Исследование влияния режимных параметров СВЧ-поля на качественные показатели семян гречихи

Анализ тенденций развития агропромышленного комплекса России показывает, что рост энергетических и материальных затрат на производство продукции растениеводства опережает рост урожайности.

Урожайность сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от посевных качеств семян. Поэтому, наряду с совершенствованием выращивания и уборки сельскохозяйственных культур, большое внимание должно уделяться разработке и внедрению новых экологически чистых способов (физических, биологических), направленных на улучшение посевных и урожайных качеств семян [10, 12, 14, 41, 47]. Получение полноценного урожая во многом зависит от качества посевного материала, поэтому обработка семян перед посевом является одной из важных предпосылок рентабельного производства сельскохозяйственных культур.

При выборе культуры учитывался коммерческий интерес. Начиная с 2008 года, рынок гречневой крупы постоянно колеблется, эта крупа регулярно вырастает в цене. Время от времени гречка становится дефицитным продуктом. Это частично объясняется нестабильностью получаемых урожаев. Если в 2009 году на территории РФ было собрано 564 тыс. т гречихи, то в 2010 году урожай сократился до 372 тыс. т, а в 2011 году неожиданно вырос до 818,8 тыс. т. При этом спрос на гречку остается стабильно активным. Благодаря вмешательству правительства, разница между закупочной ценой у производителей и отпускной ценой в розничной торговле за последние 3 года снизилась до минимальной. Этот факт также стимулирует производителей на выращивание гречихи [39, 40].

Как культура гречиха имеет ряд преимуществ, интересных для фермерского хозяйства:

— ей не страшны бедные или неудобные почвы, поэтому под гречиху можно отводить поля, не пригодные для выращивания других культур;

— у гречихи короткий период вегетации, она сеется позже других зерновых культур, а собирается раньше, что делает ее выгодной для многопрофильного хозяйства;

— технология выращивания гречихи не предусматривает таких дополнительных работ, как подкормки и прополки, так как культура в удобрениях не нуждается, а с сорняками борется сама. Благодаря этому гречиху можно выращивать на истощенных и засоренных сорняками полях. Урожай от этого не уменьшится, а пахотный слой на таком поле значительно улучшится.

Таким образом, выращивание гречихи в многоотраслевом хозяйстве позволяет занять неудобные площади, использовать для ухода время, не занятое другими работами, и получать дополнительный доход за счет увеличения урожайности при помощи предпосевной обработки семян.

В связи с ростом населения страны возрастает и потребность обеспечения населения России качественными, экологически чистыми и безопасными продуктами питания, что является актуальной задачей.

Один из эффективных способов решения данной задачи — повышение качества посевного материала с помощью воздействия на семена физическими факторами. Для этого используются разнообразные способы предпосевной обработки семян — обогрев, воздействие электрических, магнитных и других полей. В нашей стране и за рубежом исследования в этой области проводились такими учеными, как М. Г. Евреинов, A.C. Гинзбург, Л. Г. Прищеп, И. Ф. Бородин, С. П. Лебедев, A.M. Басов, Ф. Я. Изаков, В. И. Тарушкин, A.M. Худоногов, Н. В. Цугленок, Г. И. Цугленок, и их научными школами. Результаты исследований дали положительный результат [91].

Наиболее эффективным в решении поставленной задачи является способ обработки семян в ЭМСВЧ. Он сочетает в себе электрическое и тепловое воздействие на семена.

Высокочастотный нагрев семян позволяет значительно сократить продолжительность технологического процесса предпосевной обработки и 5 дает лучшие показатели обеззараживания семян, чем термические, химические, механические и другие способы. Благодаря эффекту селективности высокочастотного нагрева, вредители, имеющие большую влажность, нагреваются сильнее, чем семена, и погибают на всех стадиях своего развития [84, 95].

Поэтому объектом исследования является электротехнология предпосевной обработки семян гречихи.

Предмет исследования: взаимодействие параметров СВЧ-поля и качественных показателей семян гречихи.

Научная новизна исследований заключается в том, что:

— разработан способ подготовки семян гречихи к посеву;

— разработаны математические модели электротехнологических режимов обработки семян гречихи в ЭМПСВЧ;

— разработана установка для реализации технологии предпосевной обработки семян гречихи в ЭМПСВЧ.

Общие выводы.

1. Проведенный анализ современных методов подготовки семян крупяных культур к посеву показывает, что среди множества существующих способов обеззараживания семян крупяных культур наиболее перспективным является использование СВЧ-поля.

2. Теоретические исследования позволили обосновать параметрьі и определить область экспериментальных исследований обработки сєімян гречихи в электромагнитном поле сверхвысокой частоты. Из анализа зависимостей выбрана область экспериментальных исследований:

— удельная мощность от 900 до 1800 Вт/дм3;

— экспозиция от 30 до 90 с.

3. Методика активного планирования эксперимента по плану Коно 2 позволила определить эффективные режимы: удельная мощность 900 Вт/дм, экспозиция 30−90 с. Увеличение полевой всхожести на 10% отмечено при экспозиции 30 с. Снижение зараженности на 78% - по грибам р. Botrytis і cinerea при экспозиции 90 сна 27% - по грибам р. Fusarium oxysporum, экспозиция — 30, 90 сна 100% - по бактериозу, экспозиция — 30−90 с. Снизилось количество мелких семян и количество семян с молочной степенью зрелости на 20,8 и 31% соответственно.

4. Разработанная технология обеззараживания и стимуляции семян I гречихи, основанная на использовании устройства для предпосеыной обработки (патент РФ на полезную модель № 54 284), позволяет реализовать рациональные режимы СВЧ-обработки семян гречихи (патент на изобретение № 2 300 865 «Способ подготовки семян к посеву») (удельная мощность 900 Вт/дм3 при экспозиции от 30 до 90 с) и обеспечивает увеличение урожайности гречихи до 7,7 ц/га (10%). ?

5. Внедрение предпосевной СВЧ-обработки семян гречихи при площади посева.

100 га позволяет получить дополнительный доход в размере 1050 тыс. руб/год. Чистый дисконтированный доход за три года составит 1040 тыс. руб/год.