнами низкой частоты. Обрабатываемые семена мятликовых культур помещают и выдерживают в магнитном поле катушки индуктивности при определенной для каждой культуры частоте поля и экспозиции обработки. Катушка индуктивности включается последовательно с конденсатором емкости, образующей с ней колебательный контур, подключенный к звуковому генератору. Обрабатываемые семена непосредственно в мешках помещают внутрь катушки индуктивности, размеры которой устанавливаются исходя из необходимой производительности установки для обработки. Рекомендуемые частоты магнитного поля для зерновых культур в пределах 2-20 кГц, экспозиция 5-20 мин. [4].

В ЧИМЭСХе установлено, что при обработке семян постоянным электрическим полем возрастает интенсивность поглощения ими воды, на 30-200 % усиливается дыхание, повышается активность фермента каталазы в проростках. В любом случае урожай яровой пшеницы возрастал на 5-15 %. Это происходило в основном за счет увеличения зерна в колосе (на 6-29 %) и выполненности зерна (на 2-6,5 %), а также большего числа растений, сохранившихся к уборке урожая [19].

При применении электрического поля повышалась всхожесть семян на 6-17 %, а урожайность - от 2,7 до 5,5 ц/га. Главным фактором повышения продуктивности следует считать увеличение энергии прорастания и полевой всхожести, сохранности растений к уборке, развитие более мощной корневой системы, стебля, колоса [17].

Огромный экспериментальный материал имеется в Челябинском институте механизации и электрификации сельского хозяйства. Обработку проводили в коронном и статистическом поле, отрицательного эффекта не обнаружено. Получено повышение всхожести на 2-4 %, остальные параметры на уровне контроля. Обработанные семена во время вегетации развивались быстрее. Оптимальный вариант для улучшения роста растений яровой пшеницы 5 кВт. В этом случае нет отрицательного эффекта от обработки. Напряженность поля и знак заряда влияют на развитие растений. Особенно следует отметить эффект действия отрицательного заряда [2]. Исследования, проведенные в Челябинском институте механизации, показали возможность использования электромагнитного поля для предпосевной обработки семян редиса, капусты. Повышение урожайности в результате обработки достигало 27 % [3].

Исследования показывали, что семена I поколения, полученные от семян, обработанных электрическим полем, на следующий год могут быть высеяны без дополнительной электрообработки их перед посевом. Урожайные качества семян, приобретенные в результате электрообработки, закрепляются в I и проявляются во II поколении. В III поколении эти качества проявляются слабо. Семена, полученные от обработанных в электростатическом поле, на следующий год не могут быть высеяны без дополнительной обработки [34].

При выборе наиболее оптимального способа предпосевной обработки семян первым ставится вопрос об экономической целесообразности его использования в растениеводстве. Исследования В. Голдаева [17] показывают, что наиболее перспективно для этих целей использовать поле коронного разряда.

Предпосевная обработка семян полем коронного разряда изменяет направленность физиологических процессов. Под влиянием предпосевной электрообработки семян ячменя сорта Тимирязевский 85 содержание нуклеиновых кислот в проростках увеличивалось по сравнению с контролем [59].

Эффективность воздействия во многом определяется режимом обработки. Основными параметрами режима обработки семян в поле высокого напряжения является напряженность электрического поля и экспозиция. Напряженность электрического поля находится в пределах 3-5 кВ/см, время обработки семян 10-30 сек.

Анализируя данные научных исследований, можно предположить, что одно и то же напряжение при обработке семян в разные календарные сроки вызывает различные реакции семян с незаконченным периодом послеуборочного дозревания. Каких-либо закономерностей в точном выборе оптимального напряжения, в зависимости от качества семян, не обнаружено и выявить лучший режим обработки без постановки экспериментальных исследований очень сложно, а часто практически невозможно.

В поле коронного разряда обрабатываются семена различных культур, но чаще всего предпосевное стимулирование осуществляется на семенах зерновых. У обработанных семян на 2-9 % повышается энергия прорастания и всхожесть. Эффект стимуляции тем сильнее, чем ниже качество посевного материала [9].

В.А.Тетюев [61] обрабатывал семена озимой ржи сорта Вятка и озимой пшеницы сорта Ульяновка при напряженности поля 1,5 и 3,0 кВ/см. Минимальный режим обработки повысил энергию прорастания и всхожесть исследуемых культур на 5-6, а максимальный режим на 10-15 %.

З.М. Хасанова [64] исследовала прорастание семян, обработанных в электрическом поле 5 кВ/см при экспозиции 1 -3 сек. Отмечено, что у обработанных семян при прорастании возрастает поглощение воды на 10-50 % от контроля, энергичнее идет дыхание проростков, увеличивается фотосинтез.

Эффективность предпосевной обработки во многом зависит от времени отлежки семян после стимуляционного воздействия. В зависимости от культуры эффект от предпосевного воздействия проявляется на 10-20 день и, с этой точки зрения, при планировании предпосевной обработки необходимы предварительные исследования.

Обработка семян полем коронного разряда положительно влияет на многие процессы жизнеобеспечения растений и, в конечном итоге, повышает урожайность зерновых культур. Прибавка урожайности по различным зонам Сибири и Казахстана составляет от 1,5 до 3,0 ц/га [4]. Предпосевная обработка семенного материала в условиях Среднего Поволжья в производственных условиях увеличивает урожайность зерновых культур на 10 %. Данная обработка положительно влияет на массу 1000 зерен, повышает количество продуктивный стеблей и тем самым увеличивает продуктивность посевов.

Прибавка урожайности от предпосевного стимулирования полем коронного разряда зависит и от времени обработки. Обработка семян в течение 1 сек. привела к повышению урожайности зерна яровой пшеницы до 10 %, а при экспозиции 5 сек, прибавка урожая составила 15-30 %.

Некоторыми авторами высказываются и противоположные суждения. И. Антонов [5] пишет, что при сортировании на электрообрабатывающей машине транспортерного типа стимулирующего влияния электрического поля не наблюдается, посевные и урожайные свойства семян не изменяются.

Много работ имеется по предпосевному стимулированию посадочного материала картофеля. Наблюдения показали, что обработка посадочного материала в электрическом поле вызвала увеличение количества прорастающих глазков и ускорение появления всходов на 2-3 дня по сравнению с контролем. В листьях опытных растений интенсивнее шли процессы биосинтеза хлорофилла и накопление сухого вещества. В результате электростимуляции посадочного материала урожай картофеля увеличился на 7 %, повысилось его качество.

Растения, выросшие из обработанных клубней, имели большее число стеблей, более равномерную облиственность, большую массу ботвы и площадь листьев. Снизилось поражение картофеля паршой и ризоктонией. Прибавка от обработки при режиме 5 кВ/см и 5 сек. экспозиции составила 21 %.

Имеются различные модификации способа обработки семян полем коронного разряда. И. Креймерис [44] предлагает семена замачивать в воде в течение суток, слегка подсушивать до исчезновения влаги на их поверхности, а затем подвергать кратковременному действию импульсами высокого напряжения. Семена можно обрабатывать токами высокой частоты с одновременным распылением воды на их поверхность.

Поле высокого напряжения может косвенно использоваться для повышения качества посевного материала. С развитием учения об атмосферном электричестве все больше накапливалось информации о непосредственном влиянии электрического поля, электрических зарядов на живые организмы. Электризация воздуха вблизи растений ускоряет их рост и развитие. Действие и последействие аэроионов отрицательной полярности сводится к усвоению их белками и ферментами. Находящиеся в зерне частицы белка несут на своей поверхности отрицательный заряд. Добавление отрицательных зарядов извне приводит к ускорению клеточных реакций. Обработка семян под электрофлювиальной лампой (напряжение 85 кВ) повышает их всхожесть на 10-15 %.

У растений, выросших из обработанных в течение 5 мин. семян, улучшается развитие корневой системы и надземной массы. На 8-10 '% повышается урожайность.

Обработка семян полем коронного разряда является одним из отработанных и технически совершенных способов физического воздействия. Но и при его использовании в сельскохозяйственном производстве имеется много сложностей. Исследования показывают, что всхожесть семян под воздействием поля коронного разряда на семенах высоких кондиций существенно не повышается, она чаще всего находится на уровне контроля. Произошедшие изменения в качестве посевного материала под воздействием поля коронного разряда сказываются непосредственно весной при появлении всходов.

Повышение полевой всхожести семян зависит от их исходного качества и способности положительно реагировать на подобные воздействия.

Анализ эффективности использования электрообработки на семена сельскохозяйственных культур, выполненный учеными (Фоканов А.М., Шевелуха В.С., Бородин И.Ф.) показывает, что прибавка урожайности от воздействия на семена составляет в среднем 5-20 % [63].

Для быстрейшего включения электростимуляции посевного материала в существующую технологию возделывания сельскохозяйственных культур разработаны методы обработки семян током с промышленной частотой 50 Гц. При разных режимах такой обработки в проростках культуры значительно возрастает содержание нуклеиновых кислот, аминокислот и сахаров, интенсивность фотосинтеза повышается на 11-37 % [19].

Предпосевная обработка семян зерновых культур слабым электрическим током не всегда дает положительные результаты. Одной из главных причин, приводящих к нестабильности эффекта стимуляции при предпосевной обработке семян, является отсутствие достаточно строго способа дозирования электровоздействия. Принятое в настоящее время задание режима обработки по параметрам внешнего электрического поля не обеспечивает получения семенами с различными значениями влажности и температуры одинаковой дозы. Необходимо создавать более эффективные способы дозирования электровоздействия [43].

Существуют различные способы обработки семян электрическим полем. Семена подвергают воздействию 40-69 циклов пульсации электрического поля с максимальным значением напряжения в каждом цикле 30-50 В с общей продолжительностью одного цикла пульсации напряжения 1 сек. Напряжение в каждом цикле пульсации поля снижают по закону затухающего колебания. Переменное электрическое поле может положительно влиять и на сухие семена, что упрощает процесс предпосевной обработки.

Имеются способы предпосевной обработки семенного материала, которые предлагают его применение в электрическом поле или сочетание постоянного электрического поля с вращающимся электромагнитным [87].

Полученные во многих институтах положительные результаты электрообработки семян различных сельскохозяйственных культур позволили начать широкое внедрение этого способа в производство. В ЧИМЭСХ изготовлена серия электрообрабатывающих машин, включающих транспортерные, барабанные и камерные.

Наибольшее распространение из них получила машина марки ЭОМ -Т. Работает она следующим образом: зерно из бункера поступает на транспортерную ленту, являющуюся некоронирующим электродом. Семена, двигаясь по ленте, проходят под электродом, на который подается высокое напряжение, и затем поступают в загрузочное устройство. Напряженность поля от 4*105 до 5*105 В/м, время обработки 2-3 с.

Разработаны и нашли практическое применение различные варианты электростатического сепарирования. Сама по себе эта операция весьма трудоемка, состоит из многократного просеивания материала через сита с отверстием разного диаметра, и одновременно, за счет биологической стимуляции, повышает качество семенного материала.

В многочисленных экспериментах с большой точностью установлено, что в обработанных электричеством семенах активизируется ферментативная деятельность мембран, быстрее идет распад запасенных энергетических материалов. Следовательно, электромагнитное поле досрочно запускает механизм проростков семян и, возможно, в какой-то мере подкрепляет их энергетические ресурсы. Однако так происходит не всегда. В ходе экспериментов почти у всех исследователей, занимающихся этими вопросами, сложилось убеждение, что на полноценных семенах положительное действие электрообработки не проявляется [16].

Использование для обработки семян электрического тока низкого напряжения может дать большой экономический эффект, но для этого нужны высокопроизводительные устройства, которые бы позволили при минимальных затратах энергии провести стимуляцию посевного материала.

Для обработки семян зерновых культур электрическим током предлагается устройство, включающее бункер для семян, рабочий транспортер из электропроводящего материала, разделенный на ячейки электронепроводящими выступами. Над рабочим транспортером смонтированы: бак для воды с распылителями и эластичные электроды, подключенные к источнику электрического тока.

При обработке семян слабым электрическим током основная задача состоит в равномерном воздействии на зерновки, что не всегда достигается из-за слабой электропроводности зерновой массы. Эластичные электроды не в состоянии обеспечить надежный контакт с обрабатываемыми семенами и в этом случае приходится уменьшать слой обрабатываемых семян. Качество и производительность обработки может быть повышена при использовании устройств, в которых перемещающая семена система, одновременно является и обрабатывающей. Разработано устройство, состоящее из бункера для семян, скатной доски, под которой установлены емкость с водой и распылитель. Обрабатывающий блок выполнен в виде электропроводящих валиков, вращающихся в одном направлении и подключенных периодически к разной полярности источнику электрического тока. Применение данного устройства позволит с минимальным расходом электрической энергии обработать семена зерновых культур и повысить их посевные качества.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение новых физических способов предпосевной подготовки семян яровой пшеницы положительно сказывается на росте, развитии растений и их урожайности. Растения, выросшие из обработанных семян, лучше развиваются, а потом легче переносят неблагоприятные погодные условия, дают большую урожайность.

Также следует отметить, что данные способы подготовки семян к посеву экологически безопасны, технологичны, энергетически малоемки и экономически эффективны, что дает им преимущество перед традиционными способами подготовки семян к посеву [41].

Результаты многолетних исследований показывают, что независимо от вида воздействия (постоянное или переменное магнитное, электрическое поле, радиоволны, лазерное излучение и т.д.) активизация семян дает практически одинаковое повышение урожайности. Данное обстоятельство порождает проблему выбора оптимального вида и дозы физического фактора, воздействующего на семена. Предпочтение следует отдать тому электрофизическому способу, который более доступен, прост в эксплуатации, дешевле, менее энергоемок и экологически чист, отличается максимальной универсальностью [12].

Таким образом, перспектива внедрения физических воздействий в технологию возделывания сельскохозяйственных культур и их возрастающая роль в наращивании продовольственного фонда не вызывают сомнений.

Приведенный обзор научной литературы по изучаемому вопросу показывает огромную степень изученности способов предпосевной обработки семян физическими воздействиями и широкое практическое применение в сельскохозяйственном производстве.

Немаловажное значение имеет применение обработки семян гуматом натрия. Гумат натрия предназначен для решения проблем повышения продуктивности растениеводства. Препарат представляет комплекс подвижных соединений гуминовых и фульвокислот с азотом, фосфором, калием, микроэлементами. Использование его в оптимально небольших количествах активизирует процесс обмена веществ, усиливает дыхание, синтетические процессы и поступление минеральных веществ из почвы, повышает устойчивость растений к стрессовым факторам вегетационного периода в засушливые, влажные и холодные годы, к повышенным дозам минеральных удобрений. Стимулятор не токсичен, не мутагенен, не обладает кумулятивными свойствами, проявляет иммуностимулирующие и адаптогенные свойства. Биостимулятор увеличивает полевую всхожесть семян, усиливает корнеобразование, кустистость, количество и массу зерен в колосе, клубней в кусте, повышает устойчивость всходов к полеганию, увеличивает энергию прорастания и всхожесть зерна и семян нового поколения [66].

Наиболее широко изучена эффективность применения гумата натрия как в полевых опытах, так и в производственных условиях на полях сельскохозяйственных предприятий. Испытания позволили выявить оптимальные способы, сроки и концентрации применения препарата. Лучшим способом применения гумата явилась совместная обработка семян перед посевом раствором препарата с концентрацией гуминовых кислот 0,75 — 1% и опрыскивание вегетирующих растений с концентрацией гуминовых кислот 0,01%. Прибавка урожайности пшеницы составляет в среднем 2,9 ц/га [88].

Преимуществами препарата являются: повышенное содержание биологически активных веществ; низкая себестоимость препарата; невысокие дозы применения для предпосевной обработки семян, корневой подкормки и опрыскивания вегетирующих растений; высокая эффективность применения.

Обработка семян слабым электрическим током, с технической точки зрения, наиболее сложная. На сухие семена слабый электрический ток не оказывает стимулирующего влияния, а влажные семена после электрообработки необходимо подсушивать и расходовать на это большое количество энергии.

В сельскохозяйственном производстве для предпосевной обработки семян используются такие физические воздействия, как магнитное поле, ультрафиолетовые лучи, лучи лазера. Широкое распространение получил способ предпосевной обработки семян электрическим током высокого напряжения. Поле коронного разряда напряженностью 5 кВ/см стимулирует процесс прорастания семян, повышается полевая всхожесть и увеличивается продуктивность возделываемых культур.

Однако использование поля высокого напряжения не безопасно для обслуживающего персонала и требует специальной защиты от поражения электрическим током. Ток высокого напряжения на семена действует своеобразно, он стимулирует развитие полноценных зерновок и ингибирует ослабленные. Обработка некондиционных по всхожести семян может снизить их посевные качества.

Определенные сложности представляет отбор партий семян, лучше реагирующих на физические воздействия. Семена с высокими посевными качествами слабо отзываются на предпосевную обработку, в этом случае для выявления эффекта стимуляции используют различные ингибиторы прорастания.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту может быть А.С. № 1625364. Устройство для электростимуляции семян включает бункер для семян, рабочий транспортер и опрыскиватель, прикатывающий валик. Под верхней ветвью транспортера смонтированы электроды в виде токопроводящих пластин и емкость для сбора жидкости. Лента транспортера выполнена в виде чередующихся электропроводящих полос, покрытых сверху пористым водопоглощающим материалом с неэлектропроводящими полосами, на поверхности которых имеются отверстия, причем электропроводящие полосы выше неэлектропроводящих. Токопроводящие пластины различной полярности подключены поочередно к электропроводящим полосам. В нижней части транспортера имеется очищающий валик, а поверхность прикатывающего валика покрыта мягким материалом.

Устройство позволяет провести обработку семян слабым электрическим током в течение 5-10 сек. Однако для большинства партий семян подобная степень воздействия оказывается недостаточной для стимуляции прорастания. Наибольшая продуктивность от электростимуляции семян слабым электрическим током проявляется при увеличении степени воздействия до 1 - 3 мин. Отмеченный режим работы описанное устройство обеспечить не может.

Целью следующего изобретения является увеличение диапазона воздействия на семена слабым электрическим током.

На рисунке 23 схематично изображено устройство для обработки семян электрическим током. Оно включает бункер 1 для семян, транспортер 2 и электроды 3, подключенные к источнику электрического тока 4, отличающееся тем, что электроды смонтированы в камере 5, снабженной разбрасывателем 6 семян и установленной над транспортером, лента 7 которого имеет выступы 8. При этом над камерой смонтирован вращающийся барабан 9, в полой оси 10 которого с одной стороны, расположена воронка 11 для семян и выпускные окна 12, а с другой стороны установлены форсунки 13, подключенные к резервуару 14 с водой.

Устройство для обработки семян электрическим током

Рисунок 23 - Устройство для обработки семян электрическим током

Работает устройство следующим образом. Семена (например, яровой пшеницы) загружаются в бункер 1 и подаются в воронку 11 через выпускное окно 12, падают в барабан 9. Вода из форсунки 13 нагнетается в барабан 9 и увлажняет семена. Количество воды составляет 4-5 л на 1 т семян. За счет вращения барабана 9 происходит перемешивание зерновой массы, она постепенно выходит из барабана и падает на разбрасыватель 6 семян. Происходит заполнение камеры 5 и увлажненные семена располагаются между электродами 3, на которые из источника 4 подается электрический ток, напряжением 30 В. После истечения времени обработки (2 -3 мин.) включается транспортер 2 и лента 7 выступами 8 забирает семена из камеры 5. Режим обработки определяется интенсивностью загрузки и разгрузки зерновой массы. Медленная подача и отгрузка семян увеличивает время обработки.

Предварительная оценка предназначенной для обработки партии семян проводится следующим образом. В растильню с водой помещается вставка, обернутая фильтровальной бумагой, и на нее раскладываются обработанные и необработанные семена в количестве 100 шт. Повторность 3- 4-кратная. Предварительно определяется масса 100 зерен. Растильни с семенами закрывают и ставят в термостат с температурой 20°С. Через 5-6 часов исследуемые семена убирают с фильтровальной бумаги, взвешивают и рассчитывают интенсивность набухания. Если обработанные семена поглотили больше влаги, то в них интенсивнее идут окислительно- восстановительные процессы и они будут лучше прорастать, больше сформируют органической массы.

Использование предлагаемого изобретения позволит провести стимулирование семян зерновых и зернобобовых культур в широком диапазоне воздействия и дополнительно получить 3-5 ц/га.

Обработка семян зерновых культур полем коронного разряда является одним из наиболее отработанных и технически совершенных способов физического воздействия. Но и при его использовании в сельскохозяйственном производстве имеется много сложностей. Исследования показывают, что всхожесть семян под воздействием поля коронного разряда на семенах высоких кондиций существенно не повышается, она чаще всего находится на уровне контроля. Произошедшие изменения в качестве посевного материала сказываются непосредственно весной при появлении всходов.

Существующие устройства в большинстве случаев не обеспечивают оптимальный режим воздействия электромагнитного поля. В этом случае приходится подвергать семена 2-3-кратной обработке, что приводит к их травмированию и делает предпосевной стимулирование экономически невыгодным.

В связи с этим предлагается устройство для обработки семян полем коронного разряда. Оно состоит из бункера 1 для семян, рамы 2, на которой в единый блок 3 смонтированы электропроводящие валики 4 вращающиеся вокруг своей оси, соединенные с высоковольтным генератором 5 электрического тока. Один конец блока соединен шарнирно на раме, другой - с возможность изменения своего горизонтального положения через регулировочный узел 6. В конце блока имеется скатная доска 7 (рисунок 24).

Устройство для обработки семян полем коронного разряда

Рисунок 24 - Устройство для обработки семян полем коронного разряда

Семена яровой пшеницы из бункера 1 подаются на вращающиеся валики 4 и по ним двигаются к скатной доске 7. При движении семена периодически попадают в пространство между валиками 4, где создается поле коронного разряда.

Под воздействием ПКР семена обрабатываются, частично обеззараживаются озоном, за счет чего повышается их полевая всхожесть. Наличие регулировочного узла 6 позволяет изменить горизонтальное положение блока 3 и тем самым увеличить или уменьшить интенсивность воздействия ПКР на посевной материал.

Для определения качества посевного материала на кафедре растениеводства Курганской ГСХА были проведены лабораторные опыты по изучению следующих параметров:

  • 1. Всхожесть стандартная (ГОСТ 12038-84);
  • 2. Сила роста в песке (ГОСТ 12042-80);
  • 3. Оценка качества посевного материала по слабым и сильным семенам (заявка на изобретение № 2007139190);
  • 4. Интенсивность набухания семян яровой пшеницы;
  • 5. Интенсивность окрашивания семян в растворе йода;
  • 6. Определение pH водной вытяжки из раствора.

Для определения эффективности и оптимизации режима обработки семян пшеницы слабым электрическим током был проведен полевой опыт, включающий следующие варианты:

  • 1. Контроль (без обработки семян);
  • 2. Обработка семян слабым электрическим током 10 В в течение 10 сек.;
  • 3. Обработка семян - 10 В в течение 30 сек.;
  • 4. Обработка семян - 10 В в течение 1 мин.;
  • 5. Обработка семян - 10 В в течение 3 мин.;
  • 6. Обработка семян - 10 В в течение 5 мин.;
  • 7. Обработка семян гуматом натрия (0,75-1 % раствор);
  • 8. Обработка семян гуматом натрия + 10 В, и мин.;
  • 9. Обработка семян слабым электрическим током 36 В в течение 10 сек.;
  • 10. Обработка семян - 36 В в течение 30 сек.;
  • 11. Обработка семян - 36 В в течение 1 мин.;
  • 12. Обработка семян - 36 В в течение 3 мин.;
  • 13. Обработка семян - 36 В в течение 5 мин.;

В полевых опытах размер делянки 30 м2, повторность четырёхкратная, расположение вариантов систематическое. В опыте использован среднеспелый сорт яровой пшеницы Терция. Норма высева - 5,5 млн. всхожих зерен на гектар, срок посева - начало третьей декады мая.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >