vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2024-62-3-238-245vestiag-765Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONИспользование интенсивного электромагнитного поля для предпосевной обработки семян редьки масличнойUsage of an intense electromagnetic field for pre-sowing treatment of oil radish seedsПушкинаН. В.PushkinaN. V.

Пушкина Надежда Викторовна – кандидат биологических наук, научный сотрудник.

Ул. Бобруйская, 11, 220006, Минск

Nadezhda V. Pushkina – Ph. D. (Biology), Researcher, Institute for Nuclear Problems.

11, Bobruyskaya Str., 220006, Minsk

nadyapushkina@gmail.comМартынюкВ. И.MartynyukV. I.

Мартынюк Виктор Иванович – научный сотрудник.

Ул. Бобруйская, 11, 220006, Минск

Viktor I. Martynyuk – Researcher, Institute for Nuclear Problems.

11, Bobruyskaya Str., 220006, Minsk

ВасилевичС. В.VasilevichS. V.

Василевич Сергей Владимирович – кандидат технических наук, Институт энергетики НАН Беларуси; ведущий научный сотрудник, БГАА.

Ул. Академическая, 15, кор. 2, 220072, Минск; ул. Уборевича, 77, 220072, Минск

Siarhei V. Vasilevich – Ph. D. (Engineering), Institute of Energy of the National Academy of Sciences of Belarus; Leading Researcher, BSAA.

2, bld. 15, Academicheskaya Str., 220072, Minsk; 77, Uborevich Str., 220072, Minsk

svasilevich@yandex.ruИнститут ядерных проблем Белорусского государственного университетаInstitute for Nuclear Problems, Belarusian State UniversityИнститут энергетики Национальной академии наук Беларуси; Белорусская государственная академия авиацииInstitute of Energy of the National Academy of Sciences of Belarus; Belarusian State Academy of Aviation202431072024623238245Copyright © Пушкина Н.В., Мартынюк В.И., Василевич С.В., 20242024Пушкина Н.В., Мартынюк В.И., Василевич С.В.Pushkina N.V., Martynyuk V.I., Vasilevich S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/765

В работе приведены данные исследования действия экзогенной обработки интенсивным электромагнитным полем (ЭМП) на прорастание семян редьки масличной (Raphanus sativus L. var. oleifera Metzg.). Дано описание экспериментального стенда для исследуемой электромагнитной обработки семян, методики и результатов экспериментов по обработке семян редьки масличной. Показано, что обработка семян интенсивным электромагнитным полем редьки масличной (Raphanus sativus L. var. oleifera Metzg.) в течение 2 с существенно стимулирует рост корней и побегов, при этом выраженного действия на всхожесть не оказывает. Обработка семян интенсивным электромагнитным полем в течение 4 с повышает всхожесть исследуемой культуры на 8 % и стимулирует ростовые параметры. Таким образом, различные экспозиции исследуемого воздействия могут быть использованы для разных целей: обработка 2 с – для стимуляции ростовых параметров, 4 с – для стимуляции всхожести. Приведены данные замеров содержания оксидов азота на выходе из реакционной зоны. Отмечено, что содержание NОx составило 44 ppm, т. е. концентрация окислов азота на выходе реактора составляет 0,44 %. Показано, что использование описанного способа позволило увеличить всхожесть семян и скорость их роста, при этом достаточное время обработки семян составило 2 с, в то время как использование традиционных способов обработки семян предусматривает время от 5 до 30 с. Это значительно снижает энергозатраты процесса обработки семян интенсивным электромагнитным полем в сравнении с прототипами. Использование описанной технологии позволяет повысить качество электромагнитной обработки семян редьки масличной, повысить производительность (за счет снижения времени обработки), снизить удельные энергозатраты (за счет более высокого КПД технологии по сравнению с технологиями, реализующими иной способ генерирования ЭМП).

The paper presents data from a study of the effect of exogenous treatment with an intense electromagnetic field (EMF) on the germination of oil radish seeds (Raphanus sativus L. var. oleifera Metzg.). Description of the experimental stand for the studied electromagnetic seed treatment, methodology and results of experiments on treatment of oil radish seeds is presented. It has been shown that treatment of oil radish seeds (Raphanus sativus L. var. oleifera Metzg.) with an intense electromagnetic field for 2 seconds significantly stimulates the growth of roots and shoots, while having no pronounced effect on germination. Treatment of seeds with an intense electromagnetic field for 4 seconds increases the germination of the studied crop by 8 % and stimulates growth parameters. Thus, different exposures can be used for different purposes: a 2 second treatment to stimulate growth parameters, a 4 second treatment to stimulate germination. Data from measurements of the content of nitrogen oxides at the outlet of the reaction zone are presented. It was noted that the NOx content made 44 ppm, i. e. concentration of nitrogen oxides at the reactor outlet is 0.44 %. It was shown that the described method made it possible to increase the germination of seeds and the rate of their growth, and the sufficient seed treatment time was 2 seconds, while the use of traditional methods of seed treatment require 5 to 30 seconds. This significantly reduces the energy consumption for seed treatment process with an intense electromagnetic field in comparison with prototypes. The described technology makes it possible to improve the quality of electromagnetic treatment of oil radish seeds, increase productivity (by reducing processing time), and reduce specific energy costs (due to the higher efficiency of the technology compared to technologies that implement a different method of generating EMF).

электромагнитное излучениеплазменный генераторсемена растенийцирканнуальные ритмыelectromagnetic radiationplasma generatorplant seedscircannual rhythmsReferencesИсследование энергии прорастания и всхожести семян горчицы при сушке импульсным ИК-способом / H. A. Зуев [и др.] // Вестн. ФГОУВПО «Моск. гос. агроинженер. ун-т им. В. П. Горячкина». – 2011. – № 2 (47). – С. 7–10.Zuev N. A., Rudobashta S. P., Zotova E. Yu., Zueva G. A. Study on mustard seed germination and sprouting force in pulse infrared drying. Vestnik Federal’nogo gosudarstvennogo obrazovatel’nogo uchrezhdeniya vysshego professional’nogo obrazovaniya “Moskovskii gosudarstvennyi agroinzhenernyi universitet imeni V. P. Goryachkina” = Vestnik of Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education “Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin”, 2011, no. 2 (47), pp. 7–10 (in Russian).Пушкина, Н. В. Влияние предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокочастотного диапазона на структурно-функциональное состояние проростков кукурузы / Н. В. Пушкина // Междунар. науч.-исслед. журн. – 2016. – № 4 (46), ч. 5. – С. 32–34. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.46.265Pushkina N. V. Influence of pre-sowing seeds treatment by the electromagnetic field superhigh-frequency range on the structurally functional condition corn rootlets. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel’skii zhurnal = International Research Journal, 2016, no. 4 (46), pt. 5, pp. 32–34 (in Russian). https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.46.265Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности / Г. В. Козьмин [и др.]; под общ. ред. Г. В. Козьмина, С. А. Гераськина, Н. И. Санжаровой. – Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2015. – 399 с.Koz’min G. V., Geras’kin S. A., Sanzharova N. I. (eds.). Radiation technologies in agriculture and food industry. Obninsk, All-Russian Research Institute of Radiology and Agroecology, 2015. 399 p. (in Russian).Корнев, И. И. Низкотемпературные методы стерилизации в профилактике хирургической инфекции / И. И. Корнев, Г. А. Баранов, В. И. Ульянов // Хирургия. Журн. им. Н. И. Пирогова. – 2011. – № 6. – С. 43–47.Kornev I. I., Baranov G. A., Ul’ianov V. I. Low-temperature sterilization for the surgical infection prophylaxis. Khirurgiya. Zhurnal im. N. I. Pirogova = Pirogov Russian Journal of Surgery, 2011, no. 6, pp. 43–47 (in Russian).Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experi ments and an analysis of the inactivation mechanisms / M. Moisan [et al.] // Int. J. Pharm. – 2001. – Vol. 226, № 1–2. – P. 1–21. https://doi.org/10.1016/S0378-5173(01)00752-9Moisan M., Barbeau J., Moreau S., Pelletier J., Tabrizian M., Yahia L’H. Low-temperature sterilization using gas plasmas: a review of the experiments and an analysis of the inactivation mechanisms. International Journal of Pharmaceutics, 2001, vol. 226, no. 1–2, pp. 1–21. https://doi.org/10.1016/S0378-5173(01)00752-91st International Workshop on Plasma Agriculture (IWOPA-1), May 15th–20th 2016, USA [Electronic resource] / Plasma Inst. in Camden; ed. A. Drexel. – Mode of access: http://www.iwopa.org/program/IWOPA-1%20Abstracts.pdf. – Date of access: 10.03.2023.1st International Workshop on Plasma Agriculture (IWOPA-1), May 15th–20th 2016, USA. Available at: http://www.iwopa.org/program/IWOPA-1%20Abstracts.pdf (accessed 10.03.2023).Thirumdas, R. Cold plasma: a novel non-thermal technology for food processing / R. Thirumdas, C. Sarangapani, U. S. Annapure // Food Biophys. – 2015. – Vol. 10, № 1. – P. 1–11. https://doi.org/10.1007/s11483-014-9382-zThirumdas R., Sarangapani C., Annapure U. S. Cold plasma: a novel non-thermal technology for food processing. Food Biophysics, 2015, vol. 10, no. 1, pp. 1–11. https://doi.org/10.1007/s11483-014-9382-zИсследование влияния неравновесной низкотемпературной плазмы на структуру дермы полуфабриката из шкур речных рыб: сазана и судака / И. Ш. Абдуллин [и др.] // Вестн. Казан. технол. ун-та. – 2014. – Т. 17, № 1. – С. 75–77.Abdullin I. Sh., Tikhonova V. P., Rakhmatullina G. R., Akhverdiev R. F., Artem’eva O. V., Nizamova D. K. Study of the influence of non-equilibrium low-temperature plasma on the structure of dermis of semi-finished products from the skins of river fish: Eurasian carp and sander. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of the Kazan Technological University], 2014, vol. 17, no. 1, pp. 75–77 (in Russian).Забродский, С. С. Высокотемпературные установки с псевдоожиженным слоем: общие вопросы разработки и исходные закономерности / С. С. Забродский. – М.: Энергия, 1971. – 328 с.Zabrodskii S. S. High-temperature units with a fluidized bed: general design issues and initial regularities. Moscow, Energiya Publ., 1971. 328 p. (in Russian).Разработка экспериментального стенда электротермического кипящего слоя для исследования высокотемпературных процессов в газовых потоках / С. В. Василевич [и др.] // Авиац. вестн. – 2020. – № 2. – С. 12–15.Vasilevich S. V., Stepanenko V. N., Martynyuk V. I., Sen’ko S. F., Shaporova E. A. Development of an experimental stand for electrothermal boiling layer for research of high-temperature processes in gas flows. Aviatsionnyi vestnik = The Aviation Herald, 2020, no. 2, pp. 12–15 (in Russian).Применение СВЧ технологии сверхнизкой интенсивности в сельском хозяйстве [Электронный ресурс] / А. А. Гаврилова [и др.] // Журн. радиоэлектроники. – 2014. – № 11. – Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/nov14/14/text.pdf. – Дата доступа: 10.03.2023.Gavrilova A. A., Egorashin V. G., Churmasov A. V., Krevsky M. A. The use of microwave technology of ultralow intensity in agriculture. Zhurnal radioelektroniki = Journal of Radio Electroniics, 2014, no. 11. Available at: http://jre.cplire.ru/jre/nov14/index_e.html (accessed 10.03.2024) (in Russian).Никулин, Н. Р. Физические механизмы воздействия СВЧ-излучения низкой интенсивности на биологические объекты: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.04; 03.00.02 / Н. Р. Никулин; Волгогр. гос. техн. ун-т. – Волгоград, 2004. – 18 с.Nikulin N. R. Physical mechanisms of low-intensity microwave radiation impact on biological objects. Volgograd, 2004. 18 p. (in Russian).Бецкий, О. В. Современные представления о механизме воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты / О. В. Бецкий, Н. Н. Лебедева // Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 2001. – № 1. – С. 5–19.Betskii O. V., Lebedeva N. N. Modern ideas about the mechanism of low-intensity millimeter waves impact on biological objects. Millimetrovye volny v biologii i meditsine [Millimeter Waves in Biology and Medicine], 2001, no. 1, pp. 5–19 (in Russian).Handbook of vigour test methods / ed.: J. G. Hampton, D. M. TeKrony. – 3rd ed. – Zurich: ISTA, 1995. – 119 p.Hampton J. G., TeKrony D. M. (eds.). Handbook of vigour test methods. 3rd ed. Zurich, International Seed Testing Association, 1995. 119 p.Зельдович, Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. – 2-е изд., доп. – М.: Наука, 1966. – 686 с.Zel’dovich Ya. B., Raizer Yu. P. Physics of shock waves and high-temperature hydrodynamic phenomena. 2nd ed. Moscow, Nauka Publ., 1966. 688 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.