Обработка рисовых семян лазерным светом

Лазеры в сельском хозяйстве, Научная библиотека Комментариев к записи Обработка рисовых семян лазерным светом нет

В статье рассмотрено кратковременное воздействие когерентного света на сельскохозяйственные растения. Обнаружено повышение урожайности риса, путем предпосевного облучение семян лазерным излучением, длина волны которого составила 650 нм. Предложено устройство и способ облучения рисовых семян лазерным светом с использованием метода подачи свободнопадающих семян. Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для предпосевной обработки семян. Обосновано влияние длительности облучения на стимуляционный эффект.

Ким Сон Хи 1, Цой Сан Зин1 , Ким Сен Чхор2, Бирюкова Ю.С.3, Буров Д.В.3,4
1 Университет им. Ким Ир Сена, КНДР, 2 Политехнический университет им. Ким Чака, КНДР, 3Дальневосточный федеральный университет, РФ, 4 МГУ им. адм. Г. И. Невельского, РФ // Международный научно-исследовательский журнал , № 4 (46) , Часть 6, с:43-46

Описание на английском языке:
TREATMENT OF RICE SEEDS BY LASER LIGHT
Abstract
The article describes briefly the impact of coherent light on agricultural plants. Increase rice yield by pre-sowing seed irradiation with laser light was detected, whose wavelength was 650 nm. The proposed device and method of irradiation of rice seeds by laser light with use of a method of supplying free-falling seeds. The invention relates to agriculture and can be used for presowing treatment of seeds. The impact of exposure duration to stimulating effect was based.

Известно, что лазерное облучение семян и растений активизирует биоэнергетические процессы в них и стимулирует их рост и развитие. Многолетними исследованиями доказано, что лазерная обработка (для этих целей используется низкоинтенсивное красное лазерное излучение с длиной волны 630-670 нм) чрезвычайно полезна для семян, вегетирующих растений и плодов. При этом следует подчеркнуть, что такая обработка совершенно безопасна, она полностью исключает генетическую мутацию и не приводит к отложенным опасным последствиям для человеческого организма.

Эффективность использования излучения лазера для интенсификации роста растительных тканей обусловлена тем, что лазерный луч активирует процессы фотосинтеза. Росторегулирующий эффект связан с высокой восприимчивостью фитохрома семян и хлорофилла вегетирующих растений к лазерному свету красной области спектра.
Под воздействием лазерных лучей живые ткани становятся источником вторичного излучения, которое стимулирует клеточное деление, ускоряет обменные и окислительные процессы и активирует соседние ткани, не испытавшие прямого воздействия лазерного луча.

Предпосевная лазерная обработка обеспечивает повышение урожайности зерновых культур за счет повышения всхожести и энергии прорастания семян, подавления ряда экономически значимых болезней на уровне, сопоставимом с обработкой фунгицидами, и даже более высоком.
Так, эффективность лазерной обработки против фузариозной и офиоболезной корневой и прикорневой гнили составляет 58% и 80% соответственно.

И только при наличии заспоренности семян возбудителем твердой головни необходимо провести их постлазерную химическую обработку протравителем, но с пониженной на 1/3 от рекомендуемой дозой. Обработка посевов лазерным излучением обеспечивает подавление желтой и стеблевой ржавчины, черного бактериоза колоса на уровне двукратной обработки фунгицидами, эффективность подавления бурой ржавчины и пиренофороза достигает после такой обработки 60%. Действие лазерного излучения на патогенную микрофлору носит опосредованный через растение характер и имеет профилактическое значение (индукция болезнеустойчивости). Применение лазерной активации позволяет добиться устойчивого повышения индукции болезнеустойчивости у семян и растений к патогенной микрофлоре.

Фунгицидные свойства лазерного луча основаны на активации лазерным светом механизма сверхчувствительности растений, когда в ответ на появление патогенов растение начинает интенсивно продуцировать физиологически активные соединения — активные формы кислорода, этилен, лигнин. Первые разрушают стенки фитопатогенов, а этилен и лигнин способствуют созданию придермального барьера, препятствующего проникновению и развитию патогенов в тканях растений.
Лазерная обработка дает прекрасные результаты при воздействии не только на сами растения, но и на посевной материал (семена, клубни, луковицы), который, как известно, хлорофилла еще не содержит.

В этом случае световая энергия не тратится на процесс фотосинтеза, а, преобразуясь в фотохимическую, запасается и затем расходуется во время прорастания и на всех стадиях вегетации.

Кратковременное воздействие когерентного света на растения существенно повышает эффективность дистанционного межклеточного взаимодействия, в результате чего повышается функциональная активность растений. Таким образом, с помощью лазерного излучения повышается производительность в сельском хозяйстве и растениеводстве, при этом сокращается необходимость применения токсичных компонент агротехнологий, происходит оздоровление сельскохозяйственных территорий, улучшение экологической обстановки. [1, 2]

В настоящее время такие технологии успешно применяются в различных странах.

В данной работе предложено устройство и способ облучения рисовых семян лазерным светом с использованием метода подачи свободнопадающих семян и обосновано влияние длительности облучения на стимуляционный эффект.
Задача, решаемая изобретением – повышение урожайности сельскохозяйственных культур и снижение затрат на токсичные удобрения почвы при промышленном выращивании сельскохозяйственных культур на обширных площадях посевов.

Конструкция устройства простая и удобная, скорость обрабатывания высокая.

Устройство для обработки рисовых семян лазерным светом
Устройство для обработки рисовых семян лазерным светом состоит из следующих блоков: резервуара для рисовых семян (1), блока облучения (2), источника излучения (3), блока питания (4). На рисунке 1 представлена блок-схема устройства для обработки рисовых семян лазерным светом.

image002-12

Рисунок 1. Блок-схема устройства обработки семян лазерным светом.

На рисунке 2 представлен внешний вид устройства для обработки рисовых семян лазерным светом.

Рисунок 2. Внешний вид устройства обработки семян лазерным светом.

Рисунок 2. Внешний вид устройства обработки семян лазерным светом.

Для быстрого обрабатывания семян разработано устройство, в котором прохождение семян по блоку облучения осуществляется не шнеком, а методом свободного падения. Время прохождения свободнопадающих семян по блоку облучения длиной 40 см составило 0.28 с.

При регулировании наполненности светового импульса обеспечивается соответствующая длительность облучения от 0.05 с до 0.28 с.

В качестве источника излучения был выбран полупроводниковый лазерный диод, длина волны которого составила 650 нм.

Необходимая площадь облучения обеспечивается использованием не коллиматора, а расходимости лазерного диода.

Анализ результатов испытаний

Разработанное устройство прошло испытания в 2012-2014 годах в рисоводческих хозяйствах Емзуской области (КНДР) и подтвердило свою эффективность.

В качестве объекта испытания были выбраны рисовые семена «Емпун-47» и «Пхеньян-49», длительность лазерного облучения составила от 0.14 с до 0.24 с с шагом 0.02 – 0.03 с.

В соотношении различной длительности облучения лазерным светом семян, исследовалось влияние на параметры урожая, а также в сравнении с необлученной контрольной группой.

Результаты испытания приведены в таблице 1.

Плотность мощности лазера: 0.2 Вт/м2 , длина волны: 650 нм, год испытаний: 2014 г, место испытаний: КНДР, Емзу.

Плотность мощности лазера: 0.2 Вт/м2 , длина волны: 650 нм, год испытаний: 2014 г, место испытаний: КНДР, Емзу.

Как показано в таблице 1 при лазерном облучении имело место улучшение всех параметров урожая в сравнении с необлученными группами, также повысилась урожайность. Так для сорта «Пхеньян-49» наилучшие результаты достигнуты при длительности облучения 0.14 с, 0.17 с и 0.24 с, а для сорта «Емпун-47» – при 0.17 с.

Таким образом, при облучении рисовых семян лазерным светом длительность значительно влияет на стимуляционный эффект, следовательно, именно длительность является определяющим параметром облучения.

Заключение

Разработано устройство для обработки семян, которое используется в разных сельскохозяйственных культурах с регулированием наполненности светового импульса, падающего на семена.

В рисовых сортах «Пхеньян-49» и «Емпун-47» объяснили влияние длительности на стимуляционный эффект при обрабатывании рисовых семян лазерным светом.

Полное содержание статьи: http://research-journal.org/agriculture/obrabotka-risovyx-semyan-lazernym-svetom/

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top