Результаты обоснования эффективных параметров ВЧ- и СВЧ-обработки семян пшеницы и ячменя

27. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование структуры АПК. Вестник КрасГАУ, 2000. № 5. С. 1.

28. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование. Учеб. пособие для студентов вузов по агроинженер. специальностям. М-во сел. хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2004.

29. Энерготехнологическое оборудование тепличных хозяйств. Цугленок Н.В., Долгих П.П., Кунгс Ян.А. Учебное пособие для вузов / КрасГАУ. Красноярск, 2001.

30. Эколого-энергетические и медико-биологические свойства топинамбура. Аникиенко Т.И., Цугленок Н.В. М-во сельского хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2008.

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБОСНОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЧ- И СВЧ-ОБРАБОТКИ СЕМЯН ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ Цугленок Н.В.

Цугленок Николай Васильевич - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, вице-президент,

научный руководитель, Восточно-Сибирская ассоциация биотехнологических

кластеров, г. Красноярск

Аннотация: в статье приводятся результаты обоснования эффективных параметров ВЧ- и СВЧ-обработки семян пшеницы и ячменя. Опыты по определению режимов предпосевной ВЧ-обработки семян пшеницы закладывались совместно с отделом вирусных и микоплазменных болезней ВИЗРа по методике активного планирования (план Хартли). Испытывались сорта Ленинградка и Московская, зараженные фузариозом. Результаты испытаний по ВЧ-обеззараживанию семян зерновых культур от естественной фузариозной инфекции (табл. 5.4) показали, что урожайность семян пшеницы увеличивается в сравнении с контрольными вариантами (без обработки и обработанного

фунгицидами) до 23% при полном снижении заболевания семян фузариозной инфекцией. При обработке семян ячменя сорта Тирас энергией ВЧ-полей также отмечается снижение зараженности гельминтоспориозом в 3 раза по сравнению с контролем обработкой ядохимикатами без снижения посевных качеств семян.

Ключевые слова: ВЧ- и СВЧ-обработки семян, пшеница, ячмень, план Хартли, сорта Ленинградка и Московская, фузариоз, сорт Тирас, гельминтоспориоз.

Разработанная нами биоэнергетическая теория и концепция формирование и развитие структуры АПК, ее информационного обеспечения и устойчивого развития растениеводства позволяет в любой зоне сформировать экономически эффективный ВЧ и СВЧ комплекс производства семян с/х культур [7; 12; 22; 25; 26].

Нами предложены для использования в различных огроэкологических зонах более совершенные с/х культуры со своими технологиями возделывания с более высоким биоэнергетическом КПД по отношению к используемым растениям. Энергетически правильное эколого-географическое размещение в конкретных зонах и конкретных административных территориях позволит резко повысить продуктивность растениеводства и улучшить социальное положение сельских жителей. В качестве примера приводятся некоторые работы по испытанию новых культур и технологий в различных агроэкологических зонах [2; 4; 11; 17; 20; 30].

Разработанная теория энерготехнологического прогнозирования структуры технологических приемов в АПК, позволяет подобрать из них самые энергоэффективные для любых агроэкологических зональных условий и снизить себестоимость производства семян [27;28].

Результаты наших исследований доказали, что для подготовки семян к посеву наиболее преемлемы более энергетически совершенные технологии ВЧ и СВЧ обработки и обеззараживания семян от вирусных, грибных и

бактериальных инфекций, исключающие применение ядохимикатов [1; 6; 8; 10; 13; 14; 18; 19; 21; 23; 24].

Разработанные эффективные технологии сушки и обеззараживания семян и продуктов питания ИК-лучами и ВЧ и СВЧ энергией позволяют получать экологически чистые семена и продовольствие [3; 5; 8; 10].

Разработка автоматизированных систем искуственного освещения, облучения и обогрева теплиц терморезисторами используется для выращивания первичного селекционного материала обработанного ВЧ и СВЧ энергией, позволяет получить 3 урожая семян и значительно увеличить коэффициент размножения селекционных коллекций в Сибирских условиях [9; 15; 16; 29].

В работе [28] более подробно изложен анализ существующих разработанных способов и методов применяемых и предлагаемых для увеличения урожайности с/х культур. Краткий обзор предложенный в данной работе указывает на большое кольчество работ в первом звене агроприемов подготовки семян к посеву в том числе и наших [1; 6; 8; 10; 13; 14; 18; 19; 21; 23; 24].

Опыты по определению режимов предпосевной ВЧ-обработки семян пшеницы закладывались совместно с отделом вирусных и микоплазменных болезней ВИЗРа по методике активного планирования (план Хартли). Испытывались сорта Ленинградка и Московская, зараженные фузариозом.

Изучаемые (входные) параметры (обработки) приведенные в таблице 1:

Х1 - время обработки (экспозиция), с;

Х2 - входное напряжение (или уд. мощность), Вт/дм ;

Х3 - время увлажнения, мин.

Таблица 1. Исходные данные для планирования эксперимента

Характеристика плана Экспозиция, с Х1 Удельная мощность, Вт/дм3 Х2 Время увлажнения, мин Х3

Основной уровень Х0 20 670 100

Шаг варьирования 10 240 80

Верхний уровень Х(+) 30 910 180

Нижний уровень Х(-) 10 430 20

Опыт состоял из 11 вариантов по плану Хартли и 12-го

3 1

контроля. После реализации матрицы плана Хартли 2 - на экспериментальной установке ВЧД 2-2,5/81 получены результаты, приведенные в таблице 2.

Таблица 2. Влияние предпосевной ВЧ-обработки на посевные качества, урожайность и зараженность семян пшеницы

сорта Московская

Зфянти зю Прщжешой »«и) с«мн ГСзлоа кшкту * Мксахра; !рш. г Поспим яадн :гчр »жл >ра*м

Л*5орат юаисту % Бмоп ярсросшж, % Зчакнжстц * ¡а5орг кхоясп. ч бсаот прсрсчм Ч зримсо. к

Кипром $9 42 16 66 60,9 90,5 23 п :

1 69 57,5 0 70 60,0 98,5 18 15

¡5 16 42,0 25 ' 66 53,6 80 49,7 ¡0

[Г 82 54,0 1 58 = 68,8 97 22 8

Г" 47 45,0 |1_ зо ;4б; 98 224 11

[5_ и82 ¿6,0 0 57 77,7 99 щ 7

6 52 44,0 0 49 52,4 60 у 10

7 76 33,0 48 61,8 98 23Д5 8

46 42,0 [с 29 54,0 98 20 8

¡с 82 41,0 0 52 62,8 94 23.2 8

10 69 47,0 2 46 60,0 94 22 10

|и 65 62,0 47 75,2 94 28,7 10

После математической обработки результатов опыта получены уравнения регрессии по основным выходным параметрам.

по температуре

у=38,4+6,5х1+9,2х2+2,5 +5,5x1x2-3,8x1x3+2,8x2x3;

по зараженности

2 2

у=85,2+27х1-8,6х2-19,6 Х -3,6 х2 +22,1 Х +18,2х1х3-24,8х2х3;

по урожайности

2 2 2

у=60,5-4,6х1+5,9х2+11,4 Х -11,1 х2 -8,5 Х -13,6х!х2+2,2х!х3-

1,6х2х3.

По полученным уравнениям построены поверхности отклика, показывающие зависимость результативного признака от параметра высокочастотной обработки.

Зависимость изменения температуры нагрева семян пшеницы, зараженной фузариозом, от параметров ВЧ-обработки показала, что с увеличением удельной мощности Вт/дм и времени обработки семян т температура нагрева семян увеличивается прямо пропорционально вышеуказанным параметрам.

Зависимость изменения зараженности пшеницы от параметров ВЧ-обработки показывает, что минимальная зараженность наблюдается при времени обработки т =15 с и удельной мощности Руд=910 Вт/дм .

Урожайность семян на вышеуказанном режиме на 18% выше контроля. Это позволяет сделать вывод о перспективе использования данных режимов в целях обеззараживания семян зерновых культур.

Результаты испытаний по ВЧ-обеззараживанию семян зерновых культур от естественной фузариозной инфекции показали, что урожайность семян пшеницы увеличивается в сравнении с контрольными вариантами (без обработки и обработанного фунгицидами) до 23% при полном снижении заболевания семян фузариозной инфекцией.

При обработке семян ячменя сорта Тирас энергией ВЧ-полей также отмечается снижение зараженности гельминтоспориозом в 3 раза по сравнению с контролем без снижения посевных качеств семян.

Список литературы

1. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на энергию прорастания и всхожесть семян томата. Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 21.

2. Высокоэнергетическая кормовая культура топинамбур в кормопроизводстве Красноярского края. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Аникиенко Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2007. № 4. С. 127-130.

3. Влияние импульсной инфракрасной сушки на сохранность активно действующих веществ. Алтухов И.В., Цугленок Н.В., Очиров В.Д. Вестник Ставрополья, 2015. № 1 (17). С. 7-10.

4. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем. Лапко А.В., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И. Ответственный редактор: д.т.н., профессор А.В. Медведев. Новосибирск, 1999.

5. Использование СВЧ энергии при разработке технологии диетических сортов хлеба. Цугленок Н.В., Юсупова Г.Г., Цугленок Г.И., Коман О.А. Ж. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004. №2 2. С. 16-17.

6. Исследование температурных полей при предпосевной обработке семян масленичных культур ЗМПСВЧ. Бастрон А.В., Исаев А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2011. № 2-1. С. 4-8.

7. Концепция информатизации аграрной науки Сибири. Гончаров П.Л., Курцев И.В., Донченко А.С., Кашеваров Н.И., Чепурин Г.И. и др. СО РАСХН; отв. за выпуск А.Ф. Алейников, А.И. Оберемченко. Новосибирск, 2003.

8. Комплексная система обеззараживания зерна и продуктов его переработки. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.

9. Лабораторный практикум и курсовое проектирование по освещению и облучению. Долгих П.П., Кунгс Ян.А.,

Цугленок Н.В. Учебное пособие для студентов, М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. / Красноярск, 2002.

10. Методы и математические модели процесса обеззараживания продовольственного зерна. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. Учеб. пособие для студентов вузов. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.

11. Мелкоплодные яблоки Сибири в функциональном питании. Типсина Н.Н., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2009. № 1 (28). С. 152-155.

12. Оценка влияния оптимальных показателей работы машинно-тракторных агрегатов на энергозатраты технологического процесса. Цугленок Н.В., Журавлев С.Ю. Вестник КрасГАУ, 2010. № 10 (49). С. 146-152.

13. Обеззараживание и подготовка семян к посеву. Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 1984. № 4. С. 4.

14. Обеззараживающее действие электромагнитного поля высокой частоты на семена томата. Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 33.

15. Резисторы из композитов в системах энергообеспечения агропромышленных комплексов. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. Вестникhttps://elibrary.ru/contents.asp?id=33182180 КрасГАУ, 2006. № 6. С. 314-319.

16. Резисторы в схемах электротеплоснабжения. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. КрасГАУ. Красноярск, 2008 (2-е издание, переработанное и дополненное).

17. Состояние социально-трудовой сферы села и предложения по еерегулированию. Ежегодный Доклад по результатам мониторинга 2006 г. / Ответственные за подготовку Доклада: Д.И. Торопов, И.Г. Ушачев, Л.В. Богдаренко. Москва, 2007. Том Выпуск 8.

18. Способ обработки семян и устройство для его осуществления. Цугленок Н.В., Шахматов С.Н., Цугленок Г.И. Патент на изобретение RUS 2051552 22.04.1992.

19. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Халанская А.П. М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2003.

20. Технология и технические средства производства экологически безопасных кормов. Цугленок Н.В., Матюшев В.В. М-во сел. хоз-ва РФ, Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005.

21. Технология и технические средства обеззараживания семян энергией СВЧ-поля. Бастрон А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2007. № 1. С. 268-271.

22. Цугленок Н.В. Формирование и развитие технологических комплексов растениеводства. Вестник КрасГАУ, 1997. № 2. С. 1.

23. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Авт-т дис..докт. техн. наук / КрасГАУ. Барнаул, 2000.

24. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Диссерт. на соискание док-ра техн. наук / Красноярск, 2000.

25. Цугленок Н.В. Концепция устойчивого развития АПК Красноярского края. Вестник КрасГАУ, 1996. № 1. С. 1.

26. Цугленок Н.В. Биоэнергетическая концепция формирования технологических комплексов АПК. Вестник КрасГАУ, 1998. № 3. С. 9.

27. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование структуры АПК. Вестник КрасГАУ, 2000. № 5. С. 1.

28. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование. Учеб. пособие для студентов вузов по агроинженер. специальностям. М-во сел. хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2004.

29. Энерготехнологическое оборудование тепличных хозяйств. Цугленок Н.В., Долгих П.П., Кунгс Ян.А. Учебное пособие для вузов / КрасГАУ. Красноярск, 2001.

30. Эколого-энергетические и медико-биологические свойства топинамбура. Аникиенко Т.И., Цугленок Н.В. М-во сельского хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2008.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕХАНИЗМА ВЫВОДА СЕМЯН ИЗ СОСТОЯНИЯ ПОКОЯ

Цугленок Н.В.

Цугленок Николай Васильевич - член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, вице-президент, научный руководитель, Восточно-Сибирская ассоциация биотехнологических

кластеров, г. Красноярск

Аннотация: в статье приведены сведения по результатам исследований механизма вывода семян из состояния покоя. Раскрытие данного явления позволяет сделать вывод о том, что, очевидно, любой вид физического воздействия (практике известно около 300 видов), характеризующийся энергетическим потоком Еа, запускает механизм перераспределения влаги между белковыми и углеводными молекулами и выводит семена из состояния покоя в течение определенного периода времени. При обработке семян к посеву с использованием ВЧ- и СВЧ-энергии оптимальный срок периода «обработка - посев» для овощных 2 - 5 дней, для зерновых -20 - 23 дня, что хорошо совпадает с примерами по использованию различных физических методов. дополнительно изучалось влияние модельной засухи на молодых растениях, выращенных из семян, обработанных в ЭМПВЧ, влияние температуры обработки ТВЧ зерна на энергию прорастания и всхожесть семян при увлажнении раствором сахарозы (осмотическое давление - 15 бар). Обнаружено максимальное увеличение энергии прорастания и всхожести по сравнению с контрольными образцами при температурах обработки ТВЧ в диапазоне температур t =35 ± 3 оС и 53 ± 4 оС (рис. 5.3, 5.4, 5.5). При этих условиях