автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Обоснование режимов предпосевной термической обработки семян пайзы СВЧ-энергией

На правах рукописи

004616969

Толмашова Ольга Геннадьевна

Обоснование режимов предпосевной термической обработки семян пайзы СВЧ-энергией

05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕК 7010

Красноярск - 2010

004616969

Диссертация выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Цугленок Николай Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Куликова Лидия Васильевна

кандидат технических наук, доцент Клундук Галина Анатольевна

Ведущая организация:

ГНУ «Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» СО РАСХН

Защита диссертации состоится 21 декабря 2010 года в 11-30 на заседании диссертационного совета ДМ 220.037.01 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» и на официальном сайте университета www.kgau.ru

Автореферат разослан 19 ноября 2010 года

Автореферат размещен 19 ноября 2010 года на сайте www.kgau.ru

Ученый секретарь A.B. Бастрон

диссертационного совета

Актуальность проблемы. В структуре издержек производства продукции животноводства на долю кормов приходится от 30 до 50%. Улучшение качества и удешевление производства кормов являются важнейшим ресурсом конкурентоспособности отрасли животноводства. Программа развития АПК Красноярского края на период 2009-2011 гг. и до 2017 г. предусматривает развитие новых энергосберегающих технологий предпосевной обработки. Перспективным видом кормовых культур является пайза - однолетнее кормовое растение из семейства мятликовых. Разработка технологии выращивания пайзы, ввиду ряда специфических биологических особенностей культуры, требует производства семян с высокими посевными и фитосанитарными качествами. Специализирующийся на пайзе комплекс вредоносных возбудителей болезней приводит к существенным (до 35-40%) потерям урожая при одновременном снижении экологической и питательной ценности корма. Сведения по видовому составу и вредоносности грибной и бактериальной микрофлоры семян пайзы в зоне исследований и разработка методики их обеззараживания и биостимуляции с использованием экологичного метода ЭМП СВЧ весьма актуальны и оправданы экономически.

Применение электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, предпосевной обработки семенных материалов в сельском хозяйстве направлено на повышение продуктивности в растениеводстве, и как следствие, - питательной ценности кормов в животноводстве.

В исследованиях профессора Н.В. Дугленка и его учеников с 1977 г. по настоящее время экспериментально доказано, что энерготехнологические процессы, возникающие при воздействии СВЧ-полей на биологические объекты сельскохозяйственного назначения, вызывают комплекс эффектов. В работах БЬег (1970), С.Ь. Экутап (1970), В.В. Пилюгиной (1980), Ь.О. К. М1уаЬага (1985), И.А. Рогова (1986), А.Ф. Пу-танцева (1997), К.В. Пучкова (2002) СВЧ-методы отнесены к новой энергосберегающей технологии, в основе которой лежит диэлектрический нагрев обрабатываемого материала.

Цель работы - обоснование технологического процесса и режимов СВЧ-нагрева для улучшения качественных показателей семян пайзы.

Основные задачи.

1. Провести анализ существующих и перспективных методов предпосевной обработки семян кормовых культур с обоснованием экологичного электротермического метода микроволнового излучения.

2. Разработать экспертно-аналитическую модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества семян пайзы и питательную ценность кормов.

3. Разработать методику исследования предпосевного СВЧ-нагрева семян пайзы, прикладную программу и методику экспертной оценки для проведения качественных исследований и вычислительного эксперимента на ЭВМ.

4. Провести исследования по влиянию микроволнового излучения на качество семян и кормов из пайзы.

5. Дать технико-экономическое обоснование применения микроволнового нагрева для снижения инфицированности семян, повышения урожайности и питательной ценности кормов.

Объект исследования. Технологические режимы предпосевной обработки семян пайзы СВЧ-энергией.

Предмет исследования. Взаимосвязи между режимными параметрами микроволнового излучения и закономерностями их воздействия на лабораторную и поле-

вую всхожесть, распространение и развитие болезней, урожайность и качество получаемой продукции.

Методы исследования. Использованы методы системного анализа, монографического исследования агротехнологий, современные электротермические методы в растениеводстве, а также математические модели, пакеты компьютерной математики Maple и пакет DataPit.

Научная новизна. Определена область применения электромагнитного поля для предпосевной обработки семян мятликовой культуры пайзы.

Разработана экспертно-аналитическая модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества семян и питательную ценность кормов.

Впервые разработаны методика, алгоритм проведения исследований воздействия микроволнового нагрева на лабораторную и полевую всхожесть семян пайзы, зараженность возбудителями семенных инфекций и прикладные программы «Модель влияния теплового воздействия электромагнитного поля сантиметрового диапазона на семена пайзы и питательную ценность кормов», «Модель технологических процессов предпосевной обработки семян семейства мятликовых» для вычислительного эксперимента на ЭВМ.

Определены эффективные режимы предпосевного СВЧ-нагрева, обеспечивающие оптимальное сочетание отдельных качественных показателей семян пайзы.

Защищаемые положения. Область применения электромагнитного поля, методика, алгоритм, экспертно-аналитическая модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества семян и питательную ценность кормов.

Прикладные программы для проведения исследований по воздействию микроволнового нагрева на посевные качества семян и питательную ценность кормов.

Результаты исследований по комплексному влиянию эффективных режимов микроволнового нагрева на качественные показатели семян и кормов из пайзы.

Экономическая эффективность комплексного применения режимов микроволнового излучения для снижения инфицированности семян, повышения урожайности и питательной ценности кормов.

Практическая значимость работы. Разработанная технология предпосевной микроволновой обработки семян пайзы позволяет повысить эффективность технологических комплексов кормопроизводства и существенно уменьшить экономические затраты на защиту от семенных инфекций.

Основные результаты исследований внедрены в производство ЗАО «Атланта» (Минусинский район Красноярского края), государственном сельскохозяйственном учреждении «Учебно-опытное хозяйство Миндерлинское», а также используются в учебном процессе ФГОУ ВПО КрасГАУ при подготовке студентов специальностей «Экология», «Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства» и «Агрономия».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе 6 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на межвузовских (Красноярск, 2005; 2006), межрегиональных (Красноярск, 2006), всероссийских (Красноярск, 2005, 2006; Барнаул, 2007) научно-пракгических конференциях, а также обсуждались на совместных научно-методических семинарах Информационно-вычислительного центра и кафедры высшей и прикладной математики «Математическое моделирование и оптимизация

сельскохозяйственных технологий», «Теоретические модели прогнозирования АПК и эксперимент на ЭВМ» в 2008-2009 гг.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 страницах и состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций и приложения на 8 страницах. Содержит 88 рисунков и 19 таблиц. Список литературы включает 165 отечественных и 6 зарубежных источников.

Личный вклад автора. Разработаны теоретические положения, экспертно-аналитическая модель, прикладная программа и методика для проведения качественных исследований по внедрению предпосевной обработки семян энергией СВЧ-полей.

На основании статистического анализа и компьютерной обработки проведенных лабораторных и полевых опытов разработана эффективная, безопасная зональная, фитосанитарная технология защиты пайзы от болезней в условиях лесостепи Красноярского края.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, перспективность области исследований, связанной с предпосевной обработкой семян и получением экологически безопасных кормов для сельскохозяйственных животных. Определены цель и задачи исследований, обоснована научная новизна и практическая ценность работы, отражены вопросы реализации и апробации полученных результатов в производственных условиях Минусинского района Красноярского края. Представлены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава «Современное состояние вопроса эффективности предпосевной обработки семян при возделывании кормовых культур» посвящена анализу инновационных методов предпосевной обработки семян при возделывании кормовых мят-ликовых культур. Представлен обзор литературных источников по вопросам кормопроизводства, фитосанитарному состоянию и методам оздоровления семян сельскохозяйственных культур. Сделан вывод о необходимости целенаправленного подбора видов и сортов однолетних кормовых трав для конкретной природно-климатической зоны, а также о значении зоотехнического анализа для экономической и биологической оценки кормов. Рассмотрены области применимости микроволнового метода, предложенного профессором Н.В. Цугленком, и сопряжённый обеззараживающий эффект ВЧ- и СВЧ-нагрева. Обоснована перспективность метода микроволнового нагрева семян мятликовой культуры пайзы для организации системы её предпосевной обработки, последующего обеззараживания, повышения урожайности и качества продукции.

Во второй главе «Теоретическое обоснование комплексного влияния микроволнового нагрева качество семян и кормов из пайзы» разработаны теоретические положения и экспертно-аналитическая модель метода микроволнового нагрева семян и выбора эффективных режимов по экспозиции и удельной мощности, с учётом экспертной оценки комплексного влияния системы предпосевной обработки семян пайзы на урожайность и качество кормов.

На предварительном уровне изучения проблемы предложена методика организации исследований по эффективности применения микроволнового метода предпосевной обработки. Определены области воздействия температурного режима, которые формируются по принципу структурно-функционального единства, причём пред-

полагается, что температурная функция в этих подобластях непрерывна вплоть до границ и дифференцируема внутри. Физическая область, занимаемая в пространстве телом семени, разбивается на четыре подобласти, для которых осуществляется постановка и решение краевых задач теплопроводности при воздействии электромагнитного поля сантиметрового диапазона. При этом выполняется спецификация задачи при различных граничных и начальных условиях, сводящихся к расчету температурных полей. В первой подобласти отыскивается решение в предположении изотропности среды, во второй - с управляющими параметрами, в третьей - при стационарном электромагнитном поле, а также определяется решение в четвёртой подобласти - при заданных постоянных коэффициентах теплопроводности. Определены весовые коэффициенты частных критериев (табл. 1).

Таблица 1

Весовые коэффициенты частных критериев_

Весовой коэффициент подгруппы Весовой коэффициент

а, - уровень инфицированности Д, - лабораторная всхожесть

Д2 - гельминтоспориоз

Д3 -меланоммоз

Д4 - бактериоз

Д, - плесень

а2 - биометрические показатели в фазе кущения Д21 - количество растений

Д21 - высота растений

Д23 - продуктивный стеблестой

а3 - биометрические показатели в период трубкования - фазу вымётывания Д31 - высота растений

Д32 - количество листьев

а4 - продуктивность растений Д41 - высота растений

Ра ~ урожайность

а, - питательная ценность сена Д, - содержание каротина

Д52 -количество кормовых единиц

Д53 - содержание сахара

ак - питательная ценность сенажа Д61 - содержание сахара

Д62 - количество кормовых единиц

Д63 - содержание сахара

Поставлена задача разработки частных моделей, которые являются отправными пунктами для формирования общей модели эффективности по интегральному показателю качества, с учётом теплофизических и биометрических данных обследования.

Предлагаемая модель микроволнового нагрева тела семени пайзы (и) является системой частных моделей распределения температуры (и,) и влияния формы тела, с учётом интенсивности теплового взаимодействия с внешней средой (и2)

и(х, у, г, 0 = г, ■ "1 (*, У, 2,0 + Г, ■ и,(х, у, г, г), (1)

где весовые коэффициенты Г\,Уг определяются с учётом непрерывности и дифференцированное™ функции и.

Проведём детальное исследование изменения температурного поля и = и(х, у, г, ?) в теле семени пайзы, занимающем область О пространства Охуг, ограниченную поверхностью Т. (рис. 1, 2), если С = с(х, у, г, /) - функция, характеризующая удельную теплоемкость тела, со = а>(х, у, г, г) - плотность, а р = ><, г, <) -плотность распределения источников тепла внутри области П.

Рисунок 1 - Тело семени

Рисунок 2 - Поверхность контакта

Известно, что независимо от формы области О. и характера взаимодействия рассматриваемого тела с внешней средой во внутренних точках области О. выполняется условие

(Х„ Х„ ¿г/

9 ,

—{рСи) = йхч (/?.gradи)+l», 5<

Л =

(2)

Хух Хуу Яр Ха Х^ ха/

где X - тензор теплопроводности. Уравнение теплопроводности (2) может быть представлено в следующем виде:

ди , ди]

ег ; 3x1^ "дх "ду '

' 8г) ду{"дх а

ду " 8zJ

, ди . З1Л

— +Л*-г-\ +а-

су дг)

(3)

ди

дг^-Тх

Смешанные краевые условия соответствуют различному характеру взаимоде» ствия рассматриваемого тела О. на различных участках его границы 80., и конвею тивному теплообмену на участке дП2:

гди

"а =<Р,

(4)

Распределение температуры («,) моделируется четырьмя сопряжёнными схемами для вычисления функций температуры для случаев изотропной среды с фиксированными (к,,) и с управляющими (иа) параметрами, при стационарном электромагнитном поле (и,3), а также изменение температуры для внутренних областей (и14). При этом при постановке граничных условий Дирихле (и21), условий Неймана (и22), условий конвективного теплообмена (ы23), условий идеального теплового контакта ("м)> условия Стефана-Больцмана (ы25) учтено влияние формы тела П, характера теплового взаимодействия с внешней средой и начального распределения температуры и2 в теле зерновки (рис. 3-6).

«„ =26,88...47,75 °С

и,, = 25,83...49Д2°С

с ______

20 40 60

Рисунок 3 - Подобласть 1 с изотропной средой

= 26,52...48,03 °С

<,с

20 40 60 80

Рисунок 4 - Подобласть 2 с изотропной средой и управляющими параметрами

п., =27,37...47,08°С

Рисунок 5 - Подобласть 3 со стационар- Рисунок 6 - Подобласть 4 при постоянным электромагнитным полем ных коэффициентах теплопроводности

Полученная модель микроволнового нагрева семени пайзы позволила определить разницу между поверхностным нагревом и нагревом внутри зерновки. Наиболее широкий диапазон температуры от 25,8 до 49,1 °С соответствует подобласти тела зерновки с изотропной средой. Для подобласти со стационарным электромагнитным полем температура изменяется от 26,5 до 48,0 °С. Для внутренней подобласти тела зерновки устанавливается диапазон температуры от 27,7 до 47,1 °С.

Предлагаемая экспертно-аналитическая модель влияния микроволнового нагрева (/) является системой частных моделей определения инфицированности (/¡), биометрических показателей растений пайзы в фазе кущения (/2), биометрических показателей растений пайзы в фазе вымётывания (/3), продуктивности растений пайзы (/4), питательной ценности сена (/5), питательной ценности сенажа (/е), которая, по-существу, представляет обобщенный показатель качества, получаемый свёрткой частных показателей:

где а,,а2, а3, а4, а5, а6- весовые коэффициенты значимости частных критериев, определяемые экспертным путём и методом вычислительного эксперимента.

Приведём детальную разработку частных моделей повышения эффективности выращивания пайзы.

1. Модель обеззараживания семян пайзы (/¡) состоит из пяти сопряжённых расчётных схем определения лабораторной всхожести семян (/,), уровня инфицированности гельминтоспориозом (/¡2), меланоммозом (/,), бактериозом (/4) и плесневыми грибами (У!5), а также

где Д,, Д2, Д3, Д4> Д5 - весовые коэффициенты, определяемые первой подгруппой экспертов, с учётом вычислительного эксперимента.

2. Модель биометрических показателей растений пайзы в фазе кущения (/2) состоит из трёх сопряжённых расчётных схем определения количества растений (/21), высоты растений (/22) и продуктивного стеблестоя (/23).

/2(лг1,х2) = Д|-/21(ж1,дг2)+Д2-/22(*|,х2)+Д,-/2з(*1,х2)) (7)

где ДиАг-Аз ~ весовые коэффициенты, определяемые второй подгруппой экспертов с учётом вычислительного эксперимента.

3. Модель биометрических показателей растений пайзы фазы трубкования - вымётывания метёлки (/3) состоит из двух сопряжённых расчётных схем высоты растений (/31) и количества листьев (/32).

Л (*1. ■*2 ) = АГ /з. (*1. ■*2 ) ■+ Ръъ' и. {^л), (8)

где Д,, Д2 - весовые коэффициенты, определяемые третьей подгруппой экспертов с учётом вычислительного эксперимента.

4. Модель продуктивности растений пайзы (/,) состоит из двух сопряжённых расчётных схем высоты растений (/41) и урожайности зелёной массы (/41).

/4(х„х2)=Д, -/41(д:„х2)+Д2 ■/42(л„дг2), (9)

где Д41, Д2 - весовые коэффициенты, определяемые четвертой подгруппой экспертов с учётом вычислительного эксперимента.

5. Модель питательной ценности сена из пайзы (/5) состоит из трёх сопряжённых расчётных схем определения каротина (/51), количества кормовых единиц (/52) и содержания сахара в корме (/„). В данной модели

/5(х,,д:2) = Д1-/51(х1,л:2)+Д2-/52(х„д:2)+Дз-/5з(д:1>х2), (10)

где Д,, Д2, Д3 - весовые коэффициенты, определяемые пятой подгруппой экспертов с учётом вычислительного эксперимента.

6. Модель питательной ценности сенажа из пайзы (/6) состоит из трёх сопряжённых расчётных схем определения каротина (/61), количества кормовых единиц (/62) и содержания сахара (/63) в корме.

'Л1

'/а М. (П)

где Д15 Д2, Д3 - весовые коэффициенты, определяемые шестой подгруппой экспертов с учётом вычислительного эксперимента.

В третьей главе «Методика исследований по комплексному влиянию микроволнового нагрева на качество семян и кормов из пайзы», на основе предложенного теоретического подхода, разработана методика обработки семян пайзы энергией микроволнового излучения.

Для проведения исследований по определению режимов СВЧ-обработки семян пайзы разработан алгоритм исследования (рис. 7).

Рисунок 7 - Алгоритм проведения лабораторных и полевых исследований

На основе теоретического обоснования выбраны параметры процесса СВЧ-обработки и их пределы: // =2400 МГц,

Руд~удельная мощность 1,7...3,3 Вт/см3, г-время обработки (экспозиция) 30...90 с.

Для определения эффективных режимов использовался план Коно (табл. 2)

Таблица 2

Исходные данные для планирования эксперимента_

Характеристика плана Переменные входные факторы

Условное обозначение Экспозиция обработки X,, г, сек Удельная мощность Х2, Руд, Вт/см3

Верхний уровень А'<+,) 90 3,3

Основной уровень 60 2,5

Нижний уровень 30 1,7

Шаг варьирования Л, 30 0,8

Эксперимент состоял из девяти вариантов, десятый - контрольный. Выходными параметрами являются:

/„(ж,,д:2) - лабораторная всхожесть семян (%); /п(хцх2) ~ инфицированность семян гельминтоспориозом (%); /13(х|,*2)- инфицированность семян меланоммозом (%); {х1'хг) ~ инфицированность семян бактериозом (%); /¡5(х,,х2) - инфицированность

семян нлесневыми грибами (%); /г,(х,,х2) - количество растений /22(х,,х2) -

высота растений (см); /и(*,,*2)-продуктивный стеблестой^ ^у^; /зД*,,^) -высота растений (см); /32(х,,х2) - количество листьев (шт.); /41(*,,л-2) - высота растений (см); /42(х,,д:2)-урожайность /5,(х],х2) - содержание каротина в сене (мг); /52(хих2)

- количество кормовых единиц в сене( корм' |; /и(*„*,) - содержание сахара в

\ кг )

сене (%); /61(х,,х2) - содержание каротина в сенаже (мг); /и(х,,х2) ~~ количество

кормовых единиц в сенаже

корм. ед.

/а(хрх2) - содержание сахара в сенаже {%).

Для проведения эксперимента была использована технологическая линия (рис. 8).

Рисунок 8 - Общий вид технологической линии:

1 - корпус решетной машины; 2 - бункера мелкой и крупной фракций семян; 3 -бункер-дозатор; 4 - привод; 5 - увлажнитель; 6 - емкость для раствора; 7 - емкость для сыпучих материалов - микроэлементов, биологически активных (БАВ) и биологически защитных веществ (БЗВ); 8 - транспортёр; 9 - камера СВЧ; 10 - приемный бункер увлажнённых семян; 11 - силовой блок СВЧ-генератора; 12 - рупор излучения; 13-транспортер; 14 - выгрузное устройство; 15, 18, 19 - двигатели; 16, 17, 20-редукторы

Методика проведения эксперимента. Семена засыпаются в бункер-дозатор 3, где проводится разделение на крупную (2,5-4 мм) и мелкую (1,5-2,5мм) фракцию, в эксперименте используются семена только крупной фракции. Далее семена поступают в увлажнитель 5, где проводится обработка семян раствором микроэлементов и биологически активных веществ (БАВ), которые подбираются по агротребованиям. Семена по транспортеру 8 в течение 10-15 минут подаются в СВЧ-установку 11, где обрабатываются согласно схеме опыта. После обработки семена ссыпаются в мешкотару.

Влажность семян является кондиционной и не превышает допустимую. После обработки берутся образцы семян для закладки лабораторных и полевых опытов.

Результаты исследований заносятся в таблицы.

Математическая обработка проводится с использованием программных пакетов Maple и DataFit.

Лабораторная всхожесть семян, (/¡,,%),в зависимости от экспозиции (х,,с)

и

удельной мощности [х2, -^т], представляется формулой ^ см )

¡1 |(л1. ■)=К+К\ + Ь2х,2 + Ь2х] +Ь<х,х2, (12)

где Ь0,6,, Ь2, Ьг, 64 - коэффициенты регрессии.

Инфицированность семян гельминтоспориозом (/¡2,%), в зависимости от экспозиции (*!, с) и удельной мощности [ х2, -^у I, представляется формулой

V см )

/п{*1 > *2)=¿о + ¿Vе! + + ЪА + ¿№¡2, (13)

где Ь„, £>,, Ь2, ¿3, Ь4 - коэффициенты регрессии.

Инфицированность семян меланоммозом (/¡3,%), в зависимости от экспозиции

(х,, с) и удельной мощности (х2, ), представляется формулой I си ;

(и)

Дк| ^ Х^

где £>0,6,, Ъ2, ¿з, Ь, - коэффициенты регрессии.

Инфицированность семян бактериозом (/„,%), в зависимости от экспозиции

(х,, с) и удельной мощности (х2, -^т- ], представляется формулой V «О

> (15)

где й0, А,, й2, 63,6„, ¿5 - коэффициенты регрессии.

Инфицированность семян плесневыми грибами (/15,%), в зависимости от экспозиции (х,, с) и удельной мощности \х2, —А, представляется формулой

ч см )

/„(ь^ЛЛ + ^+к + А-, (16)

Ху Х|

где - коэффициенты регрессии.

Количество растений /ц,—— , в зависимости от экспозиции (х^ с) и удельной V. л;

мощности ( х2, ], представляется формулой

I

/21{х1,х2) = Ь0+^- + Ь2\пх2+^ + Ьл\л!х2 +г>51"*2 , (17)

X, X, X,

где 60, ¿,, Ь2, ¿з, ¿>4 - коэффициенты регрессии.

Высота растений (/п,см), в зависимости от экспозиции (*,, с) и удельной мощ-

V СМ )

ности х2, —5- , представляется формулой

Г (у ^

хГ х? ' х,х2 ' 08)

где Ь0, Ъх, Ъ2,63, ЬА, Ь5 - коэффициенты регрессии.

Продуктивный стеблестой [/23,-—т-1, в зависимости от экспозиции (х,,с) и V м )

удельной мощности х2, —- , представляется формулой I см )

/23 (л:,, х2)=Ь0 + й, дг! + 6Л + "Т+"Т + —. (19)

Х1 ^

где Ь0, 6,, Ь2, 63, 64,6, - коэффициенты регрессии, вычисляемые в системе Ба1аРк.

Высота растений (/31,с.и), в зависимости от экспозиции (ж,, с) и удельной мощности [ х2, —т-], представляется формулой {. см ]

/з! (*1 ,х1)=Ь„+Ьл+^-+Ьъх; +^+^ > (2°)

где Ь0,Ь^Ь2,Ь3,Ь„Ь5 - коэффициенты регрессии.

Количество листьев (/¡„шт.), в зависимости от экспозиции (х,,с) и удельной мощности , гРа^) представляется формулой

) =Л + +— + Ъъх1 + + , (21)

х2 х2 х2

где Ь0, Ъ2, ¿3, />4,65 - коэффициенты регрессии.

Высота растений (/„,01), в зависимости от экспозиции (*,, с) и удельной мощности (х2, 1, представляется формулой V см )

/4,(х1,ж2)=А0 +6Л + (22)

где Ь0, 6,, 62 , 63, ¿>4, ¿5 - коэффициенты регрессии.

Урожайность С/п,—1, в зависимости от экспозиции (*,, с) и удельной мощно-V га)

сти х2, —г , представляется формулой V см )

/42(^.^2) = ^ +ЬА +Ь2х1 +(23) где Ь0, Ъ2, Ь}, &4 - коэффициенты регрессии.

Содержание каротина (/5,,л«) в сене, в зависимости от экспозиции (хр с) и

удельной мощности | х,, 1, представляется формулой {'си ]

где 60, Ь,, й2,63, ¿>4, Ь5 - коэффициенты регрессии, вычисляемые в системе

Количество кормовых единиц /и

корм. ед.

в сене, в зависимости от экспози-

ции (*,,

Вт

I и удельной мощности хг, —- , представляется формулой

V см )

г I \ г Ь, , Ь, . 2 Ь.Х2

.ыълУьо+-+ь2 х, + -у+¿л +—

(25)

где Ь0, Ь,, Ь2, Ь3, й4, ¿5 - коэффициенты регрессии.

Содержание сахара (/53,%) в сене, в зависимости от экспозиции (*,, с) и удель-Вт^

л2'

нои мощности X

, представляется формулой

/;з и. )=Ъ« + Ъл +—++ -т+—,

х7 х7 х2

(26)

где й0, ¿2,2>3, Ь4, 65 ~ коэффициенты регрессии.

Аналогично ведется расчет для сенажа.

В главе отражена научно-методическая основа исследований с использованием математического аппарата планирования эксперимента.

В четвёртой главе «Результаты исследований по выбору эффективных режимов микроволновой обработки семян пайзы» даны результаты исследований влияния микроволнового нагрева на снижение инфицированное™, активизацию всхожести семян пайзы, улучшение качественных показателей кормов (содержание кормовых единиц, каротина, углеводов). По разработанной методике расчета были найдены коэффициенты уравнений регрессии, получены поверхности отклика по всем показателям, определяющим режимы СВЧ-нагрева. Поверхность отклика (рис. 9) описывает нагрев семян пайзы в СВЧ-поле. По первому блоку (лабораторная всхожесть, гель-минтоспориоз, меланоммоз, бактериоз, плесень) получены поверхности отклика (рис. 10-14). т°С

!,9е 3,14 3,3 Уд. мощность, Вт/см3

50 - ■ • 60

1,7 1,86 2,02 2,18 2,34 2,5 2,6« --- 20 .....30 ---40

Рисунок 9 - Влияние СВЧ-обработки на температуру семян пайзы

Рисунок 10 - Влияние режимов ки на всхожесть семян, %

Рисунок 11 - Влияние режимов обработ- Рисунок 12 - Влияние режимов обработки

ки на заражённость гельминтоспориозом, На заражённость меланоммозом, %

%

Рисунок 13 - Влияние режимов обра- Рисунок 14 - Влияние режимов обработки ботки на заражённость бактериозом, % на заражённость плесенью, %

Наиболее высокая эффективность получена при сочетании удельной мощности 3,35т/он3и экспозиции 90с, при которой инфицированность к контролю по гель-минтоспориозу снизилась в среднем на 48,8 %, меланоммозу - 33,3% ; плесневым грибам - 50%; бактериозу - 68,9%. Позитивное влияние на лабораторную всхожесть оказал микроволновый нагрев с удельной мощностью 2,5 Вт/см1. Превышение над контролем составило 12,8-36,7%. Анализ результатов расчётов показал, что по всем регрессионным функциям модели коэффициент детерминации принимает значения от 0,948 до 0,956, то есть незначительно отличается от принятого уровня 95%, а относительная погрешность приближения экспериментальных данных от 5,88 до 4,93%, то есть не превосходит 6%.

По второму и третьему блоку (количество растений, высота растений, продуктивный стеблестой, количество листьев) получены поверхности отклика (рис. 15-19).

Наиболее высокая эффективность получена при режимах обработки с экспозицией 90... 60с и удельной мощностью2,5Вт/см3, при этом увеличиваются высота растений на 16-20 см и количество листьев на 0,7-2,5 шт. на 1 растение.

Рисунок 15 - Влияние режимов обработки на количество растений, шт/м

Рисунок 16 - Влияние режимов обработки на высоту растений, см

Рисунок 17 - Влияние режимов обработки на продуктивный стеблестой, шт/м2

Рисунок 18 - Влияние режимов обработ- Рисунок 19 - Влияние режимов обработки на высоту растений, см ки на количество листьев, шт.

Из результатов моделирования видно, что по всем схемам коэффициент детерминации изменяется от 0,974 до 0,978, то есть составляет не менее 97%. Таким образом, действие случайных и неучтённых факторов в условиях эксперимента не превышает 3%. Относительная погрешность по всем расчётным схемам изменяется от максимального значения 4,98% до минимального - 2,37% и составляет не более 5%.

По четвертому блоку (высота растений, урожайность) получены поверхности отклика (рис. 20-21).

Рисунок 20 - Влияние режимов обработ- Рисунок 21 - Влияние режимов обработки на высоту растений, см ки на урожайность растений, ц/га

Варианты микроволнового нагрева с экспозицией 90 ...60с и удельной мощностью 2,5 Вт!смг обеспечивают высокий урожай зеленой массы главным образом за счет увеличения величины растений; этот показатель - результат оздоравливающего эффекта при предпосевной подготовке семян. Так, если на контроле урожайность составила 231,7 п/га, при высоте растений 115-118 см, то на вариантах -333,3-405,8 ц/га и 134-142 см соответственно.

Вычислительный эксперимент с моделью показал, что коэффициент детерминации модели - не менее 95,6%, а относительная погрешность - не более 4,8%. Разрабо-

16

тайные частные модели повышения эффективности выращивания пайзы за счёт сочетания фитосанитарной технологии и микроволновой техники сантиметрового диапазона имеют достаточную точность и надёжность для прогнозирования уровня инфицированное™ семян, высоты и густоты растений, облиственностн растений, продуктивного стеблестоя, накопленной биомассы и питательной ценности корма.

По пятому блоку питательная ценность сена (содержание каротина, количество кормовых единиц, содержание сахара) получены поверхности отклика (рис. 22-24).

ил —

0.50 0,49 0,48 0,47 0,46

Рисунок 22 - Влияние режимов обработки на содержание каротина в сене, мг/кг

/53

Рисунок 23 - Влияние режимов обработки на количество кормовых единиц в сене, корм, ед / кг

Рисунок 24 - Влияние режимов обработки на содержание сахара в сене, %

Оценка кормовой ценности сена показала положительное влияние предпосевной обработки семян на питательность корма. Содержание кормовых единиц в сене оказалось оптимальным (0,55 корм.ед/кг) при экспозиции 30с и удельной мощности 3,3Вт/см1 и при экспозиции 90с и удельной мощности 2,5 Вт!см1. Содержание каротина в сене оказалось максимальным (11,3 мг/ кг корма) при экспозиции 60 с и удельной мощности 2,5 Вт/см'. В результате вычислительного эксперимента с моделью установлено, что по всем её расчетным схемам коэффициент детерминации принимает значения от 0,951 до 0,964, то есть составляет не менее 95%. Это означает, что влияние случайных и неучтённых факторов в условиях эксперимента не превышает 5%. Относительная погрешность по всем расчётным схемам оценивается от 5,98 до 2%, но в целом не превосходит допустимого приближения в 6%.

От показателя температуры напрямую зависит один из важнейших элементов структуры урожая - число растений на единицу площади посева пайзы.

Для комплексного решения задач обеззараживания семян, повышения их всхожести, урожайности и питательной ценности кормов из пайзы предложен интегральный показатель качества.

Л*,.

XI ■

-0,11пг х, +

0/7

экспозиция, с;

3,4 0,4 х2 1,21пх,

21,0

10/ х,

Хг - удельная мощность, Вт / см.

17

По модели обобщённого интегрального показателя качества предложенного биотехнологического процесса выращивания пайзы (рис. 25, 26 ) установлены оптимальные значения экспозиции х, =95 с и удельной мощности х, = 2,1 ^г, обеспечи-

см

вающие комплексное решение задач обеззараживания семян, повышения их всхожести, урожайности и питательной ценности кормов из пайзы.

/

Удельная мощность, Вт/см5

Рисунок 25 - Обобщённый показатель Рисунок 26 - Области эффективности С использованием методов нелинейной оптимизации системы Maple вычислены точки максимума частных критериев качества предпосевной обработки семян. По модели питательной ценности сена установлено, что содержание каротина в сене достигает максимума max fu =10,9мг при экспозиции х, =58 с и удельной мощности х2 =2,1 Коли-

чество

кормовых единиц максимально maxf12=o,6i кормпри экспозиции х,=30с и

кг

Вт

удельной мощности х2 = 3,3—г. Содержание сахара достигает максимума тах/|3 =17,9% см

„ , Вт

при экспозиции х, =16 с и удельной мощности хг =3,3-5".

см

По модели питательной ценности сенажа установлено, что содержание каротина в сенаже достигает максимума тах /21 = 2,5 мг при экспозиции х, = 53 с и удельной мощности

х, = 2,2

Вт

. Количество кормовых единиц максимально maxf22 = 0,36

Вт

кормед.

при экспо-

зиции х. = 46 с и удельной мощности х, = 1,3 —. Содержание сахара достигает максиму-

см•

ма тах/2з =17% при экспозиции х, =95 с и удельной мощности х2 = 1,3

По модели обеззараживания семян установлено, что заражённость гельминтоспорио-зом достигает минимума min /3] = 1,7 % при экспозиции х, = 100 с и удельной мощности

х2 = 3,3 . Заражённость меланоммозом минимальна min /32 = 1,3 % при экспозиции см

х, = 48 с и удельной мощности ж, = 3,3 . Возбудители бактериоза полностью

см'

уничтожаются при min/33=0%, экспозиции х,=95е и удельной мощности

х, = 3,3 —г. Для уничтожения плесневых грибов min/и =0 % достаточно выбрать см

экспозицию х, =16 с и удельную мощность х2 =1,3 —Для увеличения лаборатор-

СМ

ной всхожести до max /,3 = 3,785 % необходимо выбрать режим с экспозицией

xt = 39 с и удельной мощностью х2 = 1,3 .

см

По модели продуктивности растений в период трубкования - в фазу вымётывания метёлки установлено, высота растений достигает максимума шах /м = 147,078 см

при экспозиции х, = 55с и удельной мощности х2 = 2,1 3. Урожайность достигает

/ см

максимума тах/и=397— при экспозиции х,=54с и удельной мощности га

Вт

*2=1,3 —у. см

Построив шесть линий уровня для обобщённого показателя (27), получили семь областей, задающих качественные градации интенсивностью закрашивания. Области с наибольшей плотностью и с центром в точке х, =58 и х2 = 2,7 и с граничной точкой я, = 95 и х2 = 2,7 соответствует лучшая комбинация комплекса оцениваемых показателей.

Предложенная фитосанитарная технология возделывания пайзы включает в себя установку оптимальных режимов микроволнового излучения, обеспечивающих уничтожение групп вредных организмов, нарушающих формирование элементов структуры урожая пайзы, поскольку пайзу поражают около 30 видов возбудителей болезней и фитофагов. Суммарно вредные организмы вызывают значительный недобор урожая культуры (до 30%), при ухудшении качества зерна, и поражение (повреждение) растений происходит в течение вегетационного периода, вследствие чего нарушается формирование всех основных элементов структуры урожая. Пайза отличается очень медленным ростом растений в начале развития, в результате чего сильно поражается фузариозом, гельминтоспориозом, а также угнетается сорняками.

В пятой главе «Технико-экономическая эффективность предпосевной обработки семян пайзы микроволновым нагревом» выполнена оценка экономической эффективности комплекса мероприятий по обеззараживанию и активизации всходов семян пайзы. Для оценки экономической эффективности вариантов технологий обработки семян (по методике Денисова В.И.,1985) использовались 3 варианта: первый - без обработки; второй - протравитель + воздушно-тепловой обогрев (традиционная технология с применением протравителя фенорам-супер и активного вентилирования семян на базе вентилируемого бункера БВ-б); третий - обработка в ЭМПСВЧ на базе устройства R&S SM300.

На основании выполненных расчётов установлено, что предпосевная обработка семян для посевных площадей 1000 га требует единовременных затрат на установку в размере 440 тыс. руб., годовые эксплуатационные расходы на обработку 4,8 т семян составят 58,6 тыс. руб., ожидаемое получение дополнительной продукции за счет роста урожайности - 9268 т/год, общий годовой дополнительный доход составит 2965,8 тыс. руб/год.

Основные выводы

1. Проведённый анализ существующих и перспективных методов предпосевной обработки семян показал эффективность микроволнового нагрева при обеззараживании семян и стимулировании комплекса биометрических характеристик растений. Обработка семян СВЧ-энергией улучшает посевные качества и увеличивает продуктивность сельскохозяйственных культур.

2. Разработанные математические модели микроволнового воздействия на семена пайзы объясняют изменение температурного поля в теле зерновки за счёт изменения скорости поляризационного эффекта выбором экспозиции и удельной мощности в качестве управляющих параметров и обосновывают исследования по формированию интегрального показателя качества семян и кормов из пайзы на основе экспертной оценки показателей изменения температурного поля.

3. Разработанная методика экспертной оценки и прикладная программа позволили определить эффективные режимы предпосевной обработки семян пайзы СВЧ-энергией и изготовить соответствующее оборудование.

4. Экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях доказали актуальность и экологичность СВЧ-метода предпосевной обработки, снижающего потери урожая на 35-40% и повышающего питательную ценность корма на 5-8% за счёт нейтрализации комплекса вредоносных возбудителей болезней пайзы, специализирующихся на мятликовых культурах. Наиболее высокая эффективность получена при сочетании удельной мощности 3,3 Вт/смъ\\ экспозиции 90 с, при которой инфи-цированность к контролю по гельминтоспориозу снизилась в среднем на 48,8 %, ме-ланоммозу - 33,3%; плесневым грибам - 50%; бактериозу - 68,9%. Позитивное влияние на лабораторную всхожесть оказал микроволновый нагрев с удельной мощностью 2,5 Вт/см1. Превышение над контролем составило 12,8-36,7%. Варианты микроволнового нагрева с экспозицией 90 ...60с - и удельной мощностью 2,5 Вт/смг обеспечивают высокий урожай зеленой массы главным образом, за счет увеличения величины растений; этот показатель - результат оздоравливающего эффекта при предпосевной подготовке семян. Так, если на контроле урожайность составила 231,7 ц/га, при высоте растений 115-118 см, то на вариантах 333,3-405,8 ц/га и 134-142 см соответственно. Оценка кормовой ценности сена показала положительное влияние предпосевной обработки семян на питательность корма. Содержание кормовых единиц в сене оказалось оптимальным (0,55 корм, ед/кг) при экспозиции 30 с и удельной мощности 3,3 Вт /см1 и при экспозиции 90с и удельной мощности 2,5Вт/см3. Содержание каротина в сене оказалось максимальным (11,3 мг/кгкорма) при экспозиции 60с и удельной мощности 2,5Вт/см'.

5. На основе методов вычислительного эксперимента и нелинейной оптимизации, рассчитаны оптимальные значения частных показателей качества биотехнологического процесса микроволновой обработки и соответствующие им режимы по экспозиции и удельной мощности. По предложенному обобщённому показателю качества рассчитаны режимы обработки, обеспечивающие эффективное сочетание отдельных качественных показателей, и установлены семь соответствующих областей эффек-

Вт

тивности с центром в точке хх =58 с и х2 = 2,7 —5-, причём лучшая комбинация ком-

см

плекса оцениваемых показателей изображается областью с граничной точкой

г.* « „ Вт

х, =95 с и хг = 2,7 —г, в которой достигается максимум. см

6. Сравнение способов микроволновой и химической обработок семян показывает, что применение энергии электромагнитного поля экономически предпочтительнее. При близких значениях единовременных и текущих затрат ЧДЦ в варианте микроволнового нагрева в 5 раз больше, а срок окупаемости установки составляет менее одного года. Общий годовой дополнительный доход составит • 2965,8 тыс. руб/год.

Основные положения диссертации опубликованы в работах

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Толмашова, О.Г. Статистический анализ и оптимизация СВЧ-обработки семян пайзы / О.Г. Толмашова, Г.И. Цугленок, Н.В. Цугленок // Вестн. КрасГАУ. -2003. -№3,- С. 247-253.

2. Толмашова, О.Г. Внедрение новых кормовых культур - один из путей улучшения кормовой базы в условиях Красноярского края / О.Г. Толмашова, А.П. Халан-ская, Г.И. Цугленок // Вестн. КрасГАУ. - 2006. - №11. - С. 95-99.

3. Толмашова, О.Г. Использование технологии предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты с целью повышения биологической эффективности / О.Г. Толмашова // Вестн. КрасГАУ. - 2007. - №5. - С. 197-201.

4. Толмашова, О.Г. Надежная защита пайзы от болезней - основа получения высококачественного корма в условиях Сибири / О.Г. Толмашова // Вестн. КрасГАУ. -2009.-Х» 6.-С. 59-62.

5. Толмашова, О.Г. Моделирование комплексного влияния микроволнового излучения на качество семян и кормов из пайзы / О.Г. Толмашова // Вестн. КрасГАУ. -2010,-№4.-С. 255-262.

6. Толмашова, О.Г. Экспертная оценка режимов микроволнового излучения по интегральному показателю качества семян и кормов из пайзы / О.Г. Толмашова, Н.В. Цугленок // Вестн. КрасГАУ. - 2010. - № 5. - С. 129-136.

В других изданиях

7. Модель влияния теплового воздействия электромагнитного поля сантиметрового диапазона на семена пайзы и питательную ценность кормов (ИВЦ КрасГАУ № 21): программа для ЭВМ / Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок, О.Г. Толмашова [и др.]. -М.: Роспатент, 2009.

8. Толмашова, О.Г., Шахматов С.Н., Беляков АЛ. Энергосберегающая технологическая линия для предпосевной обработки семян кормовых культур семейства просовидных: информ. листок № 41-2010. - Красноярск; ЦНТИ, 2010.

9. Толмашова, О.Г. Энергосберегающая технология предпосевной обработки семян пайзы / О.Г. Толмашова, А.Т. Аветисян, Г.И. Цугленок, Н.В. Цугленок, С.Н. Шахматов // Аграрная наука на рубеже веков: тез. докл. Всерос. науч.-пракг. конф., Красноярск, 4-6 сенг. 2003 г. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. - С. 151-152.

10. Толмашова, О.Г. Инновационный потенциал предприятий АПК / О.Г. Толмашова, А.Г. Сидельникова, Д.В. Ходос // Проблемы современной аграрной науки: мат-лы междунар. заоч. науч. конф., Красноярск, 15 октября 2007 г. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2008. - С. 70-72.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 18.11.2010. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1 Печать - ризограф. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 895 Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса эффективности предпосевной обработки семян при возделывании кормовых культур.

1.1. Аналитический мониторинг почвенно-климатических условий Минусинской лесостепной котловины Красноярского края.

1.2. Однолетние травы в кормопроизводстве Сибири.

1.3. Анализ существующих методов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур.

1.4. Выводы.

Глава 2. Теоретическое обоснование комплексного влияния микроволнового излучения на качество семян и кормов из пайзы.

2.1. Система технологического обеспечения предпосевной обработки семян пайзы.

2.2. Моделирование комплексного влияния микроволнового излучения на качество семян и кормов.

2.3. Выводы.

Глава 3. Методика исследований по комплексному влиянию микроволнового излучения на качество семян и кормов из пайзы.

3.1. Обоснование входных параметров воздействия СВЧ-поля на семена пайзы.

3.2. Планирование эксперимента и схема опыта предпосевной обработки семян пайзы в ЭМП СВЧ.

3.3. Методика проведения лабораторно-полевого опыта по СВЧ-обработке семян пайзы.

3.4 Моделирование технологических процессов предпосевной обработки семян семейства мятликовых.

3.5. Выводы.

Глава 4. Результаты исследований по выбору эффективных режимов микроволновой обработки семян пайзы.

4.1. Результаты влияния параметров СВЧ-обработки на посевные качества семян и урожайность пайзы.

4.2. Предлагаемая фитосанитарная технология возделывания пайзы в условиях Минусинской лесостепи.

4.3. Экспертная оценка режимов микроволнового излучения по интегральному показателю качества семян и кормов из пайзы.

4.4. Выводы.

Глава 5. Технико-экономическая эффективность предпосевной обработки семян пайзы микроволновым излучением.

5.1. Экономический анализ эффективности предлагаемых вариантов метода микроволновой обработки.

5.2. Расчёт капиталовложений и годовых эксплуатационных затрат

5.3. Расчёт срока окупаемости и годового экономического эффекта от внедрения установки СВЧ.

5.4. Выводы.

Актуальность темы. Применение электрических и магнитных явлений для преобразования энергии, предпосевной обработки семенных материалов в сельском хозяйстве направлено на повышение продуктивности в растениеводстве и, как следствие, — питательной ценности кормов в животноводстве. В исследованиях профессора Н.В". Цугленка и его учеников

141-151, 158] экспериментально доказано, что энерготехнологические процессы, возникающие при воздействии СВЧ-полей на биологические объекты сельскохозяйственного назначения, вызывают комплекс эффектов, глубина воздействия которых зависит от диэлектрической проницаемости и проводимости объекта воздействия.

Быстрота ввода энергии во всю толщу обрабатываемого объекта, легкость регулирования процесса обработки, высокая биологическая и экономическая эффективность, как показывают результаты многочисленных лабораторных и полевых опытов, делают метод одним из перспективных среди ныне-существующих. В силу тепловой безынерционности, то есть возможности практически мгновенного начала и окончания теплового воздействия на семена, достигается высокий КПД преобразования, электромагнитной энергии, в тепловую, что приводит к эффективному и быстрому поражению микробной флоры и биостимуляции зародыша. Следовательно, методы СВЧ-воздействий можно отнести к новой энергосберегающей технологии, в основе которой лежит диэлектрический нагрев обрабатываемого материала [69, 74, 80, 81].

В системе ведения животноводства одно из первых мест занимает обеспечение качественными сбалансированными кормами. Особую сложность представляет проблема кормления в животноводстве Сибири. Причинами неустойчивого развития отрасли животноводства Красноярского края являются: отсутствие прочной кормовой базы, недостаточное производство бобовых и масличных культур. Производство кормовых культур осуществляется без учета биоэнергетического районирования, и себестоимости.

Короткий вегетационный период, недостаток тепла во всех районах, периодические засухи в земледельческой зоне ограничивают видовой состав кормовых культур, их продуктивность, приводят к большим перепадам урожайности и ограничивают возможности сбалансирования кормов по основным элементам питания. Хронический недостаток кормов, низкое их качество, неустойчивость производства — проблемы, которые постоянно стоят перед земледельцами и животноводами. В структуре издержек производства продукции животноводства на долю кормов приходится от 30 до 50%. Улучшение качества и удешевление производства кормов, совершенствование структуры кормопроизводства являются важнейшим ресурсом конкурентоспособности отрасли животноводства.

Используемые корма должны быть ориентированы на повышение их энергетической ценности и протеиновой питательности. В настоящее время решающее значение в обеспечении животноводства кормами имеет полевое кормопроизводство. Кормовые культуры являются не только источником производства кормов, но и служат основой биологизации земледелия, сохранения плодородия почв, повышения их почвозащитной способности и охраны окружающей среды.

В последние годы в Красноярском крае сократились площади посева кормовых культур, снизилась их урожайность. Так, за период с 1995 по 2003 г. они сократились с 1023,1 до 603,5 тысяч гектаров (на 59%). В практике кормопроизводства Сибири видовой и сортовой состав кормовых растений недостаточен. В Красноярском крае рекомендуется возделывать высокопродуктивные, как традиционные, так и нетрадиционные культуры: топинамбур, пайзу, кормовые бобы, мальву, клевер белый, клевер красный, кострец безостый, рапс, сурепицу [2, 5, 16, 37, 110].

Реальный путь повышения продуктивности и стабильности полевого кормопроизводства, улучшения белковой полноценности кормов возможен на основе совершенствования видового состава кормовых культур, создания высокоурожайных и устойчивых агроценозов [8, 11, 17, 26-29, 48]. Особого внимания заслуживают однолетние травы. Посевные площади однолетних трав с 1995 по 2003 г. сократились с 378,8 до 209,3 тысяч гектаров (на 55,4%), валовой сбор сена однолетних трав за этот же период снизился с 39,4 до 5,5 тысяч тонн (в 7,2 раза), урожайность трав - с 28,8 до 18,1 центнеров с 1 гектара посевной площади, что соответствует 62,8%.

В соответствии с Программой развития агропромышленного комплекса Красноярского края на 2009-2011 гг. и на период до 2017 г. рекомендуется площади возделывания однолетних трав постепенно увеличивать: к 2009г. — до 170208 га, к 2011г. - до 177768 га и к 2017г. - до 208170 га. Наиболее заметное увеличение площадей под однолетние травы произойдет в период 2011-2017 гг. [110]. Из однолетних культур наиболее урожайными и ценными в кормовом отношении являются суданская трава, просо, пайза. Перспективным видом является пайза — однолетнее кормовое растение из семейства мятликовых [25, 35, 43, 53-55].

Значительный интерес пайза представляет для использования в зеленом виде, в том числе на пастбище, а также для приготовления сена, обезвоженного корма, сенажа и силоса. Её солома и полова питательны и хорошо поедаются животными. В последние годы пайза стала продвигаться в Сибирь как урожайная и, самое главное, как энергомалозатратная культура. Необходимо разработать агротехнологию обеззараживания и биостимуляции семян пайзы в рамках зональной технологии, обеспечивающей повышение урожайности, посевных качеств, экологических и биохимических показателей получаемой продукции.

Однако теоретическое развитие микроволнового метода в сельском хозяйстве сдерживается положениями классической электродинамики и электротехники, законы которых имеют ограниченный характер — они справедливы, когда отсутствует излучение. Например, применение законов Кирхгофа и Ома в СВЧ-диапазоне в чистом виде, как правило, невозможно. А для применения общей теории Максвелла необходима измерительная техника сверхвысокой точности в классе нанотехнологий.

Другой частный способ технологического решения задачи применения микроволновой обработки семян связан с разработкой локальных моделей, адаптированных к объекту исследования. Вопрос комплексной оценки технологий: предпосевной обработки семян пайзы в зоне Минусинской лесостепи с использованием микроволнового излучения раньше не рассматривался.

Цель работы - обоснование технологического процесса и режимов СВЧ-нагрева для улучшения качественных показателей семян пайзы.

Основные задачи.

1. Провести анализ существующих и перспективных методов предпосевной обработки семян кормовых культур с обоснованием экологичного электротермического метода микроволнового излучения.

2. Разработать экспертно-аналитическую модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества семян пайзы и питательную ценность кормов.

3. Разработать, методику исследования предпосевного СВЧ-нагрева семян-пайзы,. прикладную программу и методику экспертной оценки для* проведения, качественных исследований и вычислительного эксперимента,на ЭВМ»

4. Провести исследования по влиянию- микроволнового излучения; на качество семяникормов из пайзы.

5. Дать технико-экономическое обоснование применения микроволнового нагрева- для снижения инфицированности семян, повышения урожайности и питательной ценности кормов.

Объект исследования: Технологические режимы предпосевной; обработки семян пайзы СВЧ-энергией.

Предмет исследования. Взаимосвязи: между режимными параметрами микроволнового излучения и: закономерностями их воздействия на лабораторную и полевую всхожесть, распространение и развитие болезней; урожайность и качество получаемой продукции.

Методы исследования; Использованы методы системного анализа, монографического исследования агротехнологий, современные электротермические методы в растениеводстве, а также математические модели, пакеты компьютерной математики Maple и пакет DataFit.

Научная новизна. Определена область применения электромагнитного поля для предпосевной обработки семян мятликовой культуры пайзы.

Разработана экспертно-аналитическая модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества семян и питательную ценность кормов.

Впервые разработаны методика, алгоритм проведения исследований воздействия микроволнового нагрева на лабораторную и полевую всхожесть семян пайзы, зараженность возбудителями семенных инфекций и прикладные программы «Модель влияния теплового воздействия электромагнитного поля сантиметрового диапазона на семена пайзы и питательную ценность кормов», «Модель технологических процессов предпосевной обработки семян семейства мятликовых» для вычислительного эксперимента на ЭВМ.

Определены эффективные режимы предпосевного СВЧ-нагрева, обеспечивающие оптимальное сочетание отдельных качественных показателей семян пайзы.

Защищаемые положения. Область применения электромагнитного* поля, методика, алгоритм, экспертно-аналитическая модель влияния микроволнового нагрева на посевные качества.семян и питательную ценность кормов.

Прикладные программы для проведения исследований по воздействию микроволнового нагрева на посевные качества семян и питательную ценность кормов.

Результаты исследований по комплексному влиянию эффективных режимов микроволнового нагрева на качественные показатели семян и кормов из пайзы.

Экономическая эффективность комплексного применения режимов микроволнового излучения для снижения инфицированности семян, повышения урожайности и питательной ценности кормов.

Практическая значимость работы. 1. Разработанная технология предпосевной микроволновой обработки семян пайзы и возделывания кормовых культур позволяет повысить эффективность технологических комплексов кормопроизводства и существенно уменьшить экономические затраты на борьбу с семенными инфекциями с учётом природных агроэкологических условий Минусинской лесостепи.

2. Основные результаты исследований внедрены в производство ЗАО «Атланта» (Минусинский район Красноярского края), государственном сельскохозяйственном учреждении «Учебно-опытное хозяйство Миндерлинское», а также используются в учебном процессе ФГОУ ВПО КрасГАУ при подготовке студентов специальностей «Экология», «Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства» и «Агрономия».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе 6 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 1 свидетельство Роспатента [126] и информационный листок Красноярского ЦНТИ (БД промышленные инновации России).

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены на межвузовских (Красноярск, 2005, 2006), межрегиональных (Красноярск, 2006), всероссийских (Красноярск, 2005, 2006, 2009; Барнаул, 2007) научно-практических конференциях, а также обсуждались на совместных научно-методических семинарах Информационно-вычислительного центра и кафедры высшей и прикладной математики «Математическое моделирование и оптимизация сельскохозяйственных технологий», «Теоретические модели прогнозирования АПК и эксперимент на ЭВМ» в 2008— 2009 гг.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 179 страницах и состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций и двух приложений на 20 страницах. Содержит 88 рисунков и 19 таблиц. Список литературы включает 165 отечественных и 6 зарубежных источников.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведённый анализ существующих и перспективных методов предпосевной обработки семян показал эффективность микроволнового нагрева при обеззараживании семян и стимулировании комплекса биометрических характеристик растений. Обработка семян СВЧ-энергией улучшает посевные качества и увеличивает продуктивность сельскохозяйственных культур.

2. Разработанные математические модели микроволнового воздействия на семена пайзы объясняют изменение температурного поля в теле зерновки за счёт изменения скорости поляризационного эффекта выбором экспозиции и удельной мощности в качестве управляющих параметров и обосновывают исследования по формированию интегрального показателя качества семян и кормов из пайзы на основе экспертной оценки показателей изменения температурного поля.

3. Разработанная методика экспертной оценки и прикладная программа позволили определить эффективные режимы предпосевной обработки семян пайзы СВЧ-энергией и изготовить соответствующее оборудование.

4. Экспериментальные исследования в полевых и лабораторных условиях доказали актуальность и экологичность СВЧ-метода предпосевной обработки, снижающего потери урожая на 35-40% и повышающего питательную ценность корма на 5-8% за счёт нейтрализации комплекса вредоносных возбудителей болезней пайзы, специализирующихся на мятликовых культурах. Наиболее высокая эффективность получена при сочетании удельной мощности 3,3 Вт /см3 и экспозиции 90 с, при которой инфицированность к контролю по гельминтоспо-риозу снизилась в среднем на 48,8 %, меланоммозу — 33,3%; плесневым грибам - 50%; бактериозу - 68,9%. Позитивное влияние на лабораторную всхожесть оказал микроволновый нагрев с удельной мощностью 2,5 Вт/см3. Превышение над контролем составило 12,8—36,7%. Варианты микроволнового нагрева с экспозицией 90 .60с и удельной мощностью 2,5Вт/см3 обеспечивают высокий урожай зеленой массы главным образом, за счет увеличения величины растений; этот показатель - результат оздоравливающего эффекта при предпосевной подготовке семян. Так, если на контроле урожайность составила 231,7 ц/га, при высоте растений 115-118 см, то на вариантах 333,3-405,8 ц/га и 134-142 см соответственно. Оценка кормовой ценности сена показала положительное влияние предпосевной обработки семян на питательность корма. Содержание кормовых единиц в сене оказалось оптимальным (0,55 корм, ед/кг) при экспозиции 30 с и удельной мощности Ъ,ЪВт/см3 и при экспозиции 90 с и удельной мощности 2,5 Вт/см3. Содержание каротина в сене оказалось максимальным (11,3 мг/кг корма) при экспозиции 60 с и удельной мощности 2,5 Вт/см3.

5. На основе методов вычислительного эксперимента и нелинейной оптимизации, рассчитаны оптимальные значения частных показателей качества биотехнологического процесса микроволновой обработки и соответствующие им режимы по экспозиции и удельной мощности. По предложенному обобщённому показателю качества рассчитаны режимы обработки, обеспечивающие эффективное сочетание отдельных качественных показателей, и установлены семь соответствующих областей эффективности с центром в точке х, = 58 с и х2 = 2,7 -^г, причём лучшая комбинация комплекса оцениваемых показателей см изображается областью с граничной точкой х, = 95 с и х2 = 2,7 , в которой см достигается максимум.

6. Сравнение способов микроволновой и химической обработок семян показывает, что применение энергии электромагнитного поля экономически предпочтительнее. При близких значениях единовременных и текущих затрат ЧДД в варианте микроволнового нагрева в 5 раз больше, а срок окупаемости установки составляет менее одного года. Общий годовой дополнительный доход составит - 2965,8 тыс. руб/год.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Анализ структуры кормопроизводства в крае показал, что для её совершенствования и повышения конкурентоспособности отрасли животноводства необходимым условием является разработка технологии возделывания и внедрение в производство новых кормовых культур многопланового использования, ориентированных на повышение урожайности, питательности, сбалансированности и энергетической ценности корма. Эффективное направление решения данной проблемы — применение электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ), которое позволит не только максимально снизить инфицированность семян пайзы, в то же время активизировать их всхожесть, существенно снизить затраты на сырьевые, топливно-энергетические и материальные ресурсы.

Разработка технологии выращивания пайзы, ввиду ряда специфических биологических особенностей культуры, требует производства семян с высокими посевными и фитосанитарными качествами. Специализирующийся на пайзе комплекс вредоносных возбудителей болезней приводит к существенным (до 35-40%) потерям урожая при одновременном снижении экологической и питательной ценности корма. Полученные режимы позволяют увеличить урожайность пайзы, содержание каротина и сахара в сене. Сведения по видовому составу и вредоносности грибной и бактериальной микрофлоры семян пайзы в зоне исследований и разработка методики их обеззараживания и биостимуляции, с использованием экологичного метода ЭМПСВЧ, весьма актуальны и оправданы экономически.

1. Агробиологические основы производства, хранения и переработки продукции растениеводства / под ред. В.И. Филатова. — М.: Колос, 1999.

2. Агроклиматические ресурсы Красноярского края и Тувинской АССР. — JL, 1974.-С. 211.

3. Аладъев, В.З. Maple 6: Решение математических, статистических и физико-технических задач / В.З. Аладьев, М.А. Богдявичюс. — М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. — 824 с.

4. Аладъев, В.З. Эффективная работа в Maple 6/7 / В.З. Аладьев. — М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. 336 с.

5. Алейников, А.Ф. Планирование кормопроизводства в крупнотоварных сельскохозяйственных предприятиях: Информационно-аналитическое обеспечение / А.Ф. Алейников, Н.М. Габитов, Н.И. Кашеваров, Ю.А. Матасова; РАСХН. СО, ЦИВиАО. Новосибирск, 2005. -С. 6-29.

6. Алиферов, А.И. Электроконтактный нагрев / А.И. Алиферов, С. Лупи. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. 224 с.

7. Алътергот, В.Ф. Принципы оценки засухо- и жароустойчивости растений / В.Ф. Альтергот // Методы оценки устойчивости и неблагоприятным условиям среды. Л.: Колос, 1976. - С. 6-17.

8. Андреев, Н.Г. Луговое и полевое кормопроизводство / Н.Г. Андреев. — М.: Агропромиздат, 1989.

9. Андриевский, Б.Р. Элементы математического моделирования в программных средах Matlab и Scilab / Б.Р. Андриевский, А.Л. Фрадков. — М.: Наука, 2001.-285 с.

10. Ашихмин, В. Введение в математическое моделирование / В. Ашихмин, М. Гитман, И. Келлер. М.: Логос, 2007. - 440 с.

11. Бадина, Г.В. Основы агрономии / Г.В. Бадина, A.B. Королев, P.O. Королева. Л.: Агропромиздат, 1988. - С. 317-321.

12. Математическое моделирование в задачах механики связанных полей. Введение в теорию термопьезоэлектричества / Д.И. Бардзокас и др.. М.: КомКнига, 2005. - Т. 1. - 320 с.

13. Математическое моделирование в задачах механики связанных полей. Статистические и динамические задачи электроупругости для составных многосвязных тел / Д.И. Бардзокас и др.. М.: КомКнига, 2005. - Т. 2. -376 с.

14. Барышее, М.Г. Влияние электромагнитного поля на физико-химические и биологические системы / М.Г. Барышев, Г.И. Касьянов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - №9. - С. 17-19.

15. Барышев, М.Г. Воздействие электромагнитных полей на биохимические процессы в семенах растений / М.Г. Барышев, Г.И. Касьянов // Изв. вузов, пищевая технология. 2002. - №1. - С.21-23.

16. Бекетов, А.Д. Земледелие Восточной Сибири: учебное пособие / А.Д. Бекетов, В.К. Ивченко, Т.А. Бекетова. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003.-260 с.

17. Бенц, В.А. Полевое кормопроизводство в Сибири / В.А. Бенц, Н.И. Кашеваров, Г.А. Демарчук; РАСХН. СО. СибНИИ кормов. Новосибирск, 2001.-240 с.

18. Микроорганизмы возбудители болезней растений / В.И. Билай и др. — Киев: Наукова думка, 1988. - 552 с.

19. Блонская, А.П. К вопросу механизма воздействия электрического поля на семена / А.П. Блонская, В.А. Окулова // Тр. ЧИМЭСХ. 1977. - №21. - С. 100-103.

20. Богатин, Ю.В. Оценка эффективности бизнеса и инвестиций / Ю.В. Богатин, В.А. Швандер. М.: Финансы, 2003. - 120 с.

21. Бородин, И.Ф. Использование электромагнитных полей СВЧ для обеззараживания комбикормов / И.Ф. Бородин, A.A. Юдин, Б.Т. Туреханов // Вестн. с.-х. науки. М: РАСХН, 1988. - С. 35-42.1. F i

22. Бородин, И.Ф. Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве / И.Ф. Бородин, Г. А. Шарков, А. Д. Горин. М.: ВНИИТЭИАгропром, 1987.-204 с.

23. Бородин, И.Ф. Электрофизическая интенсификация процессов обработки агросырья / И.Ф. Бородин //: Современные энергосберегающие тепловые технологии Тр. науч.-практич. конф. М.: Изд-во МГАУ, 2002. - С. 25-3 Г.

24. Бородовский, Г.А. Физические основы математического моделирования / Г.А. Бородовский, A.C. Кондратьев, А.Р. Чоудери. — М.: Академия, 2006. 320 с.

25. Босый, Н.П. Технология выращивания пайзы на корм в Западной Сибири / Н.П. Босый. — Новосибирск, 1992. 102 с.

26. Ботаническая география с основами экологии растений / под ред. C.B. Викторова, П.В. Литвак. М.: Агропромиздат, 1986. - 183 с.

27. Бугаков, П.С. Агрономическая характеристика почв земледельческой зоны Красноярского края: учеб. пособие / П.С. Бугаков. Красноярск: Изд-воI1. КрасГАУ, 1995.-176 с.5

28. Бугаков, П.С. Об-истории и современном изучении почв Красноярского края / П.С. Бугаков. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 1998. - 66 с.

29. Бугаков, П.С. Почвы Красноярского края / П.С. Бугаков. — Красноярск: КрасГАУ, 1981.-128 с.

30. Васильков, Ю.В. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании / Ю.В. Васильков, H.H. Василькова. М.: Финансы и статистика, 2007. - 256 с.

31. Васъко, В.Т. Теоретические основы растениеводства / В.Т. Васько. СПб.: «ПРОФИ-ИНФОРМ», 2004. - С. 72-74. .

32. Ведров, Н.Г. Практикум по растениеводству / Н.Г. Ведров, Е.Т. Завгородняя, Е.М. Нестеренко, И.Н. Фролов; КрасГАУ. Красноярск, 1992.-31 с.

33. Ведров, Н.Г. Сибирское растениеводство / Н.Г. Ведров, В.Е. Дмитриев, А.Н. Халипский; КрасГАУ Красноярск, 1992. - 68 с.

34. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, JI.A. Овчаров. М.: Высш. шк., 2000. - 486 с.

35. Вентцель, Е.С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения / Е.С. Вентцель, J1.A. Овчаров. М.: Высш. шк., 2000. - 383 с.

36. Галахов, H.H. Климат зоны травяных лесов и островов лесостепи Красноярского края. Природное районирование центральной части Красноярского края / H.H. Галахов. М.: АН СССР, 1962. - С. 17-23.

37. Глушаков, C.B. Математическое моделирование. MathCad 2000. Matlab 5.3 / C.B. Глушаков, И.А. Жакин, Т.С. Хачиров. М.: Фолио, 2001. - 528 с.

38. Говорухин, В.В. Компьютер в математическом исследовании: учебный курс / В .В. Говорухин, В .В. Цибулин. СПб.: Питер, 2001. - 624 с.

39. Гончаров, П.Л. Кормовые культуры Сибири: Биолого-ботанические основы возделывания / П.Л. Гончаров. — Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 1992.-С. 87-129.

40. Гордеев, A.M. Электричество в жизни растений / A.M. Гордеев, В.Б. Шершнева. М.: Наука, 1991.

41. ГОСТ 10968-88. Зерно Методы определения прорастания и способности прорастания. Взамен ГОСТ 10968-72; введ. 1988-02-025. М.: Изд-во стандартов. 1988 - 5 с.

42. ГОСТ 12044-93. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями. Взамен ГОСТ 12044-81; введ. 199310-21. — М.: Изд-во стандартов. 1995.— 87 с.

43. Грачёв, H.H. Защита человека от опасных излучений / H.H. Грачёв, JI.O. Мырова. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. - 317 с.

44. Гуэ/сов, Ю.Л. Селекция и семеноводство культурных растений / Ю.Л. Гужов, А. Фукс, П. Валичек. — М.: Агропромиздат, 1991.

45. Девятков, Н.Д. Источники когерентного излучения и некоторые возможности его действия на жизнедеятельность растений / Н.Д. Девятков //, Проблемы фотоэнергетики растений. — Кишинев, 1984.

46. Денисов, В.И. Технико-экономические расчеты в энергетике: Методы экономического сравнения вариантов / В.И. Денисов. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — С.216.

47. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Агропромиздат, 1985. - С. 352.

48. Ерошенко, Т.П. Электрическое и магнитное воздействие при переработке сельскохозяйственной продукции / Г.П. Ерошенко, Б.С. Монахов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2003. — №4. — С. 27-28.

49. Жизнеспособность семян: Пер. с англ. / под ред. М.К. Фирсовой. М.: Колос, 1980.

50. Жученко, A.A. Адаптивное растениеводство / A.A. Жученко. Кишинев: Штиинца, 1990. - С. 24-38.

51. Жученко, A.A. Адаптивный потенциал культуры растений / A.A. Жученко. -Кишинев, 1988.-С. 76.

52. Защита растений от болезней / под ред. В.А. Шкаликова. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Колос, 2003. - 248с.

53. Иванов, А.Ф. Кормопроизводство / А.Ф. Иванов, В.Н. Чурзин, В.М. Филин. -М.: Колос, 1996.-С. 27-38.

54. Иващенко, В.Г. Видовой состав грибов рода Fusarium на злаках в Азиатской части России / В.Г. Иващенко, Н.П. Шипилова, М.М. Левитин // Микол. и фитопатол. 2000. - Т.34. - Вып. 4. - С. 54-58.

55. Влияние электромагнитных полей сверхвысокого диапазона на бактериальную клетку / В.В. Игнатов и др.. — Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1978.

56. Изаков, Ф.Ю. Направления и результаты исследований по использованию энергии СВЧ в сельскохозяйственном производстве / Ф.Ю. Изаков // Использование СВЧ-энергии в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. Челябинск, 1989, - 42 с.

57. Изаков, Ф.Я. Исследование СВЧ-способа борьбы с сорной растительностью в полевых условиях: Отчет о НИР хоздоговору 68-81 / Ф.Я. Изаков; Челябинский инс-ут механизации и электрификации с. х., -Челябинск, 1983.-29 с.

58. Изаков, Ф.Я. Разработка и исследование СВЧ-метода обработки почвы с целью борьбы с сорной растительностью: Отчет о НИР (по хоздоговору 68 81) / Ф.Я. Изаков; Челябинский инс-ут механизации и электрификации с.х. - Челябинск, 1982. - 58 с.

59. Изаков, Ф.Я. Технико-экономическое обоснование СВЧ-обработки почвы для уничтожения нежелательной растительности: отчет о НИР / Ф.Я. Изаков; Челябинский инс-ут механизации и электрификации с.х., Челябинск, 1984.-32 с.

60. Изотова, А.И. О влиянии СВЧ-обработки на качество некоторых кормовых продуктов / А.И. Изотова, JI.E. Шварц // Зерновое хозяйство. — 2003. № 4. - С.23-25.

61. Изучение влияния электромагнитного поля сверхвысокой частоты на семена сорных растений: методические рекомендации для лабораторных исследований / Под ред. C.B. Коврижкина: Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1980.-40 с.

62. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ (рекомендации). — М.: Агропромиздат, 1989.

63. Исмашое, Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений / Э.Ш. Исмаилов. -М.: Энергоатомиздат, 1987.

64. Исмашое, Э.Ш. Взаимодействие электромагнитных полей и излучений с биологическими объектами / Э.Ш. Исмаилов и др. // Отчет по госбюджетной теме. Махачкала: Изд- во Даг. политехи, ин-та, 1987.

65. Использование СВЧ-энергии в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. Зерноград: ВНИПТИМЭСХ, 1989.

66. Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и продуктов его переработки / Е.Д. Казаков, B.JL Кретович. М.: Агропромиздат, 1989. - 368с.

67. Караджова, Л.В. Фузариозы полевых культур / JI.B. Караджова. -Кишинев: Штиинца, 1989. 215 с.

68. Койшибаев, М.К. Болезни зерновых культур / М.К. Койшибаев. Алма

69. Ата: Изд-во. КазНИИЗР, 2002. 367с.

70. Колесников, А.П. Математическое моделирование и информатика: учеб. 5 пособие / А.П. Колесников. М.: Изд-во РУДН, 2003. - 306 с.

71. Кондратьев, И.А. Повышение качества зерна обработкой в СВЧ-поле / И.А. Кондратьев // Зерновое хозяйство. 2003. - №3. - С. 26-27.t

72. Распространенность и токсинообразующие свойства грибов рода Fusarium,1.Iпоражающих зерно хлебных злаков в Московской области / Г.П.

73. Кононенко и др. // Микол. и фитопатол. Т. 33. - 1999. - Вып. 2. - С. 118-124.У

74. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин:учеб. для вузов-/ И.П. Копылов. М.: Высш. шк., 2001. — 327 с.

75. Кувалдин, А.Б. Скоростные режимы индукционного нагрева и термонапряжения в изделиях / А.Б. Кувалдин, А.Р. Лепёшкин. Т. 7. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 284 с.

76. Кудряшов, Ю.Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения / Ю.Б. Кудряшов. М.: Физматлит, 2008. - 184 с.

77. Кудряшова, A.A. Продовольственная безопасность: критерии, категории, биорегуляционные средства / A.A. Кудряшова // Пищевая пром-сть. — 2004. -№10.-С. 66-67.

78. Влияние обработки семян магнитным полем на их всхожесть / П.И. Кушнир и др. // Науч. тр. Львовского СХИ. 1978. - Т 79. - С. 90-93.

79. Левитин, М.М. Грибные болезни зерновых культур / М.М. Левитин, С.Л. Тютерев // Защита и карантин растений. 2003. - №11. - С. 3-34.

80. Литтл, Т. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ: пер. с англ. Б.Д. Кирюшина / Т. Литтл, Ф. Хиллз; М.: Колос, 1981.

81. Луговодство и пастбищное хозяйство / под ред. И.В. Ларина, А.Ф. Иванова. Ленинград: Агропромиздат, 1990.

82. Львова, Л.С. Проблемы экологической безопасности зерна / Л.С. Львова, О.Н. Кизленко // Хлебопродукты. 2004. - № 5. - С. 38-41.

83. Мальцев, П.М. Основы научных исследований / П.М. Мальцев, H.A. Емельянова. Киев: Высш. шк., 1982.

84. Маршалкин, Г.А. Применение СВЧ-нагрева для термической обработки какао бобов / Г.А. Маршалкин: и др. // Обзор информ. ЦНИИТЭИпищепром. Пищевая промышленность. Сер. Кондитерская пром-сть. -Вып.З. -М., 1984. 16 с.

85. Маслов, И. Протравливание семян в замкнутом воздушном потоке / И. Маслов // Техника в с.х. 1972. - №1. - С. 17-21.

86. Меденцев, А.Г. Дыхательная активность и образование нафтохиноновых пигментов у гриба Fusarium decemcellulare в условиях окислительного стресса / А.Г. Меденцев, А.Ю. Аринбасарова, В.К. Акименко // Микробиология. 2002. - Т. 71.-№2-С. 176-182.

87. Методические рекомендации по оценке качеств зерна / ВАСХНИЛ научный совет по качеству зерна. — М., 1977.

88. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / ВНИИкормов. М.: Колос, 1983.

89. Методы болезней и вредителей сельскохозяйственных растений: пер. с нем. К.В. Попковой. М.: Агропромиздат, 1987.

90. Высокочастотная технология защиты зерна / A.A. Мищенко и др. // Защита и карантин растений. 2000. №1. - С. 38-39.

91. Моисеев, Н.И. Математические задачи системного анализа / Н.И. Моисеев. -М.: Наука, 1981.-488 с.

92. Морозов, Ю.Л. Технологическое и техническое обеспечение АПК Северо-Запада на основе зональной системы технологий и машин / Ю.Л. Морозов, В.Д. Попов. СПб., 2001. - 155 с.

93. Новиков, Ю. Ф. Некоторые пути создания энергосберегающих технологий в сельскохозяйственном производстве / Ю.Ф. Новиков // Науч.-техн. бюл. по механизации и электрификации животноводства. — Вып. 17. — Запорожье, 1983.-С. 25-27.

94. О составе затрат и единых нормах амортизационных отчислений. Сборник нормативных документов. М.: Финансы и статистика, 2001.

95. Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство / под ред. B.C. Никляева. — М.: Былина, 2000.

96. Павловский, Ю.Н. Проблема декомпозиции в математическом моделировании / Ю.Н. Павловский, Т.Г. Смирнова. — М.: Фазис, 1998.-232 с.

97. Пахомов, В.И. Активизация посевных свойств семян СВЧ-обработкой / В.И. Пахомов, Е.В. Ионова // Механизация и электрификация с.х. — 2004. — №4. С.5-6.

98. Пахомов, В.И. Повышение кормовой ценности зерна высокоинтенсивной тепловой СВЧ-обработкой / В.И. Пахомов, В.Д. Каун // Механизация и электрификация с. х. 2004. - №4. - С. 4-5.

99. Пен, Р.В. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства / Р.В. Пен. Красноярск: Изд-во КГУ, 1982.

100. Пересыпкин, В.Ф. Болезни зерновых культур / В.Ф. Пересыпкин. М.: Колос, 1979.

101. Пилюгина, В.В. Электромагнитная стимуляция в растениеводстве / В.В. Пилюгина, A.B. Регуш // ВНИИТЭИСХ. Серия «Механизация и электрификация с.х.». М., 1980.

102. Плохотников, К.Э. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Методология и практика / К.Э. Плохотников. — М.: Едиториал УРСС, 2003. 280 с.

103. Практикум по кормопроизводству с основами ботаники и агрономии. / Под ред. В.В. Коломейченко, В.А. Федотова-М.: Колос, 2002. С. 156-162.

104. Программа развития агропромышленного комплекса Красноярского края на 2009-2011 годы и на период до 2017 года.

105. Птицын, С.Д. Исследования электрических свойств влажного зерна / С.Д. Птицын, В.П. Елезаров ; НТБВИИ. М., 1970. - Вып. 7-8.

106. Путинцев, А.Ф. Обработка семян электромагнитным полем / А.Ф. Путинцев, H.A. Платонов // Земледелие. 1997. -№4. - С.21-23.

107. Пучков, K.B. Применение ЭМП СВЧ в пищевой и перерабатывающей промышленности / К.В. Пучков // Вест. КрасГАУ. Красноярск, 2002. - С. 40-41.

108. Растениеводство / под ред. Г.С. Посыпанова. М.: Колос, 1997. — С. 192-196.

109. Растениеводство / под ред. П.П. Вавилова. — М.: Агропромиздат, 1986.

110. Растениеводство, учеб. пособие / под ред. В.А. Алабушева. — Ростов-н-Д: Изд. центр «МарТ», 2001.

111. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов / И.А. Рогов, С.В. Некрутман. — М: Пищевая пром, 1976. 212 с.

112. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под. ред. И.М. Скурихина. М.: Брандес, Медицина, 1998.

113. Самарский, A.A. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры / A.A. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Физматлит, 2005. — 320 с.

114. Свентицкий, ИИ. О развитии биоэнергетических основ агроэнергетики / И.И. Свентицкий // Механизация и электрификация с. х. 1983. - № 5. - С. 54-57.

115. Свентицкий, И.И. Системный анализ потоков энергии в агроценозах / И.И. Свентицкий, Г.С. Бонов, М.В. Антонинова. Пущино: НЦБИ АН СССР, 1982.

116. Свид-во об офиц. рег. прогр. для ЭВМ № 2010616831 РФ. Модель влияния ' теплового воздействия электромагнитного поля сантиметрового диапазона на семена пайзы и питательную ценность кормов (ИВЦ КрасГАУ № 21) / Н.В. Цугленок и др.. — М.: Роспатент, 2010.

117. Сельскохозяйственная биотехнология / под ред. B.C. Шевелухи. М.: Высш. шк., 2003.

118. Сельскохозяйственная экология / под ред. H.A. Уразаева. — М.: Колос, 2000.

119. Семененко, М.Г. Введение в математическое моделирование / М.Г. Семененко. -М.: Салон-Р, 2003. 112 с.

120. Семененко, М.Г. Математическое моделирование в MathCad / М.Г. Семененко. М.: Салон-Р, 2003. - 208 с.

121. Семенов, А.Я. Болезни семян полевых культур / А .Я. Семенов, В.И. Потлайчук. JL: Колос, 1982.

122. Смиронова, Т.А. Микробиология зерна и продуктов его переработки: учеб. пособие для вузов / Т.А. Смирнова, Е.И. Кострова. М.: Агропромиздат, 1989.

123. Сорочинский, В.Ф. Научные разработки по оценке качества зерна и зернопродуктов / В.Ф. Сорочинский // Пищевая пром-сть. — 2005. — №1. -С. 64-66.

124. Тарасевич, Ю.Ю. Математическое и компьютерное моделирование. Вводный курс / Ю.Ю. Тарасевич. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 144 с.

125. Тарасик, В.П. Математическое моделирование технических систем: учеб. для вузов / В.П. Тарасик. М.: Изд-во МГТУ, 2007. - 640 с.

126. Тулемисова, К.А. Микробиологические аспекты качества и безопасности сырья и продуктов питания / К.А. Тулемисова, Г.Н. Дудикова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. - №7. - С. 18-19.

127. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / под ред. H.H. Третьякова. — М.: Колос, 2000.

128. Фомина О.Н. Контроль качества и безопасности по международным стандартам / О.Н. Фомина, A.M. Левин, A.B. Нарсеев. — М.: Проректор, 2001.

129. Хлопцева, Р.И. Экологически безопасные методы и средства защиты растений от вредных организмов / Р.И. Хлопцева. — М.: ВНИИТЭИагропром, 1996.

130. Хохряков, М.К. Определитель болезней растений* / М.К. Хохряков, Т.Л. Доброзракова, K.M. Степанов, М.Ф. Летова; под ред. проф. М.К. Хохрякова. — М.: Лань, 2003. — С.65.

131. Цугленок, Г.И. Методология и теория системы^ исследований энерготехнологических процессов / Г.И. Цугленок. — Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003.

132. Цугленок, Г.И. Определение эффективных режимов высокочастотных семян с использованием гибридных моделей / Г.И. Цугленок // Вестник КрасГАУ. Красноярск, 1999. - №4'. - С. 47-52.

133. Интенсификация тепловых процессов подготовки семян* к посеву ВЧ и СВЧ: метод, рекомендации / Н.В. Цугленок и др.. М:: Агропромиздат, 1989.

134. Цугленок, Н.В. Обеззараживание и подготовка семян к посеву / Н.В. Цугленок // Механизация и электрификация с.х. №4. - 1984.

135. Цугленок, Н.В. Семенные инфекции овощных культур / Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок, А.П. Халанская. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2004.

136. Цугленок, Н.В. Система ведения сельского хозяйства Красноярского края / Н.В. Цугленок // Рекомендации СО ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1988. -240 с.

137. Цугленок, Н.В. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций / Н.В. Цугленок, Г.И. Цугленок, А.П. Халанская. -Красноярск: КрасГАУ, 2003.

138. Цугленок, Н.В. Современное состояние и перспективы развития технологии предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур

139. H.B. Цугленок, Ю.А. Меновщиков // Науч.-техн. бюл. СО ВАСХНИЛ. -Новосибирск, 1977.— Вып. 6-7.

140. Цугленок, Н.В. Технико-экономические показатели интенсификации сельскохозяйственного производства / Н.В. Цугленок, О.Б. Ореховский // Сиб. вестн. с.-х. науки. — Новосибирск, 1986. № 5. — С. 33-39.

141. Цугленок, Н.В. Электротехнология в борьбе с семенной инфекцией зерновых культур / Н.В. Цугленок // Тракторы и с.-х. машины. 1988. -№4.-С. 122-127.

142. Цугленок, Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование / Н.В. Цугленок. -Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 1999.

143. Чебурахин, И.Ф. Синтез дискретных управляющих систем и математическое моделирование / И.Ф. Чебурахин. М.: Физматлит, 2004. - 248 с.

144. Чередниченко, B.C. Электрические печи сопротивления. Теплопередача и расчёты электропечей сопротивления / B.C. Чередниченко, A.C. Бородачёв, В.Д. Артемьев; под ред. B.C. Чередниченко. Т. 1,2. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 624 с.

145. Чирков, А.И. Предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур электромагнитным полем сверхвысокой частоты / А.И. Чирков, В.П. Богун // Arpo XXI. 2002. - №2. - С. 10-11.

146. Чулкина, В.А. Борьба с болезнями сельскохозяйственных культур в Сибири / В.А. Чулкина, Н.М. Коняева, Т.Т. Кузнецова. М.: Россельхозиздат, 1987.-С. 35-77.

147. Чулкина, В.А. Фитосанитарная оптимизация растениеводства в Сибири / В.А. Чулкина, В.М. Медведчиков. Новосибирск, 2001.

148. Чупрова, В.В. Экологическое почвоведение: учеб. пособие / В.В. Чупрова; Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005.

149. Шахматов, С.Н. Энергоресурсосберегающие технологии обработки продукции сельскохозяйственного производства / С.Н. Шахматов, Н.В. Цугленок // Вестн. КрасГАУ. Красноярск, 2002. - С. 22-24.

150. Шахназарова, В.Ю. Влияние влажности на развитие Fusarium culmorum в почве / В.Ю. Шахназарова, O.K. Струнникова, Н.Л. Вишневская // Микол. и фитопатол. 1999. - Т. 33, вып. 1. - G. 53-59.

151. Шевцов, В.И. Математическое моделирование загрузки транспортных: сетей / В.И: Щсвцов, А.С. Алиев. М.: Едиториал УРСС, 2003; - 64 с:

152. Защита растений от болезней / В.А. Шкаликов и др.. Mi: Колос, 2001. 248 с. " ■ ■■ ■■•' ' .

153. Шугалей JT. С. Антропогенез почв юга Средней Сибири / JT.C. Шугалей. -Новосибирск, 1991.-С. 185.

154. Шукис, Е.Р. Оценка традиционных:и новых кормовых культур на Алтае и особенности их селекции и семеноводства / Е.Р. Шукис / РАСХН. Сиб.отд-ние. АНИИЗиС. Новосибирск, 2001. - С.18-21.

155. Электротехнология /A.M. Басов М.: Агропромиздат, 1985. - 256 с.

156. Юсупова, Г. Г. Обеззараживание зерна пшеницы энергией СВЧ-поля / Г.Г. Юсупова // Хранение и переработка сельхозсырья 2003. — №12.-С. 67-69.

157. Arkadiusz, К. Tyman Resorcinolic lipids, the natural nonisoprenoid phenolic amphiphiles and their biological activity / K. Arkadiusz, I I.P. John // Chemical reviews. 1999.- V. - 99, W 1,-P. 21-24.

158. Dhopte, A., Lall S.B. Stimulation of Germination of. Water-Soaked Weat Seeds by Elektrical Treatment. College of Agriculture Nagpur. Magezine, 1976. - V. 48. P. 8-11. . < '

159. Mac Lcod, A.M. Brewing Science / A:M. Mac Leod // London. - 1979. - N1. , -P. 146-232.169: Miyahara, K. Methods and apparatus for producing electrically processed foodstuffs / K. Miyahara // US Patent № 45 22834. 1985.

160. Sher, L.D., Kresch E., Schwan HvP. On the posibility of nonthermal biological effects of pulsed electromagnetic radiation / L.D. Sher, E. Kresch, H.P. Sehwan, //J. Biophys. 1970: - V. 10: - P-970-979:.

161. Slayman, C.L. Movement of ions and electrogenesis in microorganisms / C.L. Slayman // Amer. Zool. 1970. - V. 10. №3. - P. 377-392.