ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНЫХ, НЕТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ КВЧ ДИАПАЗОНА ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

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.

1. Данько, С.Ф. Интенсификация процесса солодоращения ячменя действием звука различной частоты. канд. тех. наук: ВАК РФ. — М., 2001.
2. Атрощенко, Е.Э. Действие ударно-волновой обработки семян на морфофизиологические особенности и продуктивность растений. канд. био. наук: ВАК 03.00.12. — М., 1997.
3. 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.
4. 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.
5. Яруллин А.А.  Исследование воздействия физических электромагнитных полей сверхвысокой и крайневысокой частоты диапазонов на зерновые культуры.  Исслед. Работа 2014г.
6. 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» ]