Результат интеллектуальной деятельности: Способ регуляции роста и развития растений

Изобретение относится к области электрофизиологии и может найти применение в условиях капельного орошения и электростимуляции растений.

Известен способ, при котором проводят электростимуляцию растений путем пропускания электричества с помощью металлических пробок лабораторных пробирок, куда подается питательный раствор (патент №2555449, опубликован 10.06.2015, МПК A01G 7/04).

В известном способе электростимуляцию осуществляют в лабораторных условиях, где к каждой пробирке подводится электричество определенной напряженности. В производственных условиях этот способ не приемлем, что снижает промышленную применимость технического решения.

Известен также способ по электростимуляции растений в закрытом грунте, где определяют разность биоэлектрических потенциалов между основанием и верхней частью растений, создавая равновесие между разностью электрических потенциалов 6-10 мВ при недостатке увлажнения и 40-60 мВ при оптимальном значении влаги (а.с. 1558341, опубликовано 23.04.1990, Бюл. №15, МПК A01G 7/04).

Однако известное техническое решение касается вьющихся растений и предназначено для выращивания в теплицах, что недостаточно эффективно в полевых условиях открытого грунта. Кроме того, у всех растений поставщиком энергии является корневая система, с помощью которой проникают необходимые вещества, в том числе и с помощью электротока. Расчеты в верхней и нижней части и расчеты требуемой энергии в зависимости от влажности почвы усложняют техническое решение.

Известен способ, в котором для электростимуляции растений в почву вносят металлические частицы в виде порошка, стержней, пластин различной конфигурацией и осуществляют полив, пропуская электрический ток с необходимым значением напряжения для возделывания растений (патент №2261588, опубликован 10.10.2005, Бюл. 28).

Известный способ усложнен тем, что размещают металлические частицы в почве, которые в некоторых агроприемах затрудняют обработку почвы в междурядьях полевых культур. Перед поливом растения посыпают пищевой содой для улучшения электростимуляции за счет элемента натрия, содержащегося в соде. Кроме того, проходящий электроток по разному реагирует на металлические частицы, находящиеся в почве, усиливая или ослабляя величину тока в зависимости от электропроводимости металла. Растения, подвергаемые электростимуляции, имеют свой доступный биологический потенциал, необходимый им для регуляции роста и развития. Все это усложняет способ и недостаточно эффективно для реализации технического решения.

Наиболее близким техническим решением является способ, где электростимуляцию осуществляют при капельном орошении. При этом первый полив проводят электроактивированной водой - анолитом, а второй католитом, чередуя положительный и отрицательный заряд в зависимости от влажности почвы (патент 2332825, опубликован 10.09.2008, МПК А01В 79/02).

Недостатки наиболее близкого аналога в следующем:

- полив осуществляют при наименьшей полевой влагоемкости, увеличивая при этом электроактивацию воды, превышающей биологический потенциал растений, что снижает эффективность,

- в зависимости от заряда католита или аналита реакции водного раствора меняются, что затрудняет метаболические процессы растений.

- поливная вода электроактивируется в 2-х камерах с различной реакцией среды, что отрицательно сказывается на структуре воды, не достигая требуемого биологического потенциала, повышения урожайности и качества возделываемой культуры.

Технический результат - увеличение биологического потенциала урожая за счет регуляции роста и развития растений с помощью электроактивированной воды.

Техническое решение достигается тем, что в отличие от способа-прототипа, капельный полив осуществляют в вечернее время с температурой воды 15-37°С, в которой растворяют смесь гумата калия и селената натрия в концентрации 0,1% каждого элемента с последующей электростимуляцией с напряжением порядка 50 мВ, причем для равномерного воздействия с 2-х сторон по краям участка дополнительно помещают алюминиевые пластины, к которым подводят напряжение 5 вольт от источника постоянного напряжения (электрической батарейки).

Способ осуществляется следующим образом.

Каждое растение имеет определенную величину мембранного потенциала действия. Применение электростимуляции в пределах 80-100 мВ и выше (как в аналогах) не рекомендуется, так как не достигается требуемого результата в связи с особенностью электропроводимости клетки растений. В предлагаемом объекте этот показатель с учетом биологической особенности растений в пределах 50 мВ.

Каждое растение имеет различные биоритмы, суточные, недельные, месячные, по фазам онтогенеза. К вечеру интенсивность фотосинтеза снижается, и в этот период воздействуют электрические токи на мембрану с наименьшим количеством электростимуляции с помощью подачи поливной воды, заряженной электричеством при температуре воды 15-37°С. Параметры такой температуры объясняются ее оптимальной структурой для улучшения регуляции роста и развития растений. В этот период вода насыщается селенатом натрия и гуматом калия в концентрации 0.1% каждого компонента. Проводящие элементы натрия, калия, селена обеспечивают растения необходимыми веществами для нормального развития растений. В этот период подвижность ионов снижается, достигая в 1 секунду 10-20 микрон. К вечернему времени снижается биоритм, тургор, а слабые поля влияют на активизацию водного раствора. При такой температуре воды (15-37°) вода наиболее оптимально структурирована и содержит максимальное количество кислорода, насыщая растения повышенной миграционной способностью микроэлементов. Солнечная энергия в дневные часы в результате фотосинтеза преобразуется в электрохимическую и накапливается во внутриклеточной электропроводящей жидкости листьев как аккумулятор, обеспечивает питанием работу универсального природного электроосмотического насоса, который организует целенаправленное продвижение этой жидкости вдоль стволовых клеток от корневой системы до листьев (входящие и нисходящие потоки) для поддержания необходимого парциального давления в листьях и доставки нужных для роста и развития растений микроорганизмов, питательных веществ из почвы. Микроорганизмы активно синтезируют органические питательные вещества (сахара, аминокислоты и др.), необходимые для их осуществления, которые образуют с ионами металлов водорастворимые комплексы, и осуществляют целенаправленную их доставку в прикорневую систему, обеспечивая тем самым хорошо развитую корневую систему и быстрый сбалансированный рост самих растений.

Одновременно с процессами естественного бактериального выщелачивания интенсивно происходят и процессы чисто электрохимического (анодного) растворения различных минералов (сульфидов, карбонатов, магнетита, гематита, лимонита, биотита, хлорита и др.) за счет создания внешним зарядным устройством необходимой разности потенциалов биополярного тока на металлических электродах (катодах и анодах), закопанных на определенную глубину в почву, где произрастают растения, в частности с 2-х сторон участка, осуществляется капельный полив. Кроме того, под действием тока идет целенаправленное продвижение питательных веществ к корневой системе растений, обеспечивая тем самым беспрепятственную доставку в нее необходимого кислорода, микроэлементов и питательных веществ. Применение алюминиевой пластины, через которые проходит электрозаряд с помощью положительного и отрицательного прибора на краю поля позволяет достичь величину заряда до 50 мВ. То есть биологического потенциала выращиваемой культуры кукурузы.

Пример. Раскладывали поливной трубопровод с обеих сторон поля по 100 м длиной и шириной на посевах кукурузы. На выходе поливного устройства, ближе к алюминиевой пластине протяженностью 100, укладывали с одной стороны батарейку с положительным зарядом, а с другой отрицательным. В емкость, откуда поступает вода при температуре 18° добавляли (из расчета на гектарную норму воды 300 л) по 300 г селената натрия и гумата калия. Источник напряжения подключается к алюминиевой пластине с напряжением 5 вольт. Проводящие электропровода подключаются к алюминиевой пластине, располагаясь по поверхности земли. При необходимости пластина и провода, подающие напряжение на пластины, могут быть убраны и перенесены на другой участок. Батарейка с напряженностью 5 вольт соединяется с алюминиевой пластиной и токонесущими проводами.

Такой способ позволяет увеличить продуктивность зерна кукурузы или другой культуры в 1,5-2 раза с высокими качественными показателями.