Наше деловое партнерство www.banwar.org

Сільське господарство. 5.Растеніеводство, селекція і насінництво.

Сазикін В. Г., Кудряков А. Г.

Кубанський державний аграрний університет, Росія

ВПЛИВ електрофізичних ВПЛИВУ НА

СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКІ РОСЛИННІ ОБ'ЄКТИ

Одним з корінних відмінностей живих тіл від неживих є їх здатність пристосовуватися до постійно мінливих умов існування. Зміна умов існування здійснюється через певні реакції організмів на зміну зовнішнього середовища завдяки властивості дратівливості, яка є властивою живої матерії.

Подразливість рослини розглядається, як здатність організму аж до найдрібніших частин реагувати на вплив зовнішніх чинників. Характер цієї реакції різний не тільки в різних рослинних об'єктів, а й протягом органогенезу одного і того ж рослини.

З обміну речовин, що є істотною функцією організму і з властивою білку пластичності випливають всі інші властивості живого організму: самовідновлення і самовідтворення, подразливість і здатність до зростання і розмноження.

Білки, безпосередньо беручи участь в обміні речовин, у відповідь на вплив факторів зовнішнього середовища змінюють свою структуру і молекулярно-фізичні властивості. При цьому відбувається зміна накопиченої в процесі обміну енергії, її перетворення в інші форми (механічну, електричну та ін.).

Взаємодії рослин із середовищем і пристосування їх до умов безперервно змінюваного середовища здійснюється за допомогою дратівливості і виділення ауксинов.

При виділенні ауксинов у рослин головну роль грає не роздратування, а збудження, викликане внаслідок подразнення [10].

Існують різні методи як природні, так і штучні, за допомогою яких можна викликати роздратування рослин. Одним з таких методів є електричний струм.

У зв'язку з великою різноманітністю прийомів впливу електрики на рослини [1-3] назріла необхідність систематизації в цій частині електротехнології. До того ж безсистемне різноманітність використовуваних методів не сприяє виявленню механізму форм реакцій у рослин, який до цих пір багато в чому не вивчений.

Об'єднання впливів в родинні групи полегшує дослідження управління життєдіяльністю рослин і направляє пошук невикористаних можливостей електрики.

Наведена на малюнку класифікація охоплює основні [1-8] форми впливу електрики на рослини.

В основу класифікації впливу електрики на рослини покладено такі ознаки: спосіб впливу, час впливу в агротехнологічному циклі, рослинні органи, на які здійснюється вплив (в дужках показаний вид впливу), і характер відповідної реакції рослини.

Морфологічний і фізіологічний характер прояви реакцій на вплив залежить від дози і його можна розділити на три групи: стимуляцію, пригнічення функціональної активності і руйнування клітинної структури. В даний час встановлена ​​принципова можливість використання обробки рослинних об'єктів електричним струмом з метою стимулювання коренеутворення і приживлюваності щеплень винограду і плодових культур, збільшення врожайності зернових і овочевих культур. При стимуляції прискорюється проростання насіння, живців і бульб, активуються процеси життєдіяльності, підвищується врожайність, скорочуються терміни дозрівання і т. Д. [3, 6-8]. Така обробка відрізняється незначними енергетичними затратами; можливістю широкого варіювання режимами і точністю дозування інтенсивності впливу; малою експозицією,

необхідної для отримання потрібного ефекту, а отже, високою продуктивністю; екологічною чистотою. У всіх відомих способах обробки впливу електричного струму піддається жива рослинна тканина.

Пригнічення рослин і його ознаки протилежні стимуляції. Руйнування клітинної структури призводить до відмирання рослини або окремих його органів.

Розглянемо більш докладно кожен із способів впливу.

Прямий вплив електрики відбувається при безпосередній дії електричного струму і його полів цілком на рослину або на окремі його органи з метою стимуляції, пригнічення або руйнування клітинної структури.

У передпосівний фазу агротехнічного циклу широко використовуються електричні, магнітні та електромагнітні поля для стимуляції насіння і вегетативних органів (бульб, живців і т. Д.). При цьому схожість, ріст і подальший розвиток рослин тим сильніше, чим нижче якість оброблюваного матеріалу [2, 3, 6-8] .Обработка насіння в вищеназваних полях посилює дію ферментів, викликає інтенсивний обмін речовин в проростає насіння, прискорює ріст і розвиток рослин і підвищує їх продуктивність.

У період онтогенезу використовується подача негативного потенціалу на кінці пагонів для прискорення сокоруху під впливом електроосмосу, який застосовується і для зміни напрямку руху соків в предуборочное фазу, щоб прискорити опадання дозрілих плодів або листя дерев перед снігопадами. Електроосмос при позитивному потенціалі гілок затримує пробудження рослин ранньою весною.

У період онтогенезу можна керувати ходом розвитку рослин за допомогою електричних полів. Широко відомі випадки позитивного впливу електромагнітних полів ліній електропередачі на рослини. Для штучного стимулювання в сільськогосподарському виробництві використовуються спеціальні пристрої [2], за допомогою яких електричні поля діють на рослини як в захищеному, так і відкритому грунті. Поряд зі стимулюючою дією електричні поля при відповідних режимах можуть надавати і-гнітючий вплив, що також використовується для активного електро- фізіологічного управління життєдіяльністю рослин.

У предуборочное фазу зміною параметрів полів і електричного струму, які при онтогенезі приводили до стимуляції, домагаються гноблення, уповільнення сокоруху і т. Д. Для рівномірного і одночасного дозрівання плодів з тим, щоб підвищити ефективність механізованої збирання врожаю. Впливаючи електричними розрядами на стебла, наприклад, тютюну та соняшнику, здійснюють кільцювання невеликої ділянки, перериваючи сокодвижение. В результаті настає режим голодного обміну речовин і рівномірне дозрівання головок соняшнику або листя тютюну. Це також підвищує якість подальшої механізованого прибирання.

У післязбиральний період для інтенсифікації сушки рослин, наприклад, кормових і тютюну, здійснюють селективну електроіскрову обробку середніх і найбільш великих жилок листя, а також стебел. Впливаючи електричними розрядами, ведуть обмолот зернових культур і збільшують вихід соку з винограду [1, 2].

За допомогою полів ВЧ і СВЧ, дії постійного і змінного струму проводять інтенсивну сушку рослин, що дозволяє зберегти в них велика кількість поживних речовин і отримати в результаті рівномірного прогріву зеленої маси високоякісну продукцію.

При непрямому вплив рослина не відчуває безпосереднього дії зовнішніх електричних полів або струму. В цьому випадку за допомогою електрики активують воду або іонізують повітря. Їх використовують як складові мікроклімату при онтогенезі або зберіганні.

Полив і обприскування водою, обробленої в магнітному полі, дає стимулюючий ефект. Аналогічний ефект дає вода, взята з прикатодной області електролітичних апаратів, а вода з пріанодном області, навпаки, пригнічує.

Отримані в результаті високовольтного електричного розряду в повітрі позитивно і негативно заряджені аероіони, а також різні хімічно активні речовини, наприклад, озон, впливають на рослини як при онтогенезі, так і при їх зберіганні. Причому можливе отримання як стимулюючого, так і гнітючої дії цих факторів.

Пов'язане дію полягає в тому, що при використанні електрики в технологічних процесах обробки рослин або їх органів в подальшому виявляються відповідні реакції, характерні прямого впливу. Пов'язане вплив виникає в тих процесах, коли електроенергія сама є робочим органом, наприклад, при електросепараціі зерна, його електроіскровому обмолоті та ін. В цих випадках неможливо ізолювати вплив електричних явищ на фізіологію рослин.

При сепарації насіння в поле коронного розряду відмічено зростання інтенсивності поглинання ними води, інтенсивності дихання, підвищення активності каталази і пероксидази [2, 3]. Стимулюючий вплив спостерігається також і при сепарації пилку батьківського компонента на позитивно і негативно заряджені фракції микроспор [4]. Аналогічні факти помічені при використанні магнітного поля для очищення насіння культурних рослин від насіння бур'янів і металевих предметів. Управління висівом під дією електричного поля на насіння викликає прояв електрофізіологічних ефектів в подальшому процесі онтогенезу.

Пов'язаний характер проявляється і при дії електрики на компоненти біоценозу.

Ще І. В. Мічурін вказував на сприятливий вплив пропускається електричного струму через грунт - «електризації грунту» - на розвиток рослин. При цьому поліпшується не тільки інтенсивність фотосинтезу та інших факторів, а й при відповідних умовах стимулюється розвиток азотофиксирующих бактерій, що перетворюють атмосферний азот в поживні для рослини з'єднання. Однак при стимуляції (з подальшим знищенням) або пригніченні насіння бур'янів в грунті за допомогою СВЧ полів не тільки поліпшується розвиток культурних рослин, але може статися і їх пригнічення від неминучого придушення мікроорганізмів - редуцентов. Подібна картина спостерігається і при боротьбі з підземною частиною бур'янів методом електроплазмоліза. Таким чином, перевищення встановлених режимів призводить до пригнічення компонентів біоценозу, що, наприклад, використовується з метою знезараження грунту в спорудах закритого ґрунту.

Використання впливу електрики на рослини можливо на всіх стадіях життєдіяльності. Отже, можна з упевненістю говорити про електрокультуре рослин, тобто про агротехнологічному напрямку, що сприяє подальшій інтенсифікації сільського господарства.

Під час електричної обробки рослина внаслідок електричного роздратування, отримує збудження. Час життя збуджених молекул і радикалів дуже мало (мікросекунда), однак висока хімічна активність в них викликає суттєві вторинні процеси: рекомбінацію іонів і радикалів, розрядку порушених молекул, перерозподіл енергії уздовж молекулярних ланцюгів, хімічні реакції, що призводять до утворення перекисів в рослинному організмі і в навколишнього його середовищі, що складається з органічних і неорганічних сполук. Взаємодія активних радикалів з високомолекулярними комплектами рослини веде до деполімеризації і денатурізаціі білків, а іноді до появи в рослині токсичних для нього продуктів розпаду.

На всі ці зміни організм відповідає складної фізіологічною реакцією і в процесі вегетації, залежно від зовнішнього середовища, призводить до певних морфологічним і біохімічним явищам.

Таким чином, в оброблюваних рослинних об'єктах повинні відбуватися зміни, які можна буде розбити на три стадії.

Первинні - внаслідок електричного впливу відбувається роздратування - збудження клітин; електрична поляризація клітин, хімічний вплив, що супроводжує електричне вплив (озон, оксид азоту).

Вторинні - первинні акти впливу викликають активізацію фізіологічних процесів, зміна ферментів і специфічні зміни в протіканні фізико-хімічних реакцій в рослинних об'єктах, в наслідок чого відбувається або стимуляція, або пригнічення життєвих процесів.

Ми вже звикли до вирощування рослин в умовах штучного мікроклімату: на захищеному грунті, без грунту - гідропоніці і аеропоніці, в умовах світлокультури - із застосуванням штучного освітлення, але позитивний досвід використання електрики в фізіології рослин ще не отримав належного широкого поширення в практиці. Дія електрики носить спрямований і керований характер, електрику сильно впливає на життєдіяльність рослин, допомагаючи використовувати не тільки приховані резерви живого організму, але і підвищити ефективність агро- і технологічних прийомів обробітку, зберігання і обробки рослин. Тому на основі запропонованої класифікації впливу можливо перейти до комплексного дослідження і впровадження прогресивної технології електрокультури рослин [9].

література:

1. Бородін І. Ф. Розвиток злектротехнологіі в сільськогосподарському виробництві // Мех. і електро. сіл. госп-ва, 1983, № 6.

2. Художників Е. Н. Електротехнологія в сільськогосподарському виробництві. М .: ВНІІТЕІСХ, 1978.

3. Пилюгіна В. В. Регуш А. В. Електромагнітна стимуляція в рослинництві. М .: ВНІІТЕІСХ, 1980.

4. Духовний А. І. Електрика в житті квітки. - Кишинів: Штиинца, 1980.

5. Сазикін В. Г. Класифікація впливів електрики на рослини / В. Г. Сазикін // В кн .: Електропривод і джерела автономного живлення для механізації трудомістких процесів в рослинництві. Праці Кубанського СХИ. - Краснодар, 1985, вип. 249. - С. 60-65.

6. Перекотій Г. П. Стимулююча дія електричного струму на корнеобразование посадкового матеріалу винограду / Г. П. Перекотій , А. Г. Кудряков , А. В. Вінніков // Електрифікація сільськогосподарського виробництва. - (Тр. / Куб. ГАУ; Вип. 346 (374). -Краснодар, 1995. -с.153 -158.

7. Кудряков А. Г. Застосування електричного струму для збільшення корнеобразования виноградних живців / А. Г. Кудряков , Г. П. Перекотій , П. П. Радчевскій / Удосконалення сортименту, виробництво посадкового матеріалу винограду / Зб. тр. Кубанського аграрного ун-ту. Краснодар, 2002. с. 137-141.

8. Кудряков А. Г. Підвищення спроможності корнеобразования виноградних живців з допомогою електричного струму / А. Г. До удряков, Г. П. Перекотій, П. П. Радчевскій, А. С. Ликов, С. Ю. Безлер // Механізація і електрифікація сільського господарства . 2007. № 8 . с. 16a-17.

9. Nelson RA Electro-Culture (The Electrical Tickle). Режімдоступа: http://thebirdman.org/Index/Others/Others-Doc-Environment&Ecology/+ Doc-Environment & Ecology- FoodMatters / StimulatingPlantGrowthWithElectricity & Magnetism & Sound.htm. Загл. секрана.

10. Гунар І. І. Проблема дратує рослин і подальший розвиток фізіології рослин. Відомому. Тимирязевской с. х. академії, вип. 2, 1953.