RU2773011C1 - Device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide to stimulate the growth and development of plants - Google Patents
Device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide to stimulate the growth and development of plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773011C1 RU2773011C1 RU2020123789A RU2020123789A RU2773011C1 RU 2773011 C1 RU2773011 C1 RU 2773011C1 RU 2020123789 A RU2020123789 A RU 2020123789A RU 2020123789 A RU2020123789 A RU 2020123789A RU 2773011 C1 RU2773011 C1 RU 2773011C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- hydrogen peroxide
- emitter
- electromagnetic radiation
- environmentally friendly
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 110
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 20
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 9
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 9
- 229930002875 chlorophylls Natural products 0.000 description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 7
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000003834 intracellular Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 3
- 241000220259 Raphanus Species 0.000 description 3
- 235000006140 Raphanus sativus var sativus Nutrition 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 3
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 2
- 235000017879 Nasturtium officinale Nutrition 0.000 description 2
- 240000005407 Nasturtium officinale Species 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 210000003850 cellular structures Anatomy 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 2
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 241001489705 Aquarius Species 0.000 description 1
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-N Peroxydisulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)OOS(O)(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000112598 Pseudoblennius percoides Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000005288 electromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- -1 peroxide compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000037039 plant physiology Effects 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000384 rearing Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon(0) Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, растениеводству, а именно: к области физического воздействия на дистиллированную воду для получения экологически чистого раствора пероксида водорода природной концентрации, предназначенного для обработки посевного материала, посадок и растений, что дает возможность ускорить всхожесть семян, рост растений с увеличением их высоты, длины корней, биомассы и содержания хлорофилла, то есть повысить урожайность путем стимуляции роста и развития растений.The invention relates to agriculture, crop production, namely: to the field of physical impact on distilled water to obtain an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide of natural concentration, intended for processing seeds, plantings and plants, which makes it possible to accelerate the germination of seeds, plant growth with an increase in their height, root length, biomass and chlorophyll content, i.e. increase yield by stimulating plant growth and development.
Известно, что пероксид водорода (перекись водорода Н2О2) играет определяющую роль в жизнедеятельности растений (см. Комиссаров Г.Г. «Фотосинтез: физико-химический подход» - Москва: Едиториап УРСС, 2003, 224 с.).It is known that hydrogen peroxide (hydrogen peroxide H 2 O 2 ) plays a decisive role in the life of plants (see Komissarov GG "Photosynthesis: physical and chemical approach" - Moscow: Editorial URSS, 2003, 224 p.).
Однако пероксид водорода, водный раствор которого можно было бы использовать в сельском хозяйстве, не выпускается. Действительно, в настоящее время для получения пероксида водорода используется межгосударственный стандарт, который «распространяется на водные растворы перекиси водорода, получаемые электрохимическим методом через надсерную кислоту (медицинская и техническая марки А) и органическим методом, основанным на жидкофазном окислении изопропилового спирта (техническая марка Б)» (см. ГОСТ 177-88 «Водорода перекись. Технические условия»). Как следует из ГОСТа, перекись водорода предназначается для применения в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, медицинской и других отраслях промышленности, но не в сельскохозяйственном производстве.However, hydrogen peroxide, an aqueous solution of which could be used in agriculture, is not produced. Indeed, at present, an interstate standard is used to produce hydrogen peroxide, which “applies to aqueous solutions of hydrogen peroxide obtained by the electrochemical method through persulfuric acid (medical and technical grade A) and by an organic method based on liquid-phase oxidation of isopropyl alcohol (technical grade B) "(see GOST 177-88" Hydrogen peroxide. Specifications "). As follows from GOST, hydrogen peroxide is intended for use in the chemical, pulp and paper, textile, medical and other industries, but not in agricultural production.
Несмотря на строжайшее соблюдение всевозможных мер предосторожности и тщательнейшую аккуратность при производстве перекиси водорода, последняя не может быть все же выделена в совершенно свободном от катализаторов состоянии, что долго затрудняло ее широкое техническое применение. Срок хранения пероксида водорода значительно повышается различными стабилизирующими добавками, являющимися достаточно токсичными для растений (например, серная кислота, нафталин, сульфоновые кислоты и другие).Despite the strictest observance of all kinds of precautions and the most meticulous care in the production of hydrogen peroxide, the latter still cannot be isolated in a state completely free from catalysts, which for a long time hindered its wide technical application. The shelf life of hydrogen peroxide is significantly increased by various stabilizing additives that are quite toxic to plants (for example, sulfuric acid, naphthalene, sulfonic acids, and others).
Именно поэтому имеется объективная необходимость в создании устройства получения экологически чистого раствора пероксида водорода природной концентрации, не содержащего стабилизирующие добавки.That is why there is an objective need to create a device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide of natural concentration that does not contain stabilizing additives.
Шене установил, что содержание перекиси водорода в исследованных слоях атмосферы тем больше, чем выше восходит над горизонтом солнце как в течение дня, так и в течение года, и чем больше проницаемость солнечных лучей через атмосферу. Чем выше столб атмосферных осадков, тем больше содержание перекиси водорода. Исследования Керна качественно и количественно подтвердили выводы Шене. Сильное влияние, оказываемое солнечным светом на содержание перекиси водорода в атмосфере, позволяет утверждать, что своим происхождением атмосферная перекись водорода обязана действию солнечных лучей. Этого же взгляда придерживаются Тиле, Тиан, Хлопин и Кернбаум, согласно наблюдениям которых перекись водорода образуется из воды под действием ультрафиолетовых лучей (Позин М.Е. «Перекись водорода и перекисные соединения», Государственное издательство научно-технической литературы. Ленинград, Москва: ГХИ, 1951. - С. 31-32).Shenet found that the content of hydrogen peroxide in the studied layers of the atmosphere is the greater, the higher the sun rises above the horizon both during the day and throughout the year, and the greater the penetration of sunlight through the atmosphere. The higher the column of atmospheric precipitation, the greater the content of hydrogen peroxide. Kern's research qualitatively and quantitatively confirmed Schene's findings. The strong influence exerted by sunlight on the content of hydrogen peroxide in the atmosphere suggests that atmospheric hydrogen peroxide owes its origin to the action of sunlight. The same view is shared by Thiele, Tian, Khlopin and Kernbaum, according to the observations of which hydrogen peroxide is formed from water under the action of ultraviolet rays (Pozin M.E. “Hydrogen peroxide and peroxide compounds”, State Publishing House of Scientific and Technical Literature. Leningrad, Moscow: GHI , 1951. - S. 31-32).
В целом под Москвой за период с 1874 по 1894 гг. обнаружено, что содержание H2O2 
Для сравнения в морском дожде в районе Западной Атлантики концентрация пероксида водорода колеблется в диапазоне от 84×10-7 до 206×10-7 моль/л, или от 0,3 до 0,7 мг/л (Cooper W.J., Saltzman E.S., Zika R.G. «The contribution of rainwater to variability in surface ocean hydrogen peroxide», J. Geophys. Res., 1987. V. 92. - P. 2970. https://doi.org/10.1029/JC092iC03p02970), что приближается к параметрам дождевой воды под Москвой.For comparison, in sea rain in the Western Atlantic region, the concentration of hydrogen peroxide ranges from 84×10 -7 to 206×10 -7 mol/l, or from 0.3 to 0.7 mg/l (Cooper WJ, Saltzman ES, Zika RG "The contribution of rainwater to variability in surface ocean hydrogen peroxide", J. Geophys. Res., 1987. V. 92. - P. 2970. https://doi.org/10.1029/JC092iC03p02970), which approaches rainwater parameters near Moscow.
Процессы молекулярного поглощения электромагнитной энергии атмосферой Земли определяют фотохимические процессы и процессы, связанные с изменением свойств молекул атмосферы, в частности, имеет место фотодиссоциация, то есть распад молекул с образованием свободных радикалов в результате поглощения фотона, при взаимодействии которых образуется перекись водорода.The processes of molecular absorption of electromagnetic energy by the Earth's atmosphere determine photochemical processes and processes associated with a change in the properties of atmospheric molecules, in particular, photodissociation takes place, that is, the decay of molecules with the formation of free radicals as a result of photon absorption, the interaction of which produces hydrogen peroxide.
Кислород является одним из важнейших растворенных газов, постоянно присутствующим в воде. Одним из главных источников кислорода в воде является процесс абсорбции его из атмосферы («Содержание растворенного кислорода в воде». Методические указания / Составитель Кузьмина И.А. - НовГУ, Великий Новгород, 2007. - С. 3).Oxygen is one of the most important dissolved gases constantly present in water. One of the main sources of oxygen in water is the process of its absorption from the atmosphere (“The content of dissolved oxygen in water”. Guidelines / Compiled by Kuzmina I.A. - Novgorod State University, Veliky Novgorod, 2007. - P. 3).
Установлено, что молекулярный кислород имеет разные частоты поглощения, при этом наиболее широкая полоса поглощения электромагнитного излучения молекулами кислорода лежит в области ~61,2 ГГц (длина волны ~4,9 мм) («Техника субмиллиметровых волн», под ред. Р.А. Валитова. М.: Советское радио, 1969. - С. 445).It has been established that molecular oxygen has different absorption frequencies, while the widest absorption band of electromagnetic radiation by oxygen molecules lies in the region of ~61.2 GHz (wavelength ~4.9 mm) (“Submillimeter wave technique”, edited by R.A. Valitova, Moscow: Soviet Radio, 1969, p. 445).
Задачей настоящего изобретения является разработка устройства получения экологически чистого раствора пероксида водорода природной концентрации для стимуляции роста и развития растений.The objective of the present invention is to develop a device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide of natural concentration to stimulate the growth and development of plants.
Для решения поставленной задачи предлагается использовать физическое воздействие на воду, сходное с тем, которое имеет место в природных условиях, а также солнечный модуль как источник возобновляемой электрической энергии.To solve this problem, it is proposed to use a physical impact on water, similar to that which occurs in natural conditions, as well as a solar module as a source of renewable electrical energy.
Технический результат заключается в получении экологически чистого раствора пероксида водорода природной концентрацией, пригодного для стимуляции роста и развития растений.The technical result consists in obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide with a natural concentration suitable for stimulating the growth and development of plants.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения экологически чистого раствора пероксида водорода для стимуляции роста и развития растений, содержащем реактор, заполненный водой, источники физического воздействия на воду, включающие излучатель некогерентного оптического излучения с освещенностью в видимой области не менее 650 лк и излучатель высокочастотного электромагнитного излучения с частотой поглощения молекулярного кислорода и плотностью потока мощности не менее 4,0 мВт/см2, при этом излучатель некогерентного оптического излучения и излучатель высокочастотного электромагнитного излучения соединены с электрическими блоками питания и управления, соединенными через инвертор с солнечным модулем, а реактор содержит патрубки для подвода воды и слива раствора пероксида водорода и выполнен из материала с высоким коэффициентом ослабления электромагнитного излучения, при этом изолированный от воды излучатель высокочастотного электромагнитного излучения с частотой, равной частоте поглощения молекулярного кислорода, установлен внутри реактора в воде.The technical result is achieved by the fact that in a device for producing an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide to stimulate the growth and development of plants, containing a reactor filled with water, sources of physical impact on water, including an emitter of incoherent optical radiation with an illumination in the visible region of at least 650 lux and an emitter high-frequency electromagnetic radiation with an absorption frequency of molecular oxygen and a power flux density of at least 4.0 mW / cm 2 , while the emitter of incoherent optical radiation and the emitter of high-frequency electromagnetic radiation are connected to electric power supply and control units connected through an inverter to the solar module, and the reactor contains branch pipes for supplying water and draining a hydrogen peroxide solution and is made of a material with a high attenuation coefficient of electromagnetic radiation, while an emitter of high-frequency electromagnetic radiation isolated from water with a frequency equal to Explicit frequency of absorption of molecular oxygen, installed inside the reactor in water.
Устройство получения экологического чистого раствора пероксида водорода иллюстрируется на фиг. 1.The device for obtaining an ecological pure hydrogen peroxide solution is illustrated in FIG. one.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства с реактором, выполненным из материала с высоким коэффициентом ослабления электромагнитного излучения, а изолированный от воды излучатель высокочастотного электромагнитного излучения расположен внутри реактора, при этом солнечный модуль через инвертор соединен с источником электрического питания, который в свою очередь соединен с блоками питания и управления источников некогерентного оптического излучения и высокочастотного электромагнитного излучения.In FIG. 1 shows a block diagram of a device with a reactor made of a material with a high attenuation coefficient of electromagnetic radiation, and a high-frequency electromagnetic radiation emitter isolated from water is located inside the reactor, while the solar module is connected through an inverter to an electrical power source, which in turn is connected to the blocks supply and control of sources of incoherent optical radiation and high-frequency electromagnetic radiation.
Устройство получения раствора пероксида водорода реализуется следующим образом. Одновременно включают излучатель 7 некогерентного оптического излучения 8 и излучатель 10 высокочастотного электромагнитного излучения 11 (фиг. 1). Некогерентное оптическое излучение 8 излучателя 7, спектральный диапазон которого соответствует спектральному диапазону излучения Солнца, вызывает распад молекул воды 2 с образованием свободных радикалов по типу фотодиссоциации, при взаимодействии которых образуется пероксид водорода. Высокочастотное электромагнитное излучение 11 излучателя 10 на частоте поглощения молекулярного кислорода 61,2 ГГц, образует активные формы кислорода из молекулярного кислорода, растворенного в воде. Активные формы кислорода являются высокореактивными и дополнительно активизируют процессы образования пероксида водорода из воды, при этом происходит минимальная потеря электромагнитной энергии на частоте поглощения молекулярного кислорода. Солнечный модуль 15 соединен с инвертором 14, который через электрощиток 13 с плавкими предохранителями, обеспечивает электрической энергией блоки питания и управления источников некогерентного оптического излучения 9 и высокочастотного электромагнитного излучения 12, что позволяет устройство реализовать более экономично и автономно.The device for obtaining a solution of hydrogen peroxide is implemented as follows. At the same time include the
Устройство получения экологически чистого раствора пероксида водорода природной концентрацией для стимуляции роста растений согласно предлагаемому изобретению пояснено следующими примерами.The device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide with a natural concentration for stimulating plant growth according to the present invention is illustrated by the following examples.
Для стандартизации экологически чистый раствор пероксида водорода (ПВ) природной концентрации получали, воздействуя на дистиллированную воду.For standardization, an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide (HP) of natural concentration was obtained by acting on distilled water.
Экологически чистый пероксид водорода получают путем комбинированного 30-минутного облучения дистиллированной воды объемом 3 литра в стеклянном сосуде ксеноновой лампой ДКсШ 150-2 со спектром излучения, соответствующим спектру солнечного света, и аппаратом крайне высокочастотной терапии «КВЧ МТА» на частоте поглощения молекулярного кислорода 61,2 ГГц (4,9 мм).Ecologically pure hydrogen peroxide is obtained by combined 30-minute irradiation of distilled water with a volume of 3 liters in a glass vessel with a DKsSh 150-2 xenon lamp with an emission spectrum corresponding to the spectrum of sunlight, and an extremely high-frequency therapy device "EHF MTA" at a molecular oxygen absorption frequency of 61, 2 GHz (4.9 mm).
Лампу ДКсШ 150-2, устанавливают над стеклянным сосудом для работы в непрерывном режиме с потребляемой электрической мощностью 180 Вт и токе 9,1 А.The DKsSh 150-2 lamp is installed over a glass vessel for continuous operation with an electrical power consumption of 180 W and a current of 9.1 A.
Электромагнитное воздействие на частоте поглощения кислорода 61,2 ГГц осуществляют с помощью аппарата крайне высокочастотной терапии «КВЧ МТА» с плотностью потока мощностью 4,0 мВт/см2 в непрерывном режиме, при этом изолированный от воды излучатель высокочастотного электромагнитного излучения с частотой, равной частоте поглощения молекулярного кислорода, устанавливают внутри реактора в воде.Electromagnetic impact at an oxygen absorption frequency of 61.2 GHz is carried out using an extremely high-frequency therapy device "EHF MTA" with a flux density of 4.0 mW / cm 2 in continuous mode, while an emitter of high-frequency electromagnetic radiation isolated from water with a frequency equal to the frequency absorption of molecular oxygen, set inside the reactor in water.
Количество пероксида водорода в воде определяют с помощью йодометрического метода (Лобанов А.В., Рубцова Н.А., Веденеева Ю.А., Комиссаров Г.Г. «Фотокаталитическая активность хлорофилла в образовании пероксида водорода в воде», Доклады Академии наук, 2008. Т. 421. №6. С. 773-776).The amount of hydrogen peroxide in water is determined using the iodometric method (Lobanov A.V., Rubtsova N.A., Vedeneeva Yu.A., Komissarov G.G. “Photocatalytic activity of chlorophyll in the formation of hydrogen peroxide in water”, Reports of the Academy of Sciences, 2008. V. 421. No. 6. S. 773-776).
Через 30 минут после воздействия концентрация ПВ в воде составляет 8×10-6 М (моль/л), или 0,3 мг/л, что практически соответствует минимальной природной концентрации, имеющей место в дождевой воде.30 minutes after exposure, the concentration of HP in water is 8×10 -6 M (mol/l), or 0.3 mg/l, which practically corresponds to the minimum natural concentration that occurs in rainwater.
Для сравнения с экологически чистым раствором ПВ, полученным в результате комбинированного электромагнитного воздействия на дистиллированную воду, используют коммерческий ПВ со стабилизирующими добавками в такой же концентрации. Для разведения коммерческого ПВ используют дистиллированную воду.For comparison with an environmentally friendly HP solution obtained as a result of a combined electromagnetic effect on distilled water, a commercial HP with stabilizing additives at the same concentration is used. Distilled water is used to dilute commercial HP.
Семена растений проращивали в растворах коммерческого (опытная группа 1) и экологически чистого (опытная группа 2) ПВ и в дистиллированной воде без ПВ (контрольная группа), доращивали в культуральных сосудах на песке, который увлажняли вышеуказанными растворами ПВ, а в контроле - дистиллированной водой. Опыты проводили в культуральном шкафу при температуре окружающей среды +20±1°С, ритм освещения свет/темнота чередовался каждые 12 часов.Plant seeds were germinated in solutions of commercial (experimental group 1) and environmentally friendly (experimental group 2) HP and in distilled water without HP (control group), grown in culture vessels on sand, which was moistened with the above HP solutions, and in control - with distilled water. . The experiments were carried out in a culture cabinet at an ambient temperature of +20±1°C, the light/dark illumination rhythm alternated every 12 hours.
Пример 1Example 1
Проращивание семян кресс-салата сорта «Весенний».Germination of seeds of watercress variety "Spring".
На 5-е сутки доращивания растений оценивали их высоту (таблица 1).On the 5th day of growing plants, their height was estimated (table 1).
Установлено, что экологически чистый ПВ способствует существенному ускорению роста кресс-салата по сравнению не только с контролем, но и с коммерческим ПВ соответственно в 1,9 и 1,8 раза.It has been established that environmentally friendly HP contributes to a significant acceleration of watercress growth in comparison not only with the control, but also with commercial HP, by 1.9 and 1.8 times, respectively.
Пример 2Example 2
Проращивание семян редиса сорта «18 дней».Germination of seeds of radish varieties "18 days".
На 14-е сутки доращивания учитывали высоту стебля (таблица2а) и длину корня (таблица 26) растений.On the 14th day of rearing, the height of the stem (table 2a) and the length of the root (table 26) of the plants were taken into account.
Следовательно, экологически чистый ПВ способствует существенному ускорению роста редиса не только по высоте стебля, но и по длине корня по сравнению как с контролем, так и коммерческим ПВ, с преобладающим акцентом на длину корня, что особенно значимо применительно к растениям с корнеплодом.Therefore, environmentally friendly HP contributes to a significant acceleration of radish growth not only in terms of stem height, but also along the length of the root compared to both control and commercial HP, with a predominant emphasis on root length, which is especially significant in relation to plants with root crops.
На 18-е сутки у редиса сорта «18 дней» определяли содержание хлорофилла как известного индикатора физиологического статуса растений и фактора, с помощью которого прогнозируется будущая урожайность (см. Шульгин И.А., Нечипорович А.А. Физиологическая оптика листа и ценоза и ее роль в фотосинтетической продуктивности // Доклады, представленные XII Международному Биологическому Конгрессу. Л.: Наука, 1975, т. 2, с. 44-45).On the 18th day, the content of chlorophyll was determined in the radish variety "18 days" as a well-known indicator of the physiological status of plants and a factor by which the future yield is predicted (see Shulgin I.A., Nechiporovich A.A. Physiological optics of the leaf and cenosis and its role in photosynthetic productivity // Reports presented to the XII International Biological Congress, Leningrad: Nauka, 1975, v. 2, pp. 44-45).
Для определения количества хлорофилла от зеленых проростков отделяли верхушечную часть. Содержание хлорофилла определяли по стандартной методике (см. Третьяков Н.Н., Карнаухова Т.В., Паничкин Л.А. и др. Практикум по физиологии растений. М.: Агропромиздат, 1990; Шульгин И.А., Нечипорович А.А. Расчет содержания пигментов с помощью номограмм. В сб.: Хлорофилл. Минск: Наука и техника, 1974, с. 127-138).To determine the amount of chlorophyll, the apical part was separated from green seedlings. Chlorophyll content was determined according to the standard method (see Tretyakov N.N., Karnaukhova T.V., Panichkin L.A. et al. Workshop on Plant Physiology. M.: Agropromizdat, 1990; Shulgin I.A., Nechiporovich A. A. Calculation of pigment content using nomograms, in Chlorophyll, Minsk: Science and Technology, 1974, pp. 127-138.
Исследуемые образцы взвешивали (навески 1-5 г) и растирали в фарфоровой ступке с небольшим количеством СаСОз. Затем материал погружали в этанол объемом 5 мл, после чего смесь ставили в перемешивающее устройство с контролируемой скоростью перемешивания на одно и то же время. Далее после отделения центрифугированием нерастворимой фазы этанолом доводили объем раствора до 25 мл. После этого в растворе с хлорофиллом на' длинах волн 662 и 644 нм измеряли оптическую плотность с использованием спектрофотометра HACHDR/4000V.The studied samples were weighed (1-5 g portions) and ground in a porcelain mortar with a small amount of CaCO3. The material was then immersed in 5 ml of ethanol, after which the mixture was placed in a stirrer with a controlled stirring speed for the same time. Further, after separation of the insoluble phase by centrifugation, the volume of the solution was adjusted to 25 ml with ethanol. After that, in a solution with chlorophyll at wavelengths of 662 and 644 nm, the optical density was measured using a HACHDR/4000V spectrophotometer.
Результаты представлены в таблице 2в.The results are presented in table 2c.
Полученные данные свидетельствуют, что экологически чистый ПВ способствует значительному повышению содержания хлорофилла, который является индикатором физиологического статуса растений.The data obtained indicate that environmentally friendly HP contributes to a significant increase in the content of chlorophyll, which is an indicator of the physiological status of plants.
Пример 3Example 3
Проращивание семян огурцов сорта «Дальневосточный».Germination of seeds of cucumber varieties "Far East".
На 4-е сутки доращивания растений определяли всхожесть семян и долю растений, имеющих свободный семядольный лист, а на 8-е сутки измеряли общую длину растений, включающую корень и стебель (таблица 3).On the 4th day of growing plants, the germination of seeds and the proportion of plants with a free cotyledon leaf were determined, and on the 8th day the total length of plants was measured, including the root and stem (table 3).
Представленные данные свидетельствуют, что максимально высокие показатели всхожести семян, доли растений со свободным семядольным листом и доли растений, имеющих длину 10-15 см, имеются в опытной группе 2, где использовался экологически чистый ПВ.The presented data indicate that the highest rates of seed germination, the proportion of plants with a free cotyledon leaf and the proportion of plants with a length of 10-15 cm are in
Пример 4Example 4
Проращивание семян огурцов сорта «Водолей».Germination of seeds of cucumber varieties "Aquarius".
На 9-е сутки доращивания растений определяли среднюю высоту (таблицы 4а) и воздушно-сухую массу (таблицы 46) стебля.On the 9th day of growing plants, the average height (table 4a) and air-dry weight (table 46) of the stem were determined.
Из данных таблиц 4а и 4б следует, что высота и масса опытных растений выше, чем в контроле, при этом максимальные результаты имеют место в опытной группе 2, где использовался экологически чистый ПВ.From the data of tables 4a and 4b, it follows that the height and weight of the experimental plants are higher than in the control, while the maximum results occur in the
Пример 5Example 5
Проводилось измерение времени Т2 спин-спиновой релаксации у 2-х суточных проростков огурцов, выращенных в условиях контрольной группы и опытной группы 2, для чего было отобрано по 15 проростков.The time T 2 of spin-spin relaxation was measured in 2-day-old seedlings of cucumbers grown under the conditions of the control group and
Обнаружены две фракции протонов, условно отнесенные к внутриклеточной (связанной с внутриклеточными структурами) и межклеточной (более мобильной, свободной) воде.Two fractions of protons were found, conditionally assigned to intracellular (bound to intracellular structures) and intercellular (more mobile, free) water.
Наиболее значимые изменения получены при анализе значений Т2 воды, связанной с внутриклеточными структурами. Значения Т2 связанной воды в контроле 65,4 мс, в опыте - 46,2 мс.The most significant changes were obtained in the analysis of T 2 values of water associated with intracellular structures. The values of T 2 bound water in the control 65.4 ms, in the experiment - 46.2 ms.
Существенное уменьшение значений Т2 воды в опыте свидетельствует об уменьшении подвижности протонов воды в опытных образцах по отношению к контрольным, что отражает усиление взаимодействия внутриклеточной воды с клеточными структурами в опыте, что рассматривается как позитивное явление.A significant decrease in the T 2 values of water in the experiment indicates a decrease in the mobility of water protons in the test samples relative to the control ones, which reflects an increase in the interaction of intracellular water with cellular structures in the experiment, which is considered as a positive phenomenon.
Изобретение может быть использовано как в мелких хозяйствах (фермерских, приусадебных участках, садово-огородных товариществах, городских огородах), так и в крупных сельскохозяйственных предприятиях, специализирующихся на выращивании различных сельскохозяйственных культур, в том числе с использованием теплиц, технологий аэро- и гидропоники, капиллярного полива, в районах с высокой солнечной радиацией, с коротким световым днем и за полярным кругом, а также в условиях длительной автономной экспедиции, включая автономное подводное плавание, полярную экспедицию и многомесячный космический полет.The invention can be used both in small farms (farmers, household plots, garden partnerships, city gardens), and in large agricultural enterprises specializing in growing various crops, including using greenhouses, aero and hydroponic technologies, capillary irrigation, in areas with high solar radiation, with short daylight hours and beyond the Arctic Circle, as well as in conditions of a long autonomous expedition, including autonomous scuba diving, a polar expedition and many months of space flight.
Таким образом, полученная с помощью предлагаемого устройства природная концентрация экологически чистого раствора пероксида водорода является эффективным стимулятором роста и развития растений. На тест-объектах показано, что после обработки растений активированной водой, получаемой на защищаемом устройстве, происходит ускорение всхожести семян на 25%, роста растений с увеличением их высоты на 35-90%, длины корня на 50% и биомассы на 30%, а также повышение содержания в них хлорофилла на 20% и внутриклеточной воды, связанной с клеточными структурами, на 30%.Thus, the natural concentration of an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide obtained using the proposed device is an effective stimulator of plant growth and development. The test objects show that after treatment of plants with activated water obtained on a protected device, seed germination is accelerated by 25%, plant growth with an increase in their height by 35-90%, root length by 50% and biomass by 30%, and also an increase in the content of chlorophyll in them by 20% and intracellular water associated with cellular structures by 30%.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773011C1 true RU2773011C1 (en) | 2022-05-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2826124C1 (en) * | 2023-04-03 | 2024-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России) | Method of treating oncological diseases using exogenous environmentally friendly aqueous solution of hydrogen peroxide in experiment |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032175A2 (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-17 | Florida State University | Accelerated methods of oxidizing organic contaminants in aqueous mediums using corona induced reactions and particles therewith |
| RU66961U1 (en) * | 2006-10-10 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры (ЦНИИИА) | DEVICE FOR EXPOSURE TO ELECTROMAGNETIC WAVES OF EXTREME HIGH FREQUENCIES |
| RU2347743C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-02-27 | Александр Викторович Львов | Ozone and hydrogen peroxide generator |
| RU2646438C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-03-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Photochemical treatment unit for water purification and disinfection plants |
| RU2017106996A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский инженерный институт" (АО "НИИИ") | METHOD FOR PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE WATER TO STIMULATE GROWTH AND PLANT DEVELOPMENT |
| WO2019186555A1 (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Oxypro Ltd. | Method and device for conversion of water into hydrogen peroxide |
| RU2706659C1 (en) * | 2018-10-25 | 2019-11-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Method of producing hydrogen peroxide solution with required concentration to stimulate growth of plant seeds |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032175A2 (en) * | 1995-04-06 | 1996-10-17 | Florida State University | Accelerated methods of oxidizing organic contaminants in aqueous mediums using corona induced reactions and particles therewith |
| RU66961U1 (en) * | 2006-10-10 | 2007-10-10 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры (ЦНИИИА) | DEVICE FOR EXPOSURE TO ELECTROMAGNETIC WAVES OF EXTREME HIGH FREQUENCIES |
| RU2347743C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-02-27 | Александр Викторович Львов | Ozone and hydrogen peroxide generator |
| RU2646438C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-03-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Photochemical treatment unit for water purification and disinfection plants |
| RU2017106996A (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский инженерный институт" (АО "НИИИ") | METHOD FOR PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE WATER TO STIMULATE GROWTH AND PLANT DEVELOPMENT |
| WO2019186555A1 (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Oxypro Ltd. | Method and device for conversion of water into hydrogen peroxide |
| RU2706659C1 (en) * | 2018-10-25 | 2019-11-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Method of producing hydrogen peroxide solution with required concentration to stimulate growth of plant seeds |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2826124C1 (en) * | 2023-04-03 | 2024-09-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина" Минздрава России) | Method of treating oncological diseases using exogenous environmentally friendly aqueous solution of hydrogen peroxide in experiment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3931695A (en) | Plant growth method and apparatus | |
| Deregibus et al. | Effects of light quality on tiller production in Lolium spp. | |
| KR20170139551A (en) | Method and apparatus for stimulation of plant growth and development with near infrared and visible lights | |
| Fisher et al. | Photoacclimation in the marine alga Nannochloropsis sp.(Eustigmatophyte): a kinetic study | |
| Hendricks et al. | Pigment conversion in the formative responses of plants to radiation | |
| Titlyanov et al. | Effects of dissolved ammonium addition and host feeding with Artemia salina on photoacclimation of the hermatypic coral Stylophora pistillata | |
| CN106718183B (en) | Water culture seedling culture light environment and seedling culture method for lettuce vegetables | |
| Sargent | Effect of light intensity on the development of the photosynthetic mechanism | |
| Weldon et al. | Photochemical degradation of diuron and monuron | |
| Hebert et al. | Luminescent quantum dot films improve light use efficiency and crop quality in greenhouse horticulture | |
| RU2773011C1 (en) | Device for obtaining an environmentally friendly solution of hydrogen peroxide to stimulate the growth and development of plants | |
| Suyanto et al. | Influence of light wavelengths on growth of tomato | |
| Shibaeva et al. | Growth and development of cucumber Cucumis sativus L. in the prereproductive period under long photoperiods | |
| Khalil | The interrelation between growth and development of wheat as influenced by temperature, light and nitrogen | |
| Afridi et al. | Effect of light emitting diode (LED) on the growth and photosynthetic characteristics of Brassica Juncea | |
| Ito | More intensive production of lettuce under artificially controlled conditions | |
| Ikeya et al. | Acclimation of photosynthetic properties in psychrophilic diatom isolates under different light intensities | |
| Lee et al. | Effects of Sources and Quality of LED Light on Response of Lycium chinense of Photosynthetic Rate, Transpiration Rate, and Water Use Efficiency in the Smart Farm | |
| Kusumaningrum et al. | Physiological characters of four lowland chilli varieties (Capsicum annum L.) with root cutting | |
| Mugnai et al. | Growth reduction in root-restricted tomato plants is linked to photosynthetic impairment and starch accumulation in the leaves | |
| Fukuda et al. | Effects of over-night lighting by red light emitting diodes on the growth and photosynthesis of lettuce under CO2 enrichment | |
| KR101891311B1 (en) | Method of seed germination of Sedum takesimense Nakai and excellent seedling production using the same | |
| Reinders-Gouwentak et al. | Growth and flowering of the tomato in artificial light | |
| RU2788737C2 (en) | Method and device for obtaining an environmentally friendly aqueous solution of hydrogen peroxide (options) | |
| JP7236186B1 (en) | Plant cultivation method and plant cultivation device |