Разработка усовершенствованной технологии проращивания семян сельхозкультур

Стимуляция проращивания семян сельхозкультур является важным этапом их возделывания. Пророщенные семена зерновых и зернобобовых культур применяются в качестве кормовых добавок и добавок в пищу для обогащения их витаминами, ферментами и т.п. Описаны различные технологии и способы стимуляции семян, в том числе физические (нагревание и охлаждение), химические (с помощью химреагентов), физико-химические (обработка в электрических, магнитных полях).

Технологии и способы стимуляции семян

Одним из эффективных является способ стимуляции проращивания семян в магнитноактивированной воде и водных растворах.

Имеются многочисленные примеры обработки воды, водных растворов в магнитном поле и использовании их для замачивания семян сельхозкультур для активации при высевании в почву. Однако вопросы теории и механизма активации в магнитном поле развиты слабо и недостаточно, в том числе, по сравнению с электрохимической активацией (ЭХА) воды и водных растворов для замачивания семян. Это, по-видимому, связано с трудностью индикации магнитного воздействия на жидкости и случаев получения негативных последствий (Классен В.И., 1982).

Предполагается, что при омагничивании жидкости происходит ряд структурно-энергетических изменений молекул воды как растворителя, а также активации примесей воды: ионов, микрочастиц взвесей и газов. Показано, что при использовании магнитных (электромагнитных) полей изменяются физико-химические показатели активированных жидкостей, влияющих на проницаемость биологических мембран. Кроме того, есть указания, что магнитные поля высокой интенсивности действуют отрицательно на биологические объекты, а положительный эффект оказывают поля низкой интенсивности при определенных параметрах обработки.

Одним из наиболее простых и доступных является магнитная обработка в поле постоянного магнита воды, водных растворов и суспензий (водных систем) и замачивание в них семян.

При обработке водных систем в сельском хозяйстве начали применять наиболее доступные и простые показатели их качества – их биологическую активность и изменение рН, так как одного этого показателя недостаточно.

Весьма важен контроль за эффективностью действия магнитной установки, но до настоящего времени нет точных, быстродействующих датчиков-индикаторов изменения свойств водных сред после магнитной обработки.

Можно указать также на то, что действие магнитного поля связано с действием электрического поля, создаваемого магнитным аппаратом.

Классен В.И. (1982) указывает в монографии, что эффективность магнитного поля носит экстремальный характер, поэтому необходима экспериментальная проверка процесса омагничивания конкретной жидкости.

Приведен ряд исследований по влиянию импульсного электрического поля на энергию прорастания семян сои. Наибольшее значение энергии прорастания (72%) получено при обработке семян в течение 10 минут полем в 300 Гц с последующей отлежкой в течение четырех суток, энергия прорастания семян без обработки – 51% (Рубцова Е.Н. и др., 2009).

Описан способ обработки семян растворами микроэлементов с предварительным воздействием электромагнитным полем напряженностью 1-1,5 кА/м, а также гидравлического удара энергий 1,5-2,5 кДж при частоте импульсов 5-6 в минуту (SU 880288.1980).

Прирост полевой всхожести перца составил 7%, баклажан – 11% (к контролю – без обработки семян).

Описана технология омагничивания воды посредством подключения к центральной оросительной магистрали установки, представляющей собой дюралюминиевый полый цилиндр, внутренним диаметром 3 см и длиной 10 м. В корпусе его были впрессованы по спирали магнитные вставки на расстоянии 4-5 см друг от друга. Напряженность магнитного поля составляла 50 эрстэд (около 4 кА/м). Семена замачивали в течение 12 часов в водопроводной воде (контроль) и омагниченной воде и проращивали в условиях тепличного комбината (Таланова Т.А., 2006).

Показано, что предпосевная обработка семян огурца гибрида Эстафета оказала положительное влияние на формирование корней и проростков. При этом в опыте прирост длины корней был выше контроля на 15,0%, прирост проростков – на 6,9%.

Недостатки описанных технологий и способов (особенно последнего): относительно низкая эффективность и функциональные возможности ввиду ограниченности данных по диапазону параметров магнитной обработки (4 кА/м), отсутствие параметров скорости протока воды и качества омагниченной воды, показателей всхожести семян.

Цель работы – повышение эффективности технологии и способа, посевных качеств, ассортимента семян, показателей качества омагниченной воды, семян сельхозкультур.

Нами был проведен поиск лабораторных аппаратов для магнитной обработки. Наиболее простым, доступным прибором оказалась магнитная мешалка типа ММ, например, ММ-5, предназначенная для перемешивания растворов при титровании с использованием магнитного стержня (в полимерной оболочке). Мы использовали магнитную мешалку, например, ММ-5, которая представляла собой корпус закрытого типа, в нем расположен электродвигатель, на валу его в верхней части запрессованы 2 постоянных магнита (стержень диаметром 6 мм, длиной – 30 мм). На верхнюю крышку устанавливали стеклянный стакан диаметром 85 мм, загружали жидкость (воду), вносили магнитный стержень и включали электродвигатель, например, с числом 600 оборотов в минуту. Вращающееся магнитное поле приводило к вращению магнитного стержня и перемешиванию жидкости. Наиболее стабильная работа магнитной мешалки  наблюдается при температуре 20-30⁰С. Оптимальные показатели: толщина слоя воды (водопроводной) 40 мм, объем 200 мл, продолжительность 3,5-4 часа (табл. 1).

Показатели воды для проращивания семян Таблица 1

Исходная вода имела общую жесткость 3-4 мг-экв/л, содержала ионы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Cl^—, SO₄^2-, HCO₃^—. Измеренная нами в эксперименте напряженность магнитного поля на высоте 40 мм и по кругу диаметром 80 мм с водой составила 1,0-1,3 кА/м, рассчитанная удельная энергия – 800-900 Дж/л. Омагниченной водой мы замачивали семена сельхозкультур – ячменя, огурца, томата в течение двух-четырех часов и проращивали согласно требованиям ГОСТ 12038-84 при температуре 20-25⁰С в темной (первые 2 суток) затем при дневном свете. После проращивания определяли энергию прорастания, всхожесть, длину корней и проростков (табл. 2).

Показатели проращивания семян (средние значения) Таблица 2

Как видно из данных таблицы 2, замачивание семян омагниченной водой позволяет повысить показатели эффективности: энергию прорастания, всхожесть, длину корней и проростков по отношению к контролю: энергия прорастания повышается на 4-12%, всхожесть – на 5%, длина корней и проростков – на 18-28 мм и 18-51 мм соответственно.

Выводы: предлагаемая технология и способ позволяет достичь более высокой эффективности с использованием водопроводной воды, обработанной вращающимся магнитным полем на магнитной мешалке с более широким диапазоном показателей качества воды, семян сельхозкультур.

В согласии с литературными источниками, мы полагаем, что механизм стимуляции прорастания семян сельхозкультур связан с усилением проницаемости мембран клеток, повышением активности ферментов под воздействием изменений кислотности среды, ОВП, условий гидратации ионов металлов-примесей, наноразмерных частиц в воде, в том числе, ионов кальция и магния, нарушении структуры ассоциатов молекул воды.

Разработка усовершенствованной технологии проращивания семян сельхозкультур
Осадченко И.М., Злобина Е.Ю., Николаев Д.В., Харченко О.В.