Энергоэффективность низкоинтенсивного лазерного излучения в сельском хозяйстве
Методически при обработке продуктов сельского хозяйства мы считаем необходимым учитывать следующее:
- рассмотрение низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) как внешнего фактора, способствующего лишь запуску физиологических реакций;
- дозозависимый характер эффектов от облучения объекта- эффект от действия НИЛИ в ближней инфракрасной области спектра вызывает только оптимальная доза воздействия;
- различного отклика объекта на лазерное излучение в зависимости от его исходного состояния, всхожести, размеров, зрелости и т.д.;
- в импульсном режиме излучения с длительностью импульса 10-7 с и менее эффекты выше при дозах в 100-1000 раз меньших;
- нагрев массы продукта на единицы градусов и десятки градусов- в импульсе;
- отсутствие специфической зависимости биологического действия НИЛИ от длины волны падающего излучения: эффекты проявляются во всем спектральном диапазоне от 0,337 мкм до 10,6 мкм.
- неравномерное распределение излучения на плоскости, перпендикулярном оси излучателя - плоскости потока семян (в данном сообщении не обсуждается);
- эффект переоблучения;
- эффект последействия;
- конечный эффект от действия излучения- в поле, хранилище.
Разработана научная концепция стратификации семян сахарной свеклы, основанная на известном положении о том, что при воздействии низкоинтенсивным лазерным излучением в биологических эффектах в качестве первичного действующего фактора выступает селективный нагрев;
предложена и обоснована по энергетическим и экономическим показателям новая технологическая операция- оптическая стратификация дражированных семян сахарной свеклы с использованием низкоинтенсивного лазерного инфракрасного излучения;
осуществлено теоретическое обоснование параметров и экспериментально обоснованы режимы оптического стратификатора;
доказано влияние обработки дражированных семян низкоинтенсивным инфракрасным лазерным излучением на урожайность сахарной свеклы: семена быстрее на 4…7 дней всходят, максимальный прирост массы корнеплода следует считать при мощности импульса 0,3…0,4 Вт. В производственных условиях обработка семян дает прирост урожая до 13%;
введены понятия”эффект переоблучения” и “ эффект последействия” для дражированных семян сахарной свеклы после их облучения.
доказано соответствие концепции (концептуальной модели) действия низкоинтенсивного лазерного инфракрасного излучения на поток дражированных семян сахарной свеклы в лабораторных и полевых (производственных) условиях, обеспечивающего опережающие всходы семян на 4…7 дней и прирост урожая до 13%.
изложены теоретические, экспериментальные лабораторные, полевые и производственные результаты влияния обработки дражированных семян низкоинтенсивным инфракрасным лазерным излучением на урожайность сахарной свеклы;
раскрыты теоретические аспекты и приведены экспериментальные результаты взаимодействия низкоинтенсивного лазерного инфракрасного излучения с потоком дражированных семян и их взаимосвязь с качеством и урожайностью сахарной свеклы, заключающиеся в отсутствии сильнокоррелированной связи между откликом и дозой излучения, при наличии оптимальных значений сочетания мощности излучения и времени его воздействии для максимальных значений отклика.
изучены эффективные режимы стратификации дражированных семян сахарной свеклы низкоинтенсивным лазерным инфракрасным излучением и условия их осуществления в лабораторных и полевых условиях;
проведена модернизация технологии сева и экспериментальная и производственная проверка (испытания) оборудования для оптической стратификации дражированных семян сахарной свеклы.
Аналогичные исследования проведены на яблоках, картофеле, горохе, молоке, землянике и других продуктах в процессе их производства и хранении.
Разработана и внедрена технологическая операция стратификации дражированных семян сахарной свеклы низкоинтенсивным лазерным инфракрасным излучением: на опытном поле ФГУП «Учхоз-племзавод «Комсомолец», Мичуринский район Тамбовской области на площади 0,032 га; на производственном поле ИП «Каширин А.В.», Мичуринский район Тамбовской области на площади 2,5 га; в СПК «Русь» Советского района Курской области на площади 80 га., показавшие ее энергетическую и экономическую эффективность.
Определены рациональные дозы облучения по мощности и времени воздействия при приросте всхожести более 60%: для времени экспозиции 7…10 c мощность импульса излучения 0,3…0,5 Вт, а для времени 7…50 c - мощность 0,36…0,5 Вт. Реальное значение времени и мощности определяется для каждой партии семян;
Создана конструкция оптического стратификатора дражированных семян сахарной свеклы для предпосевной обработки семян, обеспечивающей сев не менее чем на 1000 га в сезон;
Аналогичное действие- на яблоках и картофеле- при хранении, а также горохе. Облучение молока приводит к замедлению развития бактерий, повышающих кислотность, на 5 часов.