Підвищення врожайності тепличних культур шляхом застосування електромагнітних технологій передпосівної обробки насіння. Закономірності впливу низькоенергетичного електромагнітного поля надвисокочастотного діапазону на активацію насіннєвого матеріалу.
Аннотация к работе
Накопичений досвід у вивченні реакцій біологічних обєктів на вплив низькоенергетичного електромагнітного випромінювання показує, що інформаційна дія електромагнітного поля на метаболічні процеси в біообєктах відбувається лише при певному поєднанні його параметрів (частоти, потужності, модуляції, стабільності частоти джерел випромінювання). Однак, народногосподарська проблема підвищення врожайності культур рослинництва в закритому ґрунті повязана зі значними труднощами через відсутність як теоретичних робіт, що досліджують процеси взаємодії низькоенергетичних електромагнітних полів з насінням із урахуванням їх морфологічної будови, електрофізичних властивостей, внутрішніх електромагнітних полів, так і джерел надвисокої частоти з вихідною потужністю 4000 - 5000 МВТ та відносною нестабільністю частоти 10-6 - 10-7 . Дослідження за темою дисертаційної роботи проводилися протягом 1993 - 2008 рр. на базі Таврійського державного агротехнологічного університету відповідно до державних українських наукових програм: науково-технічної програми на 1991-1995 роки “Розвиток досліджень і використання НВЧ-енергії в АПК країни”; Постанови кабінету міністрів України від 22.06.1994 р. Для досягнення мети роботи поставлені наступні задачі: - дослідити частотний діапазон, що викликає активацію насіння тепличних культур, на основі розробки математичної моделі резонансного поглинання низькоенергетичного електромагнітного поля; провести експериментальні дослідження з впливу низькоенергетичного електромагнітного поля надвисокочастотного діапазону на насіння тепличних культур з метою уточнення технологічних параметрів, що викликають підвищення врожайності тепличних культур рослинництва.У першому розділі «Стан та напрямок вирішення проблеми активації насіння і підвищення врожайності тепличних культур» розкривається обєктивна реальність низької врожайності культур рослинництва в спорудах закритого ґрунту. Аналіз електромагнітних технологій у сільському господарстві показав, що в рослинництві екологічно чистою, ефективною та енергозберігаючою, сприяючою підвищенню врожайності тепличних культур на 40 - 50%, може бути електромагнітна технологія на основі низькоенергетичних електромагнітних полів. Попередніми дослідженнями встановлено, що при низькоенергетичному впливі електромагнітного поля на насіння бажаний біологічний ефект може бути отриманий тільки при оптимальному поєднанні його технологічних параметрів (частоти, потужності, експозиції, модуляції). На основі проведеного аналізу, зроблено висновок про те, що застосування низькоенергетичного електромагнітного поля для підвищення врожайності рослин повязане з найменшими витратами енергії, у порівнянні з іншими методами, при найвищому впливі на інформаційні процеси в насінні і рослинах, оскільки основою життя є обмін речовин, енергії та інформації. Для визначення резонансних частот генератора на ЛПД було отримано рівняння: Зміна вихідної потужності генератора на ЛПД у діапазоні частот 36 - 39 ГГЦ для різних розмірів диска було отримано з виразу: Чисельний аналіз отриманих результатів показав, що зі збільшенням висоти радіальної лінії (h) частота генерації зменшується, а зменшення діаметра диска приводить до збільшення частоти генерації.На основі математичної моделі отримано закономірності резонансного поглинання електромагнітного поля в насінні тепличних культур, які дозволяють визначати його частотний діапазон, що забезпечує активацію насіння. На підставі теоретичних досліджень з впливу низькоенергетичних електромагнітних полів на мембранний транспорт речовин в рослинах, отримано залежності зміни іонного струму в клітинах насіння, що дозволяють визначати щільність потоку потужності та експозицію діючого електромагнітного поля. Для тепличних культур щільність потоку потужності складає 10 - 15 МКВТ/см2, експозиція - 10 - 15 хв. Запропоновано, для розроблення генератора на лавинопролітних діодах з вихідною потужністю 4 - 5 Вт в діапазоні частот 36 - 39 ГГЦ, використовувати радіально - хвилеводний резонатор з параметрами: радіальна висота лінії h = 0,4 мм; відношення діаметра диска до ширини хвилеводу .