Восстановление минеральных субстратов путем электрофизической обработки

• Автор: Трушин, Петр Михайлович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Г идропонное растениеводство

в современных производственноэкологических

условиях

1.2. Оборудование гидропонного растениеводства . . .

1.3. Гидропонные субстраты.

1.4. Воздействие ультразвукового поля и поля коронного разряда

на обрабатываемый материал

1.5. Рабочая гипотеза. Цель и задачи исследований. . .

2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ
2.1. Основные процессы старения субстратов и теоретическое обоснование их восстановления при электрофизической обработке .
2.2. Определение основных факторов, влияющих на ультразвуковую обработку минеральных субстратов . .
2.3. Электродная система для обработки минеральных субстратов
в поле коронного разряда
2.4. Вольтамперные и редуцированные характеристики коронного разряда
2.5. Зарядка частиц субстрата
при восстановлении .
2.6. Выводы по главе
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа экспериментов и экспериментальные установки. .
3.1.1. Программа экспериментов
3.1.2. Экспериментальные установки.
3.2. Методика проведения эксперимента
3.2.1. Методика экспериментального определения вольтамперных характеристик
3.2.2. Методика ультразвуковой обработки субстрата
3.2.3. Методика экспериментального определения влажности субстрата .
3.2.4. Методика электрообработки субстрата .
3.2.5. Методика исследования системы
субстрат раствор . .
3.2.6. Методика исследования влияния режимов восстановления субстрата на отклик
рассады овощей
3.2.7. Методика исследования экологической чистоты
и биологической полноценности гидропонной биомассы
3.3. Методика оценки эффективности восстановления субстратов .
3.4. Выводы по главе .
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ
4.1. Вольтамперные характеристики
системы электродов иглы на стержнях плоскость
при размещении на некоронирующем электроде
слоя восстанавливаемого субстрата
4.2. Электрический заряд частиц восстанавливаемого субстрата в рабочей зоне электродной системы
иглы на стержнях плоскость . . . . .
4.3. Электропроводность, активность ионов
и ионный состав системы субстратраствор .
4.4. Определение оптимального режима электрофизической обработки минеральных субстратов
при восстановлении .
4.5. Выводы по главе. . . . . . . .
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ГИДРОПОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАССАДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СУБСТРАТА
5.1. Технология гидропонного выращивания рассады с использованием электрофизической обработки
для восстановления субстратов .
с использованием обработки
5.2. Устройство для восстановления
минеральных субстратов
5.3. Программа и результаты технологических испытаний . .
5.4. Экономическая и энергетическая оценка
5.5. Тепличный комплекс для выращивания
экологически чистых овощей . . . . .
5.6. Выводы по главе .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ЛИТЕРАТУРА


Определить влияние режимов электрофизической обработки субстрата на отклик растений и получить математическую модель выхода биомассы. Разработать установку для восстановления субстратов в ультразвуковом поле и поле коронного разряда. Разработать технологию гидропонного выращивания рассады, включающую в себя восстановление субстратов. Объект исследования технология восстановления субстратов для гидропонного выращивания рассады. Новизна технических решений защищена двумя патентами Российской Федерации. Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в том, что на их основе была разработана и опробована установка для восстановления минеральных субстратов в ультразвуковом поле и поле коронного разряда. Разработанные математические модели, установленные взаимосвязи, полученные аналитические выражения могут быть использованы на всех стадиях проектирования установок для восстановления субстратов. Полученные результаты позволяют сформулировать практические рекомендации по применению восстановленных субстратов в гидропонном выращивании рассады. На основе проведенных в рамках диссертационной работы исследований разработана технология гидропонного выращивания рассады с восстановлением субстратов в ультразвуковом поле и поле коронного разряда, которая внедрена в ГКУП ТК Спутник, г. Барнаул АКГУП Индустриальный, Алтайский край ГУП РМ Тепличное, г. Саранск ОАО Агрокомбинат Горьковский, Нижегородская область ОАО Тепличный, ОАО Родник, г. Челябинск. Разработанная методика оценки эффективности восстановления субстратов внедрена в НП НИИОЗГ Научноисследовательский институт овощеводства защищенного грунта, г. Москва. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по восстановлению гидропонных субстратов путем применения электрофизической обработки используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета дисциплина Теоретические основы прогрессивных технологий. Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований одобрены на VI Международном Салоне инноваций и инвестиций Москва, ВВЦ, г. Российской агропромышленной выставке Золотая осень г. Москва, ВВЦ, г. Международной научнотехнической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве ГНУ ВИЭСХ, г. Москва, г. VII Всероссийском совещаниивыставке по энергосбережению г. Екатеринбург, г. Агро, Агро золотая медаль, дипломы, г. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано научных работ, в том числе два патента РФ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, библиографии из 2 наименований, приложений. Содержание работы изложено на 6 страницах, текст содержит рисунков и 9 таблиц. На всех этапах развития человеческого общества земля являлась важнейшим, ничем не заменимым средством производства. Однако площадь земельных ресурсов весьма ограничена. Лишь всех земельных ресурсов занимает пашня более малопродуктивные и непродуктивные земли всех почв мира недостаточно обеспечены теплом и влагой, вследствие чего имеют пониженную продуктивность. Общая площадь мирового земельного фонда составляет ,4 млрд. По оценке известного эколога Ю. Одума 3, для удовлетворения материальных потребностей, а также отдыха и психологического комфорта каждому человеку нужны 2 га 0,6 га пашни 0,2 га для расселения 1,2 га для отдыха и экологической устойчивости биосферы. В среднем же в мире на одного человека приходится 0,3 га пашни, то есть в 2 раза меньше, чем требуется 3. Сущность современной проблемы земельных ресурсов планеты связана с деградацией почв, прежде всего за счет антропогенного воздействия 1. В настоящее время ежегодно и безвозвратно теряется в результате различных процессов деградации около 7 млн. Возможные формы загрязнения окружающей среды приведены на рис. Непосредственными объектами загрязнения служат основные компоненты экотона почва, а также вода и атмосфера. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие агробиогеоценозов растения, животные, человек. Атмосферы, Гкдросферм. Рис.