Обработка семян низкотемпературной плазмой

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, для повышения урожайности среднеспелых сортов сои.

Известен способ обработки семян, который заключается в воздействии на семена газовой плазмой в среде неорганического газа или смеси неорганических газов. Обработку семян проводят при частоте электрического разряда 1-40 МГц, мощности электрического разряда 0,01-0,1 Вт/см 3 и давлении неорганического газа в диапазоне 0,2-1,13 Торр. Семена бобовых, капусты, кабачка, свеклы, огурца, томата, моркови, календулы, бархатцев, чечевицы, тыквы, ячменя, щавеля, брюквы, вики, гороха, риса, фасоли, пшеницы, кукурузы со сроком проверки энергии прорастания и всхожести на 4-й и 10-й день обрабатывают газовой плазмой в течение 15-35 сек. (Патент РФ №2293456. Способ предпосевной обработки семян растений. МПК А01С 1/00).

Известный способ не позволяет определить оптимальные режимы обработки для семян среднеспелых сортов сои, так как семена этой культуры отличаются от семян овощных, зерновых, кормовых, цветочных культур по биохимическому составу, размерам и массе, прочности и толщины защитной оболочки семени.

Задачей настоящего изобретения является выбор оптимального режима предпосевной СВЧ (сверхвысокочастотной) плазменной обработки семян сортов сои, который обеспечивает эффективность сбалансированного биологически активного воздействия на семена среднеспелых сортов сои, что приводит к увеличению урожайности семян в бобах на 0,13…0,31 т/га. Заявленный способ заключается в следующем:

Перед посевом семена среднеспелых сортов сои обрабатывают низкотемпературной аргоновой СВЧ плазмой. Стационарный поток плазмы при атмосферном давлении создается с помощью СВЧ источника электромагнитных колебаний с частотой генерации 2,45 ГГц. Генератор низкотемпературной аргоновой плазмы представляет собой аксиальный электрод, помещенный в заземленный металлический цилиндр, со штуцером для подачи рабочего газа аргона. При прокачке аргона через разрядный промежуток со скоростью до 5 литров в минуту и подаче от магнетрона мощности 20…200 Вт формируется поток плазмы СВЧ разряда и между концом электрода и внутренней поверхностью заземленного цилиндра образуются плазменные каналы. Диаметр плазменной струи при этом составляет 16 мм. Обработка семян сои осуществляется на расстоянии до 2 см от края плазменной горелки в течение 60 секунд. При этом среди активных компонентов плазменного факела, воздействующих на обрабатываемый материал, следует выделить поток заряженных частиц (электронов и ионов), продуктов плазмохимических реакций, а также СВЧ и ультрафиолетовое излучение. Основные спектры излучения плазменного факела находятся в областях 300-400, 730-850 нм и соответствуют линиям Ar, ОН, N₂, NO₂, O₃. На основе газохимического анализа было определено, что концентрация NO₂ в области у обрабатываемой поверхности составляет 2,5 мг/м 3 , а концентрация O₃ - 2,1 мг/м 3 . Измерения СВЧ излучения и коэффициента экранирования плазменной горелки показали, что плотность потока СВЧ излучения не превышает предельно допустимый уровень облучения и составляет 1 мВт/см 2 .

В среднем за два года исследований обработка семян сои сорта Китросса СВЧ-аргон плазмой при экспозиции 30 сек. и 60 сек. способствовала увеличению количества бобов - на 1,4…5,4 шт., семян - на 8,4…10,1 шт. и массы семян - на 0,8…0,9 г с 1-го растения (таблица 1). Урожайность семян в бобах при предпосевной обработке семян сои низкотемпературной СВЧ-аргон плазмой в экспозиции 60 сек. была выше относительно контроля на 0,13 т/га при НСР₀₅=0,12 т/га.

Реферат патента 2021 года Способ повышения урожайности среднеспелых сортов сои при использовании низкотемпературной аргоновой плазмы для предпосевной обработки семян

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, для повышения урожайности сортов сои. Способ включает предпосевную обработку семян в течение 60 с низкотемпературной аргоновой СВЧ-плазмой с помощью СВЧ источника электромагнитных колебаний с частотой генерации 2,45 ГГц, при этом диаметр плазменной струи составляет 16 мм на расстоянии до 2 см от края плазменной горелки. Основные спектры излучения плазменного факела находятся в областях 300-400, 730-850 нм, плотность потока СВЧ излучения составляет до 1 мВт/см 2 . Изобретение обеспечивает эффективность сбалансированного биологически активного воздействия на семена среднеспелых сортов сои, что приводит к увеличению урожайности семян в бобах на 0,13…0,31 т/га по сравнению с контролем. 2 пр., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 740 815 C1

Способ увеличения урожайности семян среднеспелых сортов сои, характеризующийся тем, что включает предпосевную обработку семян в течение 60 с низкотемпературной аргоновой СВЧ-плазмой с помощью СВЧ источника электромагнитных колебаний с частотой генерации 2,45 ГГц, при этом диаметр плазменной струи составляет 16 мм на расстоянии до 2 см от края плазменной горелки, основные спектры излучения плазменного факела находятся в областях 300-400, 730-850 нм, плотность потока СВЧ излучения составляет до 1 мВт/см 2 , под воздействием СВЧ-плазмы возрастает урожайность семян у среднеспелых сортов на 0,13…0,31 т/га, повышается продуктивность 1 растения по количеству бобов до 27,6%, количеству семян до 24,5%, массе семян до 13,5%.

Плазменные семена - это новинка, уже хорошо знакомая многим садоводам и огородникам. Это экологически безопасный способ регулирования роста, развития и урожайности растений. А также обеззараживания семян. Растения меньше болеют, становятся крепче.

Плазменная технология предназначена для предпосевной стимуляции семян растений с целью увеличения урожайности, для уменьшения и даже отказа от многих приёмов агротехники, традиционно используемых в земледелии.

Плазменные семена проходят специальную обработку в газовой среде при пониженном давлении. Для плазменной обработки используется . воздух! Семена обрабатываются в воздушном плазменном разряде при комнатной температуре.

Плазменную технологию разработали Петербургские ученые. Технология способствует стимулированию жизненных процессов, заложенных в семена самой самой природой. Никакой химии, генетических и экологических изменений в семенах, в растениях и в плодах, кторые вы из них вырастите.

При воздействии на семена низкотемпературная плазма проявляет свойства физиологически активной субстанции.

Повышается всхожесть и энергия прорастания семян; ускоряется их рост и развитие; возрастает количество и масса плодов. В ваших овощах увеличивается содержание витаминов, белков, сахаров и микроэлементов.

Так же обрабатываются и семена цветов. Выбор плазменных семян - такой же большой, как и обычных. Да и цена - как у обычных семян, так что стоит попробовать.

Плазменная обработка - совершенно безопасна для семян, нет резких факторов воздействия на семена, нет вредных химических соединений и элементов

Эффект воздействия плазмы сохраняется в течении 24 месяцев после обработки.

Технология предпосевного стимулирования плазмой позволяет уменьшить нормы высева семян, сохраняя при этом уровень урожая, снизить применение фунгицидов, гербицидов, пестицидов и инсектицидов.

При плазменной обработке происходит разрыхление поверхности семени и полный его прогрев. При попадании в почву эти семена начинают активно впитывать влагу земли, быстро прорастают.

При плазменной обработке создаются условия, при которых многие вредные микроорганизмы уничтожаются. Происходит обеззараживание семян, они становятся устойчивее ко многим болезням и вредителям.

Плазменные семена не нужно предварительно замачивать - они очень хорошо прорастают, даже если их сразу посадить в почву. Их не нужно обеззараживать: они полностью готовы к посему в грунт.

Плазменные семена выручают в засушливое лето: обычные посевы гибнут, а эти - растут отлично. Можно сказать, что такие семена идеально подходят для сложных условий выращивания ( а это - практически вся территория России).

Плазменная технология обработки семян и плазменные семена
Семеноводство, плазменные семена, обработка семян плазмой, полевая всхожесть семян

Многие специалисты аграрии и садоводы уже знают, что такое плазменные семена, или семена, обработанные плазмой, и получают прекрасный урожай из плазменных семян,

Ученые, агрономы, садоводы разрабатывают и используют разнообразные технологии, способы, приемы, удобрения для повышения урожайности растений, для снижения заболеваемости, для улучшения пищевой ценности плодов.

Плазменная технология обработки семян, способствует стимулированию всех жизненных процессов, заложенных в семенах самой Природой. Но при этом нет никакого вредного воздействия, нет никакой химии, нет вредных генетических и экологических изменений в семенах, в растениях и в плодах.

Для плазменной обработки семян используется воздух! Семена обрабатываются в воздушном плазменном разряде при комнатной температуре! Плазменная технология обработки семян была создана еще в 1990 г. в г. Санкт-Петербург, в России. Затем технология проверялась в Ленинградской области, на Украине, в Молдавии, в Белоруссии, в Вологодской области, в Сибири, в Казахстане, в Голландии, в США, в Южной Корее, в Марокко, в Китае, в Аргентине и еще во многих местах на нашей Земле.

При проращивании семян, обработанных плазмой, прежде всего, повышается энергия прорастания. Повышается всхожесть семян, находящихся в глубоком покое. Проростки семян более крепкие, опушенные, с хорошо развитыми корешками.

Повышается устойчивость семян и растений к грибковым и бактериальным заболеваниям.

В производственных условиях увеличивается полевая всхожесть семян, которая практически приравнивается к лабораторной. Повышается сохранность семян и зерна в условиях длительного хранения.

Многочисленные проверки на различных видах овощных, кормовых, зерновых культур установили, что плазменная обработка существенно повышает всхожесть семян, ускоряет их прорастание, увеличивает на 30% - 50% продуктивность сельскохозяйственных растений и качество растениеводческой продукции.

После плазменной обработки семян повышается пищевая ценность плодов и хозяйственно ценных органов растений за счет усиления накопления в них белков, сахаров, органических кислот, витамина С, макроэлементов. Плазменная обработка характеризуется фунгицидным и бактерицидным действием, снижающим зараженность семян микроскопическими грибами.

Технология плазменной обработки семян экологически безопасна и не использует вредных для человека, животных и окружающей среды химических веществ и видов излучений. В США при проверках влияния плазменной обработки семян сельскохозяйственные специалисты получили увеличение урожая томатов в 5 - 6 раз (!) и уменьшение заболеваемости растений в несколько раз!

Плазменная обработка семян растений показала положительные результаты практически во всех климатических зонах Земли и при различных условиях выращивания. Но самым важным и ценным для нас является мнение наших садоводов и фермеров, которые видят и верят только в то, что растет у них на грядках в огороде или на балконе, на подоконнике! Активные, инициативные, грамотные садоводы и фермеры уже не один год выращивают на своих участках овощи и цветы из семян, обработанных плазмой. Они получают хорошую прибавку урожая редиса, моркови, капусты, репы, редьки, огурцов, томатов, перца сладкого, баклажанов, свеклы, тыквы, кабачков, зеленных и других культур на тех же участках и при обычных приемах выращивания.

Низкотемпературная гелиевая плазма является одной из самых простых по составу. В ней присутствуют только атомы и электроны гелия. При более высоких температурах (более 7000 К) наряду с однократно ионизованным гелием появляются, двух и трехкратно ионизованные частицы (Не I, II и III), (рис. 1).

Рис. 1. Состав низкотемпературной

слабоионизированной гелиевой плазмы

Рис. 2. Спектр излучения плазмотрона сельскохозяйственного назначения СУПР-М (рабочий газ – гелий), приведенный к максимальному значению на длине волны 587,6 нм

К биологически активным компонентам низкотемпературной гелиевой плазмы, способным инициировать различные биологические реакции относятся: гелий (находящийся в метастабильном состоянии и обладающий избытком энергии, которая может быть передана облучаемому биологическому объекту); свободные электроны, атомы и радикалы, спиновая релаксация радикалов (которая является одним из основных процессов, определяющих вероятность рекомбинации); возбужденные частицы, УФ-излучение (преимущественно В-УФ), слабые и сверхслабые электромагнитные поля и другие, менее значимые компоненты.

В наших экспериментах при применении гелия в качестве рабочего газа с/х плазматрона СУПР максимум сплошной составляющей находился примерно на участке длин волн 680-700 нм, что согласно закону смещения для теплового излучения соответствует температуре 4140-4262 К, а наиболее яркие линии излучения гелия - на длинах волн: 294,5; 318,7; 388,9; 402,6; 447,1; 471,3; 492,2; 501,6; 587,6; 655,5; 667,8; 706,5 нм (рис. 2).

В потоке плазмы выделяются спектры излучения, способные оказать стимулирующий эффект на семена с/х культур, который проявляется: в ускорении темпов роста колеоптилей и корешков зародышей; в повышении лабораторной всхожести семян, урожайности и качества урожая. Но семена различных культур и сортов по-разному реагируют на обработку плазмой и имеют характерные спектры люминесценции, которые можно измерить и по их параметрам определить биостимулирующий эффект. Облучение плазмой так же приводит к генерации свободных радикалов в семенах, молекулярная структура которых отличается от контроля [2].

AS THE LOW-TEMPERATURE HELIUM PLASMA SOURCE OF BIOACTIVATION OF SEEDS

Gordeyev Y.A.

Branch "RGUTiS" in Smolensk,

1. Гордеев Ю.А. Стимулирование биологических процессов в семенах растений излучениями низкотемпературной плазмы. Монография – Смоленск: 2008. – 196 с.

Недавно, обходя полки семян в одном из торговых центров, натолкнулась на обычные с виду пакетики, на которых яркими буквами было написано: плазменные семена. Огородничаю я уже лет двадцать, а с таким ноу-хау столкнулась впервые. Мое дачное любопытство подогревалось ценой того самого пакетика. Стоил он в несколько раз дороже обычных семян томатов.

А потом я стала копать. В прямом и переносном смысле. Сперва перелопатила тонну информации, а потом воткнула в землю плазменную рукколу и петрушку.

Нежгучая плазма

И никакой химии

Разработчики технологии плазменной обработки обещают, что после таких манипуляций всхожесть семян увеличивается и достигает более 93-96%. Для сравнения: 80% всходов от посеянного уже считается отличным результатом. Уменьшается заболеваемость и повышается иммунитет растений. А все потому, что при плазменной обработке происходят процессы обеззараживания семян, появляется устойчивость к поражению грибковыми и бактериальными заболеваниями. И как следствие, снижается или даже полностью исключается применение химических средств — фунгицидов, гербицидов, пестицидов, инсектицидов.

У растений, выросших из таких семян, на 30-50% повышается урожайность. И даже повышается пищевая ценность урожая — увеличивается содержание витаминов, белков, микро — и макроэлементов в плодах.

Но одно из главных преимуществ плазменной обработки — полное отсутствие химических соединений, безвредность для семян, длительность воздействия — эффект сохраняется до 2 лет (хотя обработку проводят не позднее чем за 7 месяцев до посева). Такова официальная информация. Питерские ученые работают по данным технологиям с 1991 года и имеют множество патентов, подтверждающих эффективность заявленных технологий.

Народные методы

Некоторые дачники-экспериментаторы решили махнуть рукой на запатентованные технологии и рискнуть повысить всхожесть и урожайность семян подручными методами — с помощью обычной кухонной микроволновки. Тут весь расчет на микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение — электромагнитные волны длиной от одного миллиметра до одного метра. Каждый пакетик семян ровно минуту прожаривают в микроволновке. Говорят, и после такой обработки семена всходят очень шустро и отличаются бодрым видом и скорым ростом.

Наш опыт

Дабы наверняка убедиться в эффективности или бесполезности плазменной или микроволновой предпосевной обработки семян, мы решили провести собственный эксперимент. В трех разных горшочках высадили три вида семян рукколы. Третий горшок — контрольный, семена в него посадили обычные, без предварительной обработки усилителями роста, иммуномодуляторами и даже без замачивания. Время покажет, где руккола вырастет кучерявее.

Виды бытовой предпосевной обработки семян

Обеззараживание семян — обязательная процедура. Не надо забывать, что 80% заболеваний овощных культур передается с семенами и только 20% — через почву. Обработку семян проводят, дезинфицируя их раствором марганцовки или соляной кислоты. Иногда используется и метод предпосевной обработки семян перекисью водорода, который способствует повышению их всхожести, улучшению темпов роста и повышению иммунитета. Не нужно обеззараживать семена, если на пакетике указано, что обработка уже проведена или если семена дражированы.

Термообработка семян — самый надежный способ обеззараживания. Прогревание дает практически 100-процентную гарантию освобождения семян от болезнетворных агентов. К примеру, семена тыквы и арбуза прогревают для более быстрого прорастания и ветвления, моркови и капусты — для борьбы с фомозом и бактериозом, лука-севка — для предотвращения стрелкования и профилактики мучнистой росы. Семена различных растений прогревают обычно в течение 5-6 часов, но при разных температурных условиях, которые следует строго соблюдать. В бытовых условиях доступен только один вид термообработки — горячей водой, которую проводят, помещая семена в марлевых мешочках в термос.

Наша справка

Семена, подвергшиеся плазменной обработке, не нуждаются в предварительном замачивании перед посадкой.

Читайте также:

Обработка семян низкотемпературной плазмой

Похожие патенты RU2740815C1

Формула изобретения RU 2 740 815 C1