Результаты исследований стимулирования растений в магнитном поле

Введение. Применение электрофизических технологий в растениеводстве позволяет повысить интенсивность роста и развития растений, а также заменить традиционные технологии, способствующие ускорению роста и развития растений. Одним из перспективных способов стимулирования растений является воздействие на них магнитным полем. В результате ускоряется рост растений, что способствует скорейшему созреванию семян и овощей [1, 6, 7]. Для создания оптимальных условий для роста и развития ряд растений выращивают на рассаду. Стимулирование растений в магнитном поле в данный период роста будет способствовать их развитию, что повысит эффективность процессах [3, 4].

Цель исследований - повышение эффективности выращивания растений за счет воздействия магнитным полем.

Задачи исследований:

• -    разработать экспериментальную установку стимулирования растений в магнитном поле;

• -    провести экспериментальные исследования по стимулированию растений в магнитном поле;

• -    провести анализ результатов исследования по стимулированию растений в магнитном поле.

Методика исследований. Для проведения исследований по воздействию на растения постоянного магнитного поля была разработана экспериментальная установка на базе кассет с ячейками для рассады (рисунок 1 а). Установка состоит из двух кассет для рассады с ячейками, заполненными грунтом. Также установлено электрооборудование, которое включает блок питания постоянного тока U (рисунок 1 б), три реостата R1-R3, двадцать четыре катушки индуктив ности L1-L24 и электрические соединительные провода. Катушки индуктивности установлены на внешней стороне ячеек с грунтом. Направление витков медного провода в катушке, а также направление электрического тока в проводах подобрано таким образом, что линии магнитной индукции в центре катушек направлены вверх. Таким образом, каждая катушка создает магнитное поле, магнитный поток которого проходит вверх через ячейки с посаженными в грунте растениями. Далее магнитный поток рассеивается и меняет свое направление вниз и затем сходится в нижней части ячейки с грунтом, меняя свое направление вверх. Катушки последовательно соединены проводами по восемь штук, образуя три батареи. Каждая батарея через реостат присоединена к блоку питания. Реостаты предназначены для установки заданного значения силы тока в проводниках батарей катушек (рисунок 1 б) [2, 5].

Катушки в батареях расположены в два ряда по ширине кассеты. Две батареи катушек установлены на первой кассете таким образом, что между батареями остались два ряда без катушек, а также один ряд с края кассеты. Третья батарея установлена с одного края второй кассеты, при этом остальные ячейки второй кассеты не оснащены катушками. При этом два ряда ячеек, расположенные на второй кассете с противоположной стороны от третьей батареи, являются контрольными [2, 5].

При проведении эксперимента было заложено четыре опыта, в которых изменялся один фактор -напряженность магнитного поля в катушках 1000 А/м, 3000 А/м, 5000 А/м и контроль (растения, не подверженные магнитной стимуляции).

а - общий вид; б - электрическая схема; U - блок питания; R1-R3 - реостаты; L1-L24 - катушки индуктивности Рисунок 1 - Экспериментальная установка магнитной стимуляции растений

Стимуляция растений осуществлялась ежедневно в одно время с момента появления всходов. Время стимуляции составляло один час в сутки. Для обеспечения заданного времени обработки блок питания включался в сеть через таймер.

Нормы освещенности, температуры и полив поддерживались одинаковыми для всех опытов.

Исследования по воздействию магнитного поля на растения проводились на редисе скороспелого сорта.

По истечении срока проведения эксперимента проводились измерения длины зеленой и корневой части растений. Измерения проводились при помощи линейки.

Результаты исследований и их обсуждение. В данной статье представлены результаты исследования изменения длины зеленой части редиса под воздействием магнитного поля катушек индуктивности.

По результатам проведенного анализа длины растений в каждом опыте была определена их средняя длина. Результаты измерений представлены в таблице.

Результаты исследования длины растений редиса после стимулирования и на контроле

Значение изменяемого фактора, А/м и контроль	Длина зеленой части растений, мм								Среднее значение, мм
1000	129	101	132	178	109	137	131	116	129
3000	145	165	127	185	143	151	117	152	152
5000	127	145	125	130	156	165	155	163	146
Контроль	115	91	115	109	85	105	121	109	106

Анализ результатов показал, что средняя длина растений, которые стимулировались магнитным полем, оказалась выше, чем на контроле. При этом наибольшая средняя длина наблюдается у растений, стимулированных магнитным полем напряженностью

3000 А/м. Она составила 152 мм, тогда как средняя длина растений на контроле составляет 106 мм. Зависимость средней длины растений от напряженности воздействующего магнитного поля представлена на графике (рисунок 2).

Рисунок 2 - Зависимость длины зеленой части растения от действующего магнитного поля

Также была проведена оценка разницы длины растений в каждом опыте и был рассчитан коэффициент вариации по каждому значению изменяемого фактора. В результате расчетов было определено, что при напряженности магнитного поля в 1000 А/м коэффициент вариации составил 18,6%, при напряженности 3000 А/м - 12,6%, при напряженности 5000 А/м -11,3%, а на контроле - 13,2%.

Таким образом, наименьшие коэффициенты вариации наблюдаются при напряженности 5000 А/м и 3000 А/м, что незначительно ниже, чем на контроле.

Также, вне основной программы исследований, был произведен анализ длины растений, которые были посажены в ячейки кассет, расположенные в непосредственной близости от ячеек с катушками. На растения в данных ячейках также оказывалось воздействие магнитным полем со стороны расположенных рядом катушек индуктивности. При этом линии магнитной индукции в данном случае были направлены сверху вниз.

Анализ показал, что средний рост растений, посаженных в ячейки в непосредственной близости с батареями катушек индуктивности, оказался выше, чем на контроле, на 23%.

Выводы. Таким образом, на основании исследований и анализа было выявлено, что процесс стимулирования растений в постоянном магнитном поле имеет определенный положительный эффект, связанный с увеличением интенсивности и скорости роста растений. В результате применение постоянного магнитного поля для стимуляции рассады позволит повысить эффективность ее выращивания и урожайность.