Замещение минеральных удобрений активацией питательных веществ в обработанных искровыми разрядами питательных растворах при выращивании салата
Аннотация
Представлены результаты проверки эффективности разработки опытной установки для обработки воды с целью активации питательных веществ искровыми разрядами для замещения минеральных удобрений. В ходе исследования были проведены три опыта по выращиванию салата с внесением различных доз удобрений и обработкой воды искровыми разрядами.
Ключевые слова
опытная установка, искровые разряды, салат, удобрения, гидропоника.
Список использованных источников
1. Ценч Ю.С., Сидоров И.В. Этапы развития технологий и технических средств для внесения удобрений и защиты растений // С.-х. машины и технологии. 2024. Т. 18 (3). С. 14-22. DOI 10.22314/2073-7599-202418-3-14-22.
2. Юдаев И.В., Казакова А.С., Степанчук Г.В., Нозимов К.Ш., Юдин А.А. Исследование эффективности влияния однородного электрического поля на качество семян огурцов // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2022. Т. 69. № 2 (47). С. 25-30.
3. Дорохов А.С., Сибирев А.В., Пономарев А.Г., Петухов С.Н. Влияние электрофизического воздействия на сроки хранения картофеля и овощных культур // С.-х. машины и технологии. 2024. Т. 18 (2). С. 20-26. DOI 10.22314/2073-7599-2024-18-2-20-26.
4. Май Чонг Б., Башир Ш.А.Е., Князев А.С., Ивахнюк Г.К. Влияние воды, обработанной электрофизическим способом, на начальный период вегетации риса в загрязнённой почве // Изв. Санкт-Петербургского ГТУ (технического университета). 2017. № 39 (65). С. 106-109.
5. Цетлин В.В., Левинских М.A., Нефедова Е.Л., Дерендяева Т.А., Федотова И.В. Влияние малых доз ионизирующего излучения на водный субстрат и развитие семян высших растений // Авиакосмическая и экологическая медицина. 2008. Т. 42. № 3. С. 1-22.
6. Kucerova K., Henselova M., Slovakova L., Bacovcinova M., Hensel K. Effect of plasma activated water, hydrogen peroxide, and nitrates on lettuce growth and its physiological parameters // Applied Sciences-Basel. 2021. 11 (5). 1985.
7. Skarpa P., Klofac D., Krcma F., Simeckova J., Kozakova Z. Effect of plasma activated water foliar application on selected growth parameters of maize (zea mays L.) // Water. 2020. 12 (12). 3545.
8. Rathore V., Tiwari B.S., Nema S.K. Treatment of pea seeds with plasma activated water to enhance germination, plant growth, and plant composition // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2022. 42. 109-129.
9. Белов А.А. Обоснование параметров и режима работы лабораторной электрогидравлической установки для обеззараживания воды // Вест. Воронежского ГАУ. 2020. Т. 13. № 4 (67). С. 167-173.
10. Белов А.А., Васильев А.Н., Степанычев Ю.А., Шарко А.А. Влияние электрогидравлической обработки на содержание нитратного азота в поливной воде // Вест. Казанского ГАУ. 2020. Т. 15. № 3 (59). С. 54-57.
11. Князева И.В., Вершинина О.В., Гришин А.А. Влияние импульсного и сканирующего светодиодного излучения на биохимический состав и продуктивность капусты японской сорта Мизуна // Агроинженерия. 2023. Т. 25 (6). С. 53-60. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-6-53-60.
12. Бурынин Д.А., Качан С.А., Смирнов А.А., Прошкин Ю.А. Сравнительный анализ выращивания растения репы сорта луна на гидропонике со светодиодным облучением и в открытом грунте // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2023. Т. 70. № 3 (52). С. 12-20.
13. Ракутько С.А., Ракутько Е.Н., Медведев Г.В. Разработка экспериментального фитотрона и его применение в исследованиях по энергоэкологии светокультуры // С.-х. машины и технологии. 2023. Т. 17. № 2. С. 40-48.
14. Белов А.А. Применение технологии холодной атмосферной плазмы для обработки атмосферных сточных вод с целью повторного использования в сельском хозяйстве // Вест. Воронежского ГАУ. 2024. Т. 17. 2 (81). С. 107-116. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2024_2_107.
Substitution of Mineral Fertilizers by Means of Aactivation of Nutrients in Nutrient Solutions Treated by Spark Discharge in Lettuce Cultivation
Summary
The article deals with the results of the investigation into the efficiency of the developed pilot plant for water treatment with the purpose of activating nutrients by spark discharges to replace mineral fertilizers. In the course of the study three experiments were conducted on growing lettuce with the application of different doses of fertilizers and water treatment by spark discharges.
Key words
pilot plant, spark discharges, lettuce, fertilizers, hydroponics.
Реферат
Цель исследования – подтверждение гипотезы о частичном или полном замещении минеральных удобрений путем активации питательных веществ в обработанных искровыми разрядами питательных растворах с помощью разработанной опытной установки. В ходе исследования были проведены три опыта по выращиванию салата в условиях различных доз удобрений и обработки воды искровыми разрядами. Обоснована актуальность замещения внесения минеральных удобрений активацией питательных веществ в воде за счет обработки искровыми разрядами. Для проведения исследований была разработана опытная установка для обработки питательных растворов искровыми разрядами с двумя формирующими зазорами, которые позволяют дольше накапливать и быстрее отдавать энергию в рабочий водный промежуток. За каждый цикл заряда создается один основной импульсный искровой разряд, исключая переход к дугообразному течению процесса. Увеличение крутизны фронта импульсов уменьшает длительность разрядов, при этом КПД преобразования электрической энергии в механическую повышается, сглаживается колебательная составляющая. Схема работы установки становится более симметричной, а управление ею удобнее. По результатам первого опыта первое научное предположение в отношении улучшенного развития салата на питательном растворе, обработанном искровыми разрядами, подтвердилось. Второй опыт в рамках соблюдения условий постановки и проведения экспериментальных исследований в части повторяемости для исключения ошибок проведения опытов и неточностей измерений позволил повторить результат показателей роста салата контрольного варианта с дозой 2 мл/л. Третий опыт повторил положительный результат улучшения показателей роста салата опытного варианта с дозой 1 мл/л. Второе научное предположение, выдвинутое при планировании исследований в отношении частичного замещения минеральных удобрений за счет активации питательных веществ в обработанной искровыми разрядами воде с помощью опытной установки, подтверждено. Предлагаемая обработка способна замещать рекомендуемую дозу удобрений (2,5 мл на 5 л воды).
Abstract
The purpose of the study is to confirm the hypothesis of partial or complete replacement of mineral fertilizers by means of activating nutrients in the nutrient solutions treated with spark discharges using the developed pilot plant. In the course of the study three experiments were conducted on growing lettuce with different doses of fertilizers and treating water with spark discharges. The relevance of replacing the application of mineral fertilizers by activating nutrients in water with spark discharges was substantiated. To conduct the research, a pilot plant was developed for processing nutrient solutions with spark discharges with two forming gaps which allow longer accumulation and faster release of energy into the working water gap. For each charge cycle, one main pulse spark discharge is created, without the transition to an arc-like flow of the process. Increasing the pulse steepness reduces the duration of the discharges, while the efficiency of converting electrical energy into mechanical energy increases, and the oscillatory component is smoothed out. The operation scheme of the plant becomes more symmetrical, and its control is more convenient. Based on the results of the first experiment the first scientific assumption regarding the improved development of lettuce on a nutrient solution treated with spark discharges was confirmed. The second experiment conducted with the purpose to eliminate errors in conducting experiments and measurement inaccuracies allowed us to repeat the result of the growth indicators of lettuce of the control variant fertilized with a dose of 2 ml/l. The third experiment repeated the positive result of improving the growth indicators of lettuce of the experimental variant with a dose of 1 ml/l. The second scientific assumption put forward when planning the study regarding the partial replacement of mineral fertilizers due to the activation of nutrients in water treated with spark discharges using a pilot plant has been confirmed. The proposed treatment is capable of replacing the recommended dose of fertilizers (2.5 ml per 5 l of water).