Обоснование режимов предпосевной обработки семян озимой пшеницы импульсным электрическим полем

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»

Обоснование режимов предпосевной обработки семян озимой пшеницы импульсным электрическим полем

импульсный пшеница посевной

Г. П. Стародубцева

С. А. Ливинский

С. И. Любая

Аннотация

Проведены лабораторные исследования по влиянию импульсного электрического поля (ИЭП) на посевные качества семян озимой пшеницы в зависимости от напряженности импульсного электрического поля в слое семян; длительности импульса и частоты следования импульсов ИЭП. Определены оптимальные режимы обработки импульсным электрическим полем.

Ключевые слова: озимая пшеница, импульсное электрическое поле (ИЭП), напряженность ИЭП, длительность импульса и частота следования импульсов ИЭП, энергия прорастания, всхожесть семян, масса проростков, толщина слоя.

Озимая пшеница по общему сбору продукции в Ставропольском крае, занимает первое место, поэтому повешение урожайности за счет улучшения посевных качеств семян является актуальной задачей.

В настоящее время для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур используются различные физические факторы: магнитные и электрические поля, лазер и другие. Как показал анализ литературных источников [1-9] одним из перспективных и эффективных методов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур является импульсное электрическое поле (ИЭП).

Д.В. Данилов, Г.П. Стародубцева изучали влияние импульсного электрического поля на посевные качества семян сахарной свеклы с частотой следования импульсов ИЭП от 20 до 300 Гц, при напряжении на электродах 15 кВ, времени обработки 10-90 минут и семена закладывались на проращивание через 3 суток после обработки. При рациональном режиме обработки энергия прорастания семян сахарной свеклы опытного варианта по отношению к контролю была выше на 9-14%, всхожесть на 12%, превышала этот показатель на контроле [1]. Недостатком предлагаемого метода является использование высокого напряжения на электродах и большая экспозиция.

Хныкина А.Г., Рубцова Е.И. исследовали влияние импульсного электрического поля на посевные качества семян лука. Для предпосевной обработки лука, было использовано несколько генераторов импульсного электрического поля и проведена сравнительная оценка влияния импульсного электрического поля высокого и низкого напряжения. Предложенный авторами активатор (камера для обработки семян) позволил исключить потери напряжения на воздушном зазоре между семенами и потенциальным электродом, что значительно повысило эффективность предпосевной обработки семян лука импульсным электрическим полем. Обработка семян лука импульсным электрическим полем не только повысила посевные качества, но и привела к появлению всходов на 2 суток раньше, чем у семян контрольного варианта [2, 3]. К недостаткам данного приема обработки семян следует отнести искаженную форму импульса с затянутыми фронтами, что затрудняло расчет дозы воздействия и длительность импульса (рис.1).

Рисунок 1 - Осциллограмма импульса напряжения:  =50 мкс, f =600 Гц, U=200 В.

Опыты по предпосевной обработке семян озимой пшеницы нами проводились на установке, работающей по замкнутому циклу, импульсами прямоугольной формы (рис. 2) [6].

Рисунок 2 - Осциллограмма импульса напряжения:  =50 мкс, f =600 Гц, U=200 В.

Цель исследования: определить рациональный режим обработки семян озимой пшеницы импульсным электрическим полем.

Для выполнения цели была поставлена задача в лабораторных условиях исследовать посевные качества семян в зависимости от:

? напряженности импульсного электрического поля в слое семян;

? длительности импульса и частоты следования импульсов ИЭП.

На основе данных из литературных источников нами было использовано время обработки семян импульсного электрического поля (экспозиция) - 4 секунды и время от обработки до закладки семян на прорастания (отлежка) - 3 суток.

Лабораторные исследования по влиянию импульсного электрического поля на посевные качества семян озимой пшеницы проводились в аккредитованной лаборатории Ставропольского Государственного Аграрного Университета в 2015-2017 гг.

Обработка семян озимой пшеницы сорта Трио импульсным электрическим полем заключалась в том, что семена, помещенные в рабочую камеру, в течение 4 секунд подвергались воздействию импульсного электрического поля. К электродам активатора подавалось напряжение от 50 до 300 В с шагом 50 В, толщина слоя семян составляла 210-3 м. Напряженность импульсного электрического поля в слое семян изменялась от 0 до 15103 В/м с шагом 2,5103 В/м. Определялись посевные качества: энергия прорастания, всхожесть и масса проростков. Энергия прорастания и всхожесть определялись по ГОСТ 12038-84. В момент подсчета всхожести семян определялась масса проростков. Проростки обрывали со всех проросших семян и взвешивали с точностью до сотых долей грамма.

Семена проращивались на фильтрованном ложе в чашках Петри, в четырех кратной повторности по 50 семян в одном повторении.

При определении зависимости посевных качеств семян от напряженности ИЭП в слое обработка семян озимой пшеницы сорта Трио проводилась при напряжении на электродах активатора 0 - контроль, 50,100,150,200,250,300 В, при напряженности ИЭП в слое семян от 2,5 до 15103 В/м с шагом 2,5103 В/м. Длительность импульса 40 мкс, частота следования импульсов 600 Гц, время обработки 4 секунды. Результаты опыта представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Зависимость посевных качеств семян озимой пшеницы сорта Трио от напряженности ИЭП в слое семян

Энергия прорастания семян озимой пшеницы на контроле составила 61,9%, у семян опытных вариантов при увеличении напряженности в слое семян от 2,5103 В/м до 15103 В/м, этот показатель по отношению к контролю вырос на 4,2; 10,5; 25,0; 29,2; 29,4; 28,4 %.

Всхожесть на контрольном варианте составила 97%. Максимальный показатель по всхожести оказался у семян, обработанных ИЭП, при напряженности поля в слое семян 10,0; 12,5; 15103 В/м и по отношению к семенам контрольного варианта были выше на 2,1; 2,0; 2,1% соответственно. Масса проростков у семян этих вариантов была на 37,1; 31,5; 35,5 % выше, чем у семян контрольного варианта.

Анализ результатов опыта показал, что воздействие физического фактора при прорастании семян проявилось достоверно на начальных этапах прорастания.

Это объясняется тем, что семена озимой пшеницы контрольного варианта обладали высокими посевными качествами, их всхожесть составила 97,0. Поэтому наряду с энергией прорастания и всхожестью определялась масса проростков каждого варианта во время подсчета всхожести, так как проростки даже по внешнему виду отличались, как с контролем, так и между опытными вариантами. Анализ этого эксперимента показал, что при длительности импульса 40 мкс, наиболее результативна обработка при напряжении на электродах рабочей камеры от 200 до 300 В, и напряженности в слое семян от 10 до 15103 В/м.

В соответствии с программой исследований был проведен опыт по изучению зависимости посевных качеств семян озимой пшеницы сорта Трио от предпосевной обработки ИЭП при напряженностях семян в слое 10; 12,5; 15103 В/м, от длительности импульса. Длительность импульса изменялась от 20 до 50 мкс, с шагом 10 мкс, при частоте следования импульсов 600 Гц. Результаты опыта представлены в таблице 2.

Анализ полученных результатов показал, что лучшие показатели посевных качеств семян озимой пшеницы при всех исследуемых напряженностях в слое семян 10,0, 12,5, 15103 В/м получены при длительности импульсов 40 и 50 мкс. В лучшем варианте (напряжение 300 В длительность импульса 50 мкс) энергия прорастания на 32,2%; всхожесть на 2,3%; масса проростков на 35,7% больше, чем на контроле. Существенной разницы в показателях посевных качеств при напряжениях 200, 250, 300 В на электродах не наблюдалось.

Таблица 2 - Зависимость посевных качеств семян озимой пшеницы сорта Трио от длительности импульса ИЭП

Доза воздействия ИЭП на семена в большей степени зависит от частоты следования импульсов, поэтому следующий опыт был проведен по изучению влияния частоты следования импульсов ИЭП на посевные качества семян озимой пшеницы сорта Трио. Семена обрабатывались при напряжении на электродах 300 В, напряженности в слое семян 12,5103 В/м и длительности импульса 50 мкс. Затем семена закладывались на прорастание через 3 суток после обработки ИЭП. Частоты следования импульсов составляли: 600; 800; 1000; 1200; 1400; 1600 Гц. Результаты опыта представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Зависимость посевных качеств семян озимой пшеницы сорта Трио от частоты следования импульсов ИЭП

Из данных представленных в таблице 3 видно, что энергия прорастания семян озимой пшеницы сорта Трио возрастает при обработке импульсным электрическим полем частотой от 600 до 1200 Гц. Энергия прорастания выше в опытных образцах, чем на контроле на 14,9; 16,1; 26,2; 30,2 %. При частотах 1400 и 1600 Гц энергия прорастания выше, чем на контроле на 19,1%; 16,5 % соответственно, что ниже, чем при обработке ИЭП частотой 1200 Гц. Семена, обработанные ИЭП частотами 1000; 1200; 1400; 1600 Гц имели всхожесть на 2,8; 2,9; 2,2; 2,2% соответственно, выше, чем на контроле. Такую же тенденцию имела и масса проростков семян озимой пшеницы. Лучший результат 3,7010-5 кг, что на 32,1% выше, чем на контроле, имели семена, обработанные ИЭП частотой 1200 Гц.

Выводы: предпосевная обработка семян озимой пшеницы импульсным электрическим полем наиболее результативна:

? при напряженности ИЭП в слое семян от 12,5 до 15103 В/м;

? при длительности импульсов 40 - 50 мкс;

? при частоте следования импульсов 1200 Гц.

Литература

1. Данилов Д. В., Стародубцева Г. П. Воздействие физических факторов, биологического препарата «Биофит - 1» и озона на посевные качества семян// Семеноводство. -2008. -№4.-С.23-25.

2. Ливинский С. А, Стародубцева Г. П., Афанасьев М. А. Преобразователь напряжения для установки предпосевной обработки семян // Вестник АПК Ставрополья, 2016. №4. -С. 35-39.

3. Оськин С. В., Хныкина А. Г., Рубцова Е. И. Необходимость повышения посевных качеств мелкосеменных овощных культур ИЭП. Научный журнал «Университет. Наука. Идеи и решения», Кубанский ГАУ. - 1/2010, -С. 3.

4. Оськин С. В., Нормов Д. А. Использование озона для обеззараживания кормов // Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона : материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Ставрополь, 11-13 мая 2006 г.) / СГАУ. - Ставрополь, 2006. - С. 71-77.

5. Оськин С. В., Оськина Г. М. Технико-экономическая оценка эффективности эксплуатации оборудования // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 1. - С. 2-3.

6. Стародубцева Г. П., Авдеева В. Н., Безгина Ю. А., Любая С. И. Эффективность электрофизических и биологических приемов обработки зерна пшеницы, комбикормов и семян. Монография. Ставрополь, 2016. - 94с.

7. Хныкина А. Г., Рубцова Е. И. Зависимость посевных качеств овощных культур от чистоты следования импульсов при их предпосевной обработке импульсным электрическим полем //Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованием электрофизических факторов и озона: сб. науч. тр. по материалам VII Всероссийской науч-практ. конф. Ставрополь, 2012. -С.115-123.

8. Хныкина А. Г. Обоснование параметров низковольтного активатора и выбор электротехнического режима обработки семян лука // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр. по материалам Международной науч.- практ. конф., / Ставрополь, 2013. -С. 114-120.

9. Хайновский В. И., Стародубцева Г. П., Рубцова Е. И., Копылова О. С., Любая С. И. Моделирование электрических временных параметров активатора импульсного электрического поля //Вестник АПК Ставрополья, 2016. №2(22). -С. 39-44.

Размещено на Allbest.ru