Автореферат диссертации по теме "Стимуляция корнеобразования черенков винограда электрическим током"

На правах рукописи

КУДРЖОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ

СТИМУЛЯЦИЯ КОРНЕОБРАЗОВАНИЯ ЧЕРЕНКОВ ВИНОГРАДА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Специальность 05.20.02- электрификация сельскохозяйственного производства

Краснодар -1999

Работа выполнена в Кубанском государственном аграрном университете.

Научные руководители: кандидат технических наук, профессор ПЕРЕКОТИЙ Г.П. кандвдат сельскохозяйственных наук, доцент РАДЧЕВСКИЙ П.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гайтов Б.Х. кандидат технических наук, доцент Эвентов С.З.

Ведущее предприятие:

Крымская селекционно-опытная станция.

Защита диссертации состоится " /■? " 999 г. в " час. на

заседании диссертационного совета К 120,23.07 Кубанского государственно-го.аграрного университета по адресу 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, факультет электрификации, зал заседаний совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГАУ.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент * ¿/И.г. Стрижков

рм -Ш ЗЛ о ясУ-С.^ 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Перспективы дальнейшего развития виноградарства нашей страны требуют резкого увеличен:« производства посадочного материала, как основного фактора, задерживающего освоение новых площадей под виноградники. Несмотря на применение рада биологических и агротехнических мероприятий по увеличению выхода первосортных корнесобст-венных саженцев, до настоящего времени их выход в некоторых хозяйствах крайне низок, что сдерживает расширение площадей виноградников.

Современное состояние науки даёт возможность управлять этими факторами посредством разного рода стимуляторов, в го.м числе и электрических, с помощью которых оказывается возможным активно вмешиваться в жизненный процесс растения и ориентировать его в нужном направлении.

Исследованиями советских и зарубежных учёных, среди которых следует отметить работы В.И. Мичурина, A.M. Басова, И.И. Гунара, Б.Р. Лазарен-ко, И:Ф. Бородина, установлено, что электрофизические методы и способы воздействия на биологические объекты, в том числе и на растительные организмы, в ряде случаев дают не только количественные, но и качественные положительные результаты, недостижимые с помощью других методов.

Несмотря на большие перспективы применения электрофизических методов управления жизненными процессами растительных организмов, внедрение этих способов в растениеводстве задерживается так как до сего времени ещё недостаточно изучены механизм стимуляции и вопросы расчёта и конструирования соответствующих электроустановок.

В связи с вышесказанным разрабатываемая тема является весьма актуальной для виноградного питомниководства.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является сюоснование режимных и конструктивных параметров установки для стимуляции корнеобразования черенков винограда электрическим током.

Для достижения этой цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать токопроводящие свойства виноградных черенков.

2. Определить интенсивность стимуляции корнеобразования виноградных черенков от параметров электрического тока, воздействующего на них.

3. Исследовать влияние режимных и конструктивных параметров цепи подвода электрического тока к черенкам на результативность и энергетические показатели процесса стимуляции.

4. Обосновать оптимальные конструктивные и режимные параметры электродных систем и источника питания установки для стимуляций корнеобразования виноградных черенков электрическим током.

Объект исследования. Исследования проводились на черенках вино-| рлда сорта Периенец Магарача.

Научная новизна работы. Выявлена зависимость плотности тока, проникающего по черенку винограда как объекту электрообработки, от напря-, жённости электрического поля и экспозиции. Установлены режимы электрообработки (напряжённость электрического поля, экспозиция), соответст-нующие минимальным затратам энергии при максимальной эффективности стимуляции. Обоснованы параметры электродных систем и источника питания для электростимуляции черенков винограда.

Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности улучшения корнеобразования черенков винограда

посредством стимуляции их электрическим током. Полученные зависимости и разработанная методика расчёта позволяют определить параметры установки и энергетически выгодные режимы электрообработки черенков винсьг-града.

Реализация результатов исследований. На основании проведённых исследований разработаны рекомендации по обоснованию режимов работы и параметров установки для предпосадочной обработки черенков винограда электрическим током, которые использованы при разработке опытного образца установки.

Установка для предпосадочной обработки черенков винограда внедрена в 1998 г. в АОЗТ «Родина» Крымского района Краснодарского края. Изготовление установки для предпосадочной электрообработки черенков произведено на кафедре «Применение электрической энергии» факультета электрификации Кубанского госагроуниверситета.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на:

1. Ежегодных научных конференциях Кубанского ГАУ, г. Краснодар, 1992-1999 г.

2. Краевой конференции по вопросам научного обеспечения сельскохозяйственного производства в рамках «Второй школы-семинара молодых учёных», Кубанский ВНИИ риса, г. Краснодар, 1997 г.

3. Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве», ВИЭСХ, Москва, 1998г.

4. Научно-практической конференции «Ресурсосбережение в АПК Кубани», Кубанский ГАУ, Краснодар, 1998 г.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 3 таблицы и состоит из введе-

ния, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 109 наименований, в том числе 7 на иностранных языках, приложений.

В первой главе рассмотрены способы стимуляции корнеобразования черенков винограда; проведён анализ современного состояния процесса обработки растительных объектов электрофизическими методами.

Результаты анализа литературных источников показывают, что виноградарство и его составная часть - питомниководство нуждается в повышении выхода и качества посадочного материала винограда. Для получения первосортных саженцев винограда требуется предварительная подготовка черенков перед посадкой. Среди ряда известных способов предварительной подготовки виноградных черенков, в основе которых лежит стимуляция обмена веществ и выделения ауксинов, наиболее перспективным является обработка их электрическим током.

Вопросами использования электрического тока для обработки растительных объектов посвящены работы таких учёных как И.Ф. Бородина, В.И. Баева, Б.Р. Лазаренко, И.И. Мартыненко и других.

Протекание электрического тока по растительным тканям вызывает различные последействия, специфичность которых определяется дозой обработки. В настоящее время установлена принципиальная возможность осуществления электрообработки растительных объектов с целью стимуляции развития и роста растений, стимуляции прорастания семян, интенсификации сушки, уничтожения нежелательной растительности, прореживания всходов, ускорения созревания листьев табака, подсолнечника, стерилизации корней и стеблей хлопчатника.

Однако имеющиеся в известных литературных источниках результаты ранее

проведённых исследований недостаточны для обоснования режимных и конструктивных параметров установки для предпосадочной электростимуляции черенков винограда по ряду причин, главными из которых являются:

Исследование черенков винограда, как объектов электрообоработки, проведено без учета специфичности их анатомического строения при условиях, отличающихся от реальных условий электрообоработки;

Недостаточно полно раскрыт механизм воздействия стимулирующих факторов электрического тока на растительную ткань и отсутствуют сведения об определяемых этим механизмом оптимальных условий обработки;

Рабочие органы, для которых исследованы и обоснованы режимные и конструктивные параметры, или предназначены для электрообработки растительных объектов, существенно отличающихся от черенков винограда, или имеют особенности, исключающие их применение для предпосадочной электрообработки черенков винограда.

Всё это позволило определить задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе на основании известных зависимостей воздействия электрического тока на растительные объекты проведено теоретическое исследование П1 зцесса обработки черенков винограда электрическим током.

Растительные ткани обладают активно-ёмкостной проводимостью только при малых уровнях напряжённости электрического поля. При увеличении напряжённости до значения, необходимого для проявления стимулирующего действия электрического тока, поляризационные свойства растительной ткани исчезают и её можно рассматривать как элемент электрической цепи, обладающей активной проводимостью.

Снижение энергетических и материальных затрат при электрообработке растительных тканей может быть достигнуто воздействием на них как постоянного так и переменного тока. Применительно к предпосадочной электро-

обработке виноградных черенков при выборе рода тока следует остановиться на обработке черенков переменным током промышленной частоты (50 Гц), реализация которой достигается простыми техническими средствами.

Для предпосадочной электрообработки черенков винограда наиболее приемлемым является подвод электрической энергии к черенку через токо-подводящую жидкость (рис.1), так как данный способ не требует сложного

Рис.1. Схема подвода электрической энергии к черенку винограда.

1 - электроды; 2 - черенок; 3 - токоподводящая жидкость.

технологического оборудования и совмещает электрообработку чсргнкос с" такой операцией, как замачивание. Ёмкость для электрообработки черенков выполняется из не токопроводящего материала.

В этом случае схему замещения можно представить в виде последовательно и параллельно соединённых резисторов (рис.2).

Мощность, поглощаемая черенком, расходуется на стимуляцию жизнедеятельности и используется полезно для технологического процесса электрообработки. Мощность, поглощаемая остальными элементами цепи обработки, не используется для прямого целенаправленного действия в совершаемом технологическом процессе и является в данном случае потерянной мощностью, снижающей энергетическую эффективность процесса.

В этом случае коэффициент полезного действия цепи обработки т) определяется отношением:

2Р, + Р2 + Р3

где Р[, Рг, Рз - количество мощности, поглощаемое резисторами Яь К2,

Рис.2. Схема замещения электрической цепи обработки. Бч - суммарное сопротивление токоподводящей жидкости между электродами и срезами черенка; Кг - сопротивление черенка; Яз - сопротивление токоподводящей жидкости шунтирующей черенок; Яп - сумма переходных сопротивлений контактов «электрод - токоподводящая жидкость» и «токоподводящая жидкость - черенок».

В рассматриваемом случае значениями переходных сопротивлений пренебрегаем.

Преобразуя мощность Р через произведение квадрата тока на сопротивление Я и проведя соответствующие преобразования, получим

2-11,-Кз-ьЯ;,-1*3+ (211,+112)2

Величины резисторов Яь Из, 11з определяются соотношениями К]=1^ж; К2=Ь_Рч. (3)

где 1) - расстояние между электродом и срезом черенка, м; Ь - длина черенка, м; Ь - расстояние между электродами, м;

Рж - удельное сопротивление токоподводящей жидкости, Ом-м; Рч - удельное сопротивление черенка, Ом-м;

Площадь электрода, которую перекрывает токоподводящая Жидкость, м2; 82 - сечение черенка, м2.

Подставляя (3) во (2), получим

12-P4-i3-Px"S?-S2

21i-Pac-b-S,-Sl + l2-p4-l3-pÄ-S?-S2+4lf-p|c-Sl-(S1-S2) +

41, Рж h ■ Рч" S, S2 (S, - S2) + \\ ■ р2ч Sf ■ (S, - S2)

Введём коэффициенты A = l2-13-S?-S2; B = 21j-13-S1-S2; C = 41?-S2-(S,-S2); D=41rl2-SrS2-(S1-S2); E = ll-S?-(S,-S2).

Приняв, что = k и проведя соответствующие преобразования, получим Рч

F ■ k + Q k + Е

где, F=B+C; Q=D+A. Для определения величины соотношения к соответствующего максимальному значению г) выражение (5) продифференцируем

А (Е - F к2)

(Р-к +(}-к+Е)

Находим критическую точку

Отсюда следует, что одним из путей достижения максимального коэффициента полезного действия установки для электрообработки черенков винограда, является подбор оптимального соотношения между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков.

Для того, чтобы электроэнергия расходовалась с максимальным коэффициентом полезного действия необходимо произвести расчёт оптимального соотношения между объёмом токоподводящей жидкости и суммарным объёмом обрабатываемых черенков.

Формула для расчета электропроводности системы из двух компонентов (жидкость-черенки) представляется в виде

Уср = 71-Х1+у2-Х2, " (8)

где у| -электропроводность черенков; X] -объемная концентрация черенков; у 2-электропроводность жидкости; Х2 -объемная концентрация жидкости.

Отсюда следует

¿(Yi-YcpVX^O. .(10)

Примем Х-ф <Х|,тогда

2>1-Уср)-ХГ*=0 (11)

где Yi -электропроводность i-того компонента системы; Yep - электропроводность системы; X;-объемная концентрация i-того компонента системы;

Х?* - эффективная объемная концентрация i-того компонента системы. Отсюда

Х-ф = Х" , (12)

где f(y) > 1 и limf(y) = 1. (13)

Представляя функцию f(y) в виде ряда, получим

t(Yi-Vcp)-=0. (14)

Решив уравнение (для нашего случая i=2) и приняв d; = i, получим _(3Xi-l)-Yl+(2-3X,)-Y2

[(ЗХ,-1)-71+(2-ЗХ])-у2]2 у,.у2

При большой концентрации жидкости часть электроэнергии тратится на ее нагрев. Необходимо оптимизировать процесс для повышения эффективности.

Дня вычисления энергозатрат \У5 воспользуемся формулой Джоуля-Ленца

Уср и2, (16)

где Ws - энергия, потребляемая установкой. Пользуясь законом сохранения энергии, запишем

М^ТУ.-ТУ, (17)

где \\"„- полезная энергия, идущая на электрообработку черенков; У/- энергия, расходующаяся на электронагрев жидкости.

Для оптимизации необходимо решить уравнение ёХ,

Решая (18), получим /

Y Х: Z2 ■y2(l-X1)-U2. (19)

Зададим в виде

Х, -у, +(1 -X,)-у2

где X, - оптимальное значение концентрации черенков. Используя (15), (16), (17), (20) из (18) получим уравнение

Х5:+А1-Х, + В] =0,

2 2у2 - 7| . 1 ~ -->

(2у2 "У.) . 1 (У2~У\)

У! "(А-уг + ЗУ!)^

здесь А = 4К-3

Решение данного уравнения определяет оптимальное значение концен-эации черенков и имеет вид

" _ 1 2У2~У1 1 А"У2+3У1

з У2-У, 9 72-71 ,9-А2 ЗА + 9

I--У 2 + --У 2

В случае у2 >у[ уравнение (25) упрощается 1 3

Таким образом, оптимальное с энергетической точки зрения отношение:идкость-черенки для рассмотренного случая имеет вид

В третьей главе описывается методика и техника экспериментального

исследования процесса предпосадочной электрообработки черенков винограда.

Определение удельных сопротивлений проводилось для каждого из трёх слоёв черенка винограда. В качестве объектов исследования использовались свежесрезанные черенки.

С целью выявления граничных условий проведения полномасштабного эксперимента по исследованию воздействия электрического тока на корнеоб-разование черенков винограда был проведён эксперимент на одиночных

Рис.3. План проведения эксперимента, виноградных черенках по плану (рис.3).

По результатам проведения эксперимента на одиночных черенках проведено планирование эксперимента по обработке черенков в токоподводящей жидкости. При этом уровни напряжения, были выбраны с учётом результатов эксперимента на одиночных черенках и составили 5,10,15,30 вольт.

Разработана установка и исследованы параметры электрической цепи обработки виноградных черенков. Определён максимальный коэффициент полезного действия и оптимальное соотношение к.

Определение, удельного сопротивления токоподводящей жидкости и виноградных черенков проводилось по стандартной методике.

Наблюдение за побего- и корнеобразованием черенков винограда и проведение учётов проводилось по общепринятой методике.

В четвёртой главе приводятся результаты экспериментальных исследований процесса предпосадочной электрообработки виноградных черенков и обоснование режимных и конструктивных параметров установки для обработки черенков электрическим током.

Величина полного сопротивления зависит от вида растительной ткани. Полные сопротивления флоэмы и ксилемы одинаковы, но отличаются, от полного сопротивления сердцевины.

При воздействии на черенок, помещённый в токоподводящую жидкость, переменным током и постоянным (различной полярности подключения) с течением времени и при различной напряжённости электрического поля значение плотности тока не изменяется.

Экспериментальные исследования подтвердили теоретические выкладки о подборе оптимального соотношения между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков. Установлено, что коэффициент полезного действия достигнет максимального значения в том случае, когда отношение удельного сопротивления токоподводящей жидкости к удельному сопротивлению черенков (к) будет находиться в пределе 2...3.

Исследуя результаты корнеобразования видно, что количество окоренившихся одиночных черенков, обработанных электрическим током с напряжённостью.электрического поля от14 до 33 В/м возросло на 20 процентов по сравнению с контролем. Предпочтительный режим обработки - переменным током (рис. 4).

При обработке черенков, помещённых в токоподводящую жидкость, переменным током промышленной частоты максимальное корнеобразование наблюдается при экспозиции 24 часа и напряжённости электрического поля в

Рис. 4. Зависимость корнеобразоваиия одиночных черенков винограда от напряжённости электрического поля и рода тока подводимого к черенкам. "

14 В"м 28 В-"м 43В"м 86В"м контроль

Рис.5. Зависимость степени корнеобразования черенков винограда от напряжённости электрического поля и экспозиции обработки. Обработка переменным током (50 Гц).

14 В/м. В данном режиме произошло стопроцентное укоренение черенков. В контрольной партии черенков укоренение составило 47,5% (рис.5).

Таким образом для стимуляции корнеобразования черенков винограда наиболее приемлемым является обработка черенков переменным током промышленной частоты с напряжённостью электрического поля 14 В/м и экспозицией обработки 24 часа.

В пятой главе рассмотрены вопросы разработки и испытания установки для предпосадочной обработки виноградных черенков электрическим током, приведены результаты производственных испытаний, дана агротехническая и экономическая оценка результатов её использования в хозяйстве.

Рис.6. Ёмкость для электрообработки виноградных черенков.

1 - боковые стенки; 2 - рёбра жёсткости; 3 - торцовые стенки; 4 - ярмо; 5 - прижимная планк<3; 6 - регулировочный винт; 7 - сливное отверстие.

На основании сформулированных по результатам исследований требо-аний разработана конструкция электродной системы (ёмкости) для электро-"бработки черенков винограда в токоподводящей жидкости (рис.6).

Разработана структурная схема стабилизированного блока питания ус-ановки для электрообработки черенков винограда (рис.7).

Рис.7 Структурная схема стабилизированного блока питания установки для электрообработки черенков винограда. "ПН - устройство повышения напряжения; УРН - устройство регулирования [апряжения; УП„Н - устройство понижения напряжения; БУ - блок управле-[ия; Н - нагрузка.

УПН повышает напряжение сети, а У^Н, включенный последовательно нагрузкой, гасит излишек напряжения. БУ, представляющий собой цепь от-шцателыюй обратной связи, вырабатывает сигнал, несущий информацию об ровне выходного напряжения.

Разработана и изготовлена схема электрическая принципиальная (рис.8).

Проведены производственные испытания установки для электростиму-яции корнеобразования черенков винограда. Обработке подверглись 5000 ¡еренков сорта Первенец Магарача. После выкопки, на 30 саженцах кон-рольного и опытного вариантов были сделаны соответствующие ззмеры.

Они показали, что обработка черенков винограда переменным элек-рическим током сказала положительное влияние на выход и качество вино-

Рис.8. Схема электрическая принципиальная стабилизированного блока питания установки для электрообработки черенков винограда.

рздных саженцев. Так, выход стандартных саженцев в опытном варианте казался на 12% больше, чем в контрольном.

По результатам производственных испытаний рассчитан экономиче-кий эффект применения установки для электростимуляции корнеобразова-;ия черенков винограда. Расчёты показывают, что сезонный экономический ффект состазляет 68,5 тыс. рублей с 1 га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследованиями и производственными испытаниями установлено, что гред-соадачная электростимуляция черенков винограда улучшает корнеоб-!азование черенков, что способствует более высокому выходу стандартных аженцев из школки.

2. Для осуществления электростимуляции черенков винограда целесо-»бразно применять переменный ток частотой 50 Гц, подводя его к черенкам ¡ерез токоподводящую жидкость.

3. Обоснованы оптимальные режимные параметры установки для элек-ростимулящш черенков винограда. Напряжённость электрического поля в юне обработки составляет 14 В/м, экспозиция обработки -24 "часа.

4. Производственные испытания, проведённые в АОЗТ "Родина" Крым-:кого района показали, что разработанная установка работоспособна и погоняет повысить выход стандартных саженцев на 12%.

5. Экономический эффект от применения установки для электростиму-1яции корнеобразования черенков винограда составляет 68,5 тыс. рублей с 1 ~а.

1. Перекотий Г,П., Кудряков А.Г., Винников A.B. Стимулирующее действие электрического тока на корнеобразование посадочного материала ви-нограда.//Электрификация сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 346 (374). - Краснодар, 1995. с.153 - 158.

2. Кудряков А.Г., Перекотий Г.П. Электростимуляция корнесбразовання виноградных черенков.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). -Краснодар, 1996. - с.18 - 24.

3. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. Электрифицированная полуавтоматическая установка для бандажирования виноградных прививок.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). - Краснодар, 1996. - с.68 -75.

4. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. и др. О механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Научное обеспечение АПК Кубани. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 357 (385). - Краснодар, 1997. - с. 145 - 147.

5. Перекотий Г. П., Кудряков А. Г., Хамула А. А. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). - Краснодар, 1998.

6. Кудряков А.Г., Перекотий Г.П. Поиск оптимальных энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. - (ТрЖуб. ГАУ; Вып. 370 (298). -Краснодар, 1998.

7. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Исследование энергетических характеристик цепи электрообработки черенков винограда.// Энергосберегающие

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние и перспективы развития виноградарства.

1.2. Технология производства корнесобственного посадочного материала винограда.

1.3. Способы стимуляции корне- и побегообразования черенков винограда.

1.4. Стимулирующее действие на растительные объекты электрофизических факторов.

1.5. Обоснование способа стимуляции черенков винограда электрическим током.

1.6. Состояние вопроса конструктивных разработок устройств для электростимуляции растительного материала.

1.7. Выводы по обзору литературных источников. Задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Механизм стимулирующего действия электрического тока на растительные объекты.

2.2. Схема замещения черенка винограда.

2.3. Исследование энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда.

2.4. Теоретическое обоснование оптимального соотношения между объёмом токоподводящей жидкости и суммарного объёма обрабатываемых черенков.

Глава 3. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Исследование черенка винограда как проводника электрического тока.

3.2. Методика проведения экспериментов по исследованию воздействия электрического тока на корнеобра-зование черенков винограда.

3.3 Методика проведения эксперимента по выявлению электрических параметров электрической цепи обработки.

3.4. Методика проведения учётов и наблюдений за побеге- и корнеобразованием черенков винограда.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИНОГРАДА

4.1. Исследование электрофизических свойств виноградной лозы.

4.2. Стимуляция корнеобразования черенков винограда.

4.3. Исследование и обоснование параметров установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

4.4. Результаты исследования корнеобразования черенков винограда.

Глава 5. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИНОГРАДА, ТЕХНОЛО

ГИЧЕСКАЯ, АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ХОЗЯЙСТВАХ

5.1. Конструктивная разработка установки.

5.2. Результаты производственных испытаний установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

5.3. Агротехническая оценка.

5.4. Экономическая эффективность использования установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

Введение 1999 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Кудряков, Александр Георгиевич

В настоящее время выращиванием товарного винограда в Российской Федерации занимаются 195 специализированных виноградарских хозяйств, в 97 из которых имеются заводы по первичной переработке винограда.

Разнообразие почвенно-климатических условий выращивания винограда в России позволяет производить широкую гамму сухих, десертных, крепких и игристых вин, высококачественные коньяки.

Кроме того, виноделие следует рассматривать не только как средство производства алкогольной продукции, но и как основной источник финансирования развития виноградарства России, дающий потребительскому рынку столовые сорта винограда, виноградные соки, детское питание, сухие вина и другие экологически чистые продукты, жизненно необходимые населению страны (достаточно вспомнить Чернобыль и поставку туда красных столовых вин - единственного продукта, выводящего из человеческого организма радиоактивные элементы).

Использование винограда в свежем виде в эти годы не превышало 13 тыс. т, то есть его потребление на душу населения равнялось 0,1 кг вместо 7 - 12 кг по медицинским нормам.

В 1996 году было недобрано более 100 тыс. т винограда из-за гибели насаждении от вредителей и болезней, недополучено около 8 млн. дал виноградного вина на общую сумму 560-600 млрд. руб. (на приобретение же средств защиты урожая требовалось всего 25-30 млрд. руб.). Виноградарям нет никакого смысла расширять насаждения ценных технических сортов, так как при существующем ценообразовании и налогах все это просто убыточно. У виноделов потерян смысл в приготовлении высокоценных вин, так как у населения нет свободных денег на покупку натуральных виноградных вин, а бесчисленные коммерческие ларьки завалены десятками сортов дешёвой, неизвестно кем и как приготовленной водки.

Стабилизация отрасли в настоящее время зависит решения проблем на федеральном уровне: нельзя допустить дальнейшего ее разрушения, необходимо укрепить производственную базу и улучшить финансовое стояние предприятий. Поэтому уже с 1997 года особое внимание уделяется мерам, направленным на сохранение существующих насаждений и их продуктивности за счёт проведения всех работ по уходу за виноградниками на высоком агротехническом уровне. Одновременно в хозяйствах постоянно проводятся замена низкорентабельных, потерявших хозяйственную ценность насаждений, сортообновление и улучшение их структуры.

Перспективы дальнейшего развития виноградарства нашей страны требуют резкого увеличения производства посадочного материала, как основного фактора, задерживающего освоение новых площадей под виноградники. Несмотря на применение ряда биологических и агротехнических мероприятий по увеличению выхода первосортных корнесобственных саженцев, до настоящего времени их выход в некоторых хозяйствах крайне низок, что сдерживает расширение площадей виноградников.

Выращивание корнесобственных саженцев является сложным биологическим процессом, зависящем как от внутренних, так и внешних факторов произрастания растения.

Современное состояние науки даёт возможность управлять этими факторами посредством разного рода стимуляторов, в том числе и электрических, с помощью которых оказывается возможным активно вмешиваться в жизненный процесс растения и ориентировать его в нужном направлении.

Исследованиями советских и зарубежных учёных, среди которых следует отметить работы В.И. Мичурина, A.M. Басова, И.И. Гунара, Б.Р. Ла-заренко, И.Ф. Бородина установлено, что электрофизические методы и способы воздействия на биологические объекты, в том числе и на растительные организмы, в ряде случаев дают не только количественные, но и качественные положительные результаты, не достижимые с помощью других методов.

Несмотря на большие перспективы применения электрофизических методов управления жизненными процессами растительных организмов, внедрение этих способов в растениеводстве задерживается, так как до сего времени ещё недостаточно изучены механизм стимуляции и вопросы расчёта и конструирования соответствующих электроустановок.

В связи с вышесказанным разрабатываемая тема является весьма актуальной для виноградного питомниководетва.

Научная новизна проведённой работы заключается в следующем: выявлена зависимость плотности тока, протекающего по черенку винограда как объекту электрообработки, от напряжённости электрического поля и экспозиции. Установлены режимы электрообработки (напряжённость электрического поля, экспозиция), соответствующие минимальным затратам энергии. Обоснованы параметры электродных систем и источника питания для электростимуляции черенков винограда.

Основные положения, которые выносятся на защиту:

1. Обработка виноградных черенков электрическим током стимулирует корнеобразование, за счёт чего на 12 % увеличивается выход из школки стандартных саженцев.

2. Электростимуляцию виноградных черенков следует проводить переменным током промышленной частоты (50 гц) с подводом электроэнергии к ним через токоподводяшую жидкость. 8

3. Максимальный коэффициент полезного действия при электростимуляции виноградных черенков с подводом электроэнергии к ним через токоподводящую жидкость достигается при соотношении объёма жидкости к суммарному объёму обрабатываемых черенков как 1:2; при этом соотношение между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков должно находится в пределе от 2 до 3.

4. Электростимуляция виноградных черенков должна производится при напряжённости электрического поля 14 В/м и экспозиции обработки 24 часа.

Заключение диссертация на тему "Стимуляция корнеобразования черенков винограда электрическим током"

105 ВЫВОДЫ

1. Исследованиями и производственными испытаниями установлено, что предпосадачная электростимуляция черенков винограда улучшает кор-необразование черенков, что способствует более высокому выходу стандартных саженцев из школки.

2. Для осуществления электростимуляции черенков винограда целесообразно применять переменный ток частотой 50 Гц, подводя его к черенкам через токоподводящую жидкость.

3. Обоснованы оптимальные режимные параметры установки для электростимуляции черенков винограда. Напряжённость электрического поля в зоне обработки составляет 14 В/м, экспозиция обработки - 24 часа.

4. Производственные испытания, проведённые в АОЗТ "Родина" Крымского района показали, что разработанная установка работоспособна и позволяет повысить выход стандартных саженцев на 12%.

5. Экономический эффект от применения установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда составляет 68,5 тыс. рублей с 1 га.

Библиография Кудряков, Александр Георгиевич, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1. A.C. 1135457 (СССР). Устройство для стимулирования прививок электрическим током. С.Ю. Дженеев, A.A. Лучинкин, А.Н. Сербаев. Опубл. в Б. И., 1985, №3.

2. A.C. 1407447 (СССР). Устройство для стимуляции развития и роста растений. Пятницкий И.И. Опубл. в Б. И. 1988, № 25.

3. A.C. 1665952 (СССР). Способ выращивания растений.

4. A.C. 348177 (СССР). Устройство для стимуляции черенкового материала. Северский Б.С. Опубл. в Б. И. 1972, № 25.

5. A.C. 401302 (СССР). Устройство для прореживания растений./ Б.М. Скороход, A.C. Кащурко. Опубл. в Б. И, 1973, № 41.

6. A.C. 697096 (СССР). Способ стимулирования прививок. A.A. Лучинкин, С.Ю. Джанеев, М.И. Таукчи. Опубл. в Б. И., 1979, № 42.

7. A.C. 869680 (СССР). Способ обработки виноградных прививок./ Жген-ти Т.Г., Когорашвили B.C., Нишнианидзе К.А., Бабиашвили Ш.Л., Хо-мерики Р.В., Якобашвили В.В., Датуашвили В.Л. Опубл. в Б. И., 1981, №37.

8. A.C. 971167 СССР. Способ кильчевания виноградных черенков / Л.М. Малтабар, П.П. Радчевский. опубл. 07.11.82. // Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. - 1982. - № 41.

9. A.C. 171217 (СССР). Устройство для стимуляции черенкового материала. Кучава Г.Д. и др.

10. Ю.Алкиперов P.A. Применение электричества для борьбы с сорняками. -В кн.: труды Туркменского с. х. института. Ашхабад, 1975, вып. 18, №1, с. 46-51.11 .Ампелография СССР: Отечественные сорта винограда. М.: Лёг. и пищ. пром-сть, 1984.

11. Баев В.И. Оптимальные параметры и режимы работы разрядного контура при электроискровой предуборочной обработке подсолнечника. -Дисс. . канд. техн. наук. Волгоград, 1970. - 220 с.

12. Баран А.Н. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на процесс электротермохимической обработки. В кн.: Вопросы механизации и электрификации с. х.: Тезисы докладов Всесоюзной школы учёных и специалистов. Минск, 1981, с. 176- 177.

13. Басов A.M. и др. Влияние электрического поля на корнеобразование у черенков. Сад и огород. 1959. № 2.

14. Басов A.M. и др. Стимуляция прививок яблони электрическим полем. Труды ЧИМЭСХ, Челябинск, 1963, вып. 15.

15. Басов A.M., Быков В.Г., и др. Электротехнология. М.: Агропромиз-дат,1985.

16. Басов A.M., Изаков Ф.Я. и др. Электрозерноочистительные машины (теория, конструкция, расчёт). М.: Машиностроение, 1968.

17. Батыгин Н.Ф., Потапова С.М. и др. Перспективы использования факторов воздействия в растиниеводстве. М.: 1978.

18. Беженарь Г.С. Исследование процесса электрообработки массы растений переменным током на косилках плющилках. Дисс. . канд. техн. наук. - Киев, 1980. - 206 с.

19. Блонская А.П., Окулова В.А. Предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур в электрическом поле постоянного тока в сравнении с другими физическими методами воздействия. Э.О.М., 1982, № 3.

20. Бойко A.A. Интенсификация механического обезвоживания зеленой массы. Механизация и электрификация соц. сел. хозяйства, 1995, № 12, с. 38-39.

21. Болгарев П.Т. Виноградарство. Симферополь, Крымиздат, 1960.

22. Бурлакова Е.В. и др. Малый практикум по биофизике. М.: Высшая школа, 1964.-408 с.

23. Виноградное питомниководство Молдавии. К., 1979.

24. Воднев В.Т., Наумович А.Ф., Наумович Н.Ф. Основные математические формулы. Минск, Вышэйшая школа, 1995.

25. Войтович К.А. Новые комплексно-устойчивые сорта винограда и методы их получения. Кишинёв: Картя Молдовеняске, 1981.

26. Гайдук В.Н. Исследование электротепловых свойств соломенной резки и расчёт электродных запарников: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -Киев, 1959, 17 с.

27. Гартман Х.Т., Кестер Д.Е. Размножение садовых растений. М.: 1963.

28. Гасюк Г.Н.,Матов Б.М. Обработка винограда электрическим током повышенной частоты перед прессованием. Консервная и овощесушильная промышленность, 1960, № 1, с. 9 11.31 .Голинкевич Г.А. Прикладная теория надёжности. М.: Высшая школа, 1977.- 160 с.

29. Грабовский Р.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1974.

30. Гузун Н.И. Новые сорта винограда Молдавии. Листок / МСХ СССР. -Москва: Колос, 1980.

31. Гунар И.И. Проблема раздражимости растений и дальнейшее развитие физиологии растений. Извест. Тимирязевской с. х. академии, вып. 2, 1953.

32. Дудник H.A., Щигловская В.И. Ультразвук в виноградном питомнико-водстве. В сб.: Виноградарство. - Одесса: Одесск. с. - х. ин-т, 1973, с. 138- 144.

33. Живописцев E.H. Электротехнология в сельскохозяйственном производстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1978.

34. Живописцев E.H., Косицин O.A. Электротехнология и электроосвещение. М.: ВО Агропромиздат, 1990.

35. Заявка № 2644976 (Франция). Способ стимулирования роста растений и/или деревьев и постоянные магниты для их осуществления.

36. Заявка № 920220 (Япония). Способ повышения продуктивности растительного и животного мира. Хаясихара Такэси.

37. Калинин Р.Ф. Повышение выхода черенков винограда и активация образования каллуса при прививке. В сб.: Уровни организации процессов у растений. - Киев: Наукова думка, 1981.

38. Каляцкий И.И., Синебрюхов А.Г. Энергетические характеристики канала искрового разряда импульсного пробоя различных диэлектрических сред. Э.О.М.,1966, № 4, с. 14 - 16.

39. Карпов Р.Г., Карпов Н.Р. Элктрорадиоизмерения. М.: Высшая школа, 1978.-272 с.

40. Киселёва P.A. Янтарная кислота как стимулятор роста привитых саженцев винограда. Агрономия, 1976, №5, с.133 - 134.

41. Коберидзе A.B. Выход в питомнике прививок виноградной лозы, обработанных стимуляторами роста. В сб.: Рост растений, Львов: Львовск. ун-т, 1959, с. 211-214.

42. Колесник JI.B. Виноградарство. К., 1968.

43. Кострикин И.А. Ещё раз о питомниководетве. "Виноград и вино России", №1, 1999, с. 10-11.

44. Кравцов A.B. Электрические измерения. М. ВО Агропромиздат, 1988. - 240 с.

45. Кудряков А.Г, Перекотий Г.П. Поиск оптимальных энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда. .// Вопросы электрификации сельского хозяйства. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). - Краснодар, 1998.

46. Кудряков А.Г, Перекотий Г.П. Электростимуляция корнеобразования виноградных черенков.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). Краснодар, 1996. - с. 18 - 24.

47. Куликова Т.И., Касаткин H.A., Данилов Ю.П. О возможности использования импульсного напряжения для предпосадочной электростимуляции картофеля. Э.О.М., 1989,№ 5, с. 62 63.

48. Лазаренко Б.Р. Интенсификация процесса извлечения сока электрическими импульсами. Консервная и овощесушильная промышленность, 1968, № 8, с. 9 - 11.

49. Лазаренко Б.Р., Решетько Э.В. Исследование влияния электрических импульсов на сокоотдачу растительного сырья. Э.О.М., 1968, № 5, с. 85-91.

50. Луткова И.Н., Олешко П.М., Быченко Д.М. Влияние токов высокого напряжения на укоренение черенков винограда. В и ВСССРД962, № 3.

51. Лучинкин A.A. О стимулирующем действии электрического тока на виноградные прививки. УСХА. Научные труды. Киев, 1980, вып. 247.

52. Макаров В.Н. и др. О влиянии СВЧ-облучения на рост плодовоягодных культур. ЭОМ. № 4. 1986.

53. Малтабар JI.M., Радчевский П.П. Руководство по производству прививок винограда на месте, Краснодар, 1989.

54. Малтабар Л.М., Радчевский П.П., Кострикин И.А. Ускоренное создание маточников интенсивного и суперинтенсивного типа. Виноделие и виноградарство СССР. 1987. - №2.

55. Малых Г.П. Состояние и перспективы развития питомниководства в России. "Виноград и вино России", №1, 1999, с. 8 10.

56. Мартыненко ИИ. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматики. М.: Колос. 1981. - 304 с.

57. Матов Б.М., Решетько Э.В. Электрофизические методы в пищевой промышленности. Кишинёв.: Картя Молдавеняскэ,1968, - 126 с.

58. Мельник С.А. Производство виноградного посадочного материала. -Кишинев: Госиздат Молдавии, 1948.

59. Мержаниан A.C. Виноградарство: 3-е изд. М., 1968.

60. Мичурин И.В. Избранные сочинения. М.: Сельхозгиз,1955.

61. Мишуренко А.Г. Виноградный питомник. 3-е изд. - М., 1977.

62. Павлов И.В. и др. Электрофизические методы предпосевной обработки семян. Механиз. и электрификация с. х. 1983. № 12.

63. Панченко А.Я., Щеглов ЮА. Электрическая обработка свекловичной стружки переменным электрическим током. Э.О.М., 1981,№ 5, с. 76 -80.

64. Пелих М.А. Справочник виноградаря. 2-е изд. - М., 1982.

65. Перекотий Г. П., Кудряков А. Г., Хамула А. А. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). -Краснодар, 1998.

66. Перекотий Г.П. Исследование процесса предуборочной обработки растений табака электрическим током. Дис. . канд. техн. наук. - Киев, 1982.

67. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. и др. О механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Научное обеспечение АПК Кубани. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 357 (385). - Краснодар, 1997.-с. 145- 147.

68. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Исследование энергетических характеристик цепи электрообработки черенков винограда.// Энергосберегающие технологии и процессы в АПК (тезисы докладов научной конференции по итогам 1998 г.). КГАУ, Краснодар, 1999.

69. Пилюгина В.В. Электротехнологические способы стимуляции укоренения черенков, ВНИИЭСХ, НТБ по электрификации с. х., вып. 2 (46), Москва, 1982.

70. Пилюгина В.В., Регуш A.B. Электромагнитная стимуляция в растениеводстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1980.

71. Писаревский В.Н. и др. Электроимпульсное стимулирование семян кукурузы. ЭОМ. № 4, 1985.

72. Потебня A.A. Руководство по виноградарству. СПб, 1906.

73. Производство винограда и вина в России и перспективы его развития. "Виноград и вино России", №6, 1997, с. 2 5.

74. Радчевский П.П. Способ электрокильчевания виноградных черенков. Информ. Листок №603-85, Ростов, ЦНТИД985.

75. Радчевский П.П., Трошин Л.П. Методическое пособие по изучению сортов винограда. Краснодар, 1995.

76. Решетько Э.В. Использование электроплазмолиза. Механизация и электрификация соц. с. х., 1977, № 12, с. 11 - 13.

77. Савчук В.Н. Исследование электрической искры как рабочего органа предуборочной обработки подсолнечника. Дис. . канд. техн. наук. -Волгоград, 1970, - 215 с.

78. Саркисова М.М. Значение регуляторов роста в процессе вегетативного размножения, роста и плодоношения виноградной лозы и плодовых растений.: Автореф. дис. . доктора биолог, наук. Ереван, 1973- 45 с.

79. Свиталка Г.И. Исследование и выбор оптимальных параметров электроискрового прореживания всходов сахарной свеклы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев, 1975, - 25 с.

80. Серёгина М.Т. Электрическое поле как фактор воздействия обеспечивающий снятие периода покоя и активизацию ростовых процессов у растений лука репчатого на П3 этапе органогенеза. ЭОМ, № 4, 1983.

81. Серёгина М.Т. Эффективность использования физических факторов при предпосадочной обработке клубней картофеля. ЭОМ., № 1, 1988.

82. Соколовский A.B. Разработка и исследование основных элементов агрегата для предуборочной электроискровой обработки подсолнечника. Дис. . канд. техн. наук. - Волгоград, 1975, - 190 с.

83. Сорочану Н.С. Исследование электроплазмолиза растительных материалов с целью интенсификации процесса их сушки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1979, - 21 с.

84. Тавадзе П.Г. Влияние стимуляторов роста на выход первосортных прививок у виноградной лозы. Докл. АН УССР, сер. Биол. науки, 1950, №5, с. 953-955.

85. Тарьян И. Физика для врачей и биологов. Будапешт, Медицинский университет, 1969.

86. Тихвинский И.Н., Кайсын Ф.В., Ланда Л.С. Влияние электрического тока на процессы регенерации черенков винограда. СВ и ВМ, 1975, № 3

87. Трошин Л.П., Свириденко H.A. Устойчивые сорта винограда: Справ, изд. Симферополь: Таврия, 1988.

88. Турецкая Р.Х. Физиология корнеобразования у черенков и стимуляторы роста. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

89. Тутаюк В.Х. Анатомия и морфология растений. М.: Высшая школа, 1980.

90. Фоэкс Г. Полный курс виноградарства. СПб, 1904.

91. Фурсов С.П., Бордиян В.В. Некоторые особенности электроплазмолиза растительной ткани при повышенной частоте. Э.О.М., 1974, № 6, с. 70 -73.

92. Чайлахян М.Х., Саркисова М.М. Регуляторы роста у виноградной лозы и плодовых культур. Ереван: Изд-во АН Арм.ССР, 1980.

93. Червяков Д.М. Исследование электрического и механического воздействия на интенсивность сушки травы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Челябинск, 1978, 17 с.

94. Шерер В.А., Гадиев Р.Ш. Применение регуляторов роста в виноградарстве и питомниководстве. Киев: Урожай, 1991.

95. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 1. Кишинёв, 1986.

96. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 2. Кишинёв, 1986.

97. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 3. Кишинёв, 1987.

98. Пупко В.Б. Реакщя виноградно1 лози на дно електромагштного поля. В зб.: Виноградарство i виноробство. - Киев: Урожай, 1974,№ 17.

99. Aktivace prerozenych elektickych proudu typu geo-fyto u sazenic revy virnie. Zahradnicfvi, 1986, 13.

100. Bobiloff W., Stekken van Hevea braziliensis, Meded. Alg. Proefst. Avros. Rubberserie, 94,123 126, 1934.

101. Christensen E., Root production in plants following localized stem irradiation, Science,119, 127-128, 1954.

102. Hunter R. E. The vegetative propagation of citrus, Trop. Agr., 9, 135 - 140, 1932.

103. Thakurta A. G., Dutt В. K. Vegetative propagation on mango from gootes (marcotte) and cuttings by treatment of high concentration auxin, Cur. Sci., 10, 297, 1941.

104. Seeliger R. Der neue Wienbau Crundlangen des Anbaues von Pfropfreben. -Berlin, 1933.-74p.рЩ^УТВЕРЖДАЮр по научной работе о ГАУ, профессор Ю.Д. Северин ^1999г.116

В далёком 1911 году в Киеве вышла книга Густава Магнусовича Рамнека «Влияние электричества на почву» . В ней приводились результаты первых экспериментов по стимулированию роста растений с помощью электричества.

Если через грядку пропускать слабый электрический ток, оказывается, что это хорошо для растений. Установлено это давно и многими экспериментами в разных странах, при разных почвах и климатических условиях.

Воздействие электричества идёт по многим направлениям. Ионизация почвы ускоряет идущие в ней химические и биохимические реакции. Активизируются микроорганизмы, увеличивается перемещение влаги, разлагаются вещества, которые плохо усваиваются растениями.

На расстояниях в микроны и нанометры идёт электрофорез и электролиз, в результате химические вещества в почве переходят в легкоусвояемые формы. Быстрее превращаются в гумины и гуматы семена сорняков и все растительные остатки. Какой из этих процессов основной, а какие вспомогательные – предстоит объяснить будущим исследователям.

А вот что хорошо известно – что для успеха применения электричества почва должна быть влажной. Чем больше влаги, тем лучше её электрическая проводимость. Иногда даже, чтобы это подчеркнуть, говорят «почвенный раствор», то есть настолько влажная почва, что её можно считать растворённой в воде.

Электрическое стимулирование проводится статическим электричеством, постоянным и переменным током разной частоты (вплоть до радиочастот), который пропускается через почву, а также через растения, семена, удобрения и воду для полива.

Делается это с сопровождением искусственного освещения, постоянного и мигающего, с добавлением специально разработанных удобрений.

Сначала о результатах

Электростимуляция зерновых в полевых условиях поднимала урожай на 45–55%, по другим экспериментам прибавка урожая составляет до 7 ц/га. Максимальное число опытов было проведено на овощах.

Так, если создать у корней томатов постоянное электростатическое поле, прибавка урожая составит 52% за счёт увеличения размеров плодов и их количества на одном растении.

Особенно благотворно воздействует электричество на морковь, урожайность вырастает на 125%, и на малину, урожай которой почти удваивается. Под плёночным укрытием, под непрерывным воздействием постоянного тока рост однолетних сеянцев сосны и лиственницы увеличивается на 40–42%.

Под действием электричества содержание сахара в сахарной свекле увеличивается на 15%, правда, при обильном увлажнении и хорошем удобрении. Это – намёк на то, что электричество корректирует биохимические реакции.

Особая и связанная с этим проблема – воздействие электричества на микробиологию почвы. Установлено, например, что постоянный слабый электрический ток увеличивает численность живущих в почве или компосте азотфиксирующих бактерий на 150%. В частности, такое увеличение численности клубеньковых бактерий на корневой системе гороха даёт рост урожая на 34% по сравнению с контрольной группой.

В других аналогичных экспериментах горох даёт прирост урожая на 75%. Увеличивается не только выработка азота, но и углекислого газа. Но превышение допустимого объёма электроэнергии приводит к замедлению процессов прорастания и роста .

В конце XIX века финский исследователь Селим Лаемстром экспериментировал с электростимулированием картофеля, моркови и сельдерея. В течение 8 недель урожайность увеличивалась в среднем до 40%, а по максимуму – до 70%. Выращиваемая в теплице клубника созревала вдвое быстрее, и её урожай удваивался. Однако капуста, репа и лён росли лучше без электричества.

Особое значение имеет электростимулирование растений на севере. Ещё в 1960-е годы в Канаде проводились эксперименты по электростимуляции ячменя, и наблюдали ускорение его роста на 37%. Картофель, морковь, сельдерей давали урожай на 30–70% выше обычного .

Электричество из внешнего источника

Наиболее распространённым и наиболее исследованным методом улучшения жизнедеятельности растений с помощью электричества является применение источника электроэнергии, обычно маломощного.

Известно, что для хорошего самочувствия растений сила электрического тока в почве должна находиться в диапазоне от 0,02 до 0,6 мА/см 2 для постоянного и от 0,25 до 0,5 мА/см 2 для переменного тока. Существенно меньше данных относительно оптимальных величин напряжения.

По наблюдениям выдающегося советского селекционера Ивана Владимировича Мичурина (1855–1935) , нужно, «чтобы напряжение не превышало бы двух вольт. Более высокого напряжения токи, по моим наблюдениям, скорее приносят вред в этом деле, чем пользу ».

По этой причине неизвестно, как электростимуляция связана с мощностью установки, которая обеспечивает эту электростимуляцию. А если так, то непонятно, как растения электричеством стимулировать, по какому критерию.

По большей части используется напряжение в доли вольта. Например, при напряжении (разности потенциалов между электродами) 23–35 мВ через влажную почву идёт постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/см 2 .

Для чистоты эксперимента иногда исследователи переходят на гидропонику. Так, при использовании вышеуказанного напряжения, в питательном растворе с ростками кукурузы фиксируется ток плотностью 5–7 мкА/см 2 .

Весьма практичный способ увеличения урожая картофеля придумал изобретатель Владимир Яковлев из города Шостка Сумской области. Он ставит выпрямитель с трансформатором, понижающим сетевое напряжение с 220 до 60 вольт, и обрабатывает клубни картофеля, втыкая в каждый клубень с двух сторон электроды . Помидоры изобретатель стимулирует от аккумулятора напряжением 12 вольт после того, как они вырастут до 20–30 см.

Очень много экспериментов шло и идёт с разными вариантами электродов. В приборе, запатентованном французскими исследователями, электроды представляют собой две гребёнки. Ток между двумя гребёнками расходится дугами, этого достаточно для ускорения прорастания семян и роста растений . Почва, разумеется, должна быть влажной.

Вообще, растения, которые стимулируют электрическим током, требуют примерно на 10% больше воды, чем обычно. Причина в том, что ионизированная вода усваивается растениями существенно быстрее.

Сделаем из грядки батарейку

В 1840-х годах испытатель В. Росс из Нью-Йорка увеличивал урожай картофеля таким образом. Он вкапывал медную пластину размером 15х50 см 2 в почву, а на расстоянии 6 метров от неё вкапывал такого же размера пластину из цинка. Пластины были соединены проводом над землёй. Таким образом, получалась гальваническая ячейка. Те, кто повторял его опыты, утверждали, что урожай картофеля увеличивался на четверть.

Электрический ток, проходящий через почву, изменяет её физико-химические свойства. Увеличивается одновременно и растворяемость микроэлементов, и испарение влаги. Повышается содержание усвояемого растениями азота, фосфора и ряда других элементов. Изменяется кислотность почвы, понижается её щёлочность.

С этим, видимо, связаны и другие явления, которые учёные пока фиксируют, но не способны объяснить. Так, на 95% сокращается поражение мучнистой росой капусты, резко возрастает содержание сахара в сахарной свекле, в два-три раза увеличивается число коробочек на хлопчатнике, а доля женских растений конопли на следующий год увеличивается на 20–25%.

Мало того, что урожай томатов увеличивается на 10–30%, но изменяется химический состав каждого помидора, улучшается его вкус. Усвоение азота зерновыми увеличивается вдвое . Все эти процессы ждут новых исследователей.

Относительно недавно в Тимирязевской сельскохозяйственной академии был разработан метод электростимуляции без внешнего источника энергии.

На поле выделяются полосы: в одни вносят отрицательно заряженные минеральные удобрения (потенциальные анионы), в другие – удобрения положительно заряженные (потенциальные катионы). Разность электрических потенциалов между полосами стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.

Особо эффективны такие полосы в теплицах, хотя применять метод можно и на больших полях. Для применения этого метода необходимы новые минеральные удобрения.

Натрий, кальций присутствуют в основном в виде соединений. Магний входит в состав минерального удобрения карналлит. Магний нужен растениям для фотосинтеза.

В другом методе, разработанном в том же коллективе, предлагается на каждый квадратный метр посадок или посевов вносить пластинки из медных сплавов (150–200 г) и 400 грамм пластинок из сплавов цинка, алюминия, магния и железа, а также гранулы с соединениями натрия и кальция. Пластинки толщиной 3 мм, шириной 2 см и длиной 40–50 см вкапываются в землю на 10–30 см ниже пахотного слоя.

Фактически такой же метод предложил один изобретатель из Подмосковья. В почву на небольшую глубину, но ниже уровня вскапывания или вспашки, помещают мелкие пластинки различных металлов .

Медь, серебро, золото, платина и их сплавы зарядятся положительно, а магний, цинк, алюминий, железо и другие зарядятся отрицательно. Токи, возникающие между металлами этих двух групп, будут создавать эффект электростимуляции растений, причём сила тока будет находиться внутри оптимального диапазона.

Пластинки одного типа чередуются с пластинками другого типа. Если пластинки не затрагиваются рабочими органами сельхозтехники, то они служат долгое время. Более того, допускается использование любых металлов с медным покрытием для одних электродов и цинковым для других.

Ещё один вариант – внесение металлов и сплавов в почву порошком. Такой металл перемешивается с почвой при каждой её обработке. Главное, чтобы при этом порошки разных типов не разделялись. А этого обычно и не происходит.

Геомагнитное поле нам в помощь

Магнитное поле Земли кажется таким, будто внутри земного шара расположен линейный магнит длиной около 2000 км, ось которого наклонена под углом 11,5° к оси вращения Земли. Один конец магнита назван северным магнитным полюсом (координаты 79°с.ш. и 71°з.д.), другой – южным (75°ю.ш. и 120°в.д.).

Известно, что в проводнике длиной в один километр, сориентированном в направлении восток-запад, разность потенциалов на концах провода составит десятки вольт. Конкретная величина зависит от географической широты, на которой расположен проводник. В замкнутом контуре из двух проводников длиной 100 км и минимальным внутренним сопротивлением и экранированием одного из проводников, генерируемая мощность может составить десятки мегаватт .

Для электрического стимулирования растений таких мощностей не нужно. Требуется лишь сориентировать грядки по направлению восток-запад и уложить в меже на небольшой глубине вдоль грядки стальной провод. При длине грядки в пару десятков метров на электродах появляется разность потенциалов в те же 25–35 мВ. Стальной провод лучше укладывать по линии, которая перпендикулярна не магнитной стрелке, а направлению на Полярную звезду.

Исследованием применения геомагнетизма для больших урожаев давно, ещё с советских времён, занимаются в Кировоградском техническом университете (С.И. Шмат, И.П. Иванько). Один из способов недавно запатентован .

Антенны и конденсаторы. Ионизация почвы и воздуха

Наряду с электрическими токами в стимулировании растений активно и очень давно применяется статическое электричество. Первые известия о таких опытах пришли к нам из шотландского Эдинбурга, где в 1746 году доктор Маимбрэй прикладывал электроды электростатической машины к комнатным миртовым деревьям, и это ускоряло их рост и цветение.

Давнюю историю имеют также попытки для стимулирования роста сельскохозяйственных культур собрать атмосферное электричество. Ещё в 1776 году французский академик П. Берталон заметил, что растения рядом с громоотводами растут лучше других.

А в 1793 году в Италии и в 1848 году во Франции были проведены эксперименты «от обратного». Посевы и фруктовые деревья покрывали лёгкой металлической сеткой. Растения, не покрытые сеткой, росли на 50–60% лучше, чем экранированные.

Прошло ещё полвека и опыт довели до совершенства. Немецкие исследователи С. Леместр и О. Принсгейм додумались создавать под сеткой искусственное электростатическое поле мощнее естественного. И рост растений ускорился.

Выдающийся изобретатель Александр Леонидович Чижевский - великий русский биофизик, космист, основоположник гелиобиологии и изобретатель, в 1932 году в селе под Москвой проводил исследования влияния электрического поля на семена овощей с помощью хорошо известной сейчас «люстры Чижевского », выполнявшей роль верхнего (отрицательного) электрода. Нижний (плюсовой) электрод помещали под столом, на котором были рассыпаны семена. Было установлено, что при нахождении семян огурцов в электростатическом поле от 5 до 20 минут их всхожесть возрастает на 14–16%. От семян А. Чижевский перешёл к экспериментам с растениями в теплицах с той же отрицательно заряженной «люстрой». Урожай огурцов удвоился.

В 1964 году Министерство сельского хозяйства США провело эксперименты, в которых отрицательный электрод помещался ближе к верхушке дерева, а положительный прикреплялся под кору ближе к корню. Спустя месяц стимулирования током при напряжении 60 вольт плотность листьев становилась заметно выше. А на следующий год масса листьев на «электризованных» ветвях была втрое больше, чем на соседних .

Из книги А.Л. Чижевского «РУКОВОДСТВО ПО
ПРИМЕНЕНИЮ ИОНИЗИРОВАННОГО ВОЗДУХА
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ, СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И
В МЕДИЦИНЕ».
1 - кольцо.
2 - подвеска.
3 - растяжка.
4 - штырь.
5 - хомут для кольца.
6 - хомут.
7 - хомут для подвески.
8 - высоковольтный изолятор.
9 - винт.
10 - штырь.
11 - винт.
12 - планка.

Этот же метод избавляет деревья от многих болезней, в частности, от заболеваний коры. Для этого больному дереву вставляют под кору два электрода на границах поражённого участка коры и подключают их к батарейке с напряжением 9–12 вольт.

Если дерево реагирует так на электричество, то возникает подозрение, что и без внешнего источника в нём идут электрические процессы. И много людей по всему миру пытаются найти этим процессам практическое применение.

Так, сотрудники московского ВНИИ электрификации сельского хозяйства измеряли электрический потенциал деревьев в лесах Московской и Калужской областей. Исследовали берёзу, липу, дуб, лиственницу, сосну, ель. Установлено чётко, что пара металлических электродов при размещении их на верхушке дерева и у корней образует гальванический элемент. Эффективность генерации зависит от интенсивности солнечного излучения. Лиственные деревья вырабатывают больше энергии, чем хвойные.

Максимальное значение (0,7 вольта) даёт берёза возрастом старше 10 лет. Этого вполне достаточно, чтобы стимулировать растения на огороде рядом с ней. И как знать, может со временем будут найдены деревья, дающие более значительную разность потенциалов. А рядом с каждой грядкой будут выращивать дерево, стимулирующее своим электричеством рост на ней помидоров и огурцов.

Электрическая зарядка семян

Эта тема также известна давно. С 1918 по 1921 гг. 500 британских фермеров были вовлечены в эксперимент, в котором предварительно подсушенные семена подвергались перед высевом воздействию электрическим током. В результате прирост урожая достигал 30% за счёт увеличения числа колосков на одном растении (иногда до пяти). Высота растений увеличивалась, мощнее становился стебель. Пшеница становилась устойчивой к полеганию. Повышалась и её сопротивляемость гнили и прочим заболеваниям.

Но воздействие тока на семена не было продолжительным. Если сев задерживался на месяц после «зарядки», то эффекта уже никакого не было. Лучше всего опыт удавался, если воздействовали электричеством непосредственно перед высевом.

Процедура описывается так. Семена помещаются в прямоугольный бак и заливаются водой, в которой для улучшения электропроводности растворены поварённая соль, соли кальция или азотнокислый натрий. Железные электроды большой площади размешаются на противоположных внутренних сторонах бака и в течение нескольких часов подвергаются воздействию слабого электрического тока.

Время выдержки, равно как и оптимальная температура, и выбор соли, зависят от того, какие семена в баке, и в какую почву будут они посеяны. Точные соответствия не известны до сих пор. Сведения лишь обрывочные.

Так, семена ячменя требуют вдвое большей выдержки, чем семена пшеницы или овса. Но вот что точно известно, это то, что после испытания семян электричеством в баке их нужно вновь хорошо высушить .

В одном из совсем недавних экспериментов, проведённом студентами Донского аграрного университета над семенами росянки, было установлено, что воздействие электричества на проростки семян оптимально, когда ток не превышаете 4–5 мкА, а длительность воздействия – от нескольких дней до нескольких недель. При этом отрицательный электрод крепится на верхушке проростка, а положительный – у его основания .

В 1970-е годы на базе одного патента была создана компания Intertec Inc, которая стала продвигать технологию «электрогенетического проращивания семян» (electrogenic seed treatment), которая состоит в имитации атмосферного электричества.

Затем семена подвергаются инфракрасному облучению для того, чтобы предотвратить их засыпание и повысить выработку аминокислот. На следующей стадии семена заряжаются отрицательно (вводится катодная защита). Это снижает гибель семян тем, что поток электронов блокирует реакции со свободными радикалами. Катодная защита используется обычно для защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Здесь смысл тот же.

При использовании катодной защиты семена должны быть влажными. Высушенные семена могут на этой стадии повреждаться, хотя повреждённые частично восстанавливаются, если их затем замочить. Катодная защита вдвое повышает всхожесть семян.

Заключительная стадия электрогенетического процесса – воздействие на семена электроэнергией в радиочастотном диапазоне, что по замыслу должно воздействовать на хромосомы и митохондрии, интенсифицировать процессы метаболизма. Такое воздействие увеличивает растворение микроэлементов в почвенной влаге, повышает электропроводность и аэрацию почвы (насыщение её кислородом). Для обработки семян непосредственно перед посевом использовались частоты в диапазоне от 800 КГц до 1.5 МГц.

По непонятным причинам это направление свернулось. И тут самое время обсудить вопрос, почему вообще исследования по электрическому стимулированию роста растений активно развивались в прошлые века вплоть до 1920-х годов.

Думаю, что причина – в том, что электротехника очень далека от агрономии. И только учёные-энциклопедисты типа А. Чижевского или изобретатели типа В. Яковлева из Шостки способны заниматься и тем, и другим одновременно. А таких немного.

Рамнек Г.М. Влияние электричества на почву: Ионизация почвы и усвоение атмосфер. азота / Киев: тип. ун-та св. Владимира, изд. Н.Т. Корчак-Новицкого, 1911. – 104 с.
Kravstov P. et al. // Applied electrical phenomena. – 1968. –No 2 (20)/ – P. 147-154
Лазаренко Б.Р., Горбатовская И.Б. Электрическая защита растений от болезней // Электронная обработка материалов. – 1966. – № 6. – P. 70-81.
.
Moore A.D. Electrostatics & Its Applications. – Wiley & Sons,1972
Холманский А.С., Кожевников Ю.М. Зависимость электрического потенциала дерева от внешних условий // Альтернативная энергетика и экология. – 2015. – № 21 (185). – С. 183-187
Scientific American. – 1920. – 15.02. – Р. 142-143
Войтова А.С., Юкин Н.А., Убирайлова В.Г. Слабый электрический ток как фактор стимуляции роста домашних растений // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 4-3.
US Patent 4302670

Ю.П. Воронов , кандидат экономических наук, член редколлегии журнала «ЭКО»

Опыты с электричеством, дорогой товарищ, нужно ставить на работе, а дома электрическую энергию следует использовать в исключительно мирных, домашних целях.

Иван Васильевич меняет профессию

Суть опытов - стимулируются осмотические процессы в корешках, корневая система вырастает больше и мощнее, соответственно ей и растение. Иногда еще пытаются стимулировать процесс фотосинтеза.

Токи при этом, обычно микроамперные, напряжение не слишком важно, обычно доли вольт…вольты. В качестве источника питания, используют гальванические элементы – при рабочих токах, емкости даже небольших батареек хватает очень на долго. Параметры питания, хорошо подходят и для солнечных элементов, причем, некоторые авторы рекомендуют запитываться именно от них, чтоб стимуляция происходила синхронно с солнечной активностью.

Однако существуют также способы электризации почвы, которые не используют внешние источники энергии.

Так, известен способ, предложенный французскими исследователями. Они запатентовали устройство, которое работает по типу электрической батареи. Только в качестве электролита используется почвенный раствор. Для этого в его почву поочередно помещают положительные и отрицательные электроды (в виде двух гребенок, зубья которых расположены друг между другом). Выводы от них замыкают накоротко, вызывая тем самым нагревание электролита. Между электролитами начинает проходить ток невысокой силы, которого вполне достаточно, как убеждают авторы, для того, чтобы стимулировать ускоренное прорастание растений и ускоренный их рост в дальнейшем. Способ можно применять как на больших посевных площадях, полях, так и для электростимуляции отдельных растений.

Другой способ электростимуляции был предложен сотрудниками Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева. Он состоит в том, что в пределах пахотного слоя располагаются полосы, в одних из которых преобладают элементы минерального питания в виде анионов, в других - катионов. Создаваемая при этом разность потенциалов стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.

Следует отметить еще один способ электризации почвы без внешнего источника тока. Он для создания электролизуемых агрономических полей предполагает использование электромагнитного поля Земли, для этого укладываются на небольшой глубине, такой, чтобы не мешать проведению обычных агрономических работ, вдоль грядок, между ними, через определенный интервал стального провода. При этом на таких электродах наводится небольшая ЭДС, величиной 25-35 мВ.

В описанном ниже опыте, все же используется внешний источник питания. Солнечную батарею. Такая схема, возможно являясь менее удобной и более затратной в смысле материалов, тем не менее, позволяет весьма четко отслеживать зависимость роста растений от различных факторов, имеет синхронную с солнцем, вероятно, более приятную для растения, активность. Кроме того, позволяет легко контролировать и регулировать воздействие. Не предполагает внесение в почву дополнительных химикатов.

Итак. Что было использовано.

Материалы.
Провод монтажный, сечение любое, но слишком тонкие будут уязвимы для случайных механических воздействий. Кусочек нержавеющей стали для электродов. Светодиоды для элементов солнечной батареи, кусочек фольгированного материала для ее основания. Химикаты для травления, но можно и обойтись. Акриловый лак. Микроамперметр. Кусочек листовой стали для его крепления. Сопутствующие мелочи, крепеж.

Инструмент.

Набор слесарного инструмента, паяльник 65Вт с принадлежностями, инструмент для радиомонтажа, нечто для сверления, в том числе и отверстий для выводов светодиодов (~1мм). Стеклянный рейсфедер для рисования дорожек на плате, но можно обойтись и толстой иглой от шприца, пустой ампулой от шариковой ручки с размягченным и оттянутым носиком. Пригодился и мой любимый инструмент – ювелирный лобзик. Немного аккуратности.

Электроды - нержавеющая сталь. Разметил, выпилил, опилил заусенцы. Отметки глубины погружения, это пожалуй лишнее – недавно приобрел набор клейм с циферками и руки чесались попробовать.

Провода паял хлористым цинком (флюс «кислота паяльная») и обычным ПОС-60. Провода взял потолще с силиконовой изоляцией.

Солнечный элемент решено было изготовить самостоятельно. Существует несколько конструкций самодельных солнечных элементов. Элемент из закиси меди был, отвергнут как низко надёжный, оставался вариант из готовых радиоэлементов. Вскрывать диоды и транзисторы в металлических корпусах было жалко, долго и муторно, к тому же их потом опять герметизировать придется. В этом смысле, чудо как хороши светодиоды. Кристалл насмерть залит прозрачным компаундом, хоть под водой будет работать. Как раз валялась пригоршня не особенно удобных светодиодов, приобретенных за бесценок по случаю, аж во времена «первоначального накопления капитала». Неудобны они, относительно слабым свечением и очень длиннофокусной линзочкой на торце. Угол поля зрения довольно узкий и со стороны да при свете, порой вообще не видно, что светится. Ну вот из них и набрал батарейку.

Предварительно конечно, проведя ряд простейших экспериментов – подключил к тестеру и повертелся на улице, в тени, на солнце. Результаты показались вполне обнадеживающие. Да, следует помнить, что если подключить мультиметр просто к ножкам светодиода, результаты будут не особенно достоверны – такой фотоэлемент будет работать на входное сопротивление вольтметра, а у современных цифровых приборов оно весьма высоко. В реальной схеме, показатели будут не столь блестящи.

Заготовка для печатной платы. Батарея предназначалась для установки внутри теплицы, микроклимат там, порой, довольно влажный. Большие отверстия, для лучшего «проветривания» и стекания возможных капель воды. Следует сказать, что стеклотекстолит – материал, весьма абразивный, сверла тупятся очень быстро, а мелкие, если сверлить ручным инструментом, еще и ломаются. Покупать их нужно с запасом.

Печатная плата нарисована битумным лаком, вытравлена в хлорном железе.

Светодиоды на платке, включение параллельно-последовательное.

Светодиоды отогнуты несколько в стороны, с востока на запад, чтоб равномерней ток вырабатывался в течение светового дня.

Линзочки на светодиодах сточены для устранения направленности. Все под три слоя лака, правда, уретанового, как положено, не нашлось, пришлось акриловым.

Вырезал и выгнул по месту крепление для микроамперметра. Посадочное место выпилил ювелирным лобзиком. Покрасил из баллончика.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при электростимуляции жизнедеятельности растений. Способ включает внесение в почву, на глубину, удобную при дальнейших обработках, с определенным интервалом, в соответствующих пропорциях металлических частиц в виде порошка, стержней, пластин различной формы и конфигурации, выполненных из металлов различных типов и их сплавов, отличающихся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, чередуя внесение металлических частиц одного типа металлов с внесением металлических частиц другого типа, учитывая состав почвы и тип растения. При этом значение возникающих токов будет находиться в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений. Для увеличения токов электоростимуляции растений и ее эффективности, при соответствующих помещенных в почву металлах, перед поливом посевы растений посыпают пищевой содой 150-200 гр/м 2 или непосредственно поливают посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 гр/л воды. Изобретение позволяет эффективно использовать электростимуляцию на различные растения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2261588

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к области развития сельского хозяйства, растениеводства и может быть использовано преимущественно при электростимуляции жизнедеятельности растений. Основывается оно на свойстве воды изменять свой водородный показатель при соприкосновении ее с металлами (Заявление на открытие № ОТ ОВ от 07.03.1997 г.) .

Уровень техники.

Применение данного способа основывается ва свойстве изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами (Заявка на открытие № ОТ ОВ от 07.03.1997 г. под названием "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами") .

Известно, что слабый электрический ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет на жизнедеятельность растений. При этом опытов по электризации почвы и влиянии данного фактора на развитие растений произведено очень много как в нашей стране, так и за рубежом (см. книгу А.М. Гордеева, В.Б. Шешнева "Электричество в жизни растений, М., Просвещение, 1988, - 176 с., стр.108-115). Установлено, что это воздействие изменяет передвижение различных видов почвенной влаги, способствует разложению ряда трудноусвояемых для растений веществ, провоцирует самые разнообразные химические реакции, в свою очередь, изменяющие реакцию почвенного раствора. Определены и параметры электрического тока, оптимальные для разнообразных почв: от 0.02 до 0.6 мА/см 2 для постоянного тока и от 0.25 до 0.50 мА/см 2 для переменного.

В настоящее время используют различные способы электризации почвы - с помощью создания кистевого электрического заряда в пахотном слое, создания в почве и в атмосфере высоковольтного маломощного непрерывного дугового разряда переменного тока . Для реализации данных способов используется электрическая энергия внешних источников электрической энергии. Однако для использования таких методов необходима принципиально новая технология возделывания сельскохозяйственных культур. Это весьма сложная и дорогостоящая задача, требующая использования источников питания, кроме того, возникает вопрос о том, как обрабатывать такое поле с навешенными над ним и уложенными в нем проводами.

Однако существуют способы электризации почвы, которые не используют внешние источники энергии, стремясь компенсировать изложенный недостаток.

Так, известен способ, предложенный французскими исследователями . Они запатентовали устройство, которое работает по типу электрической батареи. Только в качестве электролита используется почвенный раствор. Для этого в его почву поочередно помещают положительные и отрицательные электроды (в виде двух гребенок, зубья которых расположены друг между другом). Выводы от них замыкают накоротко, вызывая тем самым нагревание электролита. Между электролитами начинает проходить ток невысокой силы, которого вполне достаточно, как убеждают авторы, для того, чтобы стимулировать ускоренное прорастание растений и ускоренный их рост в дальнейшем.

Данный способ не использует внешний источник электрической энергии, его можно применять как на больших посевных площадях, полях, так и для электростимуляции отдельных растений.

Однако для реализации данного способа необходимо иметь определенный почвенный раствор, необходимы электроды, которые предлагается помещать в строго определенном положении - в виде двух гребенок, а так же соединять. Ток возникает не между электродами, а между электролитами, то есть определенными участками почвенного раствора. Авторы не сообщают о том, как можно регулировать данный ток, его величину.

Другой способ электростимуляции был предложен сотрудниками Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева . Он состоит в том, что в пределах пахотного слоя располагаются полосы, в одних из которых преобладают элементы минерального питания в виде анионов, в других - катионов. Создаваемая при этом разность потенциалов стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.

Данный способ не использует внешние источники электрической энергии, он также может применяться как для больших посевных площадей, так и для небольших земельных участков.

Однако данный метод испытан в лабораторных условиях, в небольших сосудах, с использованием дорогостоящих химических веществ . Для его реализации необходимо использовать определенное питание пахотного слоя почвы с преобладанием элементов минерального питания в виде анионов или катионов. Данный способ сложно внедрить для широкого применения, так как для его реализации необходимы дорогостоящие удобрения, которые необходимо регулярно в определенном порядке вносить в почву. Авторы данного способа также не сообщают о возможности регулирования тока электростимуляции.

Следует отметить способ электризации почвы без внешнего источника тока, который является современной модификацией способа, предложенного Е. Пилсудским. Он для создания электролизуемых агрономических полей предложил использовать электромагнитное поле Земли, а для этого укладывать на небольшой глубине, такой, чтобы не мешать проведению обычных агрономических работ, вдоль грядок, между ними, через определенный интервал стальной провод. При этом на таких электродах наводится небольшая ЭДС, величиной 25-35 мВ .

Данный способ так же не использует внешние источники питания, для его применения нет необходимости соблюдать определенное питание пахотного слоя, использует он простые компоненты для реализации - стальной провод.

Однако предложенный способ электростимуляции не позволяет получать токи различных значений. Данный способ зависит от электромагнитного поля Земли: стальной провод необходимо укладывать строго вдоль грядок, ориентируя его согласно расположению магнитного поля Земли. Предложенный способ сложно применять для электростимуляции жизнедеятельности отдельно растущих растений, комнатных растений, а так же растений, находящихся в теплицах, на небольших участках.

Сущность изобретения.

Целью настоящего изобретения является получение способа электростимуляции жизнедеятельности растений, простого в своей реализации, недорогого, обладающего отсутствием указанных недостатков рассмотренных способов электростимуляции для более эффективного использования электростимуляции жизнедеятельности растений как для различных сельскохозяйственных культур, так и для отдельных растений, для более широкого применения электростимуляции как в сельском хозяйстве, так и в быту, на частных участках, в теплицах, для электростимуляции отдельных комнатных растений.

Поставленная цель достигается тем, что в почву посева сельскохозяйственных культур на небольшую глубину, такую, которая удобна при дальнейшей обработке и снятии урожая данной сельскохозяйственной культуры, помещаются в различном порядке небольшие частицы металлов, небольшие металлические пластины различной формы и конфигурации, сделанные из металлов различных типов. При этом тип металла определяется по его расположению в электрохимическом ряду напряжений металлов. Ток электростимуляции жизнедеятельности растений можно менять, изменяя вносимые типы металлов. Можно менять и заряд самой почвы, делая ее положительно электрически заряженной (в ней будет больше положительно заряженных ионов) или отрицательно электрически заряженной (в ней будет больше отрицательно заряженных ионов), если вносить в почву посева сельскохозяйственных культур металлические частицы одного типа металлов.

Так, если вносить в почву металлические частицы металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода (так как натрий, кальций очень активные металлы и в свободном состоянии присутствуют в основном в виде соединений, то в этом случае предлагается вносить такие металлы как алюминий, магний, цинк, железо и их сплавы, а металлы натрий, кальций в виде соединений), то в этом случае, можно получать почвенный состав положительно электрически заряженным относительно вносимых в почву металлов. Между внесенными металлами и почвенным влажным раствором будут течь токи в различных направлениях, которые будут электрически стимулировать жизнедеятельность растений. Металлические частицы зарядятся при этом отрицательно, а почвенный раствор положительно. Максимальная величина тока электростимуляции растений будет зависеть от состава почвы, влажности, температуры и от местонахождения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем левее данный металл находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (магний, соединения магния, натрия, кальция, алюминий, цинк). У железа, свинца он будет минимальным (однако свинец вносить в почву не рекомендуется). В чистой воде значение тока при температуре 20°С между данными металлами и водой равно 0.011-0.033 мА, напряжение: 0.32-0.6 В .

Если вносить в почву металлические частицы металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода (медь, серебро, золото, платина и их сплавы), то тогда в этом случае можно получать почвенный состав отрицательно электрически заряженным относительно вносимых в почву металлов. Между внесенными металлами и почвенным влажным раствором так же будут течь токи в различных направлениях, электрически стимулируя жизнедеятельность растений. Металлические частицы зарядятся при этом положительно, а почвенный раствор отрицательно. Максимальная величина тока будет определяться составом почвы, ее влажностью, температурой и местонахождением металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем правее данный металл будет находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (золото, платина). В чистой воде значение тока при температуре 20°С между данными металлами и водой лежит в пределах 0.0007-0.003 мА, напряжение: 0.04-0.05 В .

При внесении в почву металлов различных типов по отношению к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, а именно при их расположении до и после водорода, возникающие токи будут существенно больше, чем при нахождении металлов одного типа. В этом случай металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов правее водорода (медь, серебро, золото, платина и их сплавы), зарядятся положительно, а металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода (магний, цинк, алюминий, железо...), зарядятся отрицательно. Максимальная величина тока будет определяться составом почвы, влажностью, ее температурой и разницей нахождения металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем правее и левее данные металлы будут находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (золото-магний, платина-цинк).

В чистой воде значение тока, напряжения при температуре 40°С между данными металлами равно:

пара золото-алюминий: ток - 0.020 мА,

напряжение - 0.36 В,

пара серебро-алюминий: ток - 0.017 мА,

напряжение - 0.30 В,

пара медь-алюминий: ток - 0.006 мА,

напряжение - 0.20 В.

(Золото, серебро, медь при измерениях заряжаются положительно, алюминий - отрицательно. Измерения проводились с помощью универсального прибора ЭК 4304. Это установившиеся значения) .

Для практического использования предлагается вносить в почвенный раствор такие металлы как медь, серебро, алюминий, магний, цинк, железо и их сплавы. Возникающие токи между медью и алюминием, медью и цинком будут создавать эффект электростимуляции растений. При этом значение возникающих токов будет находится в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений .

Как уже говорилось, такие металлы как натрий, кальций в свободном состоянии присутствуют в основном в виде соединений. Магний входит в состав такого соединения как карналлит - KCl·MgCl 2 ·6H 2 O. Данное соединение используется не только для получения свободного магния, но и так же в качестве удобрения, поставляющего растениям магний и калий. Магний нужен растениям потому, что он содержится в хлорофилла, входит в состав соединений, принимающих участие в процессах фотосинтеза .

Подбирая пары вносимых металлов, можно подобрать оптимальные для данного растения токи электростимуляции. При выборе вносимых металлов необходимо учитывать состояние почвы, ее влажность, тип растения, способ его питания, важность для него тех или иных микроэлементов. Создаваемые при этом в почве микротоки будут различных направлений, различной величины.

В качестве одного из способов увеличения токов электростимуляции растений при соответствующих помещенных в почву металлах предлагается перед поливом посыпать посевы сельскохозяйственных культур пищевой содой NaHCO 3 (150-200 грамм на метр квадратный) или непосредственно поливать сельскохозяйственные посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 грамм на 1 литр воды. Внесение соды в почву позволит увеличить токи электростимуляции растений, так как исходя из экспериментальных данных токи между металлами, находящимися в чистой воде, увеличиваются при растворении в воде соды. Раствор соды имеет щелочную среду, в ней больше отрицательно заряженных ионов, а поэтому ток в такой среде увеличится. При этом, распадаясь на составные части под действием электрического тока, она сама будет использоваться в качестве питательного вещества, необходимого для усвоения растением.

Сода является полезным веществом для растений, так как содержит ионы натрия, которые необходимы растению - они принимают активное участие в энергетическом натрий-калиевом обмене клеток растений. Согласно гипотезе П.Митчела, являющейся на сегодняшний день фундаментом всей биоэнергетики, энергия пищи сначала преобразуется в электрическую энергию, которая затем уже затрачивается на производство АТФ. Ионы натрия, согласно последним исследованиям, совместно с ионами калия и ионами водорода как раз и участвуют в таком преобразовании.

Выделяющийся при разложении соды углекислый газ также может быть усвоен растением, так как является тем продуктом, который используют для питания растения. Для растений углекислый газ служит источником углерода и обогащение им воздуха в парниках и теплицах приводит к повышению урожая .

Ионы натрия оказывают большую роль в натрий-калиевом обмене клеток. Они играют важную роль в энергетическом снабжении клеток растений питательными веществами.

Так, к примеру, известен определенный класс "молекулярных машин" - белков-переносчиков. Эти белки не имеют электрического заряда. Однако, присоединяя ионы натрия и какую-либо молекулу, например молекулу сахара, данные белки приобретают положительный заряд и, таким образом, втягиваются в электрическое поле поверхности мембраны, где они отделяют сахар и натрий. Сахар таким способом попадает внутрь клетки, а лишний натрий откачивается наружу натриевым насосом. Таким образом, благодаря положительному заряду иона натрия белок-переносчик заряжается положительно, тем самым попадая под притяжение электрического поля мембраны клетки. Обладая зарядом, он может втянуться электрическим полем мембраны клетки и таким образом, присоединяя питательные молекулы, например молекулы сахара, доставлять эти питательные молекулы внутрь клеток. "Можно сказать, что белок-переносчик играет роль кареты, молекула сахара - седока, а натрий - роль лошадки. Хотя сам он не вызывает движения, а его втягивает в клетку электрическое поле" .

Известно, что калий-натриевый градиент, создаваемый по разные стороны мембраны клетки, является своего рода генератором протонного потенциала. Он продливает работоспособность клетки в условиях, когда исчерпаны энергетические ресурсы клетки.

В. Скулачев в своей заметке "Зачем клетка обменивает натрий на калий?" подчеркивает важность элемента натрия в процессе жизнедеятельности клеток растений: "Калий-натриевый градиент должен продлить работоспособность клепки в условиях, когда исчерпаны энергетические ресурсы. Подтверждением такого факта может служить опыт с солелюбивыми бактериями, которые транспортируют очень большие количества ионов калия и натрия, чтобы снизить калий-натриевый градиент. Такие бактерии быстро останавливались в темноте в бескислородных условиях, если в среде был KCl, и все еще двигались спустя 9 часов, если KCl был заменен на NaCl. Физический смысл данного эксперимента состоит в том, что присутствие калий-натриевого градиента позволило поддерживать протонный потенциал клеток данной бактерии и тем самым обеспечивать их движение при отсутствии света, т.е. когда отсутствовали другие источники энергии реакции фотосинтеза."

Согласно опытным данным, ток между металлами, расположенными в воде, и между металлами и водой увеличивается, если в воде растворить небольшое количество пищевой соды.

Так, в системе типа металл-вода ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и водой: ток = 0.0007 мА;

напряжение = 40 мВ;.

(медь заряжена положительно, вода - отрицательно);

Между алюминием и водой:

ток = 0.012 мА;

напряжение =323 мВ.

(алюминий заряжен отрицательно, вода - положительно).

В системе типа металл-раствор соды (использовалось 30 грамм пищевой соды на 250 миллилитров кипяченной воды) напряжение, ток при температуре 20°С равны:

Между медью и раствором соды:

ток = 0.024 мА;

напряжение =16 мВ.

(медь заряжена положительно, раствор соды - отрицательно);

Между алюминием и раствором соды:

ток = 0.030 мА;

напряжение = 240 мВ.

(алюминий заряжен отрицательно, раствор соды-положительно).

Как видно из приведенных данных, ток между металлом и раствором соды увеличивается, становится больше, чем между металлом и водой. Для меди он увеличивается с 0.0007 до 0.024 мА, а для алюминии он увеличился с 0.012 до 0.030 мА, напряжение же в данных примерах, наоборот, уменьшается: для меди с 40 до 16 мВ, а для алюминия с 323 до 240 мВ.

В системе типа металл1-вода-металл2 ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и цинком:

ток = 0.075 мА;

напряжение =755 мВ.

Между медью и алюминием:

ток = 0.024 мА;

напряжение = 370 мВ.

(медь имеет положительный заряд, алюминий - отрицательный).

В системе типа металл1-водный раствор соды - металл2, где в качестве раствора соды используется раствор, получаемый растворением 30 грамм пищевой соды в 250 миллилитрах кипяченной воды, ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и цинком:

ток = 0.080 мА;

напряжение =160 мВ.

(медь имеет положительный заряд, цинк - отрицательный);

между медью и алюминием:

ток =0.120 мА;

напряжение = 271 мВ.

(медь имеет положительный заряд, алюминий-отрицательный).

Измерения напряжения, тока проводились с использованием одновременно измерительных приборов М-838 и Ц 4354-М1. Как видно из приведенных данных, ток в растворе соды между металлами становился больше, чем при их помещении в чистую воду. Для меди и цинка ток увеличился с 0.075 до 0.080 мА, для меди и алюминия он увеличился с 0.024 до 0.120 мА. Хотя напряжение в данных случаях уменьшилось для меди и цинка с 755 до 160 мВ, для меди и алюминия с 370 до 271 мВ.

Что же касается электрических свойств почв , то известно, что электропроводность их, способность проводить ток, зависит от целого комплекса факторов: влажности, плотности, температуры, химико-минералогического и механического состава, структуры и совокупности свойств почвенного раствора. При этом, если плотность почв различных типов меняется в 2-3 раза, теплопроводность - в 5-10, скорость распространения в них звуковых волн - в 10-12 раз, то электропроводность - даже для одной и той же почвы в зависимости от ее сиюминутного состояния - может изменяться в миллионы раз. Дело в том, что в ней, как в сложнейшем физико-химическом соединении, одновременно находятся элементы, обладающие резко несовпадающими электропроводящими свойствами. Плюс к тому огромную роль играет биологическая деятельность в почве сотен видов организмов, начиная от микробов и кончая целой гаммой растительных организмов.

Отличие данного способа от рассмотренного прототипа состоит в том, что получаемые токи электростимуляции можно для различных сортов растений подбирать соответствующим выбором вносимых металлов, а так же составом почвы, выбирая, таким образом, оптимальной величины токи электростимуляции.

Данный способ можно использовать для участков земляных угодий различной величины. Данный способ можно применять как для единичных растений (комнатные растения), так и для посевных площадей. Его можно применять в теплицах, на дачных участках. Он удобен для применения в космических оранжереях, применяемых на орбитальных станциях, так как не нуждается в подводе энергии от внешнего источника тока и не зависит от ЭДС, наводимой Землей. Он прост для реализации, так как не нуждается в особом питании почвы, использовании каких-либо сложных компонентов, удобрений, специальных электродов.

В случае применения данного способа для посевных площадей количество вносимых металлических пластин расчитывается от желаемого эффекта электростимуляции растений, от типа растения, от состава почвы.

Для применения на посевных площадях предлагается вносить 150-200 грамм медьсодержащих пластин и 400 грамм металлических пластин, содержащих сплавы цинка, алюминия, магния, железа, соединения натрия, кальция на 1 метр квадратный. Вносить в процентном состоянии металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода необходимо больше, так как они начнут окисляться при соприкосновении с почвенным раствором и от действия эффекта взаимодействия с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода. С течением времени (при измерении времени процесса окисления данного типа металлов, находящихся до водорода, для данного состояния почвы) необходимо пополнять почвенный раствор такими металлами.

Использование предлагаемого способа электростимуляции растений обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

Возможность получения различных токов и потенциалов электрического поля для электрической стимуляции жизнедеятельности растений без подведения электрической энергии от внешних источников, посредством использования различных металлов, вносимых в почву, при различном составе почвы;

Внесение металлических частиц, пластин в почву можно совмещать с другими процессами, связанными с обработкой почвы. При этом помещать металлические частицы, пластины можно без определенной направленности;

Возможность воздействия слабыми электрическими токами, без использования электрической энергии от внешнего источника, в течение длительного времени;

Получение токов электростимуляции растений различного направления, без подвода электрической энергии от внешнего источника, в зависимости от положения металлов;

Эффект электростимуляции не зависит от формы используемых металлических частиц. В почву можно помещать металлические частицы различной формы: круглой, квадратной, продолговатой. Данные металлы можно вносить в соответствующих пропорциях в виде порошка, стержней, пластин. Для посевных площадей предлагается помещать в землю на небольшую глубину, с определенным интервалом, на расстоянии 10-30 см от поверхности пахотного слоя продолговатые металлические пластины шириной 2 см, толщиной 3 мм и длиной 40-50 см, чередуя внесение металлических пластин одного типа металлов с внесением металлических пластин другого типа металлов. Намного упрощается задача внесения металлов на посевных площадях, если их помешать в почву в виде порошка, который (этот процесс можно совместить со вспашкой почвы) перемешивается с землей. Возникающие токи между частицами порошка, состоящего из металлов различных типов, будут создавать эффект электростимуляции. В данном случае возникающие токи будут без определенной направленности. При этом вносить в виде порошка можно только металлы, у которых скорость процесса окисления небольшая, то есть металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода (соединения меди, серебра). Металлы же, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, необходимо вносить в виде крупных частиц, пластин, так как данные металлы при соприкосновении с почвенным раствором и от эффекта взаимодействия с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, начнут окисляться, а следовательно, и по массе, и по размерам данные частицы металлов должны быть больше;

Независимость данного способа от электромагнитного поля Земли позволяет использовать данный способ как на небольших земельных участках для воздействия на отдельные растения, для электростимуляции жизнедеятельности комнатных растений, при электростимуляции растений в теплицах, на дачных участках, так и на больших посевных площадях. Данный способ удобен для применения в оранжереях, используемых на орбитальных станциях, так как не нуждается в использовании внешнего источника электрической энергии и не зависит от ЭДС, наводимой Землей;

Данный способ прост для реализации, так как не нуждается в особом питании почвы, использовании каких-либо сложных компонентов, удобрений, специальных электродов.

Применение данного способа позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур, морозо- и засухоустойчивость растений, сократить применение химических удобрений, ядохимикатов, использовать обычные, не генетически измененные сельскохозяйственные посевные материалы.

Данный способ позволит исключить внесение химических удобрений, различных ядохимикатов, так как возникающие токи позволят разлагать ряд трудноусвояемых для растений веществ, а следовательно, позволят растению легче усваивать эти вещества.

При этом подбирать токи для определенных растений необходимо опытным путем, так как электропроводность даже для одной и той же почвы в зависимости от ее сиюминутного состояния может изменяться в миллионы раз (3, стр.71), а так же с учетом особенностей питания данного растения и большей важности для него тех или иных микро- и макроэлементов .

Влияние электростимуляции жизнедеятельности растений было подтверждено многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом.

Имеются исследования , свидетельствующие, что искусственное повышение отрицательного заряда корня усиливает поступление в него катионов из почвенного раствора.

Известно, что "наземную часть травы, кустарников и деревьев можно считать потребителями атмосферных зарядов. Что же касается другого полюса растений - его корневой системы, то на нее благотворно влияют отрицательные аэроионы. Для доказательства исследователи между корнями томата положили положительно заряженный стержень - электрод, "вытягивающий" отрицательные аэроионы из почвы Урожай томатов увеличился сразу в 1.5 раза. Кроме того, оказалось, что в почве с высоким содержанием органических веществ больше накапливается отрицательных зарядов. В этом также видят одну из причин роста урожаев.

Существенным стимулирующим действием обладают слабые постоянные токи, когда их непосредственно пропускают через растения, в зону корней которых помещен отрицательный электрод. Линейный рост стеблей при этом увеличивается на 5-30%. Такой способ очень эффективен с точки зрения энергозатрат, безопасности и экологии Ведь мощные поля могут отрицательно влиять на микрофлору почвы. К сожалению, эффективность слабых полей исследована совершенно недостаточно" .

Создаваемые токи электростимуляции позволят повысить морозо- и засухоустойчивость растений .

Как сказано в источнике , "Совсем недавно стало известно: электричество, подаваемое непосредственно в корнеобитаемую зону растений, способно облегчить их участь при засухе за счет пока не выясненного физиологического эффекта. В 1983 г. в США. Польсон и К. Верви опубликовали статью, посвященную транспорту воды у растений при стрессе. Тут же они описали опыт, когда к фасоли, подвергавшейся воздушной засухе, прикладывали градиент электрических потенциалов в 1 В/см. При этом, если положительный полюс находился на растении, а отрицательный на почве, то растения завядали, причем сильнее, чем в контроле. Если полярность была обратной, завядания не наблюдалось. Кроме того, растения, находившиеся в состоянии покоя, выходили из него быстрее, если их потенциал был отрицательным, а потенциал почвы положительным. При обратной полярности растения из покоя вообще не выходили, так как погибали от обезвоживания, ведь растения фасоли находились в условиях воздушной засухи.

Примерно в те же годы в Смоленском филиале ТСХА, в лаборатории, занимавшейся вопросами эффективности электростимуляции, обратили внимание, что при воздействии током растения лучше произрастают при дефиците влаги, но специальные опыты тогда не были поставлены, решались другие задачи.

В 1986 г. подобный эффект электростимуляции при низкой почвенной влажности обнаружили в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева . При этом они использовали внешний источник питания постоянного тока.

В несколько иной модификации благодаря другому приему создания разностями электрических потенциалов в питательном субстрате (без внешнего источника тока) опыт был проведен в Смоленском филиале Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева . Результат оказался поистине удивительным. Горох выращивали при оптимальном увлажнении (70% от полной влагоемкости) и экстремальном (35% от полной влагоемкости). Причем этот прием был гораздо эффективнее воздействия внешнего источника тока в аналогичных условиях. Что же выяснилось?

При вдвое меньшей влажности растения гороха долго не всходили и на 14-е сутки имели высоту лишь 8 см. Выглядели они весьма угнетенными. Когда же в таких экстремальных условиях растения находились под влиянием небольшой разности электрохимических потенциалов, наблюдалась совершенно иная картина. И всхожесть, и темпы роста, и общий вид их несмотря на дефицит влаги, по существу, не отличались от контрольных, произраставших при оптимальной влажности, на 14-е сутки они имели высоту 24.6 см, что лишь на 0.5 см ниже, чем контрольные.

Далее в источнике говорится: "Естественно, напрашивается вопрос - в чем же кроется такой запас выносливости растений, какова здесь роль электричества? Ответа пока нет, есть только первые предположения. Отгадку "пристрастия" растений к электричеству помогут найти дальнейшие опыты.

Но данный факт имеет место, и его непременно надо использовать в практических целях. Ведь пока на орошение посевов затрачивают колоссальные количества воды и энергии для ее подачи на поля. А оказывается можно обойтись гораздо более экономичным способом. Это тоже не просто, но тем не менее, думается, недалеко то время, когда электричество поможет проводить орошение сельскохозяйственных культур без полива."

Эффект электростимуляции растений проверялся не только в нашей стране, но и во многих других странах. Так, в "одной канадской обзорной статье, опубликованной в 1960-е годы. отмечалось, что в конце минувшего столетия в условиях Арктики при электростимуляции ячменя наблюдали ускорение его роста на 37%. Картофель, морковь, сельдерей давали урожай на 30-70% выше обычного. Электростимуляция зерновых в полевых условиях подняла урожай на 45-55%, малины - на 95%". "Опыты повторяли в различных климатических зонах от Финляндии до юга Франции. При обильном увлажнении и хорошем удобрении урожайность моркови вырастала на 125%, гороха - на 75%, сахаристость свеклы увеличивалась на 15% ".

Видный советский биолог, почетный член АН СССР И.В. Мичурин пропускал ток определенной силы через почву, в которой выращивал сеянцы. И убедился: это ускоряло их рост и улучшало качество посадочного материала. Подытоживая свою работу, он писал "Солидную помощь при выращивании новых сортов яблонь дает введение в почву жидкого удобрения из птичьего помета в смеси с азотистыми и другими минеральными удобрениями, как, например, чилийская селитра и томасшлак. В особенности такое удобрение дает поразительные результаты, если подвергнуть гряды с растениями электризации, но при условии, чтобы напряжение тока не превышало бы двух вольт. Более высокого напряжения токи, по моим наблюдениям, скорее приносят вред в этом деле, чем пользу". И далее: "Особенно сильное действие к роскошному развитию молодых сеянцев винограда производит электризация гряд."

Многое сделал по совершенствованию способов электризации почвы и выяснению их результативности Г.М. Рамек, о чем он рассказал в книге "Влияние электричества на почву", вышедшей в Киеве в 1911 г. .

В другом случае описывается применение способа электризации, когда между электродами имелась разность потенциалов 23-35 мВ, и между ними через влажную почву возникала электрическая цепь, по которой тек постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/см 2 анода. Делая выводы авторы работы сообщают: "Проходя через почвенный раствор как через электролит, этот ток поддерживает в плодородном слое процессы электрофореза и электролиза, благодаря чему необходимые растениям химические вещества почвы переходят из трудноусвояемых в легкоусвояемые формы. Кроме того, под воздействием электрического тока все растительные остатки, семена сорняков, отмершие животные организмы быстрее гумифицируются, что ведет к росту плодородия почвы ".

В данном варианте электризации почвы (использовался метод Е. Пилсудского) была получена весьма высокая прибавка урожая зерна - до 7 ц/га .

Определенный шаг в определении результата прямого действия электричества на корневую систему, а через нее и на все растение, на физико-химические изменения в почве сделали ленинградские ученые (3, стр.109). Они пропускали через питательный раствор, в который были помещены проростки кукурузы, небольшой постоянный электрический ток с помощью инертных в химическом отношении платиновых электродов величиной 5-7 мкА/см 2 .

В ходе своего эксперимента они получили следующие выводы: "Пропускание слабого электрического тока через питательный раствор, в который погружена корневая система проростков кукурузы, оказывает стимулирующее действие на поглощение растениями ионов калия и нитратного азота из питательного раствора."

При проведении подобного эксперимента с огурцами, через корневую систему которых, погруженных в питательный раствор, так же пропускали ток 5-7 мкА/см 2 , был так же получен вывод о том, что работа корневой системы при электростимуляции улучшалась.

В Армянском НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства применяли электричество для стимуляции растений табака. Изучали широкий спектр плотностей тока, пропускаемого в поперечном сечении корнеобитаемого слоя. У переменного тока он был 0.1; 0.5; 1.0, 1.6; 2.0; 2.5; 3.2 и 4.0 А/м 2 ; у постоянного - 0.005; 0.01; 0.03; 0.05; 0.075; 0.1; 0.125 и 0.15 А/м 2 . В качестве питательного субстрата использовали смесь, состоящую на 50% из чернозема, на 25% из перегноя и на 25% из песка. Наиболее оптимальными оказались плотности тока 2.5 А/м 2 для переменного и 0.1 А/м 2 для постоянного при непрерывной подаче электричества в течение полутора месяцев.

Электризации подвергались и томаты. Экспериментаторы создавали в их корнеобитаемой зоне постоянное электрическое поле. Растения развивались намного быстрее контрольных, особенно в фазу бутонизации. У них была больше площадь листовой поверхности, повышена активность фермента пероксидазы, усиливалось дыхание. В результате прибавка урожая составила 52%, и произошло это в основном за счет увеличения размеров плодов и их количества на одном растении.

Подобные эксперименты, как уже говорилось, проводил и И.В. Мичурин. Он подметил, что постоянный ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет и на плодовые деревья. В этом случае они быстрее проходят "детский" (ученью говорят "ювенильный") этап развития, повышается их холодостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным факторам среды, в итоге увеличивается урожайность. Когда через почву, на которой росли молодые хвойные и лиственные деревца, непрерывно, в течение светлого периода суток пропускали постоянный ток, в их жизни происходил целый ряд примечательных явлений. В июне-июле опытные деревья отличались более интенсивным фотосинтезом, что явилось результатом стимулирования электричеством роста биологической активности почвы, повышения скорости движения почвенных ионов, лучшего поглощения их корневыми системами растений. Более того, ток, протекающий в почве, создавал большую разность потенциалов между растениями и атмосферой. А это, как уже говорилось, фактор сам по себе благоприятный для деревьев, особенно молодых.

В соответствующем опыте, проведенном под пленочным укрытием, при непрерывном пропускании постоянного тока фитомасса однолетних сеянцев сосны и лиственницы увеличилась на 40-42%. "Если бы такой темп прироста сохранить в течение нескольких лет, то нетрудно представить, какой огромной выгодой обернулось бы это для лесозаготовителей," - такой вывод делают авторы книги .

Что же касается вопроса о причинах, благодаря которым повышается морозо- и засухоустойчивость растений, то по этому поводу можно привести следующие данные. Известно, что наиболее "морозоустойчивые растения откладывают в запас жиры, у других накапливаются в больших количествах сахара" . Из приведенного факта можно сделать вывод о том, что электростимуляция растений способствует накоплению жиров, сахара в растениях, благодаря чему и повышается их морозоустойчивость. Накопление же данных веществ зависит от обмена веществ, от скорости его протекания в самом растении. Таким образом, эффект электростимуляции жизнедеятельности растений способствовал увеличению обмена веществ в растении, а следовательно, накоплению в растении жиров и сахара, тем самым повышая их морозоустойчивость.

Что же касается засухоустойчивости растений, то известно, что для повышения засухоустойчивости растений на сегодняшний день используют метод предпосевного закаливания растений (Метод заключается в однократном намачивании семян в воде, после чего их выдерживают в течение двух суток, а затем подсушивают на воздухе до воздушно-сухого состояния) . Для семян пшеницы дается 45% воды от их массы, для подсолнечника - 60% и т. д.). Прошедшие процесс закаливания семена не теряют своей всхожести, и из них вырастают более засухоустойчивые растения. Закаленные растения отличаются повышенной вязкостью и оводненностью цитоплазмы, имеют более интенсивный обмен веществ (дыхание, фотосинтез, активность ферментов), сохраняют на более высоком уровне синтетические реакции, отличаются повышенным содержанием рибонуклеиновой кислоты, быстрее восстанавливают нормальный ход физиологических процессов после засухи. Они имеют меньший водный дефицит и большее содержание воды во время засухи. Клетки их мельче, но площадь листа больше, чем у незакаленных растений. Закаленные растения в условиях засухи приносят больший урожай. У многих закаленных растений наблюдается стимуляционный эффект, то есть даже при отсутствии засухи их рост и продуктивность выше.

Подобное наблюдение позволяет сделать вывод о том, что в процессе электростимуляции растений данное растение приобретает свойства такие, какие приобретает растение, прошедшее метод предпосевного закаливания. В результате данное растение отличается повышенной вязкостью и оводненностью цитоплазмы, имеет более интенсивный обмен веществ (дыхание, фотосинтез, активность ферментов), сохраняет на более высоком уровне синтетические реакции, отличается повышенным содержанием рибонуклеиновой кислоты, быстрым восстановлением нормального хода физиологических процессов после засухи.

Подтверждением такого факта могут послужить данные о том, что площадь листьев растений, находящихся под воздействием электростимуляции, как показали эксперименты, так же больше площади листьев растений контрольных образцов.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов.

На фиг.1 схематически изображены результаты эксперимента, проведенного с комнатным растением типа "Узамбарская фиалка" в течение 7 месяцев с апреля по октябрь 1997 г. При этом под пунктом "А" изображен вид опытного (2) и контрольного (1) образцов до эксперимента. Вид данных растений практически не отличался. Под пунктом "Б" изображен вид опытного (2) и контрольного растения (1) через семь месяцев после того, как в почву опытного растения были помещены частицы металлов: стружки меди и алюминиевой фольги. Как видно из приведенных наблюдений, вид опытного растения изменился. Вид же контрольного растения практически остался без изменений.

На фиг.2 схематически изображены виды, различные типы вносимых в почву металлических частиц, пластин, используемых автором при проведении экспериментов по электростимуляции растений. При этом под пунктом "А" изображен тип вносимых металлов в виде пластин: 20 см длиной, 1 см шириной, 0.5 мм толщиной. Под пунктом Б" изображен тип вносимых металлов в виде пластин 3×2 см, 3×4 см. Под пунктом "В" изображен тип вносимых металлов в виде "звездочек" 2×3 см, 2×2 см, толщиной 0.25 мм. Под пунктом "Г" изображен тип вносимых металлов в форме кружков диаметром 2 см, толщиной 0.25 мм. Под пунктом "Д" изображен тип вносимых металлов в виде порошка.

Для практического использования типы вносимых в почву металлических пластин, частиц могут быть самой различной конфигурации и размеров.

На фиг.3 изображен вид саженца лимона и вид его листового покрытия (его возраст составлял к моменту подведения итогов эксперимента 2 года). В почву данного саженца примерно через 9 месяцев после его посадки помещались металлические частицы: медные пластины формы "звездочек" (форма "В", фиг.2) и алюминиевые пластины типа "А", "Б" (фиг.2). После этого через 11 месяцев после его посадки, иногда через 14 месяцев после его посадки (то есть незадолго перед зарисовкой данного лимона, за месяц до подведения итогов эксперимента), регулярно в почву лимона при поливе добавлялась сода пищевая (30 грамм соды на 1 литр воды).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Данный способ электростимуляции растений был проверен на практике - использовался для электростимуляции комнатного растения "Узамбарская фиалка".

Так, имелись два растения, две "Узамбарские фиалки" одного типа, которые росли в одних условиях на подоконнике в комнате. Затем в одно из них, в почву одного из них, были помещены небольшие частицы металлов - стружки меди и алюминиевой фольги. Через полгода после этого, а именно через семь месяцев (эксперимент проводился с апреля по октябрь 1997 г.). различие в развитии этих растений, комнатных цветов, стало заметно. Если у контрольного образца структура листьев и стебля остались практически без изменения, то у опытного образца стебли листьев стали толще, сами листья стали крупнее и сочнее, они более стремились вверх, в то время как у контрольного образца такого ярко выраженного стремления листьев вверх не наблюдалось. Листья у опытного образца были упругие и приподняты над землей. Растение выглядело более здоровым. У контрольного растения листья были практически около земли. Разница в развитии этих растений наблюдалась уже в первые месяцы. При этом удобрения в почву опытного растения не добавлялись. На фиг.1 изображены вид опытного (2) и контрольного (1) растений до (пункт "А") и после (пункт "Б") эксперимента.

Подобный же эксперимент проводился с другим растением - плодоносящим инжиром (смоковницей), произрастающим в комнате. Данное растение имело высоту около 70 см. Росло оно в пластмассовом ведре объемом 5 литров, на подоконнике, при температуре 18-20°С. После цветения оно приносило плоды и эти плоды состояния зрелости не достигали, они опадали незрелыми - были они зеленоватого цвета.

В качестве эксперимента в почву произрастания данного растения были внесены следующие металлические частицы, металлические пластины:

Алюминиевые пластины 20 см длиной, 1 см шириной, 0.5 мм толщиной, (тип "А", фиг.2) в количестве 5 штук. Они располагались равномерно по всей длине окружности горшка и помещались на всю его глубину;

Небольшие медные, железные пластины (3×2 см, 3×4 см) в количестве 5 штук (тип "Б", фиг.2), которые помещались на небольшую глубину недалеко от поверхности;

Небольшое количество медного порошка в количестве около 6 грамм (форма "Д", фиг.2), равномерно внесенного в приповерхностный слой почвы.

После внесения в почву произрастания инжира перечисленных металлических частиц, пластин данное дерево, находящееся в том же пластмассовом ведре, в той же почве, при плодоношении стало давать вполне спелые плоды зрелого бордового цвета, с определенными вкусовыми качествами. При этом удобрения в почву не вносились. Наблюдения проводились в течение 6 месяцев.

Подобный эксперимент проводился также с саженцем лимона примерно в течение 2 лет с момента его высадки в почву (Эксперимент проводился с лета 1999 года по осень 2001 года).

В начале своего развития, когда лимон в виде черенка был посажен в глиняный горшок и развивался, в его почву не вносились металлические частицы, удобрения. Затем примерно через 9 месяцев после его посадки в почву данного саженца помещались металлические частицы, медные пластаны формы "В" (фиг.2) и алюминиевый, железные пластины типа "А", "Б" (фиг.2).

После этого через 11 месяцев после его посадки, иногда через 14 месяцев после посадки (то есть незадолго перед зарисовкой данного лимона, за месяц до подведения итогов эксперимента), регулярно в почву лимона при поливе добавлялась сода пищевая (с учетом 30 грамм соды на 1 литр воды). Кроме этого, сода вносилась непосредственно в почву. При этом в почве произрастания лимона по-прежнему находились металлические частицы: алюминиевые, железные, медные пластины. Находились они в самом различном порядке, равномерно заполняя весь объем почвы.

Подобные действия, эффект нахождения металлических частиц в почве и вызванный в этом случае эффект электростимуляции, получаемый в результате взаимодействия металлических частиц с почвенным раствором, а также внесение в почву соды и полив растения водой с растворенной содой, можно было наблюдать непосредственно по внешнему виду развивающегося лимона.

Так, листья, находящиеся на ветви лимона, соответствующей его начальному развитию (фиг.3, правая ветвь лимона), когда в процессе его развитая и роста металлические частицы в почву не добавлялись, имели размеры от основания листа до его кончика 7.2, 10 см. Листья же, развивающиеся на другом конце ветви лимона, соответствующие его настоящему развитию, то есть такому периоду, когда в почве лимона находились металлические частицы и он поливался водой с растворенной содой, имели размеры от основания листа до его кончика 16.2 см (фиг.3, крайний верхний лист на левой ветви), 15 см, 13 см (фиг.3, предпоследние листы на левой ветви). Последние данные размеров листьев (15 и 13 см) соответствуют такому периоду его развития, когда лимон поливался обычной водой, а иногда, периодически, и водой с растворенной содой, с находящимися в почве металлическими пластинами. Отмеченные листья отличались от листьев первой правой ветви начального развития лимона размерами не только по длине - они были шире. Кроме этого, они имели своеобразный блеск, в то время как листья первой ветви, правой ветви начального развития лимона имели матовый оттенок. Особенно данный блеск был проявлен у листа с размером 16.2 см, то есть у того листа, соответствующего периоду развития лимона, когда он постоянно в течение месяца поливался водой с растворенной содой при содержащихся в почве металлических частицах.

Изображение данного лимона помещено на фиг.3.

Подобные наблюдения позволяют сделать вывод о возможном проявлении подобных эффектов в природных условиях. Так, по состоянию растительности, произрастающей на данном участке местности, можно определить состояние ближайших слоев почвы. Если в данной местности лес растет густой и более высокий, чем в остальных местах, или трава в данном месте более сочная и густая, то тогда в этом случае можно сделать вывод о том, что возможно на данном участке местности имеются залежи металлосодержащих руд, находящиеся недалеко от поверхности. Создаваемый ими электрический эффект благотворно сказывается на развитии растений в данном районе.

Источники информации

1. Заявление на открытие № ОТ ОВ 6 от 07.03.1997 г. "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами", - 31 л.

2. Дополнительные материалы к описанию открытия № ОТ 0В 6 от 07.03.1997 г., к разделу III "Область научного и практического использования открытия.", - март, 2001 г., 31 л.

3. Гордеев A.M., Шешнев В.Б. Электричество в жизни растений. - М.: Наука, 1991. - 160 с.

4. Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. Неорганическая химия: Учеб. для 9 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1988 - 176 с.

5. Беркинблиг М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - М.: Наука. Гл. ред - физ. - мат. лит., 1988. - 288 с. (Б-чка "Квант"; вып.69).

6. Скулачев В.П. Рассказы о биоэнергетике. - М.: Молодая гвардия, 1982.

7. Генкель П.А. Физиология растений: Учеб. пособие по факультатив. курсу для IX кл. - 3-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1985. - 175 с.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ электростимуляции жизнедеятельности растений, включающий внесение в почву металлов, отличающийся тем, что в почву на глубину, удобную при дальнейших обработках, с определенным интервалом, в соответствующих пропорциях, вносят металлические частицы в виде порошка, стержней, пластин различной формы и конфигурации, выполненных из металлов различных типов и их сплавов, отличающихся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, чередуя внесение металлических частиц одного типа металлов с внесением металлических частиц другого типа, учитывая состав почвы и тип растения, при этом значение возникающих токов будет находиться в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения токов электоростимуляции растений и ее эффективности, при соответствующих помещенных в почву металлах, перед поливом посевы растений посыпают пищевой содой 150-200 г/м 2 или непосредственно поливают посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 г/л воды.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для электростимуляции растений.

Назначение способа: интенсификация жизнедеятельности растений в пробирках, к примеру, картофеля, выращиваемых способом «ин витро».

Известен способ электростимуляции жизнедеятельности растений, когда в почву на глубину, удобную при дальнейших обработках, в соответствующих пропорциях вносят металлические частицы в виде порошка, стержней, пластин различной формы и конфигурации, выполненных из металлов различных типов и их сплавов, отличающихся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, учитывая состав почвы и тип растения, при этом значение возникающих токов будет находиться в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений (прототип RU 2261588 C2, A01G 7/04, 05.06.2002).

Сущность изобретения

Известен способ электростимуляции жизнедеятельности растений, когда в почву на глубину, удобную при дальнейших обработках, вносят металлические частицы, отличающиеся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, при этом значение возникающих токов будет находиться в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений (прототип RU 2261588 C2, A01G 7/04, 05.06.2002).

Заявляемый в качестве прототипа способ предполагает электростимуляцию растений и основан на свойстве изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами.

Недостатком вышеуказанного способа является его применимость к грунтовым посадкам растений.

Задачей предлагаемого способа является создание системы электростимуляции жизнедеятельности растений, выращиваемых способом «ин витро».

Технико-биологический результат способа заключается в возможности эффективного использования электрической энергии для интенсификации роста растений микроклонального размножения.

Этот технико-биологический результат достигается использованием пробирки специальной конструкции для выращивания меристемы и электрической схемы для создания электрической цепи, проходящей через пробирку с растением. Система электростимуляции растений, выращиваемых способом «ин витро», представлена на чертеже.

Система включает батарею 1, выключатель 2, регулятор тока 3 с прибором регистрации силы тока, реле времени 4, электропроводящую пробирку 5 с металлическим наконечником, питательный раствор с растением 6, пробку с электропроводником 7.

Система электростимуляции растений, выращиваемых способом «ин витро», функционирует следующим образом.

Электропроводящая пробирка 5 устанавливается на штатив таким образом, чтобы металлический наконечник касался металлической основы штатива, к которой подсоединен проводник от плюсовой клеммы батареи 1. Для прекращения подачи тока используется выключатель 2, регулировка выполняется регулятором тока 3 с приборами регистрации силы тока и напряжения, подача тока устанавливается с помощью реле времени 4, функционирующего по заданному режиму. Электростимуляция начинается с периода, когда срез меристемы помещается в питательный раствор, тогда электропроводник 7 пробки касается зеркала питательного раствора 6. По мере формирования корневой системы и появления ростка проводник должен касаться стебля растения. После пробки проводник соединяется с минусовой клеммой батареи 1, обеспечивая этим замкнутую электрическую цепь. Система функционирует до достижения растением необходимого уровня развития, после чего переносится в открытый грунт.

Способ электростимуляции жизнедеятельности растений, отличающийся тем, что растения выращивают «ин витро», электропроводящую пробирку для выращивания растений с металлическим наконечником и пробкой устанавливают на штатив таким образом, чтобы металлический наконечник касался металлической основы штатива, к которой подсоединен проводник от плюсовой клеммы батареи, для прекращения подачи тока используют выключатель, регулируют подачу тока с помощью регулятора тока с приборами регистрации силы тока и напряжения, подачу тока устанавливают с помощью реле времени, а электростимуляцию начинают тогда, когда срез меристемы растения помещают в питательный раствор, таким образом, чтобы электропроводник пробки касался зеркала питательного раствора, пробку с электропроводником соединяют с минусовой клеммой батареи, после достижения растением необходимого уровня развития его переносят в открытый грунт.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства и селекции, в частности к оздоровлению от вирусов растений малины, выращиваемых in vitro. Способ включает заготовку эксплантов вегетативных частей растений, высадку их на питательную среду и шестикратную обработку периодической последовательностью разнонаправленных импульсов магнитной индукции.

Способ энергосберегающего импульсного облучения растений включает воздействие на растения потоком оптического излучения, который получают включением групп светодиодов с различным спектором излучения, регулируют параметры импульсов, регулируют фазовый угол импульсов в каждой группе светодиодов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ подкормки фруктовых деревьев включает опрыскивание щелочным раствором нанодисперсного магнетита, стабилизированного нафтеновыми кислотами, выкипающими в пределах 250-300 градусов Цельсия при давлении 5 мм ртутного столба с добавлением калийного микроудобрения из расчета 30-40 грамм на 100 литров воды.

Изобретение относится к средствам освещения растений при выращивании в защищенной среде. Устройство содержит: компьютер (1) с интерфейсом (2), управляющее устройство (3), блок (4) энегроснабжения, по меньшей мере, одну лампу (7), вентилятор (5) для охлаждения светодиодных элементов и подачи CO2 или азота (N) из резервуара (6), присоединенного через соответствующую магистраль (8).

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит источник бесперебойного питания, выходом соединенный с входом стабилизированного блока питания и через тумблер с входом регулируемого выпрямителя, минусовый выход которого соединен первой общей шиной со вторыми выводами накопительного конденсатора, первого и второго ключей, стабилизированный блок питания, плюсовый вывод и общая шина которого подключены к цепи питания логических элементов, схем и блоков, элемент ограничения тока, соединенный через третий ключ с анодом первого диода, катод которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора и катодам второго и третьего диодов, аноды которых соединены с катодами соответственно четвертого и пятого диодов, первый драйвер, выходом соединенный с управляющим входом третьего ключа, первый и второй синхронно связанные коммутаторы, выходы которых соответственно соединены через второй и третий драйверы с управляющими входами первого и второго ключей, индуктор, первый вывод катушки которого соединен с первым выводом второго ключа, элемент НЕ, выход которого через одновибратор подключен к входу блока звуковой сигнализации.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает фотографирование семян кукурузы, которые дополнительно обрабатывают электромагнитным полем крайне высокой частоты, после которого проводят повторное фотографирование с последующим сравнением температуры каждого семени до и после воздействия электромагнитного поля крайне высокой частоты.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства и электричества. Модульная система включает корпус, который содержит: ряд светоизлучающих диодов (СИД), по меньшей мере, двух различных цветов для генерации света в пределах цветового спектра, при этом СИД смонтированы, предпочтительно с фиксацией при защелкивании, на пластине, предпочтительно теплопроводящей, или рядом с ней, которая оборудована средствами охлаждения СИД с помощью охладителя; процессор для регулирования величины тока, подаваемого на ряд СИД, так, чтобы величина подаваемого на них тока определяла цвет освещения, генерируемого рядом СИД, и плоский светопроницаемый элемент, содержащий связанные с СИД светопроницаемые линзы, для управления углом рассеяния света, излучаемого каждым СИД, для равномерного освещения поверхности; при этом корпус снабжен каналом для приема трубки для подачи питания и, как вариант, охладителя для системы СИД.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству овощей в защищенном грунте, в теплицах с автоматической системой управления факторами среды.

Изобретение относится к области обработки растительных материалов, а именно к устройствам обработки растущих растений световым излучением. Предложенное устройство представляет собой контейнер, в котором находятся несколько светоизолированных друг от друга камер, скомпонованных в многоэтажную конструкцию. Каждая камера снабжена своей емкостью с субстратом для выращивания растений, источником света своей длины волны и своей видеокамерой. Источник света на кронштейне - радиаторе и видеокамера смонтированы на стенках камеры под прямым углом друг к другу. Растущие растения освещаются источником света через прозрачную боковую стенку емкости, а наблюдение видеокамерой ведется через другую перпендикулярную ей боковую стенку. Общие для всех камер источник электропитания и блок контроля и управления смонтированы на одной плате и закреплены внутри контейнера. Данное изобретение обеспечивает возможность исследования фототропических и гравитропических реакций растений на облучение их различными видами света, видимого и невидимого спектров, при различных уровнях гравитации, как в наземных условиях, так и в условиях, близких к невесомости, на космических аппаратах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предоставляет осветительную систему для регулирования роста растений, при этом система содержит: группу твердотельных источников света, выполненных с возможностью излучения света предварительно заданной длины волны или диапазона длин волн; и охлаждающую установку, содержащую трубку, имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие для получения газообразной охлаждающей среды и множество выпускных отверстий для высвобождения указанной газообразной охлаждающей среды из указанной охлаждающей установки, причем охлаждающая установка находится в механическом и тепловом контакте с указанными источниками света. Изобретение также предоставляет способ регулирования роста растения в теплице или ростовой камере. Изобретение предоставляет возможность содействия фотосинтезу растения посредством изменения условий (интенсивность света, температура, концентрация CO2) локально вокруг растения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает воздействие постоянным электрическим током плотностью 0,25-1,0 мкА/мм2 при напряжении 1,5-3 В в течение 72-144 часов непосредственно на укорененном растении при подведении отрицательного потенциала к привою, а положительного - к подвою. При этом подводят стимулирующую энергию с обеспечением S-образного характера увеличения степени срастания привоя и подвоя в зависимости от поглощаемой энергии. Стимуляцию заканчивают при достижении степенью срастания значения 0,8-0,9 путем снижения напряжения обратно пропорционально квадратному корню из времени стимулирования до значений 0,12-0,08 от начального напряжения. Способ позволяет обеспечить высокую степень приживаемости прививок растений в весенне-летний период. 1 ил., 1 пр.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и пчеловодству. Осветительное светоизлучающее диодное (СИД) устройство выполнено с возможностью излучения по меньшей мере одного спектрального пика (401, 402 и 403) на длине волны, совпадающей с повышенной отражательной способностью цветков опыляющихся растений (710, 711). Причем указанное осветительное СИД устройство выполнено с возможностью излучения по меньшей мере одного спектрального пика (401, 402 и 403) на длине волны, совпадающей с повышенной чувствительностью световосприятия зрения насекомого (840). В способе растения (710, 711) освещают осветительным СИД устройством. Изобретения позволяют улучшить эффективность опыления, снизить смертность насекомых и повысить урожайность. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к полупроводниковой светотехнике, предназначенной для использования в парниках и теплицах в качестве межрядковой досветки. Система включает линейный облучатель, снабженный набором из, по меньшей мере, двух сменных светопреобразующих элементов 5, средствами крепления облучателя над тепличными растениями и средствами изменения положения облучателя по высоте и углу наклона. Облучатель включает несущий корпус 3, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием, и снабженный торцевыми крышками; по крайней мере, одну печатную плату 2 с, по крайней мере, одним светоизлучающим диодом 1 с максимумом излучения в диапазоне 430-470 нм, размещенную на основании корпуса и снабженную выводом для подключения к питающему напряжению. Корпус снабжен отверстием для упомянутых выводов. Отражатель 4 представляет собой протяженную деталь с боковыми стенками и основанием. Отражатель и торцевые крышки выполнены из материала или покрыты материалом, имеющим коэффициент диффузного отражения 0,95-0,99. Отражатель имеет в поперечном сечении форму трапеции и установлен в корпусе своим основанием на печатной плате со светодиодами. Основание отражателя 4 снабжено прорезями для размещения светодиодов 1. Облучатель включает средства герметизации внутреннего пространства облучателя и средства крепления в корпусе светопреобразующего элемента 5, торцевой крышки, платы со светодиодами, отражателя. Светопреобразующие элементы закреплены в корпусе на расстоянии от диодов и выполнены из оптически прозрачного материала с нанесенным на его внутреннюю и/или внешнюю поверхности слоем, содержащим диспергированные частицы с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 600-680 нм и полушириной в диапазоне 50-180 нм. Светопреобразующие элементы 5 выполнены с разными максимумами пиков флуоресценции. При таком выполнении обеспечивается повышение урожайности тепличных культур при снижении энергопотребления системы, повышается технологичность производства облучателя, удобство его сборки и эксплуатации с возможностью замены съемных деталей облучателя, в частности платы со светодиодами, светопреобразующей пластины. 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит источник бесперебойного питания, выходом соединенный с входом стабилизированного блока питания, плюсовый и общий выводы которого подключены к цепи питания логических элементов, схем и блоков, а через первый тумблер выходом соединенный с входом первого источника высокого напряжения, минусовый вывод которого соединен с общей шиной, связанной с входом элемента ограничения тока, первый и второй ключи, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго драйвера, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой диоды. Вход первого ключа соединен с плюсовым выводом первого источника высокого напряжения, а выход с анодом первого диода, катод которого соединен с первым выводом первого накопительного конденсатора, с катодом второго диода и первым выводом третьего ключа, второй вывод которого соединен с анодом второго и катодом третьего диодов, с первым выводом четвертого ключа, а через последовательно соединенные первичную обмотку трансформатора тока и обмотку индуктора со вторым выводом первого накопительного конденсатора. Второй вывод четвертого ключа соединен с анодом третьего диода. Вторичная обмотка трансформатора тока через активный выпрямитель подключена к индикатору тока разряда, программируемый задающий генератор, подключенный через усилитель-ограничитель с гальванической развязкой к формирователю сигналов управления, четвертый и пятый выводы которого подключены к первым выводам соответственно первого и второго, синхронно связанных коммутаторов, второй и третий выводы которых соединены вместе и подключены к шестому выводу формирователя сигналов управления, а их четвертые выводы соответственно через третий и четвертый драйверы подключены к управляющим входам третьего и четвертого ключей, усилитель постоянного напряжения, выходом подключенный к первому входу устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика опорного уровня, одновибратор, пульт управления, подключенный к управляющему входу цифрового таймера, выход которого соединен через элемент «НЕ» с входом блока звуковой сигнализации. Дополнительно в устройство введены второй источник высокого напряжения, входом связанный с входом первого источника высокого напряжения, плюсовый вывод второго источника высокого напряжения подключен к общей шине, а минусовый вывод - к входу второго ключа, выход которого соединен с катодом четвертого диода, анод которого соединен со вторыми выводами четвертого ключа и второго накопительного конденсатора, первый вывод которого соединен со вторым выводом первого накопительного конденсатора, второй и третий тумблеры, первые выводы которых подключены соответственно к катоду пятого и аноду шестого диодов. Вторые выводы соединены соответственно с первым и вторым выводами первого и второго накопительных конденсаторов, анод пятого и катод шестого диодов соединены вместе и подключены ко второму и первому выводам соответственно первого и второго накопительных конденсаторов, регулятор тока заряда, входом связанный с выходом элемента ограничения тока, а выходом со вторым и первым выводами соответственно третьего и четвертого ключей. Датчик Холла размещен в рабочей области индуктора и подключен через усилитель импульсов к входу пикового детектора, выход которого через формирователь абсолютного значения соединен с входом усилителя постоянного напряжения, третий и четвертый коммутаторы, синхронно связанные с первым и вторым коммутаторами, первый и второй элементы «И», первые входы которых соединены вместе и через резистор подключены к выходу цифрового таймера, четвертый тумблер, первый вывод которого подключен к первым входам первого и второго элементов «И». Второй его вывод соединен с общим выводом, первые выводы третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с первым и вторыми выводами формирователя сигналов управления, третий вывод которого соединен со вторым и третьими выводами соответственно третьего и четвертого коммутаторов, а через одновибратор соединен с управляющим входом сброса пикового детектора. Третий и второй выводы соответственно третьего и четвертого коммутаторов подключены к общему выводу, а их четвертые выводы соединены со вторыми входами соответственно первого и второго элементов «И», выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго драйверов. Устройство позволяет проводить фиксацию активных частот воздействия, влияющих на функциональную активность, стимуляцию обменных процессов и адаптацию растений к внешнему фактору среды. 3 ил.

Изобретение относится к световым приборам, а именно к светильникам с определенным спектром излучаемого света, используемым для досветки растений, которым не хватает солнечного света, к так называемым фитосветильникам. Светодиодный фитосветильник состоит из корпуса 1, на верхней поверхности которого размещена солнечная батарея 2, а на нижней поверхности размещен отражатель 3, в котором размещен как минимум один светодиод, который через выключатель соединен с аккумуляторной батареей 6, расположенной внутри корпуса, и солнечной батареей 2. Соединение солнечной батареи 2 с аккумуляторной батареей 6 выполнено через диод. Корпус по своей длине условно разделен на две неравные части, на большей части которого, на его верхней поверхности размещена как минимум одна солнечная батарея, а на нижней поверхности размещен отражатель, в котором размещен как минимум один синий светодиод с длиной волны излучения 400-500 нм и один красный светодиод с длиной волны излучения 600-700 нм. Аккумуляторная батарея 6 размещена внутри корпуса 1 в меньшей по его длине части, перпендикулярно его длине и вдоль его боковой стенки. В корпусе снизу выполнено отверстие 7 или втулка, расположенное(ая) в пространстве между аккумуляторной батареей и отражателем, посредством которой корпус можно одевать сверху на держатель 8, выполненный в виде вертикального стержня, нижний конец которого приспособлен для втыкания в грунт. Такое выполнение обеспечивает удобство установки, позиционирования и эксплуатации устройства, возможность более удобной его зарядки, а также снижение стоимости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Фотоэлектрохимическая ячейка содержит фотоэлектроды, электролит и электролитный мостик. При этом фотоэлектроды представляют собой растение с листьями, стволом и корнями, насыщенными наночастицами металлов, обладающих свойствами гигантского комбинационного рассеяния, например Au, Сu с размерами 0,2-100 нм. Причем электролит и концентрация наночастиц позволяют растению осуществлять фотосинтез. Растение насыщают искусственным путем, а именно замачиванием семян перед посадкой, посадкой черенков растения в наносодержащую среду или поливом. Использование устройства позволяет упростить конструкцию фотоэлектрохимической ячейки. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области селекции и семеноводства, а также к лесному хозяйству. Способ включает двухэтапный отбор при проведении изреживаний. При первом изреживании оставляют перспективные деревья, имеющие различия электрического сопротивления привоя и подвоя от 10 до 20 кОм. Деревья, имеющие различия электрического сопротивления более 30 кОм, удаляют. При втором изреживании оставляют семенники, имеющие показатели биоэлектрических потенциалов деревьев с интенсивными обменными процессами, потенциальными возможностями роста и семенной продуктивности. Способ позволяет повысить селекционный эффект при создании семенных плантаций. 5 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству, физиологии растений и питомниководству. Способ включает измерение динамики электропроводности тканей прививки. При этом электропроводность тканей прививки измеряют в трех местах прививки: привой, место прививки и подвой, в первый день и через 14-16 дней после ее осуществления. К качественно прижившимся относят те, у которых корреляция значений электропроводности привоя и подвоя стремится к единице, стандартное отклонение от первоначальных значений внутри сорто-подвойной комбинации не превышает пределы 75-85 мкСм и характер динамики имеет монотонный рост. Способ позволяет провести раннюю оценку качества срастания прививочных компонентов и повысить выход качественного посадочного материала. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при электростимуляции жизнедеятельности растений в пробирках. В способе растения выращивают «ин витро», электропроводящую пробирку для выращивания растений с металлическим наконечником и пробкой устанавливают на штатив таким образом, чтобы металлический наконечник касался металлической основы штатива, к которой подсоединен проводник от плюсовой клеммы батареи. Для прекращения подачи тока используют выключатель, регулируют подачу тока с помощью регулятора тока с приборами регистрации силы тока и напряжения. Подачу тока устанавливают с помощью реле времени, а электростимуляцию начинают тогда, когда срез меристемы растения помещают в питательный раствор, таким образом, чтобы электропроводник пробки касался зеркала питательного раствора, пробку с электропроводником соединяют с минусовой клеммой батареи. Растение переносят в открытый грунт после достижения необходимого уровня развития. Способ позволяет эффективно использовать электрическую энергию для интенсификации роста растений микроклонального размножения. 1 ил.