Влияние продолжительности предпосевной обработки семян ячменя переменным магнитным полем промышленной частоты на всхожесть в зависимости от их исходной влажности

В современных условиях растениеводство требует энергосберегающих, экологически чистых и экономически эффективных технологий, способных повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Полевая всхожесть зерновых культур в посевах различных зон страны колеблется от 70 до 80%, при этом от 20 до 30% высеваемых семян теряется [1]. В масштабах страны эти потери составляют от 8 до 10 млн тонн отборного зерна плюс недобор урожая из-за изреженности стеблестоя.

Разработка новых технологий и техники, позволяющих интенсифицировать обработку семян с целью улучшения их посевных качеств, требует данных, объясняющих механизм стимуляции семян физическими факторами. Механизм передачи энергии электрическими и магнитными полями связан со свободной и связанной водой в семени, которая является приемником и передатчиком энергии облучения. Особенностью активированной магнитным полем воды является наличие в ней свободной наведенной энергии со случайным характером изменения величины и частоты [2]. Требуется определить характеристики случайного процесса на выходе динамической системы при наложении гармонического воздействия со стороны источника с частотой 50 Гц. Это даст возможность оценить параметры ответной реакции системы и определить характеристики электромагнитного устройства (источника) для предпосевной обработки семян. Для решения этих задач применялась теория случайных функций. Нами использовалась одномерная динамическая модель, в которой входной величиной является энергия магнитного поля тока намагничивания W(t), заданная спектральной плотностью Sx(to), а выходной – свободная энергия водной системы G(t), заданная преобразованной спектральной плотностью Sy (го), учитывающей влияние окружения.

Sy ( го ) = | W ( / го ) | ² Sx ( го ),         (1)

где | W(i to ) | ² – квадрат модуля передаточной функции;

го = 2 n f - частота спектральной плотности.

Тогда, зная спектральную плотность на входе системы

• - ^Dx

Sx(ГО)           2      ’ п ГО + X можно получить спектральную плотность на выходе системы:

е , X X)     11

Sy (го) = —Y- —---у----—, п ГО2 + X 1 + ГО2 Т2v где Т – постоянная времени системы.

По известным значениям математического ожидания my и дисперсии DY мож- но определить величину выходного параметра по формуле

• Y = V m 2 ⁺ D y . (4)

Сведения об энергетическом состоянии активированной магнитным полем воды, которая используется растительной клеткой, позволят внести вклад в совершенствование технологии и конструкции аппаратов для предпосевной обработки семян переменным магнитным полем промышленной частоты.

В наших исследованиях учитывали опыт, полученный при создании устройств электромагнитной обработки жидкостей, сыпучих влажных материалов и магнитной предпосевной обработки семян УВЭ-10 [5], УСЭ-15 [3, 6].

Опыты проводили на лабораторной установке, состоящей из усовершенство- ванного модуля УСЭ-15 и устройства автоматического управления. В рабочей камере усовершенствованного модуля создавалось переменное магнитное поле (МП ПЧ), обеспечивающее оптимальную для предпосевной обработки семян индукцию 0,03 Тл [2]. Лабораторная установка представлена на рисунке 1.

Целью исследований являлось определение влияния продолжительности обработки МП ПЧ на всхожесть семян ячменя в зависимости от их исходной влажности.

Усовершенствованный модуль был подключен к устройству автоматического управления. Семена обрабатывали МП ПЧ в течение 0,5; 1; 3; 5; 7 и 9 секунд и сразу же высевали. В работе использовали семена ярового ячменя сорта Максим.

Семена проращивали в рулонах при температуре +20 оС на дистиллированной воде согласно ГОСТ 12038-84 [4].

Рис. 1. Лабораторная установка

Влажность семян ярового ячменя определяли микропроцессорным электронным прибором WILE-55 (номер калибровки 61060095). Полученные результаты подвергали статистической обработке.

Обработку данных проводили Microsoft Excel 2010, построили линии тренда и получили уравнения, отражающие зависимости всхожести семян ячменя от продолжительности обработки МП ПЧ при различной исходной влажности.

В контроле при влажности семян ярового ячменя 9,5% без обработки МП ПЧ всхожесть составила 82%.

После обработки контрольных семян МП ПЧ всхожесть увеличилась и составила от 90 до 93% при продолжительности обработки МП ПЧ до 3 секунд, при обработке более 3 секунд показатели всхожести уменьшились до всхожести необработанных семян.

Влажность семян моделировали путём кратковременного их замачивания на дистиллированной воде и последующего выдерживания в течение суток в закрытом пакете.

Результаты проведённых опытов представлены на рисунке 2.

Таблица

Количество воды, используемое для получения определённой влажности семян

Влажность, %	11	14,6	16	18	22	24,3	28,5
Масса воды на 100 г семян	0,50	3,71	4,98	6,79	10,41	12,49	16,29

Рис. 2. Зависимость всхожести от продолжительности обработки семян ярового ячменя в МП ПЧ при исходной влажности семян от 9,5 до 28,8%

При влажности семян от 11 до 28,5% и продолжительности обработки МП ПЧ до 3 секунд всхожесть увеличилась и составила от 90 до 98%, при продолжительности обработки свыше 3 секунд всхожесть семян ячменя уменьшилась до всхожести необработанных семян. При продолжительности обработки семян ярового ячменя МП ПЧ от 0,5 до 1 секунды и исходной влажности семян от 16 до 18% величина показателя всхожести максимальная и составила 98%.

Выводы

• 1.    Свободная и связанная вода в семени ярового ячменя является приемником и передатчиком энергии переменного магнитного поля промышленной частоты.

• 2.    При продолжительности обработки семян от 0,5 до 1 секунды, исходной влажности семян от 16 до 18% и индукции МП ПЧ 0,30 Тл величина показателя всхожести максимальная и составила 98%.

• 3.    Полученные данные о зависимости всхожести семян ярового ячменя от продолжительности обработки МП ПЧ и исходной влажности семян позволят совершенствовать предпосевную обработку семян.