Влияние магнитного поля на прорастание семян зерновых культур

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Исследования в области теории физического вакуума заставляют пересмотреть сложившееся понимание механизма поглощения энергии полей биологическими объектами.

Сегодня стновится понятно, что главную роль играют геометрические особенности полей. Становится определяющим не уровень энергии, поглощенной веществом, а уровень энергетической насыщенности физического вакуума и особенности его структурной организации. Поэтому воздействие на вещество может проявляться даже при очень низких уровнях поглощаемой энергии и носить не пороговый характер. Полностью механизм влияния искусственных полей на биологические системы еще предстоит раскрыть, но уже ясно, что он мало коррелирует с механизмом поглощения энергии, который демонстрируют нам существующие ныне технические системы, использующие резонансные явления [3]. Было высказано предположение, что чрезвычайно высокая чувствительность биологических объектов к электромагнитным полям обусловлена геометрическими особенностям полей и тем, как асимметрия структуры ДНК соотноситя с асимметрией поля. В двойной спирали ДНК – в этой геометрической особенности ДНК, необходимо искать причину высокой чувствительности живых организмов к электромагнитным полям.

Неоднократно выявлялось влияние крайне слабых переменных магнитных полей на гравитропизм и магнитотропизм растений. Природа биоэффектов, индуцируемых комбинированными магнитными полями с крайне слабыми амплитудами переменной компоненты магнитного поля, остается не ясной.

Влияние комбинированного магнитного поля на жизнедеятельность растений без вмешательства в программу развития растения, опасного непредсказуемостью последствий, особенно актуально в современном мире.

1. Состояние вопроса, актуальность

Актуальность проблем объясняется биофизическими основами

- разработки санитарно-гигиенических норм, связанных с воздействием электромагнитных полей на человека и животных;

- создания новых медицинских технологий при лечении социально - значимых заболеваний;

- создание прибора для увеличения скорости проращивания семян, применяемого в сельском хозяйстве.

Цель работы - экспериментальное исследование механизмов действия слабых комбинированных магнитных полей (КМП) в режиме магнитного параметрического резонанса, а также КМП в условиях экранированного поля Земли на примере зерен пшеницы.

Пророщенная пшеница благотворно влияет на функционирование организма и мягко координируют его работу, уравновешивает и нормализует обмен веществ, повышает иммунитет, стабилизирует и омолаживает все системы организма, способствует рассасыванию различных новообразований.

Данные свойства исследуемого объекта можно использовать при коммерциализации аппарата для ускоренного проращивания пшеницы в быту [1].

Проведение таких экспериментов необходимо для разработки методов оценки влияния электромагнитных излучений, возникающих при использовании комплексов, систем и приборов, в том числе компьютера, на организм человека и окружающую среду, а также для разработки соответствующих средств защиты, в том числе, на основе повышения резервных возможностей человека. Кроме того, результаты решения этих задач могут быть использованы как для создания принципиально новых методов общей магнитотерапии, так и в биотехнологии. Данная работа посвящена выяснению механизмов воздействия слабых и крайне слабых переменных комбинированных магнитных полей на биосистемы.

2. Постановка задачи

Нами были поставлены задачи:

а). Исследовать влияние комбинированных магнитных полей на жизнеспособность биологического объекта пшеницы.

б). Проанализировать скорость проращивания и развитие семян злаковых культур.

в). Оптимизировать аппарат для проращивания пшеницы в условиях комбинированных магнитных полей для достижения максимального эффекта относительно суперпозиции полей.

3. Экспериментальная установка

Данная экспериментальная установка (рис.1) применялась в целях компенсации поля Земли, генерирования вращающегося магнитного поля частотой 50 Гц, создания и поддержки микроклимата, благоприятствующего развитию биосистем.

Рисунок 1. Экспериментальная установка

Токи, текущие в обеих катушках (рис. 2) создают опоясывающие магнитные поля, которые имеют приблизительно одинаковую амплитуду в цилиндрическом объеме, направленное вдоль оси катушки.

Рисунок 2 Распределение магнитного поля в экспериментальной установке

Посередине катушки помещается объект так, чтобы он был по центру катушечной пары, куда ставим чашки Петри с пшеницей.

4. План проведение эксперимента

Для установления влияния полей на прорастание семян мы провели следующие опыты. Поместив в четыре чашки Петри по 30 одинаковых семян пшеницы. Затем мы накрыли их марлей, смоченной водопроводной водой комнатной температуры. Первые три чашки поместили в катушки. Четвертая чашка являлась контрольной – в ней семена не подвергались воздействию вращающегося магнитного поля. Семена в чашках прорастали при одинаковой температуре (~20 °С). В течении недели проверялась скорость прорастания и роста семян. Семена пшеницы, которые уже взошли, из чашки не удалялись, так как наблюдался дальнейший рост корешков: сравнивалась их относительная длина, и выявлялись различия в ростовых изгибах. 5. Полученные результаты

В ходе серии магнитобиологических опытов был выявлен ряд закономерностей:

Таблица 1 результаты Эксперимента №1:

Рисунок 2 Влияние поля Земли и направления вращения магнитного поля на прорастание зерен пшеницы (Triticum)

В целом опыт показал стимулирующее действие левовращательного магнитного поля при отсутствии поля Земли на рост овса (рисунок 3, б)). Однако было выявлено и угнетающее действие в случае правовращающегося магнитного поля как в присутствии, так и в отсутствии поля Земли (рисунок 3, а,б).

Рисунок 3 а) правое вращение магнитного поля в отсутствии поля Земли,

б) левое вращение магнитного поля в отсутствии поля Земли, в) правое вращение магнитного поля в присутствии поля Земли, г) контроль

Таким образом, во вращающемся магнитном поле при отсутствии поля Земли прорастает примерно в 3 раза больше семян, чем в обычных условиях (рисунок 4), и на 63 % больше семян, чем в условиях вращающегося магнитного поля в присутствии поля Земли, где прорастает на 15 % больше семян, чем в обычных условиях, причем, семена во вращающемся магнитном поле в отсутствии поля Земли прорастают примерно в 3 раза быстрее, чем в обычных условиях, и в 1.7 раза быстрее, чем во вращающемся магнитном поле при наличии поля Земли, где они прорастают в 1.8 раза быстрее, чем в обычных условиях.

В тоже время были выявлены видовые особенности реакции семян на магнитно-полевую обработку. В частности, наиболее выраженные эффекты магнитного поля были обнаружены для овса, пшеницы и ячменя [2].

Рисунок 4 а) вращающееся магнитное поле в отсутствии поля Земли,

б) вращающееся магнитное поле в присутствии поля Земли, в) обычные условия

Также были проведены опыты по изучению влияния поля Земли на процесс воздействия вращающегося магнитного поля на прорастание и рост пшеницы (рисунок 7,8)

Рисунок 7 Влияние направления вращения магнитного поля на прорастание зерен пшеницы при наличии поля Земли

Рисунок 8 а), б) правовращательное поле в присутствии поля Земли, в) левовращательное поле в присутствии поля Земли, г) контроль

Таким образом, было выявлено, что вращающееся магнитное поле при наличии поля Земли угнетающе влияет на рост овса (рисунок 7), причем хуже всего растения развиваются в условиях правого вращения магнитного поля, при левом вращении развитие происходит интенсивнее, однако лучше всего в данном опыте растения ведут себя при обычных условиях (рисунок 8).

1. Камалова Ю.Б., Якимов М.В. Аппарат для проращивания семян злаковых растений в условиях комбинированных магнитных полей. Актуальные проблемы науки и техники. Том 2. Машиностроение, электроника, приборостроение. Управление и экономика. Сборник трудов Шестой Всероссийской зимней школы семинара аспирантов и молодых ученых, 15-18 февраля 2011г./ Уфимск. Гос. авиац. Тех. Ун-т.-Уфа: УГАТУ, 2011, с. 69-72

2. Камалова Ю.Б., Якимов М.В. Влияние комбинированных магнитных полей на проращивание семян злаковых растений. Магнитные явления: сб. статей/под ред. проф. Г.В. Ломаева. – Вып. 3. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2011, с. 140-144

3. Косинов Н. В. Биобезопасная электроника. Стратегическое направление электронных технологий. Физический вакуум и природа, №4, 2000, с. 70-79

Физические сведения об электрическом и магнитном полях

Влияние электростатического поля на биологические процессы

Биологические объекты в магнитостатическом поле

Предпосевная обработка семян физическими факторами

Одна из важнейших проблем современного растениеводства – разработка научных основ и эффективных приемов повышения посевных качеств семян. По мнению многих специалистов перспективным является предпосевная обработка семян физическими факторами. В лаборатории Пермского научно-исследовательского института г. Пермь была проведена предпосевная обработка семян сои переменным магнитным полем (ПМП), полем отрицательного коронного разряда (ПОКР) с целью определения оптимального вида обработки, которые позволили бы повысить посевные качества сои.

Во время эксперимента наблюдалось интенсивное развитие микрофлоры, особенно к моменту определения всхожести семян сои в чашках Петри, в которых проращивались семена сои на фильтровальном ложе, что могло быть вызвано изначальной зараженностью семян сои грибами и бактериями. По мнению исследователей, исследуемый режим обработки ПОКР стимулировал не только посевные качества семян, но и интенсивность развития патогенной микофлоры, что затруднило получить достоверные результаты по всхожести семян.

Науку, которая изучает действие магнитного поля на живые существа, называют магнитобиологией. Она сложилась лишь в последние 10—15 лет. В эти годы возрос интерес к биологическому действию магнитного поля. Причиной тому были полеты человека в космос и усиленное применение магнитных полей в промышленности. Рождению новой науки способствовало бурное развитие молекулярной биологии, биохимии и биофизики. Все вещества обладают магнитными свойствами, только выражены они у них в разной степени. Об этом уже более века назад было известно ученому Майклу Фарадею. Наиболее четко эти свойства выражены у железа, кобальта, никеля и некоторых сплавов, а также у систем, по которым течет электрический ток. У большинства веществ эти свойства настолько слабы, что установить их можно лишь с помощью магнитных весов.

При исследовании на магнитных весах вещество помещается в зазор между полюсами электромагнита или вблизи него. Обычно в зазоре, а в особенности вблизи него, магнитное поле неоднородное, т. е. разное по величине и направлению в соседних точках. Если при включении электромагнита вещества притягиваются в область наиболее сильного поля, их называют парамагнитными, а если выталкиваются — диамагнитными. Магнитные свойства биологических объектов зависят от их состава и состояния. Так, например, сухие зерна ржи и пшеницы чаще диамагнитны, но иногда из-за большого содержания в них железа и некоторых микроэлементов они могут быть и парамагнитны.

Магнитобиология выявляет, какие физиологические сдвиги происходят в организме, когда его помещают в поле, отличное от земного (меньше или больше его), и какими изменениями в организме эти сдвиги сопровождаются. Оказалось, что при постепенном снижении напряженности земного магнитного поля (в пределах Москвы оно равно примерно 0,5 Э (эрстед) в 10, 100 и даже в 1000 раз многие растения и животные вовсе не плохо себя чувствуют. Огурцы и редис, например, ускоряют рост, а вот кукуруза и ячмень замедляют. Но если и дальше снижать напряженность магнитного поля и удлинять сроки пребывания в нем живых организмов, у них появляются и развиваются неблагоприятные признаки. У растений начинают утолщаться клеточные стенки, у животных — кожные покровы, клетки начинают неправильно делиться, у некоторых видов почвенных микроорганизмов образуются гигантские клетки, задерживается образование разных тканей в корнях пшеницы (так называемая дифференциация тканей), поверхность покрывается своеобразными опухолями, у мышей начинается облысение. Таким образом, уже сейчас можно утверждать, что магнитное поле Земли необходимо для нормального существования большого числа животных и растений. Открытым остается вопрос о реакции живых организмов на увеличение напряженности магнитного поля по сравнению с земным. Оказывается, что нарисовать общую картину происходящих с организмами изменений нелегко. Например, слабые магнитные поля, в 20—200 раз превышающие силу земного магнитного поля, стимулируют рост корней растений, подавляют потребление кислорода и выделение углекислоты на первых этапах прорастания семян. Поля, в тысячи раз превышающие земное, тормозят рост растений и многих микроорганизмов, задерживают развитие злокачественных опухолей, препятствуют нормальному ходу клеточного деления, вызывают нарушение кровообращения и расстройство деятельности выделительной, кроветворной, нервной и пищеварительной систем у подопытных животных (белых мышей и крыс). В зависимости от величины напряженности поля, длительности пребывания в нем организма и его состояния (молодой организм или старый, находится он в покое или в состоянии активной деятельности) последствия пребывания в поле могут быть обратимыми или необратимыми. Таким образом, изучение влияния электрического и магнитного полей на растительный организм позволяет предположить, что:

1. Любой фактор внешней среды, как бы слаб и незначителен на первый взгляд он ни был, оставляет свой след в процессе эволюции живых форм.

2. Оно дает возможность ученым еще с одной стороны заглянуть в тайны организации жизни, открывает исследователям новые, еще не изученные способы построения магниточувствительных систем.

3. Указывает на не использованные до сих пор резервы сельскохозяйственного производства путем стимулирования способности к прорастанию под воздействием электромагнитных полей. Это можно отнести к достоинствам предлагаемого нами подхода, поскольку снижается степень химического воздействия на посевной материал (например, воздействие стимуляторов прорастания и удобрений) и значительно сокращается время обработки посевного материала.

Таким образом, предлагаемый нами подход (см. основную часть) выгодно отличается от традиционных методов, позволяя повысить степень и скорость прорастания посевного материала (см. заключение), улучшить условия для начала вегетационного периода сельскохозяйственных растений, минимизировать или вовсе устранить действие неблагоприятных абиотических факторов, которые могут оказать негативное влияние на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

Актуальность исследовательской работы. Человек всегда значительно зависел от культурных растений. Первобытный человек, находя растения со съедобными плодами, семенами, корнями, позднее стал выращивать их вблизи своего жилища. При этом он заметил, что уход за растениями (рыхление почвы, полив, уничтожение сорняков и вредителей) увеличивает и улучшает урожай. Кроме того, происходил постоянный отбор особей с наиболее ценными свойствами, поскольку именно они являлись самым качественным посевным материалом. Прежде всего, культурные растения мы используем в качестве продуктов питания и кормов, также культурные растения используются в качестве сырья для промышленности и в декоративных целях.

Человек придумал множество способов увеличение скорости и степени прорастания семян культурных растений, например, различные химические удобрения. Но эти способы малоэффективны и небезопасны как для здоровья человека, так и для самих растений, например, это использование химических удобрений при поливки растений.

Успехи человечества в таких отраслях науки, как физика, на наш взгляд могут помочь человеку в решении этих задач. Особый интерес представляет исследование влияния электрических и магнитных полей.

Цель исследовательской работы: исследование влияния электрических и магнитных полей на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

Объектом исследования является влияние физических факторов на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

Предметом исследования является влияние электрических и магнитных полей на скорость и степень прорастания семян.

Гипотеза исследовательской работы: воздействие электростатически заряженной воды, омагниченной воды, магнитного поля положительно повлияет на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

Задачи исследовательской работы:

• На основе анализа информационных источников выяснить какое влияние оказывают электрические и магнитные поля на биологические процессы.

• Разработать эксперимент по исследованию влияния заряженной воды, омагниченной воды и магнитного поля на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

• Провести экспериментальные исследования.

• Проанализировать результаты экспериментов.

Практическая значимость исследования заключается в том, что заряженная вода, омагниченная вода, магнитное поле ускоряют процесса роста и развития семян культурных растений. Результаты исследования могут быть использованы как садоводами, так и в промышленных условиях.

Этапы экспериментальной работы по изучению влияния электростатического воздействия на прорастание семян культурных растений

1этап. Посадка семян

Семена высевались 2-х культур: гороха (по 15 штук семян в каждой группе), салата (по 30 штук семян в каждой группе) в 6 абсолютно одинаковых контейнерах (3 группы по 2 культуры). В контейнеры помещалось одинаковое количество земли. Семена в каждом контейнере располагались одинаково (по одной схеме). Контейнеры были выставлены на подоконник и при каждом поливе (т. е. каждые 2-3 дня) менялись друг с другом местами по часовой стрелке для обеспечения равноценности в освещении и обогреве.

2 этап. Процесс полива

Полив каждой культуры осуществлялся каждые 2-3 дня положительно, отрицательно, нейтрально заряженной водой. Для полива каждого контейнера бралась предварительно отстоявшаяся водопроводная вода комнатной температуры. Полив каждой культуры производился водой объёмом 60 мл. Во все 3 бутылочки для полива были помещены одинаковые кусочки фольги. В 2 бутылочках фольга соединялась проводниками с кондукторами электрофорной машины, так что вода во время полива полностью покрывала эти пластины. Во время полива стойки кондукторов электрофорной машины были расположены вертикально. Полив производился с 80 по 100 оборот ручки электрофорной машины.

3 этап. Сбор данных

Этапы экспериментальной работы по изучению влияния воздействия магнитного поля на прорастание семян культурных растений

1этап. Посадка семян

Посадка семян 3-х культур: гороха (по 15 штук в каждый контейнер), фасоли (по 7 штук в каждый контейнер), петрушки (по 100 штук в каждый контейнер) в 9 абсолютно одинаковых пластиковых контейнера (3 группы*3 культуры). Все 3 группы 3-х различных культур во время эксперимента находились в абсолютно одинаковых условиях: при одинаковой температуре и освещении .

2 этап. Процесс полива

Каждая культура была разделена на 3 группы:

1) семена, полив которых осуществлялся обычной, не подвергавшейся воздействию магнитного поля водой;

2) семена, полив осуществлялся омагниченной водой;

3) семена, находящиеся под постоянным воздействие магнитного поля, но полив этих семян осуществлялся обычной, не подвергавшейся воздействию магнитного поля водой. Полив семян каждой из 3-х групп осуществлялся каждые 3 дня .

3 этап. Сбор данных

Результаты фиксировались ежедневно в одно и то же время – 20:00 .

Результаты по 3 группам гороха оказались следующими: в период с 8 февраля по 4 марта 2009 года семена гороха, поливавшиеся отрицательно заряженной водой, дали наибольшее количество проросших семян – 8 ростков; горох, поливавшийся положительно заряженной водой на втором месте – 6 ростков; горох из контрольной группы показал наихудшие результаты – 5 ростков .

Результаты по 3 группам салата оказались следующие: в период с 8 февраля по 20 февраля 2009 года семена салата, поливавшиеся отрицательно заряженной водой, дали наибольшее количество проросших семян – 28 ростков; горох, поливавшийся положительно заряженной водой на втором месте – 25 ростков; горох из контрольной группы показал наихудшие результаты – 23 ростка.

Таким образом, проведенное исследование и полученные результаты полностью подтверждают выдвинутую гипотезу. Проведенные эксперименты подтвердили, что воздействие электростатически заряженной воды, омагниченной воды, магнитного поля положительно повлияло на скорость и степень прорастания семян культурных растений. Исследование предполагало две группы экспериментов:

1. Воздействие электростатического поля через заряженную при помощи электрофорной машины воду на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

2. Воздействие постоянного магнитного поля и омагниченной воды на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

После получения и описания результатов по первой группе экспериментов можно сделать следующие выводы:

1. Воздействие отрицательно заряженной воды в большей степени повышает скорость и степень прорастания семян культурных растений по сравнению с контрольной группой.

2. Воздействие положительно заряженной воды также в большей степени, по сравнению с контрольной группой, влияет на скорость и степень прорастания семян культурных растений.

3. При сравнении двух экспериментальных групп растений: с влиянием положительно и с влиянием отрицательно заряженной воды выяснилось, что вода, заряженная отрицательно, дает больший положительный эффект по отношению ко всем семенам выбранных культурных растений.

Результаты по 3 группам гороха оказались следующие: в период с 5 февраля по 11 марта горох, на дно контейнера, в который он был посажен, лежал магнит, дал наибольшее количество проросших семян – 13 штук; горох, поливавшийся омагниченной водой на втором месте –11 штук; горох из контрольной группы показал наименьший результат – 8 штук.

Во время измерения длины проростков семян гороха были выявлены следующие результаты: наибольшей длины пророста семян достиг горох, на дне контейнера, в который он был посажен, лежал магнит – 17,25 см. Второй результат дал горох, который поливался омагниченной водой – 13,15 см. Наименьший результат дал горох контрольной группы – 10,2 см .

Результаты по 3 группам фасоли оказались следующие: в период с 5февраля по 13 марта фасоль, на дне контейнера, в который она была посажена, лежал магнит, дала наибольшее количество проросших семян – 5 штук; фасоль, поливавшаяся омагниченной водой на втором месте –4 штуки; фасоль из контрольной группы показала наименьший результат – 3 штуки .

Во время измерения длины проростков семян фасоли были выявлены следующие результаты: наибольшей длины пророста семян достигла фасоль, на дне контейнера, в который она была посажена, лежал магнит –25 см. Второй результат дала фасоль, которая поливалась омагниченной водой – 13,3 см. Наименьший результат дала фасоль контрольной группы – 12,5 см .

Результаты по 3 группам петрушки оказались следующие: в период с 05февраля по 13 марта петрушка, на дне контейнера, в который она была посажена, лежал магнит, дала наибольшее количество проросших семян –80 штук; петрушка, поливавшаяся омагниченной водой на втором месте –40 штук; петрушка из контрольной группы показала наименьший результат – 30штук

Во время измерения длины проростков семян фасоли были выявлены следующие результаты: наибольшей длины пророста семян достигла петрушка, на дне контейнера, в который она была посажена, лежал магнит –7 см. Петрушка, поливавшаяся омагниченной водой и петрушка контрольной группы на последний день эксперимента дали одинаковый результат, но в процессе роста и развития этих растений, интенсивней развивалась петрушка, поливавшаяся омагниченной водой .

После получения и описания результатов по второй группе экспериментов можно сделать следующие выводы:

1. Проведенное исследование позволяет сделать вывод о том, что большую скорость и степень прорастания имели семена экспериментальной группы: находившиеся под постоянным воздействием магнитного поля и полив которых осуществлялся предварительно омагниченной водой.

2. Наибольшую скорость и степень прорастания имели семена экспериментальной группы, находившиеся под постоянным воздействием магнитного поля.

3. Постоянное магнитное поле и омагниченная вода значительно ускорили рост бобовых растений.

Проведенное исследование позволяет вынести некоторые практические рекомендации:

1. Магнитное поле и магнитная воронка могут быть использованы в практике сельского, фермерского и приусадебного хозяйств для увеличения скорости и степени прорастания семян культурных растений.

2. Электростатически заряженная вода может быть использована в практике сельского, фермерского и приусадебного хозяйств для увеличения скорости и степени прорастания семян культурных растений.

3. Комплексное использование магнитного и электростатического полей позволит существенно увеличить скорость и степень прорастания семян культурных растений, однако это требует более детального изучения и экспериментальной проверки.

В задачу проведения исследований по влиянию электрофизических способов обработки на посевной материал входило изучение электрофизических свойств зерна пшеницы, выявление доз, вида и характера воздействий, вызывающих устойчивость к болезням и вредителям, а также выносливость к неблагоприятным факторам, укрепление растений, как на ранних этапах развития, так и в последующих периодах роста.
В полевых условиях на Опытном поле ФГБОУ ВПО Волгоградского ГАУ исследовано влияние стимуляции электромагнитным полем различных параметров на энергию прорастания и всхожесть семян озимой пшеницы.
Для опытов был взят сорт озимой пшеницы Донской сюрприз, разновидность – лютесценс. Повторность в опытах трехкратная, размещение делянок систематическое. Норма высева составила 3,0 млн. всх. семян/га; глубина сева, ширина междурядий – классическая: h = 6 см, H = 15 см (СЗ-3,6). Срок сева – оптимальный для данной почвенно-климатической зоны (светло-каштановые почвы правобережья Волги) – 2-я декада сентября.
Для соблюдения точности и чистоты эксперимента в схему опыта был введен вариант с необработанным семенным материалом – контроль (чистый посев), а также, чтобы исключить гипотетическую вероятность влияния стимуляций химической природы, а не искомой электрофизической – был введен вариант с добавлением к контролю стартовых доз минерального питания. Удобрение NPK (азофоска) вносилось в расчетной дозе по необходимому элементу питания для растений на первых этапах органогенеза – фосфору – P20. Сев проводился с обязательным прикатыванием посевов.
Установлено, что последствия электрофизического воздействия начинают проявляться уже на первых этапах развития растений. Через 48 часов 72 % семян‚ подвергшиеся электрофизическому воздействию, имели проросток длиной до 1,0 см, 18 % – до 1,5 см с тремя активными корешками, в то время как семена двух других вариантов лишь слегка набухли (увеличились в объеме).
На 5 сутки семена, прошедшие электрофизическую стимуляцию определились дружными всходами, на
11 сутки взошли семена с химической стимуляцией (с внесением удобрений), а на 14-15 сутки отметились всходы контроля (рис. 1).

Рисунок 2. Влияние предпосевной обработки семян тритикале на
динамику их энергии прорастания
Наименьшее количественное обилие проросших семян зафиксировано в варианте с использованием переменного электрического поля при расстоянии до обрабатываемого слоя 7 см – 4,3%. На контроле энергия прорастания в среднем составила 7%. При стимуляции семян переменным электрическим полем на расстоянии до слоя 0,7 см (вариант 2) и постоянным электрическим полем коронного разряда с расстоянием до слоя 0 см (вариант 3) этот показатель оказался значительно выше по сравнению с контролем – 23,0 и 28,5% соответственно.
На третьи сутки наблюдений количество проросших семян, среди обработанных, увеличилось в среднем в 2,1…2,6 раза по сравнению семенами, не подвергавшимися воздействию электрического облучения.
Скорость и дружность прорастания посевного материала, подвергшегося влиянию электрического воздействия, на четвертые сутки эксперимента несколько выровнялась. Оптимальным режимом в этом отношении оказался вариант 2, где дружность развития семян составила 96,0%. В вариантах 1 и 3 энергия прорастания составила 92,5 и 92,0% соответственно, при этом на контрольном варианте данный показатель был в два раза ниже.
Визуальная картина проведенных экспериментов по выявлению скорости и дружности прорастания, а также определения энергии всхожести представлена на рисунке 3. На рисунке представлены результаты исследований по воздействию на семена тритикале переменным электрическим полем и импульсными воздействиями по сравнению с контрольными образцами.

Рисунок 3. Влияние облучения семян электрическим полем
на всхожесть, %
Из представленных данных четко видно стимулирующее действие электрической обработки зерна. Предполагается, что в момент воздействия электрическим полем внутри семени происходит перераспределение электрических зарядов, что, в свою очередь, изменяет ход физико-химических процессов, влияющих на последующий рост и развитие растений. Анализ материалов по изменению всхожести семян выявил следующие результаты. Наиболее отзывчивы семена на облучение переменным электрическим полем с расстоянием до слоя 0,7 см (рис. 4). Здесь нормально проросших семян в пробе оказалось 98,7%, что на 4% больше, чем в контрольном варианте. Всхожесть семян на других вариантах практически не отличалась от таковых в контроле.

Рисунок 4. Влияние облучения семян электрическим полем на
всхожесть, %:

1 – контроль;

2 – переменное электрическое поле с расстоянием
до обрабатываемого слоя 7 см;

3 – переменное электрическое
поле с расстояния до обрабатываемого слоя 0,7см;

4 – постоянноеэлектрическое поле коронного разряда

с расстояние дообрабатываемого слоя 7 см
На основании проведенных лабораторных наблюдений выявлен оптимальный режим электрообработки посевного материала. Высокий результат стимулирующего воздействия объясняется увеличением хода биологических процессов в семени за счет получения дополнительной энергии при обработке.
Для предварительной оценки практической применимости предлагаемого способа предпосевной стимуляции были проведены поисковые эксперименты. При проведении исследований реализовывались следующие виды обработок:
1. электрическими импульсами с различными значениями энергий одного импульса, различными частотами следования воздействующих импульсов;
2. высокочастотным высоковольтным разрядом с постоянными значениями амплитуды воздействующего напряжения и частоты следования этих разрядов.
В ходе экспериментов выявлено, что эффект воздействия электростимуляции на всхожесть семян зависит не только от дозы возмущающего фактора, но также и от состояния (то есть чувствительности к воздействию) семян. Прием предпосевной обработки в электрическом поле эффективен для семян с пониженной всхожестью, но высокой жизнеспособностью. Полученные данные свидетельствуют, что чем больше разница между всхожестью семян и их жизнеспособностью, тем выше эффективность данного приема.
По результатам поисковых экспериментов можно сделать следующие заключения:
1. Ввиду значительного сопротивления зерновой массы семена зерновых рекомендуется увлажнять перед обработкой.
2. Во избежание огрехов, при воздействии полем дугового разряда следует строго соблюдать однослойное распределение зерна в обрабатываемой массе.
Активизация начальных этапов развития семян, подвергшихся воздействию электрического поля, приводит к изменению морфологических характеристик проростков (табл. 2, 3, рис. 2, 8) У вегетирующих растений происходит удлинение первых междоузлий, формируется более мощная, по сравнению с контролем, корневая система. Очень важным для условий аридной зоны является тот факт, что рост корней способствует более быстрому укоренению растений, лучшему использованию ими весенней влаги и питательных веществ.

Степень влияния электростимуляции зависит от режима обработки. Лучшие результаты зафиксированы с использованием импульсного тока, особенно при воздействии на семена в течение 120 секунд. Наблюдаемое при этом повышение морфофизиологических показателей проростков, несомненно, способствует увеличению урожайности.

Рисунок 6. Зависимость влажности обрабатываемого слоя
зерен овса, кукурузы, пшеницы озимой, ячменя от дозы
воздействующей энергии
В современной литературе имеется материал, свидетельствующий о возможности управления фитосанитарным состоянием и формирования элементов продуктивности сельскохозяйственных культур через применение электрофизических методов. К их числу относится предпосевная обработка семян в электрическом поле. Использованием данного приема достигается повышение устойчивости семян к стрессовым факторам, вследствие снижения электропроводности.
Стимулирующее влияние электрического поля на семена включает регуляторные изменения на всех уровнях организации растительного организма. Следствием этих изменений является формирование устойчивости растений к комплексу вредных факторов, в том числе к хозяйственно опасным вредителям и инфекционным заболеваниям.
В ходе экспериментов установлено, что электрообработка посевного материала способствует снижению численности и вредоносности фитофагов на 46,5-68,3 % и 13,1-88,5% соответственно (табл. 2.4). Причем эффективность данного приема в защите растений от разных вредителей находится в прямой зависимости от режима обработки.

Наиболее высокие результаты показали:
- против хлебных блошек и меромизы – переменное электрическое поле с экспозицией 120 секунд;
- против шведской мухи – переменное электрическое поле с экспозицией 60 секунд;
- против пшеничного трипса – постоянное импульсное поле с экспозицией 60 секунд.
Электростимуляция семян зерновых культур относится к числу приемов, способствующих решению задачи минимизации в агробиоценозах вредителей и максимальной циркуляции энтомофагов.
Электроимпульсная обработка посевного материала независимо от параметров воздействия отрицательно сказывается на развитии семенной инфекции. Лучшие результаты показывают электризация семян переменным полем в течение 60 секунд, обеспечивающее подавление патогенов на 5,5…27,2%. В наибольшей степени данный режим предпосевной обработки семян сказывается на представителях рода Helmintosporium, Fusarium. Спустя семь суток после облучения мицелий данных грибов был стерильным, и в дальнейшем споруляции не наблюдалось (рис. 7).

Рисунок 7. Воздействие электростимуляции посевного материала на развитие семенной инфекции

1 – контроль,

2 – постоянное электрическое поле,

60 сек.,

3-то же, 120 сек.,

4 – переменное электрическое поле, 60 сек.,

5 – то же, 120 сек.,
6 – постоянное импульсное электрическое поле, 60 сек.

Воздействие на семена электростатического поля способствует повышению иммунности и устойчивости посевов зерновых культур к хозяйственно опасным инфекционным заболеваниям (таблица 4, а и б). В наибольшей степени повышается чувствительность растений к листостеблевым патогенам. Так, при поражении листьев гельминтоспориозом и септориозом, на них образовывалось небольшое количество некротических пятен, и, в дельнейшем развитие указанных болезней не наблюдалось. Более эффективным оказалось действие переменного электрического поля с экспозицией 60 секунд – интенсивность развития листостеблевых инфекций снижалась: ячмень на 5-, тритикале– 5,4…10,8%. Постоянное электрическое поле в меньшей степени сказывалось на иммунности растений. Следует отметить, что увеличение экспозиции до 120 секунд приводит к снижению интенсивности развития листостеблевых патологий на 4,2…11,5%.
Наименее отзывчивы к использованию электрофизического метода возбудители корневых гнилей. Воздействие на семена электромагнитными полями разных параметров обеспечивает снижение развития заболеваемости вегетирующих растений на 3,1…4,2%.
Наряду с оптимизацией фитосанитарного состояния посевов при предпосевной обработке семян электрическим полем выявлено стимулирующее действие его на структуру урожая зерновых культур (таблица 5).

Таким образом, обработка посевного материала электрическим полем оказывает положительное влияние на все элементы структуры урожая. Наибольший эффект, причем комбинировано по всем показателям, достигается при использовании постоянного электрического поля (рис. 8).

Рисунок 8. Влияние электростимуляции посевного материала на развитие растений яровой пшеницы
Учитывая неблагоприятные погодные условия в период налива зерна, более высокие показатели массы 1000 на вариантах с применением постоянного электромагнитного поля свидетельствуют о повышении общего уровня засухоустойчивости растений.
А.И. Беленков, д. с.-х. н., Российский ГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева
И.В. Юдаев, д. техн. н., Азово-Черноморский инженерный институт Донского ГАУ

В настоящее время всеми признаётся, что многие процессы в биосфере зависят от космических условий и, в первую очередь, от состояния магнитосферы. Биологическое действие магнитных полей - одна из наиболее актуальных проблем современности. Интерес к этому влиянию диктуется самой жизнью. Изменение условий окружающей среды и современный темп жизни делают человека всё более чувствительным к раздражителям, например, к электромагнитным полям, действие которых распространяется на всё живое земли. В этом отношении проведение исследований в данной сфере современно и необходимо.

Исследованиями различных учёных быль установлено, что магнитное поле в большом диапазоне частот небезразлично для растений. Нами были проведены опыты с целью исследования биологического действия постоянного слабого магнитного поля на процесс прорастания семян травы Колумба.

Задачи исследования: контроль над протеканием опытов и регистрация необходимых параметров измерений - энергии прорастания семян; показателей всхожести семян и жизнестойкости проростков; изменение длины корешков и побегов проростков.

Объектом исследования является трава Колумба (Sorghum almum Parodi) - многолетняя кормовая культура, относящаяся к семейству мятликовых (Poaceae) и роду Sorghum Pers.

Было отобрано 500 здоровых жизнеспособных семян исследуемой культуры. Семена проращивались при естественной ориентации в гравитационном поле Земли в чашках Петри на фильтровальной бумаге, подпитываемой водопроводной водой. Использовали пять образцов (по 100 семян в каждой чаше Петри), из которых четыре подвергались воздействию магнитного поля, а один являлся контрольным. В качестве источников слабого магнитного поля применялись кольца постоянных магнитов, равные между собой по силе воздействия. Ежедневно проводился контроль за прорастанием семян. Через 5-7 дней определялся процент проросших семян, длина корешков и побегов проростков.

Определение роста проводилось измерительной миллиметровой линейкой через каждые сутки от начала всходов до окончания наблюдений. Результаты измерений заносились в таблицу.

Опыт закладывали в четырёх повторностях. После каждой повторности опыта результаты, полученные по опытным экземплярам, сравнивали с контрольными. В итоге был сделан общий вывод о стимулирующем и угнетающем действии магнитного поля на процесс прорастания семян исследуемой культуры.

Результаты представлены в табл. 1-8.

Данные по энергии прорастания семян (1-й результат)

Количество проросших семян, %