CS252012B1 - Sposob předvýševnej úpravy semien a zariadenie na vykonávanie tohto sposobu - Google Patents

Description

Vynález sa týká predvýsevnej úpravy semien a tiež zariadenia na vykonávanie takejto úpravy.

Úprava semien podta tohto vynálezu rieši problém zvyšovania kvality semien a produkcie potnohospodárskych plodin a iných druhov úžitkových a okrasných rastlín intenzifikačnou biofyzikálnou metodou založenou na stimulačnej interakcii elektromagnetického pol'a s biologickým materiálom.

V oblasti fyzikálnej stimulácie semien rastlíp sú v súčasnosti už známe a používané sposoby využívajúce kombinované posobenie:

— ultrafialového žiarenia (dalej UV žiarenie) s infračerveným žiarením (ďalej IR žiarenie) a magnetickým potom, — laserového žiarenia s červeným svetlom, — gama alebo rontgenového žiarenia (ďalej RTG žiarenie) s laserovým žiarením, červeným svetlom a koronovým výbojom.

Nevýhodou prvého kombinovaného sposobu sú nedostatečné a aj nevhodné fotoregulačné účinky, druhého nedostatečné fotochemické, baktericídne a fungicídne účinky, tretieho mutagenně účinky, vysoká hmotnost a cena zariadení, ako aj zvýšené ohrozenie obsluhujúceho personálu pri používaní tvrdého žiarenia.

Známe zariadenia využívajúce druhý spůsob úpravy semien exponujú iba časť semien v důsledku hrubých vrstiev ožarovaných semien, pričom ožiarené semená sú exponované iba jednostranné, čo spůsobuje, že iba malá časť semien má zasiahnuté embrya priamym laserovým žiarením. Preto je potřebné pri ich použití uskutočniť viac cyklov úpravy. To zvyšuje technologickú náročnost, náklady, ako aj stupeň mechanického poškodenia semien.

Uvedené nedostatky odstraňuje riešenie podta vynálezu. Podstata sposobu podfa vynálezu spočívá v tom, že na kontinuálnu vrstvu semien o hrúbke jedného zrna sa počas jeho pohybu cyklicky posobí jeden až páťkrát po dobu 0,5 až 10 s kombinovaným elektromagnetickým žiarením v navzájom oddělených zónách a súčasne sa působí elektrostatickým potom o intenzitě 100 až 1 000 kV/m. V prvej fáze cyklu sa vrstva semien ožiari ultrafialovým žiarením o intenzitě 10 až 1 000 W/m² a infračerveným žiarením o intenzitě 10 až 3 000 W/m² a v druhej fáze cyklu sa vrstva semien ožiari najprv červeným svetlom o vlnovej dlžke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až 400 W/m² a nakoniec sa ožiari laserovým lúčom o vlnovej dlžke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až 100 kW/m², pričom posledný cyklus ožiarenia vrstvy semien je v době 5 až 28 dní před výsevom. Ožiarenie vrstvy semien laserovým lúčom o frekvenci! 50 až 500 Hz je viacnásobné tak, že najprv sa ožiari scanovaným laserovým lúčom, ktorého rozsah scanovania je na úrovni roviny dopravníka presahujúci jeho šířku a potem sa ožiari spatným odrazom tohto laserového lúča od bočných, resp. spodnej reflexnej plochy po dobu 10~³ až 10^-2 s. Elektrostatické pole sa vytvára pohybom vrstvy semien po dielektrickom povrchu dopravníka, výhodné z polyvinylchloridu.

Podstata zariadenia podta vynálezu spočívá v tom, že spoločná os lasera, divergentně optiky a pevného alebo pohyblivého zrkadla, ktoré sú umiestnené nad dielektrickým povrchom dopravníka, zviera s pozdížnou osou dopravníka ostrý uhol, zatial' čo pevné zrkadlá súbežne umiestnené pri okrajoch spádového dopravníka zvierajú s osou dopravníka tupý uhol. Sklon dopravníka je regulovatelný v rozsahu od 10 do 40° a povrch dopravníka je z dielektrického materiálu, pričom v zóně posobenia laserového lúča je výhodné vytvořený ako reflexná vrstva.

Hlavnou výhodou úpravy semien podfa vynálezu je dosiahnutie vyššieho synergického účinku, ktorý vzniká ako výsledný úČinok vhodnej kombinácie pósobenia biologicky účinných spektier nekoherentného a koherentného elektromagnetického žiarenia a elektrostatického pol'a na semená rastlín a ich mikroflóru.

V prvej fáze cyklu úpravy sa využívajú fotochemické, baktericídne a fungicídne účinky UV a IR žiarenia na semená a ich mikroflóru za súčasného posobenia elektrostatického pol'a, ktoré pozitivně ovplyvňuje funkčný stav biologických membrán a súčasne na povrchu semien vytvára elektrický náboj, ktorý zvyšuje afinitu aeroiónov vytváraných UV žiarením v atmosferickou! prostředí k materiálu semien. To pozitivně ovplyvňuje úroveň oxidačných procesov v mitochondriách a urýchtuje ich vývoj. Povrchové ochraně štruktúry semien podliehajú čiastočnej denaturácii a zabezpečujú vačšiu priepustnosť pre vodu a kyslík a umožňujú skorší nástup aktívnych procesov klíčenia. Zvyšujú sa tiež bektericidne a fungicídne účinky úpravy.

V druhej fáze cyklu úpravy sa využívá fotoregulačný vplyv krátkovlnného červeného světla a laserového žiarenia na fytochrómny systém, kterých účinok sa zvyšuje vytvořením kladného' elektrického náboja semien (pri působení elektrostatického pol'aj v důsledku triboelektrického efektu pri pohybe semien na dielektrickom povrchu dopravníka. Pri spolupůsobení laserového žiarenia a elektrostatického póla je vyššia pravděpodobnost vzniku radikálov a excitovaných stavov bioštruktúr. Druhá fáza úpravy tak zabezpečuje tiež fotokonverziu protochlorofylu semien, ktoré tento obsahujú.

Experimentálně bolo potvrdené, že úpravou semien podfa vynálezu sa oproti kontrolným vzorkám zvyšuje resorpcia kysli252012 ka a vody, pričom v suchých semenách (přibližné 10 až 14 % relatívnej vlhkosti) sa zistila zvýšená koncentrácia nestabilných volných radikálov a přítomnost iónradikálov mangánu, Pozoroval sa tiež výrazný baktericídny a fungicídny účinok úpravy na patogénnu mikroflóru semien, na ktorom sa podiela aj druhá fáza cyklu úpravy podlá vynálezu.

Výhodou zariadenia podlá vynálezu je viacnásobné ožiarenie semien laserovým lúčom, ktoré je dosiahnuté systémom bočných zrkadiel dopravníka a reílexným povrchom sypnej plochy dopravníka. Tieto umožňujú 2 až 3-násobnň expozíciu semien v režných polohách voči dopadajúcemu zvazku laserového žiarenia a zároveň ožiarenie strany semien obrátenej k dopravníku laserovým lúčom odrazeným od jeho reflexnej plochy, čo niekolkonásobne zvyšuje pravděpodobnost ožiarenia embrya semien. To zvyšuje efektivnost úpravy a umožňuje znížiť počet jej cyklov a stupeň mechanického poškodenia semien voči doteraz známým zariadeniam pre laserovú úpravu semien. Výhodou zariadenia je tiež jednoduchost riešenia, možnost využitia modulovej konštrukcie a relativné nízké náklady na jeho realizáciu.

Opravou semien podlá vynálezu sa zvyšuji! ich kvalitativně parametre, ako úroveň metabolizmn, klíčivost, energie klíčivosti, sila rastu a znižuje sa obsah patogénnej m.ikroflóry. V dosledku toho sa rastliny lepšie rozvíjajú, sú odolnejšie voči negativným vplyvom prostredia a dávajú vyššie výnosy (o 5 až 30 %). Výrazné výsledky možno dosiahnuť najma u semien a osiv nižších kvalit, čo sa výraznejšie prejavuje v horších agrotechnických a klimatických podmienkach. Opravou možno čiastočne nahradit morenie osiv (znížiť dávky moridiel s obsahom ťažkých kovov) a tak zamedziť ich negativny. ekoloaický dosah, čo je aktuálně najma v oblastiach s podzemnými zdrojmi pitnej vody. Oprava semien podlá vynálezu je vhodná pre obilniny, zrniny, semena zeleniny, cukrovej řepy, semená kvetov a dřevin, napr. borovice.

Na přiložených výkresoch je na obr. 1 bokorys, na obr. 2 podorys a na obr. 3 priečny rez zariadenia podlá vynálezu s divergentnou optikou a pevným zrkadlom, na obr. 4 je bokorys a na obr. 5 je podorys příkladu vyhotovenia zariadenia s pohyblivým zrkadlom pre scanovanie laserového lúča.

Příklad 1

Sposob predvýsevnej úpravy osiva pšenice podlá vynálezu, kde sa osiva ožiari počas pohybu na spádovom dopravníku súčasne ultrafialovým žiarením a viditelným svetlom ortuťových výbojok a infračerveným žiarením keramických infražiaričov s jednotlivými intenzitami 200 W/m^a 60 000 lx a 2 000 W/m² počas 3 sekúnd. Po 24 hodinách sa samostatné ožiari monochromatickým polarizovaným svetlom neónových výbojok o vlnovej dížke 640 nm a intenzitě 10 W/m² počas 1 sekundy pri použití polarizačných filtrov. Potom sa osivo samostatné ožiari scanovaným lúčom He—Ne lasera o vlnovej dížke 632,8 nm a intenzitě 10 kW/ra³ pri frekvencii scanovania 300 Hz.

Počas ožarovania na osivo posobí elektrostatické pole vzniknuté třením o dielektrický povrch dopravníka z PVC.

Příklad 2

Sposob prevýsevnej úpravy semien pódia vynálezu, kde sa ozařuje osivo kukuřice na spádovom dopravníku súčasne ultrafialovým žiarením, viditelným svetlom halogenidových výbojok a infračerveným žiarením s jednotlivými intenzitami 250 W/ /m², 100 000 lx a 500 W/m³ počas 5 s. Potom sa pri pohybe na spádovom dopravníku ožiari svetlom halogenidových výbojok s prímesou lítia o vlnovej dížke 610 a 670 nm a intenzitě 300 W/m² počas 2 sekúnd pri použití absorbčných íiltrov. Nakoniec sa samostatné ožiari scanovaným lúčom He—Ne lasera o vlnovej dížke 632,8 nm a intenzitě 20 kW/m² pri frekvencii scanovania 500 Hz. Počas ožarovania na osivo posobí elektrostatické pole vzniknuté třením o dielektrický povrch dopravníka, v našom případe z PVC.

V prvom příklade vyhotovenia s divergentnou optikou a pevným zrkadlom tvoři vstupnú časť pre ozařované semená násypka 14, ktorá je v dolnej časti vybavená turniketom 13. Za turniketom 13 následuje spádový dopravník 12, ktorého sklon je měnitelný skrutkou 16 a jeho sypná plocha je tvořená materiálom s elektrostatickými a v zóně pósobenia lasera reflexnými vlastnosťami.

Nad dopravníkom 12 sú na nosnej konštrukcii 11 uchytené zdroje elektromagnetického žiarenia v poradí zdroj infračerveného žiarenia 6, zdroj ultrafialového žiarenia a viditelného světla 5 a zdroj červeného světla 4, za ktorým následuje zdroj laserového žiarenia 1. Lúč laserového žiarenia je upravený divergentnou optikou 2 a na plochu 15 dopravníka usměrněný pevným zrkadlom 3. Po obidvoch bočných stranách dopravníka 12 sú v zóně (oblasti) pósobenia laserového lúča umiestnené korekčně zrkadlá 9, ktoré zvierajú s rovinou dopravníka tupý uhol a. Zdroje elektromagnetického žiarenie a zóny ich pósobenia na dopravníku sú oddělené nepriehtadnými přepážkami 10. Medzi zdrojom 4 a dopravníkom 12 je umiestnený filter 7, ktorý prepúšťa jasnočervené světlo, připadne zabezpečuje aj jeho polarizáciu, medzi zdrojom 5 a dopravníkom 12 je umiestnený filter 8, ktorý prepúšťa ultrafialové žiarenie, modré a žité světlo. Pre samostatnú aplikáciu pr252012 vej a druhej fázy cyklu úpravy je výhodné použitie výměnných dopravníkov 12 a nosnej konštrukcie zdrojov 11, t. j. jeden dopravník s nosnou konštrukciou so zdrojmi 5, 6 a druhý so zdrojom 4 a oblasťou pre ožarovanie laserom 1.

V druhom příklade vyhotovenia zariadenia je pevné zrkadlo 3 nahradené pohyblivým — vibrujúcim rovinným zrkadlom alebo rotujúcim polygónom s reflexnými obvodovými plochami, pričom spoločná os lasera 1 a optiky 2 zviera s pozdížnou osou dopravníka 12 ostrý uhol β.

Pri činnosti zariadenia podía prvého příkladu postupujú semená z násypky 14 dávkované turniketom 13 po dopravníku 12, kde sú súčasne exponované žiarením zdrojov 5, B a samostatné (oddelene) zdrojom 4 a žiarením lasera 1. Lúč lasera 1 po usmernení pevným zrkadlom dopadá na plochu dopravníka a Čiastočne na bočné zrkadlá 9, ktoré lúč odrážajú na dopravník a linearizujú charakteristiku ožiarenia v celej jeho šírke.

V druhom příklade vyhotovenia zariadenia je při činnosti lúč lasera 1 scanovaný pod uhlom β cez plochu dopravníka 12, pričom časť presahujúca sypnú plochu dopravníka je odrážaná bočnými zrkadlami 9 na dopravník 12. Tým sa dosahuje predíženie stopy laserového lúča a jeho posobenie je viacnásobné.

Upravené semená sa v obidvoch príkladoch vyhotovenia zariadenia odoberajú z konca dopravníka 12 do kontajnera. Velkost expozičných dávok je možné regulovat rýchlosťou pohybu semien po dopravníku 12 změnou uhla jeho sklonu a intenzitou žiarenia zdrojov, ktorých počet je závislý od výkonu zariadenia a typu použitých zdrojov.

PREDMET

Claims (6)

1. PREDMET

   1. Sposob predvýsevnej úpravy semien za účelom ich biologickej stimulácie elektromagnetickým ozařováním, vyznačujúci sa tým, že na kontinuálnu vrstvu semien o hrúblte jedného zrna počas jej pohybu sa 1 až 5-krát cyklicky posobí po dobu 0,5 až 10 s kombinovaným elektromagnetickým žiarením v navzájom oddělených zónách a súčasne sa posobí elektrostatickým polom o intenzitě 100 až 1 000 kV/m.
2. 2. Sposob predvýsevnej úpravy semien podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, že v prvej fáze cyklu sa vrstva semien ožiari ultrafialovým žiarením o intenzitě 10 až 1 000 W/ /m² a infračerveným žiarením o intenzitě 10 až 3 000 W/m² a v druhej fáze cyklu sa vrstva semien ožiari najprv červeným svetlom o vlnovej dížke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až 400 W/m² a nakoniec sa ožiari vrstva semien laserovým lúčom o vlnovej dlžke 600 až 680 nm a intenzitě 1 až 100 kW/m², pričom posledný cyklus ožiarenia vrstvy semien je v době 5 až 28 dní před výsevom.
3. 3. Spósob predvýsevnej úpravy semien podlá bodov 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že ožiarenie vrstvy semien laserovým lúčom o frekvencii 50 až 500 Hz je viacnásobné tak, že najprv sa ožiari scanovaným laserovým lúčom, ktorého rozsah scanovania je na úrovni roviny dopravníka presahujúci jeho

   YNÁLEZU šířku a potom sa ožiari spatným odrazom tohto laserového lúča od bočných, resp. spodnej reflexnej plochy počas 10^-3 až 10~² sekúnd.
4. 4. Sposob predvýsevnej úpravy semien podl'a bodov 1 až 3 vyznačujúci sa tým, že elektrostatické pole sa vytvára pohybom vrstvy semien po dielektrickom povrchu dopravníka, výhodné z polyvinylchloridu.
5. 5. Zariadenie na uskutočňovanie sposobu podía bodu 1, ktoré pozostáva z nosnej konštrukcie, krytu zdrojov elektromagnetického žiarenia, optických filtrov a optických prepážok, vyznačujúce sa tým, že spoločná os lasera (1), divergentněj optiky (2) a pevného alebo pohyblivého zrkadla (3j sú umiestnené nad dielektrickým povrchom spádového dopravníka (12), zviera s pozdížnou osou spádového dopravníka (12) ostrý uhol (/3), zatial čo pevné zrkadlá (9) súbežne umiestnené pri okrajoch spádového dopravníka (12) zvierajú s touto osou tupý uhol (a).
6. 6. Zariadenie podía bodu 5 vyznačený tým, že sklon spádového dopravníka je regulovatelný v rozsahu od 10 do 40 stupňov a povrch spádového dopravníka je z dielektrického materiálu, pričom v zóně posobenia laserového lúča je výhodné vytvořený ako reflexná vrstva.

   3 listy výkresov