Электрическое поле (ЭП) атмосферы Земли является одним из факторов среды обитания. В естественных условиях биологические объекты находятся под его непрерывным воздействием. Оно действовало на наземные организмы на всем протяжении эволюции со времени выхода жизни на сушу. Однако в современной жизни человек часто сталкивается с условиями, в которых естественное ЭП атмосферы может экранироваться или искажаться, например: металлическими крышами домов, железобетонными зданиями, средствами транспорта и т.д. ЭП отсутствует также в подводных лодках, космических кораблях, где растениям в будущем отводится важная роль для регенерации газового состава, а также для пополнения продуктов питания [3]. Поэтому вопрос о биологической роли природных ЭП в жизни организмов и, в частности, растений является актуальным.
Влияние искусственного ЭП на растения, объясняется следующим.
В процессе производственной деятельности человек часто попадает в условия со значительным понижением ЭП (например, в текстильной, деревообрабатывающей, электротехнической промышленности). В быту одежда, обувь, изготовленные из синтетических материалов, тоже являются источниками повышенных и неоднородных ЭП. В связи с широким применением электричества в народном хозяйстве растения также часто попадают в условия с повышенным ЭП. Например, растут вблизи высоковольтных линий электропередач. Поэтому актуальна проблема воздействия искусственных ЭП на растения. Ее решение может выявить роль естественных ЭМП в жизни растений [4]. Влияние искусственного ЭП на растения изучено недостаточно, особенно это касается слабых и сверхслабых полей. Исследования в этом направлении должны дать ответ о величине порога чувствительности растений к ЭП и об уровне его вредного воздействия.
Предлагаемое устройство для предпосевной обработки семян (УТЭМС -1) имеет в своей основе комплексное воздействие полей электромагнитного и теплового.
1 – кожух из немагнитного материала; 2 – ось крепления пружины; 3 – пружинный транспортер; 4 – труба из ферромагнитного материала; 5 – нагревательный элемент; 6 – обмотка (соленоид); 7 – бункер загрузочный; 8 – выгрузное окно; 9 – муфта; 10 – электродвигатель.
Рисунок 1 - Устройство для магнитной и тепловой обработки посевного материала
Данное устройство состоит из кожуха немагнитного материала 1, пружинного транспортера 3 для перемещения семян, обмотки (соленоида) 6, для создания магнитного поля разной величины от источника с регулируемым напряжением, реверсивного электродвигателя 10, загрузочного бункера 7, выгрузного окна 8.
Работа устройства заключается в том, что семена из загрузочного бункера перемещаются пружинным транспортером внутри соленоида и обрабатываются магнитным полем. Время обработки и доза облучения семян подбирается опытным путем с помощью силы тока в обмотке соленоида и числа оборотов пружинного транспортера.
Тепловая обработка происходит за счет тепла от нагревательного элемента 5. Тепло от нагревательного элемента 5 передается трубе из ферромагнитного материала, нагревает ее и при контакте с поверхностью трубы семена нагреваются. Кроме того, семена нагреваются и инфракрасным излучением, исходящего из нагретой трубы.
Нагревательным элементом служит обмотка из нихромовой проволоки.
После обработки магнитным и тепловым полями семена прорастают быстрее и формируют более мощную корневую систему, оказывающую положительное влияние на влагообеспеченность растений.
Наблюдается стимулирование роста корня при обработке магнитным полем, создающим силой тока в соленоиде 1,5 и 2А при экспозиции от 0,5 до 3 мин. В остальных случаях эти показатели ниже. Несмотря на многочисленные рекомендации по использованию теплового обогрева семян в сельскохозяйственном производстве он остается недостаточно изученным.
Выбор режима тепловой обработки сеням зависит от степени влажности посевного материала. Сухие семена выдерживают при температуре 20°С, после чего в течение 1…4 минут подвергают воздействию пониженных температур порядка 10°С.Влажные семена выдерживаются при температуре 30…450 в течение 5…10 минут [1].
В ходе проведения эксперимента за основной критерий для оценки качества зерна была принята всхожесть семян, так как этот показатель позволяет оценить наиболее полную степень воздействия полей на них во время электромагнитной обработки.
Рисунок 2 – Зависимость длины ростков от времени прорастания
На рисунке 2 приведены результаты влияния магнитной и тепловой обработки на длину ростков.
Приведённый графический материал даёт возможность убедиться в том, что предпосевная обработка семян приводит к увеличению длины ростков, что является залогом более быстрого развития растений и предпосылки к более высокому урожаю.
В настоящее время ведется поиск биофизических, физико-химических и физиологических механизмов действия ЭП на различные биологические
объекты [2]. К сожалению, в литературе содержится очень мало сведений по этому вопросу в отношении растений.
ВЫВОД
Электромагнитное и тепловое поля оказывают значительное влияние на рост и развитие семян растений, повышая, тем самым, урожайность сельскохозяйственных культур .
Список литературы
1. Макеев А.И. К вопросу об обработке семян магнитными полями / А.И. Макеев, В.М. Пащенко, А.В. Глазков // Сб. Машинные технологии и техника для производства зерновых, масличных и зернобобовых культур. – Москва, 2001. – 204 С.
2. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники/А. В. Шпилько, В. И. Драгайцев, П. Ф. Тулапин и др. – М.: ВНИИЭСХ, 1998. – 219 С.
3. Махоткин Л.Г. Атмосферики и их природа / Л.Г. Махоткин // В кн.: Электромагнитные поля в атмосфере Земли и их биологическое значение. – М.: Наука. – 2004. – С.72–83.
4. Чуваев П.П. Влияние слабых и сверхслабых магнитных полей на одноклеточные растения различных ботанических типов и классов / П.П. Чуваев, А.И. Арнаутова, Н.А. Крюков // Тезисы докладов П зонального симпозиума по бионике. – Минск, 1967. – С. 107–108.