Предпосевная обработка семян озимой пшеницы в поле импульсного поверхностного барьерного разряда
Ключевые слова:
барьерный разряд, низкотемпературная плазма, предпосевная подготовка, пшеница, сильные электрические поля
Аннотация
Приведены результаты исследования непрямой обработки семян озимой пшеницы в поле импульсного поверхностного барьерного разряда (ИПБР), а также обработки только импульсным электрическим полем (ИЭП) при различных режимах и длительности обработки. Источник импульсного напряжения позволял дозировать энергию воздействия на зерна путем задания точного количества импульсов, прилагаемых к электродной системе. Показан слабый стимулирующий эффект обработки ИПБР и ИЭП по отдельным показателям в различных режимах. Сравнение по критерию отношения длины корней к длине ростков на третьи сутки проращивания семян демонстрирует наилучшее соотношение для режима ИЭП с длительностью обработки 6,67 с и ИПБР при 0,7 с. Сопоставление результатов с полученными ранее при обработке зерен в аналогичной электродной системе при синусоидальном напряжении позволяет предположить, что для повышения эффективности при комплексной обработке электрическим полем и продуктами разряда требуется выдерживать определенное соотношение энергии поверхностного барьерного разряда (интенсивности его горения) и энергии электрического поля в промежутке с семенами, для чего необходим поиск оптимальных режимов и параметров воздействующего напряжения, обеспечивающих максимальную эффективность процесса как с точки зрения всхожести растений, так и с точки зрения минимизации потребления электроэнергии.
Литература
1. Rifna E.J., Ratish R.K., Mahendran R. Emerging Technology Applications for Improving Seed Germination. – Trends in Food Science and Technology, 2019, vol. 86, pp. 95–108, DOI:10.1016/j.tifs.2019.02.029.
2. Jayaram S.H. Sterilization of Liquid Foods by Pulsed Electric Fields. – IEEE Electrical Insulation Magazine, 2000, vol. 16, No. 6, pp. 17–25, DOI: 10.1109/57.887601.
3. Evrendilek G., et al. Development of Pulsed Electric Fields Treatment Unit to Treat Wheat Grains: Improvement of Seed Vigour and Stress Tolerance. – Computers and Electronics in Agriculture, 2021, vol. 185, 106129, DOI:10.1016/j.compag.2021.106129.
4. Ahmed Z., et al. Impact of Pulsed Electric Field Treatments on the Growth Parameters of Wheat Seeds and Nutritional Properties of Their Wheat Plantlets Juice. – Food Science and Nutrition, 2020, vol. 8, No. 5, pp. 2490–2500, DOI:10.1002/fsn3.1540.
5. Васильев С.И. и др. Электрофизическая предпосевная обработка семян как способ интенсификации процессов в растениеводческой отрасли сельского хозяйства. Кинель: СГАУ, 2020, 243 с.
6. Adhikari B.N., Adhikari M., Park G. The Effects of Plasma on Plant Growth, Development, and Sustainability. – Applied Science, 2020, vol. 10(17), 6045, DOI:10.3390/app10176045.
7. Park Ye., et al. The Biological Effects of Surface Dielectric Barrier Discharge on Seed Germination and Plant Growth with Barley. – Plasma Processes and Polymers, 2018, vol. 15, No. 2, pp. 1–8.
8. Dobrin D., et al. The Effect of Non-Thermal Plasma Treatment on Wheat Germination and Early Growth. – Innovative Food Science & Emerging Technology, 2015, vol. 29, pp. 255–260, DOI:10.1016/j.ifset.2015.02.006.
9. Sera B., et al. How Various Plasma Sources May Affect Seed Germination and Growth. – IEEE 13th Int. Conf. on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 2012, pp. 1365–1370, DOI:10.1109/OPTIM.2012.6231880.
10. Brandenburg R. Dielectric Barrier Discharges: Progress on Plasma Sources and on the Understanding of Regimes and Single Filaments. – Plasma Sources Science and Technology, 2017, 26(5), DOI: 10.1088/1361-6595/aa6426.
11. Лазукин А.В. и др. Предпосевная обработка семян озимой пшеницы поверхностным разрядом. – Журнал технической физики, 2020, т. 90, № 10, с. 1621–1627.
12. Гундарева С.В. и др. Предпосевная обработка озимой пшеницы поверхностным разрядом: устойчивость к низким температурам. – Письма в журнал технической физики, 2021, т. 47. № 17, c. 32–36.
13. Малашин М.В. и др. Полупроводниковый генератор высоковольтных прямоугольных импульсов для питания барьерного разряда. – Приборы и техника эксперимента, 2016, № 2, c. 71–75.
14. Стародубцева Г.П. и др. Обоснование параметров воздействия импульсного электрического поля при предпосевной обработке семян озимой пшеницы. – Вестник АПК Ставрополья, 2017, № 2(26), c. 44–48.
15. Agathokleous E., et al. Does the Root to Shoot Ratio Show a Hormetic Response to Stress? An Ecological and Environmental Perspective. – Journal Forestry Research, 2019, vol. 30, No. 5, pp. 1569–1580, DOI:10.1007/s11676-018-0863-7.
#
1. Rifna E.J., Ratish R.K., Mahendran R. Emerging Technology Applications for Improving Seed Germination. – Trends in Food Science and Technology, 2019, vol. 86, pp. 95–108, DOI:10.1016/j.tifs.2019.02.029.
2. Jayaram S.H. Sterilization of Liquid Foods by Pulsed Electric Fields. – IEEE Electrical Insulation Magazine, 2000, vol. 16, No. 6, pp. 17–25, DOI: 10.1109/57.887601.
3. Evrendilek G., et al. Development of Pulsed Electric Fields Treatment Unit to Treat Wheat Grains: Improvement of Seed Vigour and Stress Tolerance. – Computers and Electronics in Agriculture, 2021, vol. 185, 106129, DOI:10.1016/j.compag.2021.106129.
4. Ahmed Z., et al. Impact of Pulsed Electric Field Treatments on the Growth Parameters of Wheat Seeds and Nutritional Properties of Their Wheat Plantlets Juice. – Food Science and Nutrition, 2020, vol. 8, No. 5, pp. 2490–2500, DOI:10.1002/fsn3.1540.
5. Vasil'ev S.I., et al. Elektrofizicheskaya predposevnaya obrabotka semyan kak sposob intensifikatsii protsessov v rastenievodcheskoy otrasli sel'skogo hozyaystva (Electrophysical Seed Pre-Sowing Treatment as a Way to Intensify Processes in the Agricultural Sector). Kinel': SGАU, 2020, 243 p.
6. Adhikari B.N., Adhikari M., Park G. The Effects of Plasma on Plant Growth, Development, and Sustainability. – Applied Science, 2020, vol. 10(17), 6045, DOI:10.3390/app10176045.
7. Park Ye., et al. The Biological Effects of Surface Dielectric Barrier Discharge on Seed Germination and Plant Growth with Barley. – Plasma Processes and Polymers, 2018, vol. 15, No. 2, pp. 1–8.
8. Dobrin D., et al. The Effect of Non-Thermal Plasma Treatment on Wheat Germination and Early Growth. – Innovative Food Science & Emerging Technology, 2015, vol. 29, pp. 255–260, DOI:10.1016/j.ifset.2015.02.006.
9. Sera B., et al. How Various Plasma Sources May Affect Seed Germination and Growth. – IEEE 13th Int. Conf. on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 2012, pp. 1365–1370, DOI:10.1109/OPTIM.2012.6231880.
10. Brandenburg R. Dielectric Barrier Discharges: Progress on Plasma Sources and on the Understanding of Regimes and Single Filaments. – Plasma Sources Science and Technology, 2017, 26(5), DOI: 10.1088/1361-6595/aa6426.
11. Lazukin А.V., et al. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki – in Russ. (Journal of Technical Physics), 2020, vol. 90, No. 10, pp. 1621–1627.
12. Gundareva S.V., et al. Pis'ma v zhurnal tekhnicheskoy fiziki – in Russ. (Letters to the Journal of Technical Physics), 2021, vol. 47. No. 17, pp. 32–36.
13. Malashin М.V., et al. Pribory i tekhnika eksperimenta – in Russ. (Instruments and Experimental Techniques), 2016, No. 2, pp. 71–75.
14. Starodubtseva G.P., et al. Vestnik APK Stavropol'ya – in Russ. (Bulletin of the Agroindustrial Complex of Stavropol Territory), 2017, No. 2(26), pp. 44–48.
15. Agathokleous E., et al. Does the Root to Shoot Ratio Show a Hormetic Response to Stress? An Ecological and Environmental Perspective. – Journal Forestry Research, 2019, vol. 30, No. 5, pp. 1569–1580, DOI:10.1007/s11676-018-0863-7
2. Jayaram S.H. Sterilization of Liquid Foods by Pulsed Electric Fields. – IEEE Electrical Insulation Magazine, 2000, vol. 16, No. 6, pp. 17–25, DOI: 10.1109/57.887601.
3. Evrendilek G., et al. Development of Pulsed Electric Fields Treatment Unit to Treat Wheat Grains: Improvement of Seed Vigour and Stress Tolerance. – Computers and Electronics in Agriculture, 2021, vol. 185, 106129, DOI:10.1016/j.compag.2021.106129.
4. Ahmed Z., et al. Impact of Pulsed Electric Field Treatments on the Growth Parameters of Wheat Seeds and Nutritional Properties of Their Wheat Plantlets Juice. – Food Science and Nutrition, 2020, vol. 8, No. 5, pp. 2490–2500, DOI:10.1002/fsn3.1540.
5. Васильев С.И. и др. Электрофизическая предпосевная обработка семян как способ интенсификации процессов в растениеводческой отрасли сельского хозяйства. Кинель: СГАУ, 2020, 243 с.
6. Adhikari B.N., Adhikari M., Park G. The Effects of Plasma on Plant Growth, Development, and Sustainability. – Applied Science, 2020, vol. 10(17), 6045, DOI:10.3390/app10176045.
7. Park Ye., et al. The Biological Effects of Surface Dielectric Barrier Discharge on Seed Germination and Plant Growth with Barley. – Plasma Processes and Polymers, 2018, vol. 15, No. 2, pp. 1–8.
8. Dobrin D., et al. The Effect of Non-Thermal Plasma Treatment on Wheat Germination and Early Growth. – Innovative Food Science & Emerging Technology, 2015, vol. 29, pp. 255–260, DOI:10.1016/j.ifset.2015.02.006.
9. Sera B., et al. How Various Plasma Sources May Affect Seed Germination and Growth. – IEEE 13th Int. Conf. on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 2012, pp. 1365–1370, DOI:10.1109/OPTIM.2012.6231880.
10. Brandenburg R. Dielectric Barrier Discharges: Progress on Plasma Sources and on the Understanding of Regimes and Single Filaments. – Plasma Sources Science and Technology, 2017, 26(5), DOI: 10.1088/1361-6595/aa6426.
11. Лазукин А.В. и др. Предпосевная обработка семян озимой пшеницы поверхностным разрядом. – Журнал технической физики, 2020, т. 90, № 10, с. 1621–1627.
12. Гундарева С.В. и др. Предпосевная обработка озимой пшеницы поверхностным разрядом: устойчивость к низким температурам. – Письма в журнал технической физики, 2021, т. 47. № 17, c. 32–36.
13. Малашин М.В. и др. Полупроводниковый генератор высоковольтных прямоугольных импульсов для питания барьерного разряда. – Приборы и техника эксперимента, 2016, № 2, c. 71–75.
14. Стародубцева Г.П. и др. Обоснование параметров воздействия импульсного электрического поля при предпосевной обработке семян озимой пшеницы. – Вестник АПК Ставрополья, 2017, № 2(26), c. 44–48.
15. Agathokleous E., et al. Does the Root to Shoot Ratio Show a Hormetic Response to Stress? An Ecological and Environmental Perspective. – Journal Forestry Research, 2019, vol. 30, No. 5, pp. 1569–1580, DOI:10.1007/s11676-018-0863-7.
#
1. Rifna E.J., Ratish R.K., Mahendran R. Emerging Technology Applications for Improving Seed Germination. – Trends in Food Science and Technology, 2019, vol. 86, pp. 95–108, DOI:10.1016/j.tifs.2019.02.029.
2. Jayaram S.H. Sterilization of Liquid Foods by Pulsed Electric Fields. – IEEE Electrical Insulation Magazine, 2000, vol. 16, No. 6, pp. 17–25, DOI: 10.1109/57.887601.
3. Evrendilek G., et al. Development of Pulsed Electric Fields Treatment Unit to Treat Wheat Grains: Improvement of Seed Vigour and Stress Tolerance. – Computers and Electronics in Agriculture, 2021, vol. 185, 106129, DOI:10.1016/j.compag.2021.106129.
4. Ahmed Z., et al. Impact of Pulsed Electric Field Treatments on the Growth Parameters of Wheat Seeds and Nutritional Properties of Their Wheat Plantlets Juice. – Food Science and Nutrition, 2020, vol. 8, No. 5, pp. 2490–2500, DOI:10.1002/fsn3.1540.
5. Vasil'ev S.I., et al. Elektrofizicheskaya predposevnaya obrabotka semyan kak sposob intensifikatsii protsessov v rastenievodcheskoy otrasli sel'skogo hozyaystva (Electrophysical Seed Pre-Sowing Treatment as a Way to Intensify Processes in the Agricultural Sector). Kinel': SGАU, 2020, 243 p.
6. Adhikari B.N., Adhikari M., Park G. The Effects of Plasma on Plant Growth, Development, and Sustainability. – Applied Science, 2020, vol. 10(17), 6045, DOI:10.3390/app10176045.
7. Park Ye., et al. The Biological Effects of Surface Dielectric Barrier Discharge on Seed Germination and Plant Growth with Barley. – Plasma Processes and Polymers, 2018, vol. 15, No. 2, pp. 1–8.
8. Dobrin D., et al. The Effect of Non-Thermal Plasma Treatment on Wheat Germination and Early Growth. – Innovative Food Science & Emerging Technology, 2015, vol. 29, pp. 255–260, DOI:10.1016/j.ifset.2015.02.006.
9. Sera B., et al. How Various Plasma Sources May Affect Seed Germination and Growth. – IEEE 13th Int. Conf. on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, 2012, pp. 1365–1370, DOI:10.1109/OPTIM.2012.6231880.
10. Brandenburg R. Dielectric Barrier Discharges: Progress on Plasma Sources and on the Understanding of Regimes and Single Filaments. – Plasma Sources Science and Technology, 2017, 26(5), DOI: 10.1088/1361-6595/aa6426.
11. Lazukin А.V., et al. Zhurnal tekhnicheskoy fiziki – in Russ. (Journal of Technical Physics), 2020, vol. 90, No. 10, pp. 1621–1627.
12. Gundareva S.V., et al. Pis'ma v zhurnal tekhnicheskoy fiziki – in Russ. (Letters to the Journal of Technical Physics), 2021, vol. 47. No. 17, pp. 32–36.
13. Malashin М.V., et al. Pribory i tekhnika eksperimenta – in Russ. (Instruments and Experimental Techniques), 2016, No. 2, pp. 71–75.
14. Starodubtseva G.P., et al. Vestnik APK Stavropol'ya – in Russ. (Bulletin of the Agroindustrial Complex of Stavropol Territory), 2017, No. 2(26), pp. 44–48.
15. Agathokleous E., et al. Does the Root to Shoot Ratio Show a Hormetic Response to Stress? An Ecological and Environmental Perspective. – Journal Forestry Research, 2019, vol. 30, No. 5, pp. 1569–1580, DOI:10.1007/s11676-018-0863-7
