WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 18 |

Повышение эффективности облучения меристемных растений с использованием светодиодных установок

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи

ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ

РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П.

Ижевск Оглавление ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И

ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1Тенденция производства и потребления культуры малины

1.1.2 Существующие технологии микроклонального размножения

1.1.3 Влияние светового излучения на морфогенез растений в культуре меристемных растений

1.1.4 Существующие учения о фотосинтезе

1.1.5 Фотосинтетическая активная радиация, спектры, и их влияния на растения 1.2 Энергетические свойства светодиодов

1.3 Существующие облучательные установки

Выводы и задачи исследований

2.РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ

ЭФФЕКТИВНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО СОСТАВА ИЗЛУЧЕНИЯ

МЕРИСТЕМНОЙ МАЛИНЫ СОРТА «ГУСАР» ПО МИНИМУМУ

ПРИВЕДЕННЫХ УДЕЛЬНЫХ ЗАТРАТ

2.1 Фотобиологическое действие оптического излучения

2.2 Моделирование процессов воздействия энергии оптического излучения на растения защищенного грунта по критерию минимума приведенных затрат........ 2.3 Необходимость эксэргетического анализа преобразований энергии в сельскохозяйственном производстве

Выводы

3 ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА

СВЕТОДИОДНУЮ СИСТЕМУ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНОЙ МАЛИНЫ.....

3.1 Влияние температуры на характеристики светодиодов

3.1.1 Влияние температуры p-n перехода на световой поток

3.2 Актуальность применения программируемых логических контроллеров при автоматизации технологических процессов

3.3 Возможность применения светодиодов для облучения растений

Разработка светодиодной системы облучения для меристемных растений. 3. 3.5 Обоснование предлагаемой методики облучения для меристемных растений 3.5 Разработка алгоритма управления спектрального состава и уровня освещенности светодиодной облучательной установки

Выводы

4.РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1.Лабораторные эксперименты 2010 года

4.2.Лабораторные эксперименты 2011-2013 года

Выводы

5.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ

ПРИМЕНЕНИЯ ОБЛУЧАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ МЕРИСТЕМНЫХ

РАСТЕНИЙ МАЛИНЫ

Общие выводы по работе

Литература

Список иллюстрированного материала 1

Список иллюстрированного материала 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ

Главное предназначение системы производства посадочного материала – это создание долголетних, ежегодно плодоносящих, удобных в эксплуатации, быстро окупающихся и стабильно приносящих прибыль, адаптированных к местным природно-климатическим и рыночным условиям, насаждений плодово-ягодных культур. Потребность садоводства России в посадочном материале, который отвечает современным стандартам, в последние 10…15 лет не удовлетворяется, что объясняется неблагоприятными экологическими факторами среды, а также жесткими экономическими реформами [7]. Кроме того, в последнее время возросла потребность в оздоровленном посадочном материале, что связано с широким распространением вирусных, фитоплазменных и грибных заболеваний. В полевых условиях не существует эффективных приемов массового оздоровления многолетних растений. Это ставит задачи получения оздоровленного посадочного материала плодовых и ягодных культур в достаточном количестве, что связано с высокими технологиями оздоровления и тестирования. В настоящее время в ряде стран Европы и Америки уже невозможно представить систему производства оздоровленного посадочного материала без использования методов культуры изолированных тканей [3].

Технологии клонального микроразмножения in vitro на лабораторном уровне разработаны в мире более чем для 2400 видов растений, в числе которых и культура малины. Однако лабораторий, использующих эти технологии, относительно немного. Это связано с тем, что не все, разработанные в сугубо лабораторных условиях методики, применимы непосредственно в производстве. Часто требуется решение отдельных задач для конкретных видов растений. Немаловажным является и вопрос экономической эффективности.



Малина – скороплодная и урожайная культура, ее плоды обладают уникальными питательными и лечебно-диетическими свойствами. Малина меньше других ягодных культур накапливает в плодах наиболее опасные экотоксиканты (тяжелые металлы, радионуклеиды, гербициды и др.), что особенно важно для районов с неблагополучной экологией. За последние годы научноисследовательскими учреждениями России создан ряд новых высокопродуктивных сортов малины красной, максимально отвечающих современным требованиям, например, сорт «Гусар» [6], который выведен на Кокинском опорном пункте ВСТИСП, зимостойкий, урожайный, крупноплодный, с плодами десертного вкуса. Он отличается засухоустойчивостью, слабо поражается паутинным и малинным клещами, грибными болезнями, обладает низкой побегообразовательной способностью, способен продуцировать до 3…5 кг ягод с куста. Однако реализовать такую урожайность малины в сложных природно-климатических условиях Удмуртии удается редко. В связи с этим актуальной задачей является выращивание сортов с надежной экологической адаптацией, высоким уровнем хозяйственно-ценных признаков, пригодных к низкозатратным технологиям возделывания [4].

Анализ специализированной литературы показывает, что к низкозатратным технологиям возделывания пригодны современные сорта ремонтантного типа, которые обладают высокой урожайностью, крупноплодностью, экологической адаптивностью. Это - уникальные ягодные растения, способные в отличие от обычных растений малины плодоносить на однолетних побегах. Вместе с этим многие ремонтантные формы малины обладают низким потенциалом вегетативного размножения по сравнению с летними сортами, что затрудняет их размножение и использование. Решить эту задачу ускоренного размножения ценного материала стало возможным благодаря применению метода клонального микроразмножения [8]. По сравнению с традиционными способами размножения малины - корневыми отпрысками, корневыми и зелеными черенками, этот способ имеет целый ряд несомненных преимуществ:

высокий коэффициент размножения;

возможность оздоровления посадочного материала от ряда вредоносных микроорганизмов, вирусных инфекций;

получение генетически однородных корнесобственных растений [10].

За последние десятилетия в нашей стране и за рубежом были проведены многочисленные исследования по совершенствованию метода клонального микроразмножения с целью производства высококачественного посадочного материала. Однако биологические особенности ремонтантных форм малины, связанные с их сложным межвидовым происхождением, стали причиной низкой эффективности предлагаемых биотехнологических методов размножения малины на некоторых этапах культивирования in vitro. В связи с этим возникла необходимость совершенствования процесса клонального микроразмножения новых ремонтантных форм малины.

Внедрение новых ремонтантных сортов малины в отечественное садоводство, несомненно, будет способствовать поднятию уровня круглогодичного потребления ягодной продукции – важнейшего условия повышения качества и продолжительности жизни населения нашей страны.

В Удмуртской Республике посадочный материал также выращивается в специализированных меристемных лабораториях. Процесс выращивания меристемы достаточно трудоемкий и энергоемкий. В связи с резким удорожанием электрической энергии в диссертационной работе решается задача научного обоснования разработки технических решений обеспечивающих оптимизацию спектрального состава облучателей для меристемных растений культуры малины, способствующих увеличению выхода продукции и снижению энергетических затрат.

Актуальность темы исследования. В настоящее время затраты на энергоресурсы составляют значительную долю в себестоимости сельскохозяйственной продукции. Искусственное освещение является одним из важнейших и энергоемких факторов при выращивании растений. На сегодняшний день в осветительных установках расходуется около 30% всей генерируемой электрической энергии, т.е.

почти 280 млрд. кВт*ч.

Достоинства оптического излучения (ОИ) как фактора энергетического и регуляторного воздействия на биологические объекты общеизвестны: экологическая чистота и возможность решения различных технологических задач. Получение требуемых параметров пространственного распределения потока, его спектрального распределения и интенсивности облучения характеризуют ОИ, как средство эффективного воздействия.

Учеными в области электрификации сельскохозяйственного производства Р.Г. Бутенко, Л.Г. Прищепом, И.Ф. Бородиным, Д.С. Стребковым, Н.Н. Протасовой, И.И. Свентицким, А.К. Лямцовым, А.М. Башиловым, С.А. Растимешиным, Ю.М. Жилинским, В.М. Леманом, Г.С. Сарычевым, А.А. Тихомировым, А.П.

Примаком, В.Н. Карповым, В.П. Шарупичем, С.А. Овчуковой, А.П. Коломийцем, Л.К. Алферовой, Н.Ф. Кожевниковой, В.А. Козинским, О.А. Косицыным, Н.П.

Кондратьевой, Малышевым В.В., R. McCree, P. Mekkel, B. Singh, M. Fischer, J.

Bonnet, P. Harris и другими доказана эффективность применения ОИ для получения дополнительной растениеводческой продукции, сформулированы, обоснованы и предсказаны разнообразные по характеру новые возможные пути интенсификации производства растений и рационального использования электрической энергии при искусственном облучении растений.

Воздействие отдельных спектральных составляющих и интенсивности падающего на растение света активно изучалась во второй половине ХХ века. В результате проведенных исследований было доказано, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растений являются интенсивности в пределах 150…220 Вт/м,2 а наиболее эффективный состав излучения имеет следующее соотношение энергий по спектру: 30% – в синей области (380…490 нм), 20% – в зелной (490…590 нм) и 50% – в красной области (600…700 нм).

При этом искусственно воздействуя на растения различным по спек тральному составу излучением и величиной облученности, можно удлинять или сокращать его вегетационный период, что позволит значительно сократить расходы на тепловую и электрическую энергию при выращивании растений. Поэтому обоснование и выбор наиболее эффективного по спектру источника излучения, величины облученности для конкретной культуры является актуальной задачей.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 18 |
 

Похожие материалы:

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.