Электроозонные технологии в семеноводстве и пчеловодстве

Развитие сельского хозяйства – проблема экономической и продовольственной безопасности страны. На современном этапе эту проблему наиболее целесообразно решать за счет интенсивных факторов развития производства, внедрения новейших достижений науки, техники и передовой практики на основе радикальных изменений производственно-экономических отношений в обществе. Перед специалистами и учеными стоит важнейшая задача — повышение конкурентоспособности отечественной сельскохозяйственной продукции, в том числе растениеводства.
В настоящее время сельскохозяйственное производство России в полном объеме может обеспечить население страны продовольственной продукцией, используя научные достижения в области растениеводства и животноводства. Особую значимость приобретает использование наноэлектротехнологий как совокупности новых методов и средств электрофизического воздействия на технологические процессы и сельскохозяйственные биообъекты. Благодаря использованию особых свойств атектроэнергии, таких как способности концентрации и легкой делимости, высокой гибкости и управляемости, многообразие форм ее проявления и видов преобразования, повсеместной доступности и мгновенной передачи на большие расстояния, экологической чистоты и специфического взаимодействия с живыми организмами, наноэлектротехнологии могут стать основой для развития агропромышленного комплекса.
Одним из способов повышения эффективности отдельных технологических процессов в сельскохозяйственном производстве, таких как семеноводство и пчеловодство является использование озоновоздушной смеси. Это обусловлено участием озона во многих биохимических процессах, являющихся основой обмена веществ и энергий в сельскохозяйственных биологических объектах. Итогом такого применения озоновоздушной смеси является повышение производительности, снижение энергоемкости, уменьшение бактериологического и вирусного угнетения, повышение урожайности и сохранности сельскохозяйственной продукции. Поэтому тема исследования является актуальной и практически значимой проблемой сегодняшнего дня.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой ФГОУ ВПО КубГАУ «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК» на 2006-2010 гг. (ГР №012.006 06 851).
Цель работы – разработать новые и усовершенствовать существующие сельскохозяйственные технологии электроозонирования с заданными параметрами, создать способы и средства электроозонной обработки для повышения эффективности ее использования в АПК.
Для выполнения поставленной цели решены следующие задачи:
– провести общий анализ применения озона в сельскохозяйственном производстве как средства воздействия на технологический объект;
– разработать классификацию общего использования электроозонных технологий, выявить их особенности и определить основные требования к технологическому оборудованию электроозонирования АПК;
– установить основные функциональные зависимости для определения режимных параметров технологического процесса и разработать их соответствующие математические модели;
– определить причинные и функциональные связи параметров в технологических процессах электроозонной обработки в семеноводстве и пчеловодстве;
– разработать и обосновать технологические требования к устройствам для электроозонных технологий на примере предпосевной обработки семян озонированием и применения озона в пчеловодстве;
– определить пути и методы разработки и расчета технологического процесса для повышения продуктивности биообъекта, разработать метод электротехнологической обработки семян озоном и обосновать основные требования к устройствам электроозонного оборудования;
– экспериментально определить режимы обработки озоновоздушной смесью сельскохозяйственных объектов на примере обработки семян и пчелосемей;
– провести технико-экономический анализ эффективности результатов выполненных исследований.
Объект исследования – технологические процессы электроозонирования на примере предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур и стимуляции развития пчелосемей.
Предмет исследования – технологические параметры озоновоздушной обработки семян сельскохозяйственных культур и пчелосемей.
Методы исследований. В работе использованы аналитические и экспериментальные методы, в основу которых положен системный подход. Разработка методических основ расчета, проектирования и решения комплексной проблемы, имеющей инженерно-технические, биологические и агротехнологические аспекты, базировалась на математическом моделировании электротехнических, термодинамических, динамических и кинетических процессов, устройств и установок для обработки семян и пчелосемей. Использован математический аппарат теоретических основ электротехники, теории электрического разряда, математической теории планирования многофакторного эксперимента, натурного эксперимента, методов теории вероятностей и математической статистики с применением современного математического пакета компьютерного моделирования MathCad.
Научную новизну работы составляют:
– классификация электроозонных технологий, применяемых в сельскохозяйственном производстве;
– параметры электроозонных технологий и режимов при обработке семян сельскохозяйственных культур и стимуляции пчелосемей; – математическая модель влияния дозы озонирования на степень развития пчелосемей;
– математическая модель напряженности электрического поля в разрядном промежутке электроозонатора от профиля пластин разрядного устройства;
– регрессионные модели влияния концентрации озона, продолжительности обработки и времени отлежки семян сахарной свеклы и кукурузы на их энергию прорастания и всхожесть;
– регрессионные модели влияния параметров озонирования на степень развития пчелосемей.
Практическую значимость работы представляют:
– выбор параметров технологических процессов и установок для электроозонирования позволяющих увеличить всхожесть семян до 15- 20%, энергию прорастания до 10-15%, а для электроозонной обработки пчелосемей – ускорить весеннее развитие пчелиных семей до 40%;
– методика расчета и номограмма для определения эффективной дозы обработки семян электроозонированием, позволяющие улучшить посевные качества семян, ускорить метаболические процессы, отчистить их от микроорганизмов вредителей;
– параметры и режимы электроозонной предпосевной обработки семян сахарной свеклы и кукурузы, а также обработки пчелиных семей.
Разработанные способы и устройства для электроозонирования семян и пчелосемей защищены 24 патентами РФ
На защиту выносятся:
– классификация электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве, позволяющая систематизировать и типизировать технологическое оборудование;
– метод расчета параметров технологического оборудования для электроозонной обработки семян и пчелосемей, а также математическая модель влияния озонирования на степень развития пчелосемей;
– регрессионные модели влияния концентрации озона, длительности обработки и времени отлежки семян сахарной свеклы и кукурузы на их энергию прорастания и всхожесть, а также регрессионные модели влияния параметров озонирования на степень развития пчелосемей.
– параметры и режимы электроозонной обработки на примере предпосевной обработки семян сахарной свеклы, кукурузы и стимуляции развития пчелиных семей.
Реализация результатов исследования.
Результаты научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы рекомендованы научно—техническим советом департамента науки и образования Краснодарского края к внедрению они переданы в Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко для использования в технологическом процессе предпосевной обработки семян кукурузы.
азработанная технология и оборудование применяются в технологическом процессе предпосевной обработки семян сахарной свеклы ОАО «Тбилисский семенной завод» и семян кукурузы в УЧХОЗ «Кубань» Краснодарского края.
Результаты исследований внедрены так же в технологических процессах предпосевной обработки семян в СПК «Колхоз-племзавод «Россия» и ООО «Агрофирма-Флайт» Красноармейского р-на Краснодарского края, а так же в технологическом процессе обработки пчелиных семей в 00 0 «Константа» и 00 0 «Панорама» Мостовского рна Краснодарского края.
Монографии «Электроозонирование в сельском хозяйстве», «Электроозонаторы для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур», «Параметры электроозонирования для предпосевной обработки семян кукурузы», которые используются в учебном процессе ФГОУ ВПО КубГАУ.
Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: ежегодных научных конференциях ФГОУ ВПО КубГАУ «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в 2002 – 2007 гг.; межвузовской научной конференции факультетов механизации, энергетики и электрификации «Энергосберегающие технологии и процессы в АПК» в г. Краснодаре (ФГОУ ВПО КубГАУ, 2005-2007гг.); научной конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» в г. Зернограде (ФГОУ ВПО АЧГАА, 2005 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Физикотехнические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе» в Ставрополе (ФГОУ ВПО СГАУ, 2005-2007 гг.); Всероссийской выставке НТТМ в Москве (ВВЦ, 2005-2007 гг.); Международном экономическом форуме в г. Сочи (2005-2007 гг.); Международном инвестиционном форуме «Дни Краснодарского края в Германии», (Мюнхен,2006 г); Международном инвестиционном форуме «Дни Краснодарского края в Австрии», (Вена, 2007 г.); VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций ВВЦ , 2007 г.; 10-й Всероссийской выставке «Золотая осень» в Москве (ВВЦ, 2008 г.); 12-м Международном салоне промышленной собственности «Архимед-2009».
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе проведен анализ применения современных электротехнологий и их средств в сельскохозяйственном производстве, использования озона для обработки сельскохозяйственных биологических объектов, в том числе при предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур и воздействии озона на развитие пчелосемей, а также конструктивных особенностей современных электроозонирующих устройств, тенденций их дальнейшего развития.
В работах И.А. Рапопорта, Н.Г. Малюги, И.Т. Трубилина, В.М. Шевцова, А.С. Найденова дана оценка эффективности применения химических и биологических стимуляторов ростовых процессов и предложен ряд основных технологических приемов предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур в семеноводстве.
В последние десятилетия под руководством видных российских ученых нарастающими темпами ведутся научные исследования по разработке наноэлектротехнологий применительно к сельскохозяйственному производству.
Значительными достижениями увенчались исследования и разработки электротехнологических процессов в сельскохозяйственном производстве, проведенные под научным руководством известных ученых: И.Ф. Бородина, A.M. Басова, В.И. Баева, Г.В. Билеткова, В.И. Загинайлова, Н.В. Ксёнза, Е.В. Колесникова, П.Л. Лекомцева, СВ. Оськина, В.И. Пахомова, В.Н. Полунина, И.А. Потапенко, Д.С. Стребкова, В.Ф. Сторчевого, Г.П. Стародубцевой, Т.П. Троцком, Н.В. Цугленка, и др.
Проанализировано использование электротехнологических приемов для интенсификации сельскохозяйственных процессов, разработана общая классификация методов и областей применения электротехнологий в сельскохозяйственном производстве. Проведен анализ существующих электрофизических способов воздействия на сельскохозяйственные объекты в растениеводстве и животноводстве. Показана эффективность и необходимость исследований по использованию для этих целей электроозонных технологий.
Установлено, что озон улучшает метаболические процессы, протекающие в сельскохозяйственных биологических объектах, обеспечивает эффективное использование питательных веществ, и в то же время является эффективным фунгицидом и инсектицидом. Однако при достаточно большом количестве исследований, посвященных использованию озона для воздействия и обработки биообъектов, и наличию широкого спектра электроозонирующей техники, широкого внедрения эти способы не нашли. Такое положение дел связано с тем, что недостаточно исследованы и разработаны технологии процесса предпосевной обработки семян озоном, как и технологии использования электроозонирования в пчеловодстве. К тому же отсутствуют методы расчета конструктивных параметров технологического оборудования, для электроозонирования не определены уровни концентраций и дозы обработки для производственных условий. Следовательно, создание электроозонирующих технологий и соответствующих электроозонирующих устройств имеет большое научное и практическое значение. Анализ существующих электроозонных технологий применяемых в сельском хозяйстве позволил выявить их существенные недостатки и на основании чего сформулировать цели и задачи исследования.
Во второй главе приведена новая классификация электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве, разработана математическая модель влияния озонирования на степень развития пчелосемей и математическое описание характера распространения озона в слое семян, приведены методики расчета системы подачи озона в бункер для обработки семян и дозы озонирования при предпосевной обработке семян, показана структурно-логическая схема разработки электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве.
Для расширения исследований по разработке и применению электротехнологий в сельскохозяйственном производстве необходима классификация объектов и средств электротехнологического воздействия. Такая классификация должна отражать главные взаимосвязи и закономерности, охватывать максимальное число основных качественных признаков и свойств по определенным классам и группам, а также обеспечивать формулирование требований к объектам и средствам электротехнологического воздействия.
Разработана классификационная схема применения в АПК электротехнологий и электроозонирования по пяти существенным для технологического процесса признакам (рисунок 1):
нологического процесса признакам (рисунок 1): 1) по отраслевому назначению;
2) по виду технологического цикла;
3) по назначению воздействия (стимулирующее, подавляющее, активизирующее);
4) по используемым концентрациям;
5) по агрегатному состоянию обрабатываемого материала.
Классификация по отраслевому назначению электроозонных технологий способствует разработке общего решения задачи (без обращения к частным особенностям). Кроме этого, различные технологические циклы, например, в растениеводстве, носят ярко выраженный сезонный характер. Классификация дает возможность полноценно планировать использование электротехнологического оборудования в течение всего года, так как большинство сельскохозяйственных предприятий являются многоотраслевыми и сезонными.
Классификация по виду технологического цикла (повторнократковременный либо постоянный) предполагает определенные требования к автоматизации процесса, т.е. устройства повторного включения, учитывающие продолжительность обработки; при постоянном режиме работы необходимо учитывать систему охлаждения разрядного устройства электроозонатора. Деление электроозонных технологий по назначению воздействия позволяет изначально предположить, по аналогии, необходимые дозировки обработки и выбрать оптимальные режимы и значения воздействующих величин, соответственно определить необходимое технологическое оборудование и энергоемкость процесса/
В частности, в электроозонных технологиях (в зависимости от используемых для обработки концентраций озоновоздушнои смеси и агрегатного состояния обрабатываемого объекта) предполагается использование аэродинамического расчета необходимого количества и давления подаваемого воздуха, определение герметичности системы, оборудования для подготовки воздушной среды, охлаждения разрядного устройства, системы разложения озона для восстановления первоначального состояния окружающей среды. В конечном счете все это определяет затраты на создание технологического оборудования. Анализ и классификация электроозонных технологий позволили сформулировать технические требования к технологическому оборудованию. На примерах повышения посевных свойств семян кукурузы и сахарной свёклы (всхожести -до 20%, энергии прорастания -до 13%, силы роста – до 6%), а также оздоровления путем озонирования в ранневесенние сроки пчелосемей от заболевания аскосферозом показано, что в пчеловодческих хозяйствах Краснодарского края электроозонирование увеличивает количество особей в пчелосемье до 40%, что обуславливает рост медосбора за сезон до 30%.
На основании системного подхода была разработана структурнологическая схема создания электроозонных технологий в сельскохозяйственном производстве (рисунок 2).
Деление электроозонных технологий по назначению воздействия позволяет изначально предположить, по аналогии, необходимые дозировки обработки и выбрать оптимальные режимы и значения воздействующих величин, соответственно определить необходимое технологическое оборудование и энергоемкость процесса/
В качестве примера разработки рассмотрена технология предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. Схема технологического процесса электроозонной предпосевной обработки семян представлена на рисунке 3.
Для определения характера процесса распределения и поглощения озона в слое семян проведен ряд теоретических и экспериментальных исследований, в результате была получена зависимость необходимой по технологическим условиям производительности электроозонатора Ф от морфологических свойств семян и условий окружающей среды для получения заданной концентрации озона в слое семян. Разработана универсальная структура электроозонных технологий, позволяющая определить совокупность составляющих технологического процесса и установить взаимосвязь между ними. Данная структура применима как в растениеводстве, так и в других отраслях сельскохозяйственного производства, например в пчеловодстве.
Согласно структурно-логической схеме (рис.2) для разработки электроозонных технологий определяется объект и предполагаемый объем обработки. Далее по классификационной схеме осуществляется выбор предполагаемого оборудования, определяются примерные дозы обработки, после чего строится схема технологического процесса и определяется группа факторов воздействия и отклика озоновой обработки.
Для определения воздействия озонной обработки на сельскохозяйственные биологические объекты предложена гипотеза о электрофизическом влиянии озона на параметры внутриульевого микроклимата. Так как влагосодержание озонированного воздуха меньше обычного при одинаковых условиях, следовательно, снижается требуемый для удаления метаболической влаги воздухообмен, а также потери тепла на вентиляцию.
В третьей главе представлены описание экспериментального оборудования и технологии предпосевной обработки семян. Разработана методика проведения лабораторных исследований для определения энергии прорастания, всхожести и силы роста семян кукурузы. Проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния озоно-воздушной смеси (при различных значениях концентрации и экспозиции) на энергию прорастания, силу роста и всхожесть семян кукурузы и сахарной свеклы (рисунки 5 и 6). В четвертой главе приведены описание экспериментального оборудования, методика определения интенсивности развития пчелиных семей, исследование влияния озона на аскосфероз пчел и интенсивность весеннего развития пчелиных семей, разработана технология электроозонирования для стимуляции весеннего развития пчелосемей и лечения аскосфероза пчел.
Проведены экспериментальные исследования по выявлению влияния озоновоздушной смеси при различных значениях концентрации и экспозиции на степень обеззараживания пчел при заболевании аскосферозом (рисунок 8).
Приведены так же экспериментальные исследования по выявлению влияния озоновоздушной смеси (при различных значениях концентрации, экспозиции и периодичности обработки) на интенсивность весеннего развития пчелосемей (рисунок 9).
Значения уровней были приняты в области экстремумов, полученных в однофакторном поисковом эксперименте. Для определения адекватности регрессионной модели были построены графические зависимости наблюдаемых значений и остатков, показавшие, что модель адекватно описывает данные. Следовательно, с ее помощью можно сделать достоверный вывод о зависимости между х – переменными и Y за рассматриваемый промежуток времени. В целом эффект объясняется увеличением содержания свободного кислорода во внутриульевом воздухе, улучшением внутриульевого микроклимата по параметрам влажности, концентрации болезнетворных микроорганизмов, что позволяет значительно улучшить санитарную ситуацию и снизить потери тепла пчелиной семьи за счет уменьшения воздухообмена. На основе полученных результатов определены технологические и конструктивные требования к электроозонатору для обработки пчел. Таким образом, разработанный метод применим во многих технологических процессах электроозонной обработки сельскохозяйственных объектов. Разработанная установка для электроозонной обработки пчелосемей представлена на рисунке 10.
В пятой главе представлено теоретическое обоснование выбора конструктивных элементов электроозонатора в частности преимущества применения плоской пластинчатой системы разрядного устройства электроозонатора по отношению к коаксиальной. Рассмотрены электрические и термодинамические процессы в электроозонаторе, а также выбор его конструктивных параметров. В работе электроозонирующего устройства при зажигании разряда более 70% энергопотребления приходится на тепловые потери, которые, нагревая среду, приводят к деструкции производимого озона Разработана методика расчета зависимости напряженности электрического поля от величины угла заострения концентраторов профиля пластин разрядного устройства. Результаты исследований позволили получить графическую зависимость напряженности поля в разрядном промежутке электроозонатора от угла профиля диэлектрических пластин. Анализ показал, что наибольшее значение напряженности поля соответствует углу профиля диэлектрических пластин в 122°, при частоте тока -50 Гц.
Для подтверждения теоретических исследований проведено экспериментальное определение влияния угла профиля диэлектрических пластин на характер вольтампернои характеристики (ВАХ) и производительность электроозонатора. Такие характеристики определялись для разрядных устройств пластинчатого типа, которые при прочих равных конструктивных параметрах отличались углом профиля диэлектрических пластин.
Для сравнения конструкции разрядных устройств применена лабораторная схема питания, с плавно изменяющимся напряжением в диапазоне от 0 до 12,5 кВ.
Измерения проводились при использовании аналоговоцифрового преобразователя с ПЭВМ и дублировались аналоговыми приборами. Погрешность измерений не превышала 3%. Основные результаты экспериментов по исследованию ВАХ разрядных устройств представлены на рисунке 11 и в таблице 1. В результате экспериментального исследования определено, что угловая конструкция имеет более высокий коэффициент мощности (cos(p =0.43) в сравнении с прототипом (cos<p =0,33), а следовательно, и более высокую производительность.
В результате экспериментального исследования (влияния угла между диэлектрическими барьерами на электрические параметры электроозонатора) установлено увеличение напряженности электрического поля в разрядном промежутке с 16,0 до 20,7 кВ/см, или на 29%. Разработанная конструкция разрядного устройства имеет высокую стабильность работы вследствие принудительной локализации разрядов на поверхности диэлектрических барьеров.
Проведенные экспериментальные исследования хорошо согласуются с математической моделью влияния угла заострения концентраторов электрического поля на производительность и стабильность работы разрядного устройства. Отклонения от расчетных данных составили 2%. что ооъясняется погрешностью измерений. Результаты эксперимента подтвердили высокую степень достоверности математического моделирования, рассогласование результатов исследований от -3 до +5%. Таким образом, разрядное устройство с угловой конструкцией разрядных электродов является наиболее эффективным для использования в установке для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. На базе проведенных исследований разработано электроозонирующее устройство, защищенное 3 патентами РФ.
Производственная установка для предпосевной электроозонной обработки семян, собранная в ОПХ «Краснодарское» по установленным в работе параметрам представлена на рисунке 12. В шестой главе приведены анализ технико-экономических показателей эффективности разработанных технических реш
Экономическая эффективность за пять лет, от внедрения на семенном заводе электроозонирования в технологическом процессе предпосевной обработки семян сахарной свеклы (668 т) составляет 28,5 млн руб. Экономическая эффективность, получаемая в хозяйстве от применения обработанного озоном семенного материала за счет прибавки урожайности сахарной свеклы составила 1,13 млн руб./т. Применение озонирующей установки для предпосевной обработки семян кукурузы повышает урожайность на 23,7 ц/га, обеспечивая годовой дополнительный эффект в расчете на 1 га площади – 10,7 руб. На 1 т урожая зерна – 1,2 тыс. руб., при этом годовой доход составил 1532 тыс. руб. тыс.
Экономическая оценка применения электроозонирования для обработки пчелиных семей проводилась для двух технологий в сравнении с контрольными пчелосемьями. Экономическая эффективность от применения технологии электроозонирования для стимуляции весеннего развития пчелиных семей составила в разведенческом направлении -590,7 руб. на пчелосемью, при сроке окупаемости -2 года. В медотоварном же направлении -3991,7 руб. на пчелосемью, при сроке окупаемости -0,3 года.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые технологии и средства биологических сельскохозяйственных объектов, обеспечивающие возможность создания эффективных технологических процессов с применением озона для повышения количества, качества и сохранности сельскохозяйственной продукции.
Выполненный комплекс научных исследований позволяет сделать следующие общие выводы:
1. Установлено, что основными причинами сдерживающими широкое использование электроозонных технологий в сельском хозяйстве являются их новизна и неизученность, неустановленность рациональных параметров озоно-воздушных систем, эффективных озонных технологий и оборудования, адаптированных к условиям сельскохозяйственного производства.
2. Разработана новая классификация электроозонных технологий, позволившая выявить закономерности влияния озона на сельскохозяйственные биологические объекты, включающие стимулирующее воздействие, уменьшение бактерицидной обсемененности биообъектов, минимизацию энергетических затрат. Получена универсальная структура разработки электроозонных технологий сельскохозяйственного назначения, позволяющая унифицировать процесс их проектирования.
3. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики определения доз обработки озоном семян сельскохозяйственных культур, а так же номограмма для расчета эффективной дозы обработки семян озоном в зависимости от площади поверхности и массы семян.
4. Определен характер распределения концентрации озона в слое семян в зависимости от скорости воздушного потока и расстояния от источника подачи озоновоздушной смеси, что позволяет выполнять аэродинамические расчеты системы равномерной обработки семян и тем самым разработать технологический процесс предпосевной обработки семян посредством электроозонирования. Разработанные способы защищены 2 патентами РФ.
5. На основании экспериментальных исследований режимных параметров предпосевной обработки семян кукурузы озоном разработаны математические модели, определяющие взаимосвязь энергии прорастания, всхожести и силы роста от продолжительности обработки, концентрации озона, времени отлежки семян перед посевом. Так же математические модели позволили установить режимы предпосевной обработки, повышающие энергию прорастания семян кукурузы до 10,5%, всхожесть – до 15%, силу роста – до 6%; длительность воздействия 6 мин, концентрация – 32 мг/м3 , время отлежки до сева до – 20 суток. Для семян сахарной свеклы- повышающий энергию прорастания – до 13% и всхожесть до 20%: время воздействия 4 мин, концентрация – 24 мг/м3 , время до сева до – 30 суток. Согласно полученным режимам предпосевной обработки семян разработана электроозонная технология и оборудование для предпосевной обработки семян для семенных заводов и растениеводческих хозяйств.
6. Разработана математическая модель, устанавливающая взаимосвязь степени развития пчелиных семей с параметрами внутриульевого микроклимата, при электроозонировании, модель позволила теоретически обосновать увеличение степени весеннего развития пчелосемей, при их электроозонировании. Разработанные технологии электроозонирования пчелиных семей, а также реализованные электроозонаторы позволяют производить обработку одновременно нескольких пчелиных семей для стимуляции скорости развития пчелосемей, профилактики и лечения аскосфероза и других болезней пчел. Способы реализации и конструктивные особенности электроозонаторов защищены 13 патентами РФ.
7. На основании экспериментального исследования режимных параметров электроозонирования пчелиных семей построена математическая модель, определяющая зависимость степени развития пчелосемей от концентрации озона, экспозиции и периодичности обработок. Данная модель позволила установить режим электроозонирования, улучшающий весеннее развитие пчелиных семей до 39%: концентрация -32 мг/м3 , экспозиция -24 часа, с периодичностью 1 раз в сутки, в течение 24 суток. Установлены режимы электроозонирования против аскосфероза: а) для профилактики и лечения – концентрация озона – 250 мг/м3 , экспозиция -1 час, двукратно с периодичностью -7 суток; б) при тяжелых клинических признаках – концентрация -500 мг/м3, экспозиция -1 час, четырехкратно с периодичностью -7 суток.
8. Получена совокупность зависимостей по влиянию параметров и режимов на процесс образования озона, позволившая синтезировать принципиально новую конструктивно-технологическую схему электроозонатора, дающую возможность увеличить напряженность электрического поля в разрядном промежутке с 16 до 20,7 кВ/см, или на 29%, что обеспечивает более высокий коэффициент мощности разрядного устройства (до cos<p = 0,43), увеличивая на 31% активную мощность разрядного устройства и соответственно более высокую производительность озонатора. Разработанные новые электроозонирующие устройства защищены 8 патентами РФ.
9. Доказано, что предпосевная обработка семян озоном дает возможность: повысить всхожесть, энергию прорастания и силу роста семян; обеззараживать семена от возбудителей болезней; снижать энергозатраты семян на преодоление вредного действия болезнетворных микроорганизмов за счет снижения вирусной и бактерицидной обсемененности; активизировать физиологические процессы, повышать их адаптационные возможности в неблагоприятных условиях; обеспечивать повышение продуктивности и увеличение урожайности растений, а также улучшать качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции.
10. Технико-экономические расчеты показали, что применение технологии электроозонной предпосевной обработки семян кукурузы повышает урожайность культуры на 23,7 ц/га, обеспечивает годовой дополнительный эффект в расчете на 1 га площади – 10,7 тыс. руб., годовой доход равен 1532 тыс. руб. Экономическая эффективность от внедрения электроозонирования в технологиях предпосевной обработки сахарной свеклы (получаемая на семенном заводе за пять лет) составляет 28,5 млн руб. Экономическая эффективность от применения технологии электроозонирования для стимуляции весеннего развития в расчете на пчелиную семью составляет: разведенческое направление – 590,7 руб.; медотоварное направление – 3991,7 руб.