Применение электромагнитных полей сверхвысоких частот для обработки семян сельскохозяйственных культур

Благодаря развитию и внедрению в промышленность электромагнитных полей сверхвысоких частот (ЭМП СВЧ) и крайне высоких частотных диапазонов (КВЧ) стало возможным ускорение технологических процессов в биологической, медицинской и сельскохозяйственной отраслях. Применение электромагнитной энергии (ЭМ) в растениеводстве, животноводстве, переработке и хранении сельхозпродукции позволяет реализовать экологически чистые и эффективные технологии. Применение микроволновой энергии в сельском хозяйстве, медицинской, фармакологической, пищевой промышленности обусловлено ее достоинствами, заключающимися в том, что электромагнитная энергия избирательно преобразуется в тепловую, имеет большую глубину проникновения поля, эффективна и экономична.

Дезинфекция и стимуляции роста семян

Для дезинфекции и стимуляции роста семян, а также препятствования распространения насекомых-вредителей определены эффективные режимы применения СВЧ. Опытным путем установлено, что при воздействии на живые организмы электромагнитных полей, происходит определенная реакция. Она может затрагивать различные структурные уровни живого организма, воздействуя на клетки и молекулы и весь организм в целом. При воздействии ЭМП СВЧ-диапазона на различные семена сельскохозяйственных культур происходит активация процессов биосинтеза и ускоренное деление клеток, а также восстанавливаются связи и функции, которые могли быть нарушены из-за болезней. На сегодняшний день существует элементная база по использованию электромагнитных полей диапазона СВЧ. С ее помощью можно исследовать воздействие ЭМП как на клеточном уровне, так и на объект целиком.

Анализ последних исследований воздействия СВЧ на всхожесть

Проводимые анализы показали, что существует зависимость между энергией прорастания семян, их всхожести, интенсивности дыхания, количества и качества урожая и параметрами воздействующего на них электромагнитного поля. Помимо энергетического взаимодействия ЭМП с биологическими системами существует также и информационное. Эта технология основана на информационном воздействии микроволновой энергии малой мощности на биологические объекты, повышающем энергию прорастания семян и иммунную систему растений. Опыты показывают, что на реакцию организмов, как растений, так и животных, влияет не только величина энергии ЭМП, но и модуляционно-временные параметры этих полей. При уменьшении ЭМП наблюдалось повышение реагирования биологических объектов. А в некоторых случаях реакции не было вовсе, если энергия ЭМП становилась более высокой.

Воздействие СВЧ на биологические системы для повышения урожайности

Благодаря изучению действия излучения СВЧ в миллиметровом диапазоне на разные системы биологических организмов удалось установить, что его действие основывается на резонансном и индивидуальном характере влияния на различные биологические системы. Например, выяснено, что при воздействии облучения на сине-зеленые водоросли ЭМП низкой энергии на протяжении одного часа, прирост биомассы составил 47%. Следует обратить внимание на тот факт, что при увеличении экспозиции наблюдается затухание стимулирующего эффекта. То есть при экспозиции 2 и 6 часов стимулирование падает до 16 и 32% соответственно. Экспозиция 12 часов ведет к снижению биомассы на 70%. Результаты воздействия ЭМП в диапазоне КВЧ на сухие семена зерновых культур представляют особый интерес. Эксперимент показывает, что сухие семена сои, подвергнутые излучению низкоэнергетического ЭМП на частоте 42,2 ГГц при плотности потока мощности 15 мкВт/см2, нестабильность частоты генератора 10-7; экспозиция 10 мин, дают прирост урожая до 30% по сравнению с контрольным значением. Таким образом, микроволновая технология, применяемая в предпосевной обработке семян, уничтожает инфекцию, повышает энергию прорастания семян, ведет к усилению развития корневой системы, повышает фотосинтез растений и в целом способствует ускоренному развитию растений, что в итоге приводит к увеличению урожайности.

Использование электромагнитного излучения низкой энергии в технологических процессах животноводства и растениеводства

Использование электромагнитного излучения низкой энергии в технологических процессах животноводства и растениеводства минимизирует затраты энергии, оказывая максимальное влияние на информационные процессы жизнедеятельности биологических организмов, так как в основе их жизни лежит обмен веществ, энергии, информации при асимметричной спиральной структуре. Важным является то, что разработка физико-математических моделей, в которых учитываются параметры ЭМП и диэлектрические характеристики сельскохозяйственных объектов животноводства и растениеводства, является необходимой составляющей для оценки эффективности использования ЭМП низких энергий. Проведенный анализ показывает, что для того чтобы эффективно применять ЭМП в сельскохозяйственной, пищевой, перерабатывающей отрасти, а так же для контроля качества и сохранности продукции, необходима разработка средств измерения для воспроизводства, сохранения и передачи размеров единиц комплексной диэлектрической проницаемости в широком частотном диапазоне электромагнитного излучения.

Обоснование и создание способов и приборов для измерения диэлектрической проницаемости биологических объектов в высокочастотном диапазоне на основе импульсной рефлектометрии

В настоящее время одним из самых экологичных и перспективных методов предпосевной обработки семян являются биофизические методы. Один из них – обработка семян электромагнитными полями в диапазоне сверхвысоких частот. Резонансное воздействие, лежащее в основе этого метода, оказывает влияние на каждое семя. Состав клетки любого семени, как известно, образован ядром, ядерной оболочкой, митохондриями, лизосомами, эндоплазматической сетью, аппаратом Гольджи, центросомами, заполненными цитоплазмой и окруженными клеточной мембраной. Внешнее электромагнитное поле, действующее с частотой по значению близкой или равной резонансной частоте семян, подвергнутых излучению, преобразует внешнее излучение в собственное колебания молекул белков, так как клеточная мембрана является кольцевым диэлектрическим резонатором, с присущими для каждой культуры семян определенными линейными размерами и резонансной частотой. Таким образом можно ускорить биохимические реакции, оказывая влияние на ферментативную активность семян.

Зависимость частоты электромагнитной волны СВЧ от диэлектрической проницаемости семян

Чтобы повысить качество семян, необходимо применение полей с определенными пространственными параметрами электромагнитных волн сверхвысоких частот, а также частотой, мощностью и длительностью излучения на семена. Для каждой культуры семян эти значения рассчитываются отдельно так, что расчетная частота ЭМ волны СВЧ зависит от диэлектрической проницаемости семян той или иной культуры, и в дальнейшем уточняется экспериментально. При этом надо понимать, что семена одной и той же культуры, собранные в разные сроки, высушенные и хранящиеся при разных температурах и влажности, имеют некоторые различия в значениях диэлектрической проницаемости. Применяется импульсная рефлектометрическая установка. Данные исследования показали, что электромагнитное поле низкой интенсивности в диапазоне сверхвысоких частот может использоваться как стимулятор рецепторов клеток семян, запускающих механизмы внутри клеток. Как следствие, улучшаются их свойства, повышается скорость энергии прорастания семян, ускоряется рост побегов.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании