Теоретичні положення електростимулювання насіння зернових культур

A b

Рис. 9. Проекції на горизонтальну площину об’єму, який займає насінина в робочій зоні електросепарування.

a – горизонтальні проекції центрального і вірогідних положень насінини; b – проекції трубки руху та центральних положень насінини у процесі переміщення; – центральне положення насінини; – вірогідне положення насінини під дією результуючої електричної сили та імпульсу моменту; lн – миттєві довжина і ширина проекції на горизонтальну площину об’єму, який в сукупності займають вірогідні положення насінини і який є діаметром трубки руху насінини без зіткнень з іншими насінинами; v _0, v _1, v _2, v_і v_п – початкова та поточні проекції на горизонтальну вісь швидкостей руху насінини; 0, 1, 2, і, п – проекції початкового і поточних положень насінини при її переміщенні без зіткнень в трубці руху.

На підставі (2.12), за умови, що відома функція = f(t), можна визначити спосіб вимірювання

(2.14)

Для заданого значення Е і виміряних для відповідних сукупностей насінин середніх значень , враховуючи, що

q = m (2.15)

на підставі (2) можна отримати якісну оцінку можливості та доцільності застосування електросепарування насіннєвих сумішей.

Для отримання та реалізації кількісної картини електросепарування розглянемодинамічну силу, яку формують в’язі своїми реакціями і яка замикає векторний многокутник сил,

(2.16)

де _дин - динамічна сепаруюча сила, Н; – сила тяжіння, Н;
_e – результуюча сила взаємодії електричного поля із насіниною, Н;
_в – силова дія на насінину реакцій в’язей, Н.; – маса насінини, кг;
x_c - координата горизонтального переміщення насінини в процесі сепарування(на рис 2 b напрямок переміщення показаний стрілками), м.

Введемо поняття критерію сепарування (КС). КС – це представлена у вигляді горизонтальної відносної координати функція ознак подільності та параметрів електричного поля, які формують динамічну сепаруючу силу і забезпечують взаємне переміщення насінин домішок відносно насінин якісного посівного матеріалу. КС є функцією

x_c = x_п+ a_c , (2.17)

де x_c – критерій сепарування (відносна координата горизонтального переміщення насінини); x_п – початкове (статичне) значення критерію сепарування; a_с – коефіцієнт впливу в’язей на заряджання насінини, м ^-1.

Згідно рис 9 b і (2.16) в якості критерію сепарування можна прийняти проекцію відносного горизонтального переміщення насінини.

Існуючі технології обробки насіннєвих сумішей складаються із ряду етапів: післязбиральна обробка, первинна обробка, вторинна обробка, зберігання, передпосівна обробка та інші. На кожному із цих етапів насінини та партії насіння втрачають біологічну енергію.

Біоенергетичні втрати насіннєвої партії представлені на
рис. 10. Крім втрат післязбиральної, первинної, вторинної обробки та зберігання, тобто втрат , неякісність посівного матеріалу призводить також до втрат біологічної енергії від неповної схожості в ґрунті та несвоєчасного дозрівання врожаю частини насіння .

Передумовою втрат біологічної енергії є те, що технологія підготовки насіння не відповідає до природних життєвих процесів в насінні, які включають: вегетацію (дозрівання), спокій при зберіганні та активацію перед посівом (рис. 10.). Застосовувані методи обробки насіння ушкоджують насінини в період їх вегетації, тобто тоді, коли вони найбільш чутливі до механічних дій. Ці ушкодження призводять до захворювань під час зберігання та втрати біологічної енергії і, як наслідок, і .

Для зменшення втрат біологічної енергії генотипу при підготовці насіння (всі операції від збору врожаю до висівання насіння в ґрунт) доцільно застосовувати електричний коронний розряд. Біологічна взаємодія коронного розряду із потенціалом генотипу культурних рослин та заходи біологічного енергозбереження приведені в табл. 2.3.

Рис.10. Біоенергетична діаграма насіннєвої партії

Е – біологічна енергія насіннєвої партії; Т– час; E_зб.вр.– біологічна енергія насіннєвої партії, яку має збір врожаю насіння; E_{перв. обр} – біологічна енергія насіннєвої партії після її первинної обробки; E_втор. – біологічна енергія насіннєвої партії після її вторинної обробки; E_{зберіг.} - біологічна енергія насіннєвої партії при поступленні на зберігання; E_перв.– біологічна енергія насіннєвої партії після її поступлення на передпосівну обробку; E_росл.– біологічна енергія сукупності насінин, які прийнялися в ґрунті після висівання насіннєвої партії; E_врож.- біологічна енергія сукупності насінин, які забезпечили новий врожай сорту; ΔE₁ - ΔE₇ – втрати біологічної енергії у процесах, відповідно: післязбиральної обробки, первинної обробки (сепарування), вторинної обробки (доведення до нормативних кондицій за фізичною чистотою, енергією та лабораторною схожістю), зберігання, передпосівної обробки, неповної схожості в ґрунті, несвоєчасного дозрівання врожаю.

Для визначення впливу електростимулювання насіння на його ресурс та енергію було висунуто припущення, що певні спектри електромагнітного випромінювання, супроводжуються впливом на посівні якості насіння шляхом активізації високомолекулярних жирних кислот (ВМЖК).

Для досліджень було прийнято лінолеву кислоту (ЛК). ЛК [(СН₃(СН₂)₄СН = СН(СН₂)₇СООН)], яка в життєдіяльності живої рослинної клітини є продуктом окислювально-відновних реакцій і, разом з тим, входить до структури рослинних тканин та до будови клітин. Вона необхідна для росту і розвитку рослин та зумовлює їх біологічні продуктивні якості.

Було прийнято припущення, що у процесі взаємодії випромінювань коронного розряду можливе перетворення енергії електричної у біологічну.

Для обгрунтування фізичних основ нової енергозберігаючої технології було використано електронасіннєобробну машину (ЕНОМ), яка забезпечує електросепарування та електростимулювання насіння при різних конфігураціях підведеного електричного поля (при постійній та змінній в просторі і часі напруженості) а також в полі об’ємним зарядом, створюваним коронним розрядом.

Дослідження впливу електростимулювання насіння коронним розрядом на збереження біологічної енергії були проведені з насінням озимої пшениці Миронівська 61, яке перед зберіганням було відсепаровано від нетехнологічних домішок на ЕНОМ в режимі електросепарування. При цьому рух стрічки мав напрям знизу вверх. Якісне насіння попадало в нижню фракцію, нетехнологічні домішки – в верхню. Дія коронного розряду забезпечувала якість розділення.

Дослідження електростимулювання насіння опромінювали коронним розрядом здійснювалось при роботі ЕНОМ в режимі електростимулювання. Робоча поверхня транспортерної лентибула встановлена в горизонтальне положення, експозиція регулювалася її швидкістю. Опромінене насіння транспортерною стрічкою виносилось із робочого короба через отвір в нижній його частині, збиралося в ємкість із діелектричного матеріалу і відправлялося на відлежування.

Таблиця 2.3

Біологічна взаємодія коронного розряду із потенціалом генотипу культурних рослин та заходи біологічного енергозбереження

№ п/п	Взаємодії коронного розряду із життєвими процеси в живих клітинах насінин та насіннєвих партій	Стан потенціалу генотипу сорту	Біоенергетичні перетворення	Заходи енергозбереження
Процес взаємодії	Етапи і закономірності взаємодії
	Термодина-мічний	Взаємодія електромагнітних випроміню-вань коронного розряду із молекулами води в живих клітинах обумовлює термодинамічний процес, який відбувається в два етапи: 1.– адіабатичне розширенням клітин до об’ємів целюлозних оболонок, зростання об’ємів органел, збільшення площі мембран. 2.– ізохорне зростання внутрішньої енергії клі-тини як термодинамічних систем, активізація теплових процесів та переміщення в просторі заряджених груп та транспортних молекул	Застосовувані технологічні за-ходи та засоби підготовки на-сіння гальму-ють ці процеси і зменшують зак-ладений гено-типом біологіч-чний потенціал.	Підведена елек-тромагнітна енергія акти-візує життєві процеси, в тер-модинамічну систему живої клітини пос-тупає зовніш- ня енергія.	Застосування ко- ронного розряду для сепарування, сушіння насіння сумісно із стиму-люванням.
	Електро- фізичний	Розширення пор біомембран, зростання ін-тенсивності електронно-іонного транспорту, контактна взаємодія об’ємного заряду із шаром насінин на діелектричній підложці та окремими насінинами, формування на клітинному рівні суцільної електромеханічної системи взаємо - дією наведеного поля і внутрішніх електро-магнітних полів органел.	Опромінення насіння корон-ним розрядом є передумовою за- побігання втра-ти потенціалу генотипу.	Підведена ене-ргія активізує життєві проце-си в клітині, йде її напов-нення масою і енергією.	Відлежування піс-ля опромінення для протікання електрофізичних процесів.

Продовження таблиці 2.3

	Біохімічний	Активізація біохімічних процесів, підви-щення продуктивності життєдіяльності клітин, утворення вільних радикалів та інтенсифікація метаболізму, прискорення окислювальновіднов-люваних реакцій, розширення пропускної здатності біомембран внаслідок резонансної взаємодії заряджених білкових мембранних глобул із наведеними змінними в часі зарядами та збільшенням розмірів пор, збільшення вмісту в клітинах високомолекулярних жирних кислот, зростання внутрішньої енергії клітин, електромагнітний вплив на гормональну систему.	Біохімічні про-цеси в опро-міненому ко-ронним роз-рядом насінні поновлюють потенціал ге-нотипу насін-ня.	Коронний роз-ряд має спек-три випромі-нювань, які от римують відгук насінин на клі-тинному та ор-ганізменоиу рів-нях, як пробуд-ження енерге-тичної актив-ності.	Створення умов для вегетаційного дозрівання насін-ня за період від збору врожаю до закладання на збе рігання. Оптимі- зація впливу оп-ромінення насін-ня на урожай-ність.
	Інформацій-ний	Електромагнітний вплив на інформаційні процеси життєдіяльності клітин та насіннєвих організмів, інформаційна електромагнітна дія на зміну алгоритму життєвих процесів та їх поновлення в напрямку, закладеному генотипом. Електромагнітна дія на систему пам’яті живих насінин, зміна рівноваги у їх спільноті в напрямі „неузгодженості” із впливом шкідливих грибкових бактерій, та вірусів.	Електромагнітний вплив на біологічну па-м’ять понов-лює і закрі-плює потен-ціал генотипу.	Біологічна па-м’ять сприймає вплив опромі- нення як спри-ятливі природні умови для про-дуктивного роз-витку рослини.	Розробка моделей відгуку життє-діяльності насі-нин на опромі-нення та форму-вання ефектив-них електротехно-логій підготовки насіння.

Дата добавления: 2015-06-25