автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности гидропонного растениеводства путем электрообработки посадочного материала и субстрата

На правах рукописи

ЛЕППИК Сергей Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОПОННОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА ПУТЕМ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА И СУБСТРАТА

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□0347002Б

Челябинск - 2009

003470026

Работа выполнена на кафедре физики Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Басарыгина Елена Михайловна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Чарыков Виктор Иванович

кандидат технических наук, доцент Знаев Александр Степанович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет»

Защита состоится «17» июня 2009 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет» по адресу: 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Автореферат разослан «15» мая 2009 г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО ЧГАУ http: // www.csau.ru «15» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор -

Басарыгина Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Во многих регионах Российской Федерации, в том числе в Челябинской области, существует совокупность экологических проблем, связанных с нарушением природного баланса и затрудняющих получение экологически чистой продукции растениеводства. Использование гидропонных технологий, позволяющих возделывать растения на искусственной почве, является одним из путей решения этой важной народнохозяйственной задачи. Однако гидропонное производство продукции растениеводства сопряжено со значительными энергозатратами, в связи с чем актуальной задачей является разработка технических средств, позволяющих повысить его эффективность. В этом плане целесообразной представляется обработка посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда, которая позволит активировать обменные процессы и создать необходимые условия для реализации растениями своих потенциальных возможностей.

Вопросы комплексной электрообработки посадочного материала и субстрата при гидропонном выращивании растений изучены не полностью и требуют дополнительной проработки.

Настоящая работа посвящена проблеме применения электрообработки субстрата и посадочного материала при гидропонном выращивании полифункциональных растений, которые используются при производстве пищевых красителей, пряностей, лекарственных препаратов, а также в декоративном цветоводстве и озеленении.

Исследования проводились в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006 - 2010 гг.: Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России, а также планом НИР ЧГАУ на 2004-2009 гг.

Цель исследования: повышение эффективности гидропонного растениеводства путем увеличения производительности растений за счет использования технических средств электронно-ионной технологии.

Задачи исследования

1. Получить модель выхода биомассы и определить режим электрообработки посадочного материала и субстрата, позволяющий получать наибольший отклик растений.

2. Разработать установку, позволяющую осуществлять обработку в поле коронного разряда как субстрата, так и посадочного материала.

3. Разработать технологию выращивания полифункциональных растений на гидропонной основе, включающую в себя операцию обработки посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда.

Объект исследования: процесс обработки посадочного материала и субстрата в электрообрабатывающей установке при гидропонном выращивании полифункциональных растений.

Предмет исследования: закономерности изменения выхода биомассы растений при различных режимах обработки посадочного материала и субстрата в электрообрабатывающей установке.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту. В работе впервые предложено и апробировано комплексное воздействие поля коронного разряда на посадочный материал и минеральный субстрат для активирования растений (на примере полифункциональных растений - крокусов и тюльпанов). Предложена электрообработка: минерального субстрата в виде прохождения потоком частиц поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной и вертикальной электродных системах; посадочного материала - в виде прохождения поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной электродной системе. Раскрыта взаимосвязь между электрическим зарядом частиц субстрата и посадочного материала и их расположением в рабочей зоне электродной системы «иглы на стержнях - плоскость». Определены вольт-амперные характеристики данной системы электродов при размещении на некоронирующем электроде монослоя субстрата и посадочного материала. Определен заряд, получаемый посадочным материалом и субстратом при обработке в поле коронного разряда. Получены математические модели, описывающие отклик полифункциональных растений (выход биомассы, высота бокала, высота цветоноса) на электрообработку посадочного материала и субстрата. Разработана методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов. Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в том, что на их основе разработана и опробована установка для обработки посадочного материала и минерального субстрата в поле отрицательного униполярного коронного разряда. Разработанные математические модели и установленные взаимосвязи могут быть использованы на всех стадиях проектирования установок для электрообработки материалов.

Полученные результаты позволяют дать практические рекомендации по применению электрообработки посадочного материала и субстратов в гидропонном растениеводстве. Новизна технических решений защищена двумя патентами РФ.

На основе проведенных в рамках представленной работы исследований были разработаны и приняты к внедрению: технология гидропонного выращивания полифункциональных растений с обработкой посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда - в ОАО «Тепличный» (Челябинская область); методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата - в Челябинском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (ЧНИИСХ). Результаты работы используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований были представлены и получили одобрение на научно-технических конференциях, в том числе: на V Международном Салоне инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2005 г.) - получены диплом и бронзовая медаль; на 5-й международной научно-технической конференции Всероссийского института электрификации сельского хозяйства «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (г. Москва, 2006 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях ЧГАУ. На специализированных выставках-ярмарках Агро-2005, Агро-2007 - получены дипломы и золотые медали (Челябинск, 2005, 2007 гг.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, библиографии из наименований и 3. приложений. Содержание работы изложено на страницах, текст содержит 4о рисунков и -/¿> таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель исследования и задачи исследования, кратко изложены основные положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы.

Первая глава «Состояние вопроса и задачи исследований» посвящена анализу существующих способов выращивания растений. На основе анализа установлено, что гидропонные технологии, использующие заменители почвы, приобретают в настоящее время особое значение в связи с обостряющейся экологической обстановкой. В современных производственно-экологических условиях в качестве искусственной почвы широко применяют минеральные субстраты, характеризующиеся высокой влагоемкостью, сорбционными и пролонгирующими свойствами. Большое внимание уделяется выращиванию полифункциональных растений (в частности, крокусов и тюльпанов), являющихся сырьем при производстве пищевых красителей, пряностей, лекарственных препаратов, а также использующихся в декоративном цветоводстве и озеленении. Однако получение продукции гидропонного растениеводства, осуществляемого в условиях защищенного грунта, связано со значительными энергозатрами. В связи с этим разработка технологий и технических средств для повышения эффективности гидропонного растениеводства является актуальной задачей.

В работах A.M. Басова, Н.Ф. Батыгина, И.Ф. Бородина, Ф.Я. Изакова, A.A. Мешкова, А.Н. Мироновой, Э.А. Каменира, Г.В. Новиковой, В.М. Попова, Л.Г. Прищепа, В.И. Тарушкина, В.Н. Шмигеля и других ученых показано, что эффективность традиционного (почвенного) растениеводства может быть повышена путем использования электрических полей для обработки посевного и посадочного материала. В работах П.М. Трушина, М.Р. Хаматдиновой и других рассматриваются вопросы электрообработки субстратов при выращивании рассады и зеленных растений с сокращенным вегетационным циклом. Однако возможности использования электрических полей для повышения эффективности гидропонного выращивания полифункциональных растений с полным вегетационным циклом путем комплексной обработки посадочного материала и субстрата не установлены, что определило предмет и объект исследования.

Анализ публикаций позволил сформулировать рабочую гипотезу: обработка посадочного материала и субстрата в поле отрицатель-

ного униполярного коронного разряда позволит активировать процессы роста и развития, а также дополнительно ионизировать поверхностные атомы субстрата, усиливая его обменные и сорбционные свойства, что улучшит условия для реализации растениями своих потенциальных возможностей и приведет в конечном счете к повышению их продуктивности.

На основе проведенного анализа была поставлена цель исследования и определены задачи исследования.

Вторая глава «Теоретические предпосылки электрообработки посадочного материала и субстрата с помощью машин электронно-ионной технологии» посвящена проблемам производства продукции гидропонного растениеводства. Эффективное производство этой продукции возможно при соблюдении двух основных условий: активного протекания процессов роста и развития растений; интенсивного минерального питания. Эти условия обеспечиваются при комплексной обработке посадочного материала и субстрата в поле отрицательного униполярного коронного разряда, для реализации которой необходимо электрообрабатывающее устройство.

Как показал анализ проведенных исследований, наибольшее распространение получили электрообрабатывающие машины транспортерного типа. Однако входящие в их состав электродные системы недостаточно эффективны, поскольку могут осуществлять электризацию только части поверхности обрабатываемого материала и комплексную обработки посадочного материала и субстрата проводить не позволяют.

Разработанная нами электродная система позволяет осуществлять дополнительную электризацию обрабатываемого материала. Это достигается тем, что потенциальные электроды располагаются под углом друг другу и создаются два межэлектродных пространства: горизонтальное и вертикальное (рисунок 1). Мы применяли электродные системы «иглы на стержнях - плоскость», параметры которых принимались на основании материалов публикаций (горизонтальная система) и расчета основных параметров: межэлектродного расстояния, высоты межэлектродного пространства, расстояние от корони-рующего электрода до щели бункера с учетом характеристик движения частиц (вертикальная система).

Для машин камерного типа межэлектродное расстояние Ь, если дано среднее значение напряжения, определяют по формуле

ъ =

1,25 Е

где Е - напряженность электрического поля.

(1)

©V V у V V у у

Рисунок 1 - Движение частицы субстрата в системе координат хОу: I - пространство для поверхностной электризации материала; II - пространство для объемной электризации материала

Расстояние от короны до щели бункера

х =(0,2-0,3)/?. (2)

Наибольший угол наклона траектории обрабатываемого материала к вертикали

ЗС Е1

^ , (3)

2 7Щ

где Срт - критерий разделения материала; Е - напряженность электрического поля; g - гравитационная постоянная. Высота сепаратора

Ь = (4)

Для определения изменений в протекании технологического процесса в рабочей зоне электродной системы «иглы на стержнях -плоскость» при переходе к электрообработке посадочного материала и субстрата изучались вольт-амперные характеристики (В АХ).

При обработке в поле отрицательного униполярного коронного разряда происходит электризация посадочного материала и субстрата. Анализ теоретического материала позволил выделить основные выражения для определения электрического заряда, учитывающие форму, диэлектрическую проницаемость и положение частиц в межэлектродном пространстве (рисунок 2). Результаты расчетов предельного заряда минерального субстрата и посадочного материала, а также закономерности изменения заряда частиц в межэлектродном пространстве, которые определялись с помощью программ MathCAD и Excel, представлены в главе 4.

В плане развития научной гипотезы разработана активная электрическая схема замещения прорастающей луковицы полифункциональных растений. Схема составлена на основе известных схем замещения и отражает, в отличие от существующих, внутреннюю энергетику растения, что позволяет качественно оценить процессы, происходящие не в отдельной ткани, а во всем растении. Зарядка субстрата и посадочного материала позволяет сообщать растению дополнительную разность потенциалов, что оказывает влияние на его внутреннюю энергетику и способствует реализации потенциальных возможностей.

С позиции наименьших энергозатрат, наиболее целесообразной видится выгонка мелколуковичных растений: крокусов и тюльпанов. Данные растения отличают небольшая длительность выгонки, относительно невысокие температуры воздуха в этот период.

Третья глава «Программа и методика экспериментальных исследований» посвящена выбору и обоснованию методов экспериментальных исследований и описанию разработанных для этого устройств. Программой экспериментов предусматривалось подтверждение сформулированной рабочей гипотезы - определение оптимальных режимов электрообработки субстрата и посадочного материала, обоснование конструктивных параметров устройства для его реализации.

Программа экспериментальных исследований включала в себя разработку лабораторных установок и методик исследований. Методика включала в себя проведение однофакторных постановочных экспериментов и многофакторных экспериментов (с привлечением методики активного планирования) для определения оптимальных режимов электровоздействия.

Рисунок. 2 - Электрический заряд обрабатываемого материала

В экспериментальных исследованиях был задействован минеральный субстрат клиноптилолит Закарпатского месторождения при выращивании крокусов сорта «Стелла» и тюльпанов сорта «Патриот». В качестве отклика растений на электрообработку определяли полученную цветочную биомассу, высоту бокала и цветоноса. Высота цветоноса и высота бокала фиксировались каждый день, цветочная биомасса - в день срезки. Выгонка осуществлялась в течение 15 суток и для тюльпанов, и для крокусов. Для определения параметров корне-обитаемой среды исследовались электропроводность, активность ионов и ионный состав системы «субстрат - раствор».

Размер выборки составил 50 луковиц; опыты проводились в четырехкратной повторности; использовались принципы рандомизации, что обеспечивало достаточную точность опыта. Полученную биомассу определяли на весах типа ВЛКТ-500г-м с ценой деления 100 мг. Выгонка осуществлялась в вегетационных теплицах при контролируемых параметрах микроклимата воздушной и корнеобитаемой среды. Приготовление питательного раствора осуществлялось в специализированном растворном узле.

Экологическая чистота биомассы оценивалась по содержанию нитратов, пестицидов, радионуклидов 908г и '"Сб, тяжелых металлов.

Эффективность электрообработки посадочного материала и субстрата оценивалась по методике, разработанной с учетом качества и эффективности реализации получаемой продукции. Методика подразумевает последовательное определение следующих коэффициентов: качества продукции, реализации продукции, энергетической эффективности выращивания полифункциональных растений (таблица 1).

В четвертой главе «Определение рациональных режимов электрообработки посадочного материала и субстрата» изложено следующее. Установлено, что различия между вольт-амперными характеристиками системы электродов «иглы на стержнях - плоскость» при наличии и при отсутствии монослоя посадочного материала и субстрата несущественны (рисунок 3). Следовательно, протекание технологического процесса существенным образом не изменяется, и для обработки посадочного материала и субстрата может быть использована разработанная система электродов без коррекции ранее определенных конструктивных параметров: расстояние между стержнями 25 мм; расстояние между иглами 30 мм; длина игл 15 мм (шахматное расположение игл); межэлектродное расстояние 100 мм.

Методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата

Таблица 1

Наименование и условное обозначение Расчетная формула Примечание

Коэффициент качества продукции Кк Кк= КПэ1 Кш2 5:1 -

Производственно-экологический коэффициент первого рода Кп,1 КПЭ1 = к,к2к3...кп >1 к|...к„ - частные производственно-экологические коэффициенты отдельного класса эко-токсикантов

Производственно-экологический коэффициент второго рода КПЭ2 К„э2 = С1С2С3...СП С|...СП - частные производственные коэффициенты второго рода

Коэффициент реализации продукции К„ Кр = Кл Кп Кк Кц -

Коэффициент, учитывающий использование продукции для изготовления лекарственных средств Кл ■ Кл = Шл/Шл1 т,„ т.,1- биомасса органов растений, использующаяся в фармакологии в предложенном и базовом варианте соответственно

Коэффициент, учитывающий использование продукции для приготовления пищи к„ К„ = тп/тп' тл, шл'~ биомасса органов растений, использующаяся для приготовления пищи в предложенном и базовом варианте соответственно

Коэффициент, учитывающий использование продукции для изготовления пищевых красителей Кк Кк = тк/тк' шл, шл- биомасса органов растений, использующаяся для изготовления пищевых красителей в предложенном и базовом варианте соответственно

Коэффициент, учитывающий использование продукции в декоративных целях (на срез) К„ Кц — Ьцв 1-РО-; кс Ьцв - высота цветоноса; Ь&к -высота бокала; к,; - коэффициент, учитывающий длительность хранения цветов

Коэффициент энергетической эффективности выращивания Кэв К1в=ЕВСр/Е()=(Ик1'Ср)/Ео Евср - энергосодержание продукции, кДж/м2; Ик- урожайность, кг/м ; - коэффициент энергосодержания в единице продукции, кДж/юг; Ео - затраты энергии на возделывание и уборку полифункциональных выгоночных растений, кДж/м2

11,кВ

Рисунок 3 - Вольт-амперные характеристики системы электродов «иглы на стержнях - плоскость» при размещении ( — ) и при отсутствии (—) на некоронирующем электроде монослоя посадочного материала и минерального субстрата. Межэлектродные расстояния: а - 8 см (клиноптилолит); б - 10 см (крокусы); в - 12 см (тюльпаны)

При обработке в поле отрицательного униполярного коронного разряда частицы посадочного материала и субстрата электризуются, то есть приобретают отрицательный заряд (цк > 0). При комбинированной зарядке на некоронирующем электроде заряд частиц уменьшается незначительно по сравнению с ионной зарядкой (цк =1). Электрический заряд, который получают посадочный материал и субстрат, не превышает значений заряда, апробированных в ранее выполненных исследованиях. Следовательно, возможность угнетения растений исключается (рисунок 4).

Электрообработка субстрата приводит к изменению параметров системы «субстрат - раствор»: наблюдается повышение активности ионов и электропроводности, что создает условия для активного минерального питания растений (рисунок 5).

На основании экспериментов, проведенных по методике активного планирования, получены уравнения регрессии, адекватно описывающие отклик растений на электрообработку посадочного материала и субстрата (при изменении времени обработки субстрата в пределах 5 - 9 с, и времени обработки посадочного материала в пределах 2-4 с): для тюльпанов

высота цветоноса высота бокала цветочная биомасса

у-36Д4 = -2,23х12-2,91х22; (5)

у - 4,10 = -0,25х]2 - 0,33х22; (6)

у- 12,96 = -1,12х,2- 1,14х22; (7)

для крокусов

высота цветоноса у - 12,30 = ~0,82х12 - 1,05х22; (8)

высота бокала у - 3,88 = -0,23х12 - 0,25х22; (9)

цветочная биомасса у-8,52 = -0,68х12-0,77х22; (10)

где хь х2 - продолжительность обработки посадочного материала и субстрата соответственно.

Ч - 0,01х3 - 0.24Х1 + 0,74х + 13,89 И2 = 0,95

О » 0,43х - 1,80х + 3,49х + 11,20 Н! =0,45

9 10 11

Рисунок 4 - Изменение электрического заряда луковиц крокуса в межэлектродном пространстве: а - у=0,5 см; б - у=5 см

6 7 8 9 Ю

t, сек

Рисунок 5 - Влияние режима электрообработки субстрата на электропроводность системы «субстрат - раствор»

Полученные уравнения регрессии позволили определить оптимальный режим электрообработки: напряжение, подаваемое на электроды, составило 30 кВ; напряженность поля коронного разряда 300 кВ/м; ток короны 125 мкА; плотность тока короны 1,9 мА/м2; время воздействия на посадочный материал 3 с, время воздействия на субстрат 7 с.

Сравнение данного режима с известными режимами электрообработки показало, что при этом режиме наблюдается наибольший положительный отклик растений: увеличение высоты цветоноса, высоты бокала и цветочной биомассы (рисунки 6, 7, 8).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 сут

Рис. 6. Изменение высоты бокала крокусов (с нарастающим итогом): 1 - обработка посадочного материала и субстрата; 2 - обработка субстрата; 3 - обработка посадочного материала

115 1

110

105

100

95 -

Рисунок 7 - Относительное изменение цветочной биомассы крокусов: 1 - обработка посадочного материала и субстрата; 2 - обработка субстрата; 3 - обработка посадочного материала; 4 - без обработки (контроль)

100 1

80

6-

2 3

2 3 4 5 6 7

8

9 10

сут

Рисунок 8 - Изменение высоты цветоноса тюльпанов (с нарастающим итогом): 1 - обработка посадочного материала и субстрата; 2 - обработка субстрата; 3 - обработка посадочного материала

В пятой главе «Разработка технологических элементов производства полифункциональных растений с использованием электрообработки посадочного материала и субстрата» представлена разработанная технология, включающая в себя операцию электрообработки субстрата и посадочного материала в производственный цикл гидропонного выращивания полифункциональных растений (рисунок 9). Для осуществления операции по электрообработке посадочного материала и субстрата разработана установка, в которой реализована обработка частиц субстрата в горизонтальной и вертикальной электродных системах, а также обработка посадочного материала в горизонтальной электродной системе.

Производственные испытания, проведенные в ангарной теплице ОАО «Тепличный», показали более высокую технико-экономическую эффективность предлагаемого варианта выращивания полифункцио-наиьных растений по сравнению с базовым. В опытном варианте выход биомассы увеличивается на 10 - 15%, за счет чего снижается энергоемкость единицы продукции на 0,25 - 0,27 МДж/т, увеличивается энергетическая эффективность на 12 - 14%; годовой экономический эффект в расчете на стандартную ангарную теплицу с объемом выращивания продукции 44,8 т/год составляет 380 тыс. руб.

ПОДГОТОВКА

ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА

ВЫРАЩИВАНИЕ РАСТЕНИИ

УБОРКА РАСТЕНИИ

Рисунок 9 - Схема технологической линии выращивания полифункциональных растений

гидропонным способом включающая электрообработку посадочного материала и субстрата

Оценка эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата при выращивании полифункциональных растений позволила установить, что в предлагаемом варианте повышается продуктивность растений при сохранении биологической полноценности, обеспечении экологической чистоты и увеличении сроков хранения продукции.

Сравнительная энергетическая оценка предлагаемой и исходной технологий позволяет констатировать, что в опытном варианте уменьшаются энергозатраты на единицу продукции, увелиивается энергосодержание продукции; энергетическая эффективность повышается на 15%.

Оценка эффективности выращивания полифункциональных растений показала, что в предлагаемом варианте имеет место повышение продуктивности растений при сохранении биологической полноценности, экологической чистоты и сроков хранения продукции. Энергетическая эффективность в предлагаемом варианте на 12... 14% выше, чем в варианте без электрообработки посадочного материала и субстрата.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Повышение эффективности гидропонных технологий может быть достигнуто путем увеличения продуктивности растений. Электрообработка посадочного материала и субстрата создает необходимые условия для реализации растениями своих потенциальных возможностей, однако способы и технические средства для ее реализации разработаны недостаточно.

2. Установленные закономерности изменения заряда частиц посадочного материала и субстрата в межэлектродном пространстве позволяют определять электрический заряд, получаемый частицами материала в рабочей зоне электродной системы «иглы на стержнях -плоскость» со следующими конструктивными параметрами: расстояние между стержнями - 25 мм; расстояние между иглами - 30 мм; длина игл -15 мм (шахматное расположение игл), межэлектродное расстояние - 100 мм.

3. Полученные математические модели отклика полифункциональных растений на электрообработку посадочного материала и субстрата по методике активного планирования эксперимента описывают отклик полифункциональных растений на электрообработку.

4. Рациональный режим обработки: напряжение, подаваемое на электроды 30 кВ; напряженность поля коронного разряда 3-105 В/м; ток короны 125 мкА; плотность тока короны - 1,9 мА/м2; время воздействия на посадочный материал 3 с, время воздействия на субстрат 7 с - позволяет повысить выход биомассы, при сохранении экологической чистоты и биологической полноценности продукции.

5. Разработана установка, позволяющая осуществлять обработку субстрата в виде прохождения потоком частиц поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной и вертикальной электродных системах; посадочного материала - в виде прохождения поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной электродной системе.

6. Разработанная технология выращивания полифункциональных растений на гидропонной основе включает в себя операцию обработки посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда.

Разработанная методика позволяет оценивать эффективность комплексной обработки посадочного материала и субстрата.

7. Производственные испытания показали технико-экономическую эффективность разработанной установки при гидропонном выращивании полифункциональных растений: в опытном варианте увеличивается выход экологически чистой и биологически полноценной биомассы на 10 - 15%, за счет чего энергоемкость единицы продукции снижается на 0,25 - 0,27 МДж/т, энергетическая эффективность увеличивается на 12 - 14%; годовой экономический эффект в расчете на стандартную ангарную теплицу с объемом выращивания продукции 44,8 т/год составляет 380 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Басарыгина Е.М., Леппик С.С., Трушин П.М. Электрообработка субстрата для гидропонного растениеводства // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, № 6, с. 13-14.

2. Леппик С.С., Басарыгина Е.М., Трушин П.М. Определение электрического заряда субстрата // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, № 9, с. 28 - 29.

3. Петухов Г.И., Басарыгина Е.М., Леппик С.С. и др. Эффективное использование энергоресурсов в защищенном грунте // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2007, № 10, с. 19-21.

4. Косарев Ю.Н., Марченко А.Н., Леппик С.С. и др. Энергобиологическая оценка гидропонного зеленого корма // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2007, № 12, с. 9 - 11.

Публикации в других изданиях

1. Леппик С.С., Костюкевич В.А. Измерение температуры цветоножки тюльпанов // Молодые исследователи - сельскому хозяйству: Сб. науч. работ студентов и магистрантов университета. - Челябинск: ЧГАУ, 2002, с. 9-11.

2. Леппик С.С. Электрофизическая обработка субстратов для гидропонного выращивания тюльпанов // Материалы 54 студенческой научной конференции. - Челябинск: ЧГАУ, 2003, с. 8-10.

3. Леппик С.С. Разработка установки для обработки субстратов цветочных культур // Материалы 55 студенческой научной конференции. - Челябинск: ЧГАУ, 2004, с. 8-10.

4. Патент РФ № 38263 Устройство для обработки субстратов. // М.В. Авдеев, Е.М. Басарыгина, С.С. Леппик и др. БИ № 16,2004.

5. Патент РФ № 46808: Малогабаритная гидропонная установка для бытовых и производственных помещений. // М.В. Авдеев, Е.М. Басарыгина, С.С. Леппик и др. БИ № 24, 2005.

6. Леппик С.С. Электрообработка гидропонных субстратов для выращивания выгоночных цветочных культур // Материалы ХЫУ междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Ч. 3. - Челябинск: ЧГАУ, 2005, с. 21-23.

7. Трушин П.М., Басарыгина Е.М., Леппик С.С. Энергосберегающий тепличный комплекс для выращивания экологически чистых овощей // Материалы 5 Междунар. науч.-техн. конф. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006, с. 172- 175.

8. Трушин П.М., Басарыгина Е.М., Леппик С.С. Энергосберегающие гидропонные технологии // Энергетика региона, 2006, № 4, с. 32-33.

9. Леппик С.С. Электрообработка минерального субстрата при выращивании полифункциональных выгоночных растений // Труды Всероссийского совета молодых ученых аграрных образовательных и

научных учреждений. Том 1. - М.: Академия кадрового обеспечения АПК, 2008, с. 32 - 35.

10. Лещенко Г.П., Захаров В.А., Леппик С.С. Зарядка в поле коронного разряда луковиц полифункциональных выгоночных растений // Материалы XLVIII междунар. науч.-техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Ч. 3. - Челябинск: ЧГАУ, 2009, с. 126-129.

Подписано в печать 24.04. 2009 г. Формат А5. Объем 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № УОП ЧГАУ

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Перспективы применения гидропонного способа выращивания растений в современных производственно-экологических условиях.

1.2. Классификация методов гидропонного выращивания растений.

1.3 Технологическое оборудование гидропонного растениеводства.

1.4. Методы и технические средства электротехнологии для повышения эффективности гидропонного выращивания полифункциональных растений путем электрообработки посадочного материала и субстрата

1.5. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА И СУБСТРАТА С ПОМОЩЬЮ МАШИН ЭЛЕКТРОННО-ИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

2.1. Использование методов и технических средств ЭИТ для создания условий, способствующих реализации растениями своих потенциальных возможностей

2.2. Вольт-амперные характеристики коронного разряда. Электрообработка субстрата и посадочного материала

2.3. Зарядка частиц обрабатываемого материала в поле коронного разряда

2.4. Энергетическая оценка биомассы полифункциональных растений

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Программа экспериментов и экспериментальные установки 62 3.1.1 Программа экспериментов 62 3.1.2. Экспериментальная установка

3.2. Методика проведения экспериментов

3.2.1. Методика экспериментального определения вольт-амперных характеристик

3.2.2. Методика электрообработки субстрата

3.2.3. Методика электрообработки посадочного материала

3.2.4. Методика исследования системы-«субстрат - раствор»

3.2.5. Методика исследования влияния электрообработки посадочного материала и субстрата на отклик полифункциональных растений

3.2.6. Сравнение предлагаемого варианта выращивания с базовым

3.2.7. Методика исследования экологической чистоты и биологической полноценности гидропонной биомассы

3.3. Методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата '

3.4. Результаты и выводы по главе

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА И СУБСТРАТА

4.1. Параметры электродной системы для обработки посадочного* материала и субстрата

4.2. ВАХ системы электродов «иглы на стержнях - плоскость» при размещении на некоронирующем электроде слоя посадочного материала и минерального субстрата. Электропроводность, активность ионов и ионный состав системы «субстрат — раствор»

4.3. Электрический заряд частиц посадочного материала и субстрата в рабочей зоне электродной системы «иглы на стержнях - плоскость»

4.4. Влияние электрообработки посадочного материала и субстрата на отклик полифункциональных растений

4.5. Выводы по главе

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРООБРАБОТКИ ПОСАДОЧНОГО

МАТЕРИАЛА И СУБСТРАТА

5.1. Технологическая схема производства полифункциональных растений с электрообработкой посадочного материала и субстрата

5.2. Установка для электрообработки посадочного материала и минерального субстрата

5.3. Программа и результаты технологических испытаний

5.4. Экономическая оценка

5.5. Энергетическая оценка

Актуальность темы: Во многих регионах Российской Федерации, в том' числе в Челябинской области, существует совокупность экологических проблем, связанных с нарушением природного баланса и затрудняющих получение экологически чистой продукции растениеводства. Использование гидропонных технологий, позволяющих возделывать растения на искусственной почве, является одним из возможных путей решения этой важной народно-хозяйственной задачи. Однако гидропонное производство продуктов растениеводства сопряжено со значительными энергозатратами, в связи с чем актуальной задачей является разработка технических средств, позволяющих повысить его эффективность. В этом плане целесообразной представляется обработка посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда, которая позволит активировать обменные процессы и создать необходимые условия для реализации растениями своих потенциальных возможностей.

Однако вопросы комплексной электрообработки посадочного материала и субстрата при гидропонном выращивании растений изучены не полностью и требуют дополнительной проработки.

Настоящая работа посвящена вопросам использования электрообработки субстрата и посадочного материала при гидропонном выращивании полифункциональных растений, которые используются при производстве пищевых красителей, пряностей, лекарственных препаратов, а также в декоративном цветоводстве и озеленении.

Исследования проводились в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006 - 2010 гг.: Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России, а также планом НИР ЧГАУ на 20042009 гг.

Цель исследования: повышение эффективности гидропонного растениеводства путем увеличения производительности растений за счет использования технических средств электронно-ионной технологии.

Задачи исследования:

1. Получить модель выхода биомассы и определить режим электрообработки посадочного материала и субстрата, позволяющий получить наибольший отклик растений.

2. Разработать установку, позволяющую осуществлять обработку в поле коронного разряда, как субстрата, так и посадочного материала.

3. Разработать технологию выращивания полифункциональных растений на гидропонной основе, включающую операцию обработки посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда.

Объект- исследования: процесс обработки посадочного^ материала и субстрата в электрообрабатывающей установке при гидропонном выращивании полифункциональных растений.

Предмет исследования: закономерности изменения выхода биомассы растений при различных режимах обработки посадочного материала и субстрата в электрообрабатывающей установке.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту. В работе впервые предложено и апробировано комплексное воздействие поля коронного разряда на посадочный материал и минеральный субстрат для активирования растений (на примере полифункциональных растений -крокусов и тюльпанов). Предложена электрообработка: минерального субстрата в виде прохождения потоком частиц поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной и вертикальной электродных системах; посадочного материала — в виде прохождения поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной электродной системе. Установлены закономерности, раскрывающие взаимосвязь между электрическим зарядом частиц субстрата и посадочного материала и их расположением в рабочей зоне электродной системы, «иглы на стержнях - плоскость». Определены вольт-амперные характеристики данной системы электродов при размещении на некоронирующем электроде монослоя субстрата и посадочного материала. Определен заряд, получаемый посадочным материалом и субстратом при обработке в поле коронного разряда. По лучены, математические модели, описывающие отклик полифункциональных растений (выход биомассы, высота бокала,, высота цветоноса) на электрообработку посадочного материала и субстрата. Разработана методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата.

Практическая ценность работы? и реализация ее результатов. Практическая» ценность результатов диссертационной работы; заключается*, в том, что на их основе была разработана и опробована установка для обработки посадочного материала, и минерального субстрата в поле- отрицательного униполярного коронного разряда. Разработанные математические модели и установленные: взаимосвязи- могут быть, использованы на, всех стадиях проектирования установок для электрообработки материалов;

Полученные: результаты позволяют дать практические рекомендации по применению электрообработки посадочного материала и субстратов в гидропонном получении продукции растениеводства. Новизна технических решений защищена двумя'патентами РФ:

На основе проведенных в рамках представленной работы исследований были разработаны и приняты к внедрению: технология гидропонного выращивания полифункциональных растений с обработкой посадочного материала и субстратов: в поле коронного разряда - в ОАО «Тепличный» (Челябинская область);; методика оценки эффективности электрообработки посадочного материала и субстрата — в Челябинском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (ЧНИИСХ). Результаты работы используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований были представлены и получили одобрение на научно-технических, а также ежегодных внутривузовских конференциях, в том числе: на V Международном Салоне инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2005 г.) - получены диплом и бронзовая медаль; на 5-й международной научно-технической конференции Всероссийского института электрификации сельского хозяйства «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (г. Москва, 2006 гг.); на специализированной выставке-ярмарке Агро-2005, Агро-2007 - получены дипломы и золотые медали (Челябинск, 2005, 2007 гг.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, библиографии из 140 наименований и 2 приложений. Содержание работы изложено на 137 страницах, текст содержит 40 рисунков и 12 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Повышение эффективности гидропонных технологий может быть достигнуто путем увеличения продуктивности растений. Электрообработка посадочного материала и субстрата создает необходимые условия для реализации растениями своих потенциальных возможностей, но способы и технические средства для ее реализации отсутствовали, по причине недостаточных исследований в данной области.

2. Установленные закономерности изменения заряда частиц посадочного материала и субстрата в межэлектродном пространстве позволяют определять электрический заряд, получаемый частицами материала в рабочей зоне электродной- системы «иглы на стержнях - плоскость» со- следующими конструктивными параметрами: расстояние между стержнями - 25 мм; расстояние между иглами - 30 мм; длина игл - 15 мм (шахматное расположение игл), межэлектродное расстояние - 100 мм.

3. Полученные математические модели отклика полифункциональных растений на электрообработку посадочного материала и субстрата по методике активного планирования эксперимента описывают отклик полифункциональных растений на электрообработку.

4. Рациональный режим обработки позволяет повысить выход биомассы, при сохранении экологической чистоты и биологической полноценности продукции: напряжение, подаваемое на электроды 30 кВ; напряженность поля коронного разряда 3-105В/м; ток короны 125 мкА; плотность тока короны - 1,9 мА/м ; время воздействия на посадочный материал 3 секунды, время воздействия на субстрат 7 секунд.

5. Разработана установка, которая позволяет осуществлять обработку субстрата в виде прохождения потоком частиц поля отрицательного униполярного коронного ' разряда в горизонтальной и вертикальной электродных системах; посадочного материала - в виде прохождения поля отрицательного униполярного коронного разряда в горизонтальной электродной системе.

6. Разработанная технология выращивания полифункциональных растений на гидропонной основе, включает операцию обработки посадочного материала и субстрата в поле коронного разряда в производственный цикл.

Разработанная методика позволяет оценивать эффективность комплексной обработки посадочного материала и субстрата.

7. Производственные испытания показали технико-экономическую эффективность разработанной установки при гидропонном выращивании полифункциональных растений: в опытном варианте увеличивается выход экологически чистой и биологически полноценной биомассы на 10 - 15%, за счет чего происходит снижение энергоемкости единицы продукции на 0,25 -0,27 МДж/т и увеличение энергетической эффективности на 12 - 14%; годовой экономический эффект в расчете на стандартную ангарную теплицу с объемом выращивания продукции 44,8 т/год составляет 380 тыс. руб.

НАПРАВЛЕНИЕ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В области теоретических исследований необходимо:

1. Дальнейшее изучение вопросов, связанных с активной электрической схемой замещения посадочного материала в период прорастания: получение математических выражений, описывающих работу схемы.

2. Дальнейшее изучение вопросов, связанных с получением вольт-амперной характеристики систем электродов, описывающих количественную зависимость плотности тока на осадительном электроде от электропроводности субстрата и посадочного материала.

В области экспериментальных исследований необходимо:

1. Проведение опытов, позволяющих определить значения активного сопротивления, емкости и электродвижущей силы соответствующих элементов активной схемы замещения посадочного материала;

2. Проведение опытов, позволяющих определить электропроводность субстратов.

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Результаты теоретических и экспериментальных исследований выполненных в работе могут использоваться организациями, занимающимися проектированием установок электронно-ионной технологии, а также сельскохозяйственными предприятиями, занимающимися выращиванием продукции растениеводства на гидропонной основе.

Полученное аналитическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между плотностями тока коронного разряда при наличии и отсутствии слоя субстрата на некоронирующем электроде, и установленные закономерности отражающие взаимосвязь между электрическим зарядом частиц субстрата и их расположением в рабочей зоне электродной системы «иглы на стержнях -плоскость», позволяют выполнять инженерные расчеты при проектировании технических средств для электрообработки субстрата.

Установленные закономерности изменения выхода биомассы полифункциональных выгоночных растений позволяют дать практические рекомендации по применению электрообработки минеральных субстратов в гидропонном получении продукции растениеводства.

118'

1. Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Гаджиева П.И:, Хаматдинова М:Р. Установка для выращивания экологически чистой выгоночной зелени при муниципальных образовательных учреждениях:// Аграрная наука. - 2002. № 7. -С. 10-14.

2. Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Хаматдинова М.Р. Электрообработка, субстратов в ионитопонике // Вестник ЧГАУ. 2001. т. 34. - С. 23-31.

3. Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Хаматдинова М.Р. Использование1 электрофизических воздействий при дражировании семян // Вестник ЧГАУ. -2003. т. 38-С. 26-30.

4. Алиев Э.А. и др. Технология возделывания овощных культур и грибов в защищенном грунте. М.: Агропромиздат, 1987. 351 с.

5. Амирджанян Ж.А. Содержание тяжелых металлов в загрязненных почвах // Химия в сельском хозяйстве. 1994. №1.-С.4-10.

6. А.С. 721031 (СССР). Машина для предпосевной обработки семян в электрическом поле. Арнольд А.Э., Каменир Э.А., Одикадзе З.К. и др. Опубл. БИ. 1989, № 39 mkji А 01 Д 33/08.

7. Басарыгина Е.М., Леппик С.С., Трушин П.М. Электрообработка субстрата для гидропонного растениеводства // Механизация и электрификация сельского хозяйства^ 2006;' № 6, с. 13 — 14.

8. Басарыгина Е.М., Трушин П.М., Лещенко Г.П. Методика оценки эффективности восстановления минеральных субстратов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, №7, с. 14 15.

9. Басарыгина Е.М., Хаматдинова М.Р. Получение экологически чистой продукции сельского хозяйства в современных условиях: Материалы XL науч. конф. Челябинск, ЧГАУ, 2000. - С. 39-41.

10. Басарыгина Е.М., Хаматдинова М.Р., Лещенко Г.П. Активная схема замещения растения: Материалы XLIV науч. конф. — Челябинск, ЧГАУ, 2004. С. 111-117.

11. Басов А.М., Изаков Ф.Я., Шмигель В.Н. и др. Электрозерноочистительные машины / Под ред. А.М! Басова. — М.: Машиностроение, 1968.-201 с.

12. Басов А.М., Быков В.Г., Лаптев А.В., Файн В.Б. Электротехнология. Ml: Агропромиздат, 1985. 256 с.

13. Басов A.M., Возмилов А.Г. Экспериментальное определение конструктивных параметров зарядной зоны калорифера // Электротехнология процессов сельскохозяйственного производства. Челябинск, Тр. ЧИМЭСХ -1976.-Вып. 109.-С. 76-81.

14. Басов A.M., Каменир Э.А., Файн В.Б. Вопросы дозирования при стимуляции семян физическими воздействиями // Вестник сельскохозяйственной науки. 1981. т. 106. - С. 104-111.

15. Басов A.M., Арнольд А.Э. Влияние перераспределения зарядов на параметры ориентации частиц // Электротехнология процессов сельскохозяйственного производства. Челябиск, ТР. ЧИМЭСХ 1974. - Вып. 75.-С. 110-113.

16. Батыгин Н.Ф. Биологические основы предпосевной обработки семян и зоны её эффективности // Сельскохозяйственная биология. 1980. — т. XV. - С. 504-509.

17. Бледных В.В., Цитцер О.Ю., Сперанская О. и др. Глобальные агроэкологические проблемы: безопасность продукции сельского хозяйства. М.: Эко Согласие, 2003. - 120 с.

18. Бледных В.В., Воловик E.JL, Авдеев М.В. и др. Агропромпрогресс: гидропонные технологии. Москва Челябинск, 2003. - 286 с.

19. Блонская А.П., Окулова В.А. Влияние электрического поля на электропроводность проростков и растений пшеницы // Электротехнология процессов сельскохозяйственного производства. Челябинск, ТР. ЧИМЭСХ — 1975. — Вып: 97. С. 73-75.

20. Богатина Н.И. и др. Возможные механизмы действия магнитного,гравитационного и электрического полей на биологические-объекты и аналогия? в их действии // Электронная обработка материалов. 1986. № 1. С. 53-59.

21. Большой практикум по физиологии растений. / Под ред. Б.А. Рубина. М.: Высшая школа, 1978. 408 с.

22. Бородин И.Ф. Физическое моделирование зерновой массы // Электротехнология процессов сельскохозяйственного производства. Челябинск. ТР. ЧИМЭСХ 1974. - Вып. 75. - С. 73-75.

23. Бородин И.Ф. Обработка семян с.х. культур электромагнитным полем. М., 1995.

24. Брызгалов В.А. и др. Овощеводство защищенного грунта. М.: Колос, 1995.-351 с.

25. Быков В.Г. Исследование влияния влажности зерна на процесс сепарации в электромагнитном поле: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1978. 27с.

26. Былов В. Н., Зайцева Е.Н. Новая технология выгонки цветочных луковичных растений. М.: Наука, 1974.

27. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования о обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. 214 с.

28. Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З: и др. Основы электродинамики дисперсных систем. М.: Энергия, 1974. — 480 с.

29. Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве: Автореф. дис. . докт. техн. наук. Челябинск, 1993. 39 с.

30. Войтович Н.В., Козьмин Г.В., Ипатова А.Г. Перспективы использования физических факторов в растениеводстве. М.: ЦИНАО, 1995. — 128 с.

31. Волькенштейн В.А. Биофизика. М.: Наука, 1988. 592 с.

32. Геельхаар X. Тюльпаны в саду. М.: Агропромиздат, 1988.

33. Говорков В.А., Купалян М.Д. Теория электромагнитного поля в упражнениях и задачах. М.: Высшая школа, 1970. — 304 с.

34. Горский В.Г., Адлер Ю.П., Талалай A.M. Планирование промышленных экспериментов (модели динамики). М.: Металлургия, 1978. -112 с.

35. Грановский В.А. Электрический ток в газах. М.: Наука, 1971. -<543 с.

36. Губкин В.И. Электреты. М.: Наука, 1978. 124 с.

37. Доклад о мировом развитии 2000/2001 года. Наступление на бедность. — М.: Весь мир, Всемирный банк, 2001. 376 с.

38. Дэвис Д., Джованелли Дж., Рисс Т. Биохимия растений / Поде ред. B.JI. Крестовина. М.: Мир, 1968. - 201 с.

39. Живописцев З.И. Электротехнология в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИСХ, 1978. 296 с.

40. Жилинский Ю.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение. М.: Колос, 1982.-272 с.

41. Земман И. Кристаллохимия / Пер. с нем. Е.В. Строганова. М.: Мир, 1979.- 152 с.

42. Зыбалов B.C. Сестайнинг агроэкосистемы как «сверхзадача» агроэкологического подхода к управлению плодородием почв.: Материалы XLII научно-технической конф. Челябинск, ЧГАУ, 2003. - С. 278-281.

43. Ившин И.В. Совершенствование обработки семян защитно-стимулирующими препаратами при перекрестном взаимодействии потоков: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1978. 27 с.

44. Изаков Ф.Я. Теория и вопросы оптимизации, процесса обработки семян в электрическом поле коронного разряда: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М., 1971.-25 с. •

45. Изаков Ф.Я., Мурманцев М.И. и др. К теории зарядки частицы на осадительном электроде в поле коронного разряда // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1984.№ 6. С. 159-163.

46. Изаков Ф.Я., Рыбин И.А. Биоэлектрические явления у животных и растений. Свердловск, УГУ, 1973. 234 с.

47. Ингрэм Д. Электронный- парамагнитный резонанс в биологии. М.: Мир, 1992.296 с. ' ,

48. Ионообменные смолы в медицине и биологии / Пер. с англ. С.Я. Капланского. М.: Изд-во ин. лит-ры, 1976. 276 с. '

49. Калинеченко Н.А., Толиков А.И. Эффективность гидропона // Земля Сибирская, Дальневосточная. 1980. № 10. - С. 23-25.

50. Калинин В. А., Опритова В. А. Влияние распространяющихся биоэлектрических потенциалов на* передвижение веществ у растений // Электронная обработка материалов. 1981. № 1. - С. 101-106.

51. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и вакууме. М.: JI.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1947.- 808 с.

52. Каушанский Д^А., Кузин A.M. Радиационно-биологическая технология. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152,с.

53. Концепция государственной политики в области здорового питания населеншиРоссии на период до 2005 г. // Инженерная! экология: .—1999, № 8; -С. 1-7.

54. Комплексная; оценка эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса // Методические рекомендации и комментарий по их применению. М.: 1989. — 37 с.

55. Комплексный доклад о состоянии окружающей природной среды Челябинской области. Челябинск, 1995 2005 гг.

56. Корн Т., Корн Г. Справочник по математике. М.: Наука, 1968. — 722 с.

57. Краснова Т. Н. и др. Цветочные культуры защищенного грунта. — М.: . Россельхозиздат, 1984. —174 с.

58. Круг Т.А. Основы i электротехники в 2-х томах. М.: Л.г. Гос. энерг. изд-во, 1946:-472 с.

59. Кругляков Ю.А. Оборудование для непрерывного выращивания зеленого корма гидропонным способом. М.: Агропромиздат, 199 Г. 79 с.

60. Кундий А.О. Исследование зарядки и разрядки семян вэлектрокоронных зерноочистительных машинах: Автореф. дис канд. техн.наук. Челябинск, 1973. 27 с.

61. Леппик С.С., Басарыгина Е.М., Трушин П.М. Определение электрического заряда субстрата // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2006, № 9, с. 28 29.

62. Леппик С.С., Костюкевич:; В.А. Измерение температуры цветоножки тюльпанов. Молодые исследователи — сельскому хозяйству: Сборник научныхработ студентов и магистрантов университета. Челябинск: ЧГАУ, 2002. - с. 911.

63. Леппик С.С. Повышение эффективности гидропонного выращивания полифункциональных выгоночных растений путем электрообработки минеральных субстратов. Дис. . на соискание степени магистра техники и технологии. Челябинск, 2005. 126 с.

64. Леппик С.С. Разработка установки для обработки субстратов цветочных культур. Материалы 55 студенческой научной конференции. -Челябинск: ЧГАУ, 2004. с. 8-10.

65. Леппик С.С. Электрообработка гидропонных субстратов для выращивания выгоночных' цветочных культур. Материалы XLIV международной научно-технической конференции «Достижения науки -агропромышленному производству», Ч. 3, Челябинск: ЧГАУ, 2005. - с. 21-23.

66. Леппик С.С. Электрообработка минерального субстрата при выращивании полифункциональных выгоночных растений // Труды Всероссийского совета молодых ученых аграрных образовательных и научных учреждений. Том 1 М. 2008.

67. Леппик С.С. Электрофизическая обработка субстратов для гидропонного выращивания тюльпанов. Материалы 54 студенческой научной конференции. Челябинск: ЧГАУ, 2003. - с. 8-10.

68. Лобода В.А. Субстрат для зеленных культур // Агрохимия. 2000. № 6. С. 25-32.

69. Маркова Е.В., Лисенков А.Н. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей. М.: Наука, 1973. 580 с.

70. Мережко А.А. Физиология луковичных культур. М.: Колос, 1986.274 с.

71. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: 1989.-27 с.

72. Мешков А.А. Вольт-амперные характеристики коронного разряда. Электротехнология процессов сельскохозяйственного производства // Челябинск, Тр. ЧИМЭСХ 1979. - Вып. 109. С. 105-110.

73. Мешков А.А. Исследование электрозернообрабатывающих машин с игольчатыми электродами. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1975. 185 с.

74. Мик Дж., Грегс Дж. Электрический пробой в газах / Пер. с англ. под ред. B.C. Комелькова. М.: Изд-во ин. лит-ры, 1960: 605 с.

75. Миронова А.Г. Влияние предпосевной электрообработки клубней на продуктивность растений картофеля в зоне Южного Урала: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. М.: 1981. 22 с.

76. Моделирование в биологии / Пер. с англ. под ред. H.JI. Бернштейна. М.: Изд-во ин. лит-ры, 1963. 208 с.

77. Моисеев Н.Н. Экология человечества глазами математика. М.: Молодая гвардия, 1988. 214 с.

78. Многофакторный планируемый эксперимент в эколого-физиологических исследованиях. Методические указания. Петрозаводск, 1986. -56 с.

79. Музалевская И.И. О биологической активности возмущенного геомагнитного поля. М.: Наука, 1971. 134 с.

80. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. — 340 с.

81. Никифоров Н.И., Кушниренко И.Ю., Пуаллаккайнан Л.Л. Источники комплексной устойчивости ячмени к грибным болезням на Южном Урале: Тез. докл. IX Всесоюзного совещания по иммунитету растений к болезням и вредителям. — Минск, 1991, т. 1, С. 62-63.

82. Ничипорович А.А. Проблема стимуляции растений (теория и практика) // Известия АН СССО. Серия биологическая. 1971. № 2. - С. 180189.

83. Олофинский Н.Т. Электрические методы обогащения. М.: Недра, 1977.-519 с.

84. Патент РФ" № 37301. Гидропонная установка / Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Хаматдинова М:Р. и др. // БИ. 2004. №11.

85. Патент РФ № 38436. Устройство для* электрообработки сыпучих материалов / Авдеев М.В;, Басарыгина Е.М., Хаматдинова М.Р. и др. // БИ: 2004. № 16.

86. Патент РФ № 38263: Устройство для обработки субстратов. // Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Леппик С.С. и др. БИ № 16, 2004.

87. Патент РФ № 46808: Малогабаритная гидропонная установка для-бытовых и производственных помещений. // Авдеев М.В., Басарыгина Е.М., Леппик С.С. и др. БИ*№ 24, 2005.

88. Плаксин A.M. Энергетическая оценка машинно-тракторных агрегатов^ и.технологий в растениеводстве: Челябинск. 1999. 34 с.

89. Почвы и земельные ресурсы. // Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 2006 году. С. 21-26.

90. Прищеп Л.Г., Зильберман Р.Ф. Электромагнитное излучение в процессе прорастания семян // Известия АН СССР. Серия биологическая. — 1984. №2.-С. 57-58.

91. Реймерс Ф.Е. Растение во младенчестве. Новосибирск, 1963. — 172 с.

92. Романенко Г.А., Комов Н.В., Тютюнников А.И. Земельные ресурсы России; эффективность их использования. — М., 2006. — 308 с.

93. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математическое моделирование в биофизике. М.: Наука, 1975. 318 с.

94. Россия в окружающем мире: 2002 (Аналитический ежегодник). Отв. ред. Н.Н. Марфенин / Под общ. ред.: В.И. Данилова-Данильяна, С.А. Степанова. М.: Изд-во МНЭПУ, 2002. 336 с.

95. Рубин Б.В. Курс физиологии растений. М.: Высшая школа, 1977.448 с.

96. Рубцова М.С. Электрическая полярность семян и ростовые процессы кукурузы // Электронная обработка материалов. — 1981. № 5. — С. 98-103.

97. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы. Новые взгляды. М.: Мир, 1979, с. 216.

98. Савельев В.Н. Выявление закономерностей изменения качеств посевного материала под воздействием магнитного поля // Электронная обработка материалов. 1989. № 2. С. 20-28.

99. Свеницкий И.Н. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство. Пущино, ОНТИ НЦБИ АН СССР. 1982. -222 с.

100. Сент-Дьердьи А. Биоэлектроника. М.: Наука, 1964. — 326 с.

101. Сетров Ю.П. Информационные процессы в биологических системах. Л.: Наука, 1975.-145 с.

102. Секанов Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов. М.: Агропромиздат, 1985. — 160 с.

103. Синеканова Л.А., Стеканова Т.А., Цупак В.Ф. Практикум по основам агрономии с ботаникой. М.: Колос, 1984. 336 с.

104. Скулачев В.Л. Трансформация энергии в биомембранах. М.: Наука, 1972.- 126 с.

105. Смирницкий Е.Г. Экономические показатели эффективности. М.: Экономика, 1980.- 143 с.

106. Справочник по теплоснабжению- сельскохозяйственных предприятий. / Под ред. В.31 Уварова. М:: Колос, 1983. 320 с.

107. Тавлинова Г. К. Ранние весенние цветы. — Л.: Лениздат, 1990. — 128с.

108. Таскаева А.Г. Внедрение интенсивных технологий в возделывание зерновых культур. Челябинск, 1993. 57 с.

109. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. М.: Наука, 1968.-318 с.

110. Хаматдинова М.Р. Повышение эффективности гидропонного выращивания зеленных овощей путем обработки субстрата в поле коронного разряда. Дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 2004. 179 с.

111. Хаматдинова М.Р. Электрообработка субстратов при гидропонном выращивании выгоночных культур: Материалы ХЫЬнауч. конф. — Челябинск, ЧГАУ, 2002.-С. 99-103.

112. Харман К. и др. Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов. М.: Мир, 1977. 470 с.

113. Хасанова З.М., Наумов Л.Г. Предпосевная обработка семян. Уфа, Башкирское кн. изд-во, 1981. 112 с.

114. Цейгер З.М. и- др. Энергоснабжение в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1990; 670 с.

115. Цеолиты, их синтез, свойства и применение / Под ред. Дубинина М.А., ПлаченоваТ.Г. М.:-Л.: Наука, 1965. 686 с.

116. Цеонат. Отчет государственной инновационной программы-«Использование природных цеолитов для дезактивации территорий, производства экологически чистых продуктов и радиопротекторов» / Материалы экспертизы Минэкологии России, 29.04.1993.

117. Чарыков В.И. Электромагнитные системы очистки сухих и,жидких сельскохозяйственных продуктов от металлических примесей. Дис. . д-ра техн. Наук. Челябинск, 2005 354 с.

118. Черевченко Т. М. Выгонка цветочных растений в закрытом грунте.-Киев.: Наукова Думка, 1977. — 126 с.

119. Шишкин О. К. Цветы уральского сада. Свердловск.: Средне-Уральское книжное издательство, 1979. - 144 с.

120. Шмигель, В.Н. Будущее электрификации сельского хозяйства Удмуртии за экологически чистой электронно-ионной технологией (ЭИТ) // Труды науч.-практ. конф. Ижевской гос. с.-х. акад. Ч.З. / ИжГСХА. Ижевск, 1998. - С. 53-55.

121. Яковлева Р.А. Ингибитор нитрификации N-SERVE в зоне радиоактивного загрязнения // Химия в сельском хозяйстве. 1994, № 1. - С. 32-45.

122. Carlson М. Getting potted // Gardens West, 1999. Vol.14. - N 3. - P.66.70.

123. Costanzo B. Clear signs of spring // Gardens West, 2000. Vol.14. - N 4. -P. 11-13

124. Michael W. Frohlich, David S. Parker. The Mostly Male of Flower Evolutionary Origins: from Genes to Fossils // Systematic Botany. — Vol.25. N.2.

125. Melis P., Cattivello C. Valutazioni analitiche e colturali su alcuni substrati di coltivazione. Colt.prot, 1999. An.28. - N 4. -P. 65-70.

126. Zanon P. Influencia del sustrato en la produccion de rosas para flor cortada. Agr.Verge!., 2000. An. 19. -N 219. - P. 189-192.