Разработаны ряд новых технологий и препаратов (регуляторов роста на базе комплексной органической вытяжки из сапропеля с активацией и стабилизацией наночастицами металлов) для существенного повышения эффективности семеноводства сельскохозяйственных культур в республике Казахстан. Приведены результаты исследований проведенных в ТОО «Камкорлык» по системе конкурсных грантов МСХ РК (СКГ) как альтернативная форма поддержки внедрения инноваций в аграрный сектор Казахстана
Материально-техническая база послеуборочной обработки и хранения семян, предпосевной обработки, посева и ухода за растениями несовершенна, отсутствуют средства экспресс-контроля качества и научно обоснованные нормативы сертификации семян. Вследствие этого, а также и других факторов урожайность зерновых Казахстана в 7-10 меньше, чем например в Германии. Исходя из этого, предлагаемые решения основаны на результатах многолетних исследований электрофизических свойств семян и установленных закономерностях зависимости их электрических параметров от качества семени и его физиологического состояния, а также влияния различных физических внешних воздействий на рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Выявленные зависимости можно использовать для создания управляемых, адаптируемых процессов получения высококачественных семян.
Градиентно-магнитная и биологическая активация семян. Электрофизические воздействия, совмещенные с органическими регуляторами роста с наночастицами металлов на семена в будущем могут почти полностью заменить опасные для человека и природы химические методы защиты растений от вредителей и болезней, ускорить рост и созревания растений, консервации семян и зерновой и корнеплодной продукции.
Принцип действия лабораторного образца электромагнитной установки GRAVITON основан на стимуляции процесса прорастания семян зерновых, овощных, цветочно- декоративных культур с габаритными размерами 0,2-3 мм, градиентным магнитным полем (ГрМП) определенной пространственной конфигурации и энергетических характеристик. Увеличение энергии прорастания, всхожести семян, размеров проростков приводит к активации роста и развития растений на всех фаза жизненного цикла, с повышением урожайности и качества урожая (содержания витаминов, биологически активных веществ, ферментов, белков, жиров, углеводов).
В последнее время все больше исследователей обращают внимание на возможность получения нано материалов микробиологическим путем. (Кожахметов М.К, Жолдасов А, 2008;2009). Перспективным направлением получения нанопорошков металлов является метод микробной деструкции. Нано материалы, полученные таким путем содержатся, в растворе и являются продуктом жизнедеятельности ассоциации микроорганизмов на основе tiobacilus ferooxidans. В частности, с помощью биодеструкции получены такие новые материалы :
- Неионные коллоидные растворы наночастиц металлов (Fe, Cu, Zn, Ag)
- Анионоподобные высококоординационные аквахелаты нанометаллов
- Гидратированные наночастицы биогенных металлов
- Структурированные агломераты наночастиц.
Электромагнитотехнология стимуляции семян - применяется для увеличения энергии прорастания и всхожести, ускорения пробуждения семян и созревания урожая, повышения сопротивляемости неблагоприятной окружающей среде. Все методы стимуляции дают практически один и тот же эффект. На практике должен применяться тот, который проще и доступнее в реализации, дешевле и удобнее в эксплуатации, безопасен и легко вписывается в существующие технологические линии обработки семян. Следует отметить, что только предпосевная электромагнитная стимуляция семян, без применения органических регуляторов роста с активаторами (наночастицы металлов) не может повысить урожайность до биологического предела или вывести из состояния покоя неживые семена. Сущность технологии заключается в стимуляции семян градиентным магнитным полем и дозированном воздействием коронного разряда. После такого комплексного воздействия семенной материал значительной степени (до 80-90%) обеззараживается от возбудителей и болезней растений (альтернариоз, фузариоз и др.); очищается от насекомых вредителей (брукус, долгоносик, амбарный клещ и т.д.); улучшаются посевные и урожайные качества семян за счет активации ростковых процессов; является экологически чистым и безопасным продуктом. Практика использования электромагнитной (градиентной) стимуляции и коронного разряда для предпосевной обработки показала, что по сравнению с ядохимикатами энергоемкость обработки снижается в 15-20 раз, сокращается время обработки. Управление развитием растений с помощью электромагнитного поле (ЭМП) информационного уровня НЧ диапазона используются для воздействия на растения с целью изменения свойств в нужном направлении, например, одновременность созревания, неполегаемость, устойчивость к различным неблагоприятным фактором и др. (Солодова Е.В,2009). Поскольку на всем протяжении жизни на растения действует ЭМП из космоса положительно, то было установлено, что и на искусственные ЭМП растения реагировали ростом продуктивности. Первые эксперименты по облучению культур малыми дозами ЭМИП НЧ-диапазона привели к увеличению плотности травостоя, как за счет ускорения роста и развития растений, так и за счет увеличения кустистости .
Технологии, основанные на химических РРР, гербицидах и пестицидах должны планомерно заменяться физическими и органическими методами обработки с применением наночастиц металлов, как наиболее приспособленными для автоматического контроля и управления; экологически чистыми; интегрально воздействующими на вредные микроорганизмы и сорняки; не связанными с дорогостоящей и опасной выработкой, транспортировкой и хранением ядохимикатов. Обработка семян электромагнитным полем НЧ диапазона при закладке на хранение зерна и корнеплодов позволяет регулировать и управлять наличием патогенной микрофлоры и насекомых- вредителей в семенной массе. Обработка ЭМП НЧ-диапазона в значительной степени обеззараживает семена от патогенной микрофлоры и насекомых-вредителей при закладке их на хранение, исключает применение ядохимикатов и фумигации семян, сохраняет посевной материал без потерь посевных и урожайных свойств.
Снижение энергоемкости сушки семян происходит, во первых, при использовании физико-биологических явлений ослабления молекулярных связей влаги внутри семени под воздействиями внешних раздражителей на зерновку и, во-вторых, с помощью временной самоконсервации влажных семян с последующей сушкой их низкотемпературным воздухом. В первом случае для уменьшения энергозатрат при тепловой сушке семена переводятся в возбужденное состояние электромагнитным полем или добавляя в воздушный теплоноситель малые дозы озона, генерируемого маломощным электроозонатором. Экспериментами установлено при возбуждении семян электромагнитным полем, удельная энергоемкость сушки сокращается до 25%, а при добавлении к воздушному теплоносителю озона с концентрацией до 8 мг/м, удельная энергоемкость сушки ячменя снижалась в барабанных зерносушилках до 40%, а в бункерах активного вентилирования зерна до 45%. Во втором случае, возможно, полностью исключить тепловую сушку, заменив ее временной самокон-сервацией свежеубранных семян с последующей сушкой вентилированием е семена до окончания лаг-периода (около 15-20 ч после уборки) помещаются в герметически закрытые емкости, где за счет дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ, который выполняет роль биогенного экологически чистого консерванта. При этом физиологическая активность семян затухает, что гарантирует длительную сохранность переувлажненных семян. Анаэробные условия хранения подавляют жизнедеятельность микрофлоры и насекомых-вредителей при содержании менее 6% кислорода в межсеменном пространстве. Контролируют состояние семян дистанционно по биопотенциалу семенной массы. С наступлением холодов через семенную массу продувают холодный воздух, который вследствие небольшого влагосодержания и малого парциального давления паров воды при низкой температуре хорошо удаляет влагу из семян, затем семена переводят в обычные условия хранения (метод широко используется при хранении картофеля). Хранение семян со стабилизацией и контролем их состояния обеспечивается малоэнергоемкими периодическими электрофизическими воздействиями. Для исключения самоувлажнения семян предлагается хранить их под постоянным отрицательным электрическим потенциалом, при котором происходят самовыделение влаги и естественное подсушивание (повышается равновесная относительная влажность семян).
Таким образом, создание приборов контроля качества семенной продукции является неотъемлемой задачей получения высококачественных семян и их сертификации. Решение данной проблемы требует разработки методов и технических средств для количественной оценки качества семян.
Литература
- Кожахметов М.К, Жолдасов А. Инновационная технология выращивание семян сахарной свеклы, Сб. международного научно-практического семинара.
- «Информационные агротехнологии» НИА, Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского, АТУ, 2008.
- Кожахметов М.К. Островский М, Жолдасов А. Органические и нанометоды воздействия на семена сахарной свеклы. Сб. международного научно-практического семинара. «Информационные агротехнологии» НИА, Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского, АТУ,
- Кожахметов М.К, Жолдас А. Наномембранные технологии в семеноводстве сахарной свеклы, Вестник с-х науки Казахстана, 2009, №8, стр.10.
- Солодова Е.В. Стимулирующий эффект низкочастотных электромагнитных полей в биологических системах. Автореферат дисс., на соискание ученой степени кандидата биологических наук. -Алматы