Спосіб передпосівного опромінення насіння зернових

Спосіб передпосівного опромінення насіння зернових культур електромагнітними полями, який включає опромінення електромагнітними полями надзвичайно високих частот УВЧ, який відрізняється тим, що опромінення проводять ультрависокочастотним пристроєм з електромеханічною системою автоматичного підстроювання частоти вихідного контуру в діапазоні частот 20-30МГц з тривалістю прямокутних імпульсів 0,03-0,04мкс, потужністю 20-60Вт, протягом 5-35хв з забезпеченням нагріву насіння від 18 до 40°С з коефіцієнтом Ньютона теплообміну на межі середовищ від 122,1 до 160,3Вт/°К∙м2 і питомої теплоємності з 6,0∙104 до 5,79∙104Дж/кг∙°К та змін електричних властивостей насіння: зі збільшенням водопоглинання з 15 до 45 % змінюються співвідношення маси від 1,12 до 1,43, активного опору - з 0,732 до 1,909кОм та ємності з 38,17 до 43,34 n при послідовному з'єднанні та 0,418 до 0,680 n при паралельному з'єднанні і зменшенням комплексного опору опромінення в межах 2,33-1,98кОм та 1,040,74кОм в залежності від частоти відповідно з 2 до 200кГц з довжиною хвиль від 150 до 1,5м при підвищенні коефіцієнта поляризації клітинних мембран з 2,24 до 2,68 з позитивним впливом на фізі ологічний стан - схожість на 15-27,5%, покращення енергії росту рослин зі зміною довжини ростка з 9,23 до 13,5 (до 45%) без пригнічення зародків та знищення патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародки в час проростання, і описується процес рівнянням: Корисна модель відноситься до галузі сільського господарства, зокрема до рослинництва, а саме до способів передпосівної обробки насіння для отримання високоякісного посівного матеріалу. Відомий спосіб передпосівного опромінювання насіння зернових культур електромагнітними полями надзвичайно високими частотами (Ав тор.свид. №1408552 СССР, МКИ А01С1/00, автор: Кизилова Е.Г., Ковалик А.И., Литвинов Б.М., Макаренко Б.И., Онищенко Н.А., заявка №1095073/3015, заявл. 21.04.86 ДСП). Згідно даного способу опромінювання проводять в діапазоні частот 58-70ГГц при щільності потоку опромінення 10-20мкВт/см на протязі 10-15 хв. Ti 1, j Ti, j Ti, j 1 2Ti, j x 2 Ti, j 1 q , T T1 h ' Th , h' T1 ; h x x де i - змінна часу, j - індекс координати; Ti 1, j - температура, яка відповідає координаті j при крайових умовах: (13) 51700 (19) UA c c - середня питома теплопровідність насипного насіння (Дж/кг°К); - щільність шару насіння (кг/м3); q - кількість теплоти, що виділяється в одиниці об'єму за одиницю часу внаслідок опромінення (Вт/м3). (11) h - коефіцієнт Ньютона (Вт/м2оК) * - коефіцієнт теплопровідності (Вт/м°К) насипного насіння; x - координата, x - крок по координаті, - час, - крок по часу; - коефіцієнт температуропровідності (м2/с); U при часі, що відповідає індексу (і+1); h - приведений коефіцієнт Ньютона; h' 3 Недоліки способу: при вказаному діапазоні частот проникнення електромагнітного поля надзвичайно високих частот складає 1-2мм, що ускладнює технологічний процес і товщина насіння для оптимального опромінювання не повинна перевищувати один шар. Відомий спосіб передпосівного опромінення насіння зернових культур (Березина Н.М. Предпосевное облучение семян сельскохозяйственных растений: т М.: Агропромиздат, 1964, 117с.). Насіння пшениці опромінювали оптимальною дозою 40кр з потужністю 5-10р/хв. на протязі 15,5хв. Недоліки: проявляється негативний вплив на стан і фізіологічні процеси, що відбувається в процесі пророщування і подальшого росту рослин. Найбільш близьким по за технічним рішенням є спосіб (Деклар. Патент №37730 UA МКВ А01С1/02 Спосіб визначення схожості насіння. Контар О.Я., Марков Д.В., Діндорого В.Г., Склярівський К.М., заявка №2000042017, заявл. 10.04.2000, опубл. 15.05.2001, бюл. №4). Згідно способу для зняття стану спокою та визначення схожості опромінюють током потужністю 1,41,6кВт/кг при вологості 9-15% протягом 7-15с. Недоліки: при таких режимах не знищується патогенна мікрофлора (нагрів насіння не досягає летальних значень щодо патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародок в час проростання). В основу корисної моделі поставлено завдання: вдосконалення способу передпосівного опромінювання насіння зернових культур (УВЧ) ультрависокочастотними електромагнітним пристроєм з використанням електромеханічної системи з автоматичним підстроюванням частоти вихідного контура, з забезпеченням оптимальних змін електричних властивостей насіння, з позитивним впливом на фізіологічний стан - схожість і енергію росту рослин без пригнічення зародків, та знищення патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародки під час проростання. Поставлена мета досягається тим, що у запропонованому способі опромінення виконується ультрависокочастотним електромагнітним пристроєм з електромеханічною системою автоматичного підстроювання частоти вихідного контура у визначеному діапазоні частот, тривалістю прямокутних імпульсів, потужністю на протязі часу з забезпеченням нагріву насіння і питомої теплоємності та змін електричних властивостей насіння: при збільшенні водопоглинання, активного опору та ємності при послідовному та паралельному з'єднанні та комплексного опору опромінення в залежності від частоти при підвищенні коефіцієнта поляризації клітинних мембран з позитивним впливом на фізіологічний стан - схожість та енергію росту рослин зі зміною довжини ростка без пригнічення зародків та на знищення патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародки під час проростання і описується процес рівнянням. Виконаний заявником аналіз рівня техніки, який включає пошук по патентним та науковотехнічним джерелам інформації, виявлення джерел, які містять відомості про аналоги заявленої корисної моделі, дозволив встановити, що заявник є виявив аналог, який характеризується ознаками 51700 4 ідентичними всім істотним ознакам технічного рішення. Виявлення аналогу як найбільш близького до істотних дозволило виявити сукупність істотних ознак по відношенню до передбаченого технічного результату відомих ознак в заявленому рішенні, яке виявлено у формулі корисної моделі. Отже, корисна модель відповідає критерію патентоспроможності - «новизна». Заявлений спосіб передпосівного опромінення насіння зернових культур здійснюється таким чином. Підготовлена проба насіння зернових культур згідно ДСТУ 4138-2002 опромінюється ультрависокочастотним пристроєм з електромеханічною системою автоматичного підстроювання частоти вихідного контура в діапазоні частот 20-30МГц з тривалістю прямокутних імпульсів 0,03-0,04мкс, потужністю 20-60Вт протягом 5-35хв з забезпеченням нагріву насіння від 18 до 40°С з коефіцієнтом Ньютона теплообміну на межі середовищ від 122,1 до 160,3Вт/°Км2 і питомої теплоємності з 6,0∙104 до 5,79∙104Дж/кг°К та змін електричних властивостей насіння: зі збільшенням водопоглинання з 15 до 45% змінюється співвідношення масиву від 1,12 до 1,43, активного опору з 0,739 до 1,909кОм та ємності з 38,17 до 43,34n при послідовному з'єднанні та 0,418 до 0,680n при паралельному з'єднанні і зменшенням комплексного опору опромінення в межах 2,33-1,98кОм та 1,04-0,74кОм в залежності від частоти відповідно з 2 до 200кГц з довжиною хвиль від 150 до 1,5м при підвищенні коефіцієнта поляризації клітинних мембран з 2,24 до 2,68 з позитивним впливом на фізіологічний стан - схожість на 15-27,5%, покращення енергії росту рослин зі зміною довжини ростка з 9,23 до 13,5 (до 45%) без пригнічення зародків та знищення патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародки в час проростання і описується процес рівняння: Ti 1, j T1 x Ti, j Ti, j 1 2Ti, j x 2 Ti, j 1 q h' T1; Th h' Th x Де, i - змінна часу, j - індекс координати; Ti 1, j - температура, яка відповідає координаті При крайових умовах: j при часі, що відповідає індексу (і+1); h - приведений коефіцієнт Ньютона; h' h - коефіцієнт Ньютона (Вт/м2оК) - коефіцієнт теплопровідності (Вт/м°К) насипного насіння; x - координата, ∆х - крок по координаті, - час, ∆ - крок по часу; - коефіцієнт температуропровідності (м2/с); c с - середня питома теплопровідність насипного насіння (Дж/кг°К); ρ - щільність шару насіння (кг/м3); 5 51700 q - кількість теплоти, що виділяється в одиниці об'єму за одиницю часу внаслідок опромінення (Вт/м3); Приклад Були протестовані два сорти пшениці: «Коломак-5» третього класу та «Коломак-5» розсадника РР-1, з вологістю 10-12% при температурі зберігання і опромінення 18°С. Згідно з ДСТУ 4138-2002 були відібрані середні проби по кожному сорту масою 0,05кг. Перша проба була контрольною, а інші 15 піддавались опроміненню УВЧ полем потужністю 60Вт і частотою 27,12МГц з тривалістю обробки від 1 до 15 хвилин з кроком в 1 хвилину. В кювету (розміром 0,13×0,09×0,01м) насипали насіння і розміщали між пластинами (діаметром 0,12м кожна) на відстані 0,05м. Включався випромінювач з визначеною потужністю і тривалістю часу. Потім відбирались по 200 насінин шляхом випадкової вибірки, розділяли по 100 штук і клали їх в чашки Петрі на фільтрований папір і зволожувались. Чашки з насінням розміщувались в термостат для пророщування при +24±0,5°С. Через добу виймались і визначались електричні характеристики насіння. Встановлено, що співвідношення маси насіння до і після опромінення через добу складає 1,27, водопоглинання збільшилось до 35% від початкової маси. Через при доби кількість пророщеного насіння складала 89% з середньою довжиною ростка 10,3мм, що підтверджує позитивний вплив УВЧ опромінення. Далі встановлювались електричні властивості насіння: комплексний опір при частоті 100Гц складає для неопроміненого 1,69кОм, для опроміненого 0,891кОм, активний опір 1,32кОм, ємності 39,45n при послідовному з'єднанні і 0,527n при паралельному з підвищенням коефіцієнта поляризації клітинних мембран до 2,46 з позитивним впливом на схожість насіння - 20,7%, покращення енергії росту рослин 11,4мм без пригнічення заро Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 дків та знищення патогенної мікрофлори, яка інтоксикує зародки в час проростання. Фізико-хімічні і фізіолого-біологічні зміни систем крохмального зерна та його водневої оболонки пояснюють процеси, що проходять в цих дослідах при визначених оптимальних температурах. При конвективному нагріву енергія та тепло передаються від оболонки насіння до його середини. При опроміненні мікрохвильова енергія трансформується в теплову спершу у тонких шарах водних оболонок крохмалю та інших структур насіння, що пояснюються різними діелектричним проникненням води і крохмалю відповідно 80 і 8. Початкове оптимальне підвищення температури вологи призводить до розриву водневих зв'язків та виникнення гідратації крохмалю з утворенням кінцевих біохімічних складових глюкози і фруктози та до інших ферментативних перетворень, що подальше впливають на стимуляцію і інтенсифікацію проростання. Відомо, що висока температура маси насіння призводить до коагуляції білків та іншим видам руйнування живого організму. Польові досліди порівняльної оцінки урожаю передпосівного опромінення насіння УВЧ у визначених оптимальних режимах показали істотне перевищення - прибавку урожаю, що складає 8,3...23,6% над контрольними показниками. Таким чином, спосіб дозволяє проводити опромінення насіння УВЧ в режимах, які стимулюють проростання насіння, що підвищує їх посівні якості та врожайні властивості. Заявлена корисна модель може бути використана в сільському господарстві, зокрема в рослинництві, а саме в способах передпосівної обробки насіння для отримання високоякісного посівного матеріалу. Отже, запропоноване технічне рішення задовольняє критерію корисної моделі - «промислова придатність». Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601