Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 9
1.1 Народнохозяйственное значение сахарной свеклы 9
1.2 Способы предпосевной обработки семян 10
1.3 Предпосевная обработка семенного материала озоном 19
1.4 Влияние озона на семена сахарной свеклы 23
1.5 Анализ конструкции и путей совершенствования электроозонаторов ...25
1.6 Задачи исследования 36
2 Обоснование параметров разрядного устройства электроозонатора 37
2.1 Исследование влияния параметров электроозонирования и времени отлежки на энергию прорастания семенного материала 37
2.2 Исследование влияния параметров электроозонирования и времени отлежки на всхожесть семенного материала 47
2.3 Определение факторов, влияющих на производительность электроозонатора 56
2.4 Теоретическое обоснование применения разрядных устройств пластинчатого типа 58
2.5 Электрические процессы, происходящие в электроозонаторе во время разряда 63
2.6 Выводы по второй главе 83
3 Экспериментальное исследование параметров электроозонатора для предпосевной обработки семян сахарной свеклы 85
3.1 Описание экспериментального оборудования 85
3.2 Методика определения концентрации озона 86
3.3 Методика проведения лабораторных исследований по влиянию озонирования на посевные качества семенного материала 93
3.6 Экспериментальное исследование влияния профиля диэлектрических пластин на основные электрические параметры электроозонатора 95
3.7 Выводы по третьей главе 111
4 Технико-экономическое обоснование применения электроозонатора для предпосевной обработки семян сахарной свеклы 112
4.1 Основные этапы технико-экономического обоснования 112
4.2 Расчет экономической эффективности электроозонатора 113
4.3 Выводы по четвертой главе 123
Общие выводы 124
Список использованных источников 126
Приложения 143
- Анализ конструкции и путей совершенствования электроозонаторов
- Исследование влияния параметров электроозонирования и времени отлежки на всхожесть семенного материала
- Методика проведения лабораторных исследований по влиянию озонирования на посевные качества семенного материала
- Расчет экономической эффективности электроозонатора
Введение к работе
В настоящее время сельское хозяйство играет важную роль в экономике Россию. Здесь сконцентрировано 13% основных производственных фондов и 14% трудовых ресурсов, производится около 6% валового внутреннего продукта [116]. Кроме того, развитие сельского хозяйства - это вопрос экономической безопасности страны. На современном этапе эту проблему целесообразно решать за счет интенсивных факторов развития производства, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики на основе радикальных изменений производственно-экономических отношений в обществе. Перед специалистами и учеными стоит важнейшая задача - увеличение производства продукции растениеводства, в том числе сахарной свеклы.
Возделывание сахарной свеклы, являющейся основным отечественным сырьем для производства сахара, занимает важное место в деятельности агропромышленного комплекса Кубани. Площадь ее посевов здесь в 2005 г. составила 160 тыс. га, а валовой сбор при средней урожайности 360 ц/га превысил 6 млн. т, что при переработке позволило получить более 1 млн т сахара. В настоящее время до 60% площадей под сахарной свеклой засевается импортными семенами, основным преимуществом которых является их высокая урожайность. Им отдается предпочтение, несмотря на то, что отечественные семена имеют в четыре раза меньшую стоимость и полученные из них корнеплоды могут храниться более продолжительное время с меньшей потерей сахаристости, что очень важно, так как позволяет хозяйствам меньше зависеть от сахарных заводов. Таким образом, улучшение посевных качеств отечественного семенного материала с целью повышения урожайности сахарной свеклы и благодаря этому достижение им конкурентоспособности в сравнении с импортными семенами является актуальной народнохозяйственной задачей.
Эта задача может быть решена путем эффективной предпосевной обработки семян сахарной свеклы. Одним из перспективных электрофизических методов такой обработки, позволяющим значительно повысить урожайность дан-
5 ной культуры, является обработка семян сахарной свеклы озоном. Это в свою очередь вызывает необходимость совершенствования конструкции существующих озонаторов для применения их в рамках предлагаемого метода обработки семенного материала.
Поэтому разработка и исследование рациональных режимов предпосевной обработки семян сахарной свеклы озоном для повышения посевных качеств семенного материала и создание электроозонаторов, соответствующих техническим требованиям такой обработки, является актуальной задачей.
Цель работы - повышение производительности и стабильности работы электроозонатора барьерного типа для предпосевной обработки сахарной свеклы озоном.
Объект исследования - посевные качества семян сахарной свеклы, разрядное устройство электроозонатора барьерного типа.
Предмет исследования - зависимости производительности и стабильности работы электроозонатора от параметров конструкции разрядного устройства; режимы и параметры предпосевной обработки озоном. Задачи исследования
Получить регрессионные модели влияния параметров электроозонирования на посевные качества семян сахарной свеклы.
Экспериментально определить рациональные режимы и параметры предпосевной обработки семян сахарной свеклы озоном.
Разработать математическую модель влияния профиля диэлектрических пластин разрядного устройства на производительность электроозонатора барьерного типа.
Экспериментально установить зависимости влияния профиля диэлектрических пластин на производительность и стабильность работы электроозонатора и определить адекватность математической модели. Разработать электроозонатор с повышенной производительностью и стабильностью для обра-
ботки семян сахарной свеклы озоном.
5. Произвести технико-экономическое обоснование применения предпосевной обработки семян сахарной свеклы.
Методы исследований. В работе использованы основные положения теории электротехники, теория электрического разряда, методика планирования эксперимента, методы теории вероятностей и математической статистики, программное обеспечение STATISTICA 6.0, Microsoft Office, MathCAD Professional 2001.
Научную новизну работы составляют:
Регрессионные модели влияния концентрации озона, времени обработки и времени отлежки на энергию прорастания и всхожесть семян сахарной свеклы.
Закономерности влияния конструкционных параметров разрядного устройства на производительность и стабильность работы электроозонатора.
3. Математическая модель оптимизации профиля диэлектрических пластин разрядного устройства и частоты тока.
Новизна технических решений подтверждена двумя патентами РФ. Практическую значимость работы составляют:
режимы и параметры предпосевной обработки семян свеклы, позволяющие улучшить их посевные качества;
результаты экспериментальных исследований, позволяющие определить концентрацию озона, продолжительность времени обработки и отлежки семян сахарной свеклы, максимально повышающие энергию прорастания и всхожесть посевного материала;
- математические модели, позволяющие определить оптимальный про
филь диэлектрических пластин разрядного устройства электроозонатора для
повышения его производительности и стабильности работы;
вольтамперные характеристики разрядного устройства электроозонатора с применением профилированных диэлектрических пластин, доказывающие повышение его производительности и стабильности работы;
электроозонатор с повышенной производительностью и заданной стабильностью работы, позволяющий производить предпосевную обработку семян сахарной свеклы с заданными режимами и параметрами.
На защиту выносятся следующие основные положения:
регрессионные модели влияния концентрации озона, времени обработки и времени отлежки на энергию прорастания и всхожесть семян сахарной свеклы, позволяющие обосновать повышение посевных качеств семенного материала;
закономерности влияния конструкционных параметров разрядного устройства на производительность и стабильность работы электроозонатора, что дает возможность определить форму и размеры озоногенерирующего блока;
математическая модель оптимизации профиля диэлектрических пластин разрядного устройства и частоты тока, показывающая направления увеличения производительности и стабильности работы электроозонатора.
Реализация результатов исследования. Лабораторные исследования проводились в аккредитованной учебно-научной испытательной лаборатории ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», результаты исследований внедрены в технологический процесс предпосевной обработки семян в ОАО «Тбилисский семенной завод» (Краснодарский край).
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях КубГАУ «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в 2002 и 2004 г.; на межвузовской научной конференции факультетов механизации, энергетики и электрификации «Энергосберегающие технологии и процессы в АПК» в г. Краснодаре (КубГАУ, 2005 г.); на научной конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в г. Зернограде (АЧГАА, 2005 г.); на Российской на-
>
8 учно-практической конференции «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» в Ставрополе (СГАУ, 2005 г.); на всероссийской выставке НТТМ в Москве (павильоны ВВЦ, 2005 г.).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 8 печатных работах, в том числе двух патентах РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемых источников и 2-х приложений. Работа содержит 142 страницы основного текста, 52 рисунка, 10 таблиц. Список используемых источников содержит 155 наименований.
«Считаю необходимым выразить признательность и благодарность первому научному руководителю профессору Андрейчук Валерию Карповичу 1за обучение и определение перспективного направления научных исследований. Выражаю благодарность научному руководителю доценту Нормову Дмитрию Александровичу за поддержку, ценные и конструктивные советы и замечания, которые учтены в ходе работы».
«Автор также искренне признателен профессору Оськину С. В., профессору Григораш О.В., профессору Богдан А.В. за сотрудничество, поддержку и оказание помощи».
9 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ конструкции и путей совершенствования электроозонаторов
В 1857 г. была изобретена трубка для получения озона и впервые использована фирмой «Сименс» в создании установки для очистки питьевой воды [48]. В последующие годы озоновые установки совершенствовались, находили новое применение. В последние десятилетия за рубежом и в России проведены работы по совершенствованию озонаторного оборудования. Созданы озонаторные установки высокой производительности на основе электрического разряда [80]. Однако проблемы в разработке генераторов озона далеко еще не решены, особенно для применения в сельскохозяйственном производстве. Произведем анализ существующих электроозонаторов и работ, связанных с их совершенствованием.
По производительности электроозонаторы можно классифицировать следующим образом: озонаторы большой производительности (более 100 кг/ч), средней производительности (от 5 до 100 кг/ч) и малой производительности (до 5 кг/ч) [19, 48]. Практически все электроозонаторы, используемые для АПК, имеют малую производительность. По конструкционному исполнению различают: секционные, блочные, приборные, лабораторные электроозонаторы. По виду разрядной камеры: трубчатые, пластинчатые, специальные электроозонаторы. По способу охлаждения разрядной камеры: воздушное, водяное, специальное. По способу перемещения электроозонаторы классифицируют контейнерные, стационарные, мобильные, переносные [48].
По мнению многих ученых [18, 19, 48, 74], на производительность электроозонатора оказывает влияние ряд факторов (рисунок 1.2), связанных как с конструкцией, так и с внешними условиями.
Таким образом, наиболее эффективный электроозонатор, в котором учтены все факторы, представляет собой установку большой производительности. Данные установки имеют: систему охлаждения; работают на кислороде; содержат систему подготовки газа, поддерживающую постоянными температуру, влажность, давление, расход газа [18, 19, 74, 77, 78, 129, 131]. Такие установки представляют собой цеха по производству озона, требуют высококвалифицированный обслуживающий персонал, а также капитальных вложений в десятки и сотни миллионов рублей. Следовательно, применение такого рода установок для предпосевной обработки семян сахарной свеклы не только нецелесообразно, так как не имеет технико-экономического обоснования, но и невозможно, в соответствии с особенностями сельскохозяйственного производства.
Создание эффективного электроозонатора для предпосевной обработки, имеющего высокую производительность и стабильность работы, надежность, обладающего мобильностью и низкой стоимостью возможно только путем совершенствования конструкционных параметров.
Созданы озонаторные установки высокой производительности - высокочастотные озонаторы на основе барьерного разряда [79]. Однако, создание высокочастотных установок еще более обострило проблему стабильности производительности, так как чаще стал выход из строя озонаторных камер. Так как озон является одним из сильнейших окислителей, то в озонаторной камере происходит интенсивный износ ее элементов. Как правило, первым из строя выходит диэлектрический барьер - наиболее уязвимый участок озонаторной камеры. Кроме воздействия озона, барьер испытывает разрушения, обусловленные как микроразрядами, так и непосредственно электрическим полем. Совместное воздействие этих факторов приводит к выходу из строя диэлектрического барьера, в итоге к короткому замыканию между электродами озонаторной камеры. Вопрос состоит в том, насколько быстро произойдет разрушение барьера. Согласно данным исследователей [48, 79], микроразряды одной серии равномерно распределяются в разрядном промежутке. Причем расположение микроразрядов предыдущей серии отличается от расположения микроразрядов последующей серии. Имеет место так называемое стохастическое распределение микроразрядов в межэлектродном пространстве. Однако при наличии какого-либо возмущающего фактора однородность разряда нарушается, и начинается интенсивное разрушение диэлектрического барьера [79].
Несмотря на важность этого вопроса, он практически не нашел отражения в научной литературе: в большинстве работ констатируется только сам факт разрушения барьера. Отсутствие анализа причин приводит к единственному, на первый взгляд очевидному, пути решения данной проблемы: использованию новых материалов для диэлектрического барьера (стеклоэмаль, керамика и т. д.) [79]. До некоторой степени использование новых материалов позволяет повысить надежность и ресурс и как следствие стабильность работы озонаторов, но кардинально вопрос не решается.
В патентной литературе [80] описаны безбарьерные озонаторы, работающие на искровом разряде. Такие озонаторы состоят (рисунок 1.4) из двух электродов: один сплошной, другой - секционированный, причем каждая секция подключается к источнику питания через балластную нагрузку. В качестве балластной нагрузки используются либо конденсаторы, либо резисторы. В последнем случае генератор озона может работать и от постоянного напряжения. Представленные результаты для таких озонаторов [80] показывают, что заметная производительность по озону наблюдается при очень высоких скоростях озонируемого газа, т.е. при низкой концентрации озона. С целью повышения концентрации озона был проведен ряд экспериментов с безбарьерным озонатором [80]. Предполагалось, что неэффективность работы озонаторов обусловлена различием по параметрам отдельных микроразрядов барьерного разряда и безбарьерного.
Срок службы предлагаемого озонатора значительно продлевается. Однако стабильность режима работы такого озонатора обеспечивается только при достаточном расстоянии между секциями секционированного генератора. В противном случае в зону пробоя барьера устремляются микроразряды соседних секций и процесс может принять лавинообразный характер [19,48]. Кроме того для данной конструкции, впрочем как и для всех игольчатых озонаторов, характерен износ электродов, что приводит к снижению со временем производительности и стабильности работы.
Исследование влияния параметров электроозонирования и времени отлежки на всхожесть семенного материала
Важным параметром оценки качества семенного материала является всхожесть. В аккредитованной учебно-научной испытательной лаборатории ФГОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» произведен эксперимент по влиянию времени обработки, концентрации озона и времени отлежки на лабораторную всхожесть семян сахарной свеклы. Регрессионный анализ результатов эксперимента представлен в таблице 2.3.
На основании регрессионного анализа построена математическая модель, описывающая взаимодействие факторов и наблюдаемой величины, представлена в виде уравнения регрессии:
Коэффициент детерминации составил 77,9 %, что говорит о хорошем качестве построенной модели. Он показывает, что 77,9 %,изменчивости значений всхожести объясняется взаимодействием факторов времени обработки, концентрации озона и времени отлежки, а доля вариации значений всхожести, определяемая выражением 1- R2, т.е. 22,1% оказывается необъяснённой.
Как видно из таблицы 2.3, наиболее тесной связью с высоким уровнем значимости р 0,001, обладают х, (t— время обработки) и у2 (всхожесть). Использование взаимодействия факторов хь х2, х3 - показало, что при высоком (р 0,001) уровне значимости наиболее тесной связью обладает взаимодействие факторов Х2. По воздействию времени обработки Х] на всхожесть семян сахарной свеклы получены экстремумы функции отклика у2. Данный результат показывает, что экспериментально найден рациональный режим элек троозонирования по параметру времени обработки при любых уровнях концентрации озона и времени отлежки. Таким образом, максимальный результат по увеличению значений зависимой переменной у2- всхожести, t достигнут при 2-м уровне Х и составил 4 минуты обработки семян сахарной свеклы озоном. Рисунок 2.10- Диаграмма влияния времени обработки и концентрации озона на всхожесть Так например, при обработке в течении 4-х минут при концентрации озона в озоновоздушной смеси подаваемой в смеситель С=24мг/ыг , времени отлежки 30 суток значения всхожести достигло максимума и составило 75,8 %, что в сравнении контролем 55 %, указывает на эффективность способа предпосевной обработки. В тоже время при обработке в течении 8 минут, при тех же самых уровнях независимых переменных х2 и х3, значение у2 — всхожесть составила 62,1%, что в сравнении с 75,8% свидетельствует об угнетающем воздействии и подтверждает большое влияние фактора времени обработки.
Так же, как и при воздействии на энергию прорастания, влияние независимой переменной х2 - концентрации озона в озоновоздушнои смеси подаваемой в смеситель с посевным материалом на yi - всхожесть, менее значимо, чем Х, однако наиболее выражено при 2-м уровне х2 и 3-м уровне х3. При воздействии х2 на у2 также получены экстремумы функции отклика у2, что объясняется механизмом воздействия озона на биологические объекты.
Так, например, при 4-м уровне х,(8 минут) и 1-м уровне хз(1 день отлеж-ки), при воздействии на 1-м уровне х2(12 мг/м3) всхожесть составила 60 %, что в сравнении со значением 55 % контроля, указывает на эффективность предпосевной обработки. Максимальное значение всхожести и следовательно эффекта предпосевной обработки достигается на 2-м уровне х2(24 мг/м3) и например при 3-м уровне Х(6 минут) и 1-м уровне х3(1 день отлежки), составило 66%.
При увеличении концентрации озона до 36 мг/м3 всхожесть составляет 60,5%, что свидетельствует о снижении эффекта обработки. А при 4-м уровне х2(48 мг/м3) и 4-м уровне Х(8 минут) значение всхожести составило 50%. что в сравнении с 55 % контроля указывает на явное угнетение семян. Следовательно, на основании экспериментальных исследований, рациональной концентрацией озона при любом значении времени обработки является С=24 мг/м3, при котором достигнуто увеличение всхожести до 75.8%.
Методика проведения лабораторных исследований по влиянию озонирования на посевные качества семенного материала
В лабораторных условиях определяли энергию прорастания и всхожесть. Стандартная методика предусматривает, что в контрольно-семенных лабораториях всхожесть сахарной свеклы определяют в термостате при постоянной температуре +20 С. Семена по 100 штук проращивают в растильне с песком, увлажненном до полной влагоемкости. Повторность четырехкратная. Энергию прорастания определяют на 3-4 сутки, всхожесть (количество семян, давших нормальные проростки в % от 100 высеянных) - на 7-10 сутки.
К нормальным относятся проростки, имеющие хорошо развитый корешок, равный или более длине семени и стебель имеющий величину в половину семени. Невсхожими считаются семена, у которых имеется только росток или корешок, а также больные, уродливые, загнившие, расщепленные проростки [103;137].
У свежеубранных семян сахарной свеклы много «твердых». Это семена с плотной оболочкой не набухают и не прорастают, к весне их количество уменьшается. Поэтому всхожесть семян определяется у сахарной свеклы за два месяца до посева.
Нами предлагается новый ускоренный метод определения посевных качеств семян в рулонах. При таком способе можно визуально рассмотреть влияние физических методов воздействия (озона) на развитие проростков, ускорить получение результатов экспериментальных исследований.
Сухие семена (по 100 штук в каждой партии) раскладывали на пленку, покрытую слоем фильтровальной бумаги. Размер полосы 25x100 см. Бумагу смачивали водой. Семена укладывали на расстоянии 5 см от верхнего края и через 1 см друг от друга. Сверху накрывали таким же рулоном фильтровальной бумаги и сворачивали в рулон.
Рулон с семенами устанавливали вертикально в емкости объемом 250 см3, наполняя их водой до верхнего края. Проращивали семена в вентилируемой камере при постоянной температуре 28-30С. Энергию прорастания определяли на вторые, а всхожесть на шестые сутки.
На шестые сутки производили осмотр семян. Удаляли загнившие семена и семена, давшие ненормальные проростки[103;137]. Верхний слой фильтровальной бумаги заменяли на новый. Днем помещение проветривали. Для проведения эксперимента использовались методы математической статистики, в качестве независимых переменных приняты: Xj - t - время обработки семян сахарной свеклы озоновоздушной смесью (4 уровня: 2; 4; 6; 8 минут). Значения уровней были приняты в области экстремумов полученной в однофакторном поисковом эксперименте. Х2 — С — концентрация озона в озоновоздушной смеси подаваемой в ем-кость смесителя с семенами (4 уровня: 12; 24; 36; 48 мг/м ). Значения уровней были также приняты в области экстремумов полученной в однофакторном поисковом эксперименте. Хз - Т — время отлежки обработанных семян перед посевом (4 уровня: 1, 10, 30, 60 дней). Даная независимая переменная показывает длительность эффекта предпосевной стимуляции и отражает возможность применения данного вида обработки в промышленной технологии. Значения уровней были приняты в соответствии с технологическими требованиями промышленной предпосевной обработки семенного материала. В качестве зависимых переменных в лабораторных исследованиях были приняты: Уі - энергия прорастания, %; У2 - всхожесть, %. В результате теоретических исследований произведенных во второй главе, определено, что при изменении угла между пластинами увеличивается производительность электроозонатора, стабильность параметров, и в конечном итоге коэффициент полезного действия разрядного устройства. Для проверки адекватности теории, произведем экспериментальное исследование влияния угла между диэлектрическими барьерами на характер ВАХ и производительность электроозонатора. В основе исследований барьерного разряда положена вольтамперная характеристика, т.е. экспериментальная зависимость тока протекающего через озонатор, от напряжения, приложенного к разрядному устройству. Вольт- амперные характеристики разрядного устройства электроозонатора имеют большое значение для анализа процессов, происходящих в разрядном устройстве. По этим характеристикам можно определить напряжение горения дуги, емкость разрядного промежутка и диэлектрических барьеров, активную мощность разрядного устройства и другие электрические параметры озонатора [34, 35,63,129]. Рассмотрим методику экспериментального определения электрических параметров на базе вольтамперной характеристики электроозонатора [34, 35, 63, 129, 130]. Зависимость среднего тока от действующего значения питающего напряжения представлена на рисунке 3.3 ломаной линией ОАВ. Вблизи излома экспериментально иногда наблюдается разброс точек, и переход одного отрезка в другой имеет слегка изогнутый S-образный вид; тем не менее, при небольших разрядных промежутках (2—3 мм) зависимость очень хорошо двумя отрезками. Отрезок ОА соответствует не горящему разряду, область вблизи точки А — зажиганию разряда, линия АВ — горению разряда.
Расчет экономической эффективности электроозонатора
Сахарная свекла - важнейшая техническая культура, возделываемая для получения сахара и идущая на корм животным. Современные сорта сахарной свеклы содержат в корнеплодах в среднем 17-19% сахара. По кормовому достоинству сахарная свекла значительно превосходит кормовую: в 4 100 кг ее корнеплодов содержится 26 кормовых единиц и 1,2 кг перевариваемого протеина, 0,5 кг кальция и 0,5 кг фосфора. В урожае корнеплодов и листьев, получаемом с 1 га, содержится 10 500 кормовых единиц [107].
При промышленной переработке сахарной свеклы большую ценность имеют побочные продукты - жом, патока. Общая кормовая ценность всех побочных продуктов, получаемых при переработке урожая сахарной свеклы (250-300 ц корнеплодов и 100-150 ц листьев), составляет около 5 000 кормовых единиц [107]. Листья сахарной свеклы по кормовому достоинству не уступают зеленой массе сеяных трав (5 кг листьев приравниваются к одной кормовой единице с высокой обеспеченностью белком). При урожае сахарной свеклы 250-300 ц/га только листья дают около 2 000 кормовых единиц. Однако необходимо отметить, что ботва сахарной свеклы содержит соли щавелевой кислоты, и скармливание животным больших ее количеств в свежем или силосованном виде может вызвать нарушение кальциевого обмена и расстройство пищеварения [107].
В жоме, представляющем собой обессахаренную свекловичную стружку, содержится 6-7% сухих веществ. В 1 ц свежего жома содержится 8 кормовых единиц, 0,9 кг перевариваемого протеина, а в 1 ц сухого жома - 85 кормовых единиц и 3,9 кг перевариваемого протеина [107]. Кормовая патока содержит до 60% сахара и по кормовой ценности приближается к зерну: в 100 кг ее содержится 77 кормовых единиц и 4,5 кг перевариваемого протеина. Велико и агро техническое значение сахарной свеклы. Требуя глубокой обработки почвы, внесения удобрений и тщательного ухода за посевами, она является ценным предшественником для многих сельскохозяйственных культур и повышает общую продуктивность полевых севооборотов. Сахарная свекла относится к числу наиболее высокоурожайных растений, занимая по общему сбору продукции с единицы площади одно из первых мест среди полевых культур. Следует отметить, что повышение урожайности сахарной свеклы должно сопровождаться увеличением выхода сахара с единицы площади [107].
Таким образом, разработка и исследование экологически чистых способов повышения урожайности сахарной свеклы является актуальной народнохозяйственной задачей. Семена как носители биологических и хозяйственных свойств растений в решающей степени определяют качество получаемого урожая. Сельскохозяйственное производство предъявляет к семенам определенные требования, установленные государственными стандартами. Производство семян сельскохозяйственных культур включает ряд технологических операций, таких как послеуборочное хранение, предпосевная подготовка, уборка, обработка семян, обеззараживание, посев. На каждой стадии производства и хранения на семена возможно негативное влияние природно-климатических и хозяйственных факторов, которые снижают их качество [3]. При неудовлетворительном хранении или выращивании семена теряют естественную всхожесть, травмируются при механической подработке. Отрицательное влияние на посевные характеристики оказывают болезни и вредители семян [116]. В реальных хозяйственных условиях совпадение негативных обстоятельств не редкость.
Естественно, что специалисты сельскохозяйственного производства и ученые постоянно ищут способы и средства для повышения или восстановления первоначальной всхожести семян. Урожайные свойства семян можно повысить, воздействуя различными приемами на процесс их прорастания, становление проростка и повышение продуктивности растений - это физические, химические, биологические и другие приемы, способствующие улучшению качества семян. В научных лабораториях и в производственных условиях испытаны многие факторы, ускоряющие процессы прорастания и улучшающие физиологическое состояние семян, такие как электрические и магнитные поля, солнечный свет, инфракрасное и лазерное облучение, токи высокой и сверхвысокой частот, тепловая обработка, замачивание, аэроионизация [5, 117] и т. д. Влияние перечисленных электрофизических факторов на семена хорошо обосновано теоретически, многократно проверено в сельскохозяйственной практике и получило определенное распространение во многих регионах России. Однако реакция семян на один и тот же воздействующий фактор может быть различной в зависимости от сорта и качества семян, длительности обработки и мощности фактора (дозы облучения), времени ожидания от момента обработки до посева (отлежки), а также от природных факторов и других обстоятельств [113, 114, 116].
При обработке семян многие электрофизические факторы одновременно стимулируют и патогенную микрофлору, обитающую на них, что снижает всхожесть и другие показатели [113]. Основной мерой борьбы с болезнями семян в настоящее время являются химические методы протравливания [94]. Однако ядохимикаты несут с собой ряд отрицательных последствий для окружающей среды, людей и животных, угнетающе действуют на семена. Специалисты сельского хозяйства и ученые все большее внимание уделяют вопросам поиска и разработки электрофизических методов борьбы с болезнями и вредителями. Известны многочисленные положительные опыты по использованию тепловых, электромагнитных и других физических воздействий на семена с целью их обеззараживания [113, 116].
