Електротехніка і радіоелектроніка
К.т.н. О.Я.Контарь, к.т.н. Г.М.Валєвахін,- Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна, к.с.н.О.І. Онищенко, к.с.н.О.М. Солдатенко - Інститут овочівництва і баштанництва УААН, Україна
Передпосівна обробка насіння овочевих культур електромагнітним випромінюванням НВЧ діапазону
Приведено результати
експериментальних досліджень впливу на посівні якості насіння томату
Флора, дині Титівка, кавуна
Широнінський режимів передпосівної обробки електромагнітним випромінюванням
надвисокочастотного (НВЧ) діапазону хвиль.
Накопичений експериментальний матеріал
з впливу електромагнітної енергії (ЕМЕ) на живі організми і рослини наочно
показує, що об'єктами досліджень були усі види біологічних об'єктів, а також
більшість культурних рослин та їх насіння. Діапазон частот, що використовується
у дослідженнях, визначається в межах від сотні до одиниць ГГц [1,2 ].
Сформувалися два основних уявлення про вплив ЕМЕ на матеріали і
речовини. Для високочастотної області (міліметровий діапазон) перевага
віддається "інформаційному впливу", а для низькочастотної області
(сантиметровий діапазон) зміни пояснюють за рахунок теплового впливу.
Трансформація ЕМЕ НВЧ у матеріалах і
речовинах із втратами приводить до нагрівання, однак, наслідки цього ефекту
можуть бути різними, починаючи з чисто фізичних змін у речовині (плавлення,
прискорення розчинення), чи супроводжуватися хімічними реакціями (утворення
складних ефірів, розщеплення крохмалів і так далі). У рослинах і біологічних об'єктах
ЕМЕ НВЧ приводить до оборотних і необоротних процесів, що використовуються для
прискорення проростання насіння і збільшення врожайності рослин, знищення комах
і їхніх личинок і так далі. Неоднозначність одержуваних результатів після
впливу ЕМЕ НВЧ обумовлена багатофакторністю систем, а також змінними зовнішніми
умовами. Найбільш істотними є: вихідна вологість і температура зразка, що
опромінюється, відношення рівня потужності до маси, стан зразка (щільність і
рухливість).
Основною задачею даних досліджень було
виявлення режимів і умов опромінення ЕМЕ НВЧ насіння овочевих культур при їхній
передпосівній обробці.
Експериментальні дослідження проводилися з використанням експериментальної бази
Харківського національного університету радіоелектроніки й Інституту овочівництва і баштанництва
УААН. Як об'єкти досліджень були використані насіння томата сорт Флора, дині сорт Титівка, кавуна сорт Широнінський.
Вихідна вологість насіння складала 12-14 %.
Для реєстрації впливу передпосівної
обробки був використаний метод порівняння посівних якостей експериментальних і
контрольних партій насіння за наступними показниками: енергія проростання,
схожість, довжина корінців.
У процесі досліджень змінювали час
експозиції і рівень потужності, причому, режими обробки насіння різних культур
були однакові. Частота електромагнітного випромінювання складала 2450 Мгц.
Посів
насіння проводився через 12 годин після обробки.
Вплив НВЧ на насіння пасльонових –
томату Флора - здійснювалося зі зміною часу експозиції і рівня потужності.
Отримані результати приведені відповідно в табл. 1 і 2.
Зміна тривалості впливу (табл.1)
від 20 до 60 с приводить до зміни енергії проростання, схожості і довжини
корінців, що утворилися. Так, при часі експозиції 40 с енергія проростання складає 98%, схожість-
99%, довжина корінців на восьмий день –70,5 мм., а в контролі відповідно –95%,
98% і 54 мм. Збільшення тривалості експозиції до 60 с приводить до зниження
досягнутого ефекту й отримані результати стають схожими з результатами в
контрольному зразку.
Таблиця 1 – Вплив
тривалості опромінення на посівні якості насіння томату, сорт Флора
|
Тривалість
опромінення, с |
Енергія, %
|
Схожість, % |
Довжина корінців,
мм |
|
Без обробки |
95,0 |
98,0 |
54,0 |
|
20 |
97,0 |
100,0 |
50,0 |
|
30 |
96,0 |
98,0 |
46,0 |
|
40 |
98,0 |
99,0 |
70,0 |
|
60 |
95,0 |
98,5 |
64,0 |
Таблиця 2 – Вплив
потужності опромінення на посівні якості насіння томату, сорт Флора
|
Рівень потужності |
Енергія, % |
Схожість, % |
Довжина корінців,
мм |
|
Без обробки |
97,0 |
97,0 |
55,0 |
|
перший |
97,0 |
99,0 |
30,0 |
|
другий |
97,0 |
99,0 |
44,0 |
|
третій |
95,0 |
95,0 |
42,0 |
Час експозиції в
кожнім експерименті (Табл.2) складало 40 сек., а рівень потужності змінювався,
збільшуючись на одну третину. Слід зазначити, що при збільшенні рівня потужності зменшувався відсоток схожості,
але збільшувалася довжина корінців, що проростали.
Цікаві
результати були отримані при дослідженні впливу ЕМЕ НВЧ на насіння дині
Титівка, схожість кого в лабораторних умовах складала 0%.Вологість насіння
становила 10%. Дані по впливові ЕМЕ НВЧ на насіння дині в діапазоні від 20 до
60 сек. систематизовані і приведені в табл.3.
|
Тривалість
опромінення, c |
Енергія, %
|
Схожість, % |
Довжина корінців,
мм |
|
Без обробки |
0,0
|
0,0
|
0,0
|
20
|
46,0
|
54,0
|
28,0
|
30
|
64,0
|
68,0
|
31,0
|
40
|
70,0
|
83,0
|
51,0
|
60
|
2,0
|
5,0
|
18,0
|
Найбільш ефективним був варіант з експозицією
в 40 сек впливу. При цьому енергія
проростання досягає 74 %, схожість – 83 %, а довжина корінців - 51,0 мм.
Цей факт, у випадку його підтвердження
в подальших дослідженнях, відкриває перспективу ініціювання схожості насіння
дині при їхній мінімальній схожості в контрольних серіях. Слід зазначити, що
досягнення найкращих кількісних значень
показників посівних якостей насіння не слід жорстко зв'язувати з
визначеним часом обробки навіть для насіння того самого виду рослин, оскільки
насіння представляє багатофакторну систему з різною вологістю, щільністю,
різним змістом жирів, крохмалю, солей і інших компонентів.
Безперечним фактом впливу
ЕМЕ НВЧ на насіння кавуна сорту Широнінський
є те, що після опромінення збільшується кількість пророслого насіння і
більш інтенсивно відбувається розвиток кореневої системи, отже, закладаються
надійні підстави для розвитку здорових рослин і одержання високого врожаю.
Результати зміни енергії проростання, схожості, а також довжини корінців
приведені в таблиці 4. Найкращий результат отримали при часі експозиції 30 с.
Таблиця 4 – Вплив тривалості опромінення на
посівні якості насіння кавуна, сорт Широнінський
|
Тривалість
опромінення, с |
Енергія, %
|
Схожість, % |
Довжина корінців,
мм |
|
Без обробки |
97,0 |
98,0 |
55,0 |
|
20 |
99,0 |
99,5 |
63,0 |
|
30 |
98,0 |
100,0 |
69,0 |
|
40 |
97,0 |
99,0 |
70,0 |
|
60 |
96,0 |
97,0 |
62,0 |
Зміна
рівня потужності при постійній експозиції приводить до змін енергії росту, схожості і довжини
корінців, причому, підвищенню схожості
супроводжує зменшення довжини корінців. Отримані результати приведені в
таблиці 5.
Таблиця 5 – Вплив потужності опромінення на посівні якості насіння кавуна, сорт Широнінський
|
Рівень потужності |
Енергія, % |
Схожість, % |
Довжина корінців,
мм |
|
Без обробки |
97,0 |
99,0 |
44,0 |
|
перший |
92,0 |
95,0 |
40,0 |
|
другий |
96,0 |
99,0 |
34,0 |
|
третій |
95,0 |
97,0 |
45,0 |
Висновки.
Встановлено
інтенсивний стимулюючий вплив електромагнітної енергії НВЧ діапазону на
показники посівних якостей (енергія проростання, схожість, довжина корінців)
овочевих культур (томат Флора, диня Титівка, кавун Широнінський).
На однакові
режими обробки насіння різних овочевих культур
відзивається по різному. Величина ефекту, що досягається, залежить від
часу експозиції і рівня потужності, але не носить лінійної залежності.
Література:
1.
Мікрохвильові технології в народному
господарстві. Втілення. Проблеми.
Перспективи.
(Промисловість, агропромисловий комплекс, медицина - формація).
Випуск 2-3.
[Зб. ст.] Ред. акад. МАІ Калінін Л.Г.Міжнар. акад. інформ.; Півен.філ. від-ня
пром. радіоелектроніки МАІ, Український науково-технологічний центр. - Одеса,
Київ, ТЕС, 2000 р. - 192 с.
2. Низкоинтенсивные СВЧ технологии (проблемы и
реализации)
Под
редакцией Г.А. Морозова, Ю.Е. Седельникова.
М.:, "Радиотехника",
2003 г.-112 с.