Использование постоянного тока в выращивании растений. Способ электростимуляции жизнедеятельности растений

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Секция: Проблемы и перспективы АПК

Способ электростимуляции жизнедеятельности растений

Ларцев Вадим Викторович

Известно, что слабый электрический ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет на жизнедеятельность растений. При этом опытов по электризации почвы и влиянии данного фактора на развитие растений произведено очень много как в нашей стране, так и за рубежом . Установлено, что это воздействие изменяет передвижение различных видов почвенной влаги, способствует разложению ряда трудноусвояемых для растений веществ, провоцирует самые разнообразные химические реакции, в свою очередь, изменяющие реакцию почвенного раствора. Определены и параметры электрического тока, оптимальные для разнообразных почв: от 0.02 до 0.6 мА/см2 для постоянного тока и от 0.25 до 0.50 мА/см2 для переменного.

Предлагается способ электростимуляции жизнедеятельности растений, описанный в патенте № RU2261588 . Способ включает внесение в почву, на глубину, удобную при дальнейших обработках, с определенным интервалом, в соответствующих пропорциях металлических частиц в виде порошка, стержней, пластин различной формы и конфигурации, выполненных из металлов различных типов и их сплавов, отличающихся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, чередуя внесение металлических частиц одного типа металлов с внесением металлических частиц другого типа, учитывая состав почвы и тип растения. Основывается способ на свойстве воды изменять свой водородный показатель при соприкосновении ее с металлами. (Заявление на открытие № ОТ ОВ от 07.03.1997 г. под названием "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении её с металлами") , .

В качестве одного из способов увеличения токов электростимуляции растений при соответствующих помещенных в почву металлах предлагается перед поливом посыпать посевы сельскохозяйственных культур пищевой содой NaHCO3 (150-200 грамм и менее на метр квадратный) или непосредственно поливать сельскохозяйственные посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 грамм и менее на 1 литр воды. Внесение соды в почву позволит увеличить токи электростимуляции растений. При этом, распадаясь на составные части под действием электрического тока, компоненты соды сами могут использоваться в качестве элементов, необходимых для усвоения растениями.

Сода является полезным веществом для растений, так как содержит ионы натрия, которые необходимы растению - они принимают активное участие в энергетическом натрий-калиевом обмене клеток растений. Согласно гипотезе П. Митчела, являющейся на сегодняшний день фундаментом всей биоэнергетики, энергия пищи сначала преобразуется в электрическую энергию, которая затем уже затрачивается на производство АТФ. Ионы натрия, согласно последним исследованиям, совместно с ионами калия и ионами водорода как раз и участвуют в таком преобразовании. электростимуляция растение корень заряд

Выделяющийся при разложении соды углекислый газ также может быть усвоен растениями, так как является тем продуктом, который используют для питания растения. Для растений углекислый газ служит источником углерода и обогащение им воздуха в парниках и теплицах приводит к повышению урожая.

Отличие данного способа от существующего прототипа (метод Пилсудского) состоит в том, что получаемые токи электростимуляции можно для различных сортов растений подбирать соответствующим выбором вносимых металлов, а так же составом почвы, выбирая, таким образом, оптимальной величины токи электростимуляции.

Данный способ можно использовать для участков земляных угодий различной величины. Данный способ можно применять как для единичных растений (комнатные растения), так и для посевных площадей. Его можно применять в теплицах, на дачных участках. Он удобен для применения в космических оранжереях, применяемых на орбитальных станциях, так как не нуждается в подводе энергии от внешнего источника тока и не зависит от ЭДС, наводимой Землей (метод Пилсудского). Он прост для реализации, так как не нуждается в особом питании почвы, использовании каких-либо сложных компонентов, удобрений, специальных электродов.

В случае применения данного способа для посевных площадей количество вносимых металлических пластин рассчитывается от желаемого эффекта электростимуляции растений, от типа растения, от состава почвы.

Для применения на посевных площадях предлагается вносить 150-200 грамм медьсодержащих пластин и 400 грамм металлических пластин, содержащих сплавы цинка, алюминия, магния, железа, соединения натрия, кальция на 1 метр квадратный. Вносить в процентном состоянии металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода необходимо больше, так как они начнут восстанавливаться при соприкосновении с почвенным раствором и от действия эффекта взаимодействия с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода. С течением времени (при измерении времени процесса восстановления данного типа металлов, находящихся до водорода, для данного состояния почвы) необходимо пополнять почвенный раствор такими металлами.

Применение данного способа позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур, морозо- и засухоустойчивость растений, сократить применение химических удобрений, ядохимикатов, использовать обычные сельскохозяйственные посевные материалы.

Влияние электростимуляции на жизнедеятельность растений было подтверждено многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом.

Имеются исследования , свидетельствующие, что искусственное повышение отрицательного заряда корня усиливает поступление в него катионов из почвенного раствора.

Известно, что "наземную часть травы, кустарников и деревьев можно считать потребителями атмосферных зарядов. Что же касается другого полюса растений - его корневой системы, то на нее благотворно влияют отрицательные аэроионы. Для доказательства исследователи между корнями томата положили положительно заряженный стержень - электрод, "вытягивающий" отрицательные аэроионы из почвы. Урожай томатов увеличился сразу в 1.5 раза. Кроме того, оказалось, что в почве с высоким содержанием органических веществ больше накапливается отрицательных зарядов. В этом также видят одну из причин роста урожаев.

Существенным стимулирующим действием обладают слабые постоянные токи, когда их непосредственно пропускают через растения, в зону корней которых помещен отрицательный электрод. Линейный рост стеблей при этом увеличивается на 5-30%. Такой способ очень эффективен с точки зрения энергозатрат, безопасности и экологии. Ведь мощные поля могут отрицательно влиять на микрофлору почвы. К сожалению, эффективность слабых полей исследована совершенно недостаточно" .

Создаваемые токи электростимуляции позволят повысить морозо- и засухоустойчивость растений . Как сказано в источнике , "Совсем недавно стало известно: электричество, подаваемое непосредственно в корнеобитаемую зону растений, способно облегчить их участь при засухе за счет пока не выясненного физиологического эффекта. В 1983 г. в США. Польсон и К. Верви опубликовали статью, посвященную транспорту воды у растений при стрессе. Тут же они описали опыт, когда к фасоли, подвергавшейся воздушной засухе, прикладывали градиент электрических потенциалов в 1 В/см. При этом, если положительный полюс находился на растении, а отрицательный на почве, то растения завядали, причем сильнее, чем в контроле. Если полярность была обратной, завядания не наблюдалось. Кроме того, растения, находившиеся в состоянии покоя, выходили из него быстрее, если их потенциал был отрицательным, а потенциал почвы положительным. При обратной полярности растения из покоя вообще не выходили, так как погибали от обезвоживания, ведь растения фасоли находились в условиях воздушной засухи.

Примерно в те же годы в Смоленском филиале ТСХА, в лаборатории, занимавшейся вопросами эффективности электростимуляции, обратили внимание, что при воздействии током растения лучше произрастают при дефиците влаги, но специальные опыты тогда не были поставлены, решались другие задачи.

В 1986 г. подобный эффект электростимуляции при низкой почвенной влажности обнаружили в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева . При этом они использовали внешний источник питания постоянного тока.

В несколько иной модификации благодаря другому приему создания разности электрических потенциалов в питательном субстрате (без внешнего источника тока) опыт был проведен в Смоленском филиале Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева . Результат оказался поистине удивительным. Горох выращивали при оптимальном увлажнении (70% от полной влагоемкости) и экстремальном (35% от полной влагоемкости). Причем этот прием был гораздо эффективнее воздействия внешнего источника тока в аналогичных условиях. Что же выяснилось?

При вдвое меньшей влажности растения гороха долго не всходили и на 14-е сутки имели высоту лишь 8 см. Выглядели они весьма угнетенными. Когда же в таких экстремальных условиях растения находились под влиянием небольшой разности электрохимических потенциалов, наблюдалась совершенно иная картина. И всхожесть, и темпы роста, и общий вид их, несмотря на дефицит влаги, по существу, не отличались от контрольных, произраставших при оптимальной влажности, на 14-е сутки они имели высоту 24.6 см, что лишь на 0.5 см ниже, чем контрольные.

Далее в источнике говорится: "Естественно, напрашивается вопрос - в чем же кроется такой запас выносливости растений, какова здесь роль электричества? Ответа пока нет, есть только первые предположения. Отгадку "пристрастия" растений к электричеству помогут найти дальнейшие опыты.

Но данный факт имеет место, и его непременно надо использовать в практических целях. Ведь пока на орошение посевов затрачивают колоссальные количества воды и энергии для ее подачи на поля. А оказывается можно обойтись гораздо более экономичным способом. Это тоже не просто, но тем не менее, думается, недалеко то время, когда электричество поможет проводить орошение сельскохозяйственных культур без полива".

Эффект электростимуляции растений проверялся не только в нашей стране, но и во многих других странах. Так, в "одной канадской обзорной статье, опубликованной в 1960-е годы, отмечалось, что в конце минувшего столетия в условиях Арктики при электростимуляции ячменя наблюдали ускорение его роста на 37%. Картофель, морковь, сельдерей давали урожай на 30-70% выше обычного. Электростимуляция зерновых в полевых условиях подняла урожай на 45-55%, малины - на 95%". "Опыты повторяли в различных климатических зонах от Финляндии до юга Франции. При обильном увлажнении и хорошем удобрении урожайность моркови вырастала на 125%, гороха - на 75%, сахаристость свеклы увеличивалась на 15%".

Видный советский биолог, почетный член АН СССР И.В. Мичурин пропускал ток определенной силы через почву, в которой выращивал сеянцы. И убедился: это ускоряло их рост и улучшало качество посадочного материала. Подытоживая свою работу, он писал: "Солидную помощь при выращивании новых сортов яблонь дает введение в почву жидкого удобрения из птичьего помета в смеси с азотистыми и другими минеральными удобрениями, как, например, чилийская селитра и томасшлак. В особенности такое удобрение дает поразительные результаты, если подвергнуть гряды с растениями электризации, но при условии, чтобы напряжение тока не превышало бы двух вольт. Более высокого напряжения токи, по моим наблюдениям, скорее приносят вред в этом деле, чем пользу". И далее: "Особенно сильное действие к роскошному развитию молодых сеянцев винограда производит электризация гряд".

Многое сделал по совершенствованию способов электризации почвы и выяснению их результативности Г.М. Рамек, о чем он рассказал в книге "Влияние электричества на почву", вышедшей в Киеве в 1911 г. .

В другом случае описывается применение способа электризации, когда между электродами имелась разность потенциалов 23-35 мВ, и между ними через влажную почву возникала электрическая цепь, по которой тек постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/см2 анода. Делая выводы авторы работы сообщают: "Проходя через почвенный раствор как через электролит, этот ток поддерживает в плодородном слое процессы электрофореза и электролиза, благодаря чему необходимые растениям химические вещества почвы переходят из трудноусвояемых в легкоусвояемые формы. Кроме того, под воздействием электрического тока все растительные остатки, семена сорняков, отмершие животные организмы быстрее гумифицируются, что ведет к росту плодородия почвы ".

В данном варианте электризации почвы (использовался метод Е. Пилсудского) была получена весьма высокая прибавка урожая зерна - до 7 ц/га .

Предлагаемый способ электростимуляции, описанный в патенте № RU2261588 , с положительным результатом был проверен на практике - использовался для электростимуляции "Узамбарской фиалки", толстянки, кактусов, дефинбахии, драцены, фасоли, помидора, ячменя, находящихся в комнатных условиях - инжира, лимона, финиковой пальмы.

На фиг.1 показаны типы вносимых металлических частиц.

При экспериментах с "Узамбарской фиалкой" использовались две "Узамбарские фиалки" одного типа, которые росли в одних условиях на подоконнике, в комнате. Затем в почву одной из них были помещены небольшие частицы металлов - стружки меди и алюминиевой фольги. Через полгода после этого, а именно через семь месяцев (эксперимент проводился с апреля по октябрь 1997 г.), различие в развитии этих растений, комнатных цветов, стало заметно. Если у контрольного образца структура листьев и стебля остались практически без изменения, то у опытного образца стебли листьев стали толще, сами листья стали крупнее и сочнее, они более стремились вверх, в то время как у контрольного образца такого ярко выраженного стремления листьев вверх не наблюдалось. Листья у опытного образца были упругие и приподняты над землей. Растение выглядело более здоровым. У контрольного растения листья были практически около земли. Разница в развитии этих растений наблюдалась уже в первые месяцы. При этом удобрения в почву опытного растения не добавлялись.

Электростимуляция применялась при выращивании плодоносящего комнатного инжира (смоковницы). Данное растение имело высоту около 70 см. Росло оно в пластмассовом ведре объемом 5 литров, на подоконнике, при температуре 18-20°С. После цветения, до применения методики электростимуляции, оно приносило плоды и эти плоды состояния зрелости не достигали, они опадали незрелыми - были они зеленоватого цвета.

В качестве эксперимента в почву произрастания данного растения были внесены алюминиевые пластины 200х10х0.5 мм (тип "А", фиг.1), 5 штук, располагаемые равномерно по всей длине окружности горшка на всю его глубину; медные, железные пластины (30?20 мм, 30?40 мм) (тип "Б", фиг.1), 5 штук, располагаемые недалеко от поверхности; медный порошок (форма "Д", фиг.1), около 6 грамм, равномерно внесенный в приповерхностный слой почвы.

После внесения в почву произрастания инжира перечисленных металлических частиц, пластин, данное дерево, находящееся в том же пластмассовом ведре, в той же почве, при плодоношении стало давать вполне спелые плоды зрелого бордового цвета, с определенными вкусовыми качествами. При этом удобрения в почву не вносились. Наблюдения проводились в течение 6 месяцев. Фотография плодоносящего инжира помещена на фиг.2.

Подобный эксперимент проводился также с саженцем лимона примерно в течение 2 лет с момента его высадки в почву (эксперимент проводился с лета 1999 года по осень 2001 года). В начале своего развития, когда лимон в виде черенка был посажен в глиняный горшок и развивался, в его почву не вносились металлические частицы, удобрения. Затем примерно через 9 месяцев после посадки в почву данного саженца помещались металлические частицы, медные пластины, алюминиевые, железные пластины типа "А", "Б" (фиг.1).

После этого, иногда - через 11 месяцев после его посадки в горшок, и регулярно - через 14 месяцев после посадки (то есть незадолго перед зарисовкой данного лимона, за месяц до подведения итогов эксперимента), в почву лимона при поливе добавлялась сода пищевая (с учетом 30 грамм соды на 1 литр воды). Кроме этого, сода вносилась непосредственно в почву. При этом в почве произрастания лимона по-прежнему находились металлические частицы: алюминиевые, железные, медные пластины. Находились они в самом различном порядке, равномерно заполняя весь объем почвы.

Подобные действия, эффект нахождения металлических частиц в почве и вызванный в этом случае эффект электростимуляции, получаемый в результате взаимодействия металлических частиц с почвенным раствором, а также внесение в почву соды и полив растения водой с растворенной содой, можно было наблюдать непосредственно по внешнему виду развивающегося лимона. Так листья, находящиеся на ветви лимона, соответствующей его начальному развитию (фиг. 3, правая ветвь лимона), когда в процессе его развитая и роста металлические частицы в почву не добавлялись, имели размеры от основания листа до его кончика 7.2, 10 см. Листья же, развивающиеся на другом конце ветви лимона, соответствующие его настоящему развитию, то есть такому периоду, когда в почве лимона находились металлические частицы и он поливался водой с растворенной содой, имели размеры от основания листа до его кончика 16.2 см (фиг. 3, крайний верхний лист на левой ветви), 15 см, 13 см (фиг. 3, предпоследние листы на левой ветви). Последние данные размеров листьев (15 и 13 см) соответствуют такому периоду его развития, когда лимон поливался обычной водой, а иногда, периодически, и водой с растворенной содой, с находящимися в почве металлическими пластинами. Отмеченные листья отличались от листьев первой правой ветви начального развития лимона размерами не только по длине - они были шире. Кроме этого, они имели своеобразный блеск, в то время как листья первой ветви, правой ветви начального развития лимона имели матовый оттенок. Особенно данный блеск был проявлен у листа с размером 16.2 см, то есть у того листа, соответствующего периоду развития лимона, когда он постоянно в течение месяца поливался водой с растворенной содой при содержащихся в почве металлических частицах. Изображение данного лимона помещено на фиг. 3.

Фиг. 2 Фиг. 3

Применение данной методики способствовало лучшему развитию ростков ячменя. Длина опытных образцов ростков ячменя после более 7 дней развития, находящихся в одних и тех же условиях с контрольными ростками, составляла 13.6-15.5-16.2 см от почвы до вершины, в то время, как длина контрольных ростков составляла в среднем 6 - 9.5 см. Таким образом, исходя из опытных наблюдений, выяснилось, что длина экспериментальных образцов оказалась в среднем на 7 см больше контрольных растений.

Предлагаемый способ показал свою эффективность при электростимуляции суккулентов - толстянки, кактуса. На фиг. 4, 5 показан вид комнатной пальмы, находящейся под действием электростимуляции в течение нескольких лет.

Фиг. 4 Фиг. 5

На фиг. 6, 7 показано фото драцены, находящейся под действием электростимуляции. В почву с ней добавлялись оцинкованные пластинки, медь в виде порошка, частиц, угольный порошок, алюминиевая фольга.

Фиг. 6 Фиг. 7

Снимки сделаны с интервалом в 2 месяца - 28.11.2011 г. /фото фиг. 6/ и 26.01.2012 г /фото фиг. 7/. На 9.02.2012 г длина трех стволов растения от поверхности почвы до вершины составляла 175 см, 179 см, 152 см соответственно, расстояние между оконечностью листьев 1-го слева ствола - 58 см. Для сравнения высота горшка - 20 см.

Данный способ позволит исключить внесение химических удобрений, различных ядохимикатов, так как возникающие токи позволят разлагать ряд трудноусвояемых для растений веществ, а, следовательно, позволят растению легче усваивать эти вещества.

Подобные наблюдения позволяют сделать вывод о возможном проявлении подобного эффекта электростимуляции в природных условиях. Так, по состоянию растительности, произрастающей на данном участке местности, можно определить состояние ближайших слоев почвы. Если в данной местности лес растет густой и более высокий, чем в остальных местах, или трава в данном месте более сочная и густая, то тогда в этом случае можно сделать вывод о том, что возможно на данном участке местности имеются залежи металлосодержащих руд, находящиеся недалеко от поверхности. Создаваемый ими электрический эффект благотворно сказывается на развитии растений в данном районе.

Используемая литература

1. Гордеев A.M., Шешнев В.Б. Электричество в жизни растений. - М.: Наука, 1991. - 160 с.

2. Патент № RU 2261588, заявка № 2002114960 от 05.06.2002 г - "Способ электростимуляции жизнедеятельности растений". Описание патента в интернете: http://www.ntpo.com/, http://www.ntpo.com/patents_harvest/harvest_1/

3. Заявление на открытие № ОТ ОВ 6 от 07.03.1997 г. "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами", - 31 л.

4. Дополнительные материалы к описанию открытия № ОТ 0В 6 от 07.03.1997 г., к разделу III "Область научного и практического использования открытия.", - март, 2001 г., 31 л.

5. Беркинблиг М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - М.: Наука. Гл. ред - физ. - мат. лит., 1988. - 288 с. (Б-чка "Квант"; вып.69).

6. Скулачев В.П. Рассказы о биоэнергетике. - М.: Молодая гвардия, 1982.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Классификация минеральных удобрений (простые и смешанные). Истощение сельскохозяйственной почвы. Органические и минеральные удобрения. Полноценное развитие растений при использовании комплексных удобрений. Влияние воды на жизнедеятельность растений.

презентация , добавлен 14.05.2014


Исследование физического и химического состава почв комнатных растений, виды минеральных удобрений. Признаки недостатка в почве минеральных веществ. Советы по выращиванию комнатных растений в условиях школы. Болезни и вредители растений, средства защиты.

курсовая работа , добавлен 03.09.2014


Применение химических мер борьбы с вредителями как способ вмешательства человека в сельскохозяйственный ландшафт. Определение токсичности и летальной дозы средств защиты растений, степень их действия на эдафон - совокупность почвенных организмов.

реферат , добавлен 21.07.2011


Понятие прививки растений, ее сущность и особенности, основные цели и задачи. Окулировка как самый распространенный способ размножения плодовых растений в питомниках, техника его выполнения и отличительные черты. Порядок обвязки и ухода за окулянтами.

реферат , добавлен 30.03.2009


Сведения о беспозвоночных вредителях культурных растений и их распространении на различных культурах. Анализ повреждаемости растений на агробиостанции. Средства борьбы: карантин растений, агротехнический, механический, биологический и химический методы.

курсовая работа , добавлен 05.06.2011


Агрохимия – наука о взаимодействии растений, почвы и удобрений в процессе выращивания сельскохозяйственных культур. Цель агрономической химии – создание наилучших условий питания растений. Общие сведения о хозяйстве ЗАО "Бобравское" Рокитнянского р-на.

курсовая работа , добавлен 22.03.2009


Минерализация почвы и потеря капиллярной влагоемкости на фоне отвальной вспашки. Механизм питания растений и влага. Психизм растений по И.Е. Овсинскому и способ посева. Совмещение критических фаз развития зерновых культур с осадками лета по прогнозу.

реферат , добавлен 15.11.2010


Особенности технологии силосования отдельных видов растений: кукурузы, подсолнечника, сорго, озимой ржи, рапса, злаково-бобовых смесей и трав, ботвы корнеплодов. Состав и питательность силоса. Применение химических препаратов при силосовании бобовых.

реферат , добавлен 28.10.2009


Инфекционные болезни и патофизиологические изменения растений. Грибы как возбудители болезней растений. Болезни, связанные с неблагоприятным условиям питания калием, кальцием, железом и микроэлементами. Основные методы защиты растений от болезней.

реферат , добавлен 14.07.2010


Важнейшие периоды в питании растений. Значение послойного внесения удобрений. Сырые калийные удобрения и их использование. Нитрофоска, ее производство и применение. Комплексное использование бобовых сидератов, их удобрение. Агрохимическая картограмма.

Электризация почвы и урожай

В целях повышения продуктивности сельскохозяйственных растений человечество с давних пор обращается к почве. То, что электричество может повысить плодородие верхнего пахотного слоя земли, то есть усилить его способность формировать большой урожай, опытами учёных и практиков уже доказано давно. Но как это сделать лучше, как увязать электризацию почвы с существующими технологиями её обработки? Вот те проблемы, которые не решены до конца и сейчас. При этом нельзя забывать, что почва - объект биологический. И при неумелом вмешательстве в этот сложившийся организм, особенно столь мощным средством, каким является электричество, можно нанести ему непоправимый ущерб.

При электризации почвы видят, прежде всего, способ влияния на корневую систему растений. К настоящему времени накоплено много данных, показывающих, что слабый электрический ток, пропущенный через почву, стимулирует в растениях ростовые процессы. Но результат ли это прямого действия электричества на корневую систему, и через неё и на все растение, или итог физико-химических изменений в почве? Определённый шаг к пониманию проблемы сделали в свое время ленинградские учёные.

Проведенные ими опыты были весьма изощрёнными, ведь предстояло выяснить глубоко спрятанную истину. Брали небольшие полиэтиленовые трубки-камеры с отверстиями, в которые высаживали проростки кукурузы. Трубки заполняли питательным раствором с полным набором необходимых проросткам химических элементов. И через него с помощью инертных в химическом отношении платиновых электродов пропускали постоянный электрический ток величиной 5-7 мкА/кв. см. Объём раствора в камерах поддерживали на одном уровне, добавляя дистиллированную воду. Воздух, а он крайне нужен корням, систематически подавали (в виде пузырьков) из специальной газокамеры. За составом питательного раствора непрерывно следили датчики того или иного элемента - ионоселективные электроды. И по зарегистрированным изменениям делали вывод, что и в каком количестве поглощено корнями. Все другие каналы утечки химических элементов были перекрыты. Параллельно работал контрольный вариант, в котором всё было абсолютно таким же, за исключением одного - через раствор электрический ток не пропускали. И что же?

Не прошло и 3 часов с начала эксперимента, а разница между контрольным и электрическим вариантами уже выявилась. В последнем элементы питания поглощались корнями активнее. Но, возможно, дело не в корнях, а в ионах, которые под действием внешнего тока стали быстрее передвигаться в растворе? Для ответа на этот вопрос в одном из опытов предусмотрели измерение биопотенциалов проростков и в определённое время включали в «работу» гормоны роста. Почему? Да потому, что они без всякой дополнительной электростимуляции изменяют активность поглощения корнями ионов и биоэлектрическую характеристику растений.

По окончанию эксперимента авторами были сделаны следующие выводы: «Пропускание слабого электрического тока через питательный раствор, в который погружена корневая система проростков кукурузы, оказывает стимулирующее действие на поглощение растениями ионов калия и нитратного азота из питательного раствора». Значит, всё-таки электричество стимулирует деятельность корневой системы? Но как, через какие механизмы? Для полной убедительности в корневом эффекте электричества поставили ещё один опыт, в котором также был питательный раствор, были корни, теперь уже огурцов, измеряли также биопотенциалы. И в этом эксперименте работа корневой системы при электростимуляции улучшалась. Однако до разгадки путей её действия ещё далеко, хотя уже познано, что электрический ток оказывает на растение как прямое, так и косвенное воздействие, степень влияния которых определяется целым рядом факторов.

Тем временем исследования эффективности электризации почвы расширялись и углублялись. Сегодня их, как правило, проводят в теплицах или в условиях вегетационных опытов. Это и понятно, поскольку только так можно уйти от ошибок, которые невольно допускаются тогда, когда эксперименты ставились в полевых условиях, в которых невозможно наладить контроль за каждым отдельным фактором.

Весьма обстоятельные опыты с электризацией почвы в своё время в Ленинграде провёл научный работник В. А. Шустов. В слабо подзолистую суглинистую почву он добавил 30% перегноя и 10% песка и через эту массу перпендикулярно корневой системе между двумя стальными или угольными электродами (лучше себя показали последние) пропускал ток промышленной частоты плотностью 0,5 мА/кв. см. Урожай редиса вырос на 40-50%. А вот постоянный ток такой же плотности снизил сбор этих корнеплодов по сравнению с контролем. И лишь понижение его плотности до 0,01-0,13 мА/кв. см вызвало повышение урожая до уровня, полученного при использовании переменного тока. В чём тут причина?

Используя меченый фосфор, установили, что переменный ток выше указанных параметров благотворно влияет на поглощение растениями этого важного электрического элемента. Проявилось также и положительное действие постоянного тока. При его плотности 0,01 мА/кв. см получен урожай примерно равный тому, что был получен при применении переменного тока плотностью 0,5 мА/ кв. см. Кстати, из четырех испытываемых частот переменного тока (25, 50, 100 и 200 Гц) лучшей оказалась частота в 50 Гц. Если же растения прикрывали заземлёнными экранирующими сетками, то урожай овощных культур значительно снижался.

В Армянской НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства применяли электричество для стимуляции растений табака. Изучали широкий спектр плотностей тока, пропускаемого в поперечном сечении корнеобитаемого слоя. У переменного тока он был 0,1; 0,5; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2 и 4,0 а/кв. м, у постоянного - 0,005; 0,01; 0,03; 0,05; 0,075; 0,1; 0,125 и 0,15 а/кв. м. В качестве питательного субстрата использовали смесь, состоящую на 50% из чернозёма, на 25% из перегноя и на 25% из песка. Наиболее оптимальными оказались плотности тока 2,5 а/кв. м для переменного и 0,1 а/кв. м для постоянного при непрерывной подаче электричества в течение полутора месяцев. При этом выход сухой массы табака в первом случае превышал контроль на 20, а во втором - на 36%.

Или вот томаты. Экспериментаторы создавали в их корнеобитаемой зоне постоянное электрическое поле. Растения развивались намного быстрее контрольных, особенно в фазу бутонизации. У них была больше площадь листовой поверхности, повысилась активность фермента пероксидазы, усиливалось дыхание. В результате прибавка урожая составила 52%, и произошло это в основном за счёт увеличения размеров плодов и их количества на одном растении.

Постоянный ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет и на плодовые деревья. Это подметил ещё И. В. Мичурин и успешно применял его ближайший помощник И. С. Горшков, который в своей книге «Статьи по плодоводству» (Москва, Изд. Сельск. литер., 1958 г.) посвятил данному вопросу целую главу. В указанном случае плодовые деревья быстрее проходят детский (учёные говорят «ювенильный») этап развития, повышается их холодостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным факторам среды, в итоге увеличивается урожайность. Чтобы не быть голословным, приведу конкретный пример. Когда через почву, на которой росли молодые хвойные и лиственные деревья, непрерывно в течение светлого периода суток пропускали постоянный ток, в их жизни происходил целый ряд примечательных явлений. В июне-июле опытные деревья отличались более интенсивным фотосинтезом, что явилось результатом стимулирования электричеством роста биологической активности почвы, повышения скорости движения почвенных ионов, лучшего поглощения их корневыми системами растений. Более того, ток, протекающий в почве, создавал большую разность потенциалов между растениями и атмосферой. А это, как уже говорилось, фактор сам по себе благоприятный для деревьев, особенно молодых. В следующем опыте, проведённом под плёночным укрытием, при непрерывном пропускании постоянного тока фитомасса однолетних сеянцев сосны и лиственницы увеличилась на 40-42%. Если бы такой темп прироста сохранить в течение нескольких лет, то нетрудно представить, какой огромной выгодой бы это обернулось.

Интересный опыт по влиянию электрического поля между растениями и атмосферой провели учёные Института физиологии растений АН СССР. Они установили, что фотосинтез идёт тем быстрее, чем больше разность потенциалов между растениями и атмосферой. Так, например, если около растения держать отрицательный электрод и постепенно увеличивать напряжение (500, 1000, 1500, 2500 В), то интенсивность фотосинтеза будет возрастать. Если же потенциалы растения и атмосферы близки, то растение перестает поглощать углекислый газ.

Нужно отметить, что опытов по электризации почвы проведено очень много, как у нас, так и за рубежом. Установлено, что это воздействие изменяет передвижение различных видов почвенной влаги, способствует размножению ряда трудноусвояемых для растений веществ, провоцирует самые разнообразные химические реакции, в свою очередь изменяющие реакцию почвенного раствора. При электровоздействии на почву слабыми токами в ней лучше развиваются микроорганизмы. Определены и параметры электрического тока, оптимальные для разнообразных почв: от 0,02 до 0,6 мА/кв. см для постоянного тока и от 0,25 до 0,5 мА/кв. см для переменного тока. Однако на практике ток указанных параметров даже на аналогичных почвах может и не дать прибавки урожая. Это объясняется тем многообразием факторов, которые возникают при взаимодействии электричества с почвой и возделываемыми на ней растениями. В почве, принадлежащей к одной и той же классификационной категории, в каждом конкретном случае могут быть совершенно различные концентрации водорода, кальция, калия, фосфора, других элементов, могут быть несхожие условия аэрации, а, следовательно, и прохождение собственных окислительно-восстановительных процессов и т.д. Наконец, не надо забывать о постоянно изменяющихся параметрах атмосферного электричества и земного магнетизма. Многое также зависит от применяемых электродов и способ электровоздействия (постоянное, кратковременное и т.д.). Короче говоря, надо в каждом конкретном случае пробовать и подбирать, пробовать и подбирать...

Вследствие этих и ряда других причин электризация почвы, хотя и способствует повышению урожайности сельскохозяйственных растений, и нередко довольно значительному, но широкого практического применения пока ещё не приобрела. Понимая это, учёные ищут новые подходы к данной проблеме. Так, предложена обработка почвы электрическим разрядом для фиксации в ней азота - одного из главных «блюд» для растений. Для этого в почве и в атмосфере создают высоковольтный маломощный непрерывный дуговой разряд переменного тока. И там, где он «работает», часть атмосферного азота переходит в нитратные формы, усвояемые растениями. Однако происходит это, конечно, на небольшом участке поля и достаточно затратно.

Более эффективен другой способ увеличения количества усвояемых форм азота в почве. Он заключается в применение кистевого электрического разряда, создаваемого непосредственно в пахотном слое. Кистевой разряд - это одна из форм газового разряда, возникающая при атмосферном давлении на металлическом остриё, к которому подведён высокий потенциал. Величина потенциала зависит от положения другого электрода и от радиуса кривизны острия. Но в любом случае он должен измеряться десятком киловольт. Тогда на кончике острия возникает кистеобразный пучок перемежающихся и быстро смешивающихся электрических искр. Такой разряд вызывает образование в почве большого количества каналов, в которые проходит значительное количество энергии и, как показали лабораторные и полевые эксперименты, способствует увеличению в почве усвояемых растениями форм азота и, как следствие, повышению урожая.

Ещё более эффективно использование при обработке почвы электрогидравлического эффекта, заключающегося в создании электрического разряда (электрической молнии) в воде. Если поместить в сосуд с водой порцию почвы и произвести в этом сосуде электрический разряд, то произойдёт дробление частиц почвы с высвобождением большого количества необходимых для растений элементов и связывание атмосферного азота. Такое воздействие электричества на свойства почвы и на воду очень благотворно сказывается на росте растений и их урожайности. Учитывая большую перспективу этого способа электризации почвы, я попробую рассказать о нем более подробно в отдельной статье.

Весьма любопытен другой способ электризации почвы - без внешнего источника тока. Это направление развивает кировоградский исследователь И. П. Иванько. Он рассматривает почвенную влагу как своеобразный электролит, находящийся под воздействием электромагнитного поля Земли. На границе раздела металл-электролит, в данном случае металлопочвенный раствор, возникает гальвано-электрический эффект. В частности, при нахождении в почве стального провода на его поверхности в результате окислительно-восстановительных реакций образуются катодные и анодные зоны, происходит постепенное растворение металла. В итоге на межфазных границах возникает разность потенциалов, достигающая 40-50 мВ. Образуется она и между двумя проводами, уложенными в почве. Если провода находятся, например, на расстоянии 4 м, то разность потенциалов составляет 20-40 мВ, но сильно изменяется в зависимости от влажности и температуры почвы, её механического состава, количества удобрений и других факторов.

Электродвижущую силу между двумя проводами в почве автор назвал «агро-ЭДС», ему удалось не только её измерить, но и объяснить общие закономерности, по которым она образуется. Характерно, что в определённые периоды, как правило, при смене фаз Луны и изменении погоды, стрелка гальванометра, при помощи которого замеряют возникающий между проводами ток, резко меняет положение - сказывается сопровождающие подобные явления перемены в состоянии электромагнитного поля Земли, передающиеся почвенному «электролиту».

Исходя из этих представлений, автор предложил создавать электролизуемые агрономические поля. Для чего специальный тракторный агрегат щелевателем-проводоукладчиком распределяет сматываемый с барабана стальной провод диаметром 2,5 мм по дну щели на глубину 37 см. Пройдя гон, тракторист включает гидросистему на подъём, рабочий орган выглубляется из почвы, а провод обрубается на высоте 25 см от поверхности почвы. Через 12 м по ширине поля операция повторяется. Заметим, что размещенная таким образом проволока не мешает проведению обычных агротехнических работ. Ну, а если потребуется, то стальные проводки легко удалить из почвы при помощи узла размотки и намотки мерной проволоки.

Экспериментами установлено, что при таком способе на электродах наводится «агро-ЭДС» величиной 23-35 мВ. Поскольку электроды имеют разную полярность, между ними через влажную почву возникает замкнутая электрическая цепь, по которой течёт постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/кв. см анода. Проходя через почвенный раствор как через электролит, этот ток поддерживает в плодородном слое процессы электрофореза и электролиза, благодаря чему необходимые растениям химические вещества почвы переходят из трудноусвояемых в легкоусвояемые формы. Кроме того, под воздействием электрического тока все растительные остатки, семена сорняков, отмершие животные организмы быстрее гумифицируются, что ведёт к росту плодородия почвы.

Как видно, в данном варианте электризация почвы возникает без искусственного источника энергии, лишь в результате действия электромагнитных сил нашей планеты.

Между тем за счёт этой «даровой» энергии в экспериментах получена весьма высокая прибавка урожая зерна - до 7 ц/га. Учитывая простоту, доступность и неплохую эффективность предложенной технологии электризации, садоводы-любители, заинтересовавшиеся этой технологией, могут прочесть о ней более подробно в статье И. П. Иванько «Использование энергии геомагнитных полей», опубликованной в журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства» № 7 за 1985 г. При внедрении указанной технологии автор советует располагать проволоки в направлении с севера на юг, а возделываемые над ними сельскохозяйственные растения с запада на восток.

Данной статьей я попытался заинтересовать садоводов-любителей в применении в процессе возделывания различных растений помимо известных технологий ухода за почвой электротехнологии. Относительная простота большинства способов электризации почвы, доступная для лиц, получивших знания по физике даже в объёме программы средней школы, делает возможным их применение и проверку практически на каждом садовом участке при выращивании овощей, плодовых и ягодных, цветочно-декоративных, лекарственных и других растений. Я тоже экспериментировал с электризацией почвы постоянным током в 60-е годы прошлого века при выращивании сеянцев и саженцев плодовых и ягодных культур. В большинстве опытов наблюдалась стимуляция роста, причем, иногда очень значительная, особенно при выращивании сеянцев вишни и сливы. Так что, уважаемые садоводы-любители, попробуйте проверить какой-нибудь способ электризации почвы в предстоящем сезоне на какой-либо культуре. А вдруг у вас всё получится хорошо, и всё это может оказаться одной из золотых жил?

В. Н. Шаламов

Имя изобретателя: Ларцев Вадим Викторович
Имя патентообладателя: Ларцев Вадим Викторович
Адрес для переписки: 140103, Московская обл., г.Раменское-3, (отделение связи), до востребования, В.В. Ларцеву
Дата начала действия патента: 2002.06.05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к области развития сельского хозяйства, растениеводства и может быть использовано преимущественно при электростимуляции жизнедеятельности растений. Основывается оно на свойстве воды изменять свой водородный показатель при соприкосновении ее с металлами (Заявление на открытие № ОТ ОВ от 07.03.1997 г.) .

Применение данного способа основывается ва свойстве изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами (Заявка на открытие № ОТ ОВ от 07.03.1997 г. под названием "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами") .

Известно, что слабый электрический ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет на жизнедеятельность растений. При этом опытов по электризации почвы и влиянии данного фактора на развитие растений произведено очень много как в нашей стране, так и за рубежом (см. книгу А.М. Гордеева, В.Б. Шешнева "Электричество в жизни растений, М., Просвещение, 1988, - 176 с., стр.108-115). Установлено, что это воздействие изменяет передвижение различных видов почвенной влаги, способствует разложению ряда трудноусвояемых для растений веществ, провоцирует самые разнообразные химические реакции, в свою очередь, изменяющие реакцию почвенного раствора. Определены и параметры электрического тока, оптимальные для разнообразных почв: от 0.02 до 0.6 мА/см 2 для постоянного тока и от 0.25 до 0.50 мА/см 2 для переменного.

В настоящее время используют различные способы электризации почвы - с помощью создания кистевого электрического заряда в пахотном слое, создания в почве и в атмосфере высоковольтного маломощного непрерывного дугового разряда переменного тока . Для реализации данных способов используется электрическая энергия внешних источников электрической энергии. Однако для использования таких методов необходима принципиально новая технология выращивания сельскохозяйственных культур. Это весьма сложная и дорогостоящая задача, требующая использования источников питания, кроме того, возникает вопрос о том, как обрабатывать такое поле с навешенными над ним и уложенными в нем проводами.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Однако существуют способы электризации почвы, которые не используют внешние , стремясь компенсировать изложенный недостаток.

Так, известен способ, предложенный французскими исследователями . Они запатентовали устройство, которое работает по типу электрической батареи. Только в качестве электролита используется почвенный раствор. Для этого в его почву поочередно помещают положительные и отрицательные электроды (в виде двух гребенок, зубья которых расположены друг между другом). Выводы от них замыкают накоротко, вызывая тем самым нагревание электролита. Между электролитами начинает проходить ток невысокой силы, которого вполне достаточно, как убеждают авторы, для того, чтобы стимулировать ускоренное прорастание растений и ускоренный их рост в дальнейшем.

Данный способ не использует внешний источник электрической энергии, его можно применять как на больших посевных площадях, полях, так и для электростимуляции отдельных растений.

Однако для реализации данного способа необходимо иметь определенный почвенный раствор, необходимы электроды, которые предлагается помещать в строго определенном положении - в виде двух гребенок, а так же соединять. Ток возникает не между электродами, а между электролитами, то есть определенными участками почвенного раствора. Авторы не сообщают о том, как можно регулировать данный ток, его величину.

Другой способ электростимуляции был предложен сотрудниками Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева . Он состоит в том, что в пределах пахотного слоя располагаются полосы, в одних из которых преобладают элементы минерального питания в виде анионов, в других - катионов. Создаваемая при этом разность потенциалов стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.

Данный способ не использует внешние , он также может применяться как для больших посевных площадей, так и для небольших земельных участков.

Однако данный метод испытан в лабораторных условиях, в небольших сосудах, с использованием дорогостоящих химических веществ . Для его реализации необходимо использовать определенное питание пахотного слоя почвы с преобладанием элементов минерального питания в виде анионов или катионов. Данный способ сложно внедрить для широкого применения, так как для его реализации необходимы дорогостоящие удобрения, которые необходимо регулярно в определенном порядке вносить в почву. Авторы данного способа также не сообщают о возможности регулирования тока электростимуляции.

Следует отметить способ электризации почвы без внешнего источника тока, который является современной модификацией способа, предложенного Е. Пилсудским. Он для создания электролизуемых агрономических полей предложил использовать электромагнитное поле Земли, а для этого укладывать на небольшой глубине, такой, чтобы не мешать проведению обычных агрономических работ, вдоль грядок, между ними, через определенный интервал стальной провод. При этом на таких электродах наводится небольшая ЭДС, величиной 25-35 мВ .

Данный способ так же не использует внешние источники питания, для его применения нет необходимости соблюдать определенное питание пахотного слоя, использует он простые компоненты для реализации - стальной провод.

Однако предложенный способ электростимуляции не позволяет получать токи различных значений. Данный способ зависит от электромагнитного поля Земли: стальной провод необходимо укладывать строго вдоль грядок, ориентируя его согласно расположению магнитного поля Земли. Предложенный способ сложно применять для электростимуляции жизнедеятельности отдельно растущих растений, комнатных растений, а так же растений, находящихся в теплицах, на небольших участках.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Целью настоящего изобретения является получение способа электростимуляции жизнедеятельности растений, простого в своей реализации, недорогого, обладающего отсутствием указанных недостатков рассмотренных способов электростимуляции для более эффективного использования электростимуляции жизнедеятельности растений как для различных сельскохозяйственных культур, так и для отдельных растений, для более широкого применения электростимуляции как в сельском и приусадебном хозяйстве, так и в быту, на частных участках, в теплицах, для электростимуляции отдельных комнатных растений.

Поставленная цель достигается тем, что в почву посева сельскохозяйственных культур на небольшую глубину, такую, которая удобна при дальнейшей обработке и снятии урожая данной сельскохозяйственной культуры, помещаются в различном порядке небольшие частицы металлов, небольшие металлические пластины различной формы и конфигурации, сделанные из металлов различных типов. При этом тип металла определяется по его расположению в электрохимическом ряду напряжений металлов. Ток электростимуляции жизнедеятельности растений можно менять, изменяя вносимые типы металлов. Можно менять и заряд самой почвы, делая ее положительно электрически заряженной (в ней будет больше положительно заряженных ионов) или отрицательно электрически заряженной (в ней будет больше отрицательно заряженных ионов), если вносить в почву посева сельскохозяйственных культур металлические частицы одного типа металлов.

Так, если вносить в почву металлические частицы металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода (так как натрий, кальций очень активные металлы и в свободном состоянии присутствуют в основном в виде соединений, то в этом случае предлагается вносить такие металлы как алюминий, магний, цинк, железо и их сплавы, а металлы натрий, кальций в виде соединений), то в этом случае, можно получать почвенный состав положительно электрически заряженным относительно вносимых в почву металлов. Между внесенными металлами и почвенным влажным раствором будут течь токи в различных направлениях, которые будут электрически стимулировать жизнедеятельность растений. Металлические частицы зарядятся при этом отрицательно, а почвенный раствор положительно. Максимальная величина тока электростимуляции растений будет зависеть от состава почвы, влажности, температуры и от местонахождения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем левее данный металл находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (магний, соединения магния, натрия, кальция, алюминий, цинк). У железа, свинца он будет минимальным (однако свинец вносить в почву не рекомендуется). В чистой воде значение тока при температуре 20°С между данными металлами и водой равно 0.011-0.033 мА, напряжение: 0.32-0.6 В .

Если вносить в почву металлические частицы металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода (медь, серебро, золото, платина и их сплавы), то тогда в этом случае можно получать почвенный состав отрицательно электрически заряженным относительно вносимых в почву металлов. Между внесенными металлами и почвенным влажным раствором так же будут течь токи в различных направлениях, электрически стимулируя жизнедеятельность растений. Металлические частицы зарядятся при этом положительно, а почвенный раствор отрицательно. Максимальная величина тока будет определяться составом почвы, ее влажностью, температурой и местонахождением металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем правее данный металл будет находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (золото, платина). В чистой воде значение тока при температуре 20°С между данными металлами и водой лежит в пределах 0.0007-0.003 мА, напряжение: 0.04-0.05 В .

При внесении в почву металлов различных типов по отношению к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, а именно при их расположении до и после водорода, возникающие токи будут существенно больше, чем при нахождении металлов одного типа. В этом случай металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов правее водорода (медь, серебро, золото, платина и их сплавы), зарядятся положительно, а металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода (магний, цинк, алюминий, железо...), зарядятся отрицательно. Максимальная величина тока будет определяться составом почвы, влажностью, ее температурой и разницей нахождения металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов. Чем правее и левее данные металлы будут находится относительно водорода, тем ток электростимуляции будет больше (золото-магний, платина-цинк).

В чистой воде значение тока, напряжения при температуре 40°С между данными металлами равно:

пара золото-алюминий: ток - 0.020 мА,

напряжение - 0.36 В,

пара серебро-алюминий: ток - 0.017 мА,

напряжение - 0.30 В,

пара медь-алюминий: ток - 0.006 мА,

напряжение - 0.20 В.

(Золото, серебро, медь при измерениях заряжаются положительно, алюминий - отрицательно. Измерения проводились с помощью универсального прибора ЭК 4304. Это установившиеся значения) .

Для практического использования предлагается вносить в почвенный раствор такие металлы как медь, серебро, алюминий, магний, цинк, железо и их сплавы. Возникающие токи между медью и алюминием, медью и цинком будут создавать эффект электростимуляции растений. При этом значение возникающих токов будет находится в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений .

Как уже говорилось, такие металлы как натрий, кальций в свободном состоянии присутствуют в основном в виде соединений. Магний входит в состав такого соединения как карналлит - KCl·MgCl 2 ·6H 2 O. Данное соединение используется не только для получения свободного магния, но и так же в качестве удобрения, поставляющего растениям магний и калий. Магний нужен растениям потому, что он содержится в хлорофилла, входит в состав соединений, принимающих участие в процессах фотосинтеза .

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

Подбирая пары вносимых металлов, можно подобрать оптимальные для данного растения токи электростимуляции. При выборе вносимых металлов необходимо учитывать состояние почвы, ее влажность, тип растения, способ его питания, важность для него тех или иных микроэлементов. Создаваемые при этом в почве микротоки будут различных направлений, различной величины.

В качестве одного из способов увеличения токов электростимуляции растений при соответствующих помещенных в почву металлах предлагается перед поливом посыпать посевы сельскохозяйственных культур пищевой содой NaHCO 3 (150-200 грамм на метр квадратный) или непосредственно поливать сельскохозяйственные посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 грамм на 1 литр воды. Внесение соды в почву позволит увеличить токи электростимуляции растений, так как исходя из экспериментальных данных токи между металлами, находящимися в чистой воде, увеличиваются при растворении в воде соды. Раствор соды имеет щелочную среду, в ней больше отрицательно заряженных ионов, а поэтому ток в такой среде увеличится. При этом, распадаясь на составные части под действием электрического тока, она сама будет использоваться в качестве питательного вещества, необходимого для усвоения растением.

Сода является полезным веществом для растений, так как содержит ионы натрия, которые необходимы растению - они принимают активное участие в энергетическом натрий-калиевом обмене клеток растений. Согласно гипотезе П.Митчела, являющейся на сегодняшний день фундаментом всей биоэнергетики, энергия пищи сначала преобразуется в электрическую энергию, которая затем уже затрачивается на производство АТФ. Ионы натрия, согласно последним исследованиям, совместно с ионами калия и ионами водорода как раз и участвуют в таком преобразовании.

Выделяющийся при разложении соды углекислый газ также может быть усвоен растением, так как является тем продуктом, который используют для питания растения. Для растений углекислый газ служит источником углерода и обогащение им воздуха в парниках и теплицах приводит к повышению урожая .

Ионы натрия оказывают большую роль в натрий-калиевом обмене клеток. Они играют важную роль в энергетическом снабжении клеток растений питательными веществами.

Так, к примеру, известен определенный класс "молекулярных машин" - белков-переносчиков. Эти белки не имеют электрического заряда. Однако, присоединяя ионы натрия и какую-либо молекулу, например молекулу сахара, данные белки приобретают положительный заряд и, таким образом, втягиваются в электрическое поле поверхности мембраны, где они отделяют сахар и натрий. Сахар таким способом попадает внутрь клетки, а лишний натрий откачивается наружу натриевым насосом. Таким образом, благодаря положительному заряду иона натрия белок-переносчик заряжается положительно, тем самым попадая под притяжение электрического поля мембраны клетки. Обладая зарядом, он может втянуться электрическим полем мембраны клетки и таким образом, присоединяя питательные молекулы, например молекулы сахара, доставлять эти питательные молекулы внутрь клеток. "Можно сказать, что белок-переносчик играет роль кареты, молекула сахара - седока, а натрий - роль лошадки. Хотя сам он не вызывает движения, а его втягивает в клетку электрическое поле" .

Известно, что калий-натриевый градиент, создаваемый по разные стороны мембраны клетки, является своего рода генератором протонного потенциала. Он продливает работоспособность клетки в условиях, когда исчерпаны энергетические ресурсы клетки.

В. Скулачев в своей заметке "Зачем клетка обменивает натрий на калий?" подчеркивает важность элемента натрия в процессе жизнедеятельности клеток растений: "Калий-натриевый градиент должен продлить работоспособность клепки в условиях, когда исчерпаны энергетические ресурсы. Подтверждением такого факта может служить опыт с солелюбивыми бактериями, которые транспортируют очень большие количества ионов калия и натрия, чтобы снизить калий-натриевый градиент. Такие бактерии быстро останавливались в темноте в бескислородных условиях, если в среде был KCl, и все еще двигались спустя 9 часов, если KCl был заменен на NaCl. Физический смысл данного эксперимента состоит в том, что присутствие калий-натриевого градиента позволило поддерживать протонный потенциал клеток данной бактерии и тем самым обеспечивать их движение при отсутствии света, т.е. когда отсутствовали другие источники энергии реакции фотосинтеза."

Согласно опытным данным, ток между металлами, расположенными в воде, и между металлами и водой увеличивается, если в воде растворить небольшое количество пищевой соды.

Так, в системе типа металл-вода ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и водой: ток = 0.0007 мА;

напряжение = 40 мВ;.

(медь заряжена положительно, вода - отрицательно);

Между алюминием и водой:

ток = 0.012 мА;

напряжение =323 мВ.

(алюминий заряжен отрицательно, вода - положительно).

В системе типа металл-раствор соды (использовалось 30 грамм пищевой соды на 250 миллилитров кипяченной воды) напряжение, ток при температуре 20°С равны:

Между медью и раствором соды:

ток = 0.024 мА;

напряжение =16 мВ.

(медь заряжена положительно, раствор соды - отрицательно);

Между алюминием и раствором соды:

ток = 0.030 мА;

напряжение = 240 мВ.

(алюминий заряжен отрицательно, раствор соды-положительно).

Как видно из приведенных данных, ток между металлом и раствором соды увеличивается, становится больше, чем между металлом и водой. Для меди он увеличивается с 0.0007 до 0.024 мА, а для алюминии он увеличился с 0.012 до 0.030 мА, напряжение же в данных примерах, наоборот, уменьшается: для меди с 40 до 16 мВ, а для алюминия с 323 до 240 мВ.

В системе типа металл1-вода-металл2 ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и цинком:

ток = 0.075 мА;

напряжение =755 мВ.

Между медью и алюминием:

ток = 0.024 мА;

напряжение = 370 мВ.

(медь имеет положительный заряд, алюминий - отрицательный).

В системе типа металл1-водный раствор соды - металл2, где в качестве раствора соды используется раствор, получаемый растворением 30 грамм пищевой соды в 250 миллилитрах кипяченной воды, ток, напряжение при температуре 20°С равны:

Между медью и цинком:

ток = 0.080 мА;

напряжение =160 мВ.

Rnrnrn rnrnrn rnrnrn

(медь имеет положительный заряд, цинк - отрицательный);

между медью и алюминием:

ток =0.120 мА;

напряжение = 271 мВ.

(медь имеет положительный заряд, алюминий-отрицательный).

Измерения напряжения, тока проводились с использованием одновременно измерительных приборов М-838 и Ц 4354-М1. Как видно из приведенных данных, ток в растворе соды между металлами становился больше, чем при их помещении в чистую воду. Для меди и цинка ток увеличился с 0.075 до 0.080 мА, для меди и алюминия он увеличился с 0.024 до 0.120 мА. Хотя напряжение в данных случаях уменьшилось для меди и цинка с 755 до 160 мВ, для меди и алюминия с 370 до 271 мВ.

Что же касается электрических свойств почв , то известно, что электропроводность их, способность проводить ток, зависит от целого комплекса факторов: влажности, плотности, температуры, химико-минералогического и механического состава, структуры и совокупности свойств почвенного раствора. При этом, если плотность почв различных типов меняется в 2-3 раза, теплопроводность - в 5-10, скорость распространения в них звуковых волн - в 10-12 раз, то электропроводность - даже для одной и той же почвы в зависимости от ее сиюминутного состояния - может изменяться в миллионы раз. Дело в том, что в ней, как в сложнейшем физико-химическом соединении, одновременно находятся элементы, обладающие резко несовпадающими электропроводящими свойствами. Плюс к тому огромную роль играет биологическая деятельность в почве сотен видов организмов, начиная от микробов и кончая целой гаммой растительных организмов.

Отличие данного способа от рассмотренного прототипа состоит в том, что получаемые токи электростимуляции можно для различных сортов растений подбирать соответствующим выбором вносимых металлов, а так же составом почвы, выбирая, таким образом, оптимальной величины токи электростимуляции.

Данный способ можно использовать для участков земляных угодий различной величины. Данный способ можно применять как для единичных растений (комнатные растения), так и для посевных площадей. Его можно применять в теплицах, на дачных участках. Он удобен для применения в космических оранжереях, применяемых на орбитальных станциях, так как не нуждается в подводе энергии от внешнего источника тока и не зависит от ЭДС, наводимой Землей. Он прост для реализации, так как не нуждается в особом питании почвы, использовании каких-либо сложных компонентов, удобрений, специальных электродов.

В случае применения данного способа для посевных площадей количество вносимых металлических пластин расчитывается от желаемого эффекта электростимуляции растений, от типа растения, от состава почвы.

Для применения на посевных площадях предлагается вносить 150-200 грамм медьсодержащих пластин и 400 грамм металлических пластин, содержащих сплавы цинка, алюминия, магния, железа, соединения натрия, кальция на 1 метр квадратный. Вносить в процентном состоянии металлов, находящихся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода необходимо больше, так как они начнут окисляться при соприкосновении с почвенным раствором и от действия эффекта взаимодействия с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода. С течением времени (при измерении времени процесса окисления данного типа металлов, находящихся до водорода, для данного состояния почвы) необходимо пополнять почвенный раствор такими металлами.

Использование предлагаемого способа электростимуляции растений обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

Возможность получения различных токов и потенциалов электрического поля для электрической стимуляции жизнедеятельности растений без подведения электрической энергии от внешних источников, посредством использования различных металлов, вносимых в почву, при различном составе почвы;

Внесение металлических частиц, пластин в почву можно совмещать с другими процессами, связанными с обработкой почвы. При этом помещать металлические частицы, пластины можно без определенной направленности;

Возможность воздействия слабыми электрическими токами, без использования электрической энергии от внешнего источника, в течение длительного времени;

Получение токов электростимуляции растений различного направления, без подвода электрической энергии от внешнего источника, в зависимости от положения металлов;

Эффект электростимуляции не зависит от формы используемых металлических частиц. В почву можно помещать металлические частицы различной формы: круглой, квадратной, продолговатой. Данные металлы можно вносить в соответствующих пропорциях в виде порошка, стержней, пластин. Для посевных площадей предлагается помещать в землю на небольшую глубину, с определенным интервалом, на расстоянии 10-30 см от поверхности пахотного слоя продолговатые металлические пластины шириной 2 см, толщиной 3 мм и длиной 40-50 см, чередуя внесение металлических пластин одного типа металлов с внесением металлических пластин другого типа металлов. Намного упрощается задача внесения металлов на посевных площадях, если их помешать в почву в виде порошка, который (этот процесс можно совместить со вспашкой почвы) перемешивается с землей. Возникающие токи между частицами порошка, состоящего из металлов различных типов, будут создавать эффект электростимуляции. В данном случае возникающие токи будут без определенной направленности. При этом вносить в виде порошка можно только металлы, у которых скорость процесса окисления небольшая, то есть металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода (соединения меди, серебра). Металлы же, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, необходимо вносить в виде крупных частиц, пластин, так как данные металлы при соприкосновении с почвенным раствором и от эффекта взаимодействия с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, начнут окисляться, а следовательно, и по массе, и по размерам данные частицы металлов должны быть больше;

Независимость данного способа от электромагнитного поля Земли позволяет использовать данный способ как на небольших земельных участках для воздействия на отдельные растения, для электростимуляции жизнедеятельности комнатных растений, при электростимуляции растений в теплицах, на дачных участках, так и на больших посевных площадях. Данный способ удобен для применения в оранжереях, используемых на орбитальных станциях, так как не нуждается в использовании внешнего источника электрической энергии и не зависит от ЭДС, наводимой Землей;

Данный способ прост для реализации, так как не нуждается в особом питании почвы, использовании каких-либо сложных компонентов, удобрений, специальных электродов.

Применение данного способа позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур, морозо- и засухоустойчивость растений, сократить применение химических удобрений, ядохимикатов, использовать обычные, не генетически измененные сельскохозяйственные посевные материалы.

Данный способ позволит исключить внесение химических удобрений, различных ядохимикатов, так как возникающие токи позволят разлагать ряд трудноусвояемых для растений веществ, а следовательно, позволят растению легче усваивать эти вещества.

При этом подбирать токи для определенных растений необходимо опытным путем, так как электропроводность даже для одной и той же почвы в зависимости от ее сиюминутного состояния может изменяться в миллионы раз (3, стр.71), а так же с учетом особенностей питания данного растения и большей важности для него тех или иных микро- и макроэлементов .

Влияние электростимуляции жизнедеятельности растений было подтверждено многими исследователями как в нашей стране, так и за рубежом.

Имеются исследования , свидетельствующие, что искусственное повышение отрицательного заряда корня усиливает поступление в него катионов из почвенного раствора.

Известно, что "наземную часть травы, кустарников и деревьев можно считать потребителями атмосферных зарядов. Что же касается другого полюса растений - его корневой системы, то на нее благотворно влияют отрицательные аэроионы. Для доказательства исследователи между корнями томата положили положительно заряженный стержень - электрод, "вытягивающий" отрицательные аэроионы из почвы Урожай томатов увеличился сразу в 1.5 раза. Кроме того, оказалось, что в почве с высоким содержанием органических веществ больше накапливается отрицательных зарядов. В этом также видят одну из причин роста урожаев.

Существенным стимулирующим действием обладают слабые постоянные токи, когда их непосредственно пропускают через растения, в зону корней которых помещен отрицательный электрод. Линейный рост стеблей при этом увеличивается на 5-30%. Такой способ очень эффективен с точки зрения энергозатрат, безопасности и экологии Ведь мощные поля могут отрицательно влиять на микрофлору почвы. К сожалению, эффективность слабых полей исследована совершенно недостаточно" .

Создаваемые токи электростимуляции позволят повысить морозо- и засухоустойчивость растений .

Как сказано в источнике , "Совсем недавно стало известно: электричество, подаваемое непосредственно в корнеобитаемую зону растений, способно облегчить их участь при засухе за счет пока не выясненного физиологического эффекта. В 1983 г. в США. Польсон и К. Верви опубликовали статью, посвященную транспорту воды у растений при стрессе. Тут же они описали опыт, когда к фасоли, подвергавшейся воздушной засухе, прикладывали градиент электрических потенциалов в 1 В/см. При этом, если положительный полюс находился на растении, а отрицательный на почве, то растения завядали, причем сильнее, чем в контроле. Если полярность была обратной, завядания не наблюдалось. Кроме того, растения, находившиеся в состоянии покоя, выходили из него быстрее, если их потенциал был отрицательным, а потенциал почвы положительным. При обратной полярности растения из покоя вообще не выходили, так как погибали от обезвоживания, ведь растения фасоли находились в условиях воздушной засухи.

Примерно в те же годы в Смоленском филиале ТСХА, в лаборатории, занимавшейся вопросами эффективности электростимуляции, обратили внимание, что при воздействии током растения лучше произрастают при дефиците влаги, но специальные опыты тогда не были поставлены, решались другие задачи.

В 1986 г. подобный эффект электростимуляции при низкой почвенной влажности обнаружили в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева . При этом они использовали внешний источник питания постоянного тока.

В несколько иной модификации благодаря другому приему создания разностями электрических потенциалов в питательном субстрате (без внешнего источника тока) опыт был проведен в Смоленском филиале Московской сельскохозяйственной академии им. Тимирязева . Результат оказался поистине удивительным. Горох выращивали при оптимальном увлажнении (70% от полной влагоемкости) и экстремальном (35% от полной влагоемкости). Причем этот прием был гораздо эффективнее воздействия внешнего источника тока в аналогичных условиях. Что же выяснилось?

При вдвое меньшей влажности растения гороха долго не всходили и на 14-е сутки имели высоту лишь 8 см. Выглядели они весьма угнетенными. Когда же в таких экстремальных условиях растения находились под влиянием небольшой разности электрохимических потенциалов, наблюдалась совершенно иная картина. И всхожесть, и темпы роста, и общий вид их несмотря на дефицит влаги, по существу, не отличались от контрольных, произраставших при оптимальной влажности, на 14-е сутки они имели высоту 24.6 см, что лишь на 0.5 см ниже, чем контрольные.

Далее в источнике говорится: "Естественно, напрашивается вопрос - в чем же кроется такой запас выносливости растений, какова здесь роль электричества? Ответа пока нет, есть только первые предположения. Отгадку "пристрастия" растений к электричеству помогут найти дальнейшие опыты.

Но данный факт имеет место, и его непременно надо использовать в практических целях. Ведь пока на орошение посевов затрачивают колоссальные количества воды и энергии для ее подачи на поля. А оказывается можно обойтись гораздо более экономичным способом. Это тоже не просто, но тем не менее, думается, недалеко то время, когда электричество поможет проводить орошение сельскохозяйственных культур без полива."

Эффект электростимуляции растений проверялся не только в нашей стране, но и во многих других странах. Так, в "одной канадской обзорной статье, опубликованной в 1960-е годы. отмечалось, что в конце минувшего столетия в условиях Арктики при электростимуляции ячменя наблюдали ускорение его роста на 37%. Картофель, морковь, сельдерей давали урожай на 30-70% выше обычного. Электростимуляция зерновых в полевых условиях подняла урожай на 45-55%, малины - на 95%". "Опыты повторяли в различных климатических зонах от Финляндии до юга Франции. При обильном увлажнении и хорошем удобрении урожайность моркови вырастала на 125%, гороха - на 75%, сахаристость свеклы увеличивалась на 15% ".

Видный советский биолог, почетный член АН СССР И.В. Мичурин пропускал ток определенной силы через почву, в которой выращивал сеянцы. И убедился: это ускоряло их рост и улучшало качество посадочного материала. Подытоживая свою работу, он писал "Солидную помощь при выращивании новых сортов яблонь дает введение в почву жидкого удобрения из птичьего помета в смеси с азотистыми и другими минеральными удобрениями, как, например, чилийская селитра и томасшлак. В особенности такое удобрение дает поразительные результаты, если подвергнуть гряды с растениями электризации, но при условии, чтобы напряжение тока не превышало бы двух вольт. Более высокого напряжения токи, по моим наблюдениям, скорее приносят вред в этом деле, чем пользу". И далее: "Особенно сильное действие к роскошному развитию молодых сеянцев винограда производит электризация гряд."

Многое сделал по совершенствованию способов электризации почвы и выяснению их результативности Г.М. Рамек, о чем он рассказал в книге "Влияние электричества на почву", вышедшей в Киеве в 1911 г. .

В другом случае описывается применение способа электризации, когда между электродами имелась разность потенциалов 23-35 мВ, и между ними через влажную почву возникала электрическая цепь, по которой тек постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/см 2 анода. Делая выводы авторы работы сообщают: "Проходя через почвенный раствор как через электролит, этот ток поддерживает в плодородном слое процессы электрофореза и электролиза, благодаря чему необходимые растениям химические вещества почвы переходят из трудноусвояемых в легкоусвояемые формы. Кроме того, под воздействием электрического тока все растительные остатки, семена сорняков, отмершие животные организмы быстрее гумифицируются, что ведет к росту плодородия почвы ".

В данном варианте электризации почвы (использовался метод Е. Пилсудского) была получена весьма высокая прибавка урожая зерна - до 7 ц/га .

Определенный шаг в определении результата прямого действия электричества на корневую систему, а через нее и на все растение, на физико-химические изменения в почве сделали ленинградские ученые (3, стр.109). Они пропускали через питательный раствор, в который были помещены проростки кукурузы, небольшой постоянный электрический ток с помощью инертных в химическом отношении платиновых электродов величиной 5-7 мкА/см 2 .

В ходе своего эксперимента они получили следующие выводы: "Пропускание слабого электрического тока через питательный раствор, в который погружена корневая система проростков кукурузы, оказывает стимулирующее действие на поглощение растениями ионов калия и нитратного азота из питательного раствора."

При проведении подобного эксперимента с огурцами, через корневую систему которых, погруженных в питательный раствор, так же пропускали ток 5-7 мкА/см 2 , был так же получен вывод о том, что работа корневой системы при электростимуляции улучшалась.

В Армянском НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства применяли электричество для стимуляции растений табака. Изучали широкий спектр плотностей тока, пропускаемого в поперечном сечении корнеобитаемого слоя. У переменного тока он был 0.1; 0.5; 1.0, 1.6; 2.0; 2.5; 3.2 и 4.0 А/м 2 ; у постоянного - 0.005; 0.01; 0.03; 0.05; 0.075; 0.1; 0.125 и 0.15 А/м 2 . В качестве питательного субстрата использовали смесь, состоящую на 50% из чернозема, на 25% из перегноя и на 25% из песка. Наиболее оптимальными оказались плотности тока 2.5 А/м 2 для переменного и 0.1 А/м 2 для постоянного при непрерывной подаче электричества в течение полутора месяцев.

Электризации подвергались и томаты. Экспериментаторы создавали в их корнеобитаемой зоне постоянное электрическое поле. Растения развивались намного быстрее контрольных, особенно в фазу бутонизации. У них была больше площадь листовой поверхности, повышена активность фермента пероксидазы, усиливалось дыхание. В результате прибавка урожая составила 52%, и произошло это в основном за счет увеличения размеров плодов и их количества на одном растении.

Подобные эксперименты, как уже говорилось, проводил и И.В. Мичурин. Он подметил, что постоянный ток, пропускаемый через почву, благотворно влияет и на плодовые деревья. В этом случае они быстрее проходят "детский" (ученью говорят "ювенильный") этап развития, повышается их холодостойкость и устойчивость к другим неблагоприятным факторам среды, в итоге увеличивается урожайность. Когда через почву, на которой росли молодые хвойные и лиственные деревца, непрерывно, в течение светлого периода суток пропускали постоянный ток, в их жизни происходил целый ряд примечательных явлений. В июне-июле опытные деревья отличались более интенсивным фотосинтезом, что явилось результатом стимулирования электричеством роста биологической активности почвы, повышения скорости движения почвенных ионов, лучшего поглощения их корневыми системами растений. Более того, ток, протекающий в почве, создавал большую разность потенциалов между растениями и атмосферой. А это, как уже говорилось, фактор сам по себе благоприятный для деревьев, особенно молодых.

В соответствующем опыте, проведенном под пленочным укрытием, при непрерывном пропускании постоянного тока фитомасса однолетних сеянцев сосны и лиственницы увеличилась на 40-42%. "Если бы такой темп прироста сохранить в течение нескольких лет, то нетрудно представить, какой огромной выгодой обернулось бы это для лесозаготовителей," - такой вывод делают авторы книги .

Что же касается вопроса о причинах, благодаря которым повышается морозо- и засухоустойчивость растений, то по этому поводу можно привести следующие данные. Известно, что наиболее "морозоустойчивые растения откладывают в запас жиры, у других накапливаются в больших количествах сахара" . Из приведенного факта можно сделать вывод о том, что электростимуляция растений способствует накоплению жиров, сахара в растениях, благодаря чему и повышается их морозоустойчивость. Накопление же данных веществ зависит от обмена веществ, от скорости его протекания в самом растении. Таким образом, эффект электростимуляции жизнедеятельности растений способствовал увеличению обмена веществ в растении, а следовательно, накоплению в растении жиров и сахара, тем самым повышая их морозоустойчивость.

Что же касается засухоустойчивости растений, то известно, что для повышения засухоустойчивости растений на сегодняшний день используют метод предпосевного закаливания растений (Метод заключается в однократном намачивании семян в воде, после чего их выдерживают в течение двух суток, а затем подсушивают на воздухе до воздушно-сухого состояния) . Для семян пшеницы дается 45% воды от их массы, для подсолнечника - 60% и т. д.). Прошедшие процесс закаливания семена не теряют своей всхожести, и из них вырастают более засухоустойчивые растения. Закаленные растения отличаются повышенной вязкостью и оводненностью цитоплазмы, имеют более интенсивный обмен веществ (дыхание, фотосинтез, активность ферментов), сохраняют на более высоком уровне синтетические реакции, отличаются повышенным содержанием рибонуклеиновой кислоты, быстрее восстанавливают нормальный ход физиологических процессов после засухи. Они имеют меньший водный дефицит и большее содержание воды во время засухи. Клетки их мельче, но площадь листа больше, чем у незакаленных растений. Закаленные растения в условиях засухи приносят больший урожай. У многих закаленных растений наблюдается стимуляционный эффект, то есть даже при отсутствии засухи их рост и продуктивность выше.

Подобное наблюдение позволяет сделать вывод о том, что в процессе электростимуляции растений данное растение приобретает свойства такие, какие приобретает растение, прошедшее метод предпосевного закаливания. В результате данное растение отличается повышенной вязкостью и оводненностью цитоплазмы, имеет более интенсивный обмен веществ (дыхание, фотосинтез, активность ферментов), сохраняет на более высоком уровне синтетические реакции, отличается повышенным содержанием рибонуклеиновой кислоты, быстрым восстановлением нормального хода физиологических процессов после засухи.

Подтверждением такого факта могут послужить данные о том, что площадь листьев растений, находящихся под воздействием электростимуляции, как показали эксперименты, так же больше площади листьев растений контрольных образцов.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов.

На фиг.1 схематически изображены результаты эксперимента, проведенного с комнатным растением типа "Узамбарская фиалка" в течение 7 месяцев с апреля по октябрь 1997 г. При этом под пунктом "А" изображен вид опытного (2) и контрольного (1) образцов до эксперимента. Вид данных растений практически не отличался. Под пунктом "Б" изображен вид опытного (2) и контрольного растения (1) через семь месяцев после того, как в почву опытного растения были помещены частицы металлов: стружки меди и алюминиевой фольги. Как видно из приведенных наблюдений, вид опытного растения изменился. Вид же контрольного растения практически остался без изменений.

На фиг.2 схематически изображены виды, различные типы вносимых в почву металлических частиц, пластин, используемых автором при проведении экспериментов по электростимуляции растений. При этом под пунктом "А" изображен тип вносимых металлов в виде пластин: 20 см длиной, 1 см шириной, 0.5 мм толщиной. Под пунктом "Б" изображен тип вносимых металлов в виде пластин 3×2 см, 3×4 см. Под пунктом "В" изображен тип вносимых металлов в виде "звездочек" 2×3 см, 2×2 см, толщиной 0.25 мм. Под пунктом "Г" изображен тип вносимых металлов в форме кружков диаметром 2 см, толщиной 0.25 мм. Под пунктом "Д" изображен тип вносимых металлов в виде порошка.

Для практического использования типы вносимых в почву металлических пластин, частиц могут быть самой различной конфигурации и размеров.

На фиг.3 изображен вид саженца лимона и вид его листового покрытия (его возраст составлял к моменту подведения итогов эксперимента 2 года). В почву данного саженца примерно через 9 месяцев после его посадки помещались металлические частицы: медные пластины формы "звездочек" (форма "В", фиг.2) и алюминиевые пластины типа "А", "Б" (фиг.2). После этого через 11 месяцев после его посадки, иногда через 14 месяцев после его посадки (то есть незадолго перед зарисовкой данного лимона, за месяц до подведения итогов эксперимента), регулярно в почву лимона при поливе добавлялась сода пищевая (30 грамм соды на 1 литр воды).

Данный способ электростимуляции растений был проверен на практике - использовался для электростимуляции комнатного растения "Узамбарская фиалка"

Так, имелись два растения, две "Узамбарские фиалки" одного типа, которые росли в одних условиях на подоконнике в комнате. Затем в одно из них, в почву одного из них, были помещены небольшие частицы металлов - стружки меди и алюминиевой фольги. Через полгода после этого, а именно через семь месяцев (эксперимент проводился с апреля по октябрь 1997 г.). различие в развитии этих растений, комнатных цветов, стало заметно. Если у контрольного образца структура листьев и стебля остались практически без изменения, то у опытного образца стебли листьев стали толще, сами листья стали крупнее и сочнее, они более стремились вверх, в то время как у контрольного образца такого ярко выраженного стремления листьев вверх не наблюдалось. Листья у опытного образца были упругие и приподняты над землей. Растение выглядело более здоровым. У контрольного растения листья были практически около земли. Разница в развитии этих растений наблюдалась уже в первые месяцы. При этом удобрения в почву опытного растения не добавлялись. На фиг.1 изображены вид опытного (2) и контрольного (1) растений до (пункт "А") и после (пункт "Б") эксперимента.

Подобный же эксперимент проводился с другим растением - плодоносящим инжиром (смоковницей), произрастающим в комнате. Данное растение имело высоту около 70 см. Росло оно в пластмассовом ведре объемом 5 литров, на подоконнике, при температуре 18-20°С. После цветения оно приносило плоды и эти плоды состояния зрелости не достигали, они опадали незрелыми - были они зеленоватого цвета.

В качестве эксперимента в почву произрастания данного растения были внесены следующие металлические частицы, металлические пластины:

Алюминиевые пластины 20 см длиной, 1 см шириной, 0.5 мм толщиной, (тип "А", фиг.2) в количестве 5 штук. Они располагались равномерно по всей длине окружности горшка и помещались на всю его глубину;

Небольшие медные, железные пластины (3×2 см, 3×4 см) в количестве 5 штук (тип "Б", фиг.2), которые помещались на небольшую глубину недалеко от поверхности;

Небольшое количество медного порошка в количестве около 6 грамм (форма "Д", фиг.2), равномерно внесенного в приповерхностный слой почвы.

После внесения в почву произрастания инжира перечисленных металлических частиц, пластин данное дерево, находящееся в том же пластмассовом ведре, в той же почве, при плодоношении стало давать вполне спелые плоды зрелого бордового цвета, с определенными вкусовыми качествами. При этом удобрения в почву не вносились. Наблюдения проводились в течение 6 месяцев.

Подобный эксперимент проводился также с саженцем лимона примерно в течение 2 лет с момента его высадки в почву (Эксперимент проводился с лета 1999 года по осень 2001 года).

В начале своего развития, когда лимон в виде черенка был посажен в глиняный горшок и развивался, в его почву не вносились металлические частицы, удобрения. Затем примерно через 9 месяцев после его посадки в почву данного саженца помещались металлические частицы, медные пластаны формы "В" (фиг.2) и алюминиевый, железные пластины типа "А", "Б" (фиг.2).

После этого через 11 месяцев после его посадки, иногда через 14 месяцев после посадки (то есть незадолго перед зарисовкой данного лимона, за месяц до подведения итогов эксперимента), регулярно в почву лимона при поливе добавлялась сода пищевая (с учетом 30 грамм соды на 1 литр воды). Кроме этого, сода вносилась непосредственно в почву. При этом в почве произрастания лимона по-прежнему находились металлические частицы: алюминиевые, железные, медные пластины. Находились они в самом различном порядке, равномерно заполняя весь объем почвы.

Подобные действия, эффект нахождения металлических частиц в почве и вызванный в этом случае эффект электростимуляции, получаемый в результате взаимодействия металлических частиц с почвенным раствором, а также внесение в почву соды и полив растения водой с растворенной содой, можно было наблюдать непосредственно по внешнему виду развивающегося лимона.

Так, листья, находящиеся на ветви лимона, соответствующей его начальному развитию (фиг.3, правая ветвь лимона), когда в процессе его развитая и роста металлические частицы в почву не добавлялись, имели размеры от основания листа до его кончика 7.2, 10 см. Листья же, развивающиеся на другом конце ветви лимона, соответствующие его настоящему развитию, то есть такому периоду, когда в почве лимона находились металлические частицы и он поливался водой с растворенной содой, имели размеры от основания листа до его кончика 16.2 см (фиг.3, крайний верхний лист на левой ветви), 15 см, 13 см (фиг.3, предпоследние листы на левой ветви). Последние данные размеров листьев (15 и 13 см) соответствуют такому периоду его развития, когда лимон поливался обычной водой, а иногда, периодически, и водой с растворенной содой, с находящимися в почве металлическими пластинами. Отмеченные листья отличались от листьев первой правой ветви начального развития лимона размерами не только по длине - они были шире. Кроме этого, они имели своеобразный блеск, в то время как листья первой ветви, правой ветви начального развития лимона имели матовый оттенок. Особенно данный блеск был проявлен у листа с размером 16.2 см, то есть у того листа, соответствующего периоду развития лимона, когда он постоянно в течение месяца поливался водой с растворенной содой при содержащихся в почве металлических частицах.

Изображение данного лимона помещено на фиг.3.

Подобные наблюдения позволяют сделать вывод о возможном проявлении подобных эффектов в природных условиях. Так, по состоянию растительности, произрастающей на данном участке местности, можно определить состояние ближайших слоев почвы. Если в данной местности лес растет густой и более высокий, чем в остальных местах, или трава в данном месте более сочная и густая, то тогда в этом случае можно сделать вывод о том, что возможно на данном участке местности имеются залежи металлосодержащих руд, находящиеся недалеко от поверхности. Создаваемый ими электрический эффект благотворно сказывается на развитии растений в данном районе.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Заявление на открытие № ОТ ОВ 6 от 07.03.1997 г. "Свойство изменения водородного показателя воды при соприкосновении ее с металлами", - 31 л.

2. Дополнительные материалы к описанию открытия № ОТ 0В 6 от 07.03.1997 г., к разделу III "Область научного и практического использования открытия.", - март, 2001 г., 31 л.

3. Гордеев A.M., Шешнев В.Б. Электричество в жизни растений. - М.: Наука, 1991. - 160 с.

4. Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. Неорганическая химия: Учеб. для 9 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1988 - 176 с.

5. Беркинблиг М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах. - М.: Наука. Гл. ред - физ. - мат. лит., 1988. - 288 с. (Б-чка "Квант"; вып.69).

6. Скулачев В.П. Рассказы о биоэнергетике. - М.: Молодая гвардия, 1982.

7. Генкель П.А. Физиология растений: Учеб. пособие по факультатив. курсу для IX кл. - 3-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1985. - 175 с.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ электростимуляции жизнедеятельности растений, включающий внесение в почву металлов, отличающийся тем, что в почву на глубину, удобную при дальнейших обработках, с определенным интервалом, в соответствующих пропорциях, вносят металлические частицы в виде порошка, стержней, пластин различной формы и конфигурации, выполненных из металлов различных типов и их сплавов, отличающихся своим отношением к водороду в электрохимическом ряду напряжений металлов, чередуя внесение металлических частиц одного типа металлов с внесением металлических частиц другого типа, учитывая состав почвы и тип растения, при этом значение возникающих токов будет находиться в пределах параметров электрического тока, оптимального для электростимуляции растений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения токов электоростимуляции растений и ее эффективности, при соответствующих помещенных в почву металлах, перед поливом посевы растений посыпают пищевой содой 150-200 г/м 2 или непосредственно поливают посевы водой с растворенной содой в пропорциях 25-30 г/л воды.

Электро-стимулятор роста растений

Солнечные элементы действительно поражают воображение, как только вспоминаешь о необыкновенном множестве их применения. Действительно, область применения солнечных элементов достаточно широка.

Ниже описывается применение, в которое трудно будет поверить. Речь идет о фотоэлектропреобразователях, стимулирующих рост растений. Звучит неправдоподобно?

Рост растения

Для начала лучше всего познакомиться с основами жизни растений. Большинству читателей хорошо известно явление фотосинтеза, который является основной движущей силой в жизни растений. По существу фотосинтез представляет собой процесс, благодаря которому солнечный свет позволяет осуществить питание растений.

Хотя процесс фотосинтеза значительно сложнее объяснения, которое возможно и уместно в данной книге, этот процесс заключается в следующем. Лист каждого зеленого растения состоит из тысяч отдельных клеток. Они содержат вещество, называемое хлорофиллом, которое между прочим и придает зеленую окраску листьям. Каждая такая клеточка является химическим заводом в миниатюре. Когда частица света, называемая фотоном, попадает в клетку, она поглощается хлорофиллом. Высвобождаемая при этом энергия фотона активизирует хлорофилл и дает начало ряду превращений, приводящих в конечном итоге к образованию сахара и крахмала, которые усваиваются растениями и стимулируют рост.

Эти вещества хранятся в клетке, пока не понадобятся растению. С уверенностью можно предположить, что количество питательных веществ, которыми лист может обеспечить растение, прямо пропорционально количеству солнечного света, падающего на его поверхность. Это явление похоже на преобразование энергии солнечным элементом.

Несколько слов о корнях

Однако растению одного солнечного света недостаточно. Чтобы вырабатывать питательные вещества, лист должен иметь исходное сырье. Поставщиком таких веществ является развитая корневая система, через которую они всасываются из почвы*.(* Не только из почвы, но и из воздуха. К счастью для человека и животных, растения дышат днем углекислым газом, которым мы постоянно обогащаем атмосферу, выдыхая воздух, в составе которого отношение углекислого газа к кислороду значительно увеличено по сравнению с воздухом, вдыхаемым нами ). Корни, представляющие собой сложную структуру, так же важны для развития растения, как и солнечный свет.

Обычно корневая система столь же обширна и разветвленна, как и растение, которое она питает. Например, может оказаться, что здоровое растение высотой 10 см имеет корневую систему, уходящую в землю на глубину 10 см. Конечно, так бывает не всегда и не у всех растений, но, как правило, это так.

Следовательно, было бы логично ожидать, что если бы удалось каким-либо образом усилить рост корневой системы, то верхняя часть растения последовала бы ее примеру и на столько же выросла бы. В действительности так оно и происходит. Было обнаружено, что благодаря непонятному еще до конца действию слабый электрический ток действительно способствует развитию корневой системы, а следовательно, и росту растения. Предполагается, что подобная стимуляция электрическим током в самом деле дополняет энергию, получаемую обычным путем при фотосинтезе.

Фотоэлектричество и фотосинтез

Солнечный элемент, как и клетки листа при фотосинтезе, поглощает фотон света и преобразует его энергию в электрическую. Однако солнечный элемент в отличие от листа растения выполняет функцию преобразования намного лучше. Так, обычный солнечный элемент преобразует в электрическую энергию по крайней мере 10% падающего на него света. С другой стороны, при фотосинтезе в энергию преобразуется едва ли не 0,1% падающего света.

Рис. 1. Есть какая-либо польза от стимулятора корневой системы? Это можно решить, взглянув на фотографию двух растений. Оба они одного типа и возраста, росли в идентичных условиях. У растения слева располагался стимулятор корневой системы.

Для эксперимента были выбраны саженцы длиной 10 см. Они росли в помещении при слабом солнечном освещении, проникающем через окно, расположенное на значительном расстоянии. Никаких попыток отдать предпочтение какому-либо растению не делалось, кроме того, что лицевая панель фотоэлектрического элемента была ориентирована в направлении солнечного света.

Эксперимент продолжался около 1 мес. Эта фотография сделана на 35-й день. Обращает внимание тот факт, что растение со стимулятором корневой системы более, чем в 2 раза крупнее контрольного растения.

При подключении одного солнечного элемента к корневой системе растения имеет место стимуляция ее роста. Но здесь есть одна хитрость. Она заключается в том, что стимуляция роста корней дает лучшие результаты у затененных растений.

Исследования показали, что для растений, освещаемых ярким солнечным светом, пользы от стимуляции корневой системы мало или нет совсем. Вероятно, это потому, что таким растениям вполне достаточно энергии, получаемой при фотосинтезе. По-видимому, эффект стимуляции проявляется лишь тогда, когда единственным источником энергии для растения является фотоэлектрический преобразователь (солнечный элемент).

Однако следует помнить, что солнечный элемент преобразует свет в энергию значительно эффективнее, чем лист при фотосинтезе. В частности, он может преобразовать в полезное количество электроэнергии свет, который для растения был бы просто бесполезен, например свет от люминесцентных ламп и ламп накаливания, ежедневно используемых для освещения помещений. Опыты также показывают, что у семян, подвергшихся воздействию слабого электрического тока, ускоряется прорастание и увеличивается число побегов и в конечном счете - урожайность.

Конструкция стимулятора роста

Все, что необходимо для проверки теории, - это один-единственный солнечный элемент. Однако еще потребуется пара электродов, которые можно было бы легко воткнуть в землю вблизи корней (рис. 2).

Рис. 2. Можно быстро и просто испытать стимулятор корневой системы, воткнув в землю вблизи растения пару длинных гвоздей и соединив их проводами с каким-либо солнечным элементом.

Размер солнечного элемента в принципе не имеет значения, поскольку сила тока, требуемая для стимуляции корневой системы, ничтожно мала. Однако для достижения наилучших результатов поверхность солнечного элемента должна быть достаточно большой, чтобы улавливать больше света. С учетом этих условий для стимулятора корневой системы был выбран элемент диаметром 6 см.

К диску элемента были подсоединены два стержня из нержавеющей стали. Один из них был припаян к тыльному контакту элемента, другой - к верхней токосъемной сетке (рис. 3). Однако использовать элемент в качестве крепления для стержней не рекомендуется, так как он слишком хрупок и тонок.

Рис. 3

Лучше всего солнечный элемент закрепить на металлической пластине (преимущественно из алюминия или нержавеющей стали) несколько больших размеров. Убедившись в надежности электрического контакта пластинки с тыльной стороны элемента, можно подсоединить один стержень к пластине, другой - к токосъемной решетке.

Можно собрать конструкцию и по-другому: поместить элемент, стержни и все остальное в пластмассовый защитный футляр. Для этой цели вполне подойдут коробочки из тонкой прозрачной пластмассы (используемые, например, для упаковки юбилейных монет), которые можно найти в галантерейном, хозяйственном магазине или магазине канцелярских товаров. Необходимо лишь так укрепить металлические стержни, чтобы они не прокручивались и не гнулись. Можно даже залить все изделие жидким отверждающимся полимерным составом.

Однако следует иметь в виду, что при отверждении жидких полимеров происходит усадка. Если элемент и присоединенные стержни надежно закреплены, то никаких осложнений не возникнет. Плохо закрепленный стержень при усадке полимерного компаунда может разрушить элемент и вывести его из строя.

Элемент также нуждается в защите от воздействия внешней среды. Кремниевые солнечные элементы слегка гигроскопичны, способны впитывать небольшое количество воды. Конечно, со временем вода немного проникает внутрь кристалла и разрушает наиболее подверженные воздействию атомные связи *. (* Механизм деградации параметров солнечных элементов под воздействием влаги иной: прежде всего происходит коррозия металлических контактов и отслоение просветляющих покрытий, появление на торцах солнечных элементов проводящих перемычек, шунтирующих р-n-переход. ). В результате ухудшаются электрические характеристики элемента, и в конце концов он полностью выходит из строя.

Если элемент залит подходящим полимерным составом, можно считать проблему решенной. Другие способы крепления элемента потребуют и других решений.

Список деталей
Солнечный элемент диаметром 6 см два стержня из нержавеющей стали длиной около 20 см Подходящая коробка из пластмассы (см. текст).

Эксперимент со стимулятором роста

Теперь, когда стимулятор готов, необходимо воткнуть два металлических стержня в землю вблизи корней. Все остальное сделает солнечный элемент.

Можно поставить такой простой эксперимент. Взять два одинаковых растения, желательно выращенных в аналогичных условиях. Рассадить их в отдельные горшки. В один из горшков воткнуть электроды стимулятора корневой системы, а второе растение оставить для контроля. Теперь необходимо одинаково ухаживать за обоими растениями, одновременно поливая их и уделяя им равное внимание.

Примерно через 30 дней можно заметить поразительное различие между двумя растениями. Растение со стимулятором корневой системы будет явно выше контрольного растения и на нем будет больше листьев. Этот эксперимент лучше всего проводить в помещении, используя лишь искусственное освещение.

Стимулятор можно использовать для комнатных растений, поддерживая их в здоровом состоянии. Садовод или человек, занимающийся разведением цветов, может использовать его для ускоренного прорастания семян или улучшения корневой системы растений. Независимо от вида использования данного стимулятора можно хорошо поэкспериментировать в этой области.

Автореферат диссертации по теме "Стимуляция корнеобразования черенков винограда электрическим током"

На правах рукописи

КУДРЖОВ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ

СТИМУЛЯЦИЯ КОРНЕОБРАЗОВАНИЯ ЧЕРЕНКОВ ВИНОГРАДА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Специальность 05.20.02- электрификация сельскохозяйственного производства

Краснодар -1999

Работа выполнена в Кубанском государственном аграрном университете.

Научные руководители: кандидат технических наук, профессор ПЕРЕКОТИЙ Г.П. кандвдат сельскохозяйственных наук, доцент РАДЧЕВСКИЙ П.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гайтов Б.Х. кандидат технических наук, доцент Эвентов С.З.

Ведущее предприятие:

Крымская селекционно-опытная станция.

Защита диссертации состоится " /■? " 999 г. в " час. на

заседании диссертационного совета К 120,23.07 Кубанского государственно-го.аграрного университета по адресу 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13, факультет электрификации, зал заседаний совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГАУ.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент * ¿/И.г. Стрижков

рм -Ш ЗЛ о ясУ-С.^ 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Перспективы дальнейшего развития виноградарства нашей страны требуют резкого увеличен:« производства посадочного материала, как основного фактора, задерживающего освоение новых площадей под виноградники. Несмотря на применение рада биологических и агротехнических мероприятий по увеличению выхода первосортных корнесобст-венных саженцев, до настоящего времени их выход в некоторых хозяйствах крайне низок, что сдерживает расширение площадей виноградников.

Современное состояние науки даёт возможность управлять этими факторами посредством разного рода стимуляторов, в го.м числе и электрических, с помощью которых оказывается возможным активно вмешиваться в жизненный процесс растения и ориентировать его в нужном направлении.

Исследованиями советских и зарубежных учёных, среди которых следует отметить работы В.И. Мичурина, A.M. Басова, И.И. Гунара, Б.Р. Лазарен-ко, И:Ф. Бородина, установлено, что электрофизические методы и способы воздействия на биологические объекты, в том числе и на растительные организмы, в ряде случаев дают не только количественные, но и качественные положительные результаты, недостижимые с помощью других методов.

Несмотря на большие перспективы применения электрофизических методов управления жизненными процессами растительных организмов, внедрение этих способов в растениеводстве задерживается так как до сего времени ещё недостаточно изучены механизм стимуляции и вопросы расчёта и конструирования соответствующих электроустановок.

В связи с вышесказанным разрабатываемая тема является весьма актуальной для виноградного питомниководства.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является сюоснование режимных и конструктивных параметров установки для стимуляции корнеобразования черенков винограда электрическим током.

Для достижения этой цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать токопроводящие свойства виноградных черенков.

2. Определить интенсивность стимуляции корнеобразования виноградных черенков от параметров электрического тока, воздействующего на них.

3. Исследовать влияние режимных и конструктивных параметров цепи подвода электрического тока к черенкам на результативность и энергетические показатели процесса стимуляции.

4. Обосновать оптимальные конструктивные и режимные параметры электродных систем и источника питания установки для стимуляций корнеобразования виноградных черенков электрическим током.

Объект исследования. Исследования проводились на черенках вино-| рлда сорта Периенец Магарача.

Научная новизна работы. Выявлена зависимость плотности тока, проникающего по черенку винограда как объекту электрообработки, от напря-, жённости электрического поля и экспозиции. Установлены режимы электрообработки (напряжённость электрического поля, экспозиция), соответст-нующие минимальным затратам энергии при максимальной эффективности стимуляции. Обоснованы параметры электродных систем и источника питания для электростимуляции черенков винограда.

Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности улучшения корнеобразования черенков винограда

посредством стимуляции их электрическим током. Полученные зависимости и разработанная методика расчёта позволяют определить параметры установки и энергетически выгодные режимы электрообработки черенков винсьг-града.

Реализация результатов исследований. На основании проведённых исследований разработаны рекомендации по обоснованию режимов работы и параметров установки для предпосадочной обработки черенков винограда электрическим током, которые использованы при разработке опытного образца установки.

Установка для предпосадочной обработки черенков винограда внедрена в 1998 г. в АОЗТ «Родина» Крымского района Краснодарского края. Изготовление установки для предпосадочной электрообработки черенков произведено на кафедре «Применение электрической энергии» факультета электрификации Кубанского госагроуниверситета.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на:

1. Ежегодных научных конференциях Кубанского ГАУ, г. Краснодар, 1992-1999 г.

2. Краевой конференции по вопросам научного обеспечения сельскохозяйственного производства в рамках «Второй школы-семинара молодых учёных», Кубанский ВНИИ риса, г. Краснодар, 1997 г.

3. Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве», ВИЭСХ, Москва, 1998г.

4. Научно-практической конференции «Ресурсосбережение в АПК Кубани», Кубанский ГАУ, Краснодар, 1998 г.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков, 3 таблицы и состоит из введе-

ния, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 109 наименований, в том числе 7 на иностранных языках, приложений.

В первой главе рассмотрены способы стимуляции корнеобразования черенков винограда; проведён анализ современного состояния процесса обработки растительных объектов электрофизическими методами.

Результаты анализа литературных источников показывают, что виноградарство и его составная часть - питомниководство нуждается в повышении выхода и качества посадочного материала винограда. Для получения первосортных саженцев винограда требуется предварительная подготовка черенков перед посадкой. Среди ряда известных способов предварительной подготовки виноградных черенков, в основе которых лежит стимуляция обмена веществ и выделения ауксинов, наиболее перспективным является обработка их электрическим током.

Вопросами использования электрического тока для обработки растительных объектов посвящены работы таких учёных как И.Ф. Бородина, В.И. Баева, Б.Р. Лазаренко, И.И. Мартыненко и других.

Протекание электрического тока по растительным тканям вызывает различные последействия, специфичность которых определяется дозой обработки. В настоящее время установлена принципиальная возможность осуществления электрообработки растительных объектов с целью стимуляции развития и роста растений, стимуляции прорастания семян, интенсификации сушки, уничтожения нежелательной растительности, прореживания всходов, ускорения созревания листьев табака, подсолнечника, стерилизации корней и стеблей хлопчатника.

Однако имеющиеся в известных литературных источниках результаты ранее

проведённых исследований недостаточны для обоснования режимных и конструктивных параметров установки для предпосадочной электростимуляции черенков винограда по ряду причин, главными из которых являются:

Исследование черенков винограда, как объектов электрообоработки, проведено без учета специфичности их анатомического строения при условиях, отличающихся от реальных условий электрообоработки;

Недостаточно полно раскрыт механизм воздействия стимулирующих факторов электрического тока на растительную ткань и отсутствуют сведения об определяемых этим механизмом оптимальных условий обработки;

Рабочие органы, для которых исследованы и обоснованы режимные и конструктивные параметры, или предназначены для электрообработки растительных объектов, существенно отличающихся от черенков винограда, или имеют особенности, исключающие их применение для предпосадочной электрообработки черенков винограда.

Всё это позволило определить задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе на основании известных зависимостей воздействия электрического тока на растительные объекты проведено теоретическое исследование П1 зцесса обработки черенков винограда электрическим током.

Растительные ткани обладают активно-ёмкостной проводимостью только при малых уровнях напряжённости электрического поля. При увеличении напряжённости до значения, необходимого для проявления стимулирующего действия электрического тока, поляризационные свойства растительной ткани исчезают и её можно рассматривать как элемент электрической цепи, обладающей активной проводимостью.

Снижение энергетических и материальных затрат при электрообработке растительных тканей может быть достигнуто воздействием на них как постоянного так и переменного тока. Применительно к предпосадочной электро-

обработке виноградных черенков при выборе рода тока следует остановиться на обработке черенков переменным током промышленной частоты (50 Гц), реализация которой достигается простыми техническими средствами.

Для предпосадочной электрообработки черенков винограда наиболее приемлемым является подвод электрической энергии к черенку через токо-подводящую жидкость (рис.1), так как данный способ не требует сложного

Рис.1. Схема подвода электрической энергии к черенку винограда.

1 - электроды; 2 - черенок; 3 - токоподводящая жидкость.

технологического оборудования и совмещает электрообработку чсргнкос с" такой операцией, как замачивание. Ёмкость для электрообработки черенков выполняется из не токопроводящего материала.

В этом случае схему замещения можно представить в виде последовательно и параллельно соединённых резисторов (рис.2).

Мощность, поглощаемая черенком, расходуется на стимуляцию жизнедеятельности и используется полезно для технологического процесса электрообработки. Мощность, поглощаемая остальными элементами цепи обработки, не используется для прямого целенаправленного действия в совершаемом технологическом процессе и является в данном случае потерянной мощностью, снижающей энергетическую эффективность процесса.

В этом случае коэффициент полезного действия цепи обработки т) определяется отношением:

2Р, + Р2 + Р3

где Р[, Рг, Рз - количество мощности, поглощаемое резисторами Яь К2,

Рис.2. Схема замещения электрической цепи обработки. Бч - суммарное сопротивление токоподводящей жидкости между электродами и срезами черенка; Кг - сопротивление черенка; Яз - сопротивление токоподводящей жидкости шунтирующей черенок; Яп - сумма переходных сопротивлений контактов «электрод - токоподводящая жидкость» и «токоподводящая жидкость - черенок».

В рассматриваемом случае значениями переходных сопротивлений пренебрегаем.

Преобразуя мощность Р через произведение квадрата тока на сопротивление Я и проведя соответствующие преобразования, получим

2-11,-Кз-ьЯ;,-1*3+ (211,+112)2

Величины резисторов Яь Из, 11з определяются соотношениями К]=1^ж; К2=Ь_Рч. (3)

где 1) - расстояние между электродом и срезом черенка, м; Ь - длина черенка, м; Ь - расстояние между электродами, м;

Рж - удельное сопротивление токоподводящей жидкости, Ом-м; Рч - удельное сопротивление черенка, Ом-м;

Площадь электрода, которую перекрывает токоподводящая Жидкость, м2; 82 - сечение черенка, м2.

Подставляя (3) во (2), получим

12-P4-i3-Px"S?-S2

21i-Pac-b-S,-Sl + l2-p4-l3-pÄ-S?-S2+4lf-p|c-Sl-(S1-S2) +

41, Рж h ■ Рч" S, S2 (S, - S2) + \\ ■ р2ч Sf ■ (S, - S2)

Введём коэффициенты A = l2-13-S?-S2; B = 21j-13-S1-S2; C = 41?-S2-(S,-S2); D=41rl2-SrS2-(S1-S2); E = ll-S?-(S,-S2).

Приняв, что = k и проведя соответствующие преобразования, получим Рч

F ■ k + Q k + Е

где, F=B+C; Q=D+A. Для определения величины соотношения к соответствующего максимальному значению г) выражение (5) продифференцируем

А (Е - F к2)

(Р-к +(}-к+Е)

Находим критическую точку

Отсюда следует, что одним из путей достижения максимального коэффициента полезного действия установки для электрообработки черенков винограда, является подбор оптимального соотношения между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков.

Для того, чтобы электроэнергия расходовалась с максимальным коэффициентом полезного действия необходимо произвести расчёт оптимального соотношения между объёмом токоподводящей жидкости и суммарным объёмом обрабатываемых черенков.

Формула для расчета электропроводности системы из двух компонентов (жидкость-черенки) представляется в виде

Уср = 71-Х1+у2-Х2, " (8)

где у| -электропроводность черенков; X] -объемная концентрация черенков; у 2-электропроводность жидкости; Х2 -объемная концентрация жидкости.

Отсюда следует

¿(Yi-YcpVX^O. .(10)

Примем Х-ф <Х|,тогда

2>1-Уср)-ХГ*=0 (11)

где Yi -электропроводность i-того компонента системы; Yep - электропроводность системы; X;-объемная концентрация i-того компонента системы;

Х?* - эффективная объемная концентрация i-того компонента системы. Отсюда

Х-ф = Х" , (12)

где f(y) > 1 и limf(y) = 1. (13)

Представляя функцию f(y) в виде ряда, получим

t(Yi-Vcp)-=0. (14)

Решив уравнение (для нашего случая i=2) и приняв d; = i, получим _(3Xi-l)-Yl+(2-3X,)-Y2

[(ЗХ,-1)-71+(2-ЗХ])-у2]2 у,.у2

При большой концентрации жидкости часть электроэнергии тратится на ее нагрев. Необходимо оптимизировать процесс для повышения эффективности.

Дня вычисления энергозатрат \У5 воспользуемся формулой Джоуля-Ленца

Уср и2, (16)

где Ws - энергия, потребляемая установкой. Пользуясь законом сохранения энергии, запишем

М^ТУ.-ТУ, (17)

где \\"„- полезная энергия, идущая на электрообработку черенков; У/- энергия, расходующаяся на электронагрев жидкости.

Для оптимизации необходимо решить уравнение ёХ,

Решая (18), получим /

Y Х: Z2 ■y2(l-X1)-U2. (19)

Зададим в виде

Х, -у, +(1 -X,)-у2

где X, - оптимальное значение концентрации черенков. Используя (15), (16), (17), (20) из (18) получим уравнение

Х5:+А1-Х, + В] =0,

2 2у2 - 7| . 1 ~ -->

(2у2 "У.) . 1 (У2~У\)

У! "(А-уг + ЗУ!)^

здесь А = 4К-3

Решение данного уравнения определяет оптимальное значение концен-эации черенков и имеет вид

" _ 1 2У2~У1 1 А"У2+3У1

з У2-У, 9 72-71 ,9-А2 ЗА + 9

I--У 2 + --У 2

В случае у2 >у[ уравнение (25) упрощается 1 3

Таким образом, оптимальное с энергетической точки зрения отношение:идкость-черенки для рассмотренного случая имеет вид

В третьей главе описывается методика и техника экспериментального

исследования процесса предпосадочной электрообработки черенков винограда.

Определение удельных сопротивлений проводилось для каждого из трёх слоёв черенка винограда. В качестве объектов исследования использовались свежесрезанные черенки.

С целью выявления граничных условий проведения полномасштабного эксперимента по исследованию воздействия электрического тока на корнеоб-разование черенков винограда был проведён эксперимент на одиночных

Рис.3. План проведения эксперимента, виноградных черенках по плану (рис.3).

По результатам проведения эксперимента на одиночных черенках проведено планирование эксперимента по обработке черенков в токоподводящей жидкости. При этом уровни напряжения, были выбраны с учётом результатов эксперимента на одиночных черенках и составили 5,10,15,30 вольт.

Разработана установка и исследованы параметры электрической цепи обработки виноградных черенков. Определён максимальный коэффициент полезного действия и оптимальное соотношение к.

Определение, удельного сопротивления токоподводящей жидкости и виноградных черенков проводилось по стандартной методике.

Наблюдение за побего- и корнеобразованием черенков винограда и проведение учётов проводилось по общепринятой методике.

В четвёртой главе приводятся результаты экспериментальных исследований процесса предпосадочной электрообработки виноградных черенков и обоснование режимных и конструктивных параметров установки для обработки черенков электрическим током.

Величина полного сопротивления зависит от вида растительной ткани. Полные сопротивления флоэмы и ксилемы одинаковы, но отличаются, от полного сопротивления сердцевины.

При воздействии на черенок, помещённый в токоподводящую жидкость, переменным током и постоянным (различной полярности подключения) с течением времени и при различной напряжённости электрического поля значение плотности тока не изменяется.

Экспериментальные исследования подтвердили теоретические выкладки о подборе оптимального соотношения между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков. Установлено, что коэффициент полезного действия достигнет максимального значения в том случае, когда отношение удельного сопротивления токоподводящей жидкости к удельному сопротивлению черенков (к) будет находиться в пределе 2...3.

Исследуя результаты корнеобразования видно, что количество окоренившихся одиночных черенков, обработанных электрическим током с напряжённостью.электрического поля от14 до 33 В/м возросло на 20 процентов по сравнению с контролем. Предпочтительный режим обработки - переменным током (рис. 4).

При обработке черенков, помещённых в токоподводящую жидкость, переменным током промышленной частоты максимальное корнеобразование наблюдается при экспозиции 24 часа и напряжённости электрического поля в

Рис. 4. Зависимость корнеобразоваиия одиночных черенков винограда от напряжённости электрического поля и рода тока подводимого к черенкам. "

14 В"м 28 В-"м 43В"м 86В"м контроль

Рис.5. Зависимость степени корнеобразования черенков винограда от напряжённости электрического поля и экспозиции обработки. Обработка переменным током (50 Гц).

14 В/м. В данном режиме произошло стопроцентное укоренение черенков. В контрольной партии черенков укоренение составило 47,5% (рис.5).

Таким образом для стимуляции корнеобразования черенков винограда наиболее приемлемым является обработка черенков переменным током промышленной частоты с напряжённостью электрического поля 14 В/м и экспозицией обработки 24 часа.

В пятой главе рассмотрены вопросы разработки и испытания установки для предпосадочной обработки виноградных черенков электрическим током, приведены результаты производственных испытаний, дана агротехническая и экономическая оценка результатов её использования в хозяйстве.

Рис.6. Ёмкость для электрообработки виноградных черенков.

1 - боковые стенки; 2 - рёбра жёсткости; 3 - торцовые стенки; 4 - ярмо; 5 - прижимная планк<3; 6 - регулировочный винт; 7 - сливное отверстие.

На основании сформулированных по результатам исследований требо-аний разработана конструкция электродной системы (ёмкости) для электро-"бработки черенков винограда в токоподводящей жидкости (рис.6).

Разработана структурная схема стабилизированного блока питания ус-ановки для электрообработки черенков винограда (рис.7).

Рис.7 Структурная схема стабилизированного блока питания установки для электрообработки черенков винограда. "ПН - устройство повышения напряжения; УРН - устройство регулирования [апряжения; УП„Н - устройство понижения напряжения; БУ - блок управле-[ия; Н - нагрузка.

УПН повышает напряжение сети, а У^Н, включенный последовательно нагрузкой, гасит излишек напряжения. БУ, представляющий собой цепь от-шцателыюй обратной связи, вырабатывает сигнал, несущий информацию об ровне выходного напряжения.

Разработана и изготовлена схема электрическая принципиальная (рис.8).

Проведены производственные испытания установки для электростиму-яции корнеобразования черенков винограда. Обработке подверглись 5000 ¡еренков сорта Первенец Магарача. После выкопки, на 30 саженцах кон-рольного и опытного вариантов были сделаны соответствующие ззмеры.

Они показали, что обработка черенков винограда переменным элек-рическим током сказала положительное влияние на выход и качество вино-

Рис.8. Схема электрическая принципиальная стабилизированного блока питания установки для электрообработки черенков винограда.

рздных саженцев. Так, выход стандартных саженцев в опытном варианте казался на 12% больше, чем в контрольном.

По результатам производственных испытаний рассчитан экономиче-кий эффект применения установки для электростимуляции корнеобразова-;ия черенков винограда. Расчёты показывают, что сезонный экономический ффект состазляет 68,5 тыс. рублей с 1 га.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследованиями и производственными испытаниями установлено, что гред-соадачная электростимуляция черенков винограда улучшает корнеоб-!азование черенков, что способствует более высокому выходу стандартных аженцев из школки.

2. Для осуществления электростимуляции черенков винограда целесо-»бразно применять переменный ток частотой 50 Гц, подводя его к черенкам ¡ерез токоподводящую жидкость.

3. Обоснованы оптимальные режимные параметры установки для элек-ростимулящш черенков винограда. Напряжённость электрического поля в юне обработки составляет 14 В/м, экспозиция обработки -24 "часа.

4. Производственные испытания, проведённые в АОЗТ "Родина" Крым-:кого района показали, что разработанная установка работоспособна и погоняет повысить выход стандартных саженцев на 12%.

5. Экономический эффект от применения установки для электростиму-1яции корнеобразования черенков винограда составляет 68,5 тыс. рублей с 1 ~а.

1. Перекотий Г,П., Кудряков А.Г., Винников A.B. Стимулирующее действие электрического тока на корнеобразование посадочного материала ви-нограда.//Электрификация сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 346 (374). - Краснодар, 1995. с.153 - 158.

2. Кудряков А.Г., Перекотий Г.П. Электростимуляция корнесбразовання виноградных черенков.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). -Краснодар, 1996. - с.18 - 24.

3. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. Электрифицированная полуавтоматическая установка для бандажирования виноградных прививок.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). - Краснодар, 1996. - с.68 -75.

4. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. и др. О механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Научное обеспечение АПК Кубани. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 357 (385). - Краснодар, 1997. - с. 145 - 147.

5. Перекотий Г. П., Кудряков А. Г., Хамула А. А. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). - Краснодар, 1998.

6. Кудряков А.Г., Перекотий Г.П. Поиск оптимальных энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. - (ТрЖуб. ГАУ; Вып. 370 (298). -Краснодар, 1998.

7. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Исследование энергетических характеристик цепи электрообработки черенков винограда.// Энергосберегающие

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние и перспективы развития виноградарства.

1.2. Технология производства корнесобственного посадочного материала винограда.

1.3. Способы стимуляции корне- и побегообразования черенков винограда.

1.4. Стимулирующее действие на растительные объекты электрофизических факторов.

1.5. Обоснование способа стимуляции черенков винограда электрическим током.

1.6. Состояние вопроса конструктивных разработок устройств для электростимуляции растительного материала.

1.7. Выводы по обзору литературных источников. Задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Механизм стимулирующего действия электрического тока на растительные объекты.

2.2. Схема замещения черенка винограда.

2.3. Исследование энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда.

2.4. Теоретическое обоснование оптимального соотношения между объёмом токоподводящей жидкости и суммарного объёма обрабатываемых черенков.

Глава 3. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Исследование черенка винограда как проводника электрического тока.

3.2. Методика проведения экспериментов по исследованию воздействия электрического тока на корнеобра-зование черенков винограда.

3.3 Методика проведения эксперимента по выявлению электрических параметров электрической цепи обработки.

3.4. Методика проведения учётов и наблюдений за побеге- и корнеобразованием черенков винограда.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИНОГРАДА

4.1. Исследование электрофизических свойств виноградной лозы.

4.2. Стимуляция корнеобразования черенков винограда.

4.3. Исследование и обоснование параметров установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

4.4. Результаты исследования корнеобразования черенков винограда.

Глава 5. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ВИНОГРАДА, ТЕХНОЛО

ГИЧЕСКАЯ, АГРОТЕХНИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЕЁ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ХОЗЯЙСТВАХ

5.1. Конструктивная разработка установки.

5.2. Результаты производственных испытаний установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

5.3. Агротехническая оценка.

5.4. Экономическая эффективность использования установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда.

Введение 1999 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Кудряков, Александр Георгиевич

В настоящее время выращиванием товарного винограда в Российской Федерации занимаются 195 специализированных виноградарских хозяйств, в 97 из которых имеются заводы по первичной переработке винограда.

Разнообразие почвенно-климатических условий выращивания винограда в России позволяет производить широкую гамму сухих, десертных, крепких и игристых вин, высококачественные коньяки.

Кроме того, виноделие следует рассматривать не только как средство производства алкогольной продукции, но и как основной источник финансирования развития виноградарства России, дающий потребительскому рынку столовые сорта винограда, виноградные соки, детское питание, сухие вина и другие экологически чистые продукты, жизненно необходимые населению страны (достаточно вспомнить Чернобыль и поставку туда красных столовых вин - единственного продукта, выводящего из человеческого организма радиоактивные элементы).

Использование винограда в свежем виде в эти годы не превышало 13 тыс. т, то есть его потребление на душу населения равнялось 0,1 кг вместо 7 - 12 кг по медицинским нормам.

В 1996 году было недобрано более 100 тыс. т винограда из-за гибели насаждении от вредителей и болезней, недополучено около 8 млн. дал виноградного вина на общую сумму 560-600 млрд. руб. (на приобретение же средств защиты урожая требовалось всего 25-30 млрд. руб.). Виноградарям нет никакого смысла расширять насаждения ценных технических сортов, так как при существующем ценообразовании и налогах все это просто убыточно. У виноделов потерян смысл в приготовлении высокоценных вин, так как у населения нет свободных денег на покупку натуральных виноградных вин, а бесчисленные коммерческие ларьки завалены десятками сортов дешёвой, неизвестно кем и как приготовленной водки.

Стабилизация отрасли в настоящее время зависит решения проблем на федеральном уровне: нельзя допустить дальнейшего ее разрушения, необходимо укрепить производственную базу и улучшить финансовое стояние предприятий. Поэтому уже с 1997 года особое внимание уделяется мерам, направленным на сохранение существующих насаждений и их продуктивности за счёт проведения всех работ по уходу за виноградниками на высоком агротехническом уровне. Одновременно в хозяйствах постоянно проводятся замена низкорентабельных, потерявших хозяйственную ценность насаждений, сортообновление и улучшение их структуры.

Перспективы дальнейшего развития виноградарства нашей страны требуют резкого увеличения производства посадочного материала, как основного фактора, задерживающего освоение новых площадей под виноградники. Несмотря на применение ряда биологических и агротехнических мероприятий по увеличению выхода первосортных корнесобственных саженцев, до настоящего времени их выход в некоторых хозяйствах крайне низок, что сдерживает расширение площадей виноградников.

Выращивание корнесобственных саженцев является сложным биологическим процессом, зависящем как от внутренних, так и внешних факторов произрастания растения.

Современное состояние науки даёт возможность управлять этими факторами посредством разного рода стимуляторов, в том числе и электрических, с помощью которых оказывается возможным активно вмешиваться в жизненный процесс растения и ориентировать его в нужном направлении.

Исследованиями советских и зарубежных учёных, среди которых следует отметить работы В.И. Мичурина, A.M. Басова, И.И. Гунара, Б.Р. Ла-заренко, И.Ф. Бородина установлено, что электрофизические методы и способы воздействия на биологические объекты, в том числе и на растительные организмы, в ряде случаев дают не только количественные, но и качественные положительные результаты, не достижимые с помощью других методов.

Несмотря на большие перспективы применения электрофизических методов управления жизненными процессами растительных организмов, внедрение этих способов в растениеводстве задерживается, так как до сего времени ещё недостаточно изучены механизм стимуляции и вопросы расчёта и конструирования соответствующих электроустановок.

В связи с вышесказанным разрабатываемая тема является весьма актуальной для виноградного питомниководетва.

Научная новизна проведённой работы заключается в следующем: выявлена зависимость плотности тока, протекающего по черенку винограда как объекту электрообработки, от напряжённости электрического поля и экспозиции. Установлены режимы электрообработки (напряжённость электрического поля, экспозиция), соответствующие минимальным затратам энергии. Обоснованы параметры электродных систем и источника питания для электростимуляции черенков винограда.

Основные положения, которые выносятся на защиту:

1. Обработка виноградных черенков электрическим током стимулирует корнеобразование, за счёт чего на 12 % увеличивается выход из школки стандартных саженцев.

2. Электростимуляцию виноградных черенков следует проводить переменным током промышленной частоты (50 гц) с подводом электроэнергии к ним через токоподводяшую жидкость. 8

3. Максимальный коэффициент полезного действия при электростимуляции виноградных черенков с подводом электроэнергии к ним через токоподводящую жидкость достигается при соотношении объёма жидкости к суммарному объёму обрабатываемых черенков как 1:2; при этом соотношение между удельными сопротивлениями токоподводящей жидкости и обрабатываемых черенков должно находится в пределе от 2 до 3.

4. Электростимуляция виноградных черенков должна производится при напряжённости электрического поля 14 В/м и экспозиции обработки 24 часа.

Заключение диссертация на тему "Стимуляция корнеобразования черенков винограда электрическим током"

105 ВЫВОДЫ

1. Исследованиями и производственными испытаниями установлено, что предпосадачная электростимуляция черенков винограда улучшает кор-необразование черенков, что способствует более высокому выходу стандартных саженцев из школки.

2. Для осуществления электростимуляции черенков винограда целесообразно применять переменный ток частотой 50 Гц, подводя его к черенкам через токоподводящую жидкость.

3. Обоснованы оптимальные режимные параметры установки для электростимуляции черенков винограда. Напряжённость электрического поля в зоне обработки составляет 14 В/м, экспозиция обработки - 24 часа.

4. Производственные испытания, проведённые в АОЗТ "Родина" Крымского района показали, что разработанная установка работоспособна и позволяет повысить выход стандартных саженцев на 12%.

5. Экономический эффект от применения установки для электростимуляции корнеобразования черенков винограда составляет 68,5 тыс. рублей с 1 га.

Библиография Кудряков, Александр Георгиевич, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1. A.C. 1135457 (СССР). Устройство для стимулирования прививок электрическим током. С.Ю. Дженеев, A.A. Лучинкин, А.Н. Сербаев. Опубл. в Б. И., 1985, №3.

2. A.C. 1407447 (СССР). Устройство для стимуляции развития и роста растений. Пятницкий И.И. Опубл. в Б. И. 1988, № 25.

3. A.C. 1665952 (СССР). Способ выращивания растений.

4. A.C. 348177 (СССР). Устройство для стимуляции черенкового материала. Северский Б.С. Опубл. в Б. И. 1972, № 25.

5. A.C. 401302 (СССР). Устройство для прореживания растений./ Б.М. Скороход, A.C. Кащурко. Опубл. в Б. И, 1973, № 41.

6. A.C. 697096 (СССР). Способ стимулирования прививок. A.A. Лучинкин, С.Ю. Джанеев, М.И. Таукчи. Опубл. в Б. И., 1979, № 42.

7. A.C. 869680 (СССР). Способ обработки виноградных прививок./ Жген-ти Т.Г., Когорашвили B.C., Нишнианидзе К.А., Бабиашвили Ш.Л., Хо-мерики Р.В., Якобашвили В.В., Датуашвили В.Л. Опубл. в Б. И., 1981, №37.

8. A.C. 971167 СССР. Способ кильчевания виноградных черенков / Л.М. Малтабар, П.П. Радчевский. опубл. 07.11.82. // Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. - 1982. - № 41.

9. A.C. 171217 (СССР). Устройство для стимуляции черенкового материала. Кучава Г.Д. и др.

10. Ю.Алкиперов P.A. Применение электричества для борьбы с сорняками. -В кн.: труды Туркменского с. х. института. Ашхабад, 1975, вып. 18, №1, с. 46-51.11 .Ампелография СССР: Отечественные сорта винограда. М.: Лёг. и пищ. пром-сть, 1984.

11. Баев В.И. Оптимальные параметры и режимы работы разрядного контура при электроискровой предуборочной обработке подсолнечника. -Дисс. . канд. техн. наук. Волгоград, 1970. - 220 с.

12. Баран А.Н. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на процесс электротермохимической обработки. В кн.: Вопросы механизации и электрификации с. х.: Тезисы докладов Всесоюзной школы учёных и специалистов. Минск, 1981, с. 176- 177.

13. Басов A.M. и др. Влияние электрического поля на корнеобразование у черенков. Сад и огород. 1959. № 2.

14. Басов A.M. и др. Стимуляция прививок яблони электрическим полем. Труды ЧИМЭСХ, Челябинск, 1963, вып. 15.

15. Басов A.M., Быков В.Г., и др. Электротехнология. М.: Агропромиз-дат,1985.

16. Басов A.M., Изаков Ф.Я. и др. Электрозерноочистительные машины (теория, конструкция, расчёт). М.: Машиностроение, 1968.

17. Батыгин Н.Ф., Потапова С.М. и др. Перспективы использования факторов воздействия в растиниеводстве. М.: 1978.

18. Беженарь Г.С. Исследование процесса электрообработки массы растений переменным током на косилках плющилках. Дисс. . канд. техн. наук. - Киев, 1980. - 206 с.

19. Блонская А.П., Окулова В.А. Предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур в электрическом поле постоянного тока в сравнении с другими физическими методами воздействия. Э.О.М., 1982, № 3.

20. Бойко A.A. Интенсификация механического обезвоживания зеленой массы. Механизация и электрификация соц. сел. хозяйства, 1995, № 12, с. 38-39.

21. Болгарев П.Т. Виноградарство. Симферополь, Крымиздат, 1960.

22. Бурлакова Е.В. и др. Малый практикум по биофизике. М.: Высшая школа, 1964.-408 с.

23. Виноградное питомниководство Молдавии. К., 1979.

24. Воднев В.Т., Наумович А.Ф., Наумович Н.Ф. Основные математические формулы. Минск, Вышэйшая школа, 1995.

25. Войтович К.А. Новые комплексно-устойчивые сорта винограда и методы их получения. Кишинёв: Картя Молдовеняске, 1981.

26. Гайдук В.Н. Исследование электротепловых свойств соломенной резки и расчёт электродных запарников: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. -Киев, 1959, 17 с.

27. Гартман Х.Т., Кестер Д.Е. Размножение садовых растений. М.: 1963.

28. Гасюк Г.Н.,Матов Б.М. Обработка винограда электрическим током повышенной частоты перед прессованием. Консервная и овощесушильная промышленность, 1960, № 1, с. 9 11.31 .Голинкевич Г.А. Прикладная теория надёжности. М.: Высшая школа, 1977.- 160 с.

29. Грабовский Р.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1974.

30. Гузун Н.И. Новые сорта винограда Молдавии. Листок / МСХ СССР. -Москва: Колос, 1980.

31. Гунар И.И. Проблема раздражимости растений и дальнейшее развитие физиологии растений. Извест. Тимирязевской с. х. академии, вып. 2, 1953.

32. Дудник H.A., Щигловская В.И. Ультразвук в виноградном питомнико-водстве. В сб.: Виноградарство. - Одесса: Одесск. с. - х. ин-т, 1973, с. 138- 144.

33. Живописцев E.H. Электротехнология в сельскохозяйственном производстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1978.

34. Живописцев E.H., Косицин O.A. Электротехнология и электроосвещение. М.: ВО Агропромиздат, 1990.

35. Заявка № 2644976 (Франция). Способ стимулирования роста растений и/или деревьев и постоянные магниты для их осуществления.

36. Заявка № 920220 (Япония). Способ повышения продуктивности растительного и животного мира. Хаясихара Такэси.

37. Калинин Р.Ф. Повышение выхода черенков винограда и активация образования каллуса при прививке. В сб.: Уровни организации процессов у растений. - Киев: Наукова думка, 1981.

38. Каляцкий И.И., Синебрюхов А.Г. Энергетические характеристики канала искрового разряда импульсного пробоя различных диэлектрических сред. Э.О.М.,1966, № 4, с. 14 - 16.

39. Карпов Р.Г., Карпов Н.Р. Элктрорадиоизмерения. М.: Высшая школа, 1978.-272 с.

40. Киселёва P.A. Янтарная кислота как стимулятор роста привитых саженцев винограда. Агрономия, 1976, №5, с.133 - 134.

41. Коберидзе A.B. Выход в питомнике прививок виноградной лозы, обработанных стимуляторами роста. В сб.: Рост растений, Львов: Львовск. ун-т, 1959, с. 211-214.

42. Колесник JI.B. Виноградарство. К., 1968.

43. Кострикин И.А. Ещё раз о питомниководетве. "Виноград и вино России", №1, 1999, с. 10-11.

44. Кравцов A.B. Электрические измерения. М. ВО Агропромиздат, 1988. - 240 с.

45. Кудряков А.Г, Перекотий Г.П. Поиск оптимальных энергетических характеристик электрической цепи обработки черенков винограда. .// Вопросы электрификации сельского хозяйства. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). - Краснодар, 1998.

46. Кудряков А.Г, Перекотий Г.П. Электростимуляция корнеобразования виноградных черенков.// Новое в электротехнологии и электрооборудовании сельскохозяйственного производства. - (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 354 (382). Краснодар, 1996. - с. 18 - 24.

47. Куликова Т.И., Касаткин H.A., Данилов Ю.П. О возможности использования импульсного напряжения для предпосадочной электростимуляции картофеля. Э.О.М., 1989,№ 5, с. 62 63.

48. Лазаренко Б.Р. Интенсификация процесса извлечения сока электрическими импульсами. Консервная и овощесушильная промышленность, 1968, № 8, с. 9 - 11.

49. Лазаренко Б.Р., Решетько Э.В. Исследование влияния электрических импульсов на сокоотдачу растительного сырья. Э.О.М., 1968, № 5, с. 85-91.

50. Луткова И.Н., Олешко П.М., Быченко Д.М. Влияние токов высокого напряжения на укоренение черенков винограда. В и ВСССРД962, № 3.

51. Лучинкин A.A. О стимулирующем действии электрического тока на виноградные прививки. УСХА. Научные труды. Киев, 1980, вып. 247.

52. Макаров В.Н. и др. О влиянии СВЧ-облучения на рост плодовоягодных культур. ЭОМ. № 4. 1986.

53. Малтабар JI.M., Радчевский П.П. Руководство по производству прививок винограда на месте, Краснодар, 1989.

54. Малтабар Л.М., Радчевский П.П., Кострикин И.А. Ускоренное создание маточников интенсивного и суперинтенсивного типа. Виноделие и виноградарство СССР. 1987. - №2.

55. Малых Г.П. Состояние и перспективы развития питомниководства в России. "Виноград и вино России", №1, 1999, с. 8 10.

56. Мартыненко ИИ. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматики. М.: Колос. 1981. - 304 с.

57. Матов Б.М., Решетько Э.В. Электрофизические методы в пищевой промышленности. Кишинёв.: Картя Молдавеняскэ,1968, - 126 с.

58. Мельник С.А. Производство виноградного посадочного материала. -Кишинев: Госиздат Молдавии, 1948.

59. Мержаниан A.C. Виноградарство: 3-е изд. М., 1968.

60. Мичурин И.В. Избранные сочинения. М.: Сельхозгиз,1955.

61. Мишуренко А.Г. Виноградный питомник. 3-е изд. - М., 1977.

62. Павлов И.В. и др. Электрофизические методы предпосевной обработки семян. Механиз. и электрификация с. х. 1983. № 12.

63. Панченко А.Я., Щеглов ЮА. Электрическая обработка свекловичной стружки переменным электрическим током. Э.О.М., 1981,№ 5, с. 76 -80.

64. Пелих М.А. Справочник виноградаря. 2-е изд. - М., 1982.

65. Перекотий Г. П., Кудряков А. Г., Хамула А. А. К вопросу о механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Вопросы электрификации сельского хозяйства. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 370 (298). -Краснодар, 1998.

66. Перекотий Г.П. Исследование процесса предуборочной обработки растений табака электрическим током. Дис. . канд. техн. наук. - Киев, 1982.

67. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Винников A.B. и др. О механизме воздействия электрического тока на растительные объекты.// Научное обеспечение АПК Кубани. (Тр./Куб. ГАУ; Вып. 357 (385). - Краснодар, 1997.-с. 145- 147.

68. Перекотий Г.П., Кудряков А.Г. Исследование энергетических характеристик цепи электрообработки черенков винограда.// Энергосберегающие технологии и процессы в АПК (тезисы докладов научной конференции по итогам 1998 г.). КГАУ, Краснодар, 1999.

69. Пилюгина В.В. Электротехнологические способы стимуляции укоренения черенков, ВНИИЭСХ, НТБ по электрификации с. х., вып. 2 (46), Москва, 1982.

70. Пилюгина В.В., Регуш A.B. Электромагнитная стимуляция в растениеводстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1980.

71. Писаревский В.Н. и др. Электроимпульсное стимулирование семян кукурузы. ЭОМ. № 4, 1985.

72. Потебня A.A. Руководство по виноградарству. СПб, 1906.

73. Производство винограда и вина в России и перспективы его развития. "Виноград и вино России", №6, 1997, с. 2 5.

74. Радчевский П.П. Способ электрокильчевания виноградных черенков. Информ. Листок №603-85, Ростов, ЦНТИД985.

75. Радчевский П.П., Трошин Л.П. Методическое пособие по изучению сортов винограда. Краснодар, 1995.

76. Решетько Э.В. Использование электроплазмолиза. Механизация и электрификация соц. с. х., 1977, № 12, с. 11 - 13.

77. Савчук В.Н. Исследование электрической искры как рабочего органа предуборочной обработки подсолнечника. Дис. . канд. техн. наук. -Волгоград, 1970, - 215 с.

78. Саркисова М.М. Значение регуляторов роста в процессе вегетативного размножения, роста и плодоношения виноградной лозы и плодовых растений.: Автореф. дис. . доктора биолог, наук. Ереван, 1973- 45 с.

79. Свиталка Г.И. Исследование и выбор оптимальных параметров электроискрового прореживания всходов сахарной свеклы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев, 1975, - 25 с.

80. Серёгина М.Т. Электрическое поле как фактор воздействия обеспечивающий снятие периода покоя и активизацию ростовых процессов у растений лука репчатого на П3 этапе органогенеза. ЭОМ, № 4, 1983.

81. Серёгина М.Т. Эффективность использования физических факторов при предпосадочной обработке клубней картофеля. ЭОМ., № 1, 1988.

82. Соколовский A.B. Разработка и исследование основных элементов агрегата для предуборочной электроискровой обработки подсолнечника. Дис. . канд. техн. наук. - Волгоград, 1975, - 190 с.

83. Сорочану Н.С. Исследование электроплазмолиза растительных материалов с целью интенсификации процесса их сушки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1979, - 21 с.

84. Тавадзе П.Г. Влияние стимуляторов роста на выход первосортных прививок у виноградной лозы. Докл. АН УССР, сер. Биол. науки, 1950, №5, с. 953-955.

85. Тарьян И. Физика для врачей и биологов. Будапешт, Медицинский университет, 1969.

86. Тихвинский И.Н., Кайсын Ф.В., Ланда Л.С. Влияние электрического тока на процессы регенерации черенков винограда. СВ и ВМ, 1975, № 3

87. Трошин Л.П., Свириденко H.A. Устойчивые сорта винограда: Справ, изд. Симферополь: Таврия, 1988.

88. Турецкая Р.Х. Физиология корнеобразования у черенков и стимуляторы роста. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

89. Тутаюк В.Х. Анатомия и морфология растений. М.: Высшая школа, 1980.

90. Фоэкс Г. Полный курс виноградарства. СПб, 1904.

91. Фурсов С.П., Бордиян В.В. Некоторые особенности электроплазмолиза растительной ткани при повышенной частоте. Э.О.М., 1974, № 6, с. 70 -73.

92. Чайлахян М.Х., Саркисова М.М. Регуляторы роста у виноградной лозы и плодовых культур. Ереван: Изд-во АН Арм.ССР, 1980.

93. Червяков Д.М. Исследование электрического и механического воздействия на интенсивность сушки травы: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Челябинск, 1978, 17 с.

94. Шерер В.А., Гадиев Р.Ш. Применение регуляторов роста в виноградарстве и питомниководстве. Киев: Урожай, 1991.

95. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 1. Кишинёв, 1986.

96. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 2. Кишинёв, 1986.

97. Энциклопедия виноградарства в 3 т., том 3. Кишинёв, 1987.

98. Пупко В.Б. Реакщя виноградно1 лози на дно електромагштного поля. В зб.: Виноградарство i виноробство. - Киев: Урожай, 1974,№ 17.

99. Aktivace prerozenych elektickych proudu typu geo-fyto u sazenic revy virnie. Zahradnicfvi, 1986, 13.

100. Bobiloff W., Stekken van Hevea braziliensis, Meded. Alg. Proefst. Avros. Rubberserie, 94,123 126, 1934.

101. Christensen E., Root production in plants following localized stem irradiation, Science,119, 127-128, 1954.

102. Hunter R. E. The vegetative propagation of citrus, Trop. Agr., 9, 135 - 140, 1932.

103. Thakurta A. G., Dutt В. K. Vegetative propagation on mango from gootes (marcotte) and cuttings by treatment of high concentration auxin, Cur. Sci., 10, 297, 1941.

104. Seeliger R. Der neue Wienbau Crundlangen des Anbaues von Pfropfreben. -Berlin, 1933.-74p.рЩ^УТВЕРЖДАЮр по научной работе о ГАУ, профессор Ю.Д. Северин ^1999г.116