Устройство для предпосевной обработки семян

Настоящее устройство для предпосевной обработки семян относится к сельскому хозяйству и предназначено для предпосевной стимуляции семян различных сельскохозяйственных культур, в частности в тепличных и приусадебных хозяйствах, в контрольно-опытных семеноводческих станциях, в ботанических садах.
Из существующего уровня техники известно множество различных устройств, реализующих воздействие на семена перед посевом химическими веществами, (Патент RU №2159529, А01С 1/00, 27.11.2000), механической или термической обработкой, (Патент РФ №2350231, A23N 5/00, 27.03.2009; Патент РФ №2249935, А01С 1/00, 20.04.2005), влиянию ионизирующих и неионизирующих, излучений (Кузин А.М. «Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы» М., Атомиздат, 1977, 134 с), и т.д. Воздействуют на семена и ультразвуком самых различных частот и интенсивностей или комбинацией ультразвука с другими физико-химическими воздействиями (Патент РФ №2174296, А01С 1/00, 10.10.2001). Семена, как правило, обрабатывают ультразвуком в ванне с водой или водными растворами микроэлементов и биостимуляторов. Наличие водной среды позволяет избежать потери акустической энергии при ее передаче от преобразователя к семенам, но при этом создает трудности в воспроизведении и интерпретации результатов. Сравнивать эффективность ультразвуковой обработки семян разных сортов и видов растений можно лишь в равных условиях, однако одинакового намачивания и набухания семян трудно достичь даже в сходных условиях, так как скорость набухания зависит от времени пребывания семян в водной среде, от ее температуры, от структуры и состояния оболочки семян и т.д. Очевидно, этими, а также рядом других факторов обусловлен большой разброс результатов исследования эффективности предпосевной обработки семян ультразвуком в водных средах. Семена, после такой обработки, требуют либо подсушивания, перед использованием обычных сеялок, либо специальных методов высева влажных семян (Патент РФ №2368113, А01С 1/00, 27.09.2009).
Многих недостатков методов предпосевной обработки лишен способ акустомеханической (ультразвуковой) стимуляции семян в суховоздушном состоянии (АС. 1748689, 1992, А.С. 1202092, 1985 г.).
Акустомеханическая предпосевная обработка суховоздушных семян обладает целым рядом преимуществ перед остальными методами, используемыми для этой цели. Акустомеханическое воздействие на семена (в стимулирующих дозах) не приводит к мутациям, как это имеет место при их стимуляции ионизирующими излучениями. Окружающая среда не загрязняется, как при химической обработке. В отличие от механизмов действия лазерного излучения, высокочастотных и низкочастотных электромагнитных полей или постоянных магнитных и электрических полей, механизм биологического действия акустических колебаний на биологические объекты известен достаточно хорошо (Акопян В.Б., Ершов А.Ю., Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами, Москва, Из-во ЮРАЙТ, 2016, 223 с), что позволяет apriori предсказывать результаты воздействия.
-5
-6
Под влиянием акустомеханического воздействия на поверхности сухих семян образуются микроповреждения с характерными (10-10 м) размерами. Их величину и количество можно изменять, регулируя режим обработки. Эти микроповреждения снижают механическую прочность семенной оболочки и облегчают газо- и влагообмен. После акустомеханической обработки семена быстро набухают и прорастают раньше обычного, растения лучше развиваются и дают более высокий урожай семян и зеленой массы. Во всех случаях, эффект стимуляции роста и развития растений сохраняется, по крайней мере, во втором, дочернем поколении (Акопян В.Б., и др. В кн. «Использование физических и биологических факторов в ветеринарии и животноводстве», М., МВА, 1992, с. 28-29; Акопян В.Б. и др. Аграрная наука, 1999, №1, с. 34; Акопян В.Б., и др.. Доклады ВАСХНИЛ, 1987, №8, с. 24-25).
Первые же применения этого метода позволили обнаружить дополнительную причину разброса полученных разными исследователями результатов: эффект повышения урожайности растений после предпосевной обработки семян существенно зависит от их биологического качества. Элитные семена мало реагируют на предпосевную стимуляцию, тогда как семена низкого качества после акустомеханической обработки дают 30-50% прибавку урожая (Акопян В.Б., и др. Скрытый резерв роста и развития живых систем. Вестник с.х. науки, 1988, №4, (380), С. 96-105).
Известное устройство, (прототип) наиболее близкое к заявленному техническому решению, обеспечивающее ультразвуковую (акустомеханическую) обработку суховоздушных семян (А.С. 1748689, 1992), разработано специально для использования в крупных хозяйствах (колхозах), предназначено для обработки в протоке от единиц до сотен кг/час семян, при начальной загрузке не менее нескольких кг семян.
Недостатками данного технического устройства являются его непригодность для использования в малых крестьянских хозяйствах, на приусадебных участках, в ботанических садах, в тепличных хозяйствах, на контрольно-опытных станциях и т.д. вследствие исключительно высокой производительности, энергоемкости и крупных размеров и невозможности использовать для предпосевной обработки малого количества семян.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является создание миниатюрного, малоэнергоемкого устройства для акустомеханической предпосевной обработки семян в количестве от единичных экземпляров семян до ста граммов.
Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство состоит из адаптера включения в сеть, совмещенного с блоком генератора электрических колебаний акустических частот, соединенным кабелем с преобразователем электрических колебаний в механические, причем преобразователь встроен в рабочую емкость для обработки семян (Фиг. 1).
Предлагаемое техническое устройство характеризуется тем, что имеет помещенный в корпус адаптера для подключения в стандартную сеть генератор электрических колебаний акустических частот мощностью 10-30 Вт (1), соединенный электрическим кабелем (2) через кнопочный выключатель (3) с пьезокерамическим преобразователем (4) электрических колебаний в акустические с частотой 10-30 кГц, встроенным в рабочий объем в виде цилиндрического сосуда объемом 100-300 мл (5).
Возможности предлагаемого устройства реализуются следующим образом: порцию семян, от единичных экземпляров до 100 г загружают в рабочую емкость, включают устройство, и производят акустомеханическую обработку семян. Для удобства оператора, в стенку рабочей емкости вмонтирован кнопочный выключатель, позволяющий включать устройство на время, требуемое для обработки семян тех или иных растений. Это время обычно не превышает 120 с и зависит от массы отдельного зерна, и массы порции семян, одновременно загружаемых в устройство, особенностей строения и физических свойств поверхности семян.
Растения, выросшие из семян, подвергнутых акустомеханической обработке, более устойчивы к различным заболеваниям и неблагоприятным условиям внешней среды. Поэтому химическое протравливание семян может быть исключено из технологического процесса их подготовки к севу. В результате этого, уменьшается степень загрязнения окружающей среды небезвредными веществами. После акустомеханической обработки в суховоздушном состоянии семена сохраняют повышенную всхожесть в течение многих месяцев, что позволяет готовить их заранее. В результате, отпадает необходимость в сверхпроизводительной, а, следовательно, дорогостоящей технике.
Таким образом, совокупность отличительных признаков описываемого устройства обеспечивает достижение указанной цели.
В результате проведенного анализа уровня техники предпосевной обработки семя, источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели, не обнаружен,
Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что заявленная полезная модель, предназначенная для предпосевной акустомеханической обработки семян от единичных экземпляров до 100 г, обладает заявленными выше свойствами. Для устройства в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, нет препятствий его осуществления на практике с использованием современных инженерных средств.