Разработка и исследование устройства для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур лазерным излучением
Введение
В настоящее время отрасль сельского хозяйства занимает значительную роль в жизни людей. Большая часть производств и предприятий государства прямо или косвенно связаны с ней. Страна является экономически и политически стабильной, если она имеет плодородные земли и развитое сельское хозяйство.
Основная задача сельскохозяйственного производства – увеличить урожайность в стране. Перспективным на сегодняшний день направлением развития сельского хозяйства является исследование и, как следствие, внедрение целого спектра методов, оказывающих стимулирующий эффект на посевные качества семян.
Зачастую, все стимулирующие методы делят на два основных направления: использование удобрений и, непосредственно, обработку посадочного материала. Интенсивное применение химических веществ и использование минеральных подкормок, как правило, провоцирует развитие грибков, и соответственно, вызывает различные заболевания у растений. Использование же органических удобрений является более экологиче
Содержание
Введение 6
1.Литературный обзор 9
1.1 Виды предпосевной обработки 9
1.1.1 Обработка посадочного материала электромагнитным полем 9
1.1.2 Обработка посадочного материала ультрафиолетовым излучением 11
1.1.3 Обработка посадочного материала лазерным излучением 12
1.2 Оборудование для лазерной обработки семян 15
1.2.1 Лазерное излучение 15
1.2.2 Развитие оборудования по лазерной обработке семян 18
1.3. Уровень современных достижений в области создания лазеров для предпосевной обработки 24
2. Экспериментальный раздел 30
2.1. Описание лазерного устройства для предпосевной обработки 30
2.2 Разработка конструкции 31
2.3 Разработка электрической схемы работы лазерного устройства 37
2.4 Управление лазерным устройством 55
2.4.1 Перемещение каретки с лазерным диодом 56
2.4.2 Вращение зеркала с позиционированием лазерного излучения 56
2.5 Расчет доз облучения 57
2.6 Результаты исследований 61
3. Безопасность жизнедеятельности и экология 73
3.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 73
3.2 Мероприятия по обеспечению безопасности 74
4. Экономическая часть 77
4.1 Расчет себестоимости проведения выпускной квалификационной работы 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Волхонов, М. С. Классификация и определение эффективности известных способов предпосевной обработки семян / М. С. Волхонов, И. А. Мамаева, М. М. Беляков // Вестник НГИЭИ. – 2022. – № 8. – С. 7–19.
2. Технологии и машины для физических методов воздействия на почву, семена и растения / А. А. Завалий, Н. В. Алдошин, С. С. Воложанинов, Д. Д. Волобуев, С. В. Щиголев // Агроинженерия. – 2021. – № 6. – С. 11–19.
3. Федоров, Б. Ф. Лазеры. Основы устройства и применение / Б. Ф. Федоров; ДОСААФ. – Москва, 1988. – 190 с.
4. Васильев, А.Н. Принципы предпосевной обработки семян / А. Н. Васильев, А. К. Джанибеков, Н. М. Удинцова // Инновации в сельском хозяйстве. –2015. – № 4. – С. 29–33.
5. Жолобова, М. В. Анализ установок для предпосевной обработки семян / М. В. Жолобова // КубГАУ. – 2012. – №83. – С. 1–10.
6. Ерохин, А. И. Применение электромагнитных полей для предпосевной обработки / А. И. Ерохин // Земледелие. – 2012. – №5. – С. 46–48.
7. Моделирование признаков посевных качеств семян пшеницы под влиянием электромагнитной обработки / Е. П. Кондратенко, О. М. Соболева, И. В. Егорова, Н. В. Вербицкая // Вестник КрасГАУ, 2014. – №2. – С. 157–162.
8. Газалов, В. С. Оптическая система предпосевной обработки семян / В. С. Газалов, Н. Е. Пономарева, В. Н. Беленов // Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование. – 2018. – № 3. – С. 21–30.
9. Стимулирование прорастания семян зерновых некогерентным красным светом: теория и практика / О. В. Савина, С. А. Руделев, А. Е. Родионова // Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ. – 2015. – № 1. – С. 60–65.
10. Влияние лазерного облучения на биологические основы объектов растительного и животного происхождения / О. А. Шульгина, Г. И. Колесников, В. И. Заостровных, Г. И. Зайцев // Вестник КемГУ. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. – 2017. – № 1. – С. 23–30.
11. Иванова, Т. А. Основные аспекты лазерно-оптических технологий, используемых в сельско
Учеными были проведены исследования на семенах гречихи, посадочный материал обрабатывался импульсным сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным полем. Исследования проводились при частоте 200 Гц и длительности обработки 80, 160 и 240 секунд, а также при 400 Гц и 40, 60 и 80 секунд [6].
В результате изучения влияния импульсного СВЧ излучения на энергию прорастания, лабораторную всхожесть и семенную инфекцию семян гречихи было выявлено, что наилучшие показатели энергии прорастания и лабораторной всхожести просматриваются у контрольного образца, не подвергавшегося обработке. Дальнейшее увеличение времени обработки семян, при воздействии различной частоты, ухудшало посевные качества посадочного материала. Самым неудачным оказался опыт при 240 секундах, так как энергия прорастания понизилась на 24 %, а лабораторная всхожесть на 21 %. Однако, при анализе экспериментальных данных по всем режимам, было выявлено снижение семенной инфекции альтернариоза (примерно в 6 раз в отличии от контрольного образца).
В работе [7] также использовался данный метод предпосевной обработки. Исследовалось воздействие электромагнитного излучения на шесть районированных сортов яровой мягкой пшеницы, при этом обработке подвергалось как сухое, так и увлажненное зерно.
Опыты проводились на установке мощностью 1,2 кВт в течение 5, 10 и 15 секунд. Опираясь на полученные зависимости энергии прорастания семян пшеницы от продолжительности обработки СВЧ-полем, можно сделать вывод, что исследуемые семена разных сортов пшеницы обладают довольно высокими уровнями энергии прорастания в пределах