Устройство стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур

Устройство стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам, ориентированным на повышение урожайности и качества растениеводческих культур, оптимизацию использования органических и минеральных удобрений, пестицидов и гербицидов, снижение вредных воздействий на окружающую среду и минимально возможное использование специализированной техники в агропроцессах.

Известно, что растение - набор структурно-упорядоченных молекулярных образований. В реакциях поведения в пространстве и во времени ведет себя как единое целое. Любое постороннее воздействие на любую молекулярную структуру влияет на состояние растения в целом и ведет к его изменению. Многочисленные исследования установили зависимость продуктивности сельскохозяйственных культур от электромагнитных воздействий антропогенного происхождения, являющихся сильнодействующими стимулирующими растения факторами. При длительном электромагнитном воздействии биологический эффект накапливается. Согласно [Басов A.M., Каменир Э.А., Файн В.Б. Вопросы дозирования при стимуляции семян физическими воздействиями. - Вестник с/х науки, М.: 1981, №6, с.109-116] и другим результатам исследований после воздействий электрического поля переменного тока высокого напряжения на семена и растения увеличилось содержание нуклеиновых кислот, необходимых для развития растений на 45-73% в ростках и 13-35% в корешках, по сравнению с контрольными образцами. Всхожесть семян фасоли и помидоров возрастает при обработке их электромагнитным полем высокой частоты. Для воздействий на растения электромагнитным полем используют специализированное электротехнологическое оборудование.

Известные устройства воздействия электромагнитным полем на растения перемещают по полю специальными транспортными средствами [Ф.Я.Изаков, Б.А.Матвеев Перспективы использования СВЧ-энергии для борьбы с сорной растительностью // в кн. «Электротрансмиссия и автоматизация мобильных процессов в сельском хозяйстве». Труды ЧИМЭСХ. - Челябинск, изд. ЧИМЭСХ, 1980, вып.165, с.93-95]. Движение этих транспортных средств по полю вызывает деградацию почвы, производят вредные для окружающей среды выбросы газов и отходов топлива. Другим недостатком известного технического решения является их высокая стоимость, существенные затраты энергии при реализации технологических процессов и на экспуатацию.

Близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство подвода электроэнергии к подвижным сельскохозяйственным объектам, выполненное в виде резонансной электрической системы с однопроводной линией напряжением 0,5-500 кВ, резонансной частотой 0,1-100 кГц, включающее источник электрической энергии, инвертор, однопроводную линию, резонансные трансформаторы, выпрямитель, аккумулятор. Однопроводная линия смонтирована в земле [Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии. - М.: ВИЭСХ, 2008 - 352 с.].

Недостатком данного технического решения является то, что данное устройство используется исключительно для передачи электроэнергии. При этом не рассматривается возможность его применения в качестве электротехнологического оборудования для стимуляции развития и роста растений.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение стоимости, затрат энергии и материальных ресурсов при реализации процессов стимулирования роста и развития сельскохозяйственных культур, снижение вредных воздействий на почву и окружающую среду.

В результате использования предлагаемого изобретения повышаются техноэкономические характеристики, эффективность и производительность процессов и устройства в целом за счет использования системы электроснабжения как технологического устройства стимуляции растений.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройство включены два блока коммутации, при этом однопроводниковая линия электропередачи разделена на N отрезков, равномерно распределенных по площади возделываемого угодья, при этом N определяется геометрическими размерами возделываемого угодья, а конденсатор резонансного контура разделен на N секций, причем начала отрезков однопроводниковой линии электропередачи подключены к выходам первого блока коммутации, вход первого блока коммутации подключен к первому выходу системы управления, концы отрезков однопроводниковой линии электропередачи подключены к выходам второго блока коммутации, вход второго блока коммутации подключен ко второму выходу системы управления.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2.

На фиг.1 представлены элементы устройства стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур, размещенных на возделываемом угодье.

На фиг.2 представлены элементы устройства стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур, размещенных на мобильном агрегате.

В состав устройства стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур входят размещенные на возделываемом угодье 1 (фиг.1) элементы резонансной системы электроснабжения 2, а именно первичный источник электроэнергии 3, однопроводниковая линия электропередачи 4, высоковольтный трансформатор 5, преобразователь частоты 6, конденсатор резонансного контура 7, система управления 8, два блока коммутации 9, 10. На мобильном агрегате 11 (фиг.2) размещены преобразователь частоты 12, конденсатор резонансного контура 13, токосъемное устройство 14, высоковольтный трансформатор 15. Однопроводниковая линия электропередачи 4 разделена на N отрезков 16, равномерно распределенных по площади возделываемого угодья 1 (N определяется геометрическими размерами возделываемого угодья). Конденсаторы резонансных контуров 7, 13 разделены на N секций, высоковольтные трансформаторы 5, 15 имеют N отпаек. Начала отрезков 16 однопроводниковой линии электропередачи 4 подключены к выходам первого блока коммутации 9, вход первого блока коммутации 9 подключен к первому выходу системы управления 8, концы отрезков 16 однопроводниковой линии электропередачи 4 подключены к выходам второго блока коммутации 10, вход второго блока коммутации 10 подключен ко второму выходу системы управления 8.

Устройство работает следующим образом. Резонансная система электроснабжения при электроснабжении мобильных агрегатов работает в резонансном режиме, обеспечивающем минимальные потери в линии электропередачи. Согласно регламенту технологического процесса, вида (сорта, гибрида) растения и этапа вегетации определяются параметры электромагнитных воздействий на растения и почву. При выполнении функции рабочих технологических органов резонансная система перенастраивается в резонансные режимы, соответствующие этим параметрам. Поскольку рабочая частота резонансной системы электроснабжения связана с длиной однопроводниковой линии электропередачи 4, длина этой линии изменяется искусственно, переключением N отрезков 16 однопроводниковой линии электропередачи 4 посредством блоков коммутации 9, 10 с тем, чтобы рабочая частота системы электроснабжения соответствовала частоте параметров стимуляции растений для конкретного вида (сорта, гибрида) растений и этапа его вегетации. Перенастройка параметров режима работы резонансной системы электроснабжения выполняется системой управления 8. При этом также изменяют рабочие частоты преобразователей частоты 6, 12, значения конденсаторов резонансного контура 7, 13, переключают на соответствующие этому режиму отпайки высоковольтных трансформаторов 5, 15.

В устройстве используют фрагменты инфраструктуры резонансной системы электроснабжения, а именно проложенную в почве возделываемого угодья однопроводниковую линию электропередачи, в которой возбуждают электромагнитное поле с заданными параметрами. Воздействия согласно требованиям технологического процесса реализуют в нужные моменты времени на всех этапах роста и развития растений. Характеристики воздействий электромагнитного поля (частота, амплитуда напряжения, время и продолжительность воздействия) меняют избирательно в зависимости от этапа технологического процесса, вида (сорта, гибрида) сельскохозяйственной культуры, ее стадии развития, в зависимости от конкретных существующих погодно-климатических условий. Вредное воздействие на почву и окружающую среду отсутствует.

Устройство стимуляции процессов вегетации сельскохозяйственных культур, включающее элементы резонансной системы электроснабжения, первичный источник электроэнергии, однопроводниковую линию электропередачи, высоковольтный трансформатор, преобразователь частоты, конденсатор резонансного контура, систему управления, отличающееся тем, что в устройство включены два блока коммутации, при этом однопроводниковая линия электропередачи разделена на N отрезков, равномерно распределенных по площади возделываемого угодья, при этом N определяется геометрическими размерами возделываемого угодья, а конденсатор резонансного контура разделен на N секций, причем начала отрезков однопроводниковой линии электропередачи подключены к выходам первого блока коммутации, вход первого блока коммутации подключен к первому выходу системы управления, концы отрезков однопроводниковой линии электропередачи подключены к выходам второго блока коммутации, вход второго блока коммутации подключен ко второму выходу системы управления.