Способ оздоровления посадочного картофеля и устройство для его осуществления

Способ оздоровления посадочного картофеля и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам и устройствам для оздоровления и хранения сельскохозяйственной продукции, в частности посадочного картофеля.

Картофель относится к числу культур, в сильной степени поражаемых болезнями, что нередко является основной причиной резкого снижения урожайности, поэтому проблема обеспечения отечественных крупных и мелких производителей картофеля качественным посадочным материалом очень актуальна.

Для замедления роста и развития болезнетворных микроорганизмов на картофеле используют воздействие либо различными химическими реагентами, либо физическими методами.

Известен способ обеззараживания картофеля парами формалина, подмешиваемого в магистральный канал вентиляционной системы хранилища (Республиканский стандарт "Картофель семенной, хранение в условиях активного вентилирования. Типовой технологический процесс". РСТ РСФСР 739-87). Обработка формалином подавляет развитие бактериальных инфекций на картофеле, но не уничтожает грибную микрофлору.

Известен способ оздоровления посадочного и продовольственного картофеля в условиях активной вентиляции, включающий его периодическую обработку озоно-воздушной смесью (SU 1324600, A01F 25/00, 23.07.1987; RU 2073412, A01F 25/00, 20.02.1997; RU 2351116, A01F 25/00, 10.04.2009; RU 2437273, A01F 25/00, 27.12.2011). Обработка озоном уничтожает поверхностную грибную микрофлору, но заражение фитопатогенными бактериями сохраняется на первоначальном уровне.

Применение токсичных химических веществ для оздоровления картофеля ухудшает его качество, подавляет иммунные свойства картофеля, что увеличивает потери при хранении, опасно для обслуживающего персонала и отрицательно влияет на экологию.

Физические методы воздействия находят все большее применение в пищевой промышленности при стерилизации и/или пастеризации различных продуктов. Как правило, воздействуют электромагнитным полем различных частот.

Известен способ стерилизации или пастеризации пищевых продуктов воздействием СВЧ-поля (6-1000 МГц) (RU 2067400, A23L 3/18, 10.10.1996). При использовании СВЧ-излучений для обработки биообъектов растительного происхождения болезнетворная активность микроорганизмов подавляется достаточно эффективно, но происходит быстрый нагрев обрабатываемых объектов, что приводит к значительным изменениям в структуре продукта, снижению пищевой ценности и к потере посевных качеств. Кроме того, требуются специальные меры для защиты персонала.

Известен способ хранения репчатого лука путем его обработки электромагнитным полем низкой частоты в диапазоне 12-12,5 Гц 1-2 раза в месяц в течение 20-25 мин (RU 2280354, A01F 25/00, А23В 7/01, 27.07.2006). Способ позволяет повысить сохранность качества и пищевой ценности лука: в 5-6 раз снижается убыль массы и количество проросших луковиц, так как электромагнитное поле замедляет протекание биохимических процессов в растительной клетке. Способ экологически безопасен. Недостатком способа является отсутствие данных о влиянии на бактериальную и грибную микрофлору.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ хранения картофеля, включающий его оздоровление путем воздействия физическим методом, для чего картофель обрабатывают синусоидальным электромагнитным полем при помощи генератора низкой частоты непрерывно в течение всего срока хранения, причем воздействие осуществляют последовательными непрерывными циклами, каждый из которых включает две стадии, на первой из которых обработка ведется с частотным диапазоном 7-15 Гц в течение 40 мин, а на второй стадии - с частотным диапазоном 15,1-30 Гц в течение 20 мин. Данный способ позволяет осуществлять достаточно щадящее воздействие на клетки картофеля, которое обеспечивает сохранение физиологического покоя клетки (RU 2364074, A01F 25/00, 20.08.2009 - прототип).

Недостатком способа-прототипа является недостаточное снижение активности болезнетворных бактерий и неспособность уничтожать вирусные, вироидные и микоплазменные (ВВМ) инфекции, которые особенно опасны для посадочного картофеля. Возбудители ВВМ болезней являются внутриклеточными патогенами и живут в клубнях картофеля. Бороться с ними химическими средствами невозможно. Без надлежащих мер по оздоровлению и защите семенного материала от повторного заражения число пораженных растений год от года прогрессивно увеличивается, сорт постепенно теряет свою первоначальную продуктивность и вырождается.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка экологически безопасного способа оздоровления посадочного картофеля, который обеспечит уничтожение возбудителей ВВМ инфекций и более эффективное подавление бактериальной и грибной микрофлоры, что позволит сохранять первоначальную продуктивность сорта в течение многих лет. Кроме того, способ обеспечит перед посадкой вывод клубней картофеля из состояния физиологического покоя и ускорение метаболизма его растительных клеток, что приведет к дружным всходам и повышению урожайности.

Задачей предлагаемого изобретения является также создание простого и экономичного, пригодного для мелких производителей, устройства для осуществления предлагаемого способа оздоровления посадочного картофеля, которое позволит эффективно уничтожать болезнетворные микроорганизмы и при этом стимулировать посевные качества картофеля.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом оздоровления посадочного картофеля путем воздействия физическим методом, в котором, согласно изобретению, воздействие физическим методом осуществляют, пропуская через слой картофеля постоянный электрический ток, для чего слой картофеля помещают между электродами, на один из которых, незаземленный, подают электрическое напряжение отрицательной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом, выдерживают 2-3 мин, после чего ток отключают, снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов и подают на незаземленный электрод электрическое напряжение противоположной положительной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом, выдерживают 2-3 мин, после чего ток отключают и снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов.

Ток через слой картофеля можно пропускать неоднократно.

Воздействие на посадочный картофель электрическим током проводят дважды: в основном периоде хранения и перед посадкой.

Клубни посадочного картофеля перед закладкой на хранение можно выдерживать на свету для озеленения.

Решение поставленной задачи достигается также предлагаемым устройством для осуществления оздоровления посадочного картофеля, содержащим емкость из диэлектрического материала для слоя картофеля, помещенного между электродами, один из которых не заземлен и соединен с источником высокого напряжения, выполненным с возможностью переключения полярности и регулирования величины подаваемого напряжения, а приемный электрод оснащен игольчатым коронатором, обеспечивающим связь приемного электрода с электродом заземления во время прохождения тока.

Электроды снабжены штангами заземления для снятия с них остаточного электрического заряда после отключения тока.

На фиг.1 приведена схема заявляемого устройства.

Устройство содержит емкость из диэлектрического материала 1 для слоя обрабатываемого картофеля 2. Слой картофеля 2 помещен между двумя электродами 3 и 4. Электрод 3 не заземлен и соединен с источником высокого напряжения (ИВН) 5. Электрод 4 является приемным, соединен гибким проводом с игольчатым коронатором 6, обеспечивающим электрическую связь приемного электрода 4 с электродом заземления 7 во время прохождения тока. Электрод заземления 7 установлен над коронатором 6 с необходимым зазором, который обеспечивается изоляторами 8. ИВН 5 выполнен с возможностью переключения полярности и регулирования величины подаваемого напряжения. Электроды 3 и 4 имеют каналы с запором для ввода штанг заземления (на схеме не показаны).

Предлагаемый способ основан на следующих принципах. Микроорганизмы, как и любой живой организм, обладают плохой тепло- и электропроводностью. Из-за низкой электропроводности микроорганизмы, являющиеся внутриклеточными патогенами клубней картофеля, при пропускании тока через слой картофеля ведут себя подобно диэлектрическим частицам, ток не пропускают, но поляризуются и деформируются за счет миграции собственных зарядов противоположного знака к разным сторонам микроорганизма. Такое воздействие приводит к необратимым изменениям в структуре микроорганизма. После отключения тока и снятия остаточного заряда с электродов поляризация и деформация болезнетворных микроорганизмов, вызванная пропусканием тока через слой картофеля, сохраняется, и при изменении полярности подаваемого напряжения происходит полное разрушение микроорганизмов. Наличие в поверхностном слое клубней озелененного картофеля растительных ядов (соланин, чаконин) повышает эффективность предлагаемого способа.

Растительные клетки картофеля состоят на 70% из воды и являются достаточно электропроводными по сравнению с патогенами, поэтому при отключении тока и снятии остаточного заряда с электродов остаточные заряды с клубней картофеля мягко стекают, не вызывая структурных изменений в его растительных клетках.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В емкость (1) загружают плотным слоем (2) клубни посадочного картофеля, при этом нижняя поверхность слоя картофеля примыкает к поверхности незаземленного электрода (3). На верхнюю выровненную поверхность слоя картофеля укладывается приемный электрод (4), соединенный с игольчатым коронатором (6). На незаземленный электрод (3) подают высокое напряжение отрицательной полярности от ИВН (5) и повышают напряжение до появления на иглах коронатора тихого коронного разряда (голубого свечения). Коронный разряд обеспечивает электрическую связь приемного электрода (4) с электродом заземления (7) - через слой картофеля течет постоянный ток. Пропускают ток 2-3 мин, после чего ток отключают, снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов (3) и (4) при помощи штанг заземления и снова подают от ИВН (5) на незаземленный электрод (3) высокое напряжение, но противоположной положительной полярности, величину которого повышают до появления на иглах коронатора тихого коронного разряда (голубого свечения) и выдерживают 2-3 мин. Отключают ИВН (5) и снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов (3) и (4) при помощи штанг заземления. Процедуру пропускания тока через слой картофеля можно повторять два раза и более.

Такую обработку картофеля проводят дважды: в основном периоде хранения и перед посадкой. Обработка в период хранения позволяет полностью подавить жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов. Электрообработка картофеля перед посадкой проводится с целью вывода клубней картофеля из состояния физиологического покоя и ускорения метаболизма его растительных клеток, а также для дополнительного оздоровления от возможных повторных бактериальных, грибных и ВВМ инфекций. Можно отметить, что электрическое воздействие на растения для стимулирования их роста широко распространено (см., например, Гордеев A.M., Гольдман В.Б. Электрический мир растений. Наука в СССР, 1991, N 5, стр.28-33).

Проведенные испытания показали, что обработка посадочного картофеля по предлагаемому способу позволяет получать высококачественный посадочный материал, свободный от ВВМ и других инфекций и дающий благодаря электростимуляции роста дружные всходы и высокий урожай. Заявленное устройство отличается простотой и экономичностью, оно пригодно как для крупных хозяйств, так и для мелких производителей.

1. Способ оздоровления посадочного картофеля путем воздействия физическим методом, отличающийся тем, что воздействие физическим методом осуществляют пропуская через слой картофеля постоянный электрический ток, для чего слой картофеля помещают между электродами, на один из которых, незаземленный, подают электрическое напряжение отрицательной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом, выдерживают 2-3 минуты, после чего ток отключают, снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов и подают на незаземленный электрод электрическое напряжение противоположной положительной полярности, величину которого повышают до появления тихого коронного разряда на иглах коронатора, соединенного с приемным электродом, выдерживают 2-3 минуты, после чего ток отключают и снимают остаточный электрический заряд с обоих электродов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ток через слой картофеля пропускают неоднократно.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие на посадочный картофель электрическим током проводят дважды: в основном периоде хранения и перед посадкой.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что клубни посадочного картофеля перед закладкой на хранение выдерживают на свету для озеленения.

5. Устройство для осуществления способа оздоровления посадочного картофеля путем воздействия электрическим током, содержащее емкость из диэлектрического материала для слоя картофеля, помещаемого между электродами, один из которых не заземлен и соединен с источником высоковольтного напряжения, выполненным с возможностью переключения полярности и регулирования величины подаваемого напряжения, а приемный электрод оснащен игольчатым коронатором, обеспечивающим связь приемного электрода с электродом заземления во время прохождения тока.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что электроды снабжены штангами заземления для снятия с них остаточного электрического заряда после отключения тока.