СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ВРЕДИТЕЛЕЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ НА РАСТЕНИЯХ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКОЙ РАСТЕНИЯ
METHOD OF PEST AND MICROORGANISMS CONTROL ON PLANTS VIA HEAT TREATMENT

Изобретение относится к агропромышленному комплексу и может быть использовано для защиты растений от вредителей и микроорганизмов.
Известен способ защиты растений с использованием химических и биологических составов (А.С. № 168085, А.С. № 75434). Химические препараты дихлор - дифенил-дихлорэтан, предназначенные для уничтожения насекомых и микроорганизмов, растворяются в воде и наносятся на растения. Гибель вредителей наступает вследствие воздействия химических препаратов на вредителей.
Недостатками аналогов являются;
- зависимость от погодных условий и заражение почвы. В дождь после обработки химические вещества смываются и попадают в почву заражая её и снижается эффективность применения препаратов;
- после применения необходимо время для выветривания или разложения вредных для человека веществ;
- вредители привыкают к химикатам, и они перестают на них действовать.
Известен способ подвода энергии к биообъекту, включающий воздействие на объект направленного потока теплоносителя, в качестве которого используется насыщенный пар воды или ее растворы с экологически чистыми веществами, при этом поток насыщенного пара с температурой от 80°С до 135°С и влажностью от 0,01 до 0,99 подается на объект воздействия под давлением (1,01-5,2) 105 Па со скоростью истечения потока от 0,1 до 10 м/с и расходом теплоносителя от 0,05 до 3,0 г/с, а уровень воздействия теплоносителя определяется количеством сконденсировавшегося на объекте пара (см. характеристику аналога в описании изобретения к А.С. RU № 2177224 A01M1/20, A01M21/04, F22B27/16).
При охлаждении насыщенного пара на поверхности объекта к ней подводится тепло конденсации пара и его тепло как нагретого газа. Первая составляющая - тепло фазового перехода пар-жидкость примерно в двадцать раз больше второй составляющей, когда пар, как всякий газ, нагрет до температуры 100°С при давлении 1 атм. При конденсации пара на объекте обрабатываемая поверхность нагревается до какой-то температуры, зависящей теплопроводности и теплоемкости объекта и величины удельного теплового потока.
В соответствии с законами теплопередачи на поверхности объектов при таких удельных тепловых потоках возникает температура, приблизительно равная температуре кипения теплоносителя. При этом биообъекты или погибают, или у них поражаются жизненно важные органы, подавляется их жизнеспособность.
Недостатком данного способа являются:
-- ограниченное применение на растениях, так как может применяться только ранней весной, когда отсутствует листва;
- невозможно контролировать температуру конденсата, который перегревает растение выше 45°С и листва растения погибает а также возникают ожоги на ветвях в местах разветвлений где скапливается конденсат.
Общим признаком прототипа и предлагаемого способа является температурное воздействие на вредителей горячего потока пара и горячего воздуха, приводимое к гибели вредителей.
Задача предлагаемого способа уничтожения сельскохозяйственных вредителей и микроорганизмов заключается в создании экологически чистой, высокоэффективной и не вызывающей генетических последствий технологии борьбы с вредителями сельского хозяйства, позволяющей расширить область применения и обладающей селективностью воздействия.
Технический результат выражается в уничтожении вредителей и микроорганизмов на растениях потоком горячего воздуха.
Указанный технический результат достигаемся тем, что способ уничтожения вредителей и микроорганизмов на растениях тепловой обработкой растения, включающий воздействие на объект направленным потоком теплоносителя, отличающийся тем, что, в качестве теплоносителя используют поток горячего воздуха с температурой от 50 до 150°С, влажностью от 0,01 до 0,15, скоростью истечения потока от 3 до 8 м/с, и продолжительностью воздействия на объект от 1 до 3 сек.
Способ уничтожения вредителей и микроорганизмов на растения тепловой обработкой горячим воздушным потоком отличается тем что;
- тепловая обработка осуществляется сухим воздушным потоком;
- воздушная тепловая обработка не создаёт конденсата (главное отличие), а следовательно, не перегревает растение выше 45°С и листва растения не погибает;
- не ограниченно применение на растениях так как может применяться круглый год;
- уничтожение вредителей осуществляется потоком горячего воздуха, а не пара.
Указанный результат достигается тем, что уничтожение вредителей и микроорганизмов на растениях осуществляется направленным потоком теплоносителя, предусматривающим гибель насекомых и микроорганизмов с помощью горячего теплового потока, отличающийся тем, что гибель насекомых и микроорганизмов происходит от критического температурного воздействия горячего воздушного теплового потока.
В основу способа положено кратковременное высокотемпературное воздействие горчим воздушным тепловым потоком на крону, листву и плоды растений. Кратковременное температурное воздействие не повреждает растение, но мгновенно уничтожает вредителей и микроорганизмов. Активная жизнь насекомых протекает при температуре от 10 до 35°С. Верхний порог развития насекомых не превышает 40°С. Повышение температуры от точки оптимума оказывает резкое влияние на микроорганизмы. Нагревание свыше температурного максимума приводит к быстрой гибели микробов. Причиной гибели микроорганизмов при нагревании является, главным образом, свертывание белковых веществ клетки и разрушение ферментов. Опыты с листьями растений показывают, что температура в 47°С предельна. Вместе с тем анализ опытных данных показывает на большую амплитуду летальных температур для листьев у разных видов древесных растений от +45 до +80 С. Следовательно температура горячего потока воздуха и скорость обработки растения не должны нагревать листья выше температуры около 45°С.
Для определения устойчивости растений к тепловой обработке было проведено тестирование ряда растений растущих в саду и на грядке по степени устойчивости к высоким температурам. Были выявлены наиболее устойчивые из них, что очень важно для создания схем тепловой обработки. Для проведения тестирования взято по 6 свежих листьев от различных древесных пород, обернув концы черешков в мокрую вату, фольгу, а все листья помещены временно в целлофан. Если подвергнуть листья действию высокой температуры, а затем погрузить в слабый раствор соляной кислоты, то поврежденные и мертвые клетки побуреют вследствие свободного проникновения в них кислоты, которая вызовет превращение хлорофилла в феофитин (бурого цвета), тогда как неповрежденные клетки останутся зелеными. У растений, имеющих кислый клеточный сок, феофитинизация может произойти и без обработки соляной кислотой, т.к. при нарушении полупроницаемости тонопласта органические кислоты проникают из клеточного сока в цитоплазму и вытесняют магний из молекулы хлорофилла. Листья прищепками прикреплялись к верёвке и воздействовали на них горячим воздухом температурой 80°С и 150°С по 1, 2,и 3 секунды. Полученные 6 испытуемых листьев, обработанные раствором как описано выше, определили, по их цвету, допустимую температуру и скорость тепловой обработки растения.
Например, необходимо уничтожить белую тлю на томатах, определили что лист томатов выдерживает поток горячего воздуха 80°С продолжительностью 2 секунды. Настраиваем установку подачи воздуха на 80°С и обрабатываем лист сверху и снизу следя за скоростью обработки, которая не должна быть более 2 секунд.
Предлагаемый способ уничтожения вредителей может быть реализован различными вариантами установки. На фиг. 1 и 2 изображена установка, воздуходувные рукава которой имеют горизонтальное и вертикальное положения для обработки грядок и вертикальных растений.
Установка состоит из тележки 1, на которой закреплены вентилятор 2 и воздуходувные рукава 3. Воздуходувный рукав фиг. 3 выполнен из металла, в зоне выхода воздушного потока установлена металлическая сетка 5. Внутри корпуса установлены нагревательные элементы 4, управляемые с помощью термодатчика 6, установленного снаружи и поддерживающего заданную температуру воздушного потока. Для уничтожения вредителей на вертикальных растениях, например на помидорах, подвязанных к вертикальным верёвкам, установку размещают в междурядье а воздуходувные рукава закрепляют в вертикальном положении. На панели управления установки регулируют температуру и продвигают установку в междурядье со скоростью, определённой опытным путём. Воздушные потоки из воздуходувных рукавов с заданной температурой направляют на растения. Таких проходок установки вдоль растений делают не менее двух. Через два-три дня при обнаружении на растении вредителей обработку повторяют. С целью выращивания экологически чистых продуктов, особенно в теплицах, обработку растений следует проводить регулярно как минимум один раз в две недели не давая возможности вредителям размножаться.
Осенью до перекопки грядок их необходимо обработать горячим потоком температурой не ниже 200°С для уничтожения спор грибковых заболеваний и личинок вредителей.
Весной, когда устанавливаются положительные температуры, необходимо обработать кроны деревьев и кустарников тепловым потоком не нагревая стволы и ветви выше 45°С. Обработку следует проводить 3-4 раза так как насекомые в разные сроки заползают на растения и заражают их.
На фиг. 4 изображена ручная установка, позволяющая обрабатывать отдельные растения или участки растений, заселённые вредителями. Установка состоит из вентилятора 1, нагревательного элемента 2, управляемого с помощью термодатчика 3 установленного снаружи и поддерживающего заданную температуру воздушного потока. Уничтожение вредителей и микроорганизмов осуществляется тепловым потоком температурой от 50 до 150 С. (в зависимости от растения и типа вредителя), направленным на лист и крону не ближе 25-40 сантиметров продолжительностью от 1 до 3 секунды, двигая источник, теплового потока и направляя его в места скопления вредителей.
Применение тепловых потоков позволяет выращивать экологически чистые овощи и фрукты, что ведет к всеобщему оздоровлению населения, снижению заболеваемости и увеличению средней продолжительности жизни.