Электростимулятор роста растений своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Электрокультуре — использованию электричества для выращивания растений — уже более 250 лет. Тернист и извилист оказался жизненный путь этого своеобразного направления в агрономии. То оно становилось предметом активного интереса и представлялось чуть ли не чудодейственным средством повышения урожайности земледелия, то его раскритиковывали и отодвигали в тень на длительный срок. И в настоящее время одни исследователи публикуют книги и статьи, защищают диссертации на эту тему, другие называют это направление агрономии маргинальным и даже псевдонаучным. Попробуем немного разобраться в этом непростом вопросе.
Рождение электрокультуры
Первым проверил идею на практике английский естествоиспытатель и астроном Стивен Чарльз Демейнбрей (1710–1782). В 1746 году он поразил Лондонское королевское общество новыми веточками, выросшими на мирте под действием электричества в октябре, чего ранее никогда не наблюдалось.
А на следующий год обнародовал результаты своих достаточно обстоятельных для того времени исследований французский физик Жан-Антуан Нолле (1700–1770). Он сообщил, что обработанные электричеством семена прорастали быстрее, а растения, полученные из них, были выше своих необработанных собратьев. В то же время он указал на возможное уменьшение массы плодов на растениях, находившихся под действием электричества.
Электрокультурный бум XIX века
В 40-е годы XIX века возобновились и эксперименты по электрокультуре, хотя электрические явления в растениях будут обнаружены несколько позже. Исследователи полагали, что раз они есть у животных, то должны быть и у растений. А в 1850 году Антуан Беккерель напечатал работу, в которой сообщил, что обнаружил в растениях электрические токи, втыкая платиновые проволочки одну в кору дерева, а другую в древесину. Аналогичные процессы он нашёл и в листьях. Это открытие привело его к неверному выводу, что растения — один из главных источников атмосферного электричества.
Большая роль электрических явлений в жизни живых организмов легко приводит к выводу о том, что внешнее электрическое поле должно влиять на их развитие. Поэтому, начиная с 1880-х годов, наблюдается резкий всплеск интереса к электрокультуре во всём мире. Ею занимаются как профессиональные учёные, так и любители. Крупнейший российский специалист по физиологии растений Климент Аркадьевич Тимирязев (1843–1920) важнейшими факторами, влияющими на жизнедеятельность растений, называет свет, теплоту и электричество. К сожалению, сам он экспериментировал лишь с искусственными почвами и электрическим освещением, заложив основы их использования. А то его авторитетное мнение об электрокультуре было бы очень интересным.
Оригинальный метод электрокультуры на рубеже XIX и XX веков разработал полковник-инженер русской армии Евгений Вячеславович Пилсудский. К нему он, видимо, пришёл, работая над беспроволочным телеграфом с использованием электропроводимости земли. Он на противоположных концах поля зарывал в землю цинковые и железные листы так, чтобы в каждой соседней паре токи шли навстречу. Напряжение образующихся гальванических токов составляло 0,05–0,25 вольт (кстати, подобный метод часто используют и в наши дни). В опытах Пилсудского, например, повышалась урожайность и сахаристость свёклы. Метод тестировали в Полтавской губернии, в Париже и в Петербургском ботаническом саду. Результаты были удостоверены специалистами, официальными лицами и даже русским консулом в Париже. Доклад Пилсудского о проделанной работе был в центре внимания на прошедшем в 1912 году в Реймсе (Франция) Первом международном конгрессе по электрокультуре. Пилсудский рекомендовал использовать электричество при возделывании свёклы, винограда, фруктовых деревьев, хлопка и чая.
Первая страница и схема установки из доклада российского полковника-инженера Е. В. Пилсудского о его методе электрокультуры в трудах Первого международного конгресса по электрокультуре (Реймс, Франция, 1912 год)
Однако не всё было так однозначно. Многие опыты не подтверждали значимого полезного влияния электричества на выращиваемые растения. Более того, в ряде случаев наблюдалось, наоборот, вредное воздействие. Поэтому на страницах газет и журналов всё чаще появлялись публикации против электрокультуры. Так, её критиком был основоположник петербургской школы физиологии растений и автор первого отечественного учебника по этой дисциплине (1887), академик Андрей Сергеевич Фаминцын (1835–1918). То, что методы электрокультуры не всегда срабатывали, признавали и Пилсудский, и Лемстрём, и Блэкман. В масштабном исследовании в США восемь лет подряд воздействовали электричеством на разные сельскохозяйственные культуры и чётко выраженного увеличения урожайности не наблюдали ни разу. Так что потихоньку бум затих, электрокультура так и не стала распространённым методом в агрономии, а в 1936 году прекратил своё существование упомянутый выше комитет.
Что принёс XX век?
От семян А. Л. Чижевский перешёл к экспериментам с растениями в теплицах, но война остановила работы. Лишь через 20 лет их с успехом продолжили в Челябинском институте механизации и электрификации сельского хозяйства (ЧИМЭСХ), где разработали целую серию машин для электрообработки семян. Достаточно успешные опыты были проведены и в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева, в частности, в лаборатории члена-корреспондента РАН Николая Николаевича Третьякова (1930–2017).
Также в Тимирязевской сельскохозяйственной академии в своё время был разработан метод электростимуляции почвы без внешнего источника энергии. Для этого на поле в землю закладывают поочерёдно полосы минеральных удобрений, дающих отрицательно и положительно заряженные ионы. Разность электрических потенциалов между полосами стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность. Особо эффективен этот метод в теплицах. Правда, для его применения желательно создать новые минеральные удобрения.
В другом методе, разработанном там же, предлагалось на каждом квадратном метре посадок или посевов закапывать 150–200-граммовые пластинки из медных сплавов и 400-граммовые пластинки из сплавов цинка, алюминия, магния и железа, а также гранулы с соединениями натрия и кальция. Пластинки длиной 40–50 см, толщиной 3 мм и шириной 2 см следовало размещать на 10–30 см ниже пахотного слоя.
В современном мире наиболее широко электрокультуру применяет Китай. В конце 2018 года Китайская академия наук и сельского хозяйства представила результаты тридцатилетних исследований, проведённых на площади примерно 3600 гектаров теплиц, разбросанных по всей стране. В них на высоте около трёх метров над грядками были размещены медные электроды, находящиеся под напряжением 50 000 вольт. Они заряжены положительно, в то время как электроды, подключённые к земле, заряжены отрицательно. Из отчёта следует, что это увеличивает урожайность на 20–30% при энергопотреблении 15 кВт/ч в день. Китай планирует в будущем развитие подобных электрифицированных ферм, которые, впрочем, вряд ли станут основой сельскохозяйственного производства.
В настоящее время в России по-прежнему проводятся исследования по предпосевной электрообработке семян и конструируется оборудование для этого. Подобную обработку применяют хозяйства Челябинской, Новосибирской, Курганской областей, Башкирии, Чувашии, Краснодарского края. Но массового практического применения электрокультура так и не нашла, хотя исследователи приводят оптимистические результаты и даже утверждают, что обработанные растения меньше подвержены болезням. Однако получаемый эффект подобной обработки нестабилен и не слишком велик по сравнению с применением современных удобрений и других технологий современной агрономии. Системы, создающие электрические поля и токи, помимо затрат на их установку и обслуживание, затрудняют обработку земли и сбор урожая. Кроме того, высоковольтные устройства элементарно опасны для работников и требуют обеспечения мер безопасности. Всё это делает пока электрокультуру недостаточно рентабельной. Посмотрим, что будет дальше.
Почему же электрическое поле влияет на растения?
Сразу скажем, что, несмотря на достаточно хорошее развитие электрофизиологии растений, полного понимания механизмов влияния внешнего электрического поля на растения так и не достигнуто, хотя определённые обоснованные гипотезы существуют.
По современным представлениям, на клеточном уровне влияние электрического поля может быть связано с тем, что оно обеспечивает проникновение кальция внутрь клетки. Содержимое клетки имеет низкое электрическое сопротивление по сравнению с её оболочкой — мембраной, поэтому большая часть напряжения по законам электротехники окажется приложенной к клеточным мембранам — оболочкам клеток. При нужном направлении поля это напряжение может увеличивать проницаемость мембран для ионов кальция. А даже очень небольшое её увеличение будет иметь большое влияние на внутриклеточную концентрацию кальция. Возможно, это увеличивает скорость метаболизма, потому что ионы кальция часто составляют неотъемлемую часть ферментных каскадов, которые контролируют многие внутриклеточные сигнальные процессы. Эти каскады являются усилителями на основе ферментов, где одна молекула фермента активирует большое количество молекул другого фермента, который, в свою очередь, активирует третий фермент и т. д.
Любопытно, что несимметричное проникновение кальция в клетки из-за определённого направления электрического поля (токов) может влиять на направление роста клеток и растений в целом. Это называют полярным ростом. Связь между искусственно приложенными электрическими токами и полярным ростом впервые была обнаружена Лундом (E. J. Lund) в 1923 году для клеток водорослей фукус. Обычно направление их роста определяется падающим светом, но Лунд сумел обнаружить влияние слабого электрического тока, прикладывая его к водоросли в темноте.
Растения, похоже, используют сильные электростатические поля, связанные с дождями и грозами, в качестве сигнала для перестройки, чтобы наилучшим образом утилизировать дождь. Ведь им надо отреагировать достаточно быстро, прежде чем вода уйдёт. Первое свидетельство этого дал Лемстрём, который заметил, что сухая погода часто препятствует успешному применению электрокультуры. Связано это, видимо, с тем, что ожидаемый после электрического воздействия дождь не наступал и ресурсы растений тратились впустую.
Следующая подсказка пришла от Блэкмана, который обнаружил, что воздействие на проростки зерновых электрическим полем в течение одного часа стимулирует их рост, причём скорость роста продолжала увеличиваться в течение, по крайней мере, четырёх часов после выключения тока. Это говорит о том, что в растении активируется некий механизм, способствующий росту, который затем остаётся активным лишь некоторое время. Это явление может объяснить распространённое представление о том, что растительность часто выглядит необычно зелёной после грозы.
Невыполнение условия, чтобы в течение определённого времени после электрического воздействия осуществлялся полив (или шёл дождь), может также объяснить многие отрицательные результаты применения электрокультуры. Забавно с этой точки зрения выглядит, например, эксперимент 1926 года, сделанный американцем Л. Бриггсом и его коллегами, которые, чтобы избежать искрения в установке, заранее отключали ток всякий раз, когда ожидался дождь!
Исследователи Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР провели эксперимент, в котором около растения держали отрицательный электрод и постепенно увеличивали напряжение от 500 до 2500 вольт. При этом интенсивность фотосинтеза возрастала. Если же потенциалы растения и атмосферы были близки или изменялась полярность электрода, то поглощение углекислого газа растением уменьшалась и его рост тормозился, опять-таки пропорционально напряжению.
При протекании токов через почву воздействие электричества может идти по многим направлениям. Ионизация почвы ускоряет идущие в ней химические и биохимические реакции, активизируются некоторые микроорганизмы, увеличивается перемещение влаги, разлагаются вещества, которые плохо усваиваются растениями. Под действием тока идёт электрофорез и электролиз, в результате которых химические вещества в почве переходят в легкоусвояемые формы и поглощаются растениями. Быстрее превращаются в почву растительные остатки. Какие из этих процессов более существенны при электрокультивировании, ещё предстоит выяснить исследователям.
Помимо воздействия на растения электростатическим полем и постоянным током XX век принёс и другие инструменты их обработки: это и лазерное излучение (особенно оно популярно в инфракрасном диапазоне), радиоволны, переменный ток, магнетизм, радиоактивные излучения и даже звук. Воздействовать можно на семена, растения, почву, воду и питательные вещества. Но это всё отдельный разговор.
Если через грядку пропускать слабый электрический ток, оказывается, что это хорошо для растений. Установлено это давно и многими экспериментами в разных странах, при разных почвах и климатических условиях.
Воздействие электричества идёт по многим направлениям. Ионизация почвы ускоряет идущие в ней химические и биохимические реакции. Активизируются микроорганизмы, увеличивается перемещение влаги, разлагаются вещества, которые плохо усваиваются растениями.
На расстояниях в микроны и нанометры идёт электрофорез и электролиз, в результате химические вещества в почве переходят в легкоусвояемые формы. Быстрее превращаются в гумины и гуматы семена сорняков и все растительные остатки. Какой из этих процессов основной, а какие вспомогательные – предстоит объяснить будущим исследователям.
Электрическое стимулирование проводится статическим электричеством, постоянным и переменным током разной частоты (вплоть до радиочастот), который пропускается через почву, а также через растения, семена, удобрения и воду для полива.
Делается это с сопровождением искусственного освещения, постоянного и мигающего, с добавлением специально разработанных удобрений.
Сначала о результатах
Электростимуляция зерновых в полевых условиях поднимала урожай на 45–55%, по другим экспериментам прибавка урожая составляет до 7 ц/га. Максимальное число опытов было проведено на овощах.
Так, если создать у корней томатов постоянное электростатическое поле, прибавка урожая составит 52% за счёт увеличения размеров плодов и их количества на одном растении.
Особенно благотворно воздействует электричество на морковь, урожайность вырастает на 125%, и на малину, урожай которой почти удваивается. Под плёночным укрытием, под непрерывным воздействием постоянного тока рост однолетних сеянцев сосны и лиственницы увеличивается на 40–42%.
Под действием электричества содержание сахара в сахарной свекле увеличивается на 15%, правда, при обильном увлажнении и хорошем удобрении. Это – намёк на то, что электричество корректирует биохимические реакции.
Особая и связанная с этим проблема – воздействие электричества на микробиологию почвы. Установлено, например, что постоянный слабый электрический ток увеличивает численность живущих в почве или компосте азотфиксирующих бактерий на 150%. В частности, такое увеличение численности клубеньковых бактерий на корневой системе гороха даёт рост урожая на 34% по сравнению с контрольной группой.
В других аналогичных экспериментах горох даёт прирост урожая на 75%. Увеличивается не только выработка азота, но и углекислого газа. Но превышение допустимого объёма электроэнергии приводит к замедлению процессов прорастания и роста[2].
В конце XIX века финский исследователь Селим Лаемстром экспериментировал с электростимулированием картофеля, моркови и сельдерея. В течение 8 недель урожайность увеличивалась в среднем до 40%, а по максимуму – до 70%. Выращиваемая в теплице клубника созревала вдвое быстрее, и её урожай удваивался. Однако капуста, репа и лён росли лучше без электричества.
Особое значение имеет электростимулирование растений на севере. Ещё в 1960-е годы в Канаде проводились эксперименты по электростимуляции ячменя, и наблюдали ускорение его роста на 37%. Картофель, морковь, сельдерей давали урожай на 30–70% выше обычного[3].
Электричество из внешнего источника
Наиболее распространённым и наиболее исследованным методом улучшения жизнедеятельности растений с помощью электричества является применение источника электроэнергии, обычно маломощного.
Известно, что для хорошего самочувствия растений сила электрического тока в почве должна находиться в диапазоне от 0,02 до 0,6 мА/см 2 для постоянного и от 0,25 до 0,5 мА/см 2 для переменного тока. Существенно меньше данных относительно оптимальных величин напряжения.
И.В. Мичурин (1855–1935)
По этой причине неизвестно, как электростимуляция связана с мощностью установки, которая обеспечивает эту электростимуляцию. А если так, то непонятно, как растения электричеством стимулировать, по какому критерию.
По большей части используется напряжение в доли вольта. Например, при напряжении (разности потенциалов между электродами) 23–35 мВ через влажную почву идёт постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА/см 2 .
Для чистоты эксперимента иногда исследователи переходят на гидропонику. Так, при использовании вышеуказанного напряжения, в питательном растворе с ростками кукурузы фиксируется ток плотностью 5–7 мкА/см 2 .
Весьма практичный способ увеличения урожая картофеля придумал изобретатель Владимир Яковлев из города Шостка Сумской области. Он ставит выпрямитель с трансформатором, понижающим сетевое напряжение с 220 до 60 вольт, и обрабатывает клубни картофеля, втыкая в каждый клубень с двух сторон электроды[4]. Помидоры изобретатель стимулирует от аккумулятора напряжением 12 вольт после того, как они вырастут до 20–30 см.
Очень много экспериментов шло и идёт с разными вариантами электродов. В приборе, запатентованном французскими исследователями, электроды представляют собой две гребёнки. Ток между двумя гребёнками расходится дугами, этого достаточно для ускорения прорастания семян и роста растений[5]. Почва, разумеется, должна быть влажной.
Вообще, растения, которые стимулируют электрическим током, требуют примерно на 10% больше воды, чем обычно. Причина в том, что ионизированная вода усваивается растениями существенно быстрее.
Сделаем из грядки батарейку
В 1840-х годах испытатель В. Росс из Нью-Йорка увеличивал урожай картофеля таким образом. Он вкапывал медную пластину размером 15х50 см 2 в почву, а на расстоянии 6 метров от неё вкапывал такого же размера пластину из цинка. Пластины были соединены проводом над землёй. Таким образом, получалась гальваническая ячейка. Те, кто повторял его опыты, утверждали, что урожай картофеля увеличивался на четверть.
Электрический ток, проходящий через почву, изменяет её физико-химические свойства. Увеличивается одновременно и растворяемость микроэлементов, и испарение влаги. Повышается содержание усвояемого растениями азота, фосфора и ряда других элементов. Изменяется кислотность почвы, понижается её щёлочность.
С этим, видимо, связаны и другие явления, которые учёные пока фиксируют, но не способны объяснить. Так, на 95% сокращается поражение мучнистой росой капусты, резко возрастает содержание сахара в сахарной свекле, в два-три раза увеличивается число коробочек на хлопчатнике, а доля женских растений конопли на следующий год увеличивается на 20–25%.
Мало того, что урожай томатов увеличивается на 10–30%, но изменяется химический состав каждого помидора, улучшается его вкус. Усвоение азота зерновыми увеличивается вдвое[6]. Все эти процессы ждут новых исследователей.
Относительно недавно в Тимирязевской сельскохозяйственной академии был разработан метод электростимуляции без внешнего источника энергии.
На поле выделяются полосы: в одни вносят отрицательно заряженные минеральные удобрения (потенциальные анионы), в другие – удобрения положительно заряженные (потенциальные катионы). Разность электрических потенциалов между полосами стимулирует рост и развитие растений, повышает их продуктивность.
Особо эффективны такие полосы в теплицах, хотя применять метод можно и на больших полях. Для применения этого метода необходимы новые минеральные удобрения.
Натрий, кальций присутствуют в основном в виде соединений. Магний входит в состав минерального удобрения карналлит. Магний нужен растениям для фотосинтеза.
В другом методе, разработанном в том же коллективе, предлагается на каждый квадратный метр посадок или посевов вносить пластинки из медных сплавов (150–200 г) и 400 грамм пластинок из сплавов цинка, алюминия, магния и железа, а также гранулы с соединениями натрия и кальция. Пластинки толщиной 3 мм, шириной 2 см и длиной 40–50 см вкапываются в землю на 10–30 см ниже пахотного слоя.
Фактически такой же метод предложил один изобретатель из Подмосковья. В почву на небольшую глубину, но ниже уровня вскапывания или вспашки, помещают мелкие пластинки различных металлов[7].
Медь, серебро, золото, платина и их сплавы зарядятся положительно, а магний, цинк, алюминий, железо и другие зарядятся отрицательно. Токи, возникающие между металлами этих двух групп, будут создавать эффект электростимуляции растений, причём сила тока будет находиться внутри оптимального диапазона.
Пластинки одного типа чередуются с пластинками другого типа. Если пластинки не затрагиваются рабочими органами сельхозтехники, то они служат долгое время. Более того, допускается использование любых металлов с медным покрытием для одних электродов и цинковым для других.
Ещё один вариант – внесение металлов и сплавов в почву порошком. Такой металл перемешивается с почвой при каждой её обработке. Главное, чтобы при этом порошки разных типов не разделялись. А этого обычно и не происходит.
Геомагнитное поле нам в помощь
Магнитное поле Земли кажется таким, будто внутри земного шара расположен линейный магнит длиной около 2000 км, ось которого наклонена под углом 11,5° к оси вращения Земли. Один конец магнита назван северным магнитным полюсом (координаты 79°с.ш. и 71°з.д.), другой – южным (75°ю.ш. и 120°в.д.).
Известно, что в проводнике длиной в один километр, сориентированном в направлении восток-запад, разность потенциалов на концах провода составит десятки вольт. Конкретная величина зависит от географической широты, на которой расположен проводник. В замкнутом контуре из двух проводников длиной 100 км и минимальным внутренним сопротивлением и экранированием одного из проводников, генерируемая мощность может составить десятки мегаватт[8].
Для электрического стимулирования растений таких мощностей не нужно. Требуется лишь сориентировать грядки по направлению восток-запад и уложить в меже на небольшой глубине вдоль грядки стальной провод. При длине грядки в пару десятков метров на электродах появляется разность потенциалов в те же 25–35 мВ. Стальной провод лучше укладывать по линии, которая перпендикулярна не магнитной стрелке, а направлению на Полярную звезду.
Исследованием применения геомагнетизма для больших урожаев давно, ещё с советских времён, занимаются в Кировоградском техническом университете (С.И. Шмат, И.П. Иванько). Один из способов недавно запатентован [9].
Антенны и конденсаторы. Ионизация почвы и воздуха
Наряду с электрическими токами в стимулировании растений активно и очень давно применяется статическое электричество. Первые известия о таких опытах пришли к нам из шотландского Эдинбурга, где в 1746 году доктор Маимбрэй прикладывал электроды электростатической машины к комнатным миртовым деревьям, и это ускоряло их рост и цветение.
Давнюю историю имеют также попытки для стимулирования роста сельскохозяйственных культур собрать атмосферное электричество. Ещё в 1776 году французский академик П. Берталон заметил, что растения рядом с громоотводами растут лучше других.
Прошло ещё полвека и опыт довели до совершенства. Немецкие исследователи С. Леместр и О. Принсгейм додумались создавать под сеткой искусственное электростатическое поле мощнее естественного. И рост растений ускорился.
Во Франции в 1925 году один из предприимчивых людей расставил на своём лугу деревянные мачты высотой 7,5 метров, на вершинах которых были закреплены антенны из медных и цинковых полос. От антенн в почву шли провода. Утверждалось, что такая установка уничтожала паразитов почвы и повышала её плодородие, а клевер на лугу был похож на кустарник[10].
Люстра Чижевского
Этот же метод избавляет деревья от многих болезней, в частности, от заболеваний коры. Для этого больному дереву вставляют под кору два электрода на границах поражённого участка коры и подключают их к батарейке с напряжением 9–12 вольт.
Если дерево реагирует так на электричество, то возникает подозрение, что и без внешнего источника в нём идут электрические процессы. И много людей по всему миру пытаются найти этим процессам практическое применение.
Так, сотрудники московского ВНИИ электрификации сельского хозяйства измеряли электрический потенциал деревьев в лесах Московской и Калужской областей. Исследовали берёзу, липу, дуб, лиственницу, сосну, ель.[12] Установлено чётко, что пара металлических электродов при размещении их на верхушке дерева и у корней образует гальванический элемент. Эффективность генерации зависит от интенсивности солнечного излучения. Лиственные деревья вырабатывают больше энергии, чем хвойные.
Максимальное значение (0,7 вольта) даёт берёза возрастом старше 10 лет. Этого вполне достаточно, чтобы стимулировать растения на огороде рядом с ней. И как знать, может со временем будут найдены деревья, дающие более значительную разность потенциалов. А рядом с каждой грядкой будут выращивать дерево, стимулирующее своим электричеством рост на ней помидоров и огурцов.
Электрическая зарядка семян
Эта тема также известна давно. С 1918 по 1921 гг. 500 британских фермеров были вовлечены в эксперимент, в котором предварительно подсушенные семена подвергались перед высевом воздействию электрическим током. В результате прирост урожая достигал 30% за счёт увеличения числа колосков на одном растении (иногда до пяти). Высота растений увеличивалась, мощнее становился стебель. Пшеница становилась устойчивой к полеганию. Повышалась и её сопротивляемость гнили и прочим заболеваниям.
Процедура описывается так. Семена помещаются в прямоугольный бак и заливаются водой, в которой для улучшения электропроводности растворены поварённая соль, соли кальция или азотнокислый натрий. Железные электроды большой площади размешаются на противоположных внутренних сторонах бака и в течение нескольких часов подвергаются воздействию слабого электрического тока.
Время выдержки, равно как и оптимальная температура, и выбор соли, зависят от того, какие семена в баке, и в какую почву будут они посеяны. Точные соответствия не известны до сих пор. Сведения лишь обрывочные.
Так, семена ячменя требуют вдвое большей выдержки, чем семена пшеницы или овса. Но вот что точно известно, это то, что после испытания семян электричеством в баке их нужно вновь хорошо высушить[13].
В одном из совсем недавних экспериментов, проведённом студентами Донского аграрного университета над семенами росянки, было установлено, что воздействие электричества на проростки семян оптимально, когда ток не превышаете 4–5 мкА, а длительность воздействия – от нескольких дней до нескольких недель. При этом отрицательный электрод крепится на верхушке проростка, а положительный – у его основания[14].
Затем семена подвергаются инфракрасному облучению для того, чтобы предотвратить их засыпание и повысить выработку аминокислот. На следующей стадии семена заряжаются отрицательно (вводится катодная защита). Это снижает гибель семян тем, что поток электронов блокирует реакции со свободными радикалами. Катодная защита используется обычно для защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Здесь смысл тот же.
При использовании катодной защиты семена должны быть влажными. Высушенные семена могут на этой стадии повреждаться, хотя повреждённые частично восстанавливаются, если их затем замочить. Катодная защита вдвое повышает всхожесть семян.
Заключительная стадия электрогенетического процесса – воздействие на семена электроэнергией в радиочастотном диапазоне, что по замыслу должно воздействовать на хромосомы и митохондрии, интенсифицировать процессы метаболизма. Такое воздействие увеличивает растворение микроэлементов в почвенной влаге, повышает электропроводность и аэрацию почвы (насыщение её кислородом). Для обработки семян непосредственно перед посевом использовались частоты в диапазоне от 800 КГц до 1.5 МГц.
По непонятным причинам это направление свернулось. И тут самое время обсудить вопрос, почему вообще исследования по электрическому стимулированию роста растений активно развивались в прошлые века вплоть до 1920-х годов.
Думаю, что причина – в том, что электротехника очень далека от агрономии. И только учёные-энциклопедисты типа А. Чижевского или изобретатели типа В. Яковлева из Шостки способны заниматься и тем, и другим одновременно. А таких немного.
[1] Рамнек Г.М. Влияние электричества на почву: Ионизация почвы и усвоение атмосфер. азота / Киев: тип. ун-та св. Владимира, изд. Н.Т. Корчак-Новицкого, 1911. – 104 с.
[2] Kravstov P. et al. // Applied electrical phenomena. – 1968. –No 2 (20)/ – P. 147-154
[3] Лазаренко Б.Р., Горбатовская И.Б. Электрическая защита растений от болезней // Электронная обработка материалов. – 1966. – № 6. – P. 70-81.
[4] Схема выпрямителя.
[5] Гордеев А.М., Шешнев В.Б. Электричество в жизни растений. – М., Просвещение, 1988. – С.77, 109, 112, 115
[6] Лазаренко Б.Р., Горбатовская И.Б. Электрическая защита растений от болезней // Электронная обработка материалов. – 1966. – № 6. – P. 70-81.
[7] Патент Российской Федерации RU2261588
[8] Дудышев В.Д. Планета Земля: природный электрический мотор – генератор и альтернативная чистая энергетика на его основе.
[9] Спосіб активізації родючості ґрунту – Патент Украины UA 42233
[10] Nelson R. A. Electro-Culture (The Electrical Tickle).
[11] Moore A.D. Electrostatics & Its Applications. – Wiley & Sons,1972
[12] Холманский А.С., Кожевников Ю.М. Зависимость электрического потенциала дерева от внешних условий // Альтернативная энергетика и экология. – 2015. – № 21 (185). – С. 183-187
[13] Scientific American. – 1920. – 15.02. – Р. 142-143
[14] Войтова А.С., Юкин Н.А., Убирайлова В.Г. Слабый электрический ток как фактор стимуляции роста домашних растений // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 4-3.
[15] US Patent 4302670
Люди продолжают изучать и искать новые методы и способы извлечения пользы от электроэнергии, а так же новые невероятные способы как вырабатывать электричество.
В этой статье рассказывается о том как может влиять электрический ток на рост растений, на величину и качество урожая, а так же о том как получить электроэнергию вырабатываемую с помощью растений.
Электричество и урожай
Как мы все знаем растения используют для роста внешние составляющие: свет, тепло, влагу и почву. Но сравнительно недавно ученые открыли прямое и косвенное воздействие электричества на рост растений и урожая.
Учёные, в достаточно большом наборе практических опытов, с полевыми и овощными культурами (открытого грунта и теплиц), выявили резкое снижение (до 50%) урожаев растений, когда их изолировали от влияния электрического поля атмосферы металлическими сетками. Было также выявлено, что при положительном заряде атмосферы растения усиливают поглощение азота и фосфора, а при отрицательном - калия, кальция и магния. Это объясняет временную нехватку или переизбыток питания при различных состояниях атмосферного электричества.
Электрический ток (атмосферный или иной) действует на растения не прямо, а через происходящие в них сложные физиологические процессы: фотосинтез, дыхание, поглощение элементов питания.
Электричество и фотосинтез растений
Оказывается можно искусственно ускорить фотосинтез (преобразование световой энергии в биологическую) растения, если через корневую систему растения пропустить слабый электрический ток. Хорошие результаты дает применение солнечных батарей. Эффект заметен даже при подключении одного фотоэлемента, имеющего э.д.с. всего лишь 0,5 В.
Правда, оптимальный режим такого электростимулирования (точные значения напряжения и силы тока) пока неизвестен, хотя опыты по электрической стимуляции роста сельскохозяйственных культур ставились еще в прошлом веке.
Электричество и поглощение микроэлементов растениями
Если к верхушке тепличного томата или огурца подключить ток с отрицательным полюсом, а к основанию - с положительным, то происходит значительная стимуляция роста, поглощения питательных элементов и большая прибавка в урожае. Растение в этом случае станет устойчивым к неблагоприятным факторам среды. Оказалось, что достигается это за счет лучшего поступления в растение микроэлементов: меди, марганца, железа и т.д.
Электрический ток, преобразуемый в свет специального спектрального состава, позволяет получать в закрытых помещениях урожаи овощей, превосходящие в несколько раз высокие тепличные и в более короткие сроки.
Получение электричества с помощью растений
Группа ученых придумала метод, который позволяет получать электричество, создаваемое корнями растений.
Растения, как и любые другие живые организмы, гарантированно образуют отходы, но, к счастью, растения свои отходы передают в почву и в окружающюю воду, где находится их корневая система. Бактерии, которые питаются этими отходами оставляют свободные электроны, ионы водорода и углекислого газа. Учёные намерены использовать такие ионы, отправив их к катоду, а электроны оставив в почве, создавая разность электрических потенциалов - или в просторечии, напряжения. Пробные опыты показали, что можно генерировать 0.44W электрической энергии на 1 квадратный метр. Возможно когда-то в будущем, будет найден способ как увеличить производство электроэнергии используя огромные площади сельскохозяйственных угодий.
- - - - -
Статью подготовил: Юрий Ом (псевдоним - прим. ред.) специально для официального сайта компании "Электро911".
В продаже имеется огромный выбор стимуляторов роста растений. Но стоит ли тратить на них деньги? Ведь все, что нужно для приготовления препаратов, найдется почти в каждом доме!
Все чаще дачники выбирают безопасные природные средства, которые не наносят вреда окружающей среде и организму человека. Вместо химических пестицидов, гербицидов и других препаратов используют народные средства. Конечно, они чуть менее эффективные, чем промышленные, зато нет никаких сомнений в их экологичности.
Иногда возникает потребность и в стимуляции роста растений, например, чтобы ускорить прорастание семян, корнеобразование, предотвратить опадание цветков и завязей, ускорить созревание плодов и т.д.
И в этом случае также можно обойтись без магазинных препаратов и приготовить простые и эффективные стимуляторы роста растений из того, что есть под рукой. Итак, делимся рецептами этих средств!
Стимулятор роста из алоэ
Сок алоэ – настоящий эликсир жизни! Если у вас есть это растение (и ему не менее 3 лет), попробуйте приготовить стимулятор роста. Срежьте несколько крупных листьев с нижней части стеблей алоэ, вымойте и подержите пару часов в холодильнике.
Чем старше листья алоэ, тем больше в них полезных веществ.
Затем измельчите листья до кашеобразного состояния, переложите 1 ст.л. полученной массы в литровую банку и залейте стаканом воды. Оставьте настаиваться на 7 дней в темном и прохладном месте, а затем доведите настой до 5 л, добавив кипяченую воду комнатной температуры.
Готовый препарат можно использовать для обработки семян и укоренения черенков, полива под корень.
Свежий сок алоэ может наоборот замедлить рост растений.
Стимулятор роста из крапивы
Крапива богата витаминами и микроэлементами, которые оказывают благоприятное воздействие на рост и развитие растений. Особенно хороша она в качестве стимулятора корнеобразования, но нередко используется в качестве подкормки или как средство от вредителей.
Чтобы приготовить стимулятор роста из крапивы, срежьте 6-10 крепких и здоровых растений, измельчите в ведро и залейте теплой водой.
Собирайте крапиву до периода цветения и образования семян. Либо перед работой обрежьте соцветия.
Накройте ведро крышкой, дощечкой или укутайте мешковиной и поставьте в теплое место на 7-14 дней. Чтобы ускорить брожение, поместите емкость на солнце или добавьте дрожжи (10 г). Ежедневно перемешивайте настой палкой. Если мешает неприятный запах, бросьте в ведро горсть золы или добавьте настойку корня валерианы (10 мл). После процедите настой и разведите его в соотношении 1:10. Каждые 7 дней поливайте растения под корень. Для процедуры используйте только свежий препарат.
Показываем, как приготовить правильный крапивный настой для подкормки растений и опрыскивания от вредителей.
Стимулятор роста из луковой шелухи
Приготовить стимулятор роста из луковой шелухи проще простого, а эффект не заставит себя ждать. Залейте две полные горсти шелухи 1 л кипятка, добавьте 1 ч.л. древесной золы, перемешайте и настаивайте 2-3 дня. Затем процедите настой и разведите в пропорции 1:3. Полезно поливать таким настоем посаженные семена или рассаду.
Луковая шелуха не только стимулирует рост растений, но и укрепляет их иммунитет, помогает снизить количество грибков и болезнетворных бактерий в почве. По количеству питательных веществ она не уступает другим народным средствам. В ней содержатся витамины А, С, РР, группы В, калий, фосфор, железо и т.д.
Стимулятор роста из яичных белков
Растения выглядят неважно и медленно растут? На помощь придет яичный стимулятор роста! Размешайте 2 яичных белка в 200 мл теплой воды и дайте им настояться в течение недели. Затем разведите полученное средство в соотношении 1:10 и полейте растения. Эффект не заставит себя ждать! Особенно хорошо подходит настой комнатным растениям, которые буквально оживают после полива.
Запах от настоя будет неприятным, поэтому лучше готовить средство в хорошо проветриваемом помещении.
Стимулятор роста из ивы
Оказывается, ива также способна ускорить корнеобразование растений, поэтому многие дачники успешно применяют ее в качестве стимулятора. Средство готовят по такому рецепту: нарежьте молодые побеги ивы и поставьте в емкость с водой. Когда они пустят корни, а вода станет темной, достаньте побеги и замочите в этой же емкости семена или поставьте в нее черенки растений. Если жидкость загустела, разбавьте ее водой в пропорции 1:1.
Ивовые побеги не выбрасывайте, а снова поставьте в воду. Так вы получите еще порцию стимулятора роста для растений.
Стимулятор роста из дрожжей
Дрожжи способствуют наращиванию зеленой массы, в разы ускоряют рост растений, повышают их иммунитет и выносливость. После применения средства корневая система получает сильный толчок к развитию. Не меньше пользы приносят дрожжи и микрофлоре почвы.
Чтобы ускорить прорастание семян, 20-30 г свежих дрожжей разведите в 0,5 л теплой воды. Затем смочите в растворе марлю, заверните в нее семена, поместите в пакет с отверстиями и оставьте в теплом месте. Когда семена набухнут, высевайте их в емкости или открытый грунт.
Для стимуляции корнеобразования растворите 60-70 г свежих дрожжей в 0,5 л теплой воды. Поместите черенки в раствор на 2 суток, затем смените его на обычную воду и оставьте в ней растения до прорастания корешков.
Для полива растений под корень залейте 100 г дрожжей 10 л воды, добавьте 2 ст.л. сахара и оставьте на сутки. Готовое средство разведите в пропорции 1:5.
Используйте дрожжи только в прогретом грунте, иначе они будут неактивны. Достаточно двух поливов за сезон: при высадке рассады и через две недели после нее.
Применяете ли вы дрожжевые подкормки? Если нет, мы готовы поделиться с вами интересными рецептами и нормами внесения этого натурального удобрения.
Стимулятор роста из сушеных грибов
Приготовить отличный стимулятор роста можно даже из сушеных грибов, которые содержат целый комплекс питательных веществ! После обработки семена всходят быстрее, а рассада становится крепче. Рецепт такой: 100 г сушеных грибов залейте 1 л кипятка. Дайте постоять до полного остывания, процедите и используйте по назначению.
Для приготовления ароматных супов, салатов, начинки для пирогов или вареников обязательно засушите грибы!
Стимулятор роста на основе чайного гриба
Всемирно известный чайный гриб полезен не только для организма человека, но и для здоровья растений. Если у вас есть этот уникальный продукт, приготовьте на его основе стимулятор роста. Для этого растворите 200 г грибного настоя в 1,5 л воды и замочите в средстве семена на несколько часов либо используйте для полива растений под корень.
Чайный гриб можно также использовать для борьбы с фитофторой. Засыпьте в металлический таз по 50 г черного и зеленого чая, добавьте 0,5 стакана сахара, залейте 5 л воды и кипятите 10-15 минут. Остывший раствор процедите, положите в него пластину чайного гриба, накройте марлей. Дайте настояться 15 дней в темном месте. После этого слейте настой в ведро, долейте водой до 10 л и опрыскивайте кусты томатов. Расход на сотку – 5-6 л.
Стимулятор роста из меда
Для обработки семян можно использовать стимулятор на основе натурального меда. Просто растворите 2 ч.л. меда в 200 мл теплой воды, хорошенько размешайте и поместите в емкость посевной материал. Через 5-6 часов достаньте семена и просушите. Можно использовать медовый раствор и для укоренения черенков растений, полива рассады под корень.
Чтобы привлечь на участок насекомых-опылителей, опрыскайте растения медовым раствором.
Стимулятор роста на основе перекиси водорода
Перекись водорода уничтожает опасные бактерии и защищает растения от болезней, поэтому стоит обязательно использовать это бюджетное средство на дачном участке.
Для стимуляции прорастания разведите 1 ст.л. 3%-ной перекиси в 500 мл воды и погрузите семена в жидкость на 12 часов, для туговсхожих семян – на сутки. Каждые 4 часа обновляйте раствор, чтобы посевной материал не задохнулся и не погиб.
Перекись водорода также прекрасно стимулирует корнеобразование. Для приготовления раствора добавьте в 1 л воды 1 ч.л. 3%-ной перекиси и поставьте в емкость черенки. Через сутки растения достаньте и просушите.
Не используйте при работе с перекисью водорода металлическую посуду.
Приготовьте стимуляторы роста своими руками, растения будут вам очень благодарны!
Читайте также: