RU2192728C1 - Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants - Google Patents
Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192728C1 RU2192728C1 RU2001115010A RU2001115010A RU2192728C1 RU 2192728 C1 RU2192728 C1 RU 2192728C1 RU 2001115010 A RU2001115010 A RU 2001115010A RU 2001115010 A RU2001115010 A RU 2001115010A RU 2192728 C1 RU2192728 C1 RU 2192728C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- optical
- holder
- crops
- acoustic resonator
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 69
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000008511 vegetative development Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 13
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 5
- 230000035784 germination Effects 0.000 abstract description 5
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 32
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 6
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 2
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000005288 electromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 2
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 description 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 1
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 description 1
- 244000045959 Lupinus luteus Species 0.000 description 1
- 235000010648 Lupinus luteus Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008406 SarachaNachtschatten Nutrition 0.000 description 1
- 235000004790 Solanum aculeatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 235000008424 Solanum demissum Nutrition 0.000 description 1
- 235000018253 Solanum ferox Nutrition 0.000 description 1
- 235000000208 Solanum incanum Nutrition 0.000 description 1
- 240000002915 Solanum macrocarpon Species 0.000 description 1
- 235000013131 Solanum macrocarpon Nutrition 0.000 description 1
- 235000009869 Solanum phureja Nutrition 0.000 description 1
- 235000000341 Solanum ptychanthum Nutrition 0.000 description 1
- 235000017622 Solanum xanthocarpum Nutrition 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004098 cellular respiration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000012297 crystallization seed Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000021251 pulses Nutrition 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для обработки любых сельскохозяйственных культур, таких как зерновые, пасленовые, масличные, бобовые, бахчевые, корнеплоды и грибы, как на стадии предпосевной обработки, так и на стадии вегетативного развития в фазах роста, цветения и до момента плодоношения для активизации процессов прорастания семенного материала и усиления процессов жизнедеятельности растений. The invention relates to agriculture and can be used for processing any crops, such as cereals, nightshade, oilseeds, legumes, melons, root crops and mushrooms, both at the pre-sowing stage and at the stage of vegetative development in the phases of growth, flowering and before fruiting time to activate the processes of germination of seed material and enhance the processes of plant life.
Для активизации процессов жизнедеятельности каждой сельскохозяйственной культуры с учетом ее исходного состояния важно бывает подобрать тот вид электромагнитного воздействия, его частоту, вид спектра, интенсивность, которые наиболее оптимально подходили бы для него. To activate the vital processes of each crop, taking into account its initial state, it is important to choose the type of electromagnetic effect, its frequency, type of spectrum, intensity, which would be most optimal for it.
На замену способов обработки сельскохозяйственных (с/х) культур, по которым каждую культуру обрабатывали одним наиболее подходящим (подобранным) для нее видом излучения с жестко заданными параметрами воздействия (длина волны, частота импульсов, их амплитуда, время и периодичность воздействия), пришли способы комплексного (смешанного) воздействия, построенного по принципу суперпозиции. To replace the methods of processing agricultural (agricultural) crops, according to which each crop was treated with one of the most suitable (selected) types of radiation with hard-set exposure parameters (wavelength, pulse frequency, amplitude, time and frequency of exposure), methods came complex (mixed) effects, built on the principle of superposition.
Так, известен способ предпосевной обработки семян (Патент РФ 2090031, МПК 6 А 01 С 1/00, 25.07.95 г.), по которому предусматривается одновременное воздействие на семена излучением в инфракрасной и красной областях спектра с определенным их соотношением, объемной плотности излучения и временем воздействия. Причем потоки излучений формируют посредством светодиодов или диодных лазеров. So, there is a known method of pre-sowing seed treatment (RF Patent 2090031, IPC 6 A 01 C 1/00, 07/25/95), which provides for the simultaneous exposure of seeds to radiation in the infrared and red spectral regions with a certain ratio, volumetric radiation density and exposure time. Moreover, the radiation flux is formed by means of LEDs or diode lasers.
Однако этот способ, так же как и его предшественники, применим только для ограниченного вида с/х культур. В данном способе клетки облучаемых объектов, являющиеся своеобразными резонаторами, под действием облучения с заданной длиной волны и направления излучения, входят в резонанс с волнами, длина волны которых соизмерима или кратна размерам клетки. При этом в клетках формируются "стоячие волны", блокирующие межклеточные процессы метаболизма. However, this method, as well as its predecessors, is applicable only for a limited type of agricultural crops. In this method, the cells of irradiated objects, which are original resonators, under the action of irradiation with a given wavelength and direction of radiation, enter into resonance with waves whose wavelength is comparable to or a multiple of the size of the cell. At the same time, “standing waves” are formed in the cells, blocking the intercellular metabolic processes.
Наиболее широкое применение в настоящее время, исходя из повышенной эффективности внешнего воздействия на с/х культуры, нашли способы комплексного воздействия, отошедшие от принципа суперпозиции, по которым один вид воздействия модулируется другим. Currently, based on the increased effectiveness of external influence on agricultural crops, the most widespread application has been found to be methods of complex influence, departing from the principle of superposition, according to which one type of influence is modulated by another.
Так, известен способ коррекции функционального состояния биологического объекта как растительного, так и животного происхождения (Патент РФ 2107425, МПК 6 A 01 G 7/04, А 01 С 1/00, A 61 N 1/00, 2/00, 5/00, C 12 N 13/00, 10.02.97 г.), по которому по крайней мере один из параметров по крайней мере одного из видов электрического, и/или магнитного, и/или электромагнитного воздействия на биологический объект модулируют музыкальным фрагментом. В данном способе модуляция может быть частотной, амплитудной, фазовой и широтно-импульсной. So, there is a method of correcting the functional state of a biological object of both plant and animal origin (RF Patent 2107425, IPC 6 A 01 G 7/04, A 01 C 1/00, A 61 N 1/00, 2/00, 5 / 00, C 12
К недостаткам данного способа можно отнести отсутствие устойчивого положительного эффекта в виде усиления процессов жизнедеятельности растений, как биологических объектов на всем этапе вегетативного развития и, как следствие, несущественный рост их урожайности. Это обусловлено тем, что производимые воздействия не давали растениям вариантности выбора подходящего именно в каждый момент процесса жизни того волнового воздействия, которое наилучшим образом поддержит и усилит процессы метаболизма. The disadvantages of this method include the lack of a stable positive effect in the form of enhancing the vital processes of plants as biological objects at the entire stage of vegetative development and, as a result, an insignificant increase in their productivity. This is due to the fact that the effects produced did not give the plants the option of choosing the wave action that is most suitable at every moment of the life process, which will best support and enhance the metabolic processes.
Известен способ воздействия на биологические объекты, который взят в качестве прототипа для заявляемого способа (Патент РФ 2116089, МПК 6 A 61 N 5/06, A 01 C 1/00, A 01 G 7/04, А 61 Н 39/06, 19.11.96. г.). По данному способу воздействие осуществляют путем облучения биологических объектов модулированным оптическим излучением. При этом модуляцию осуществляют нерегулярными аналоговыми колебаниями, спектральные составляющие которых находятся в диапазоне частот 10-4-106 Гц. В качестве нерегулярных аналоговых колебаний могут быть использованы колебания напряжений или токов переходных процессов или усиленные случайные процессы в электрических цепях, например фликкер-шум.A known method of exposure to biological objects, which is taken as a prototype for the proposed method (RF Patent 2116089, IPC 6 A 61
Данному способу присущи все недостатки вышеописанного способа. Кроме того, поверхностная мощность излучения, выбираемая из диапазона 10-2÷2•103 Вт/м2, для растений велика. Данное излучение вызывает в клетках растений существенный стресс, который выдерживают только достаточно сильные растения.This method has all the disadvantages of the above method. In addition, the surface radiation power, selected from the range of 10 -2 ÷ 2 • 10 3 W / m 2 , for plants is large. This radiation causes significant stress in plant cells, which only sufficiently strong plants can withstand.
Известен стимулятор прорастания семян, содержащий бункер с системой загрузки и выгрузки семян и блок лазеров. Для создания объемного оптического излучения в пространстве к блокам лазеров посредством коммутаторов подключена система волноводов и разветвителей, заканчивающихся стержнями из оптического стекла для расположения их внутри вороха семян. При этом блоки лазеров имеют длину волны 670 и 730 нм (Патент РФ 2132119, МПК 6 А 01 С 1/00, 16.04.96 г.). A known seed germination stimulator comprising a hopper with a seed loading and unloading system and a laser unit. To create volumetric optical radiation in space, a system of waveguides and splitters ending in optical glass rods for their location inside a heap of seeds is connected to the laser blocks through the switches. In this case, the laser units have a wavelength of 670 and 730 nm (RF Patent 2132119, IPC 6 A 01 C 1/00, 04/16/96).
К недостаткам данного устройства можно отнести то, что оно стационарно, сложно конструктивно и имеет большие габариты, потребляет большое количество электроэнергии. Обработка семена осуществляется только в проходном режиме внутри устройства. Данное устройство используется только для обработки большого количества (вороха) семян и недоступно для обработки вегетирующих растений в полевых условиях и там, где отсутствует мощный источник электропитания. The disadvantages of this device include the fact that it is stationary, complex in design and has large dimensions, consumes a large amount of electricity. Processing of seeds is carried out only in the through mode inside the device. This device is used only for processing a large number (heap) of seeds and is not available for processing vegetative plants in the field and where there is no powerful power source.
Известно устройство предпосевной обработки семян, которое является прототипом заявляемого устройства (Патент РФ 2051551, МПК 6 А 01 С 1/00, 14.04.92 г. ). Оно содержит цилиндрический корпус, первая часть которого выполнена из диамагнитного материала, а вторая из металла, обмотку, установленную на первой части корпуса и соединенную с источником переменного тока, источник ультрафиолетового излучения, закрепленный внутри второй части корпуса по его оси посредством держателей. Для обеспечения равномерности облучения семян внутреннюю поверхность корпуса выполняют полированной для отражения электромагнитного излучения. Хотя данное устройство и имеет меньшие габариты, чем у аналога, однако оно имеет те же недостатки, что и вышеописанное устройство. A device for presowing treatment of seeds is known, which is a prototype of the claimed device (RF Patent 2051551, IPC 6 A 01 C 1/00, 04/14/92). It contains a cylindrical body, the first part of which is made of diamagnetic material, and the second of metal, a winding installed on the first part of the body and connected to an AC source, an ultraviolet radiation source fixed inside the second part of the body along its axis by means of holders. To ensure uniform irradiation of seeds, the inner surface of the body is polished to reflect electromagnetic radiation. Although this device has smaller dimensions than the analogue, however, it has the same disadvantages as the above device.
Предлагаемые способ предпосевной обработки сельскохозяйственных культур и вегетирующих растений и устройство для его реализации решают задачу расширения области их применения, уменьшения сроков вегетативного развития растений, а также повышения эффективности воздействия на с/х культуры за счет более избирательного действия на конкретную сельскохозяйственную культуру при возможности регулирования частотных, амплитудных и фазовых характеристик объемного пространственного оптико-акустического излучения как на стадии предпосевной обработки, так и в полевых условиях на любой стадии вегетации растений. Кроме того, заявляемое устройство решает задачу существенного упрощения конструкции, уменьшения ее габаритов и потребляемой энергии, а также компактности и удобства эксплуатации устройства в полевых условиях. The proposed method for pre-sowing processing of crops and vegetative plants and a device for its implementation solve the problem of expanding their field of application, reducing the time of vegetative development of plants, as well as increasing the efficiency of impact on agricultural crops due to more selective action on a specific agricultural crop with the possibility of frequency regulation , amplitude and phase characteristics of the spatial spatial optical-acoustic radiation as at the pre-sowing stage processing, and in the field at any stage of plant vegetation. In addition, the inventive device solves the problem of a significant simplification of the design, reducing its size and energy consumption, as well as compactness and ease of use of the device in the field.
Поставленная задача решается тем, что в способе предпосевной обработки сельскохозяйственных культур и вегетирующих растений, включающем их облучение модулированным оптическим излучением, облучение сельскохозяйственных культур осуществляют объемным оптико-акустическим излучением малой мощности, спектральные составляющие которого находятся в диапазоне 3•104÷3•1015 Гц. Причем оптико-акустическое излучение генерируют путем пространственной амплитудно-частотно-фазовой автомодуляции исходного оптического излучения. Оптико-акустическое излучение формируют с малой поверхностной мощностью, лежащей в диапазоне 1•10-3÷5•10-3 Вт/м2.The problem is solved in that in the method of pre-sowing treatment of crops and vegetative plants, including irradiation with modulated optical radiation, irradiation of crops is carried out by volume optical-acoustic radiation of low power, the spectral components of which are in the range 3 • 10 4 ÷ 3 • 10 15 Hz Moreover, the optical-acoustic radiation is generated by spatial amplitude-frequency-phase self-modulation of the original optical radiation. Opto-acoustic radiation is generated with a low surface power lying in the range 1 • 10 -3 ÷ 5 • 10 -3 W / m 2 .
Длину волны исходного оптического излучения выбирают из диапазона длин волн 400÷980 нм, лежащих в области видимого, и/или красного, и/или инфракрасного спектров. The wavelength of the initial optical radiation is selected from the wavelength range of 400 ÷ 980 nm, lying in the visible, and / or red, and / or infrared spectra.
Облучению могут подвергаться непосредственно сами семена и/или вода для приготовления раствора для замачивания семян или полива растений и/или почва, в которую высажены или будут высажены растения. The seeds and / or water itself can be irradiated directly to prepare a solution for soaking the seeds or watering the plants and / or the soil into which the plants are planted or will be planted.
При этом обработка семян сельскохозяйственных культур или вегетирующих растений оптико-акустическим излучением может осуществляться однократно в течение 5÷20 мин или многократно на разных фазах вегетативного развития растений: в фазе роста, и/или цветения, и/или плодоношения. In this case, the processing of seeds of crops or vegetative plants by optical-acoustic radiation can be carried out once for 5 ÷ 20 min or repeatedly at different phases of the vegetative development of plants: in the phase of growth, and / or flowering, and / or fruiting.
Для реализации данного способа предлагается устройство. Устройство содержит цилиндрический корпус, источник электромагнитного излучения, подключенный к источнику электропитания, и державку источника электромагнитного излучения, установленную по продольной оси корпуса. Новым в устройстве является то, что оно снабжено механическим акустическим резонатором, закрепленным на корпусе внутри него. Источник электромагнитного излучения выполнен в виде по крайней мере двух источников оптического излучения, установленных в державке, размещенной, в свою очередь, внутри механического акустического резонатора по его продольной оси. To implement this method, a device is provided. The device comprises a cylindrical housing, an electromagnetic radiation source connected to a power source, and a holder of an electromagnetic radiation source mounted along the longitudinal axis of the housing. New in the device is that it is equipped with a mechanical acoustic resonator mounted on the housing inside it. The electromagnetic radiation source is made in the form of at least two optical radiation sources mounted in a holder placed, in turn, inside the mechanical acoustic resonator along its longitudinal axis.
Как вариант, не исчерпывающий другие возможные варианты реализации заявленного способа, предлагается конкретная конструкция устройства, содержащего цилиндрический корпус, выполненный с ручкой и рабочей частью. Внутри корпуса рабочей части жестко закреплен поперечный дисковый кронштейн, в центре которого консольно закреплена с возможностью перемещения по оси рабочей части корпуса державка источников оптического излучения, равномерно размещенных в державке на равном расстоянии от оси рабочей части корпуса. В качестве источников оптического излучения используют светодиоды и/или диодные лазеры, подключенные к источнику электропитания постоянного тока. А механический акустический резонатор выполнен в виде по крайней мере двух металлических трубок, консольно закрепленных в дисковом кронштейне и концентрично охватывающих державку с оптическими излучателями. Причем трубки с большим диаметром имеют большую длину и не выступают из рабочей части корпуса. As an option, not exhaustive of other possible implementations of the claimed method, a specific design of a device comprising a cylindrical body made with a handle and a working part is proposed. Inside the body of the working part, a transverse disk bracket is rigidly fixed, in the center of which a cradle of optical radiation sources, evenly spaced in the holder at an equal distance from the axis of the working part of the case, is cantileverly fixed to move along the axis of the working part of the body. As sources of optical radiation using LEDs and / or diode lasers connected to a DC power source. A mechanical acoustic resonator is made in the form of at least two metal tubes cantilevered in a disk bracket and concentrically covering a holder with optical emitters. Moreover, tubes with a large diameter have a large length and do not protrude from the working part of the housing.
С целью регулирования амплитудно-частотно-фазовых характеристик устройства преимущественно светодиоды и/или диодные лазеры размещать в державке с возможностью изменения их взаимного положения в направлении продольной оси рабочей части корпуса. При этом светодиоды или диодные лазеры должны иметь различные частотные характеристики оптического излучения. Для усиления возможности регулировки трубки акустического резонатора закреплены в дисковом кронштейне с возможностью изменения положения в направлении продольной оси рабочей части корпуса их свободного торца относительно места крепления. In order to control the amplitude-frequency-phase characteristics of the device, it is preferable to place the LEDs and / or diode lasers in the holder with the possibility of changing their relative position in the direction of the longitudinal axis of the working part of the housing. In this case, LEDs or diode lasers must have different frequency characteristics of optical radiation. To enhance the ability to adjust the acoustic resonator tubes are fixed in the disk bracket with the possibility of changing position in the direction of the longitudinal axis of the working part of the housing of their free end relative to the mounting location.
Для усиления поверхностной мощности формируемого оптико-акустического излучения, с целью увеличения дальности эффективного воздействия, трубки акустического резонатора могут быть выполнены в виде рупоров. To enhance the surface power of the generated optical-acoustic radiation, in order to increase the effective range, the acoustic tube can be made in the form of horns.
Для усиления эффекта амплитудной, частотной и фазовой автомодуляции оптического излучения отраженным излучением внутренние поверхности трубок механического акустического резонатора выполнены полированными. To enhance the effect of amplitude, frequency and phase self-modulation of optical radiation by reflected radiation, the inner surfaces of the tubes of the mechanical acoustic resonator are polished.
На фиг.1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 - вид "А" на фиг.1; на фиг.3, 4, 5 - возможные варианты применения устройства. Figure 1 presents a longitudinal section of a device; figure 2 is a view of "A" in figure 1; figure 3, 4, 5 - possible applications of the device.
Устройство содержит цилиндрический корпус, имеющий ручку 1 и рабочую часть 2, в которой жестко закреплен поперечный дисковый кронштейн 3, выполненный из диамагнитного материала. В центре кронштейна 3 соосно рабочей части корпуса 2 закреплена державка 4 источников оптического излучения 5. Державка 4 установлена на дисковом кронштейне 3 с возможностью перемещения по оси 6, например, с помощью полого винта 7 для изменения фокуса исходного оптического излучения в механическом акустическом резонаторе. Количество оптических излучателей 5 должно быть по крайней мере два. В качестве оптических излучателей могут использоваться светодиоды и/или лазерные диоды 5. Источники оптического излучения (светодиоды или лазерные диоды) размещены в державке 4 с возможностью изменения их взаимного положения в направлении продольной оси рабочей части корпуса. Источники оптического излучения должны иметь разброс частотных характеристик оптического излучения. Подбор частоты рассогласования в сборке упрощается путем использования однотипных источников оптического излучения из разных партий одного изготовителя или различных изготовителей. Внутри рабочей части корпуса 2 в дисковом кронштейне 3 концентрично державке 4 консольно закреплены металлические трубки 8 механического акустического резонатора 9, причем трубки 8 с большим диаметром имеют большую длину. Длина трубок 8 от места крепления в дисковом кронштейне 3 может изменяться, при этом свободные торцы трубок не должны выступать из рабочей части корпуса 2. Акустические трубки 8 могут быть выполнены в виде рупоров (не показано). Внутренняя поверхность 10 трубок 8 может быть выполнена полированной для многократного отражения электромагнитных волн в процессе автомодуляции оптического излучения. The device comprises a cylindrical body having a handle 1 and a working
Источники оптического излучения 5 подключают последовательно или параллельно или последовательно-параллельно к источнику постоянного тока 11, размещенного в ручке устройства 1. В качестве источника постоянного тока может быть использован стандартный источник постоянного тока 11 с выходным напряжением 9 В, например батарейка "Крона". Устройство имеет выключатель (не показан) и может быть снабжено индикатором напряжения 12.
Генерация непрерывного объемного оптико-акустического излучения происходит следующим образом. The generation of continuous volumetric optical-acoustic radiation occurs as follows.
Несколько подключенных к источнику постоянного тока светодиодов или лазерных диодов 5 (источников оптического излучения с длиной волны излучения, выбираемой из диапазона длин волн 400÷980 нм), имеющих некоторый разброс частотных характеристик, создают оптическое биение в диапазоне как звуковых, так и ультразвуковых колебаний. Одновременно с этим модулированное оптическое излучение, резонируя в механическом акустическом резонаторе 9, образует в пространстве сложное объемное волновое излучение, содержащее гармоники колебаний оптического и звуковых диапазонов. Данное излучение направлено в открытую сторону механического акустического резонатора. Several LEDs or
Таким образом, в результате биения оптического излучения внутри механического акустического резонатора 9 происходит амплитудно-частотно-фазовая автомодуляция сложного оптико-акустического (фотоакустического) излучения, спектральные составляющие которого могут находиться в диапазоне 3•104÷3•1015 Гц.Thus, as a result of the beating of optical radiation inside the mechanical acoustic resonator 9, amplitude-frequency-phase self-modulation of complex optical-acoustic (photoacoustic) radiation occurs, the spectral components of which can be in the range of 3 • 10 4 ÷ 3 • 10 15 Hz.
Угол конуса направленного объемного луча с оптико-акустическим излучением из устройства составляет 15÷30o, его эффективная дальность действия может достигать 3 м.The cone angle of the directional volumetric beam with optical-acoustic radiation from the device is 15 ÷ 30 o , its effective range can reach 3 m
Исходя из вида обрабатываемой культуры, ее состояния и условия развития производят настройку следующих параметров устройства: выбор вида оптического излучателя 5, количество излучателей 5, их взаимное расположение в пространстве, выбор частотных характеристик акустического резонатора, а именно количество, форму, геометрию металлических трубок 8 резонатора, их взаимное расположение. В качестве узла мягкой подстройки используется державка 4, перемещением вдоль оси 6 которой подбирают необходимый фокус исходного оптического излучения. Устройство позволяет получить широкий спектр частот выходного сигнала при достаточно случайном распределении в пространстве фазы и изменении частоты оптико-акустического излучения. Подбор тех или иных технических характеристик устройства должен осуществляться с учетом "реакции" семян или самого растения на излучение. Конкретные параметрические значения устройства являются "ноу-хау" разработчиков. Based on the type of culture being processed, its state and development conditions, the following device parameters are set up: choosing the type of
Положительное влияние оптико-акустического излучения малой мощности на растения можно объяснить следующим образом. The positive effect of optical-acoustic radiation of low power on plants can be explained as follows.
Клетки с/х культур, наполненные жидкостью (цитоплазмой), как резонирующий объект, воспринимают объемное оптико-акустическое излучение с постоянно изменяющейся частотой, амплитудой и направлением воздействия. В результате это приводит к частичному перераспределению ионов в клетке и к смещению цитоплазмы. Безусловно, клетки в этом случае первоначально испытывают некоторый "стресс". Внутри клеток повышается движение частиц, повышается ее температура, и как следствие, повышаются межклеточные обменные процессы. Весь метаболизм ускоряется. Клетка более интенсивно дышит. Данный вид излучения не приводит к привыканию. При этом важно, чтобы облучение имело малую поверхностную мощность, соизмеримую с энергетикой клетки, равную 1•10-35•10-3 Вт/м2 и действовало по принципу "не навреди", осуществляя лишь "пробуждение" клетки и "тренировку" ее дыхания. Обработки с/х культур в течение 5÷20 мин вполне достаточно для активизации и пролангирования процессов метаболизма. Увеличение интенсивности обменных процессов между клетками и увеличение клеточного дыхания приводит к увеличению в них фотосинтеза и синтеза сахаров. Как следствие, это ведет к более ранней всхожести, увеличению площади листа и увеличению урожая. Обработанные растения достаточно сильно обгоняют контрольную группу.Agricultural cells filled with liquid (cytoplasm), as a resonating object, perceive volumetric optical-acoustic radiation with a constantly changing frequency, amplitude and direction of action. As a result, this leads to a partial redistribution of ions in the cell and to a displacement of the cytoplasm. Of course, the cells in this case initially experience some "stress". Inside the cells, the movement of particles increases, its temperature rises, and as a result, intercellular metabolic processes increase. All metabolism is accelerated. The cell breathes more intensively. This type of radiation is not addictive. It is important that the irradiation has a small surface power, commensurate with the energy of the cell, equal to 1 • 10 -3 5 • 10 -3 W / m 2 and act on the principle of "do no harm", carrying out only the "awakening" of the cell and "training" her breathing. Processing agricultural crops for 5–20 min is quite enough to activate and prolong the metabolic processes. An increase in the intensity of metabolic processes between cells and an increase in cellular respiration leads to an increase in their photosynthesis and synthesis of sugars. As a result, this leads to earlier germination, an increase in leaf area and an increase in yield. Treated plants overtake the control group quite strongly.
Применение устройства может быть осуществлено в следующих режимах:
- обработка семян в статическом режиме, например, путем размещения устройства в бурте с зерном 13;
- в проходном режиме, например, с использованием транспортеров 14 устройство располагают над транспортером;
- при использовании устройства на стадиях вегетативного развития растений его используют как обычный фонарик, направляя конус луча оптико-акустического излучение на растения 15.The use of the device can be carried out in the following modes:
- seed treatment in static mode, for example, by placing the device in a pile with
- in the through mode, for example, using
- when using the device at the stages of vegetative development of plants, it is used as a regular flashlight, directing the cone of the beam of optical-acoustic radiation to
Так, были изготовлены и апробированы устройства "Биорезонатор "АСД 401" различных модификаций, имеющие следующие габариты:
- диаметр рабочей части корпуса 4÷20 см;
- общая длина корпуса 30÷40 см;
- вес устройства 250÷400 г
В них в качестве источников оптического излучения использовались три инфракрасных светодиода марки АЛ 107, имеющие длину волны излучения в диапазоне 930÷970 нм.So, the devices “Bioresonator ASD 401” of various modifications were manufactured and tested, having the following dimensions:
- diameter of the working part of the
- total body length 30 ÷ 40 cm;
- device weight 250 ÷ 400 g
In them, three infrared LEDs of the AL 107 brand, having a radiation wavelength in the range of 930–970 nm, were used as optical radiation sources.
Использование заявленного универсального способа обработки с/х культур на с/х предприятиях показали получение устойчивого результата воздействия на них в виде усиления процессов жизнедеятельности, уменьшения сроков вегетативного развития и увеличения урожайности всех видов с/х культур, в том числе и грибов. Using the claimed universal method of processing agricultural crops at agricultural enterprises showed a stable result of exposure to them in the form of enhancing vital processes, reducing the time of vegetative development and increasing the yield of all types of agricultural crops, including mushrooms.
Для исследования влияния оптико-акустического излучения малой мощности данных устройств на продуктивность и структуру урожая с/х культуры были проведены полевые опыты на опытном поле кафедры растениеводства Белорусской сельскохозяйственной академии "Тушково". To study the influence of low-power optical-acoustic radiation from these devices on the productivity and crop structure of agricultural crops, field experiments were conducted on the experimental field of the Department of Plant Production of the Belarusian Agricultural Academy "Tushkovo".
Характеристика почвы: дерново-подзолистая, среднеуглинистая. Агрохимические показатели: рН солевой вытяжки 5,8÷6,2; содержание гумуса 1,6÷1,8%; подвижного фосфора 12÷15 мг и обменного калия 15÷17 мг на 100 г почвы. Soil characteristics: sod-podzolic, medium-clay. Agrochemical indicators: pH of salt extract 5.8 ÷ 6.2; humus content 1.6 ÷ 1.8%; mobile phosphorus 12 ÷ 15 mg and
Режим обработки: 5 мин, 10 мин, 15 мин - обработка семян, обработка растений в начале вегетации. Processing mode: 5 min, 10 min, 15 min - seed treatment, plant treatment at the beginning of the growing season.
Обработка почвы: общепринятая, азотные удобрения в рекомендованных дозах вносили под предпосевную культивацию, суперфосфат и хлористый калий - в основную заправку перед вспашкой. Tillage: conventional, nitrogen fertilizers in recommended doses were applied for pre-sowing cultivation, superphosphate and potassium chloride - in the main dressing before plowing.
Методика определения результатов: густоту стояния растений определяли в период полных всходов и перед уборкой. Учет густоты проводился методом постоянных площадок по 0,25 м2. По полученным данным проводили расчет всхожести и общей выживаемости растений.Methods for determining the results: the density of plants was determined during the period of full germination and before harvesting. The density was calculated using the constant area method of 0.25 m 2 . According to the data obtained, the germination and overall survival of plants were calculated.
Перед уборкой проводился анализ структуры урожая: число растений, сохранившихся к уборке; число зерен, приходящееся на одно растение; определяли массу зерна с одного среднего растения и массу 1000 зерен. Before harvesting, the crop structure was analyzed: the number of plants preserved for harvesting; the number of grains per plant; determined the mass of grain from one medium plant and the mass of 1000 grains.
Пример 1. Example 1
Культура гречиха "Смоленская", которая в Белоруссии является традиционно низкоурожайной. Теплолюбива, высевается поздно. В опыте выдержаны оптимальные сроки посева. Учетная площадь делянки 17,5 м2. Производилась обработка семян и вегетирующих растений в начале ветвления. Повторность опытов 16-ти кратная. В других хозяйствах Белоруссии завязываемость цветков была низкой, урожайность оказалась повсеместно низкой. Многие хозяйства вообще не получили никакого урожая. Результаты опытов на продуктивность гречихи приведены в табл. 1.Buckwheat culture "Smolenskaya", which in Belarus is traditionally low-yielding. Heat-loving, sown late. In the experiment, the optimum sowing dates are maintained. The accounting area of the plot is 17.5 m 2 . Seeds and vegetative plants were treated at the beginning of branching. The repetition of the experiments is 16 times. In other Belorussian farms, flower setting was low, and crop yields were universally low. Many farms did not receive any crops at all. The results of experiments on the productivity of buckwheat are given in table. 1.
Пример 2. Example 2
Культура ячмень "Зазерский". Данная культура в Белоруссии одна из наиболее урожайных. Скороспелая культура с относительно коротким вегетационным периодом. В опыте сроки посева несколько запоздалые. Учетная площадь делянки 10,0 м2. Производилась обработка семян и вегетирующих растений в начале кущения. Обработанные семена не были посеяны сразу и пролежали несколько дней до посева. Повторность опытов 6-ти кратная. Результаты опытов на продуктивность ячменя приведены в табл. 2.Culture barley "Zazersky". This culture in Belarus is one of the most productive. Early ripening culture with a relatively short growing season. In the experiment, the sowing dates are somewhat belated. The accounting area of the plot is 10.0 m 2 . Seeds and vegetative plants were treated at the beginning of tillering. The treated seeds were not sown immediately and lay several days before sowing. The repetition of the experiments is 6 times. The results of experiments on the productivity of barley are given in table. 2.
Пример 3. Example 3
Культура люпин желтый кормовой "БСХА-382". Метеорологические условия благоприятные, достаточное увлажнение почвы, отсутствие почвенной корки. В опыте обработка семян проведена за один день до посева, посев рядовым способом с нормой 1,2 млн/га. Производилась обработка семян и вегетирующих растений желтого кормового люпина в начале фазы розетки листьев. Опытные делянки по 10 м2 в четырехкратной повторности с систематическим расположением вариантов. Полное появление всходов на 12-й день после посева. Уборка осуществлялась прямым комбайнированием финским комбайном "Sampa 130". Результаты опытов приведены в табл. 3.Culture yellow lupine fodder "BSHA-382". Meteorological conditions are favorable, sufficient soil moisture, lack of soil crust. In the experiment, seed treatment was carried out one day before sowing, sowing in an ordinary way with a norm of 1.2 million / ha. The seeds and vegetative plants of yellow fodder lupine were treated at the beginning of the leaf rosette phase. Experimental plots of 10 m 2 in four repetitions with a systematic arrangement of options. Full emergence of seedlings on the 12th day after sowing. Harvesting was carried out by direct combining with the Finnish combine "Sampa 130". The results of the experiments are given in table. 3.
При существенно меньших энергозатратах, компактности (малых габаритах), упрощенной технологии обработки как семян, так и вегетирующих растений с повышенной эффективностью воздействия, заявленное устройство найдет широкое применение как на с/х предприятиях АПК, фермерских хозяйствах, так и на приусадебных участках. With significantly lower energy costs, compactness (small dimensions), and a simplified technology for processing both seeds and vegetating plants with increased impact efficiency, the claimed device will find wide application both in agricultural enterprises of agricultural sector, farms, and in household plots.
Это делает данное устройство доступным для применения его, наряду с с/х предприятиями АПК, фермерскими хозяйствами, любому садоводу-любителю. При этом эффективность обработки с/х культур существенно повышается по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, что приводит к росту урожайности с/х культур на 10-30%. This makes this device available for use, along with agricultural enterprises of the agro-industrial complex, farms, any amateur gardener. At the same time, the processing efficiency of agricultural crops is significantly increased in comparison with the known devices of a similar purpose, which leads to an increase in the yield of agricultural crops by 10-30%.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115010A RU2192728C1 (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115010A RU2192728C1 (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2192728C1 true RU2192728C1 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=20250312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001115010A RU2192728C1 (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2192728C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487520C1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-07-20 | Юлия Борисовна Банникова | Device for pre-sowing treatment of seeds |
| RU2488262C2 (en) * | 2011-10-21 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Electrotechnology plant |
| MD641Z (en) * | 2012-10-26 | 2014-01-31 | ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ | Process for presowing treatment of seeds |
| RU2735868C1 (en) * | 2020-07-07 | 2020-11-09 | Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» | Method of intensification of sprouting seeds of radish in pulse illumination |
| IT201900013938A1 (en) * | 2019-08-05 | 2021-02-05 | Paolo Benelli | PROCEDURE TO INCREASE THE PRODUCTIVITY AND THE QUALITY, QUANTITY AND ORGANOLEPTIC PROPERTIES OF PRODUCTIONS IN AGRICULTURE |
| RU2742611C1 (en) * | 2020-09-11 | 2021-02-09 | Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» | Method for activating the germination of rapeseed seeds under monospectral illumination |
| RU2750877C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-07-05 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Method for treating small agricultural areas of vegetative plants |
-
2001
- 2001-06-05 RU RU2001115010A patent/RU2192728C1/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2488262C2 (en) * | 2011-10-21 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Electrotechnology plant |
| RU2487520C1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-07-20 | Юлия Борисовна Банникова | Device for pre-sowing treatment of seeds |
| MD641Z (en) * | 2012-10-26 | 2014-01-31 | ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ | Process for presowing treatment of seeds |
| IT201900013938A1 (en) * | 2019-08-05 | 2021-02-05 | Paolo Benelli | PROCEDURE TO INCREASE THE PRODUCTIVITY AND THE QUALITY, QUANTITY AND ORGANOLEPTIC PROPERTIES OF PRODUCTIONS IN AGRICULTURE |
| RU2735868C1 (en) * | 2020-07-07 | 2020-11-09 | Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» | Method of intensification of sprouting seeds of radish in pulse illumination |
| RU2742611C1 (en) * | 2020-09-11 | 2021-02-09 | Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» | Method for activating the germination of rapeseed seeds under monospectral illumination |
| RU2750877C1 (en) * | 2020-09-14 | 2021-07-05 | Михаил Геннадьевич Даниловских | Method for treating small agricultural areas of vegetative plants |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5077934A (en) | Method and apparatus for controlling plant growth | |
| US8667732B2 (en) | Method for the treatment of plants using electromagnetic fields | |
| RU2192728C1 (en) | Method and apparatus for presowing treatment of farm crops and vegetative plants | |
| JP2015524250A (en) | Ultrasonic enhanced seed germination system | |
| CN108419663B (en) | N-S quantum energy wave hydrogen state plant seedling raising equipment | |
| RU2344590C2 (en) | Seeds uhf treatment method | |
| WO2017117604A1 (en) | Ultrasonically enhanced seed germination system and method for treating seed after planting in soil | |
| RU2078490C1 (en) | Method and apparatus for presowing treatment of seed material | |
| Jamshidi et al. | Effect of ultrasonic atomizer on the yield and yield components of tomato grown in a vertical aeroponic planting system | |
| RU2108028C1 (en) | Method and apparatus for presowing treatment of plant seeds | |
| RU2364074C1 (en) | Method of potatoes storage | |
| CN211960460U (en) | N-S quantum energy wave hydrogen plant seedling raising equipment | |
| JP2013243993A (en) | Growth promotion device and growth promotion method | |
| RU2231249C1 (en) | Method for enhancing productivity of crops | |
| RU2090053C1 (en) | Method of growing plants, mushrooms and edible sea algae | |
| Marinković et al. | Use of biophysical methods to improve yields and quality of agricultural products | |
| RU2823355C1 (en) | Inter-row cultivator photon-beam module | |
| SU1738117A1 (en) | Method for presowing treatment of seeds in deep organic dormancy | |
| CA2364218C (en) | Method and apparatus for treatment of biological objects, for example the seed, the plants, the mushrooms, the eggs, the spawn, the yeast, the soil and also a water by light irradiation | |
| RU2439868C1 (en) | Method for tillage and device for its realisation | |
| RU2332836C2 (en) | Use of low frequency generator for storing agricultural products | |
| RU2175181C1 (en) | Seed treatment method | |
| KR20120017487A (en) | Hydroponics Equipment Using Ultrasound | |
| KR19990044215A (en) | "Biotron Tsuyan-2" device that transmits natural information to living body | |
| RU2076557C1 (en) | Plant seed treatment method |