Электромагнитная установка для предпосевной обработки семян

Обновлено: 05.10.2024

Техническим результатом установки для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты является повышение скорости нагрева семян за счет фокусирования электромагнитного излучения на обрабатываемых семенах в рабочей камере. Новым является то, что рабочая камера выполнена в виде эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого установлен источник электромагнитного излучения, выполненный в виде рупора, соединенного волноводом с СВЧ-генератором, а в другом размещены семена, подлежащие обработке и перемещаемые транспортирующим устройством. Транспортирующее устройство выполнено в виде ленточного транспортера, а СВЧ-генератор выполнен с применением магнетрона, клистрона.

Установка относится к СВЧ-технике для предпосевной обработки семян.

Известно устройство для термообработки сыпучих материалов, содержащее цилиндрическую камеру, подключенную к СВЧ-генератору, загрузочное и разгрузочное окна, размещенные диаметрально противоположно на стенках цилиндрической камеры и шнек, выполненный из металла и размещенный внутри цилиндрической камеры (А.с. 1688465 СССР, МКИ 5 Н 05 В 6/64. Устройство для термообработки сыпучих диэлектрических материалов [Текст] / Л.Н.Ильин (СССР). №4386913/09; заявл. 01.02.88; опубл. 30.10.91, Бюл. №40. - 2 с.)

Недостатком указанной конструкции является низкая скорость нагрева диэлектрического материала.

Технический результат достигается тем, что, в отличие от прототипа, установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты содержит источник электромагнитного излучения, рабочую камеру и транспортирующее устройство, при этом рабочая камера выполнена в виде эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого установлен источник электромагнитного излучения выполненным с применением магнетрона или клистрона, а в другом размещены семена, подлежащие обработке и перемещаемые

транспортирующим устройством. Транспортирующее устройство может быть выполнено в виде ленточного транспортера.

На фиг.1 и фиг.2 представлена установка.

Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты содержит: рабочую камеру в виде эллипсоида вращения 1, в одном из фокусов F1 которой установлен источник электромагнитного излучения, выполненный в виде рупора 4, соединенного волноводом 5 с СВЧ-генератором 6 выполненным с применением магнетрона или клистрона, а в другом фокусе F2 размещены семена, подлежащие обработке и перемещаемые транспортирующим устройством 2 выполненным в виде ленточного транспортера, приводимым в движение при помощи электропривода 3.

Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты работает следующим образом: из фокуса F1 через рупор 4 соединенного волноводом 5 с СВЧ-генератором 6 выполненным с применением магнетрона или клистрона осуществляется подача электромагнитной энергии сверхвысокой частоты в рабочую камеру 1, в фокусе F2 перемещаются семена транспортирующим устройством 2 выполненным в виде ленточного транспортера приводимым в движение электроприводом 3.

Принцип работы установки для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты основан на свойстве эллипса, заключающегося в том, что касательная к эллипсу составляет равные углы с фокальными радиусами, т.е. при условии отражения на внутренней поверхности эллипсоида, вся отраженная энергия электромагнитных колебаний, вышедших из фокуса F1 соберется в фокусе F2. Поскольку сумма двух радиусов для любой точки эллипсоида есть величина постоянная, электромагнитные колебания попадают на обрабатываемые семена без смещения во времени (синфазно).

Фокусирующее действие эллипсоида не зависит от частоты колебаний в широком диапазоне, это позволяет воздействовать на обрабатываемые семена различными частотами без переустройства установки, т.е. расширяет возможности обработки. Кроме того, установка позволяет получить локализованную зону воздействия с большими значениями осредненной по площади фокальной области интенсивностью.

Таким образом, в локальной области расположенной на транспортирующем устройстве в фокусе F2, образуется зона, в которой семена нагреваются с высокой скоростью, тем самым происходит гибель микрофлоры на поверхности семян, сами же семена не успевают нагреться до критической температуры.

Предлагаемая установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты может быть выполнена на базе бытовой микроволновой печи с частотой 2450 МГц.

1. Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты, содержащая источник электромагнитного излучения, рабочую камеру и транспортирующее устройство, отличающаяся тем, что рабочая камера выполнена в виде эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого установлен источник электромагнитного излучения выполненный в виде рупора, соединенного волноводом с СВЧ-генератором, а в другом размещены семена, подлежащие обработке и перемещаемые транспортирующим устройством.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что транспортирующее устройство выполнено в виде ленточного транспортера.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что СВЧ-генератор выполнен с применением магнетрона.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что СВЧ-генератор выполнен с применением клистрона.

Установка включает в себя разгрузочный и приемный бункеры, соединенные между собой диамагнитной трубой, магнитопровод с намагничивающейся катушкой и ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух одинаковых сопряженных между собой втулок. Втулки направлены друг к другу конусными частями меньшего диаметра. Внутри трубы размещен активатор. Активатор выполнен в виде диамагнитного стержня с размещенными на нем по винтовой линии и под углом естественного откоса семян пластинами. На пластинах расположены перпендикулярно им в шахматном порядке цилиндрические стержни. Расстояние между стержнями равно максимальному размеру семян по длине. Пластины имеют фрикционную поверхность. Использование изобретения позволит повысить качество обработки семян. 1 ил.

Изобретение относится к установкам, предназначенным для обработки семян зерновых культур перед посевом, и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известна установка для предпосевной обработки семян [1]. Недостатком установки является неравномерность подачи семян, что препятствует их качественной обработке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является установка, содержащая загрузочный и приемный бункеры, соединенные между собой диамагнитной трубой, магнитопровод с намагничивающейся катушкой, ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух одинаковых сопряженных между собой втулок, направленных друг к другу конусными частями меньшего диаметра, которые являются кольцевыми полюсными наконечниками [2].

Недостатком устройства является отсутствие механизма для равномерной подачи семян и ориентировки их в магнитном потоке, что снижает качество их предпосевной обработки.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение качества обработки семян.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для предпосевной обработки семян электромагнитным полем, содержащей загрузочный и приемный бункеры, соединенные между собой диамагнитной трубой, магнитопровод с намагничивающейся катушкой, ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух одинаковых сопряженных между собой втулок, направленных друг к другу конусными частями меньшего диаметра, в диамагнитной трубе установлен активатор, выполненный в виде диамагнитного стержня, с размещенными на нем по винтовой линии и под углом естественного откоса семян пластинами, имеющими фрикционную поверхность, на которых расположены перпендикулярно им в шахматном порядке цилиндрические стержни с расстоянием между собой больше максимального размера семян по длине.

На чертеже представлена установка для предпосевной обработки семян.

Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем включает загрузочный бункер 1 и приемный бункер 2, соединенные между собой диамагнитной трубой 3, магнитопровод 4 с намагничивающейся катушкой 5, ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух одинаковых сопряженных между собой втулок, направленных друг к другу конусными частями меньшего диаметра, которые являются конусными наконечниками 6. В диамагнитной трубе 3 размещен активатор 7, выполненный в виде диамагнитного стержня с размещенными на нем по винтовой линии и под углом естественного откоса семян пластинами 8, имеющими фрикционную поверхность, на которой расположены перпендикулярно им в шахматном порядке стержни 9 с расстояниями между собой, равными максимальному размеру семян по длине.

Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем работает следующим образом. Семена попадают самотеком из загрузочного бункера 1 по диамагнитной трубе 3 в приемный бункер 2. Попадая на активатор 7, семена скатываются без скольжения по наклонно расположенным пластинам 8 и, накатываясь на стержни 9, разворачиваются вокруг них, что позволяет магнитному полю воздействовать на семена с разных сторон, повышая таким образом качество их обработки. Наличие активатора делает поток семян турбулентным, что позволяет семенам вращаться и подвергаться воздействию электромагнитного поля со всех сторон.

1. Патент РФ 2201055, 7 A01C 1100, опубл. БИ №9 от 27.03.2003 г.

2. Патент РФ 2193833, МПК 7 А01С 1100, опубл. 2002.12.10 - прототип 10.12.2002 г.

Установка для предпосевной обработки семян электромагнитным полем, содержащая загрузочный и приемный бункеры, соединенные между собой диамагнитной трубой, магнитопровод с намагничивающейся катушкой, ферромагнитный элемент, выполненный в виде двух одинаковых, сопряженных между собой втулок, направленных друг к другу конусными частями меньшего диаметра, отличающаяся тем, что в диамагнитной трубе установлен активатор, выполненный в виде диамагнитного стержня с размещенными на нем по винтовой линии и под углом естественного откоса семян пластинами, имеющими фрикционную поверхность, на которых расположены перпендикулярно к ним в шахматном порядке цилиндрические стержни с расстоянием между собой больше максимального размера семян по длине.

Огород

Электромагнитные воздействия применяют для стимуляции посевного и посадочного материала. Для этой цели используют электрическое поле коронного разряда (Челябинский ИМЭСХ, ЦНИИ хлопководства), электромагнитное поле постоянного тока (Челябинский НИИМЭСХ), электромагнитное поле низкой частоты (Тбилисский гос. университет), градиентное магнитное поле (Объединенный институт ядерных исследований, Агрофизический институт), низкоэнергетические магнитные поля (Харьковский ИМЭСХ).

Одним из недостатков известных методов использования электромагнитных воздействий для подготовки семян является нестабильность получаемых результатов. Это объясняется изменением внешних условий, неоднородностью семенного материале и недостаточной изученностью сущности взаимодействия клеток семян с электромагнитными полями и электрическими зарядами. Несмотря на это в научно-исследовательских институтах разработаны методы такой обработки, а также изготовлены промышленные образцы аппаратов. Так, в ВИЭСХе созданы аппараты для магнитной обработки семян. В нашей статье поговорим о магнитной обработке семян.

От чего зависит качество семян

Известно, что зерно, а так же семена полностью вызревают только после их хранения в течение года (данный факт подтверждён учеными и не подвергается сомнению). Это означает, что зерну для созревания необходимо просуществовать (прожить) минимум — полный годовой цикл (зодиак) и получить полный спектр энергии (э\м волн и излучений различной частоты и мощности) всех секторов космоса. После сбора урожая зерно, семена должны пройти длительный период дозревания. Земледельцы и дачники со стажем знают, что посевной материал, хранившиеся год и более, лучше раскрывает свои потенциальные возможности. Следовательно, до последующего высева необходимое время хранения семян — минимум 18 месяцев.

Сберечь в течение такого срока зерно и семена овощных культур возможно, но сохранить семенной материал (например, картофель) – дело затратное даже для государства.

При высевании культуры несоблюдение правила выдержанного хранения семян в итоге приведёт к потере: сортности, урожайности, стойкости к болезням и внешним неблагоприятным условиям среды. Самое печальное, что вышеуказанные потери будут передаваться по наследственности, что сводит на нет все труды селекционеров.

Итак, выполнение условия длительного хранения семян – залог хорошего урожая. Из этого следуют вопросы, как решить проблему длительного хранения семенного материала и как ликвидировать недостачу природного э/магнитного насыщения семян?

Преимущества магнитной обработки семян

Принцип её работы чрезвычайно прост. Через специальный лоток с прикреплёнными изнутри магнитофорными пластинками семена огурцов, помидоров, моркови, цветов – любых сельскохозяйственных культур – перед посевом пропускаются 5-7 раз.

Урожайность их после обработки таким методом возрастает на 26-30 процентов, что позволяет снизить нормы высева, сократить сроки созревания, увеличить содержание витаминов, белков и сахаров в овощах, то есть улучшить их вкусовые качества. При прорастании семян происходит ускорение обменных процессов, особенно на ранних стадиях развития.

При намагничивании специальным индуктором каждая частица ферромагнитного порошка превращается в магнитный диполь – однополюсный магнит.

Такое направленное магнитное поле магнитофора и есть та сила, которая будит дремлющие биологические силы зерна или семян, будит ещё до того момента, когда зерно попадёт в землю. Именно в этом и заключается активное воздействие магнитных полей магнитофоров на жизненные функции семян.

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а частности, к устройствам для предпосевной обработки семян.

В данной модели создан дополнительный бункер семян, для установленного дополнительного лотка, который расположен над магнитофорными пластинами, плоскость которых параллельна плоскости магнитных пластин.

Устройство работает следующим образом. Семена, предназначенные для обработки, засыпают в бункеры. Под действием силы тяжести они попадают на поверхность лотков, между которыми находятся магнитофорные пластины. При определенном угле наклона всей установки к горизонту семена под действием силы тяжести свободно перемещаются по поверхности нижнего и верхнего лотков.

Изготовление установки не требует значительных материальных затрат, полностью исключает использование электрической энергии и стимулирует рост и развитие растений.

Устройство для предпосевной обработки семян магнитным полем

Известна установка, где в качестве магнитных элементов используются постоянные магниты с чередующейся полярностью.

Семена, предназначенные для обработки, засыпают в бункер, откуда они попадают на ленточный транспортер с электрическим приводом и затем в приемник обработанного материала. Над транспортером, с зазором относительно друг друга установлены постоянные магниты. Недостатком известного решения является использования электромагнитной энергии на единицу массы обрабатываемых семян при их транспортерной подаче и низкая производительность установки из-за не использования всего пространства в области магнитов.

В середине 20 века в мировой сельскохозяйственной практике окончательно сформировались технологии интенсивного индустриального возделывания растений как сырья для пищевой индустрии и животноводства.

Применение широкого спектра минеральных удобрений, химических средств защиты растений, органических удобрений и технологий обработки почвы практически достигли своего совершенства, определяющего урожайность на уровне 70—80% от генетического потенциала сорта. Однако, одновременно с этим выявились негативные тренды в природопользовании сельскохозяйственных угодьями, связанными с неуклонным снижением качества почв.

Объективно появилась потребность в повышении урожайности методами, независимыми от внесения в почву минеральных и органических удобрений, использования химических средств защиты растений.

Методы генетической модификаций растений, несмотря на явные успехи в повышении урожайности, повышении резистентности к неблагоприятным факторам окружающей среды, включая инвазионные биологические, встретили жесткое сопротивление социума. В основном из-за не изученности отдаленных последствий на человека изменений генетического кода растений, употребляемых в пищу.

Внимание исследователей и практиков сх-производства привлекли методы стимуляции урожайности, не связанные с генетической модификацией растений, способные реализовать генетический и физиологический потенциал уже заложенный в существующие сорта сельскохозяйственных растений, полученные методами классической селекционной работы.

Наибольший интерес с точки зрения получения экологически чистой продукции имеют физические факторы воздействия на растения, а точнее на их семена, клубни, луковицы, проростки или взрослые растения на разных фазах развития.

В качестве таких факторов исследовались электромагнитные поля различного диапазона: жесткое гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое оптическое, инфракрасное, СВЧ-излучение, радиочастотное, магнитное и электрическое поле, облучение заряженными элементарными частицами и ионами различных элементов, гравитационным воздействием и т. д.

Каждый из выше перечисленных физических факторов воздействия обеспечивается своим специализированным оборудованием, часто весьма сложно устроенным и дорогим.

Например, гамма и рентгеновское излучение небезопасно для здоровья и жизни человека и потому мало пригодно для эксплуатации в реальных условиях сельскохозяйственного производства.

Это же частично относится к ультрафиолетовому излучению, оптическому видимому лазерному излучению, бетта-излучению, СВЧ-излучению, радиочастотному облучению. Проблемы эксплуатации и безопасности примерно те же самые.

Остается совсем немного безопасных физических факторов, которые смогут достаточно безболезненно прижиться в реальном сельскохозяйственном производстве. Это магнитные и электрические поля, объектом воздействия которых являются семена, клубни, луковицы, черенки и проростки растений. Итогом воздействия этих физических факторов в оптимальных дозах является более полная реализация генетического и физиологического потенциала растений, выражающееся в повышении урожая и его качества.

Активные исследования влияния магнитного и электрического поля на семена растений, урожайность и качество урожая начались с СССР, США, Канаде, Франции в середине 50-х годов 20-го века. Первыми стали на практике в больших промышленных масштабах использовать электромагнитные установки для обработки семян сельхозпроизводители Канады.

Так в 1970 г в провинции Альберта, одном из основных зерновых регионов Канады электромагнитной обработке подвергались семена для площади более 20.000 га. Затем в различных регионах СССР в период 1980—1992 гг. на десятках тысяч гектаров проводились испытания и практическое использование электромагнитной обработки семян. Зафиксированы многочисленные положительные результаты при крайне низких эксплуатационных затратах (менее 1$ на тонну обработанных семян).

Средняя величина повышения урожайности зерновых культур (пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза) составила 10—12%. Но, были и более высокие результаты: повышение урожайности зерновых культур на 18—22%, овощных культур на 22—30%.

Повышается также и качество урожая. Например, содержание клейковины в зерне, масла в семенах подсолнечника, сахара в корнеплодах кормовой и сахарной свёклы, каротина в моркови.

Для такой важной и массовой культуры как картофель среднее повышение урожайности составляет 18—20%. Увеличивается лёжкость картофеля в период осенне-зимнего хранения, за счет увеличения толщины защитной кожуры клубней именно в период уборки, а не в период хранения. Это приводит к снижению потерь при хранении до 4—5%.

Повышение урожайности и качества урожая происходит только при определенных параметрах электромагнитных полей, таких как длительность воздействия, частотный диапазон, плотность мощности, пространственные характеристики электромагнитного поля.

Каждая сельскохозяйственная культура имеет свой оптимум этих параметров. Более того, даже семена растений одного и того же вида и сорта, произраставшие на разных полях, убранные в разные сроки, высушенные при различавшихся режимах сушки, хранившиеся в разных температурно-влажностных условиях имеют разные оптимумы.

Нами был разработан и испытан простой алгоритм обработки семян, а также соответствующее оборудование, абсолютно безопасное для человека при любых условиях эксплуатации и квалификации обслуживающего сельскохозяйственного персонала.

При этом особое внимание уделялось именно нетребовательности в эксплуатации и квалифицированности обслуживающего персонала. Ставилась задача обучения пользованию оборудованием в течение 1—2 часов. С учетом этих требований была разработана практическая технология и электромагнитное оборудование.

В 1986—89 гг в Горьковской области была выпущена первая пилотная партия электромагнитных установок производительностью 20 тонн в час для колхозов и совхозов. Эта партия была приобретена колхозами и совхозами Горьковской, Кировской областей, Краснодарья, Ставрополья, Казахстана. Рекламаций на выпущенное оборудование не поступало.

Разработанное нами электромагнитное оборудование было специально адаптировано к существующим технологическим процессам. В частности, электромагнитная обработка семян совмещена с процессом предпосевного протравливания семян зерновых культур.

Нашими исследованиями установлено, что применение электромагнитной обработки семян зерновых приводит не только к повышению урожайности в среднем на 10—12%, но также и к повышению резистентности к грибковым и бактериальным заболеваниям зерна.

В ряде случаев возможно снижение на 30% количества веществ протравителей семян, что в конечном счете, способствует получению более экологически чистой продукции.

Эти факторы: простота эксплуатации, стабильный результат стимуляции, низкие затраты на обработку 1 тонны семян, отсутствие химической компоненты в стимуляции урожая, в конечном итоге являются очень привлекательными для реальной практики растениеводства. Существуют, однако, и мешающие факторы, которые также необходимо упомянуть.

Существует стойкий тренд увеличения потребления экологически безопасной продукции. Постепенно возрастающая потребительская культура населения приводит к пониманию неразрывности пищевых цепей, увеличению востребованности высоко качественной пищи.

Безусловно, тот, кто ответит на реальные запросы социума в получении им экологически безопасной продукции, будет по достоинству вознагражден экономически. Наиболее прогрессивные руководители сельскохозяйственного производства уже сейчас это понимают и принимают активные действия. Более того, можно отметить, что в силу социально-исторических обстоятельств, страны экс-СССР теперь оказалась в плане получения экологически безопасной продукции в более выгодном положении, чем основные Западные страны, именно в силу того, что сельхозугодия, и в первую очередь пашня оказались в целом более экологически чистые.

Западные продовольственные компании это отчетливо понимают и их деловые намерения уже направлены к странам экс-СССР. Активные руководители сельскохозяйственных предприятий уже сейчас занялись созданием деловых коммуникаций с западными компаниями по производству экологически безопасной продукции.

Именно эти предприятия из стран экс-СССР в первую очередь получат долговременную экономическую выгоду от переориентации на производство экологически безопасного сырья для пищевой промышленности. Закупочные стоимости такого сырья в Европе как правило в 2—3 раза выше обычных. Именно в этих, новых социально-экономических условиях происходит развитие электромагнитных методов повышения урожайности.

Поэтому, повышение урожайности на 10—20% за счет электромагнитной стимуляции (без необходимости применения химических веществ) является крайне позитивным элементом в технологии получения экологически безопасной продукции .

Электромагнитная установка для предпосевной обработки семян последнего поколения имеет массу 8 кГ, размещается в существующей технологической цепочке: на выходе нории, питающего шнека, транспортера, протравителя ПС-10, Мобитокс и т. п.

В настоящее время предлагаются два основных типа электромагнитного оборудования с действующим фактором — градиентное магнитное поле:

За 45 лет использования технологии предпосевной электромагнитной стимуляции семян имеется позитивный опыт применения практически во всех значимых регионах экс-СССР, странах Европы и Южной Америки.

Связь электромагнитных технологий
с космическим растениеводством

Наши работы по использованию слабых физических факторов для стимуляции урожайности сельскохозяйственных растений и повышения качества урожая имеют более чем 35-ти летнюю историю и непосредственно связаны с развитием советской (ныне российской) космонавтики.

И в частности, с использованием растений в качестве биологического звена системы жизнеобеспечения — биологического поставщика кислорода для дыхания космонавтов, растительной пищи, а также для переработки твердых и жидких отходов жизнедеятельности космонавтов. Поэтому, будет уместно сообщить Вам некоторые исторические факты, касающиеся нашей работы и как она связана с настоящими событиями сегодняшней жизни в области сельскохозяйственной магнитобиологии.

Наши работы проводились в период 1978—1986 годов в Специальной научно-исследовательской лаборатории по усвоению атмосферного азота живыми организмами (СНИЛУА при Горьковском, ныне Нижегородском государственном Университете). Руководитель лаборатории — профессор Михаил Иванович Волский, один из главных экспертов по составу атмосферы космических кораблей академика Сергея Королева — главного конструктора советской ракетно-космической техники.

На фото 1979 г. сотрудников СНИЛУА при ГГУ профессор М.И.Волский в первом ряду третий справа, авторы материала во втором ряду (крайний справа С.Д.Кутис) и третьем ряду (крайняя слева Т.Л.Кутис).

Благодаря работам лаборатории профессора Михаила Волского, научно установившей факт необходимости молекулярного азота для нормальной жизнедеятельности человека и растений, атмосфера советских пилотируемых космических кораблей состоит из азота и кислорода. Позже американские ученые и конструкторы NASA также признали этот факт и сменили атмосферу своих пилотируемых космических аппаратов с гелий-кислородной на азотно-кислородную. Это позволило им догнать советские космические корабли по длительности пилотируемых полетов.

При этом основное внимание журналистов направлено на психологические аспекты поведения космонавтов в условиях длительной изоляции от всего мира. Однако, еще большую значимость имеет то, что остается за кадром и фокусом журналистского внимания: как реагирует на условия жизни в полностью замкнутом объеме космического корабля организм человека как биологического существа. Как он дышит, как питается, как перерабатываются отходы его жизнедеятельности, как в дальнейшем они используются в замкнутом объеме? Это имеет не менее важное значение, чем психологическое самочувствие космонавтов.

Была сделала и сейчас делается работа колоссальной важности для длительных пилотируемых межпланетных полетов. Однако, что хорошо на Земле и околоземной орбите, совсем не так хорошо в дальнем космосе, где обитаемый космический корабль не защищен мощным магнитным полем Земли от действия космической радиации.

Всё усложняется еще и тем, что в атмосфере космического корабля, состоящей из азота и кислорода придется бороться с радиоактивным углеродом С 14 , который хоть и в малых дозах, но постоянно образуется при бомбардировке молекулярного азота атмосферы космического корабля солнечной радиацией из межпланетного пространства.

Опасность радиоактивного изотопа С 14 обусловлена тем, что он встраивается во все биологические молекулы вместо стабильного изотопа С 12 , включая самые главные — молекулы ДНК, ответственные за хранение, использование и перенос в поколениях генетической информации.

Атмосфера из гелия и кислорода не имеет таких недостатков и не создает радиоактивный изотоп С 14 . Однако, как выяснилось исследованиями как американских, так и советских ученых гелий-кислородная атмосфера слабо пригодна для длительных космических полетов. При длительности свыше 14 суток в такой атмосфере космонавты испытывали серьезные отклонения в жизнедеятельности основных систем организма, вплоть до обмороков, что совершенно недопустимо для здоровья космонавтов и самого принципа пилотируемых полетов. Это была одна из причин, почему специалисты NASA пришли к выводу о замене гелий-кислородной атмосферы на азотно-кислородную, как в космических кораблях русских.

Кроме исследований влияния искусственных атмосфер с инертными газами (в основном с гелием и частично аргоном) на человека, также проводились эксперименты на животных, растениях и микроорганизмах.

Наша научная группа проводила именно эти исследования. В итоге выяснилось, что гелий-кислородная и гелий-аргон-кислородная атмосфера, эквивалентная по теплопроводности азотно-кислородной атмосфере действуют угнетающе на организм, системы органов, ткани и клетки животных и растений. Эти исследования также подтвердили, что молекулярный азот необходим для нормальной жизнедеятельности. Однако, детальные молекулярные механизмы этого явления неизвестны до сих пор, даже спустя 45 лет после проведения этих исследований.

Мы выяснили, что искусственные газовые атмосферы с инертными газами, имитирующие атмосферу космических кораблей для межпланетных (а в будущем и межзвездных полетов) угнетающе действуют на важное звено системы жизнеобеспечения космического корабля — высшие растения.

Посмотрите, например, как выглядят молодые проростки тыквы Cucurbito pepo, выросшие из семян в 20 л проточной камере с воздухом (контроль) и в 20 л проточной камере с гелий-аргоно-кислородной смесью, заменяющей по теплопроводности обычный воздух (опыт) после 138 часов эксперимента (декабрь 1981 г). Даже визуально отчетливо видно, что опытные растения имеют меньшую массу.

Мы сразу отказались от применения химических стимуляторов роста и развития растений, хотя их реальное действие было доказано в земных условиях в азотно-кислородной атмосфере. Действие химических стимуляторов прямо или косвенно затрагивает молекулярно-генетические механизмы жизнедеятельности растений.

Было принято решение искать физические факторы, способные стимулировать процессы роста и развития растений. По научной литературе мы знали, что в СССР в интересах сельского хозяйства такие исследования проводятся с середины 1950-х годов.

Среди физических факторов, влияющих на скорость роста и развития высших растений, к моменту начала наших исследований в 1978 г были известны: гравитационное поле, электромагнитное поле различных диапазонов от гамма-излучения до радиочастотного дециметрового диапазона (гамма-радиация, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, видимое оптическое излучение, особенно лазерное красное излучение с длиной волны 632,8 нм, концентрированное солнечное излучение полного спектра, инфракрасное излучение, радио-излучение от долей миллиметра до десятков сантиметров), электрическое поле коронного разряда, градиентное магнитное поле.

Оказалось, что в независимости от действующего физического фактора стимуляция роста и развития высших растений находилась в диапазоне +10%…+30% по отношению к контрольным растениям без обработки физическими факторами. То есть, наблюдается неспецифическая биологическая реакция стимуляции роста и развития высших растений на действие слабых физических факторов.

Этот уровень стимулирующего действия нас удовлетворял, ибо угнетающее воздействие атмосфер с инертными газами, которое мы зафиксировали в 14-ти экспериментах длительностью до 6—14 суток каждый выявили статистически достоверное угнетающее воздействие в диапазоне -10%…12%.

Для уточняющих исследований по причинам прикладной пригодности и относительной безопасности для персонала, отсутствию влияния на генетический код растений, мы выбрали лазерное излучение с длиной волны 632,8 нм, поле электрокоронного разряда с напряженностью 1—5 киловольт на сантиметр и градиентное магнитное поле с магнитной индукцией 2—20 миллитесл на сантиметр.

Проведенные нами лабораторные исследования выявили, что применение этих физических факторов полностью устраняет негативное влияние атмосфер с инертными газами на рост и развитие высших растений. Таким образом, наша прикладная задача была успешно выполнена. В ходе исследований мы приобрели значительный опыт конструирования и испытания техники для стимулирующего воздействия на сельскохозяйственные растения. Оказалось, что наши образцы техники по эффективности превышали все существующие на тот момент.

По согласованию с руководителем лаборатории профессором Михаилом Волским и его заместителем Евгением Волским (его сын) было принято решение испытать сконструированную нами технику в условиях реального сельскохозяйственного производства в средней полосе России — в Горьковской (ныне Нижегородской) области. Для проведения этих работ была изготовлена первая опытно-экспериментальная установка, схема которой приведена на (рис.1), которая позволяла проводить полевые исследования при действии на семена растений перед посевом: магнитным полем, электрокоронным полем, красным поляризованным и лазерным излучением как отдельно каждым физическим фактором, так и в комбинации друг с другом.

Оказалось, что наиболее эффективными и в тоже время недорогими являются магнитное поле и электрическое поле коронного разряда. На рис.2 и 3 Вы можете видеть изменение структуры урожая ячменя сорта Абава, под действием магнитного поля и электрокоронного разряда.

Рис. 3 — при действии электрического поля коронного разряда урожайность увеличилась на +28%, в основном за счет увеличения количества продуктивных стеблей, несущих колос с наполненными зернами (+24%). Также увеличилась масса 1000 зерен (+6%), а количество наполненных зерен в колосе несколько уменьшилось (-2%), что однако не является статистически достоверным.

Экономическая эффективность электромагнитной обработки семян

Всего в первый год испытаний в 1986 г нами были обработаны перед посевом семена на площади 654 га , получено дополнительно 462,9 т зерна на сумму 63,6 тыс руб (в то время официальный курс рубля к доллару США был 1 руб=0,75 USD, то есть экономическая эффективность составила 63.600х0,75= 47.700 USD/654 га= 73 USD/га

Читайте также: