Повышение эффективности электрооблучения растений в защищенном грунте

• Автор: Кондратьева, Надежда Петровна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 365 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЮ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Влияние различных частей спектра фотосинтетически активной

РАДИАЦИИ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ

. . . Анализ существующих облуча тельных установок и

ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБЛАСТИ фотосинтетически активной радиации.

1.2. Анализ существующих электротехнологий обработки семян и

РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ.

1.2.1. Существующие способы предпосевной обработки семян

1.2.2. Результа ТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЛИЯНИЮ предпосевной УЛЬТРА фиолетовой обработки СЕМЯН
1.2.3. Установки у применяемые для УФ облучения семян
1.4. Оценка эффективности действия энергии оптического излучения электрических источников.
1.4.1. Существующие методики научного обоснования показателей нормирования ИСКУССТВЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ
1.5. Существующие технические средства для контроля дозы ФАР, УФО, облученности и температуры
1.5.1. Возможность ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОЖАЯ в защищенном грунте .
1.6. Анализ способов электрооблучения растений, повышающих к.п.д. фотосинтеза
1.6.1. Анализ способов повышения энергетических показателей
ИМПУЛЬСНЫХ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК.
1.7. Концепция решения проблемы разработки системы электрооблучения растений в защищенном грунте
Выводы и задачи исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НОРМИРОВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН И РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ
2.1. ФОТОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.2. Существующие математические модели, описывающие
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В БИОЛОГИЧЕСКОМ ОБЪЕКТЕ
2.3. Моделирование процессов воздействия энергии оптического
ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАСТЕНИЯ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ПОЛНЫХ ЗАТРАТ.
2.3.1. Моделирование процессов действия энергии УФО семян на всхожесть и продуктивность культуры огурца сорта Эстафета .
2.3.2. Моделирование процессов влияния уровня облученности
зоны ФАР на раннюю продуктивность культуры огурца сорта Эстафета.
2.3.3. Разработках мл тема тическоп модели по влиянию величины спектрального состава зоны ФАР на продуктивность культуры огурца сорта Эстафета
2.4. Математическая модель действия энергии оптического излучения на продуктивность культуры огурца сорта Эстафета и зеленого корма по критерию минимальных ПРИВЕДЕННЫХ затрат
2.5. Рациональное расходование электрической энергии на
ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ.
2.5.1. Методика научного обоснования уровня рекомендуемой облученности при использовании люминесцентных ламп для ВЫРАЩИВАНИЯ зеленого корма
2.5.2. Методика научного обоснования уровня рекомендуемой облученности при использовании разрядных ламп высокого давления в защищенном грунте.ПО
2.5.3. Методиках определения коэффициента неравномерности ОБЛУЧЕННОСТИ ,.
2.5.З.1. Определение коэффициента вариации сырой массы растений
ВЫВОДЫ НО ГЛАВЕ
3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ОБЛУЧАТЕЛЫ1ЫХ УСТАНОВОК, РЕЖИМОВ ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН И РАСТЕНИЙ, СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ
3.1. Экспериментальные исследования процессов УФ облучения СЕМЯН КАК ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ технологии.
3.1.1. Результаты поискового опыта по сравнению методов
ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН.
3.1.2. Разработку устуШовки для ультрафиолетовой обработки семян
3.1.2.1. Технологические требования к установкам для предпосевной обработки семян овощных культур
УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ.
3.1.2.2. Исследование распределения ультрафиолетового
ИЗЛУЧЕНИЯ ПОД ЛАМПОЙ ДРТ 0 В ПРЕДЛАГАЕМОЙ УСТАНОВКЕ
3.1.3. Методика расчета дозы облучения семян.
3.1.4. Конструкция установки транспортерного типа для ультрафиолетового облучения семян
3.2 Разработка средств контроля качества оптического излучения в с.
х. ПРОИЗВОДСТВЕ
3.2.1. РЕЗУЛЬТуТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО уХНАЛИЗА спектральной плотности ИЗЛУЧЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЛуХМП, применяемых в растениеводстве ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА.
3.2.2 Разработка устройства для контроля дозы ФАР, облученности И ТЕМПЕРАТУРЫ
3.3 Исследование возможности использования комбинированного
РЕЖИМА ОБЛУЧЕНИЯ КАК СПОСОБА СНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОЗАТРАТ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ РАСТЕНИЙ.
3.3.1. Обоснование и выбор параметров комбинированного режима облучения
3.3.2. Экспериментальные и селедо в а нпя Ху ра ктер ист и к разрядных
ЛАМП ПРИ РАБОТЕ В КОМБИНИРОВАННОМ РЕЖИМЕ.
3.3.2.1 Исследование энергетических характеристик.
3.3.2.2. Коэффициент мощности электрооблучлтельных установок, работающих в комбинированном режиме и способы
ЕГО ПОВЫШЕНИЯ
3.3.2.3. Исследование температуры колбы и освещенности у разрядных ламп, работающих в комбинированном режиме
3.3.2.4. Коэффициент мощности облучательных установок с разрядными лампами, работающими в комбинированном режиме
Выводы ПО ГЛАВЕ.
4. РЕАЛИЗАЦИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ.
4.1. Научнохозяйственный эксперимент по изменению продуктивности культуры огурца сорта Эстафета от величины дозы УФ облучения
4.2. Результаты экспериментов но определению уровня рекомендуемой облученности.
4.2.1. Определение зависимости изменения сырой массы зерновых КУЛЬ ТУР ОТ ОБЛУЧЕННОСТИ.
4.2.2. Результаты опытов по влиянию спектра излучения ламп на
РАЗВИТИЕ КУЛЬТУР ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
4.2.З Светотехнический расчет облучательных установок.
4.3. Разработка способов улучшения показателей эффективности использования электрической энергии при комбинированном способе облучения растений.
4.3.1 Послед оба тельносогла сованное вклю чение облуча тельных установок как способ повышения результирующего коэффициента МОЩНОСТИ.
4.3.2. Последовательносогласованное включение облучательных
УСТАНОВОК КАК СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ КОМБИНАЦИОННЫХ ЧАСТОТ
4.3.3. Последовательносогласованное включение групп облуча тельных установок как способ выравнивания во времени потребляемой из сети суммарной электрической энергии.
Выводы по главе
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРООБЛУЧАТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВОК.
5.1. Оценка техникоэкономической эффекгивности использования
УСТАНОВКИ ДЛЯ УФ ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН
5.2. Оценка техникоэкономической эффективности замены ДРЛФ
0 НА ДНаТ 0 ПРИ ОБЛУЧЕНИИ РАССАДЫ КУЛЬТУРЫ ОГУРЦА.
5.3. Оценка экономической эффективности применения устройства,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО РАБОТУ ЛАМП В КОМБИНИРОВАННОМ РЕЖИМЕ
5.4. Перспективы развития исследований по изучению
ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Эго излучение используется для люминесцентного анализа. Рядом экспериментов доказано, что УФ излучение области УФС обладает отчетливым угнетающим действием. Характер действия на растения УФ радиации областей А и В зависит от дозы. Например, для культуры огурца, при малых дозах происходит его стимуляция, при больших угнетение. УФ радиация областей УФА и УФВ интенсивно поглощается белком, хлорофиллом и другими веществами . Радиация областей УФА и УФВ не ускоряет прорастание семян, но впоследствии способствует развитию крепкого и выносливого растения. Облученные УФ семена овощей и цветов сохраняют всхожесть при хранении в закрытых сосудах в течение лет. В обычных условиях лишь в течение 5 лет, так же замечено, что УФО семян увеличивает развитие продуктивных женских цветков на растениях и подавляет развитие мужских . В литературе встречаются следующие экологически безопасные электротсхнологичсскис способы воздействия на семян ультрафиолетовым излучением. Так В. Харламов 3 воздействовал излучением ртутнокварцевой лампы с длиной волны 0 нм на проросшие семена огурца с длиной кончиков корешков 0,5 мм. На лампе поддерживалось постоянное напряжение 0 В. В каждом варианте содержалось растений. Автор отмечает, что растения, выросшие из семян, облученных в течение минут, зацвели раньше контроля мужские цветы на 2 дня, женские на 5 дней облученные в течение минут соответственно на 3 и 6 дней. При экспозициях . В варианте с экспозицией минут получено увеличение числа плодов на и их веса на ,5 по отношению к контролю. Также отмечено, что интенсивность прироста зеленой массы в первую декаду находится в прямой зависимости от продолжительности облучения семян в стадии их прорастания. Всесторонние исследования влияния ультрафиолетовой радиации УФР на семена Мсойпа 1аЬасит провели Синх и другие . При экспозициях облучения 5, и минут ими получено прорастание опытных семян соответственно , и при контрольных. Семена, облученные в течение минут, показали лучшие результаты по сравнению с контролем. Они проросли на 5 дней раньше урожай общей массы листьев увеличился на и семян на 1. Авторы также наблюдали заметные изменения в росте растений и некоторые другие морфологические изменения. При больших экспозициях облучения растения созрели на неделю раньше, но дали низкий урожай зерна и листовой массы. Каменский К. В. и Орехова Т. А. фиксируют благоприятные результаты, полученные при облучении ультрафиолетовыми лучами семян пшеницы и ячменя различной степени зрелости, выразившиеся в ускорении дозревания семян и повышения их всхожести. В то время как недозрелые семена ячменя сортов Винер и Пионер не проросли, всхожесть на седьмые сутки семян, облученных в течение и минут, составила соответственно и . Аналогичные данные получены для яровой пшеницы 3. Хюдж и Бонне провели сравнение влияния излучений лампы накаливания, обычного дневного света и ультрафиолетовых лучей на прорастание семян гороха, причм отметили благоприятное влияние ультрафиолетовых лучей 2. Авторами 1, 3 были проведены исследования по влиянию следующих способов предпосевной обработки семян озимой пшеницы сорта Лада на ее урожайность Ультрафиолетовое излучение в диапазоне длин волн Я 0. Джм2 лампа ДРТ 0 Инфракрасное излучение с длиной волны более 0 нм с максимумом излучения, приходящегося на нм лампа ИКЗК 0 0, при экспозиции и минут Инкрустация фундазол с. Повторность вариантов в микрополевом опыте шестикратная, расположение вариантов рендомизированнос в шесть ярусов. Результаты исследований представлены в таблице 1. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы сорта Лада ультрафиолетовым и инфракрасным излучением способствовала достоверному
увеличению урожайность яровой пшеницы на . Прибавка урожайности была достигнута в первую очередь за счет увеличения массы зерен на 1,1. Принимая во внимание длительность экспозиций до 3 минут у ламп ДРТ 0 и мин у лам ИКЗК , примерно равноценное влияние этих типов излучения, можно рекомендовать использовать УФО, так как это сократит потребление электроэнергии при обработке семян более чем в раз.