Исследования по воздействию микроволнового излучения на прорастающие семена, проводились на семенахячменя сорта Тимерхан, предоставленные Казанским ГАУ, имеющих влажность не менее 20 % и пригодных для проращивания (способных к прорастанию). В данных экспериментах применялся генератор ЭМП КВЧ-диапазона « Явь 1 — 7,1» а также векторный анализатор для измерения диэлектрической проницаемости семян.
Используемые в данных исследованиях генератор «Явь 1-7,1» лабораторного стенда – модернизированное устройство для обработки семян ЭМП (Патент РФ №2246814, опубликованный27.02.2005г Бюл.№6). Установка содержит один излучатель электромагнитной энергии(Явь1 -7.1)соединенный с источником электромагнитной энергии, электрический привод, подключенный к блоку управления, станину для размещения на ней обрабатываемого, биологического материала, соединенную с электрическим приводом, установленную на неподвижном основании, с возможностью ее вращения. Биологический материал предназначенный для обработки ЭМ полем, например: семена помещают в мерные стеклянные стаканы, которые располагаются на станине в специальных установочных местах , внутри металлических ободов, представляющих из себя срезки цилиндрических полых труб.
Семена с/х культур размещались в один слой, в центральной зоне облучаемой (обрабатываемой) поверхности на расстоянии 60 см. от плоскости раскрыва рупорного излучателя (антенны). Поверхность, на которой присутствует электромагнитное поле (излучение), имеет размеры 51 на 20 см. и занимает площадь в 1020 см2. поверхностью с обрабатываемыми семенами.. Данные зоны, прямоугольной формы, с обрабатываемыми семенами имеют общий центр, совпадающий по расположению, с точкой падения (пересечения) центральной оси рупорной антенны (его питающего волновода)
Воздействию НИ ЭМП КВЧ – диапазона подвергались по 7 групп семян из одной партии, результат представлен только по первой группе, по 25 зерен в каждой, в течение определённого времени и режима обработки.
Интенсивность ЭМП на поверхности с семенами составляла, примерно 0,02 мВт/см2. и несколько (значительно) различалась в различных зонах, вследствие неравномерности амплитудного распределения напряжённости электрического поля Е на облучаемой поверхности с семенами. Семена выкладываем в центральную зону обработки
После обработки НИЭМП в КВЧ-диапазоне длин волн, группы семян были помещены в растильни, и размещались в тёмном, проветриваемом шкафу с средней температурой приблизительно 22 градуса Цельсия, недоступным для солнечных лучей. Проращивание семян данных групп, подвергшихся обработки низкоинтенсивных ЭМВ в КВЧ диапазоне, и подсчёт количества проросших зёрен производился согласно ГОСТ 12038-84 (Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести)[6].
Фазочастотная характеристика коаксиальной линии прямоугольного сечения, длиной 0,29 м, пространство между стенками и центральным проводником которой заполнено семенами ячменя сорта Тимерхан, имеет вид:
Рис.1 — Фазочастотная характеристика
Относительную диэлектрическую проницаемость, то есть значение действительной части комплексной диэлектрической проницаемости семян ячменя сорта Тимерхан, определяли по формуле:
(1)
где: l – длина коаксиальной линии, заполненной семенами с/х культуры: ячмень сорта Тимерхан,
с – скорость распространения ЭМВ в вакууме,
f – частота, используемого в данных измерениях, ЭМП.
Значение мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости семян ячменя сорта Тимерхан, во всём диапазоне рабочих частот, а именно: от 0 до 2 ГГц, определяем по формуле:
(2)
где: α – коэффициент затухания, то есть: мнимая часть комплексного коэффициента распространения,
λ0 – длина волны, используемого в данных измерениях,
ЭМП в свободном пространстве (воздухе, вакууме), определяемая по формуле:
(3)
где: с – скорость распространения ЭМВ в вакууме,
f – частота, используемого в данных измерениях, ЭМП.
Так как, тангенс диэлектрических потерь и длина волны ЭМП в вакууме:
(5, 6)
то окончательно, получим:
(7)
Коэффициент затухания определяли по следующей формуле:
(8)
отсюда:
(9)
где: Кр – значение в разах, измеренного в дБ коэффициента передачи коаксиальной линии передачи, пространство для диэлектрика которой заполнено семенами ячменя сорта Тимерхан.
Рис. 2 — Относительная диэлектрическая проницаемость
Рис. 3 –Мнимая часть диэлектрической проницаемости
Результаты данных лабораторных исследований о влиянии однократной предпосевной обработки ЭМП с частотой 42,25 ГГц на развитие (рост) ростков, корней, а также количества данных корней в семи повторах, приведены в таблице 1 и рисунках 4-6
Таблица 1 — Результаты КВЧ обработки в течение 15 мин.
Длина волны ЭМП: 7,1 мм.
№ п/п | Длина ростков пророщенных семян (мм) |
Длина корней пророщенных семян (мм) |
||||||
обработанных НИ КВЧ ЭМИ |
без обработки (контроль) |
|||||||
обрабо танных НИ КВЧ ЭМИ | без обработки
(контроль) |
количество корней одного зерна | макси мальн. знач. | среднее знач | количество корней одного зерна | макси-мальн.
знач. |
среднее знач. | |
1 | 147 | 164 | 6 | 160 | 85 | 6 | 152 | 108 |
2 | 120 | 155 | 6 | 150 | 80.16 | 6 | 169 | 105.7 |
3 | 126 | 188 | 6 | 151 | 99.83 | 6 | 174 | 139 |
4 | 193 | 127 | 6 | 119 | 71.66 | 6 | 156 | 101 |
5 | 155 | 95 | 6 | 159 | 107.83 | 6 | 128 | 90.33 |
6 | 125 | 68 | 6 | 167 | 75.16 | 5 | 75 | 22.6 |
7 | 107 | 105 | 6 | 172 | 98 | 6 | 165 | 88.17 |
8 | 100 | 47 | 6 | 101 | 73.66 | 6 | 142 | 116.7 |
9 | 112 | 95 | 6 | 60 | 112.83 | 6 | 140 | 86.5 |
10 | 146 | 125 | 6 | 169 | 126.16 | 6 | 189 | 128.7 |
11 | 134 | 115 | 6 | 162 | 107.33 | 6 | 140 | 106.7 |
12 | 95 | 109 | 6 | 120 | 56 | 6 | 147 | 104 |
13 | 129 | 110 | 6 | 145 | 107.66 | 6 | 161 | 89.67 |
14 | 150 | 87 | 6 | 172 | 122.5 | 5 | 145 | 66.4 |
15 | 110 | 123 | 6 | 135 | 61.16 | 6 | 142 | 98.17 |
16 | 134 | 70 | 6 | 147 | 114 | 6 | 77 | 44 |
17 | 84 | 130 | 6 | 137 | 103.83 | 5 | 155 | 126.2 |
18 | 124 | 115 | 6 | 155 | 122.83 | 6 | 187 | 106.7 |
19 | 102 | 142 | 6 | 165 | 110.83 | 6 | 166 | 181.8 |
20 | 117 | 98 | 6 | 132 | 110.83 | 6 | 125 | 126.2 |
21 | 82 | 115 | 6 | 121 | 93.33 | 5 | 125 | 88 |
22 | 135 | 105 | 6 | 130 | 85.5 | 6 | 150 | 181.8 |
23 | 123 | 92 | 5 | 122 | 84.8 | 4 | 125 | 98.67 |
24 | 50 | 40 | 6 | 110 | 3 | 63 | 88 | |
Сред нее знач. | 120.8 | 109.16 | 5.95 | 96.12 | 5.62 | 103.9 | ||
σ | 28.70 | 34.21 | 0.204 | 28.02 | 4.945 | 35.08 | ||
5.860 | 6.983 | 0.041 | 5.719 | 1.748 | 7.16 | |||
t | 0.261 | 0.326 | -0.172 |
Рис.4 — Длины корней пророщенных семян, обработанных ЭМИ КВЧ диапазона
Рис.5 — Длины ростков пророщенных семян, обработанных ЭМП КВЧ диапазона
Проанализировав результаты проведенного исследования о влиянии предпосевной обработки семян ячменя ЭМП с частотой 42,25 ГГц на развитие их ростков, корней, а также количества корней, сделаны выводы:
1.)Наиболее лучшие результаты показала партия ячменя с предпосевной обработкой которая подвергалась воздействию ЭМП длительностью 15 минут, незначительно увеличилась средняя длина ростков и корней, так же увеличилось количество корней
2.)Увеличение времени обработки привело к ухудшению стимулирующего эффекта, более того привело в угнетение рост корней и замедлило развитие всей корневой системы семян
3.)Было выяснено КВЧ обработка может оказывать не только стимулирующее воздействие, но и угнетающее, было выявлено что при времени обработки семян свыше 45 минут приводит к угнетению роста ростков и корней данных семян.
Список литературы.
- Данько, С.Ф. Интенсификация процесса солодоращения ячменя действием звука различной частоты. канд. тех. наук: ВАК РФ. — М., 2001.
- Атрощенко, Е.Э. Действие ударно-волновой обработки семян на морфофизиологические особенности и продуктивность растений. канд. био. наук: ВАК 03.00.12. — М., 1997.
- Ксенз, Н.В.Анализ электрических и магнитных воздействий на семена / Н.В. Ксенз, С.В. Качеишвили // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000. — №5. — С. 10-12.
- Нещадим, Н.Н. Теоретическое изучение влияния обработки семян и посевов ростовыми веществами, магнитным полем, лазерным облучением на урожай и качество продукции, практические рекомендации; опыты с пшеницей, ячменём, арахисом и розой: автореф. дис…. д-р. с/х наук: Кубанский агрономический ун-т. — Краснодар, 1997.
- Яруллин А.А. Исследование воздействия физических электромагнитных полей сверхвысокой и крайневысокой частоты диапазонов на зерновые культуры. Исслед. Работа 2014г.
- ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур . Методы определения всхожести[schema type=»book» name=»ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНЫХ, НЕТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ КВЧ ДИАПАЗОНА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ» description=»Представлены результаты численных и экспериментальных исследованийопределения наилучшего режима предпосевной обработки ячменя, с целью увеличения морфофизиологических показателей прорастающих семян и, как следствие, повышения урожайности данной культуры.» author=»Кокурин Олег Евгеньевич, Мерзляков Евгений Леонидович, Тимаков Николай Павлович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-02-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)» ebook=»yes» ]