СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЕМЯН Российский патент 2001 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам обработки семян сельскохозяйственных культур перед посевом.

Известен способ обработки семян, находящихся в состоянии биологического покоя, постоянным однородным магнитным полем (N 913993, МПК3 A 01 G 7/04, F 01 C /400, СССР, 1982 г.).

Известен способ повышения продуктивности животных и урожайности растений (Франция N 2550688, МПК3 A 01 G 67/04, C 12 N 13/00), состоящий в том, что животные и растения подвергают эффективному облучению. Для этого используют магнитные импульсы переменной полярности, форма которых аналогична форме двухфазного потенциала с частотой следования 1/100 - 1 с и шириной импульсов 1/500 с.

Известен способ стимулирования процессов жизнедеятельности биологических объектов (патент РФ N 2113108, МПК6 A 01 G 7/04, A 01 C 1/00, A 61 N 1/00, 2/00). На объект воздействуют электромагнитным полем с одновременным пропусканием электрического тока в течение промежутка времени от 10 с до 2 ч. Величину напряженности электромагнитного поля задают в пределах 80-80000 А/м.

Известен способ выращивания растений, включающий высев семян в емкость из немагнитного токопроводящего материала и пропускание электрического тока промышленной частоты через обмотку, находящуюся на внешней поверхности емкости (авт.св. СССР N 1665952, МПК5 A 01 G 7/04).

Наиболее близким из аналогов к заявляемому относится способ предпосевной обработки семян электромагнитными волнами низкой частоты (авт.св. СССР N 206235, МПК A 01 G 7/04). Обрабатываемые семена помещают внутрь катушки и выдерживают в магнитном поле при определенных для каждой культуры частоте поля и экспозиции обработки.

К недостаткам способа относятся: малая производительность способа, обусловленная внутренними размерами катушки, малая эффективность воздействия на семена используемого в прототипе электромагнитного поля.

Технической задачей способа является увеличение его производительность способа, увеличение всхожести семян.

Для решения технической задачи на семена воздействуют перед посевом электромагнитным полем, частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона в течение 40-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м.

Как показал обзор патентно-технической литературы, нигде раньше для обработки семян не применялось электромагнитное поле, частотно-модулированное колебаниями крайне низкочастотного диапазона, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Как показали экспериментальные данные, при воздействии на обрабатываемые семена электромагнитным полем частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, всхожесть семян увеличилась в среднем на 21% по сравнению с прототипом.

Экспериментально было выявлено, что время обработки семян должно быть от 40 до 60 мин, так как начиная с 40-минутной обработки происходит увеличение всхожести, а после 60 мин результат остается неизменным. Также экспериментально установлено, что напряженность модулированного электромагнитного поля может лежать в пределах от 120 до 1400 А/м.

На чертеже представлена схема устройства, используемого для обработки.

Устройство состоит из генератора колебаний 1, частотомера 2, генератора несущей частоты 3, осуществляющего также функцию частотно-модулирующего устройства, осциллографа, контролирующего напряжение на выходе усилителя 4, усилителя 5, излучателя 6, представляющего собой многослойную катушку, емкость для загрузки семян 7.

Синусоидальные колебания крайне низкочастотного диапазона с выхода генератора 1 поступают на вход частотомера 2 и на вход генератора несущей частоты 3, где происходит частотная модуляция электрических колебаний. С выхода генератора несущей частоты колебания поступают на вход усилителя 5 и с выхода усилителя 5 на излучающее устройство 6.

Импеданс излучателя рассчитывается по формуле
Z_и = [R_а ² + ( ω₀ L)²]^1/2, (1)
где R_а - активное сопротивление катушки, L - индуктивность катушки, ω₀ - угловая частота несущего электромагнитного колебания.

Как известно, величина напряженности магнитного поля внутри соленоида без сердечника связана с амплитудным значением силы тока I_am, протекающего по катушке, с числом витков n, площадью поперечного сечения S и индуктивностью катушки L
H = LI_am/nS μμ₀, (2)
где μ - магнитная проницаемость воздуха, μ₀ - магнитная постоянная.

Формулу (2) можно записать в виде
H = LU_am/nSZ_и μμ₀, (3)
где U_am - амплитудное значение модулированного напряжения, приложенного к катушке.

По известным формулам производился расчет напряженности магнитного поля H.

Пример конкретного выполнения
Применяли устройство, где в качестве генератора колебаний 1 использовали Г3-118, частотомер 2 - Ф5041, генератора несущей частоты 3 - Л31, осциллографа 4 - С1-69, усилителя 5 - "Амфитон" 25У-202С, излучателя 6 - соленоид. В качестве излучателя использовалась катушка с количеством витков n = 2500, внутренним диаметром 3 см и площадью поперечного сечения S = 30 см², активное сопротивление катушки составляло R_а = 130 Ом. Частота несущей равнялась 1 кГц, частота модулирующего напряжения крайне низкочастотного диапазона подбиралась для каждой культуры отдельно. В качестве емкости для загрузки семян использовали камеру, выполненную из магнитного материала, позволяющую загрузить 100 кг семян подсолнечника.

При проведении обработки девиация частоты составляла Δω = 250 Гц, индуктивность излучателя была L = 0,3 Гн, среднее значение напряженности магнитного поля составляло H = 660 А/м, длительность облучения семян составляла t = 50 мин. Всхожесть семян увеличивалась по сравнению с контролем (прототипом) на 25%. Аналогично на установке обрабатывали семена риса, ячменя. Было получено увеличение всхожести в сравнении с контролем (прототипом) соответственно на 21%, 23%.

Обнаружено, что зависимость всхожести от частоты модулирующих колебаний имеет резонансный характер, поэтому для каждой культуры частота подбиралась индивидуально.

По способу, изложенному в прототипе, мы смогли бы на приведенном примере конкретного выполнения обработать семян подсолнечника порядка 0,1 кг, так как семена помещаются внутрь катушки. Тогда как в предлагаемом способе при таких условиях обрабатывают до 100 кг семян.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам обработки семян сельскохозяйственных культур перед посевом. На семена воздействуют перед посевом электромагнитным полем, частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона в течение 40-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м. Использование изобретения позволяет повысить всхожесть семян и производительность. 1 ил.

Способ обработки семян, включающий воздействие электромагнитным полем, отличающийся тем, что воздействуют на обрабатываемые семена перед посевом электромагнитным полем, частотно-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона, в течение 40-60 мин, при напряженности поля 120-1400 А/м.