Науково-технічні основи побудови інформаційних електромагнітних технологій підвищення продуктивності біооб’єктів рослинництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА ІМЕНІ ПЕТРА ВАСИЛЕНКА

АВТОРЕФЕРАТ

НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ ПОБУДОВИ ІНФОРМАЦІЙНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ БІООБ'ЄКТІВ РОСЛИННИЦТВА

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному технічному університеті сільського господарства імені Петра Василенка, Міністерство аграрної політики України.

Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор Черенков Олександр Данилович, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, професор кафедри загальної електротехніки.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Мегель Юрій Євгенович, Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, професор кафедри кібернетики;

доктор технічних наук, професор Водотовка Володимир Ілліч, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” (КПІ), професор кафедри радіо-конструювання і виробництва радіоапаратури;

доктор технічних наук, професор Скрипник Микола Микитович, Український державний університет фінансів та міжнародної торгівлі, професор кафедри світового господарства і міжнародної економічної інтеграції.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка за адресою: 61002, м. Харків, вул. Артема, 44.

Автореферат розісланий 24.09. 2007 року.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Фурман І.О.

Загальна характеристика роботи

Вступ

Виробництво продукції рослинництва високої якості є одним з факторів економічної незалежності і стабільності України, що може гарантувати забезпечення населення продуктами харчування і створення вагомого експортного потенціалу сільськогосподарської продукції.

Через високу вартість і нестачу мінеральних добрив, і засобів захисту рослин від шкідників середня врожайність сільсько-господарських культур знизилася останнім часом на 20 - 25%.

Одним з перспективних напрямків по збільшенню виробництва продукціїї рослинництва є розробка інформаційних електромагнітних технологій.

На мікроенергетичному рівні стоїть інформаційний тип взаємодії біооб'єкту з електромагнітним полем (ЕМП) потужністю 10^-12 Вт. У цьому випадку ЕМП є енергетичним носієм інформації в рамках ноосфери, тому необхідно розглядати саме інформаційну частину цього поля при взаємодії з біооб'єктами.

Побудова електромагнітних технологій в сільськогосподарському виробництві пов'язано з проблемою визначення оптимальних біотропних параметрів ЕМП, які здійснюють стимулюючу дію на метаболічні процеси в біооб'єктах.

Одним із шляхів рішення цієї проблеми є використання автоматизованих спеціальних систем, що включають високочутливі пристрої отримання біофізичної експрес-інформації для оцінки дії ЕМП на життєдіяльність біооб'єктів на основі газорозрядної візуалізації (ГРВ).

Разом з тим, відсутність теоретичних досліджень як з взаємодії інформаційного поляризованого ЕМП з біооб'єктами рослинництва, так і з розробки пристроїв ГРВ (ефект Кірліан), способів їх використання для оцінки механізмів біологічної дії ЕМП робить проблематичною постановку питання про створення нових ресурсозберігаючих електромагнітних технологій в сільському господарстві.

Актуальність теми

Рішення загальнодержавних проблем в сільському господарстві і пов'язаних з ним галузях промисловості можливе на основі вживання ефективних інформаційних електромагнітних технологій, здатних змінити спосіб виробництва сільськогосподарської продукції.

На сьогодні в сільськогосподарському виробництві здійснюється спроби з використання електромагнітної енергії для впливу на насіння сільськогосподарських культур. Так, наприклад, передпосівна обробка насіння зернових культур електромагнітним випромінюванням (ЕМВ) з тепловими рівнями потужності підвищує їх схожість на 2 - 4%, врожайність на 10 - 16%, при цьому якісні показники порівняні з контрольним матеріалом. Теплові методи дії на біооб'єкти не завжди можуть бути застосовані в сільському господарстві. Вони небезпечні для здоров'я людини, потребують значних витрат коштів, крім того, в більшості випадків відсутня повторюваність в отриманні позитивного ефекту від їх застосування.

Особливий інтерес і значущість представляє застосування інформаційного поляризованого ЕМП на біооб'єкти з метою підвищення якості і кількості врожаю, знезараження насіння, лікування тварин, боротьби з сільськогосподарськими шкідниками.

Застосування інформаційного ЕМП в сільськогосподарському виробництві пов'язане з найменшими витратами енергії при максимальному впливі на інформаційні процеси життєдіяльності біооб'єктів, які залежать не від величини енергії впливаючого випромінювання, а від відповідних частотних і модуляційно-тимчасових параметрів ЕМП.

Актуальність даних досліджень підтверджується відкриттями, винаходами, зокрема в сільськогосподарській біоелектромагнітології, закордонними роботами, які пов'язані з цілеспрямованим використанням інформаційного випромінювання ЕМП не тільки на тваринах і рослинах, але і на людині. Проте максимальні (бажані) зміни властивостей даного біооб'єкту (з урахуванням стану зовнішнього середовища) можуть бути одержані тільки при оптимальному поєднанні біотропних параметрів ЕМП.

Визначення значень біотропних параметрів ЕМП з використанням агротехнічних методів є трудомістким і вимагає тривалого часу.

Численні результати збільшення врожайності сільсько-господарських культур від дії ЕМП на насіння, які одержані методом випадкових проб, не мають достатньої повторюваності і не можуть бути основою для теоретичних побудов і тому не знаходять широкого вживання в сільськогосподарському виробництві.

Рішення проблеми з визначення оптимальних біотропних параметрів ЕМП для інформаційної дії на біооб'єкти лежить в розробці математичних моделей, на основі яких визначався б можливий діапазон змін цих параметрів, а оптимізація цих параметрів проводилася за допомогою автоматизованих систем неруйнівного контролю біооб'єктів.

Автоматизована система неруйнівного контролю біооб'єктів усуває суб'єктивність, дає можливість отримання будь-якої структури ЕМП, визначає оптимальні значення відгуків біооб'єктів, сигналізує про їх наявність, допускає зміну програм.

Аналізу існуючих методів вимірювання параметрів матеріалів і речовин показав, що для оцінки стану біооб'єктів, що знаходяться під впливом інформаційного поляризованого ЕМП, доцільно використовувати метод ГРВ.

У дисертаційній роботі розв'язується важлива для теорії і практики проблема отримання науково обґрунтованих теоретичних і експериментальних результатів на основі використання інформаційного поляризованого ЕМП крайвисокочастотного (КВЧ) діапазону для передпосівної обробки насіння сільськогосподарських культур із побудовою автоматизованих систем ГРВ з метою визначення оптимальних біотропних параметрів ЕМП.

Використання автоматизованої системи ГРВ для визначення біотропних параметрів ЕМП різних біооб'єктів (на рівні клітини, тканини, організму в цілому) надасть можливість створити нові речовини і технології в сільськогосподарському виробництві, промисловості і медицині, що дозволить одержати пріоритетні для України результати в галузях науки і виробництва.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Тема дисертаційної роботи пов'язана з Українськими науковими програмами: науково-технічною програмою “Розвиток досліджень і використання НВЧ енергії в АПК країни” (1991 - 1995 рр.); державною науково-технічною програмою ДНТП-12 “Енерго- та ресурсозберігаючі технології у сільськогосподарському виробництві”; ухвалою Кабінету Міністрів України від 24.12.2001 р. № 1716 “Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі на 2002 - 2006 рр.”.

За планами НДР і ДКР ХНТУСГ імені Петра Василенка були виконані наступні науково-дослідні роботи: “Врожай”, №52823; “Розробка методів і пристроїв контролю впливу фізичних факторів на біологічні об'єкти”, шифр “Контроль”, №К9/92; “Аналіз проблем, пов'язаних з побудовою електротехнологій для обробки насіння на основі ЕМП НВЧ діапазону”, ДР 0104U003720 (2003 - 2006 рр.); “Результати експериментальних досліджень з впливу ЕМП КВЧ діапазону на біооб'єкт”, ДР 0104U003721 (2003 - 2006 рр.).

Мета і задачі дослідження

Метою дисертаційної роботи є розробка інформаційних електромагнітних технологій і систем ГРВ біооб'єктів для визначення біотропних параметрів ЕМП, що сприяють підвищення продуктивності біооб'єктів рослинництва при їх взаємодії з інформаційним поляризованим ЕМП КВЧ діапазону.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- провести аналіз існуючих методів вимірювання параметрів матеріалів і речовин, які можна використовувати для оцінки стану біооб'єктів, що знаходяться під впливом ЕМП;

- провести теоретичний аналіз процесів формування газорозрядного образу біооб'єктів на основі ефекту Кірліан;

- теоретично обґрунтувати принципи побудови системи контролю за станом біооб'єктів на основі ефекту Кірліан;

- на основі квантової теорії визначити параметри ЕМВ для дії на біооб'єкти з метою стимуляції їх газорозрядного свічення;

- теоретично обґрунтувати структуру і параметри широкосмугових пристроїв формування поляризованих електромагнітних хвиль КВЧ діапазону;

- теоретично дослідити процес взаємодії інформаційного ЕМП з біооб'єктами рослинництва з метою визначення необхідного діапазону біотропних параметрів ЕМП;

- експериментально перевірити одержані теоретичні результати з метою оцінки їх достовірності з дослідження інформаційної дії ЕМВ на біооб'єкти рослинного походження;

- розробити елементи ресурсозберігаючої електротехнології на основі застосування інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону для передпосівної обробки насіння сільськогосподарських культур (наприклад, сої).

Об'єкт дослідження:

процес впливу інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на біооб'єкти рослинництва для стимулювання їхньої життєдіяльності.

Предмет дослідження:

системи ГРВ біооб'єктів для обґрунтування методів і параметрів інформаційних електромагнітних технологій підвищення продуктивності біооб'єктів рослинництва.

Методи дослідження

Для вирішення поставленої проблеми були використані методи теоретичної фізики, електродинаміки, електроніки і автоматики; методи розв'язання диференціальних і інтегро-диференціальних рівнянь; методи біофізики; методи дослідження польових і лабораторних дослідів з біооб'єктами рослинництва.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

- вперше на основі теоретичних досліджень визначені умови формування газорозрядного образу біооб'єктів рослинного походження на основі ефекту Кірліан [19, 20];

- вперше обґрунтовані принципи побудови і параметри систем оцінки стану біооб'єктів на основі ефекту Кірліан [15, 16];

- вперше на основі квантової теорії, пов'язаної з радикальними процесами в біооб'єктах, визначений діапазон змін параметрів ЕМВ для впливу на біооб'єкти з метою стимуляції їх газорозрядного свічення [22, 23];

- вперше на основі теоретичних досліджень з урахуванням електрофізичних параметрів і деформації форми насіння сільськогосподарських культур визначений діапазон змін параметрів інформаційного поляризованого випромінювання КВЧ діапазону для передпосівної обробки насіння [13, 14];

- набули подальший розвиток теоретичні дослідження з визначенням параметрів широкосмугових поляризованих пристроїв в КВЧ діапазоні [7, 9];

- вперше математично інтерпретована залежність між параметрами ГРВ біооб'єктів і ЕМП (частота, щільність потоку потужності, експозиція, поляризація) [11, 18, 21].

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що на підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена автоматизовану систему ГРВ біооб'єктів для вивчення механізму впливу інформаційного ЕМП КВЧ діапазону на біооб'єкти і визначення оптимальних біотропних параметрів ЕМП для створення ефективних екологічно безпечних і ресурсозберігаючих електромагнітних технологій в рослинництві.

Експериментально, за допомогою пристрою для ГРВ біооб'єктів були визначені оптимальні біотропні параметри ЕМП для стимуляції метаболічних процесів в насінні сої: частота 42,2 ГГц; щільність потоку потужності 15 мкВт/см²; нестабільність частоти генератора 10^-7; хвиля кругової поляризації з правим напрямом обертання вектора поля; експозиція 10 хв.

Експериментально було доведено, що дія інформаційного ЕМП на насіння сої зі встановленими біотропними параметрами ЕМП призводить до збільшення хромосомних аберацій на 9%, збільшення схожості на 25%, збільшення вмісту хлорофілу “а” в листі на 1,1 мг/г, збільшенню в зеленій масі сої азоту на 2% і фосфору на 3,8%, в порівнянні з контролем. Крім того, в сої з передпосівною обробкою насіння ЕМП КВЧ діапазону було встановлено збільшення жиру і білка на 2,2% і 4,68% відповідно, в порівнянні з контролем.

Результати роботи були реалізовані в господарстві “Бурлучок” Харківської області. Підвищення врожайності сої за рахунок електромагнітної обробки насіння сої склав в середньому 28,7% (2,93 ц/га) з гектара, порівняно з контролем, а економічний ефект - 696 грн./га.

Застосування розробленої інформаційної електромагнітної технології для обробки насіння сої дозволить одержати економічний ефект по Харківській області 22,3 млн. грн.

Особистий внесок здобувача

У наукових роботах, написаних в співавторстві, особистий внесок здобувача полягає в наступному:

- в роботах [3, 4] автором теоретично обґрунтовано і доведено, що для отримання бажаного біологічного ефекту від дії ЕМВ на біооб'єкти необхідно використовувати оптимальне поєднання біотропних параметрів ЕМП;

- в роботах [19, 20] автором вирішено задачу формування газорозрядного образу біооб'єкту на основі ефекту Кірліан;

- в роботах [8, 15] автором обґрунтовано вибір і виконано розрахунок формувача синхронізуючих імпульсів і тимчасових інтервалів, генератора синхронізуючих імпульсів, генератора часу реєстрації, формувача тимчасових інтервалів пачок імпульсів і пауз, формувача імпульсу синхронізації;

- в роботах [1, 2, 22, 23] автором обґрунтовано доцільність інформоенергетичної дії ЕМП і вплив процесу радикальних реакцій на хемілюмінесценцію об'єкту;

- в роботах [7, 9, 17] автором розглянуто поляризаційні пристрої з перегородкою в багатомодовому хвилеводі і визначено конструктивні параметри поляризаційних пристроїв з еліптичністю менше 1 дб;

- в роботі [11] автором проведено дослідження з впливу ЕМП на хромосомні аберації сої з використанням пристрою ГРВ біооб'єктів,

Апробація результатів дисертації

Основні результати роботи докладалися на: міжнародних науково-практичних конференціях: “Енергетика в АПК” (м. Мелітополь, ТДАТА, 2000 - 2007 рр.); “Проблеми енергозабезпечення в АПК України” (м. Харків, ХНТУСГ імені Петра Василенка, 2000 - 2007 рр.); “Наука і освіта” (м. Дніпропетровськ, 2002 - 2003 рр.); “Автоматика і комп'ютерні технології в промисловості і АПК” (м. Кіровоград, 2002 р.); “Проблеми електрифікації і автоматизації сільського господарства” (м. Київ, 2004 - 2005 рр.); “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я” (м. Харків, НТУ “ХПІ”, 2002 - 2006 рр.); “Молода наука Харківщини - 2004” (м. Харків, ХНУ ім. В.Н. Каразіна, 2004 р.); “Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві” (смт Глеваха, 2004 р.); “Світлотехніка та електроенергетика” (м. Харків, ХНАДГ, 2005 р.); “Проблеми та перспективи розвитку агропромислового виробництва” (м. Полтава, ПДАА, 2006 р.).

Публікації

Основні положення і результати дисертаційної роботи опубліковані в 13 статтях у збірниках наукових праць, в 10 статтях у науково-технічних журналах (8 - без співавторів), отримано 3 патенти України.

Структура дисертації

Дисертація складається з вступу, семи розділів, основних висновків, списку використаних джерел з 238 назв і 7 додатків. Основний зміст викладений на 276 сторінках, включає 6 таблиць, 71 рисунок.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, викладено зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Сформульовано мету, завдання і методи дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

В розділі 1 “Аналіз проблем підвищення продуктивності біооб'єктів рослинництва на основі електромагнітних технологій і обґрунтування напрямку досліджень” проведено аналіз досліджень впливу мікрохвильового ЕМП на процеси біостимуляції насіння сільськогосподарських культур, обґрунтовано вибір напрямків досліджень і постановку задач.

Аналіз вітчизняних і іноземних літературних джерел показав перспективність мікрохвильової технології як екологічно чистої, ефективної і економічної, що сприяє вагомому підвищенню врожайності практично всіх культур і значному поповненню продовольчих ресурсів.

ЕМВ стимулює процеси біосинтезу в насінні і вирощуваних із них рослин, що позитивно впливає на кількісні і якісні показники врожаю.

Польові дослідження показали, що найбільш чуткі до мікрохвильової енергії овочеві, зернові, олійнобобові культури. ЕМВ з щільністю потоку потужності 1000 мВт/см² підвищує їх схожість на 3 - 5%, а врожайність на 12 - 18%.

ЕМП застосовується в лікуванні тварин, боротьбі з шкідливими комахами, дезинфекції насіння і рослин.

Теоретичні і експериментальні дослідження останніх років, що проводилися під керівництвом Л. Кучіна, О. Черенкова, А. Черепньова в Харківському НТУСГ імені Петра Василенка; З. Ситько в Київському об'єднані “Відгук”; Ф. Ізакова в Челябінському ТУСГ; М. Девяткова, Ю. Гуляєва в ІРЕ РАН (м. Москва); О. Бляндур в Кишинівському СГІ; Є. Нефедова в ТулДУ (м. Тула); Л. Червінського в Київському НАУ, свідчать, що залежність метаболічних процесів в біооб'єктах від дії ЕМВ пов'язана з наявністю інформаційних ЕМП.

Отримання ефективного і повторюваного впливу зовнішнього ЕМП на задані об'єкти можливе тільки у разі створення засобів вимірювання з визначення оптимальних параметрів інформаційного поляризованого ЕМП.

Проведена порівняльна оцінка характеристик існуючих методів і засобів контролю в області впливу ЕМП, і особливо інформаційного поля на процеси життєдіяльності рослинних організмів, дає можливість зробити висновок про те, що вивчення з метою експрес-діагностики біооб'єктів найбільш уваги заслуговує метод ГРВ, який має ряд переваг і достоїнств в порівнянні з іншими методами.

Певні успіхи в розвитку практичного використання ефекту Кірліан досягнуті наукою із залученням великого об'єму оригінальних даних з досліджень різних біооб'єктів [Адаменко, 1975 р.; Коркін, 1987 р; Гудакова, Кірілов, 2000 р.; Ащеулов, 2000 р.], у тому числі рослинного [Лисіков, 1960 р.] і технічного використання [Кожарінов і ін., 1986 р.; Романій, Черний, 1979 р., 1983 р., 1991 р.; Романій, Корамушко, 1981 р.; Дежкунова, Довгялло, 1983 р.; 1985 - 1986 рр.]. Одержані дані по різноманітним медико-біологічним напрямкам [Ветвін і ін., 1994 р.; Інюшин і ін., 1968 р., 1969 р.; Шадурі, Чічінадзе, 1999 р.; Асчеулов і ін., 2000 р.; Гімбут, 2000 р.]. Проте слід зазначити, що вивчення ефекту Кірліан пов'язано з різними труднощами математичного і технічного характеру.

До недоліків розглянутих ГРВ пристроїв слід віднести високу нестабільність частоти проходження імпульсів та амплітуди імпульсу, велику тривалість переднього фронту імпульсу і т.д.

У зв'язку з відміченими недоліками є необхідність в побудові системи контролю за станом біооб'єктів, а саме в розробці схем перетворювачів і вихідного трансформатора до пристроїв ГРВ, які забезпечували б вимоги до вихідного імпульсного сигналу для ГРВ біооб'єктів рослинництва, що знаходяться під впливом інформаційного поляризованого ЕМП.

Застосування в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва автоматизованих систем, що включають біооб'єкт і технічні пристрої для визначення біотропних параметрів ЕМП, пред'являє підвищені вимоги з широкосмужності, конструкції випромінюючих систем із пристроями поляризації.

Основними недоліками більшості розглянутих пристроїв є їхня вузькосмужність, складна конструкція і налагодження, а також відсутність єдиної методики розрахунку. У зв'язку з цим є доцільним проведення теоретичних досліджень, які спрямовані на створення оптимального поляризаційного пристрою, що відповідає вимогам для проведення біологічних досліджень по впливу поляризованого ЕМП на біооб'єкти.

В розділі 2 “Теоретичний аналіз процесів формування газорозрядного образу біооб'єктів на основі ефекту Кірліан” було досліджено процес інтенсивності лавинного розряду залежно від напруженості електричного поля, місця знаходження біооб'єкту в комірці ГРВ пристрою, розмірів біооб'єкту, відстані між обкладинками комірки пристрою ГРВ і місця підключення джерела напруги.

Для розрахунку розподілу електричного поля між двома плоскими електродами в комірці ГРВ пристрою, на поверхні одного з яких знаходиться досліджуваний об'єкт, був використаний метод комплексних потенціалів. Комплексний потенціал здійснює відображення площини z (z = x + iy) на площину w (w = f(z)= u(x, y) + iv(x, y)), конформне в усіх точках області поля, де його напруженість відмінна від нуля. Якщо знати комплексний потенціал поля, можна знайти його еквіпотенціальні і силові лінії, отже, і всю картину поля. Будемо вважати, що слід площини з заглибленням має потенціал , а без заглиблення . На комплексній площині це буде смуга .

За результатами проведених досліджень були одержані вирази для визначення конфігурації електричного поля між двома електродами комірки за наявності на одному з них заглиблення (b), заповненого біооб'єктом.

З одержаних даних виходить, що при відстані між електродами (l) комірки, яка дорівнює ширині заглиблення (a), максимум напруженості електричного поля зміщений від середини заглиблення у бік підключення джерела живлення і розташований зовні зони біооб'єкту. Таким чином, в цьому випадку відбуватиметься ГРВ однієї з крайніх частин біооб'єкту. Із зменшенням відстані між електродами комірки максимум напруженості електричного поля поступово зміщується до центру заглиблення, тобто в цьому випадку відбувається повне дослідження біооб'єкту. Зростає амплітуда максимуму напруженості ЕМП приблизно в 2,5 рази, що підвищує ефективність самих досліджень.

Крім випадків, коли біооб'єкт розміщувався в заглиблення на плоскому електроді, був розглянутий і варіант з розташуванням біооб'єкта на мікровиступі електроду.

Конформно відображаючи смугу на комплексній площині в область на комплексну площину z, яка відповідає зазору між двома електродами комірки ГРВ пристрою з мікровиступом на одному з них, вираз для комплексного потенціалу має вигляд:

(1)

Використовуючи вираз для комплексного потенціалу, були одержані рівняння для складових електричного поля між електродами комірки:

; (2)

, (3)

звідки: .

На підставі одержаних виразів були проведені розрахунки розподілу напруженості електричного поля над поверхнею з мікровиступом у разі прикладеного до електродів потенціалу в 20 кВ.

Підключення джерела напруги по центру виступу без зсуву:

1) l = 7 мм;

2) l = 8 мм;

3) l = 10 м.

Результати розрахунків показали, що у разі підключення джерела напруги в центрі над виступом на електроді комірки ГРВ пристрою відмінність в розподілі напруженості електричного поля залежно від відстані між електродами комірки полягає лише в амплітудах напруженості, але геометрію свою не міняє.

Теоретичні дослідження показали, що для отримання якісної ГРВ-грами досліджуваний біооб'єкт належить розташовувати на поверхні виступу електроду комірки на відстані 1 мм між виступом і другим електродом комірки ГРВ пристрою, а джерело високовольтної напруги величиною 15 - 20 кВ підключати до центру виступу без зсуву.

Також було встановлено, що для виключення теплового впливу ГРВ на біооб'єкт, дослідження біооб'єктів необхідно проводити при потужності 0,08 мкВт/см³, що виділяється в розряді.

В розділі 3 “Принципи побудови систем оцінки стану біооб'єктів на основі ефекту Кірліан” приведено обґрунтування і вибір елементів функціональної схеми для ГРВ біооб'єктів. В процесі аналізу досліджень було встановлено, що характер зображення і процес розвитку розряду залежить не тільки від структурної організації біооб'єкту, але і від параметрів імпульсу напруги.

Для дослідження біооб'єктів рослинництва параметри ГРВ пристрою повинні відповідати наступним вимогам: амплітуда напруги імпульсу 15 - 20 кВ; тривалість імпульсів 10^-6 с; кількість імпульсів в пачці 100 шт.; нахил вершини імпульсу 0,005U; похибка періоду повторення імпульсів 10^-4Т₁; похибка тривалості імпульсів ±0,01; тривалість фронту імпульсу 10 нс; тривалість зрізу імпульсу 20 нс; період повторення імпульсів 10^-5 с; період повторення пачки імпульсів 10^-3 с.

Генератор високовольтних імпульсів складається з: I - формувача синхронізуючих імпульсів і тимчасових інтервалів (1 - генератор синхронізуючих імпульсів з частотою 100 кГц; 2 - генератор часу реєстрації; 3, 4, 5 - ключі; 6 - формувач імпульсів синхронізації; 7 - формувач тривалості пачки імпульсів; 8 - формувач паузи), II - пристрою амплітудної стабілізації імпульсів струму в трансформаторі; III - підсилювача потужності; IV - струмового ключа; V - мережного фільтру ; VI - джерела живлення зарядної ємності; VII - службового джерела живлення; D1 - RS-тригера.

В основу функціональної схеми генератора високовольтних імпульсів покладено метод накопичення електричної енергії у вигляді енергії магнітного поля.

Роботою магнітного накопичувача керує силовий струмовий ключ, який, у свою чергу, регулюється формувачем і пристроєм стабілізації амплітуди імпульсів. Наявність формувача обумовлена необхідністю отримання сигналу необхідної форми і потужності з малопотужного імпульсу синхронізації.

Для стабілізації амплітуди вихідного імпульсу застосована слідкуюча система стабілізації максимального струму заряду магнітного накопичувача. Вживання слідкуючої системи авторегулювання дозволяє одержати високу точність амплітуди імпульсів - менше 1%. Стабілізація амплітуди імпульсів здійснюється шляхом дії слідкуючої системи стабілізації на струмовий ключ.

Якість і точність виконання функцій ГРВ пристроєм залежить від невикривленої передачі форми імпульсів напруги трансформатором.

Відносно невикривленої передачі форми трансформованих імпульсів головне і вирішальне значення, що визначає конструкцію і габарити імпульсного трансформатора, мають паразитні коливальні процеси, що виникають в трансформаторному колі. Ці процеси обумовлюються, в основному, паразитною ємністю і індуктивністю розсіяння обмоток трансформатора і величиною ємністю електродів комірки ГРВ пристрою.

Для вирішення цієї задачі була використана еквівалентна схема імпульсного трансформатора. В даній схемі L_s - індуктивність розсіяння трансформатора; L_м - індуктивність намагнічування трансформатора; К_тр - коефіцієнт трансформації напруги; R_i - вихідний опір генератора; R₂ = R_н / К²_тр, С = К²_трС_н; С_н - ємність електродів комірки ГРВ пристрою.

При аналізі еквівалентної схеми було прийнято, що до початку дії вхідного імпульсу напруги (t = 0) трансформаторне коло звичайно вільне від початкових запасів енергії, тобто i(0)=0 і U_вх(0)=0.

За цих початкових умов перехідні процеси в колі (рис. 4) описуватимуться рівнянням:

(4)

Використовуючи приведене рівняння

, (5)

було одержано вираз для дискримінанту (D):

, (6)

де ;

;

.

За результатами розв'язання рівняння (4) були одержані основні формули для визначення параметрів імпульсу на виході трансформатора і величини ємності електродів комірки ГРВ пристрою:

, (7)

де ; ; ;

; ; ;

; ; ;

;.

Тривалість переднього фронту вихідного імпульсу:

, (8)

де .

Спад вершини:

.(9)

Чисельний аналіз показав, що для критичного режиму величина ємності електродів комірки ГРВ пристрою повинна бути не більше 8 пФ, при цьому тривалість переднього фронту і спад вершини імпульсу склали 11,2 нс і 0,006U відповідно.

У розділі 4 “Вплив вільних радикалів на газорозрядну візуалізацію біооб'єктів” визначено параметри ЕМВ для впливу на біооб'єкти з метою стимуляції їх газорозрядного світіння.

Численні дослідження показують, що вагому роль в процесах ГРВ виконує оптичне випромінювання біооб'єктів.

В основі випромінювання насіння сільськогосподарських культур лежить той або інший різновид люмінесценції, залежний від реакцій, для яких характерне утворення вільних радикалів.

Будь-яка реальна біологічна система володіє нескінченним числом рівнів енергії і нескінченним різноманіттям своїх оптичних властивостей, що ускладнює їх дослідження. інформаційний електромагнітний біотропний

Стан молекули, що знаходиться на своєму енергетичному рівні, описується рівнянням Релея-Шрьодінгера:

H, (10)

де H₀ - гамільтоніан вільної молекули;

- хвильова функція молекули, не залежна від часу;

- радіус-вектор координати молекули;

- власні значення енергії, k - приймає значення 1 і 2.

Оскільки біооб'єкт знаходиться під впливом зовнішнього ЕМП:

, (11)

де - амплітуда електричної складової поля;

- кругова частота;

- час,

то гамільтоніан молекули матиме дещо інший вигляд:

H=H₀+H₁, (12)

де H₁ - внесок в гамільтоніан за рахунок взаємодії біооб'єкта з зовнішнім ЕМП.

У цьому випадку рівняння Релея-Шрьодінгера стає нестаціонарним, має похідну за часом і набуває вигляд:

Н. (13)

Розв'язанням рівняння (13) буде функція із змінними коефіцієнтами:

, (14)

де , - константи;

- постійна Планка;

W₁, W₂ - рівні енергії.

Вірогідність одержати експериментально те або інше значення W_k або вірогідність знайти систему в одному із стаціонарних станів визначається квадратом модуля коефіцієнта:

. (15)

Приведений вираз (15) показує, що інтенсивність хемілюмінесценції пов'язана з вірогідністю протікання процесу утворення радикальних пар і їх рекомбінації.

Для її оцінки необхідне знати величини коефіцієнтів , які визначаються за допомогою рішення рівняння (13).

За результатами розв'язання рівняння було одержано, що коефіцієнти, мають вигляд:

; (16)

(17)

де d₂₁ - дипольний момент;

;

Одержані вирази дозволяють знаходити вірогідність переходу молекули з незбудженого стану в іонізований (р₁₂) і навпаки (р₂₁) залежно від зсуву частоти зовнішнього ЕМВ по відношенню до власної частоти випромінювання молекули.

Спостереження ефекту хемілюмінесценції буде пов'язане з переходом частинки на нижчий енергетичний рівень, тобто в незбуджений стан, і, очевидно, характеризуватиметься величиною р₂₁. Вірогідність того, що молекула, яка знаходиться в початковий момент в іонізованому стані, за час t вчинить під впливом зовнішнього ЕМП перехід і опиниться в незбудженому стані, визначається квадратом модуля .

Отже,

(18)

Чисельний розрахунок показав, що найбільша вірогідність рекомбінації вільних радикалів в насінні спостерігатиметься на частоті 46,8 ГГц з щільністю потоку потужності 20 мкВт/см², а залежність вірогідності рекомбінації вільних радикалів від зсуву частоти довела, що для максимальної хемілюмінесценції насіння його необхідно обробляти ЕМВ з відносною нестабільністю частоти генератора від 10^-7 до 10^-9.

В розділі 5 “Теоретичне дослідження взаємодії інформаційного електромагнітного випромінювання крайвисокочастотного діапазону з біооб'єктами рослинництва” визначені біотропні параметри інформаційного ЕМП, що призводять до цілеспрямованих змін метаболічних процесів в насінні сільськогосподарських культур.

Встановлено, що залежність метаболічних процесів в біооб'єктах від дії інформаційного ЕМП пов'язана з наявністю інформаційних процесів на основі ЕМП. Проникаючи в біооб'єкти, ЕМВ при певних параметрах (частота, потужність, експозиція, поляризація і т.д.) трансформуються в інформаційні сигнали, що здійснюють стимуляцію метаболічних процесів. Відсутність теоретичних методів розподілу амплітуди ЕМП в середині біооб'єктів обмежує можливість цілеспрямованого вживання ЕМП, ускладнює аналіз явищ, що виникають при взаємодії біологічних систем з ЕМП і, звичайно, робить проблематичною постановку питання про створення нових високоефективних інформаційних електромагнітних технологій.

Вирішення даної проблеми є достатньо важким завданням, яке пов'язане не тільки з складною внутрішньою структурою насіння, але і з відмінністю їхньої геометрії від регулярної (правильної форми) (сфера, еліпсоїд, циліндр і т.д.).

Розглянемо розв'язання хвильового рівняння, яке описує внутрішнє ЕМП в насінні сільськогосподарських культур. Двовимірне скалярне хвильове рівняння внутрішнього ЕМП в насінні записується в наступному вигляді:

, (19)

де u - скалярний потенціал ЕМП в поперечному перетині;

- власні значення скалярного рівняння.

Враховуючи форму насіння сільськогосподарських культур, в першому наближенні можна вважати, що відхилення межі деформованої області від кола підкоряється синусоїдальному закону, інакше кажучи, межею є коло, на яке накладені малі синусоїдальні коливання з амплітудою, рівною . Тому, в подальших обчисленнях приймемо:

, (20)

де l - ціле число.

Рівняння (21) одержано при розкладанні функції по параметру малості і має вигляд:

, (21)

де ;

;

;

- n-ий корінь функції ;

R - радіус перетину;

l - число деформацій в поперечному перетині;

- функція Бесселя першого роду, першого порядку.

Для визначення частоти ЕМП було вирішено задачу по розсіянню електромагнітної хвилі на біооб'єктах з формованою формою і одержано вирази для практичних розрахунків внутрішнього поля:

(22)

де а₀ - коефіцієнт.

З одержаних результатів можна зробити висновок, що розрахункове значення амплітуди електричної складової внутрішнього ЕМП лежить в діапазоні частот 41 - 43 ГГц і досягає максимального значення на частоті 42,1 ГГц, яка і може бути частотою ЕМП для опромінювання насіння сої.

Для визначення потужності і часу опромінювання насіння ЕМП було проведено теоретичні дослідження дифузії речовини у внутрішню область клітини скрізь мембрану.

Оскільки розміри клітини значно менші довжини хвилі ЕМП, то задача стає задачею електростатики.

У цьому випадку вплив електричного поля рівносильний дії деякого еквівалентного заряду з концентрацією:

, (23)

де d - товщина мембрани;

q - заряд іона;

- діелектрична проникність;

V₁ - об'єм зосередження еквівалентного заряду.

Використовуючи поняття еквівалентного заряду, було одержано вираз для потенціалу на мембрані, який дозволяє чисельно оцінювати реакцію клітин насіння на дію зовнішнього ЕМВ залежно від частоти падаючого поля, його амплітуди і часу дії:

, (24)

де F - число Фарадея;

₀ - потенціал на мембрані в початковий момент часу;

R - газова постійна;

Т - абсолютна температура;

Р - величина проникності;

С₀ - концентрація непроникаючої речовини в навколишньому середовищі мембрани.

За результатами проведених чисельних розрахунків для різних параметрів, що характеризують поведінку клітин насіння під впливом зовнішнього ЕМВ було встановлено, що для опромінювання насіння необхідно використовувати ЕМП з параметрами: частота 41 - 43 ГГц; щільність потоку потужності 10 - 12 мкВт/см²; час дії 10 - 15 хв.

У розділі 6 “Теоретичний аналіз широкосмугових пристроїв формування інформаційного поляризованого електромагнітного поля крайвисокочастотного діапазону” проведено розрахунок поляризаційних пристроїв КВЧ діапазону, здатних працювати в широкому діапазоні частот 30 - 50 ГГц.

Аналіз існуючих методів розрахунку поляризаційних пристроїв показав, що їх основним недоліком є великий об'єм обчислювальних робіт, отримання результатів на фіксованій частоті і складне практичне використання для практичних цілей.

У роботі застосовано метод часткових областей, або метод зшивання, що використовується для аналізу структур складного вигляду, що розпадаються на дві прості суміжні області, для кожної з яких одержано рішення за допомогою методу Фур'є.

Оскільки явний функціональний вигляд для взаємно ортогональних власних функцій відомий, то рішення задачі зводиться до визначення коефіцієнтів (або амплітуд) при власних функціях в розкладаннях поля в кожній з часткових областей.

Було розглянуто поляризаційну структуру хвилеводу, в якій структура при z < 0 (область 1) та z > l (область 3) буде круглими хвилеводами; а при 0 < z < l - два напівкруглих із загальною межею під кутом ц₀ до полярної осі (область 2).

Довільне ЕМП в циліндровому хвилеводі завжди можна представити у вигляді суперпозиції Е і Н хвиль, які утворюють повну систему. Тому при постановці задачі про розсіяння падаючої хвилі будь-якого типу на перешкоду у вигляді перегородки, однорідної уздовж осі z, що ділить круглий хвилевід на два рівновеликі напівкруглі хвилеводи (рис. 5), слід враховувати повноту запису розсіяного поля. Окрім цього, всі складові розсіяного поля повинні задовольняти однорідному рівнянню Гельмгольца, а також певним умовам: умові випромінювання при |z| > ?; умові випромінювання на гострому ребрі; умові безперервності дотичних складових електричного і магнітного поля в площині переходу від круглого хвилеводу до двох напівкруглих; граничним умовам на ідеальному провіднику.

За результатами теоретичних досліджень було вирішено задачу дифракції електромагнітних хвиль на симетричній перегородці кінцевої довжини в поляризаційній структурі. Під час рішення було одержано складові поля, що пройшли за пластину (область 3):

; (25)

; (26)

; (27)

, (28)

де у виразах (25 - 28) коефіцієнти, , , , - амплітуди хвиль, що пройшли область 3;

, - подовжні постійні розповсюдження E і Н хвиль;

- хвильовий опір;

- власні значення хвиль E і H.

Для визначення невідомих коефіцієнтів були використані умови безперервності поперечних складових поля на межі областей 1 і 2 (при z = 0) і областей 2 і 3. Одержана система алгебраїчних рівнянь для визначення невідомих коефіцієнтів була представлена у вигляді, зручному для складання програмно-алгоритмічного забезпечення для вирішення задачі на ЕОМ.

Співвідношення між електричними складовими поля, що пройшли за перегородку (одержуваних після підстановки в них знайдених амплітуд), визначають поведінку поляризаційної структури, залежної від довжини перегородки, кута, під яким перегородка орієнтована щодо вектора напруженості електричного поля набігаючої хвилі, кількості мод, обумовлених діаметром хвилеводу і співвідношеннями між хвилями обох типів, що завжди виникають у неоднорідності.

У результаті чисельного розв'язання задачі було встановлено, що коефіцієнт еліптичності поляризаційного пристрою в діапазоні частот 40 - 50 ГГц складає від 0,93 до 1,02 для розмірів перегородки: l = 5 мм; ₀ = 42; r = 4 мм.

В розділі 7 “Експериментальні дослідження впливу інформаційного поляризованого електромагнітного поля крайвисокочастотного діапазону на насіння сільськогосподарських культур” зроблено перевірку достовірності теоретичних підходів і моделей, що описують процес дії ЕМП на насіння сільськогосподарських культур, а також підтверджено можливості практичної реалізації ГРВ пристрою на основі ефекту Кірліан і вживання його для визначення оптимальних біотропних параметрів ЕМП з метою отримання наміченого біологічного ефекту.

За результатами теоретичних і експериментальних досліджень було виготовлено дослідний зразок пристрою для ГРВ насіння сільськогосподарських культур з параметрами: амплітуда напруги імпульсу 20 кВ; тривалість імпульсів 10^-6 с; кількість імпульсів в пачці 100 шт.; нахил вершини імпульсу 0,0063U; похибка періоду повторення імпульсів 10^-4Т₁; похибка тривалості імпульсів ±0,012; тривалість фронту імпульсу 12 нс; тривалість зрізу імпульсу 20 нс; період повторення імпульсів 10^-5 с; період повторення пачки імпульсів 10^-3 с (рис. 6).

Установка складається з фотографічної комірки 2, нижня і верхня частини комірки мають плоскі металеві електроди 4, на яких розміщуються плоскі діелектричні пластини 5; фотокамери 3; високовольтного генератора 6; мікроамперметра 7; комп'ютера 8; кабелю інтерфейсу 9 (рис. 6).

В процесі ГРВ за рахунок прикладеного ЕМП і збудження газового розряду здійснюється перетворення інформації про параметри досліджуваного об'єкту в інформацію про характеристики газорозрядного зображення біооб'єкту.

Для експериментальних досліджень запропоновано найпоширенішу білково-олійну культуру - сою, оскільки завдяки своєму багатому і різноманітному хімічному складу (містить до 55% білка и до 27% жира), соя широко використовується як продовольча, кормова і технічна культура.

Поверхнева візуалізація сої складна, тому, для виявлення інформації про досліджуваний об'єкт було зроблено програмне забезпечення ГРВ пристрою, який дозволяє одержувати одиночні зображення або послідовності зображень ГРВ-грам в реальному масштабі часу і запам'ятовувати їх у ВМР форматі.

Як показали обробка і аналіз параметрів ГРВ-грам сої (загальна площа зображення, яскравість зображення, коефіцієнт форми, і т.д.), реалізованих у вигляді програмних процедур і об'єднаних в бібліотеку операцій обробки і аналізу зображень, є суттєва різниця на 5% і на 1% рівнях значимості між ГРВ-грамами опроміненого інформаційним поляризованим ЕМП КВЧ діапазону і неопроміненого насіння сої.

Для проведення експерименту були розроблені джерела КВЧ випромінювання для діапазону частоти 41 - 45 ГГц з параметрами: вихідна потужність 500 мВт, відносна нестабільність частоти 10^-7.

Метою досліджень було вивчення дії інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на первинні процеси метаболізму клітини і цілого організму (схожість, хромосомні аберації, фотосинтез, хімічний склад) для уточнення оптимальних біотропних параметрів ЕМП.

Для отримання залежності, що зв'язує значення функції відгуку насіння з параметрами ЕМП за наявності адитивної перешкоди випадкового характеру, може бути застосоване повнофакторне планування другого порядку.

Відповідно до прийнятих інтервалів варіювання факторів, реалізовано факторний експеримент типу 2^5-1. Вихідна величина у - струм (мкА).

Після проведення вимірювань і розрахунків одержано рівняння регресії для насіння сої:

(29)

У результаті експерименту були одержані оптимальні параметри поляризованого ЕМВ: x₁ = 10^-7; x₂ = 42,2 ГГц; x₃ = 10 хв; x₄ = 15 мкВт/см²; (хвиля кругової поляризації з правим напрямом обертання вектора поля).

У лабораторіях Харківського національного аграрного університету імені В.В. Докучаєва на кафедрі генетики і селекції було вивчено вплив інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на хромосомні аберації насіння сої. Приведена залежність відсотка хромосомних перебудов насіння сої після обробки КВЧ випромінюванням з щільністю потоку потужності 15 мкВт/см² залежно від частоти 41,5 ГГц, 42,2 ГГц, 43,5 ГГц з нестабільністю частоти генератора 10^-7.

Як видно з рис. 7, найбільші зміни хромосомних перебудов відбуваються на частоті 42,2 ГГц - 11%, при правому напряму обертання вектора поля; найнезначні зміни хромосомних перебудов - при лівому напряму обертання вектора поля - 1,9%, при частоті 41,5 ГГц.

Порівнюючи показники схожості при частотах 41,5 ГГц і 43,5 ГГц більший відсоток схожості маємо при правому напряму обертання вектора поля і експозиції 10 хв: 80% і 81%, відповідно частотам.

Експериментальні дослідження кількості хлорофілу “а” в листі сої після передпосівної обробки насіння інформаційним поляризованим ЕМП КВЧ випромінювання показали, що найбільше збільшення вмісту хлорофілу в листі сої перевищило контроль на 0,4 мг/г при опромінюванні насіння сої з правим напрямом обертання вектора поля. При лівому напряму обертання вектора поля вміст хлорофілу зменшився на 0,05 мг/г, в порівнянні з контролем.

Було виявлено вплив інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ на вміст азоту і фосфору в сої. Найбільший вміст азоту при правому напряму обертання вектора поля КВЧ випромінювання 7,9% і 7%, а як найменше - при лівому напряму обертання вектора поля 6% і 5,9% відповідно, від нестабільності частоти генератора 10^-7, 10^-3.

Вміст фосфору в зеленій масі сої при опромінюванні насіння на частоті 42,2 ГГц при правому напряму обертання вектора поля вищий на 0,9%, в порівнянні з контролем. При лівому напряму обертання вектора поля зміст фосфору однаковий на всіх частотах.

Польові досліди впливу інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на врожайність сої при передпосівній обробці насіння проводилися з ранньостиглим сортом Медея протягом 3 років, з 2004 по 2006 рр., в господарстві “Бурлучок” Харківської області. Як джерело КВЧ коливань використовували виготовлений за технічним завданням ХНТУСГ імені Петра Василенка заводом “Протон” м. Харків генератор на частоті 42,2 ГГц, який забезпечував одночасне опромінювання поверхні 10 м².

Результати впливу інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на врожайність сої приведені в табл. 1.

За результатами виходить, що польова схожість склала 89% в 2004 р., в порівнянні з контролем 75%, 91% в 2004 р., в порівнянні з контролем 72%, 90% в 2005 р., в порівнянні з контролем 68%, врожайність сої збільшилася в порівнянні з контролем в 2004 р. на 2,8 ц/га; в 2005 р. - на 3,2 ц/га; в 2006 р. на - 2,9 ц/га.

Підвищення врожайності сої відбулось за рахунок збільшення суцвіття, і як наслідок, збільшення кількості бобів на китиці, збільшення об'ємної маси на 0,05 кг (більше контролю на 1000 шт.), питомої маси (щільність) на 0,15 г/см³ (більше контролю на 1000 шт.).

Кількісний аналіз білка і жиру в насінні сої, що одержано з врожаю насіння, вирощеного із застосуванням передпосівної обробки поляризованим інформаційним ЕМВ КВЧ діапазону, показав, що в досліджувальному насінні кількість білка збільшилася на 5%, а жиру на 2%, в порівнянні з контролем.

Річний економічний ефект у вигляді приросту прибутку від впровадження передпосівної обробки насіння сої інформаційним поляризованим ЕМП КВЧ діапазону довжини хвиль був розрахований за методикою визначення економічної ефективності використання в сільському господарстві результатів науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт, нової техніки, винаходів і раціоналізаторських пропозицій.

Таблиця 1 Результати впливу інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ діапазону на врожайність сої при передпосівній обробці насіння

Місце проведення сівби	Сорт	Варіант	Площа сівби, га	Рік сівби	Лабораторні дослідження	Польові результати	Підвищення врожайності
					Активність накльовування, %	Енергія проростання, %	Лабораторна схожість, %	кількість днів відлежки	маса 1000 насіння, г	норма висіву опроміненого зерна, тис. насіння на гектар	Польова схожість, %	врожай, ц/га	ц/га	%
ХНАУ імені Докучаєва, господарство Харківської області “Бурлучок”	Медея	контроль / дослід	10 10	2004	58 72	78 91	81 92	4	189,7	400	75 89	10,1 12,9	2,8	27,7
			НСР05=12,6; НСР01=14,6
			10 10	2005	61 78	79 92	84 93	4	210,4	400	72 91	10,3 13,5	3,2	31
			НСР05=11,2; НСР01=15,1
			10 10	2006	57 73	77 89	82 91	4	185,7	400	68 90	10,2 13	2,8	27,5
			НСР05=16,3; НСР01=17,5

Економічний ефект по господарству склав 696 грн. / га, очікуваний економічний ефект по Харківській області - 22,3 млн. грн.

Висновки

У дисертаційній роботі на основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена ресурсозберігаюча, екологічно безпечна і ефективна інформаційна електромагнітна технологія та автоматизована система ГРВ біооб'єктів для визначення біотропних параметрів ЕМП, що викликають цілеспрямовані зміни в розвитку біооб'єктів з метою підвищення їх продуктивності.

З аналізу літературних джерел виходить, що в ресурсозберігаючих електротехнологічних процесах для підвищення продуктивності біооб'єктів рослинництва ефективним є застосування інформаційного поляризованого ЕМП.

Створення ресурсозберігаючих електромагнітних технологій в рослинництві на основі застосування інформаційного поляризованого ЕМП можливе лише з провадженням в технологічний цикл передпосівної обробки насіння автоматизованих систем ГРВ біооб'єктів.

Для отримання якісної ГРВ-грами досліджуваний біооб'єкт необхідно розташовувати на поверхні виступу електроду комірки з відстанню 1 мм між виступом і другим електродом комірки ГРВ пристрою, а джерело високовольтної напруги величиною 15 - 20 кВ підключати до центру виступу без зсуву.

Для виключення теплового впливу ГРВ на біооб'єкт, дослідження біооб'єктів необхідно проводити при потужності 0,08 мкВт/см³, що виділяється в розряді.

Для визначення біотропних параметрів інформаційного поляризованого ЕМП на основі ГРВ необхідно використовувати імпульсні генератори, що відповідають наступним параметрам: амплітуда напруги імпульсу 15 - 20 кВ; тривалість імпульсу 10^-6 с; кількість імпульсів в пачці 100 шт.; нахил вершини імпульсу 0,005U; похибка періоду повторення імпульсів 10^-4Т₁; похибка тривалості імпульсів 0,01; тривалість фронту імпульсу 10 нс; тривалість зрізу імпульсу 20 нс; період повторення імпульсів 10^-5 с; період повторення пачки імпульсів 10^-3 с.

...