Обработка семян свч технологией

Обновлено: 04.10.2024

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Чирков А. И., Богун В. П.

Многолетние лабораторно-полевые исследования по применению электромагнитного поля сверхвысокой частоты для предпосевной обработки семян некоторых зерновых, зернобобовых, овощных и технических культур показали, что это поле положительно влияет на рост, развитие растений, урожайность и качество получаемой продукции.

USE OF SHF-ENERGY FOR PRESOWING PROCESSING OF THE SEEDS

Long-term laboratory-field studies of using the electromagnetic superhigh frequency field for presowing processing of seeds some corn, leguminous plants, vegetable and technical cultures have shown that this field positively influences on growing, development, productivity and quality of the plants and product.

Содержание белка в варианте со вспашкой составило 12,69 %, при безотвальной обработке - 12,69 % и минимальной обработке - 12,60 %.

Разбросной способ посева увеличивал содержание белка на 0,26 % по сравнению с рядовым посевом.

В травяном звене содержание клейковины в зерне пшеницы увеличивалось в зависимости от условий года на 0,6. 1,0 % по сравнению с паровым звеном.

По вариантам обработки почвы различия были незначительными. Так, в варианте со вспашкой содержание клейковины составило 25,6 %, при безотвальном рыхлении -25,8 % и минимальной обработке - 25,7 %. Разбросной способ посева увеличивал значение данного показателя на 0,9 %.

Содержание клейковины в зерне яровой пшеницы было достаточно высокое, но при этом ее качество на всех вариантах соответствовало в среднем за период исследований второй группе.

Экономическая оценка позволяет определить эффективность отдельных приемов и определить приоритетное направление в производстве той или иной культуры.

Расчет экономической эффективности возделывания яровой пшеницы показал, что наибольшие затраты на 1 га посевов в паровом и травяном звеньях севооборота были в варианте с отвальной обработкой

почвы в сочетании с рядовым способом посева и составили 5883,4 рублей.

Уменьшение глубины основной обработки почвы в сочетании с многооперационными комбинированными посевными машинами приводит к значительной экономии материальных затрат.

Так, в варианте с минимальной обработкой почвы и разбросным способом посева затраты снижались на 280,3 руб./га, по сравнению с контрольным вариантом. Наименьшая себестоимость 1 т зерна яровой пшеницы как в звене с чистым паром, так и с занятым отмечена в варианте с минимальной обработкой почвы и разбросным способом посева и составила 2618,3 руб. и 2468,3 руб. соответственно.

Наибольший условный чистый доход был в травяном звене севооборота с минимальной обработкой почвы и разбросным способом посева и составил 5746,9 руб./га, что выше по сравнению с контрольным вариантом на 29,2 %.

1. Ничипорович, А. А. Фотосинтез и вопросы продуктивности растений / А. А. Ничипорович. - М.: Изд. АН СССР, 1963. - 133 с.

2. Орлов, А. Н. Формирование урожайности яровой пшеницы в зависимости от вида пара в севообороте, основной обработки почвы и способов посева / А. Н. Орлов, О. А. Ткачук, Е. В. Павликова // Нива

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

А. И. Чирков, канд. с.-х. наук, профессор; В. П. Богун, канд. техн. наук, доцент

Ключевые слова: электромагнитное поле, оптимальная экспозиция, биометрические показатели, урожайность.

Электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) представляет собой электромагнитные колебания с частотой от 300 МГц до 300 ГГц. Этим электромагнитным частотам соответствуют длины волн от 1м до 0,1 мм.

Все биологические объекты имеют высокие диэлектрические сопротивления и

Поволжья. - 2009. - № 4 (13). - С. 47-51. содержат в себе электролиты, то есть воду и растворенные в ней соли, кислоты, щелочи и др. При прохождении через биологические ткани электромагнитное поле трансформируется в теплоту, так как вызывает усиленное колебание в них молекул воды. За счет межмолекулярного трения выделяется тепловая энергия. Этот

процесс принято называть диэлектрическим нагревом, или СВЧ-нагревом [1].

Наряду с тепловым эффектом имеет место информационное воздействие поля на биологические объекты, которое в меньшей степени связано с энергией поля, а больше зависит от его биотронных параметров (частоты, плотности, экспозиции, поляризации, модуляции, градиента).

Действие СВЧ-поля реализуется на клеточном уровне. Клеточные мембраны, молекулы белково-ферментного комплекса, другие клеточные структуры представляют собой элементарные автогенераторы, излучающие колебания малой интенсивности в диапазоне СВЧ.

При наложении внешнего поля на поля излучателей возникают резонансные явления, проявляющиеся в резком увеличении амплитуды излучателей, а также явления синхронизации, вызывающие кон-формационные перестройки клеточных структур, влияющие на проницаемость мембран [2].

В клетках живых организмов существуют свои подструктуры - органеллы, отвечающие за жизнедеятельность самой клетки - процессы метаболизма. Данные органеллы-митохондрии (вырабатывающие АТФ, ответственную за энергетику клетки), тилакоиды (участвующие в процессе фотосинтеза) имеют собственные линейные размеры и окружены защитным слоем -билипидной мембраной толщиной 5 нм.

тивных процессов метаболизма в самой органелле.

Это ускоряет процессы, вызывающие деление клеточной массы и повышающие интенсивность окислительных и фотосинтетических реакций [3].

Информация о других эффектах взаимодействия электромагнитного поля с биологическими объектами приведена в монографии ученых Самарской государственной сельскохозяйственной академии А. Б. Ко-шелевой и Т. С. Нижарадзе [4].

Большое значение при использовании СВЧ-энергии имеет период времени от момента обработки семян до их посева, необходимый для выхода семян из состояния покоя. Для овощных культур он составляет 2-5 суток, зерновых - 20-23 сут. [5].

Оптимальный режим обработки конкретной партии семян может быть установлен только после оценки их посевных качеств. С этой целью перед массовой обработкой проводят поисковые лабораторные исследования: небольшое количество семян каждой партии обрабатывают в нескольких режимах и проращивают вместе с контрольными семенами.

Лабораторная всхожесть и биометрические показатели проростков после обработки семян ЭМП СВЧ

Культура Экспозиция СВЧ, с Энергия прорастания, % Всхожесть, % Средняя длина ростков, Средняя масса ростков,

Семена лука 0 27 64 3,9 100 0,013 100

120 51 69 4,9 123 0,018 141

Лук-севок I группа (19-22 мм) 0 48 81 51,2 100 1,32 100

80 58 82 63,0 124 1,75 132

Маточные луковицы 0 57 90 24,3 100 15,9 100

40 85 100 26,6 109 26,2 166

Сахарная свекла 0 74 86 - - 4,30 100

120 81 92 - - 4,95 115

Подсолнечник (сорт Фотон) 0 84 89 4,5 100 0,25 100

70 89 93 4,9 109 0,30 119

Томаты 0 - 66 1,88 100 0,497 100

30 - 85 3,62 192 0,805 162

Нива Поволжья № 2 (15) май 2010 37

Перед массовой обработкой семян проводили поисковые исследования в лабораторных условиях, где семена обрабатывали при разных экспозициях от 10 до 160 с интервалом через 10 с с последующим определением энергии прорастания, всхожести, длины и массы проростков. Контрольные семена обработке не подвергали.

Оптимальный режим обработки использовали для полевых опытов.

Лабораторные опыты (табл. 1) показали, что процесс прорастания семян, активированных электромагнитным полем СВЧ, протекает более активно, чем контрольных, в то же время оптимальная экспозиция различается для разных культур.

Из таблицы видно, что у семян сахарной свеклы лучшие показатели по изучаемым признакам получены при экспозиции 120 с, пшеницы и ячменя - 90-100 с, подсолнечника - 70 с, томатов - 30 с.

Различные генерации лука требуют индивидуальных режимов обработки. Например, семена лука лучше прорастали при обработке в режиме 120 с, лука-севка - 80 с, а лука-матки - 40 с.

Подбор оптимальных режимов обработки семян - один из важных этапов в технологии их подготовки к севу и получения положительного эффекта в производственных условиях.

Проведена широкая производственная проверка влияния активации семян СВЧ-полем на урожайность сельскохозяйственных культур (табл. 2).

Полевые опыты, проведенные в учебно-опытном хозяйстве Пензенской ГСХА, показали, что наиболее высокая урожайность у ячменя получена при обработке семян с экспозицией 100 с - 2,1 т/га (на 11,7 % выше, чем в контроле). Повышение урожайности яровой пшеницы составило 17 % по сравнению с контролем. Опытные растения чечевицы превосходили контрольные по количеству бобов на 28 %, количеству зерен - на 20 % и в целом прибавка урожая по этой культуре составила 0,2 т/га, или 18 %.

Интересные результаты были получены при обработке лука сорта Бессоновский различных генераций. Стимулирующий эффект СВЧ-активаций семян проявился в повышении полевой всхожести на 11 %, выживаемости растений - на 6 %, сокращении вегетационного периода - на 3-4 сут., снижении доли луковиц, пораженных болезнями, - на 5,5 %. Прибавка урожая лука-севка колебалась от 21 до 36 %. После СВЧ-обработки лука-севка стандартных посадочных фракций (I группы с диаметром 15,1. 22,0 мм; II группы - 22,1. 30,0 мм; III группы - 10,1.15,0 мм) также наблюдались стимулирующие эффекты, которые выразились в повышении урожайности репчатого лука в среднем за 5 лет: из севка первой группы - 22,5 т/га (114 % к контролю); из севка второй группы - 19,8 т/га (114 % к контролю); из севка третьей группы - 13,5 т/га (124 % к контролю).

Урожайность сельскохозяйственных культур после предпосевной обработки семян ЭМП СВЧ

Культура Экспозиция СВЧ, с Урожайность, т/га Прибавка урожая к контролю

Пшеница яровая 90 0,94 0,15 17,0

Ячмень 100 2,1 0,24 11,7

Чечевица 70 1,3 0,20 18,0

Семена лука 120 8,8 1,68 21,0

Лук-севок I группа 80 22,5 3,15 14,0

Маточные луковицы 40 0,38 0,12 46,0

Томат 30 39,2 4,5 13,0

Свекла сахарная 120 17,33 3,46 25,0

Свекла столовая 120 38,9 9,0 23,0

Подсолнечник 70 1,1 0,2 17,0

Кукуруза (зеленая масса) 50 18,1 3,3 22,0

Картофель 60 22,0 3,6 16,3

В КП им. Тимирязева Башмаковского района были проведены опыты по предпосевной СВЧ-обработке семян томатов. Оптимальная экспозиция (30 с) положительно повлияла на приживаемость растений, ускорение прохождения ими фаз развития. Плоды начали созревать на 5-7 суток раньше контроля, а общая урожайность повысилась на 13 %.

На больших площадях в Шемышейском районе Пензенской области высевали семена подсолнечника после обработки ЭМП СВЧ. В хозяйствах, где проводили производственные опыты, урожайность семян повысилась на 0,2 т/га (17 %).

В ОПХ Пензенской ГСХА проводили энергетическую стимуляцию семян сахарной свеклы на площади 100. 150 га, что позволило собрать дополнительно 3,46 т/га сахаристых корней.

Выход кормовых единиц с 1 га возрос на 39 % и составил 4,41 т/га (3,16 т/га на контроле), а переваримого протеина - на 70 % и составил 0,414 т/га (0,243 т/га на контроле) [6].

Таким образом, многолетние и всесторонние исследования по включению в систему предпосевной подготовки семян воздействия на них ЭМП СВЧ показали, что оптимальные режимы облучения благоприятно воздействуют на процессы прораста-

ния, роста и развития большинства сельскохозяйственных культур.

Они (не исключая использования протравителей) способствуют повышению урожайности и качества получаемой продукции.

Этот вид стимуляции относится к энергосберегающим и экологичным технологиям, хорошо согласуется с существующими системами предпосевной подготовки семян, не требует больших затрат при внедрении в производство и позволяет получить отдачу в тот же год.

1. Бородин, И. Ф. Применение СВЧ-энер-гии в сельском хозяйстве / И. Ф. Бородин, Г. А. Шарков, А. Д. Горин. - М.: ВНИИТЭИ Агропром, 1987. - 55 с.

2. Исмаилов, Э. Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений / Э. Ш. Исмаилов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 144 с.: ил.

3. Щербаков, К. Н. Низкоэнергетические резонансные режимы стимуляции развития растений / К. Н. Щербаков // Электрические аппараты и электротехнологии сельского хозяйства: сборник научных трудов / МГАУ. -М.: изд-во МГАУ, 2002. - 132 с.: ил.

4. Кошелева, А. Б. Современные методы защиты семян сельскохозяйственных культур от болезней: монография / А. Б. Ко-шелева, Т. С. Нижарадзе. - Самара: Изд-во Самарской государственной сельскохозяйственной академии, 2008. - 210 с.

5. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ: рекомендации. - М.: Агропромиз-дат, 1989. - 38 с.: ил.

6. Методические указания по обработке семян сельскохозяйственных культур электромагнитным полем сверхвысокой частоты. - М.: Россельхозакадемия, 1998. - 22 с.

Технология микроволновой-вакуумной сушки семян.

Технология микроволновой предпосевной обработки семян

Перед посевом семена проходят различные виды предпосевной обработки, призванные уничтожить фитопатогенные бактерии, грибковые поражения, насытить семена полезными микроэлементами, и активировать процессы прорастания семян.
Одним из таких способов является обработка семян сверхвысокочастотным электромагнитным полем (СВЧ или микроволновым полем), при котором происходит внутренний объемный нагрев семян. Внутренний нагрев очень важный фактор, так как благодаря ему влага, содержащаяся в семечке, приходит в движение. При этом активируются внутренние биохимические процессы, побуждающие семя к выходу из состояния покоя.

Микроволновая технология предпосевной обработки семян заключается в том, что семена агрокультур под воздействием микроволнового поля, создаваемого специальными устройствами, проходят стимуляцию.

Воздействие микроволнового поля на семена обуславливает изменения в содержании белков, аминного азота и активность ферментов, активизирует обменные процессы в семенах, связанные с их биоэнергетикой, всхожестью, силой роста и в дальнейшем с вегетацией растений и их урожайными свойствами.

Кроме того, выявлено, что микроволновое поле воздействует на биологические мембраны, которые являются основными регуляторами обмена с окружающей средой и определителями развития клетки, все это ведет к улучшению их транспортных функций, в конечном итоге – к интенсификации роста.

Рост урожайности микроволновой обработки семян

Семена овощей и бахчевых, обработанные микроволнами, также дали превосходный результат. Урожайность арбуза Борчанского повысилась на 26,4%, огурца Смак Р11 — на 8,7%, моркови Яскравой — на 17,3%, дыни Кримчанка — на 16,2%, капусты поздней Харьковской зимней — на 14,5%, свеклы столовой Бордо — на 13,5%. При этом было отмечено, что в растениях повысилось содержание сухих веществ (сахара, аскорбиновой кислоты, В-каротина и пр.). Интересно также, что в экспериментальном урожае овощебахчевых культур было в 1,5 раза меньше нитратов и тяжелых металлов. А это открывает перспективу выращивания экологически чистой овощебахчевой продукции, которая сможет выдержать конкуренцию на международном рынке.

Условия вегетации о микроволновой обработке семян

В сельскохозяйственном производстве более раннее вызревание растений имеет важное практическое значение, поскольку появляется возможность раньше времени собрать урожай, избежать неблагоприятных погодных условий (засуха, дожди, заморозки), своевременно очистить семена, подготовить их к дальнейшему использованию и тому подобное.

В особенности актуально это для овощных растений. Ускорение их вызревания дает возможность более ранних поставок населению продукции, улучшает ее ликвидность и,естественно, прибыльность данной области растениеводства.

Предпосевная микроволновая обработка семян

Простой и эффективный метод повышения всхожести семян, не только свежесобранных, но и долгохранящихся, — облучение их перед посадкой в микроволновой печи. Исследования, проведенные во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, показали, что облучение СВЧ-лучами не только повышает всхожесть семян, но и увеличивает урожай.

На треть больший урожай крупных кочанов капусты получен из семян, облученных в СВЧ-печи в течение 40 секунд. Такой же эффект отмечен при обработке семян цикория, ревеня, томатов в течение 30 секунд, свеклы — в течение 120 секунд, картофеля — в течение 60 секунд.

Обработка семян лука в течение 100 секунд повысила урожай на 20%, а лука-севка в течение 120 секунд — ускорила на неделю сбор и значительно увеличила число луковиц диаметром более 40 мм.

Для уничтожения скрытых внутри семян вирусных заболеваний рекомендуется прогреть их в духовке или сушильном шкафу в течение 4—5 часов при температуре 40—60°С. Температуру поднимают постепенно.

Эффективный метод борьбы с различными болезнями семян томатов— обработка их токами высокой и сверхвысокой частоты. Ее можно проводить и в бытовой СВЧ-печи. Слегка смоченные водой семена выдерживают 10—15 минут и затем помещают в печь на 20—40 секунд. Конечная температура семян не должна быть выше 48—50°С.

Микроволновая обработка земли для семян

Калибровка обработка семян в домашних условиях

Проводится для определения качества семян. Для этого их погружают в водный 3-5% раствор поваренной соли или в воду на 5 минут, энергично перемешивают и 3-5 минут отстаивают. Раствор со всплывшими семенами сливают, а осевшие на дно сосуда хорошо промывают в проточной воде и подсушивают в тени или на сквозняке, но не на солнце и не у батареи отопления. Мелкосемянные культуры можно рассортировать с помощью пластмассовой наэлектризованной палочки. Для этого нужно рассыпать семена тонким слоем на листе бумаги и палочкой, натертой суконной тканью, провести над ними на высоте 1-2 см. К палочке притягиваются пустые и невыполненные семена.

Прогревание семян перед посевом в домашних условиях

Применяется, чтобы увеличить массовость всходов и число женских цветков на растениях семейства тыквенных. Для этого сухие семена держат в марлевых мешочках около отопительной батареи или другого источника тепла, можно в духовом шкафу (при постепенном повышении температуры до +50…+60°С). Семена нужно часто перемешивать и держать при заданной температуре 2-4 часа.

Альтернативой экологически небезупречному методу химической предпосевной обработки семян может стать воздействие на них физическими факторами. Например, микроволнами малого уровня мощности. Такое облучение, все шире применяемое в странах с развитым сельским хозяйством, в зависимости от режима обработки повышает энергию прорастания семян, стимулирует развитие устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды или вызывает гибель вредителей, поселившихся на семенах. Опыт показывает, что в результате такого воздействия урожай сельскохозяйственных культур повышается в среднем на 10 — 12 процентов.

Но как долго держится стимулирующий эффект и можно ли использовать такую технологию заблаговременно, например, для семян, заложенных на зимнее хранение? Ответы на эти далеко не праздные для специалистов вопросы нашли ученые.

— Проделанная нами работа вроде бы принесла отрицательный результат, — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории роста и развития растений кандидат биологических наук Жанна Калацкая. — Но в науке отрицательный результат имеет такую же ценность, как и положительный. Кроме того, благодаря проведенным исследованиям мы сегодня четко представляем не только то, какой интенсивности и продолжительности должно быть СВЧ-излучение, чтобы оказаться полезным для семян, но и длительность его последействия. Мы считаем, что исследования, проведенные совместно с одним из разработчиков установки и способа обработки семян низкоинтенсивным микроволновым полем кандидатом технических наук Геннадием Войновым, станут важным дополнением к технологии микроволновой предпосевной обработки семян сельскохозяйственных и лесных культур, предложенной учеными НИИ ядерных проблем Белорусского государственного университета.

В БГУ разработано несколько типов оборудования на основе микроволновых модулей, которое уже используется в тепличных комплексах, но, по мнению специалистов, может применяться в сельском хозяйстве страны гораздо шире, если ведомство активней займется внедрением новинки.

Возможно, наши неторопливые аграрии не вполне уверены в достоинствах новой технологии. Поэтому обращаем их внимание на опыт Украины, накопленный вопреки не менее острым, чем у нас, проблемам с финансированием. Более двух десятков лет наши южные соседи используют микроволновые комплексы в сельском хозяйстве и доказали, что они окупаются в течение одного сезона, если исключить закупку химических средств защиты растений.

По мнению ученых Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси, чтобы внедрение технологий, связанных с физическими факторами воздействия, было эффективным, оно должно сопровождаться применением исследователями проверенных международной практикой оперативных средств тестирования состояния семян в процессе и после обработки. Сегодня же, констатируют ботаники, в республике проверка обработанных семян во многих случаях проводится только на всхожесть, причем при проведении опытов не всегда используется качественный посевной материал.

Кроме того, оперативность контроля уровня микроволновой обработки обеспечивает и определение лабораторными средствами накопления в семенах таких соединений, как фермента пероксидазы или пролина — одной из аминокислот, которые реагируют на любое стрессовое воздействие, в том числе и на СВЧ-облучение.

Ученые считают, что применение современных средств контроля позволит не только оптимизировать способы предпосевных обработок, но и выполнять заказы населения. Ведь многие фермеры, а также сельчане и дачники, в том числе цветоводы, хотят весной проверить качество приобретенного посадочного материала, однако пока не имеют для этого возможностей, пишет газета "Рэспублика".

Замачивание семян в питательных растворах позволяет улучшить всхожесть и делает сеянцы более крепкими и выносливыми. Добиться такого же результата, но с меньшими усилиями можно, если использовать микроволновку, которая найдётся почти на каждой кухне.

У обработки семян в стимуляторах роста есть ряд три больших недостатка:

После замачивания семена нужно обязательно подсушить. А если слегка передержать их в воде, они начнут прорастать и после подсушки погибнут.
Если ошибиться с количеством воды или забывать её регулярно менять, семена просто задохнутся и полностью утратят жизнеспособность.
Набухшие семена нужно немедленно сеять, храниться они уже не будут. Поэтому излишек семян иногда приходится выбрасывать.

С другой стороны, облучение семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты — 300 МГц — 300 ГГц – быстро пробуждает их от спячки и без использования воды. Клетки семян усваивают некоторый объём излученной энергии, благодаря чему в них возрастает количество активных радикалов, клеточные мембраны становятся более крепкими, оживляются семенные зародыши.

После кратковременного пребывания во включенной микроволновой печи обменные процессы активизируются не только в свежесобранных семенах, но и в тех, которые уже успели утратить всхожесть.

Оптимальное время выдержки для семян разных овощей следующее:

для всех видов лука — 100 секунд;
для лука-севка — 120 секунд;
для томата, перца и баклажана — 30 секунд;
для разных видов капусты — 40 секунд;
для столовой свёклы -120 секунд;
для картофеля — 60 секунд;
для разных зеленушек — 60 секунд;
для моркови, сельдерея, петрушки и укропа — 15-20 секунд.

Согласно опытам, обработка посевного материала СВЧ-энергией также увеличивает урожайность овощей, делает их более устойчивыми к поражению болезнями и вредителями и сокращает сроки поступления первых плодов.

Кстати, после этой процедуры семена можно сеять немедленно либо продолжить их подготовку по стандартной схеме — дезинфекция, обработка в микроэлементах, намачивание, закаливание и проращивание.

Ну а в этом году для замачивания семян я буду использовать такой рецепт.

Куриное яйцо взбивают и смешивают его с равным количеством сока алоэ. Напомню, что листик, из которого берут сок, нужно предварительно подержать в холодильнике в течение 7-10 суток. Семена любых культур выдерживают в подобной смеси в течение 1-2 часов и промывают в проточной водичке. Затем их либо сразу высевают, либо проращивают на тряпочке.

Читайте также: