Способ обработки семян перед посевом Российский патент 2025 года по МПК A01C1/06 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в том числе к способам обработки семян зерновых культур низкочастотным электромагнитным излучением в электромагнитном поле.

Агрономы, селекционеры, семеноводы на протяжении многих столетий накопили большой опыт воздействия на семена в предпосевной период с целью повышения всхожести семян и в конечном итоге урожайности. Наиболее интенсивно велись работы за последние 40 - 50 лет, но больше всего за последние 10 - 15 лет. Изучали влияние магнитного поля и выявили его положительное влияние на урожайность омагниченных семян [Савченко В.В. «Установка для магнитной обработки семян сельскохозяйственных культур» Вестник ВИЭСХ.- 2013.- №4 (13).- С.12-14], а также повышает качество выращиваемой культуры и ее способность к хранению.

Известно, что состояние зерна при хранении - это так называемая стойкость, его качество и возможность использования по назначению в значительной степени зависят от условий и времени облучения, в которых оно находилось сразу после обмолота и уборки урожая. В период уборки урожая зерна повышенной влажности и температуры, возникает необходимость немедленной его обработки сразу после снижения значений этих параметров. Следует учитывать, что свежеубранное зерно менее устойчиво при хранении, чем прошедшее послеуборочное дозревание. Его несвоевременная обработка приводит к повышенным потерям из-за значительно возрастающей роли физиологических процессов (увлажнение, самосогревание, развитие микроорганизмов и т.п.), а также возникают дополнительные затраты энергии на доведение зерна до кондиционного состояния. Основным средством, используемым для снижения семенной инфекции, является химическая обработка. Для снижения влажности и температуры зернового вороха в технологической линии послеуборочной обработки зерна применяются устройства активного вентилирования (аэрожелоба, аэролотки, аэроднища, бункеры активного вентилирования и др.). При временном хранении зернового вороха на асфальтированных площадках и др. местах, не снабженных средствами активного вентилирования, его влажность и температура растут пропорционально его времени хранения, что исчисляется часами. При этом растет количество насекомых - вредителей, происходит интенсивное развитие микрофлоры, т.к. возникают идеальные условия для ее жизнедеятельности. [Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология растений. - М.: Академия. - 2005. - 640 с.], [Г.-В. Хелдт. Биохимия растений. Пер. с англ. под ред. А.М. Носова, В.В. Чуба. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. - 2011. - 471 с.].

Известен способ обработки семян воздействием электромагнитного поля, которое оказывает влияние на ускорение биохимических процессов, приводит к изменению морфофизиологических показателей растений и в конечном итоге к росту урожайности. В частности, известно, что обработкой электромагнитным полем, например, в диапазоне частот 3-30 Гц можно увеличить всхожесть, энергию прорастания семян и добиться повышения урожайности растений (патенты РФ: №2179792, МПК А01С 1/00, 2000 и №2134944, МПК А01С 1/00, 1997).

Известен способ объемного электромагнитного облучения сельскохозяйственной продукции, в котором поток облучаемого материала формируется под облучателями, пространственно расположенными в соответствии с конфигурацией поверхности поглощающей среды. При этом доза облучения зависит от времени нахождения материала в зоне облучения с последующим послойным удалением облученной среды [патент РФ №2073527, 1997, МПК A61L 2/08, 1993].

Известен способ воздействия электромагнитным полем в диапазоне частот 3-30 Гц, влияющий на ускорение экстракции из корнеплодов растений, например, сахарной свеклы, который может ускорить этот процесс, а также добиться повышения выхода сахара, увеличить при этом срок ее хранения (патенты РФ: №2172094, МПК A01F 25/00, C13C 1/00, 2000; №2172091, МПК A01F 25/00, C13C 1/00, 2000 и №2172096, МПК A01F 25/00, C13C 1/00, 2000).

Известные способы имеют следующие недостатки:

- в изобретениях не указано, как проводился выбор семян, а также предварительный процесс их подготовки к исследованиям;

- в изобретениях не указано как выбранный режим облучения соответствует количеству семян, их культуре и сорту;

- отмечается низкая производительность в т/ч и невозможность их производственной проверки в реальных полевых условиях;

- в изобретениях не указано как провести контроль качества облучения;

- отлежка, необходимая для обработанных семян, после облучения нигде не описана, а следовательно хранение может выполняться с нарушением режимов;

- в изобретениях не поясняется, как снизить потери семян при хранении от мышевидных грызунов.

Известен способ для уборки сельскохозяйственных культур путем магнитной обработки вымолоченных семян, где обмолот происходит с разделением зерносоломистой массы на продуктивную и незерновую часть урожая в процессе обмолота молотильным барабаном бильного типа классического исполнения. При этом осуществляется одновременно магнитная обработка продуктивной части урожая в проходном режиме [патент KZ №25204, A01D 91/00, A01D 45/30, A01D 41/08, 2011].

Недостатком известного способа является неравномерность электромагнитной обработки продуктивной части урожая из-за острой нехватки времени на процесс омагничивания. В бункер зерноуборочного комбайна зерно поступает быстрее по сравнению со временем, необходимым на качественное и равномерное его облучение.

Наилучший эффект получен при низкочастотном (10 - 20 Гц) электромагнитном воздействии с напряженностью 10 - 15 Тл. [Сорокопудова О.А., Донецких В.И., Долганова З.В. Стимуляция всхожести семян Iris Ensata Thunb. магнитными импульсами с изменяемой частотой. - Вестник Воронежского государственного университета. - Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2016. - N 2. - С.98-101.], [Левина Н.С., Тертышная Ю.В., Бидей И.А., Елизарова О.В., Шибряева Л.С.Посевные качества семян мягкой яровой пшеницы (triticum aestivum l.) при разных режимах воздействия низкочастотным электромагнитным полем. - Сельскохозяйственная биология. - 2017. -Т. 52. - №3. - С.580-587.], [Шибряева Л.С., Садыков Ж.С., Есполов Т.И., Жалнин Э.В., Садыкова С.Ж. Электромагнитные поля и излучения для сельскохозяйственной технологии. - Алматы: «Агроуниверситет». - 2020. - 290 с.].

Большинство вариантов воздействия на семена изучались в лабораторных условиях на малых партиях семян (до 3 кг), а широкомасштабные полевые опыты практически не проводились. Варианты воздействия на семена проверялись в основном по однообразной схеме: подготовка семян к исследованиям (в основном ограничивалось обеззараживанием семян); немеханизированная загрузка семян в емкость, где генерировалось электромагнитное поле; облучение семян в течение какого-то периода времени, без реализации широкого диапазона времени в зависимости от культуры и сорта; выгрузка облученных семян в закрытые емкости из плотного матерчатого материала; отлежка семян 14 дней.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ, обработки семян или зерна низкочастотным электромагнитным излучением, [патент РФ №2694310, МПК A01C 1/00, 2019], заключающийся в том, что проводят загрузку семян в отсеки емкости, облучение их в низкочастотном электромагнитном поле с помощью панелей с излучателями, подключенными к источнику питания и блоку управления и выгрузку семян. Способ осуществляется бункерным устройством, включающим бункер, разделенный на секции вертикальными секционными панелями-шторами с размещенными на них электромагнитными излучателями, каждая секционная панель-штора соединена с блоком управления для обеспечения индивидуального режима работы излучателей, дно каждой секции снабжено выдвижной заслонкой, а днище бункера выполнено с наклоном и оборудовано конусным сходом для выгрузки семян зерновых.

В бункер, помещают свежевымолоченные семена, устанавливают режим облучения. После облучения открывают заслонки в нижней части бункера, и по конусному сходу семена выгружают в емкости (при дифференцированном режиме облучения, выгрузка из каждой секции производится отдельно).

Недостатком известных способа и устройства является то, что они не предназначены для промышленного использования, нет контроля качества и выходных параметров зерна.

Технической задачей изобретения является повышение урожайности за счет контроля качества семян на различных этапах и увеличение их срока хранения без потери потребительских свойств.

Технологический результат достигается тем, что в способе облучения семян низкочастотным электромагнитным излучением, заключающимся в загрузке семян в отсеки емкости, облучении их в низкочастотном электромагнитном поле с помощью панелей с излучателями, подключенными к источнику питания и блоку управления и выгрузке семян, согласно изобретению, перед загрузкой семян выбирают районированные сорта для облучения, очищают семена от органических и неорганических примесей, семена загружают в порционный дозатор, автоматически определяют их температуру, влажность и электропроводимость, кондиционные семена загружают в отсеки емкости для облучения, при этом семена с некондиционной влажностью повторно загружают в перфорированный контейнер и подсушивают, после подсушки семена вновь подают в порционный дозатор для определения их параметров, информацию о температуре, влажности и электропроводимости передают в блок управления облучением, который автоматически выбирает для каждого отсека емкости напряженность низкочастотного электромагнитного поля и время облучения семян, при облучении семян контролируют температуру, которая не должна превышать 30°С, после окончания облучения семена выгружают в перфорированные контейнеры на хранение или отлежку в течение не менее 12-14 дней до их высева, контейнеры выполнены с возможностью изоляции семян от внешней среды и контроля оптимальных температуры и влажности в период отлежки или хранения, транспортировку контейнеров с семенами на поле осуществляют непосредственно перед высевом.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен алгоритм последовательных технологических операций; на фиг. 2 - контейнер с зерном и датчиками температуры и влажности.

Способ заключается в том, что выбирают районированные сорта для облучения, очищают семена от органических и неорганических примесей, загружают в порционный дозатор, где автоматически определяют его параметры: температуру, влажность и электропроводимость. Кондиционные семена загружают в отсеки емкости. Некондиционные семена подсушивают, помещая их в перфорированные контейнеры, а кондиционные семена напрямую поступают на облучение в низкочастотном электромагнитном поле, которое проводят в отсеках емкости панелями с излучателями, подключенными к источнику питания и блоку управления облучением. Полученную информацию о температуре, влажности и электропроводимости передают в блок управления облучением, который автоматически выбирает для каждого отсека емкости напряженность низкочастотного электромагнитного поля и время облучения семян. При облучении семян контролируют температуру, которая не должна превышать 30°С. После окончания облучения семена выгружают в перфорированные контейнеры на отлежку в течение не менее 12-14 дней до их высева или хранение. Контейнеры изготовлены с возможностью изоляции семян от внешней среды и контроля оптимальной температуры и влажности в период отлежки или хранения. После отлежки осуществляют транспортировку облученных семян в контейнерах на поле непосредственно перед высевом семян.

Способ осуществляется следующим образом.

При осуществлении способа используют перфорированный контейнер, состоящий из каркаса 1 и перфорированных поверхностей 2. Для определения влажности и температуры контейнеры оборудованы датчиками 3, размещенными на внутренней его поверхности.

Способ включает несколько этапов:

1. Выбор районированных сортов для облучения.

На начальном этапе перед загрузкой семян выбирают районированные сорта одной культуры. Сорта должны быть апробированы, иметь высокую всхожесть, статистически подтвержденную урожайность и соответствовать стандарту на сорт (ГОСТ Р 52325-2005).

2. Очистка семян от органических и неорганических примесей.

Проводят очистку от минеральных и органических примесей с применением известных технологий и машин, подходящих для выбранной культуры. Для этого используем, например, гравитационно-пневматический зерно-семяочиститель ВИМ-3; семяочистительная воздушно-решетная машина ВИМ 12/25 и др. Дополнительно после очистки проводят обеззараживание. Для этого используем, например, Фитоспорин-М в жидком виде, который наносят на семена аэрозольным способом. Примеси искажают данные, необходимые для правильного определения напряженности магнитного поля и увеличивают количество микробиоты, что в дальнейшем снижает качество облученных семян.

3. Автоматическое определение температуры, влажности, электропроводимости семян и их общей массы в отсеках емкости.

Семена пропускают через порционный дозатор, при этом отделяют порцию в соответствии с объемом бункера или его отсеком. Одновременно беспроводные датчики 3, например, термогигрометр TESTO 605i, определяют температуру и влажность зерна, а величину электропроводимости определяют прибором иммитанса, например, Е7-21. Информация автоматически поступает в блок управления установки.

Семена кондиционной влажности сразу поступают через порционный дозатор в отсеки емкости для облучения. Дозатор загружает семена во все отсеки одновременно или последовательно.

При необходимости, проводят подсушку некондиционных семян до кондиционной влажности. Для этого используем, например, сушилку лотковую селекционную типа СЛ-0,3×2 и др.

Для подсушки некондиционные семена помещают в перфорированный контейнер, в котором размещены датчики 3, передающие информацию системе контроля параметров семенного материала (система контроля может быть выполнена в виде программного приложения для компьютера или смартфона и принимать информацию через сеть Wi-Fi). После подсушки в контейнере до кондиции, семена вновь подают в порционный дозатор для определения температуры, влажности и электропроводимости. При необходимости подсушку можно повторить.

4. Передача информации в блок управления облучателя.

Информация о температуре, влажности и электропроводимости семян поступает в блок управления облучателя. В блок управления заложено программное обеспечение, аналогичное программному обеспечению магнито-терапевтического прибора «Полимаг».

5. Автоматический выбор режимов облучения по интенсивности и длительности облучения.

Блок управления полученную информацию анализирует и выбирает режим облучения по интенсивности и длительности воздействия на семена в единицу времени. Определяет напряженность магнитного поля и время облучения в зависимости от культуры и сорта. Лабораторные исследования позволили выявить интервалы времени облучения в диапазоне 10, 20, 30, 40 минут в зависимости от температуры, влажности, электропроводимости, типа и сорта культуры. [Левина Н.С., Тертышная Ю.В., Бидей И.А., Елизарова О.В., Шибряева Л.С.Посевные качества семян мягкой яровой пшеницы (triticum aestivum l.) при разных режимах воздействия низкочастотным электромагнитным полем. - М.: Сельскохозяйственная биология. - 2017. -Т. 52. - №3. - С.580-587]. На основании входящих данных, блок управления производит автоматический выбор режима работы установки.

6. Обработка семян, контроль температуры семян и корректировка режима облучения.

Процесс обработки семян с выбранным режимом и интервалом времени производится следующими образом.

Выбирают имеющиеся на рынке излучатели, которые работают при постоянном токе в режиме бегущей волны и учитывают варьирование интервала времени.

Обработку семян проводят импульсным низкочастотным электромагнитным полем с индукцией B, изменяющейся в интервале 6-10 мТл. [Левина Н.С., Тертышная Ю.В., Бидей И.А., Елизарова О.В., Шибряева Л.С.Посевные качества семян мягкой яровой пшеницы (triticum aestivum l.) при разных режимах воздействия низкочастотным электромагнитным полем.- М.: Сельскохозяйственная биология. - 2017. -Т. 52. - №3. - С.580-587.], [Шибряева Л.С., Садыков Ж.С., Есполов Т.И., Жалнин Э.В., Садыкова С.Ж. Электромагнитные поля и излучения для сельскохозяйственной технологии. - Алматы: «Агроуниверситет». - 2020. - 290 с.], [Дорохов А.С., Чаплыгин М.Е., Аксенов А.Г., Шибряева Л.С., Блинов Н.Д., Чулков А.С., Подзоров А.В. Обработка семян зерновых культур в низкочастотном электромагнитном поле.- М.: Сельскохозяйственные машины и технологии. -2023. -Т. 17. -N4. -С.4-11].

В качестве источника электромагнитных волн используют имеющийся на российском рынке магнитотерапевтический аппарат низкочастотного электромагнитного излучения с торговым названием «Полимаг», который обеспечивает необходимые условия для облучения семян. Он производится российской компанией АО «Елатомский приборный завод» и позволяет реализовать частоту в диапазоне f=1-100 Гц. Он является высокочувствительным прибором по отношению к жизнедеятельности клеточных структур.

Контроль температуры семян во время облучения осуществляется датчиками 3, которые помещают в защищающие от магнитного воздействия чехлы (колбы или др.). Информация о температуре непрерывно передается в блок управления. В случае превышения допустимой температуры, блок управления корректирует параметры облучения вплоть до его прекращения. Во время облучения необходимо контролировать температуру семян, которая не должна превышать 30°С [Ченин А.И. Влияние самосогревания и высокотемпературной сушки на всхожесть семян.- Брянск: Вестник Брянской ГСХА. -2023. -N 3 (97).- С.59-66].

7. Выгрузка семян.

Выгрузку семян из отсеков в контейнеры осуществляют за счет силы гравитации путем открытия соответствующих заслонок в нижней части емкости.

8. Сбор семян в перфорированные контейнеры.

Специализированный перфорированный контейнер предназначен для хранения облученного зерна, его подсушки и транспортировки в поле к сеялке.

9. Сушка и хранение облученных семян в перфорированных контейнерах (для длительного хранения).

Система контроля параметров семенного материала отслеживает состояние семян в контейнерах во время хранения при помощи датчиков 3, которые сигнализируют о нарушении параметров. При повышении влажности автоматически включается режим подсушки, а при повышении температуры - режим активного вентилирования.

В период хранения независимо от его длительности температура семян не должна превышать 30°С [Ченин А.И. Влияние самосогревания и высокотемпературной сушки на всхожесть семян. - Брянск: Вестник Брянской ГСХА. - 2023. - N 3 (97). - С.59-66].

10. Отлежка семян после облучения.

Проведенные исследования показали, что срок выдержки семян после их облучения в НЧ ЭМП составляет не менее 12-14 дней. [Шибряева Л.С., Садыков Ж.С., Есполов Т.И., Жалнин Э.В., Садыкова С.Ж. Электромагнитные поля и излучения для сельскохозяйственной технологии. - Алматы: «Агроуниверситет». - 2020. - 290 с.] Уменьшение и увеличение срока отлежки семян приводит к снижению всхожести и энергии прорастания семян из-за неравномерного протекания биологических процессов.

11. Транспортировка контейнеров в поле.

Транспортировку заполненных контейнеров со склада на поле производят непосредственно перед посевом. Данная технологическая операция предусматривает погрузку контейнеров и их перевозку к полю грузовым транспортом.

12. Высев облученных семян в поле.

Сеялку выбирают в зависимости от принятой технологии посева. Загрузку семян из контейнера в сеялку производят ручным или механизированным способом в зависимости от типа сеялки.

13. Контроль полевой всхожести семян и фаз развития растений.

Контроль полевой всхожести и фаз развития растений осуществляют на основании нормативных документов.

14. Оценка урожайности собранного зерна.

Одновременно с уборкой одним комбайном проводят оценку урожайности и качества зерна по вариантам опыта.

В один и тот же день вымолоченное зерно с каждой опытной делянки отдельно взвешивают и определяют его урожайность, а качество зерна оценивают в специализированных сертифицированных учреждениях (лабораториях, пунктах приема зерна, элеваторах и т.д.).

По представленным результатам анализа зерна в сравнении с техническими требованиями по ГОСТ 9353-2016 определяют класс зерна для каждой делянки.

Преимущества предлагаемого способа облучения семян по данному изобретению заключаются в следующем:

- можно одновременно облучать разное количество семян, разных сортов и культур, что часто необходимо в исследовательских целях;

- для каждого отсека общей емкости можно создать индивидуальный режим облучения;

- все отсеки являются однотипными и представляют собой сборные модули, из которых можно собирать установки любой производительности;

- перфорированные контейнеры позволяют использовать их для подсушки, хранения и транспортировки семян. Их можно использовать для активного вентилирования семян и поддержания заданной влажности и температуры.

Обработка семян низкочастотным электромагнитным полем обеспечивает антибактериальный эффект. Всхожесть, вегетация и урожайность обработанных семян повышаются. Облучение семян после уборки обеспечит длительное его хранение без потери потребительских качеств.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ обработки семян зерновых культур перед посевом, согласно которому очищают семена от примесей, загружают их в порционный дозатор и автоматически определяют их температуру, влажность и электропроводимость, затем кондиционные семена загружают в отсеки емкости для облучения. Семена с некондиционной влажностью загружают в перфорированный контейнер и подсушивают, после подсушки семена вновь подают в порционный дозатор для определения их параметров. Информацию о температуре, влажности и электропроводимости передают в блок управления облучением, который автоматически выбирает для каждого отсека емкости напряженность низкочастотного электромагнитного поля и время облучения семян. При облучении семян контролируют температуру, которая не должна превышать 30 °С. После окончания облучения семена выгружают в перфорированные контейнеры на хранение или отлежку в течение не менее 12-14 дней до их высева. Изобретение направлено на получение высокого урожая. 2 ил.

Способ обработки семян зерновых культур перед посевом, включающий загрузку семян в отсеки емкости, облучение их в низкочастотном электромагнитном поле с помощью панелей с излучателями, подключенными к источнику питания и блоку управления, и выгрузку семян, отличающийся тем, что перед загрузкой семян выбирают районированные сорта для облучения, очищают семена от органических и неорганических примесей, семена загружают в порционный дозатор, автоматически определяют их температуру, влажность и электропроводимость, кондиционные семена загружают в отсеки емкости для облучения, при этом семена с некондиционной влажностью загружают в перфорированный контейнер и подсушивают, после подсушки семена вновь подают в порционный дозатор для определения их параметров, при необходимости подсушку повторяют, информацию о температуре, влажности и электропроводимости передают в блок управления облучением, который автоматически выбирает для каждого отсека емкости напряженность низкочастотного электромагнитного поля и время облучения семян, при облучении семян контролируют температуру, которая не должна превышать 30 °С, после окончания облучения семена выгружают в перфорированные контейнеры на хранение или отлежку в течение не менее 12-14 дней до их высева, контейнеры выполнены с возможностью изоляции семян от внешней среды и контроля оптимальных температуры и влажности в период отлежки или хранения, транспортировку контейнеров с семенами на поле осуществляют непосредственно перед высевом.