CS252012B1 - Method of seeds' presowing treatment and equipment for realization of this method - Google Patents

Description

252012

Vynález sa týká predvýsevnej úpravy se-mien a tiež zariadenia na vykonáváme ta-kejto úpravy.

Oprava semien podTa tohto vynálezu rie-ši problém zvyšovania kvality semien a pro-dukcie polnohospodárskych plodin a inýchdruhov úžltkových a okrasných rastlín in-tenzifikačnou biofyzikálnou metodou zalo-ženou na stimulačnej interakcii elektromag-netického pol'a s biologickým materiálom. V oblasti fyzikálnej stlmulácie semienrastlíp sú v súčasnosti už známe a použí-vané sposoby využívajúce kombinované pó-sobenie: — ultrafialového žiarenia (ďalej UV žiare-nie) s infračerveným žiarením (ďalej IRžiarenie) a magnetickým pol'om, — laserového žiarenia s červeným svetlom, — gama alebo rontgenového žiarenia (ďa-lej RTG žiarenie) s laserovým žiarením,červeným svetlom a koronovým výbo- jom.

Nevýhodou prvého kombinovaného spů-sobu sú nedostatočné a aj nevhodné fotore-gulačné účinky, druhého nedostatočné fo-tochemické, baktericídne a fungicídne účin-ky, tretieho mutagénne účinky, vysoká hmot-nost a cena zariadení, ako aj zvýšené ohro-zenie obsluhujúceho personálu pri použí-vaní tvrdého žiarenia.

Známe zariadenia využívajúce druhý spů-sob úpravy semien exponujú iba časť semienv důsledku hrubých vrstiev ožarovaných se-mien, pričom ožiarené semená sú expono-vané iba jednostranné, čo spósobuje, že ibamalá časť semien má zasiahnuté embryapriamym laserovým žiarením. Preto je po-třebné pri ich použití uskutočniť viac cyk-lov úpravy. To zvyšuje technologickú ná-ročnost, náklady, ako aj stupeň mechanic-kého poškodenia semien.

Uvedené nedostatky odstraňuje riešeniepodl'a vynálezu. Podstata sposobu podlá vy-nálezu spočívá v tom, že na kontinuálnuvrstvu semien o hrúbke jedného zrna sa po-čas jeho pohybu cyklicky působí jeden ažpaťkrát po dobu 0,5 až 10 s kombinovanýmelektromagnetickým žiarením v navzájomoddělených zónách a súčasne sa působí e-lektrostatickým polom o intenzitě 100 až1 000 kV/m. V prvej fáze cyklu sa vrstva se-mien ožiari ultrafialovým žiarením o inten-zitě 10 až 1 000 W/m2 a infračerveným žia-rením o intenzitě 10 až 3 000 W/m2 a v dru-hej fáze cyklu sa vrstva semien ožiari naj-prv červeným svetlom o vlnovej dlžke 600až 680 nm a intenzitě 1 až 400 W/m2 a na-koniec sa ožiari laserovým lúčom o vlno-vej dlžke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až100 kW/m2, pričom posledný cyklus ožiare-nia vrstvy semien je v době 5 až 28 dnípřed výsevom. Ožiarenie vrstvy semien la-serovým lúčom o frekvenci! 50 až 500 Hzje viacnásobné tak, že najprv sa ožiariscanovaným laserovým lúčom, ktorého roz- sah scanovania je na úrovni roviny doprav-níka presahujúci jeho šířku a potom sa o-žiari spatným odrazom tohto laserového lú-ča od bočných, resp. spodnej reflexnej plo-chy po dobu 10~3 až 10-2 s. Elektrostatic-ké pole sa vytvára pohybom vrstvy semienpo dielektrickom povrchu dopravníka, vý-hodné z polyvinylchloridu.

Podstata zariadenia podlá vynálezu spo-čívá v tom, že spoločná os lasera, diver-gentně optiky a pevného alebo pohyblivé-ho zrkadla, ktoré sú umiestnené nad die-lektrickým povrchom dopravníka, zviera spozdížnou osou dopravníka ostrý uhol, za-tial čo pevné zrkadlá súbežne umiestnenépri okrajoch spádového dopravníka zvie-rajú s osou dopravníka tupý uhol. Sklondopravníka je regulovatelný v rozsahu od10 do 40° a ipovrch dopravníka je z di-elektrického materiálu, pričom v zóně pů-sobenia laserového lúča je výhodné vytvo-řený ako reflexná vrstva.

Hlavnou výhodou úpravy semien podlávynálezu je dosiahnutie vyššieho synergic-kého účinku, ktorý vzniká ako výsledný ú-Činok vhodnej kombinácie působenia bio-logicky účinných spektier nekoherentnéhoa koherentného elektromagnetického žiare-nia a elektrostatického póla na semenárastlín a ich mikroflóru. V prvej fáze cyklu úpravy sa využívajúfotochemické, baktericídne a fungicídne ú-činky UV a IR žiarenia na semená a ich mi-kroflóru za súčasného působenia elektro-statického póla, ktoré pozitivně ovplyvňu-je funkčný stav biologických membrán asúčasne na povrchu semien vytvára elek-trický náboj, ktorý zvyšuje afinitu aeroió-nov vytváraných UV žiarením v atmosfe-rickou! prostředí k materiálu semien. To po-zitivně ovplyvňuje úroveň oxidačných pro-cesov v mitochondriách a urýchluje ich vý-voj. Povrchové ochraně štruktúry semienpodliehajú čiastočnej denaturácii a zabez-pečujú vačšiu priepustnosť pre vodu a kys-lík a umožňujú skorší nástup aktívnych pro-cesov klíčenia. Zvyšujú sa tiež bektericid-ne a fungicídne účinky úpravy. V druhej fáze cyklu úpravy sa využíváfotoregulačný vplyv krátkovlnného červe-ného světla a laserového žiarenia na fyto-chrómny systém, ktorých účinok sa zvyšu-je vytvořením kladného' elektrického nábo-ja semien (pri působení elektrostatickéhopóla) v důsledku triboelektrického efek-tu pri pohybe semien na dielektrickom po-vrchu dopravníka. Pri spolupůsobení lase-rového žiarenia a elektrostatického póla jevyššia pravděpodobnost vzniku radikálov aexcitovaných stavov bioštruktúr. Druhá fá-za úpravy tak zabezpečuje tiež fotokonver-ziu protochlorofylu semien, ktoré tento ob-sahujú.

Experimentálně bolo potvrdené, že úpra- vou semien podlá vynálezu sa oproti kon- trolným vzorkám zvyšuje resorpcia kysli- 252012 ka a vody, pričom v suchých semenách(přibližné 10 až 14 % relativné j vlhkosti)sa zistila zvýšená koncentrácia nestabil-ných volných radikálov a přítomnost ión-radikálov mangánu, Pozoroval sa tiež vý-razný baktericídny a fungicídny účinok ú-pravy na patogénnu mikroflóru semien, naktorom sa podiela aj druhá fáza cyklu ú-pravy pódia vynálezu. Výhodou zariadenia podl'a vynálezu jeviacnásobné ožiarenie semien laserovým lú-čom, ktoré je dosiahnuté systémom bočnýchzrkadiel dopravníka a reílexným povrchomsypnej plochy dopravníka. Tieto umožňujú2 až 3-násobnú expozíciu semien v rež-ných polohách vočl dopadajúcemu zvazkulaserového žiarenia a zároveň ožiareniestrany semien obrátenej k dopravníku lase-rovým lúčom odrazeným od jeho reflexnejplochy, čo niekoikonásobne zvyšuje pravdě-podobnost ožiarenia embrya semien. To zvy-šuje efektivnost úpravy a umožňuje znížiťpočet jej cyklov a stupeň mechanickéhopoškodenia semien voči doteraz známým za-riadeniam pre laserovú úpravu semien. Vý-hodou zariadenia je tiež jednoduchost rie-šenia, možnost využitia modulovej konštruk-cie a relativné nízké náklady na jeho reali-záciu.

Opravou semien podía vynálezu sa zvy-šujú ich kvalitativně parametre, ako úroveňmetabolizmu, klíčivost, energis klíčivosti, si-la rastu a znižuje sa obsah patogénnej m.i-kroflóry. V důsledku toho sa rastliny lepšierozvíjajú, sú odolnejšie voči negativnýmvplyvom prostredia a dávajú vyššie výnosy(o 5 až 30 %). Výrazné výsledky možno do-siahnuť najma u semien a osiv nižších kva-lit, čo sa výraznejšie prejavuje v horšíchagrotechnických a klimatických podmien-kach. Opravou možno čiastočne nahraditmorenie osiv (znížiť dávky moridiel s obsa-hem ťažkých kovov) a tak zamedziť ich ne-gativny. ekoloaický dosah, čo je aktuálněnajma v oblastiach s podzemnými zdrojmipitnej vody. Oprava semien pódia vynálezuje vhodná pre obilniny, zrniny, semena ze-leniny, cukrovej řepy, semená kvetov a dře-vin, napr. borovice.

Na přiložených výkresoch je na obr. 1 bo-korys, na obr. 2 půdorys a na obr. 3 prieč-ny rez zariadenia pódia vynálezu s diver-gentnou optikou a pevným zrkadlom, naobr. 4 je bokorys a na obr. 5 je půdorys pří-kladu vyhotovenia zariadenia s pohyblivýmzrkadlom pre scanovanie laserového lúča. Příklad 1

Sposob predvýsevnej úpravy osiva pšeni-ce podl'a vynálezu, kde sa osiva ožiari po-čas pohybu na spádovom dopravníku sú-časne ultrafialovým žiarením a viditelnýmsvetlom ortuťových výbojok a infračervenýmžiarením keramických infražiaričov s jed-notlivými intenzitami 200 W/ma 60 000 lxa 2 000 W/m2 počas 3 sekúnd. Po 24 hodi- nách sa samostatné ožiari monochromatic-kým polarizovaným svetlom neónových vý-bojok o vlnovej dlžke 640 nm a intenzitě10 W/m2 počas 1 sekundy pri použití pola-rizačných filtrov. Potom sa osivo samostat-né ožiari scanovaným lúčom He—Ne lase-ra o vlnovej dlžke 632,8 nm a intenzitě 10kW/m2 pri frekvencii scanovania 300 Hz.

Počas ožarovania na osivo působí elek-trostatické pole vzniknuté třením o dielek-trický povrch dopravníka z PVC. Příklad 2

Sposob prevýsevnej úpravy semien po-dlá vynálezu, kde sa ozařuje osivo kuku-řice na spádovom dopravníku súčasne ul-trafialovým žiarením, viditelným svetlomhalogenidových výbojok a infračervenýmžiarením s jednotlivými intenzitami 250 W//m2, 100 000 lx a 500 W/m3 počas 5 s. Po-tom sa pri pohybe na spádovom dopravní-ku ožiari svetlom halogenidových výbojoks prímesou lítia o vlnovej dlžke 610 a 670nm a intenzitě 300 W/m2 počas 2 sekúnd pripoužití absorbčných filtrov. Nakoniec sa sa-mostatné ožiari scanovaným lúčom He—Nelasera o vlnovej dlžke 632,8 nm a intenzitě20 kW/m2 pri frekvencii scanovania 500 Hz.Počas ožarovania na osivo působí elektro-statické pole vzniknuté třením o dielektric-ký povrch dopravníka, v našom případe zPVC. V prvom příklade vyhotovenia s diver-gentnou optikou a pevným zrkadlom tvořívstupnú časť pre ožarované semená násyp-ka 14, ktorá je v dolnej časti vybavená tur-niketom 13. Za turniketom 13 následuje spá-dový dopravník 12, ktorého sklon je měni-telný skrutkou 16 a jeho sypná plocha jetvořená materiálom s elektrostatickými av zóně působenia lasera reflexnými vlast-nosťami.

Nad dopravníkom 12 sú na nosnej kon-štrukcii 11 uchytené zdroje elektromagne-tického žiarenia v poradí zdroj infračerve-ného žiarenia 6, zdroj ultrafialového žiare-nia a viditelného světla 5 a zdroj červené-ho světla 4, za ktorým následuje zdroj la-serového žiarenia 1. Lúč laserového žiare-nia je upravený divergentnou optikou 2 ana plochu 15 dopravníka usměrněný pev-ným zrkadlom 3. Po obidvoch bočných stra-nách dopravníka 12 sú v zóně (oblasti) pů-sobenia laserového lúča umiestnené ko-rekčně zrkadlá 9, ktoré zvierajú s rovinoudopravníka tupý uhol a. Zdroje elektromag-netického žiarenie a zóny ich působenia nadopravníku sú oddělené nepriehladnýmipřepážkami 10. Medzi zdrojom 4 a doprav-níkom 12 je umiestnený filter 7, ktorý pre-púšťa jasnočervené světlo, připadne zabez-pečuje aj jeho polarizáciu, medzi zdrojom5 a dopravníkom 12 je umiestnený filter 8,ktorý prepúšťa ultrafialové žiarenie, modréa žité světlo. Pre samostatnú aplikáciu pr-

Claims (6)

1. 252012 ve] a druhé] fázy cyklu úpravy je výhod-né použitie výměnných dopravníkov 12 anosné] konštrukcie zdrojov 11, t. ]. jedendopravník s nosnou konštrukciou so zdroj-mi 5, 6 a druhý so zdrojom 4 a oblasťoupre ožarovanie laserom 1. V druhom příklade vyhotovenia zariade-nia je pevné zrkadlo 3 nahradené pohybli-vým — vibrujúcim rovinným zrkadlom ale-bo rotujúcim polygónom s reflexnými obvo-dovými plochami, pričom spoločná os lase-ra 1 a optiky 2 zviera s pozdížnou osoudopravníka 12 ostrý uhol β. Pri činnosti zariadenia podlá prvého pří-kladu postupujú semena z násypky 14 dáv-kované turniketom 13 po dopravníku 12,kde sú súčasne exponované žiarením zdro-jov 5, 6 a samostatné (oddelene) zdrojom4 a žiarením lasera 1. Lúč lasera 1 po u-smernení pevným zrkadlom dopadá na plo-chu dopravníka a Čiastočne na bočné zr- kadlá 9, ktoré lúč odrážajú na dopravník alinearizujú charakteristiku ožiarenia v ce-lej jeho šírke. V druhom příklade vyhotovenia zariade-nia je při činnosti lúč lasera 1 scanovanýpod uhlom β cez plochu dopravníka 12,pričom časť presahujúca sypnú plochu do-pravníka je odrážaná bočnými zrkadlami 9na dopravník 12. Tým sa dosahuje predíže-nie stopy laserového lúča a jeho působenieje viacnásobné. Upravené semená sa v obidvoch príkla-doch vyhotovenia zariadenia odoberajú zkonca dopravníka 12 do kontajnera. Velkosťexpozičných dávok je možné regulovat rých-losťou pohybu semien po dopravníku 12změnou uhla jeho sklonu a intenzitou žia-renia zdrojov, ktorých počet je závislý odvýkonu zariadenia a typu použitých zdro-jov. PREDMET

   1. Spůsob predvýsevnej úpravy semien zaúčelom ich biologickéj stimulácie elektro-magnetickým ozařováním, vyznačujúci satým, že na kontinuálnu vrstvu semien ohrúblte jedného zrna počas jej pohybu sa 1až 5-krát cyklicky působí po dobu 0,5 až10 s kombinovaným elektromagnetickýmžiarením v navzájom oddělených zónách asúčasne sa působí elektrostatickým polomo intenzitě 100 až 1 000 kV/m.
2. 2. Sposob predvýsevnej úpravy semien po-dlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že v prvejfáze cyklu sa vrstva semien ožiari ultrafia-lovým žiarením o intenzitě 10 až 1 000 W//m2 a infračerveným žiarením o intenzitě10 až 3 000 W/m2 a v druhej fáze cyklu savrstva semien ožiari najprv červeným svet-lom o vlnovej dížke 600 až 680 nm a inten-zitě 1 až 400 W/m2 a nakoniec sa ožiarivrstva semien laserovým lúčom o vlnovejdlžke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až 100kW/m2, pričom posledný cyklus ožiareniavrstvy semien je v době 5 až 28 dní předvýsevom.
3. 3. Spůsob predvýsevnej úpravy semienpodlá bodov 1 a 2 vyznačujúci sa tým, žeožiarenie vrstvy semien laserovým lúčom ofrekvencii 50 až 500 Hz je viacnásobné tak,že najprv sa ožiari scanovaným laserovýmlúčom, ktorého rozsah scanovania je naúrovni roviny dopravníka presahujúci jeho YNÁLEZU šířku a potom sa ožiari spatným odrazomtohto laserového lúča od bočných, resp.spodnej reflexnej plochy počas 10až 10“2sekúnd.
4. 4. Spůsob predvýsevnej úpravy semienpodlá bodov 1 až 3 vyznačujúci sa tým, žeelektrostatické pole sa vytvára pohybomvrstvy semien po dielektrickom povrchu do-pravníka, výhodné z polyvinylchloridu.
5. 5. Zariadenie na uskutočňovanie sposo-bu podlá bodu 1, ktoré pozostáva z nosnejkonštrukcie, krytu zdrojov elektromagne-tického žiarenia, optických filtrov a optic-kých prepážok, vyznačujúce sa tým, že spo-ločná os lasera (1), divergentněj optiky (2)a pevného alebo pohyblivého zrkadla (3)sú umiestnené nad dielektrickým povrchomspádového dopravníka (12), zviera s po-zdížnou osou spádového dopravníka (12)ostrý uhol (/3), zatial’ čo pevné zrkadlá (9)súbežne umiestnené pri okrajoch spádové-ho dopravníka (12) zvierajú s touto osoutupý uhol (a).
6. 6. Zariadenie pódia bodu 5 vyznačený tým,že sklon spádového dopravníka je regulo-vatelný v rozsahu od 10 do 40 stupňov apovrch spádového dopravníka je z dielek-trického materiálu, pričom v zóně posobe-nia laserového lúča je výhodné vytvořenýako reflexná vrstva. 3 listy výkresov