Способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к предспосевной обработке семян сельскохозяйственных культур для повышения всхожести и увеличения урожайности. Сущность изобретения: способ заключается в обслуживании семян серией от 400 до 1000 импульсов магнитного поля длительностью 10 - 40 мкс и амплитудой напряженности 70 - 150 кА/м. Устройство состоит из формирователя импульсов электрического тока и излучателя магнитного поля. Формирователь содержит блок питания, конденсаторный накопитель электрической энергии, ключевой блок и блок управления ключевым устройством. Блок питания соединен с конденсаторным накопителем и блоком управления ключевым блоком, который подключен к управляющему входу ключевого блока, а конденсаторный накопитель и последовательно соединенный с ним ключевой блок подключены на выходе формирователя к излучателю магнитного поля, выполненному в виде соленоида. На вход формирователя подается переменное напряжение промышленной сети 220 В, 50 Гц. В течение положительного полупериода ключевой блок закрыт и происходит заряд кондернсаторного накопителя через блок питания. В отрицательный полупериод блок управления открывает ключевой блок и происходит разряд конденсаторного накопителя на соленоид, что создает импульс магнитного поля в излучателе. 2 с. п. ф-лы. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур, и может быть использовано для обработки семян в магнитном поле.

Известен способ предпосевной обработки семян в магнитном поле 1,5 5 Э, частотой 2 20 кГц, при длительности обработки 5 10 мин. Устройство для реализации этого способа представляет собой излучатель магнитного поля, выполненный в виде катушки индуктивности, входящей в колебательный контур, подключенный в звуковому генератору.

Наиболее близким по совокупности признаков является способ обработки семян импульсивным магнитным полем (ИМЦ) с "трапецеидальным" импульсами длительностью 8 · 10^-3- 1 с и длительностью фронтов 6 · 10^-6 8 · 10^-5 с. Наиболее близким является устройство, реализующее вышеуказанный способ. Оно содержит формирователь импульсов электрического тока и излучатель магнитного поля, причем формирователь состоит из блока питания, преобразователь тока в виде ключа-формирователя и блока управления, а излучатель в виде плоского токопровода синусоидной формы.

Недостаток такого способа, в котором ИМП создается пропусканием тока через плоский токопровод синусоидной формы, обусловлен необходимостью использования больших токов (до 1000 А) для создания необходимых амплитуд ИМП и, соответственно, большой расход электроэнергии, так как длительность импульсов достаточно велика (до 1 с).

Изобретение предназначено для повышения качества обработки семян, а именно увеличения энергии прорастания и всхожести, повышения урожайности, а также снижения энергозатрат при обработке.

Указанная задача решается тем, что в известном способе предпосевной обработки семян, включающем обработку семян ИМП, согласно изобретению обработку ведут магнитным полем с амплитудной напряженностью магнитного поля 70 150 кА/м, длительностью импульсов 10 40 мкс и их числом от 400 до 1000.

Известное устройство не позволяет реализовать предложенный способ, так как не обеспечивает получение требуемых в предложенном способе характеристик импульсов магнитного поля. Так длительность импульсов, реализуемых в устройстве-прототипе велика (8 · 10^-3 1,0 с) по сравнению с требуемой, а для достижения амплитуды напряженности магнитного поля порядка 100 кА/м требуется пропускать через плоский токопровод значительные токи (до 1000 А), что приводит к большому расходу электроэнергии.

В известном устройстве, содержащем формирователь импульсов электрического тока и излучатель магнитного поля, согласно изобретению формирователь содержит блок питания, конденсаторный накопитель электрической энергии, ключевое устройство и блок управления ключевым устройством, а излучатель магнитного поля выполнен в виде соленоида.

В известном способе предпосевной обработки семян ИМП согласно изобретению на семена сельскохозяйственных культур воздействуют серией импульсов магнитного поля с амплитудой напряженности 70 150 кА/м, длительностью импульсов 10 40 мкс и количеством импульсов 400 1000.

Получаемый при использовании изобретения результат, а именно повышение урожайности, достигается за счет того, что действие импульсов магнитного поля в указанных диапазонах приводит к ответной реакции растительной клетки - смещению изоэлектрической точки (ИЭТ) в щелочную или кислотную сторону. Сдвиг ИЭТ в области более кислых значений расценивается физиологами как показатель интенсификации клеточного метаболизма. Наблюдается увеличение проницаемости биомембран, что приводит к большому притоку и кислороду, необходимых для прорастания семян и развития растений.

Установленные эмпирическим путем диапазоны параметром ИМП и выполнение излучателя магнитного поля в виде соленоида, а формирователя импульсов электрического тока состоящим из блока питания, конденсаторного накопителя электрической энергии, ключевого устройства и блока управления ключевым устройством, позволяет уменьшить расход электроэнергии при увеличении эффективности обработки семян.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 принципиальная схема формирователя импульсов электрического тока.

Устройство для осуществления способа состоит из формирователя 1 импульсов электрического тока и излучателя 2 магнитного поля, выполненного в виде соленоида. Формирователь 1 включает в себя блок питания 3, выходы которого подключены к конденсаторному накопителю 4 электрической энергии и блок управления 5 ключевым устройством 6, а выход блока управления 5 подключен к управляющему входу ключевого устройства 6. Последовательно соединенные конденсаторный накопитель 4 и ключевое устройство 6 на выходе формирователя 1 подключены к излучателю 2.

Пример выполнения устройства. Устройство работает следующим образом. На вход формирователя подается переменное напряжение, например от промышленной сети 220 В, 50 Гц. В течение положительного полупериода происходит зарядка емкости C₁ и C₂ через диоды Д₁ и Д₂, соответственно, а через цепь R₁, Д₃, Д₄ зарядка емкости C₃. Время зарядки емкости C₃ задается резистором R₁, величина которого выбирается так, чтобы обеспечить полный заряд емкости в течение положительного полупериода. Транзистор T₁ в течение положительного полупериода заперт прямым смещением на диоде Д₄. В отрицательный полупериод диод Д₃ закрыт, что обеспечивает открывание транзистора T₁ базовым током за счет возникновения отрицательного смещения на базе p-n-p транзистора относительно эмиттера. Открытие Т₁ проводит к разряду к разряду емкости C₃ через цепь открытого транзистора T₁, светодиода оптического тиристора ТО и резистора R₃, ограничивающего ток в цепи разряда. Разряд конденсатора C₃ через светодиод обеспечивает световой импульс, открывающий оптический тиристор ТО. Открытие тиристора ТО вызовет разряд него конденсатора C₂, что создает падение напряжения на резисторе R₄, которое является управляющим для включения тиристора ТР ключевого устройства. Резистор R₅ ограничивает в цепи управляющего электрода тиристора ТР. Конденсатор C₁ разряжается через открытый тиристор ТР на соленоид, что создает импульс магнитного поля в излучателе. Цепь R₆ и C₄ подавляет гармонические колебания в контуре, образуемом конденсаторным накопителем C₁ и соленоидном. С окончанием разряда C₁ напряжение на тиристоре ТР подает и он закрывается. Схема возвращается в исходное состояние до прихода следующего положительного полупериода, после чего цикл повторяется, формируя последовательность импульсов магнитного поля.

Пример 1 осуществления способа. На семена ячменя воздействовали серией импульсов магнитного поля длительностью 30 мкс и амплитудной напряженности 100 кА/м, варьируя число импульсов от 300 до 2000. Результаты приведены в табл. 1.

Каждый опыт из серии проводился на площади 1 га в реальных условиях Воронежской обл. При числе импульсов менее 400 эффект повышения всхожести отсутствует, а при числе импульсов более 1000 не превышает контрольной всхожести и снижается ниже контрольной при увеличении числа импульсов.

Пример 2. На семена ячменя воздействовали серией импульсов магнитного поля с амплитудой напряженности 100 кА/м и числом импульсов 700, варьируя длительность импульсов от 5 до 60 мкс. Результаты представлены в табл. 2.

Положительный эффект наблюдается в диапазоне длительностей импульсов от 10 до 40 мкс. При длительностях менее 10 и более 40 мкс происходит подавление всхожести.

Пример 3. На семена ячменя воздействовали серией из 700 импульсов магнитного поля, в пределах от 30 до 200 кА/м варьируя амплитуду напряженности магнитного поля, при фиксированной длительности импульсов 30 мкс. Результаты представлены в табл. 3.

Положительный эффект наблюдается в интервале амплитуд напряженности магнитного поля от 70 до 150 кА/м. При напряженностях ниже 70 кА/м эффект повышения всхожести отсутствует, а при напряженностях выше 150 кА/м происходит подавление всхожести.

Формула изобретения

1. Способ предпосевной обработки семян, включающий обработку семян импульсным магнитным полем, отличающийся тем, что амплитуду напряженности магнитного поля устанавливают 70 150 кА/м, длительность импульсов 10 40 мкс и число импульсов воздействия 400 1000.

2. Устройство для предпосевной обработки семян, содержащее формирователь импульсов электрического тока, состоящий из блока питания, выход которого соединен с первым входом ключа-формирователя, выход последнего подключен к излучателю магнитного поля, блока управления ключом-формирователем, вход которого соединен с блоком питания, а выход с вторым входом ключа-формирователя, отличающееся тем, что ключ-формирователь выполнен в виде конденсаторного накопителя электрической энергии и ключевого блока, содержащего тиристор, параллельно включенный с RC-цепочкой, управляющий электрод которого через резистор соединен с выходом блока управления, а излучатель магнитного поля выполнен в виде соленоида.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3