автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Интенсификация получения биомассы в гидропонном производстве путем воздействия электрическим полем коронного разряда на прорастающие семена

На правах рукописи

Р Г 5 ОД

1 3 МАЙ 1996

БАСАРЫГИНА

Елена Михайловна -

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ В ГИДРОПОННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ПУТЕМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ КОРОШЮГО РАЗРЯДА ИА ПРОРАСТАЮЩИЕ СШИ1А

Специальность 05.20.02. - электрификация сельскохозяйственного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диоеерт8Цяи,Н8 соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 1996

Работа выполнена - в " Чешбииокои '' . Гооударотвенном аграинаенерисм университете.

Научный руководитель - доктор технической ыаук, профеооор

Каменнр 8.1.

(Цнцважькые ошюнавты - доктор технических наук, профеооор

Возни«ов А.Г. - кандидат биологических наук, Кушшрзнко И.Ю.

Вйд/цая оргшиамам - Уральокий филиал ВИЭСХ (г.Челябинок)

Увздата ооотсатоя ■ ЦЦ?НЙ 199 6 г. в /О часов

Л;, ^аспдвшш диосертиципикого совета Д. 120.46.02 Чвлябинокого государственного сгровджаперного университета.

С дюсертациеА ысжно озшысоштьоя в библиотека ушюврситета. стана на автореферат в дат гаимшпир*» проагш исправить по адресу! 4Ь4060. г.Чаллбвнок-вО, Ер.вм.В.&к2ешша> 75, ЧГАУ.

¿вторвОД»* р«аоо*аа ' * МОЯ 199 £> г.

Ученн2 секретарь

дяоовртшрюнвсго совета, ^ ^ ^ ..—

кьнднда* технически .едук,.,.., ' ^

профессор Л.А.Сышш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В зонах о нарушенными экологическими условиями, в частности, Восточно-Уральского радиоактивного следа, получение вкологичеоки чистого корма для животных о привлечением почвенных реоурсов весьма не просто. При гидропонном производство биомассы появляется возмозщость не задействовать естествешше ресурсы почвы. Однако получение гидропонного зеленого корма сопряжено со значительными затратами. В связи с втим разработка средств интенсификации производства биомассы на гадропонной основе является актуальной задачей. В этом плане представляется целесообразным активирование прорастания семян, поскольку реализация семенами своих потенциальных возможностей требует ускорения и одновременности иг прорастания особенно на начальном етапе. Одним из таких путей мойет быть использование электрического поля коронного разряда (ПКР) для воздействия на прорастающие семена.

Ныне установлено, что в определенных режимах воздействие но воздушо-сухие семена ПКР приводит к активированию их низнедеятельности. Вместе о тем, возможности нспользовашм ПКР для воздействия на прорастающие семена не определены.

Настоящая работа посвящена вопросам интенсификации получения биомассы в гидропонной технологии за счет воздействия ПКР на прорастающие семена.

Исследования проводились в соответствии с Республиканской Программой 6.6.3. "Повыиение эффективности сельскохозяйственного производства за счет внедрения интенсивных технических средств в растениеводство в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа" на 1991...1995 гг. и планом КИР ЧГАУ на 1991...1935 гг.

Цель работы - обоснование условий для аффективного применения электрического поля коронного разряда з технологии гидропонного выращивания зеленого корма.

Задачи исследований вплетали:

1. Изучение влияния поля коронного разряда на прораетащио семена.

2. Получение электрической схемы замещения прорастающего

семени с учетом морфологии я функция элементов.

9 '

- 2 - __ "Э. Обоснование режимов воздействия поля коронного разряда ' и параметров устройства для влсктрообработки прорастания семян в ^ Гидропонной технологии.

4- Разработку устройства для влектрообработки прорастающих семян.

5. Разработку технологической схемы, вклющаюцей влектрообработку в производство гидропонного зеленого корма, и оценку технико-вкономических показателей.

Объект исследования. Электронно-ионная технология обработки полей коронного разряда сешш пшеницы сорта "Ершовская" и "Саратовокая-55" в гидропонной производстве зеленого корма.

Предмет исследования. Установление закономерностей изменения выхода биомассы при различных режимах и способах

влектроактивярования семян в гидропонной технологии выращивания зеленого корна.

Научная новизна. В работе впервые предложено использовать активирующее воздействие на семена, находящиеся не в предпосевном : воздушно-сухой состоянии, а в определенной стадии прорастания.

Применительно к прорастающим семенам предложена поэтапная, двухфазная влектрообработка в виде последовательного прохождения потоком семян сначала влектростатического поля, а затем поля коронного разряда.

Разработано устройство для реализации двухфазной аяектрообработки прорастающих семян и обоснованы режимы ее функционирования в технологической схеме гидропонного производства зеленого корма.

Предложена методика оценки влияния режимов влектроактивирования к? прирост массы зеленого корма, построена влектричеокая схема замещения прорастающего семени пшеницы, иг.^чена кинетика водопоглощения семенами, получена математическая модель зарядки и разрядки слоя семян на .влектросемяобрабатывапцей нагане транспортерного типа, оняты вольт-амперные характеристики новой системы влектродов.

Практическая ценность работы состоит в расширении объема технологических средств повышения выхода массы гидропонного зеленого корма, что при сохранении биологического Качества растительной масон служит резервом Для решения задач общей

- 3 - .

проблеш кормопроизводства в районах с наругеншзп отпогпчесзпзп условиями.

Внедрение. Разработанное устройство дет аязтаврспаЕПЕ прорастания семян электрическим полей пря вырз^тзниа гидропонного зеленого корма принято к внедрении Департамента« сельского хозяйтства Челябинской области. Расчетный гсдкзо! экономический эффект от внедрения составляет 30 шн.руб. (з иенах 1996 г.).

Апробация работы. Основные полозешш работа обсуздаг^сь на екегодных научных конференциях в ЧГДУ (Челябинск, 1550...1995 гг.).

Публикации. Па результатам исследований опубликовано 7 работ.

Структура п объеи дкссератция. Диссертация сосхс:гг ¿з введения, б глав, заключения, списка литератур*! наиыенований, из них // па иностранных языках) и прымаетпет. Содержанио работы излоаено на Ш& страницах мггпнсшснпгэ текста, включает 43 рисунков, таблиц п 8 прзгаггазшй.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

В первой главе проведен анализ состояния вопроса, гагсрпй показал, что существуй? физические, гигпчекпгэ, ^ззползхтгаспие и др. методы активирования прорастания семян. В рабйтах А.Ц.Бзссва, Н.Ф.Батыпша, А.П.Блонской, И.Ф.ЕЬродрна, ®.й.Кзекеез, Э.А.Каменира, Ш.Г.Керкацзе, А.Н.Ьйрснсвсй, В.ПЛ.'т-унзо, Е.О.НеХвопа, L.H.Stetsona^ В.А.Окуховсй, С.И.УЬзггзсй, З.Ы.Хасановой, В.Н.Шигеля к многих других показала Еф^екпгнносггь п закономерность использования влектрическзх пзггй активирования прорастания сеияп. 11.А.Шшгге1п», И.бЛйпхз, В.А.Чумаченко установили, что для активирования прерзстаяиа сс«гяа могут быть использованы . ультрафголетсвыэ а ^раграепе оптические излучения. Установки, основанные на применения сага коронного разряда и ультргфголатового излучения прс^зт исетпязя на МКС, получили полсгятельну» оценку, вглачени п систему иггин. п имеют утвержденные агротехнические требования. Ешсте о ген, прз воздействии поля коронного разряда п поетсяшшм вгеЕтрзчесзга полем эффект достигается пра напменьсзх по срзвкгнпэ о другая

о

воздействиями Бнергетичесгашз затратами.

Во агорой глава представлено теоретическое обоснование условий дая вф^ектаакого использования електроактпвирования в гидропонной «технология.- В биологической системе воздействие воспрашагаотся клепками-рецепторами, которые вволюционно специализировалась в боещзвтш различных факторов, сохраняя при ©тем обгщость строения, гшгазм п функциональные особенности.

Пусть в организме есть п рецепеторов одной группы, вероятность срабатывания котоцих от одного ©В Р , и К рецепторов другой группы,о вероятЕостьв срабатывания Ра- При отом Р1п -доля рецепторов 1 группа, срабатьЕгах от ФВ^ Р„Н - доля рецепторов 2 грутшя, сриёотзяпш сг С'3„. Соответственно, (1-Р1)п - дма-рецепторов 1 группа, ш> cp25c7SEir.tr ст СВ , а (1-Р2)Н -х.зцепторев 2 группа, ио срибстылзх от СЗа. Ра(1-Р1)п - деля ргцелте,ров 1 пв ср2бет&сгзк от СО , по сработеззих от

е31: ^(1-Р )Н - доля рецепторов 2 гр^пха, из сработавши: от С8„, г.-. —-т.—; -я V-".., ко срабставвп: от СВ.. Тогда доля ре^глторов, сработавши на СВ4 ;г СЗ сшсаваетея 'сирааенлеи: Р. 4р (1-Р )П4-Р !14-р (1-Р )Н

75 - '" ' Л *_~

Яра г.-Н о:ю арягаизст пад:

_?,+Ря(1-Р4)»Ра-.Р1(1-Гг:)

(1)

1,а -2- ' (2)

£сш 1Г=0 ша 11=0 получаем

Р.Н+Р (1-Р )Н

р -2™-2—=р +р -р р . (3)

1,эII ; 1 "а 1г * '

Стсйдэ следует, что вероятность получения положительного вйекта от кшбпкиръвшшых. воздействий всегда вша, чем от ' одного, по меньсэ суша двух.

Среда многообразных явлений, происходящих в семенах в период прорастания кливт место потоки сецеств,1 которые осуществляются на оргашэмеяжц уревпе. Распад вещества приводят к возникновению електрзгаесках теглв внутри слеиеитон семени, т.о. г.ак бы включает внутренние влоктричесаие > стгл^гл ондосперыа к зародыша.

Уирчшгап«: меэду , елиментамп; семенич

- ■ - - >

•сеунумгв^четея вдтксм. С учетом вышеизложенного построена : ; ' электрическая схема зеиецзшхр всего семени с

внутренними источниками энергии (рис.1).

Прорастание семян начинается о процесса набухания, который продолжается приблизительно 7...10 часов. Об этом можно судить по кривой оводнения (рис.2), которая достаточно хоросо описывается известной математической моделью процессов о "насыщением"

^ггг^г^л «« .

т0+[М-т0 ]

где га0 и М - начальная и конечная масса набухающего семени; 4 -время набухания;. Ц - постоянный коэффициент. Оводнениа саканчивается так называемым лаг-периодом, а следующий этап прироста массы семени начинается о момента проклевывания. Интенсивность увеличения биомассы в этот период может быть охарактеризован кривой экспоненциального роста длины проростка (рис.3):

1-100" 0 , (5)

где 1 и 1 - длина проростка в ксмен? времени, соответственно, 1 п 10; Р - покззатзль интенсивности прироста.

Из представленные двух кргвых (4) и (5),' соотвествувщаг отдельным этапам развитая прорастаЕцего семеня, мокея быть составлена общая гипотетическая кривая роста биомассы, о помощью которой представляется удаб:ат провесога сравнение типовой и предлагаемой охе« гидропонной технолога (рис.4). Операция активирования семки о типовой технологической схеме если ц предусматривается, то с качестве подготовительной. В предлагаемой технологической схеме операция електроактивирова-шгя предусматривается во время лар-периода.

При выборе рекашсв к способа електрообработки семя» соблюдалось требование, согласна которому предельные дозы олектрофгаического воздейстЕ:ш дол^п! не превшать значений, опробпровашшг в предзеству^ц^Е псследованияг. Более того, для семяп, вступпБЕкг и стадии прорастангя и тем самам частично активированных (праймпЕгем, согласно технологической схеме), экологически оправданным будет поиск всзмоаноста ури» смягчешм региыоа влоктрозарядкя и разрядки сеаяя. С этой целью ышо предлояррь в качессвэ прэдззрзтольпой (адаптационной) фаги обработку толы» в электростатическом пола, а в качества второй

(завершающей) фазы проводить обработку полей коронного разряда.

Для осуществления такого двухфазного цикла влектрообработки прорастающих сеиян предлагается электродная система, схеиа которой приведена на рио.5а и 56. В данной влекщ^ной систеие к олегстрооеияобрабатываицей машине транспортерного„использован ряд универсальных влементов известных конструкций и, в частности, коронирущий электрод в виде сетки с совокупностью игл, диэлектрический барьер для ионов, возможность использования как верхней, так и нианей ветвей транспортерной ленты и т.д. Отличительной особенностью рассматриваемой электродной системы является пригодность для проведения раздельной обработки прорастающих семян в начале электростатическим полем, а затем яолчм коронного разряда.Это обеспечивается соответствующая схемой и ^„соединения влектродов к источнику питания, располокешгем игл только о той стороны электрода, где должен происходить корошшй разряд, возможностью изменения расстояния мевду электродами и т.д.

По !2вс;ил электрическим свойствам семена относят к плохим диэлектрикам или к плохим проводникам, то есть скорее всего к полупроводникам. Электропроводимость семян в значительной степени возрастает с повышением влажности," что.имеет прямое отношение к семенам, вступившим в фазу прорастания. Исходя из етого можно выдвинуть предположение, что для таких семян превалирующее значение приобретают електродинамичеокив (мшсротоковые) процессы по сравнению с ролью электростатического заряда воздушно-сухих семян.

Повышенийя влектропроводнооть прорастающих семян, как объемная, так и поверхностная, способствуют ускорению електризациошюй проработки той массы оемян, которая поступает в технологическую зону зарядки, и тем самым открывает возможность олзктрйобработки потока оемян в виде слоя определенной толщины. Рассмотрим мгновенное положение слоя семян на движущейся транспортерной ленте в момент прохождения поля коронного разряда (рио.ёв). Из-за большой толщины слоя будут различными условия электризации семян, расположенных на разной выооте от осадительного влектрода. Семена > самого нижнего ело», контактирующего с ооадительным влектродом, находятся в условиях,

наиболее благощшшшх дня не индукционной ш - контактной зарядки. В то *е самое время на во-лшй поверхности семенного слоя будут наиболее благоприятными условия для зарядка осаждением ионов, поступающих от корочирувдего влектрода. Расширение отмеченных зон электризация ¿¿дет происходить а определеншаа: скоростями V, и У,, а их суша будет скоростью сквозной

1 3

электризации слоя в некотором поперечной его сечении, находящейся на определенном расстоянии 1вг от входного сечения технологического канала электрообработки (ряо.5в). Услогзэ обеспечения сквозной влектризации по всему поперечному сечегат слоя имеет вид

где Н - тшлщша слоя сешт; - скорость движения

транспортерной ленты; 70 - скорость распространения зон влектризации (V =7 +У,).

о 1 3

Для зона сквозной электризации слоя ыоает быть записано уравнение неразрывности полного тока короны в дифференциальной форма

, 7сл , ,1

О Ш! О СЛ

где Е4 - напряженность поля внутри слоя семян; усл и -

эквивалентные электропроводность и диэлектрическая проницательность слоя семян; 3 - плотность* тога; с0 электрическая постоянная. Репапие данного уравнения при ряде допущений позволяет получить распределение напряженности поля по ■толщине слоя:

где "I - вертикальная ось в поперечном се чеши слоя семян; ?ол -время, потребное для того, чтобы толщина слоя достигла значения Н; г - постоянная разрядки.

Анализируя выражение (8), могено прзйти к заключении, что переход на обработку слоя определенной толщины вместо обработка ыояоелоя семян представляется солее прпеилимым для прорзстзвЕцот оемян по сравнешш с ааадуино-еулша семенаю!.

- а -

В заключении заметим, что в vex случаях, когда будет нарушено. условие сквозной электризации слоя в нем появится «гехвовоягаеская застойная зона", которая будет эквивалентна чоевлшшю слоя диэлектрика. Падение напряжения на этой прослойке ^¡иявигса и взде дсдсишнтеяьйого запирания короны, что отразитоя на ¿е асльт-ампераой харакетдсгике.

В третьей главе приьедеян программа и методика исследований. Лх^гргаигай експвриманталышх исследований предусматривалось шредаяаше: влияния шш коронного разряда, прайминга и теплоты es яоглсщеяив и отдачу влаги семенами; влияние поля Kcjxsmaro разрада - на концентрацию свободных радикалов в здиев&х; влияние шш коронного разряда, ультрафиолетового изз'лчгвш a цряйминга на получение биомассы.

рампа вкслеримантов включала создание лабораторных уотанйвок и разработку методик аксперименталышх исследований.

В вшшерииеотах' исссш.зовались два вида прайминга: с аоверхновишм и полным падсуышаЕиеы семян. Семена проращивали в рулоны в термостате.. ;

Ыитодшса предусматривала проведение различных й1:сперслмкнталыш1 исследований, основные из которых могут быть представлены схематично в следующей виде (табл.1). Ыногофакторные шишершедам проводились ш методике активного планирования.

3 нетверд«й главе представлены результаты определения лгтмрдтия врдолю рехиш семян после обработки физическими ваадейстшшш. Анализ их позволяет заключить, что под влиянием поля, асорашого разряда и пшш коронного разряда в сочетании . с iipsdbmmau при ¿зэлшм высушивании может быть достигнуто как хлагращаниа, так в увеличение длительности скрытого периода дрцрасжэшя, .£ьхахщу1юся отавой 'технологического латентного лерасда. Сразу пиош воздействия и в течение максимальной "л.хиах'гелшоя реакции семян на воздействие имело место ускорение лашегмав оЗкена, a ti течение собственно латентного периода -ушеташе виутреньаж процессов. При использовании поля коронного раз рада в оочвгаааа о сраймиагоы, оводаеша семян проходило в меньшие ср^ки, чем ври воздействии только полем коронного разряда.

Таблица 1.

Схеиэ ЭКСПвр'ОЛвНТОВ

Виды и параметры воздействий

N Электри- уф-излу- Прайминг Технологический латентный Период Оценочные показатели

п/п ческое чение дли-

поле 1-а Вт/м 1,0 вид тель-

и.кВ • ность, ч

Однофакторные эксперименты

1 45 45 2,5 2^,5 поверхн. подсушивание полное подсушивание 7 7 0...15 биомасса, длина проростков, посевные качества, влагопоглощ.

2 45 2,5 поверхн. подсуси-вание 24____ ... 164 0 биомасса, длина проростков

3 45 1,5. ..3* 0...20 биомасса, длина проростков, посев.кач-ва, влагоотдача

4 375 60 поверхн. подсушивание 24 0 биомасса, длина проростков, посев.кач-ва

Иногофакторные эксперименты**

1 45 2..3 поверхн. подсуш-вакие 0,5... ..13,5 0 биомасса, длина проростков, посев.кач-ва

2 45 2..3 0,2..0,56 биомасса, длина проростков, посев.кач-ва

3 4 5 60 80 100 30. .90 30. .90 30. .90 0. ..14 0...14 0...14 биомасса, длина проростков, посевные качества, влагоотдача

* , \

Воздействие через 4 часа, 3, 12 и 20 дней ?

I ■ V • • . \

Для хтогофакторных экспериментов 1ОТ 3..5 вместо ультрефюле- •

тового воздействия в ооответсвуицих графах' указаны параметры ! теплового воздействия: температура, °С и время воздействия, мин.

Влагоотдача проростками семян претерпевает изменения под влиянием теплоты (60°, 80° и 100°С) и воздействия полем коронного разряда. В подавляющей большинстве случаев имело место уменьшение интенсивности отдачи влаги проростками, что можно объяснить более ранним наступлением фазы связывания воды в физиолошчеокон процессе. При тепловом воздействии не наблюдалось соответствие наибольшей получаемой биомассы, посевных качеств семян максимально интенсивной отдаче влаги.

Таким образом, под влиянием коля коронного разряд» и праймиш<а происходит изменение водного режима семян. Следовательно, под водному режиму семян можно определять биотропные параметры воздействий.

В пятой главе дан анализ результатов исследования влияния ¡л-гишчн^ воздействий на получзние биомассы. Псчучешше дня рааши воздействий уравнения регрессии адекватно • счесывают процесс и значимы на уровне Р=0,05. 7 ;

Для электрообработки совместно с прайшшгом с поверхностно! подсушиванием уравнение имеет вид:

У=20,63-3,4бХ*-2,51Х* , (10)

где У - биомаоса; X , Ха - время воздействия и период времени между замачиванием и алектровоздейотвием соотвественно.

При совместном использовании поля коронного разряда и прайшшга с полным высушиванием получепи е биомассы изменялось о увеличением промежутка времени меаду воздействием и .началом проращивания семян (рис.6). Активирование жизнедеятельности семян наблюдалось в случае, когда прайшшг проводился до влектровоздействия. . Если воздействие полем коронного разряда предшествовало праймингу, то в подавляющем большинстве случаев в рассмотренном времени интервале внутренние процессы шхгабировались. Комбинированное воздействие, включающее сначала црейяюг о полнш высушиванием, а затем воздействие полем кодового разряда, дает возможность увеличения получаемой биомассы на 5...25$, ТЛП составляет Т5 дней.

Получаемая биомаооа . при двухразовой обработке полем коронного разряда воздушно-сухих' семян зависит от промежутка времени между первым и вторым воздействием, и вторым воздействием и началом прорастания семян. Увеличение получаемой биомассы по

о

сравнению с контрольным вариантом возможно до 10£. Наибольшее получение биомаосы при двухразовом воздействии достигается при промежутке мевду воздействиями 20 дней, когда семя, как биологическая система, возвращается в устойчивую ферму после первого воздействия. '

При тепловом воздействии на семена также возможно увеличение получаемой биомаосы и посевных качеств семян до 10£. Отклик семян в этом случае зависит от температуры и времени воздействия, а также сроком менаду воздействием и началом проращивания семян.

Результаты исследований свидетельствуют об активирующем влиянии ультрафиолетового излучения интенсивностью 375 Вт/ма на прорастающие-семена •• и ингибирунцем на воздушно-сухие семена. Биомасса, получаемая от предварительно прореченных семян оказалась больше, чем от воздушно-сухих семян о 4- по 7 дни. Превышение над контролем предварительно пророщекных семян било до \Ъ% виже, чем у воздушно-сухих семян.

Из сравнительного анализа экспериментальных данных видно, что получение наибольшей биомассы и лучших посевных качеств семян достигается при олектрообработки прорастакщих сбмян(^о ЬоЬ) ■

Полученные результаты легли в основу разработки технологии и устройства для влектрообработни прорастающих семян.

В шестой главе представлена предлагаемая технологическая схема, включающая операцию електроактивирования в производственный цикл вращивания биомассы. Последовательность проведения операций следующая: поступления и хранения семян; подготовка семян; предварительное проращивание (замачивание) семян; удаление поверхностной влага; олектрообработка; распределение семян по вегетационной поверхности (посев); выращивание проростков.

Представлена разработанная установка для електроактивирования прорастающих семян. В отличие от базовой модели в представленном новом варианте реализована двухфазная обработка слоя семян в оледующеи последовательности: прохождение потока оемян электростатического поля на первой фазе и пересечение ими поля коронного разряда на второй фазе. Указанные разделения последних фаз електрообработки семенного потока достигается за \ счет конструкции коронирующего электрода, выполненного в виде

решетки о иглами, располояенныш только с той стороны, где должен проходить коронный разряд. Во-вторых, за счет возможности изменения расстояния между электродами в желаемом соотношении, ь-третьях, за счет введения диэлектрического барьера мевдку алектродьми электростатического поля. В-четвертых, использованием обеих (верхней и нижней) ветвей транспортера с применением ячеистой ленты.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты работы могут быть сведены к следующему.

1. Применительно к прорастающим семенам предложена ■ р^тизя, двухфазная влектрообработка в виде последовательного

срглоздашя потоком семян сначала электростатического поля, о затем поля корокпого разряда.

2. Разработано устройство для двухфазной: олектрообработки прорастающих семян, включающее в себя иодпфицкроьаниув електродно-коронпрукщй систему к. влектросемяобрабатыгаюсчсй машине тракспортерюго ища и обеспечиваицес . возможность проведения раздельной обработки потока семяп в разных олектрических полях.

3. Предложена технологическая схема, включающая операцию електробработки семян в производство гидропонного зеленого корма, и обоснованы режимы електроактивировапия прорастания семян в гидропонной тезаюлогии (в частности, напряжения электрического поля равняется 45кВ, общее время електровоздействия состваляет

с).

4. Получена математическая модель распределения •'.шюряжагогаота ; " г олпктрачоского' поля по оёчёнию ]' Ьо ^а<:ь>1'ьшаемого олоя семян, сформулировано условие дай '' оСйогачания оквоаноЛ влектризации транспортируемого потока семян.

5. Построена электрическая схема замещения прорастающего семени и показано, что вероятность эффективности активирования прорастания семян и двумя воздействиями как одинаковой, так й разной природа выше, чем один.

6. Показана, что обработка семян электрическими воздействиями приводит к изменению водного режима семян при

- 13 - .

прорастании. Например, повшается влагоудерживающая способность зеленых проростков, полученных от семян, прошедших операции электроактивирования.

7. Установлено, что влектрообработка полем коронного разряда семян, находящихся на определенной стадии прорастания обеспечивает повышенный (до 3056) выход биомассы зеленых; проростков по сравнению с електрообработкой воздушно-сухих семян (на примере пшеницы сорта "Ершовская" и "Саратовская 55").

8. Показана технико-окономическая вффокпшносяь функционирования устройства по електроактивировают се?ляя в технологической схеме гидропонного выращивания зеленого коша при сохранении его биологической ценности и. проведена работа по внедрению результатов исследования в сельскохозяйственное производство и в учебный процесс.

Основные положения диссертация; спубликозоны в следующих работах:

1. Ваеарыгжга Е.М. Латентный период как элемент реаицщ семян на воздействие // Почвосбрабатыващие иашанн:Cfl .nayw.^pi1/ ' ЧГАУ, Челябинск, 1993. / ' .■'•!

2. Басарыпша Е.М. электрический аналог процесса прораотойя«-;.' па'организменном уровне. Челябинск, Ёасткна ЧГАУ, 1993, т.2.

3. Басарыгина E.H. Редуцирование латентного периода прорасташгя семян пшеницы. Челябинск,, Вестник ЧГАУ, т.2-, i99i.

4. Басарыпша Е.М. Латентный. период реакщш семян при, двухразовой стимуляции их. электрическим полем коренного разряда. Челябинск, Вестник ЧГАУ, '1993, т.З.

5. Басарыгина E.H. Двухразовое активирование процесса прорастания семян пшеница. Челябинск, Вестник ЧГАУ, 1994, т.1.

6. Басарыгина Е.М. Технологический латентный период семян, ' подвергнутых воздействию ПКР и цраймингом. Челябинск, Вестник ЧГАУ, 1994, т.1.

7. Каменир Э.А., Басарыгина Е.М. Воздействие ПКР на прорастающие семена. Челябинск, Вестник ЧГАУ, 1993, т.З.

Подписано к печати 29.04.96. Формат 60*84/16

Заказ 117 . Тирад 100

УШ ЧГАУ

454080, Челябинск, пр. Женина, 75.

1.1 №

г

I

| Оболочка

I

~Зндоспёр*1

Ч

ч

г &

г

^ Лч

Щлт

| «I/ Ф фу

Зародыш

I Одотчка

I

________

7 [Т^

Л 7Г

Л? V дд<

№ Ч \ /Г/

К

Су.

Сог

у

-%2

X

Рис.1. Схема структуры семени пшеницы и потоков основных веществ в нем во время прорастания (а) и его электрическая схема замещения (б);

10 час

Рис.2. Кинетика оводнения семян пшеницы "Зраовская" а начальный период псорастания: I - эксперимент; 2 - расчет.

70

50

30

1»

6,№

2

5 еут

Рис.З. Экспоненциальный прирост длины проростков семян пшеницы "Еряовская": I - экспэринент; 2 - расчет.

Зозгушно-сухиз семена

Проращиваемые (замоченные) семена

Подготовка семенного ма териалз, включая стимули . рование

ТГредваригельног г-ооогщивание ля получения псочнаго пласта*

чдн

Подготовка семян

Зырашиванке зеленых а

проростков

Эдн

к-—- ->

Кривая выхода биомассы

К

Зыращиэанив зеленых проростков

Предварительное проращивание (замачивание) для овоанения семян

Удаление позеохностной злаги

Обработка электрическим пол'эм

Рис.Сравнение технологических схем вырааивакяя гидтзолонногсг зеленого корма: а - типовой, б - предлагаемся.

ы

Ч ^ аоп о а о оо о_Ч. ✓

о е/лулу.улулулулу ¿лп

0 © I I I • I • | I

г~[ ; ~ ; п х б

4 41 ф ^ * . I « ! > | » | ^ иАш}шЬ"ТТЛ

< I » »—4-

©

I I I I I I I » I

I И и и и-

I Т | » I • ! |

1—1—и

Л

I * г-

им' ®1

нч-

I

I

/ / > > }'•>•» • > ч

и

' Е.

Рис.5. Схем.» электродной системы (а), потока семян.в технологической зоне (б) и обработки слоя семян я электрическом поле (о): I зон» индукционной эарялки; 2 - зона ионной зарядки.