К вопросу о механизмах переноса почвенной влаги в семена и воздействия на них электромагнитных полей

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу о механизмах переноса почвенной влаги в семена и воздействия на них электромагнитных полей

стимуляция всхожесть сельскохозяйственный семя

Уже более полувека многие исследователи не безуспешно стимулируют семена сельскохозяйственных культур различными физическими факторами для повышения их полевой всхожести. Как только появляются новые технические средства с новыми физическими факторами, так предпринимаются попытки их применения для стимуляции семян. В стимулирующих дозах положительный эффект на семена оказывают ультразвук, радиоактивные излучения, лазеры, управляемые электромагнитные поля (1, 2, 3, 4) и даже «обыкновенный массаж» (при ближайшем рассмотрении - трибоэлектричество) (5).

Однако теория, раскрывающая тот действующий физический фактор, который объединяет все многообразие физических воздействий и объясняет механизм его действия на семена, отсутствует. Как показывает анализ публикаций в научных журналах и Интернете, защищенных за полувековой период диссертаций этот вопрос занимает широкий круг лиц - от академиков, докторов биологических и технических наук до аспирантов, школьников и их учителей.

У исследователей принята гипотеза (2), согласно которой возможные эффекты физических воздействий на семена отнесены к следующим типам:

- энергетическое воздействие.

- биофизическое и биохимическое воздействие.

- информационное воздействие.

Считается, что:

- энергетическое воздействие вызывает рост температуры в ткани, рост давления в центре обрабатываемого материала, развитие механических напряжений в плазматической мембране и в клеточных стенках, расшатывание биологических ассоциатов.

- биофизическое и биохимическое воздействия приводят к изменению подвижности ионов и энергии активации биохимических реакций, уменьшению вязкости воды и липидов, увеличению внутренней энергии тела, оказывают воздействия на химическое поведение белков.

- информационные воздействия оказывает влияние на функциональные проявления ферментных структур.

Предложены также гипотезы, объясняющие повышение полевой всхожести обработанных физическими воздействиями семян результатом подавления жизнеспособности патогенной микрофлоры (4) и ускорением в них фотобиологических реакций за счет светового воздействия, однако при этом отвергается «не фотосинтетическая накачка семян дополнительной энергией» (1).

Многими исследователями (6, 7) установлены взаимосвязи между обработкой семян электрическими и магнитными полями (ЭМП) и интенсивностью поглощения ими воды. Выдвинута поляризационно-диффузная гипотеза увеличения водопоглощения семян под воздействием магнитного поля (7). Водопоглощение рассматривается как диффузионный процесс, происходящий через оболочку семени по первому закону Фика.

Согласно гипотезы, семя, попадая во внешнее ЭМП, поляризуется. При помещении поляризованного семени в воду оно обволакивается поляризованными молекулами воды, что приводит к деформации оболочки (мембраны) семени. Это вызывает уменьшение толщины оболочки (мембраны), что увеличивает ее проницаемости для ионов различных растворов солей и изменяет коэффициента диффузии.

Следует отметить, что в научных источниках описан ряд явлений и фактов, известных большинству авторов гипотез, но почему-то не принимаемых ими в расчет.

Так Ничипорович А.А. (1) отмечал, что семена в силу своей природы обладают специфическими, а в ряде случаев узкими диапазонами условий, оптимальных для прорастания и последующего роста всходов (влажность почвы, осмотическая концентрация почвенного раствора, температуры, аэрации, механические свойства среды прорастания и последующего роста).

Первым условием вывода семян из состояния вынужденного покоя является повышение оводненности, вызывающее набухание семян (там же). При посеве семян в почву между семенем и окружающей средой происходит конкурентная борьба за почвенную влагу. С непокрытой растительностью почвы идет интенсивное испарение почвенной влаги, что может привести к ее дефициту для прорастающих семян. В этих условиях, чем быстрее семена перейдут с гетеротрофного питания на автотрофное, тем успешнее будут развиваться ростки.

Из этого следует, что воздействия физических факторов на семя каким-то образом связаны с поглощением семенем воды и ускорением этого процесса.

Для того, чтобы раскрыть эту взаимосвязь, необходимо рассмотреть механизмы поглощения семенами воды из почвенного раствора и воздействия на них ЭМП и найти тот действующий фактор, который эти механизмы объединяет.

По современным представлениям (8) вода поступает в семена в три этапа:

- первый этап осуществляется за счет сил гидратации гидрофильных группировок;

- на втором этапе поглощение воды определяется силами набухания или матричного потенциала;

- на третьем этапе поступления воды решающую роль играют осмотические силы.

Основываясь на изложенной гипотезе Строганова М.А, Коровина А.И. и Полевой А.Н. (9) разработали математическую модель диффузно-осмотического поглощения воды прорастающими семенами:

d/m = С• (m_s - m), при m₀ ? m ? m¹_crit (для диффузии) (I);

d/m = k_w• A • (Ш_п - Ш_с), при m¹_crit ? m ? m²_crit (для осмоса) (II);

где: d/m - скорость приращения влажности семян;

m_s - влажность семян, полученная путем диффузии;

m - влажность семян в момент времени t;

m₀ - влажность семян при посеве;

m¹_crit и m²_crit - критические значения влажности семян, определяющие начало гидролиза и прорастания семян соответственно;

С - коэффициент скорости набухания;

k_w - коэффициент проницаемости;

A - коэффициент, характеризующий размеры семян;

Ш_п и Ш_с - водные потенциалы среды набухания и семени соответственно.

При ближайшем рассмотрении видно, что уравнения (I) и (II) - это известные уравнения Фика для диффузных процессов, идущих соответственно за счет разности концентраций воды в семени до посева и в процессе их набухания и разности химических потенциалов воды почвенного раствора и воды в семени, при этом «коэффициент скорости набухания» есть не что иное, как коэффициент диффузии «Р_д», а произведение (k_w• A) - коэффициент проницаемости мембраны при осмосе «Р_о» (10).

Эта гипотеза имела бы право на существование, если бы в природных условиях семена прорастали в чашках Петри, и в них поступала дистиллированная вода. В реальности семена прорастают в почве или на ее поверхности и в них поступает вода, которая совместно с растворенными в ней газами, минеральными и органическими веществами образует почвенный раствор (11).

Еще в 16-ом веке А. Чезальпино было известно, что «будучи посеяны, семена легко всасывают влагу из земли и разбухают», а в 19-м веке Т. Соссюр установил факт поглощения прорастающими семенами также и кислорода (12). В то же время семена не поглощают минеральные и органические вещества, пока не сформируется корешок (13). Таким образом, поверхность семени представляет собой биологическую мембрану, поэтому процесс поглощения почвенной влаги с самого начала носит осмотический характер и уравнение (I) может быть применимо только к почвенному раствору, а не к системе «почвенный раствор-семя».

Следует отметить, что в рассматриваемой гипотезе семя и почвенный раствор не рассматриваются как «система», в ней нет места действующим в почвенном растворе электростатическим силам (11). Не принимаются в расчет также и появляющиеся на определенном этапе прорастания на поверхности семян электрические потенциалы (ЭП) (14). С позиций гипотезы нельзя объяснить целый ряд известных явлений и фактов: колебательный характер поглощения воды семенами (14, 15), появление внутри семян «жидкой» воды (16), образование сухих микрослоев почвы вокруг прорастающих семян (17). Семя не рассматривается как живой организм, со всеми присущими ему свойствами, в первую очередь такими, как активное взаимодействие с окружающей средой (18).

Известно, что осмос обусловлен стремлением системы к выравниванию концентраций растворов по обе стороны мембраны путем односторонней диффузии молекул растворителя. Он всегда направлен от чистого растворителя к раствору или от менее концентрированного раствора к более концентрированному. Осмос прекращается, когда устанавливается осмотическое равновесие по обе стороны мембраны. Явление осмоса происходит как в живой, так и неживой материи (19,20).

Между тем А.Б. Рубин (18) утверждал, что уже на самых первых этапах поступления воды в семена нельзя рассматривать этот процесс как пассивный перенос в результате действия окружающей среды: «Поступление веществ в убитые клетки подчинено совершенно иным законам, чем поступление тех же соединений в клетки живые. Если в первом случае речь может идти о процессах диффузии и осмоса, т.е., о поступлении пассивном, то в случае живых клеток необходимо признать, что в этом случае участвуют специфические активные механизмы».

Дж. Пиккарди (21) указывал, что «живой организм никогда не должен приходить в состояние равновесия с окружающей средой, так как равновесие для него - это смерть. Живой организм противодействует и препятствует установлению равновесия».

При осмосе скорость перемещения воды через мембрану имеет убывающий характер, приближаясь к нолю, при наступлении термодинамического равновесия между состояниями воды почвенного раствора и воды внутри семени. Однако, как установил Б.М. Поллок (15), характер поглощения воды семенем имеет колебательный характер: имеется начальный период быстрого поглощения, период задержки и второй период быстрого поглощения. Колебательный характер поглощения воды семенем выявила также Л.К. Чернова (14), которая наблюдала быстрые колебания с периодом от одного до нескольких часов и медленные колебания с 16-20 часовыми периодами.

Соколовская Н.А. (17) наблюдала вокруг прорастающего семени сухие микрослои почвы, которые могут образоваться только при условии, когда скорость передвижения воды в почве меньше, чем скорость ее поглощения семенем, что не возможно при осмосе.

Методом ядерного магнитного резонанса было выявлено (16), что семена прорастают только тогда, когда внутри них находится определенное количество жидкой воды. Известен осмотический способ получения жидкой или «свободной» от примесей воды с помощью обратного осмоса, при котором необходимо, чтобы давление почвенного раствора было больше, чем давление воды внутри семени (18). Однако, еще вначале XVIII в. С. Гельс выяснил, что в результате набухания семян внутри них повышается давление и происходит разрыв наружной оболочки (12). Следовательно, обратный осмос, как механизм появления «свободной воды» внутри семени также исключается.

Приведенные факты свидетельствуют о том, что процесс поглощения воды семенами из почвенного раствора идет не только осмотическим путем, но присутствует и другой механизм, появляющийся при определенной оводненности семян.

Агрономической наукой установлены оптимальные почвенные условия для прорастания семян - они должны иметь хороший контакт с не нарушенной капиллярной системой и над ними должен быть рыхлый слой почвы. Такое строение надсеменного и подсеменного слоев почвы обеспечит доступ к семенам воды, кислорода и тепла (22).

Семенам, как и растениям доступна «свободная» вода почвенного раствора (капиллярная и гравитационная), и не доступна «связанная» (сорбированная) вода. Гравитационная вода в почве появляется на короткое время после осадков или полива, поэтому в основном в растительные организмы поступает капиллярная вода (23).

Известно (24), что в почвенных капиллярах «свободная» вода находится в «диффузном слое» (слое Гуи) двойного электрического слоя (ДЭС), образуемого на границе раздела «почвенный капилляр - почвенный раствор», а «связанная» вода (слой Гельмгольца) - под действием электрического потенциала поверхности капилляра (рис 1).



Рис. 1. Строение двойного электрического слоя

б - диффузный слой (слой Гуи), л - адсорбционный слой (слой Гельмгольца), ц₀ - электрический потенциал поверхности, ц_д - электрический потенциал слоя Гельмгольца, ц_д/e - электрический потенциал слоя Гуи.

Между тем у семян на определенном этапе прорастания также появляются поверхностные ЭП. Считается, что генерация ЭП является реакцией семян на их раздражение водой и показателем их жизнеспособности (25). Установлено, что величина ЭП изменяется во времени и носит колебательный характер, вплоть до перемены знака заряда («деполяризации» или «негативации») при снижении температуры окружающей семена воды и перед проклевыванием (14, 25). При этом характер колебаний ЭП семян коррелирует с характером поглощения ими воды (14).

Если негативация ЭП семени перед проклевыванием объясняется внутренними раздражителями, вызванными механическими повреждениями корешка при прохождении его через семенные покровы (25), то колебательному характеру ЭП и их негативации при снижении температуры окружающей семя воды объяснения не даются. Очевидно, что, являясь для семени раздражителем, вода, точнее ее состояние, должна быть причиной колебательного характера ЭП и их негативации. И это связано, прежде всего, с двумя механизмами: поступлением почвенной воды в семя и появлением ЭП на поверхности семени.

Появление ЭП на границе фаз «почвенный раствор - семя» с необходимостью вызовет электрокинетическое перемещение заряженных частиц почвенного раствора к поверхности семени в соответствии с законом Кулона и электроэндоосмотическое передвижение молекул воды через мембрану семени.

Электроосмотическое передвижение воды между биологической клеткой и средой под влиянием электрического поля, создаваемого ЭП на поверхности мембран, рассматривалось Опритовым В.А. (26).

Следует отметить, что вода, как при осмотическом (самопроизвольном), так и при электрокинетическом (вынужденном) перемещении, увлекает за собой другие частицы почвенного раствора, которые образуют так называемый «миграционный поток». С учетом того, что при осмосе и электроэндоосмосе происходит разделение почвенного раствора с помощью мембраны на воду и другие составляющие, правомерно рассматривать этот процесс в рамках теории электромембранного разделения растворов (10).

Известно, что при электромембранном разделения растворов происходит массоперенос растворителя и растворенного вещества. Применительно к системе «почвенный раствор - семя», ввиду малого влияния температуры прорастающего семени и повышения давления внутри него при набухании, следует выделить такие потоки:

- по растворенному веществу m - диффузионный m_iдиф; миграционный m_iмигр и электрокинетический m_iэл.кин;

- по воде V - осмотический V_ос; электрокинетический V_эл.кин. и электроосмотический V_эос.

УМi = m_iдиф + m_iмигр + m_iэл.кин - суммарный поток растворенного вещества;

УV = V_ос + V_эос + V_{iэл.кин.} - суммарный поток воды в семя.

Известны математические модели мембранного разделения растворов, устанавливающие феноменологические зависимости скоростей потоков воды и растворенного вещества от действующих в системе «раствор-мембрана» сил (10).

Феноменологически без учета реального механизма переноса скорость потока данного компонента J_k записывается в виде (27)

где:

- (Ч_k^I - Ч_k^II) - движущая сила переноса;

- Q_k - коэффициент проницаемости;

- l - путь переноса.

Электрокинетическое перемещение воды V_эл.кин описывается известной формулой Гельмгольца - Смолуховского:

где: V_эл.кин - скорость потока воды под действием электроосмоса;

S - площадь контакта семени с почвенным раствором, через которую происходит осмотический и электроосмотический переносы воды;

ж - потенциал в подвижной части двойного слоя, дзета-потенциал почвенного раствора;

Е - ЭП семени;

м - вязкость почвенного раствора;

е₀ - абсолютная диэлектрическая проницаемость;

е - диэлектрическая проницаемость почвенного раствора.

Существенными моментом мембранного разделения растворов является то обстоятельство, что миграционный поток на границе раздела «почвенный раствор - семя» вызывает «концентрационную поляризацию» т.е. увеличение толщины слоя Гельмгольца, что приведет к уменьшению эффективности вплоть до прекращения действия как осмоса, так и электроосмоса. Для восстановления скорости потока воды к поверхности семени требуется «очистка» примембранного слоя (27).

Очевидно, что «очистка» примембранного слоя семени может происходить только за счет диффузии - выравнивания концентраций в почвенном растворе. Известно, что скорость диффузии экспоненциально возрастает с ростом температуры, (там же) а это значит, что чем выше температура системы «почвенный раствор - семя», тем быстрее скорость осмотического переноса будет восстановлена.

При электроосмосе диффузной «очистке» слоя Гельмгольца будет препятствовать электростатическое поле, создаваемое ЭП семени. Для того, чтобы она произошла, необходимо снизить величину ЭП вплоть до ноля или переменить их полярности. Становится понятным необходимость уменьшения величины и перемены знаков ЭП поверхности семени при снижении температуры почвенного раствора и перед проклевыванием корешка. Цель этих явлений - увеличить скорость электроосмотического влагопереноса в критических условиях и этапах прорастания семени.

Возникновение в примембранном слое семени концентрационной поляризации и ее последующая «очистка» будут носить периодический, т.е. колебательный характер, что свойственно процессам мембранного разделения растворов (там же). Как указывалось ранее, ритм этих колебаний будет задаваться температурой системы «почвенный раствор - семя».

Появление ЭП на поверхности семени является результатом происходящих внутри него метаболических процессов (25). Известно, что вещества, служащие субстратами метаболизма претерпевают в организме ряд биохимических превращений - анаболических и катаболических. В семенах анаболические процессы происходят на стадии созревания, когда питательные вещества поступают в них из растения и консервируются ферменты. После посева при достижении определенной оводненности в семенах начинается катаболизм: активизируются ферменты, развивается тканевое дыхание, т.е. происходят хемиоосмотические процессы. Результатом этих процессов среди прочего является «свободная» вода внутри семян и ЭП, которые участвуют в синтезе универсального источника энергии в живых организмах (АТФ) и транспорте веществ (28).

Применительно к семенам под активным транспортом вещества следует принять электроосмотическое перемещение в них воды из почвенного раствора, которая расходуется на активацию ферментов. Следуя образному выражению Скулачева В.П. (29) следует считать, что ЭП являются «конвертируемой валютой» в системе «почвенный раствор - семя», которой семя, превращая свои энергетические ресурсы в ЭП, оплачивает поступление в него почвенной воды.

Известно, что хемиоосмотические процессы в живых организмах имеют многостадийный характер (28). В период прорастания в семенах происходят биохимические процессы постепенного превращения запасенных питательных веществ в АТФ с одновременным продуцированием ЭП. Очевидно, что многостадийность биохимических процессов является причиной колебательного характера ЭП у прорастающих семян, наблюдаемого Черновой Л. К.

Многостадийность биохимических процессов в прорастающем семени не может быть не связана с характером поступления в него воды из почвенного раствора. Ранее была показана причина колебательного характера поступления воды, обусловленного образование и утонением, вплоть до разрушения, слоя Гельмгольца. Можно полагать, что гармонизация образования, утонения или разрушения слоя Гельмгольца с колебательным ритмом и негативацией ЭП является оптимальным условием для прорастающих семян. Очевидно также, что следуя генетической программе, ферменты, в ответ на уменьшение температуры почвенного раствора, меняют направление хемиоосмотических процессов для негативации ЭП с целью разрушения слоя Гельмгольца на поверхности семени.

Эти ответные реакции выработалась у семян в процессе их эволюционного развития в конкретных условиях произрастания с целью обеспечения бесперебойного доступа воды для активации ферментов и предупреждения прерывания саморегулирующихся хемиоосмотических процессов. В противном случае автоматизм хемиоосмотических процессов будет нарушен и семя погибнет. В этом заключается неразрывное диалектическое единство биосистемы «почвенный раствор - семя» при обмене веществ и энергии между ними (28).

В созревающих семенах анаболически удаляется свободная вода, место которой в эндосперме или семядолях занимают питательные вещества, представляющие собой высокомолекулярные биополимеры (13), обладающие электрическими зарядами. С увеличением концентрации биополимеров все их электрические заряды взаимно компенсируются, а семя с физической точки зрения будет представлять собой диэлектрик с электрически нейтральными молекулами. Если поместить такое семя во внешнее электрическое поле, то произойдет его поляризация - смещение положительных и отрицательных зарядов, при этом на поверхности диэлектрика появятся связанные ЭП, создающие внешнее электрическое поле (30).

Известно, что действие на биообъект любого внешнего физического фактора вызывает в первую очередь изменение электрического статуса биомолекул (31). При воздействии ЭМП во всем спектре длин его волн в диэлектриках всегда в той или иной степени происходит преобразование энергии ЭМП в энергию поляризованных носителей электрических зарядов (32). Исходя из этого факта, можно утверждать, что воздействия всех видов ЭМП на семена приводят к поляризации мембран и появлению на их поверхности ЭП.

Каменир Э.А (33) проведен сравнительный анализ эффективности различных физических воздействий на семена (таб. 1). Было установлено, что при одинаковом эффекте наименьшие затраты энергии и продолжительность обработки получается при воздействии на семена постоянного электрического тока. Очевидно, что при этом происходит прямое преобразование электрической составляющей ЭМП в электростатическую энергию поверхностных поляризованных молекул семян.

При обработке семян в переменном электрическом поле промышленной частоты затраты энергии и время обработки возрастают. Это связано с непроизводительными затратами энергии, связанными с тем, что кроме поверхностных зарядов возникают и объемные поляризационные заряды, что приводит к диэлектрическим потерям.

Основой магнитных воздействий на семена является магнитная составляющая ЭМП, которая взаимодействуя с электрическими зарядами молекул биополимеров, индуцирует электрическое поле в семени, и в конечном итоге приводит к поляризации молекул биополимеров (7).

Энергия лазерных, инфракрасных, ультрафиолетовых лучей и лучей импульсного концентрированного солнечного света преобразуются через фотохимические процессы в электрохимические потенциалы (34), а это требует значительных затрат энергии и продолжительности обработки.

Основой ядерных воздействий является ионизирующее радиационное излучение. Установлено, что при радиоактивном облучении диэлектриков вблизи их поверхности возникает слой с неравномерным распределением электрических зарядов, напряженность электрического поля которых пропорциональна удельной радиоактивности диэлектриков (35).

При обработка семян ЭМП сверхвысокой частоты происходит не только ориентационная поляризация молекул, но и другие виды поляризации - электронная, атомная, объемная (36).

Таким образом, ЭП, появляющиеся на поверхности семени в результате хемиоосмотических процессов и при воздействии на них ЭМП, являются тем фактором, который объединяет механизм поглощения воды почвенного раствора необработанными и обработанными ЭМП семенами.

Попав в почву, обработанные ЭМП семена, благодаря ЭП начнут сразу электроосмотическое поглощение почвенной влаги, что позволит им быстрее запустить хемиоосмотические процессы и перейти на автотрофное питание. Батыгин Н.Ф. (37) установил, что у обработанных ЭМП семян наблюдается ускоренное водопоглощение, которое в дальнейшем затухает и приближается к скорости водопоглощения необработанных семян. Ускоренное водопоглощение, как утверждал Ничипорович А.А. (1), дает «первичный забег в скорости образования и в росте питающих органов и определенные преимущества в дальнейшем росте» обработанных ЭМП семян.

Ксенз Н.В. и Гукова Н.С. (38) предложили рассматривать предпосевную обработку семян электрофизическими способами как восполнение энергетических потерь, вызванных неблагоприятными условиями их выращивания или хранении.

ЭМП сопутствуют живым организмам с момента их появления во Вселенной, поэтому обработка семян ЭМП не является придумкой человека. В природе семена, еще находясь на материнском растении, а затем, упав на почву, накачиваются энергией ЭМП, испускаемой Солнцем. Культивируя растения, человек прервал этот естественный процесс, сохраняя семена в помещениях, где отсутствует доступ к ним солнечной энергии. К времени посева энергия поляризации рассеивается и стимулирующий эффект исчезает, этим объясняется затухающий характер обработки семян ЭМП (37).

Обрабатывая семена ЭМП, мы возвращаем им то, что они потеряли в результате их окультуривания. Обработка семян ЭМП эффективна тогда, когда семена жизнеспособны, но по каким - либо причинам энергетически ослаблены (17). Однако эффект от обработки семян ЭМП не будет проявляться, если не будут соблюдены агротехнические требования, предъявляемые к подготовке почвы и посеву: обеспечение достаточной площади контакта семян с капиллярным слоем почвы (площади «S» мембраны, через которую проходит осмотический и электроосмотический перенос воды), беспрепятственного доступа воздуха, допустимой глубины заделки и температурного режима или посева в оптимальные сроки.

В последние годы широкое распространение получило дражжирование семян. При всех достоинствах дражжированные семена имеют один существенный недостаток - низкую полевую всхожесть при дефиците почвенной влаги во время их прорастания. Объясняется это тем, что дражже создает дополнительную преграду для перемещения воды из почвенного раствора к поверхности семени. В случае, если дражжированное семя не успеет набрать достаточно влаги (например, для семян сахарной свеклы - 120-150% от их веса), росток может погибнуть.

Для того, чтобы вода почвенного раствора достигла поверхности семян, их дражже должно стать составной частью почвенной капиллярной системы. Это происходит путем осмотического переноса воды из почвенного раствора в драже, что увеличивает время перехода семян на автотрофное питание. Можно предположить, что если дражжированные семена перед посевом поляризовать или электризовать, обработав их ЭМП, то время перехода семян на автотрофное питание будет уменьшено и недостаток дражжированных семян существенно уменьшится.

Предложенные концепции могут быть продуктивны для управления полевой всхожестью семян методами селекции и генной инженерии. Форма семян определяет величину напряженности электрического поля, создаваемого ЭП - чем меньше радиус поверхности, на которой появляются ЭП, тем больше напряженность, а значит и эффективнее электроосмотический влагоперенос. В свою очередь семена некоторых растений, например, бобовых способны продуцировать ЭП значительных величин. Очевидно, что это запрограммировано на генетическом уровне, и связано с эволюционным развитием бобовых в конкретных условиях прорастания.

Таким образом, предлагаемые концепции: осмотическо - электроосмотическая поглощения семенами почвенной влаги и поляризационного воздействия ЭМП на семена позволяют объяснить известные явления и факты, происходящие в процессе их прорастания, выявить объединяющий эти концепции действующий фактор - ЭП и на этой основе разработать способы и механизмы управления полевой всхожестью семян.

Таблица 1.

Характеристика физических воздействий на семена. (по Каменир Э.А)

Диапазон используемых параметров	Энергия, поглощаемая семенами Дж/м
Физический фактор	Частота Гц	Напряженность поля	Облученность Вт/м3	Время с.
		кВ/м	кА/м
Поле постоянного электрического тока	0	2…5	-	нет свед.	0,2…3	10…103
Переменное электрополе промышленной частоты	50	2…3	-	нет свед.	3…4	3*102…6*103
Переменное магнитное поле низкой частоты	12 *103	-	1..2	нет свед.	600…900	нет свед.
Инфракрасные лучи	(1,2…4)14	-	-	(1,2…3)103	10…35	9*106…5*108
Импульсные лучи концентрированного солнечного света	(1,3…10)14	-	-	(11…73)103	300…900	6*106…4*109
Лазерные лучи	(3…9) *1014	-	-	1,6…3	360…600	7*104…9*105

Список использованной литературы

1. Ничипорович А.А. «Проблема стимуляции семян (теория и практика)». Известия АН СССР. Серия «Биологическая» №2. 1982 г. стр. 180-189.

2. Калинин, Л.Г. и др. «Механизм воздействия микроволнового электромагнитного поля (МВЭМП) на биологическую ткань растительных организмов». Интернет.

3. Апашева Л.М., Лобанов А.В. Комиссаров Г.Г. «Влияние флуктуирующего электромагнитного поля на ранние стадии развития растений». Доклады Академии наук. 2006. том 406. №1 с.108-110.

4. Порсев Е.Г. «О механизме повышения энергии прорастания и всхожести семян при электрокоронной обработке». (СибИМЭ). Интернет.

5. Калита В., Цикора С. «Семена и вибрация». «Известия Совета народных депутатов СССР». №27. 13 марта 1983.

6. Басов А.М., Блонская А.П., Окулова В.А., Миронова А.Н. «Влияние электрического поля на некоторые физиолого-биологические процессы, урожай и его качество». «Электронная обработка материалов». №1. 1977. Стр. 72

7. Сидорцов И. Г.. «Повышение эффективности воздействия постоянного магнитного поля на семена зерновых культур при их предпосевной обработке». Авт. дисс. к. т. н. Зерноград - 2008.

8. Аскоченская, H.A. «Физиология и биохимия покоя и прорастания семян». М. Колос, 1982.

9. Строганова М.А., Коровин А.И. Полевой А.Н. «Динамическая модель расходования запасов эндосперма семян зерновых культур в процессе прорастания и в период до появления всходов». «Сельскохозяйственная биология». №1. 1983 г.

10. Лазарев, С.И. «Методы электробаромембранного разделения растворов. Учебное пособие. Тамбов. Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007.

11. "Почвенный раствор". Большая Советская Энциклопедия. (см. Интернет).

12. П. Кошель. «Жизнь семян». Интернет.

13. «Биология семян и семеноводство». М. Колос. 1976. Стр. 93-95.

14. Чернова Л.К. «Электрические потенциалы прорастающих семян растений». Авт. реф. канд. дисс. Л. 1968.

15. «Жизнеспособность семян». М. «Колос» 1978. Стр. 155, 163.

16. Головина Е.А. «Роль состояния воды в активации метаболизма на начальных этапах прорастания семян». Авт. реф. дисс. канд. биолог. наук. М. МГУ. 1983.

17. Соколовская Н.А. «О доступности почвенной влаги для прорастающих семян зерновых культур». «Почвоведение» №11. 1980. стр. 82-86.

18. Рубин А.Б. «Курс физиологии растений». М. «Высшая школа». 1976. стр. 74, 69, 61.

19. «Осмос». «Медицинская энциклопедия». Интернет.

20. «Что такое осмос и обратный осмос». Интернет.

21. Дж. Пиккарди. «Многозначительные свидетельства». «Литературная газета». №29. 17 июля 1968.

22. Лепешкин Н.Д., Точицкий А.А., Лойко С.Ф., Добриян В.В. «Эффективные способы формирования семенного ложа и заделки семян». Интернет.

23. Роде А. А. «Основы учения о почвенной влаге» т. 1. Л., 1965.

24. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. «Физика почвы». Москва. « Наука». 1967.

25. Рубцова М.С., Федулина С.Б.. «БЭР на раздражение прорастающих семян пшеницы и тыквы и их возможная роль в процессе прорастания». Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия. Интернет.

26. Опритов В.А. «Электричество в жизни животных и растений». Соросовский образовательный журнал №9 1996. (см. «Интернет)

27. Агеев Е.П. «Мембранные процессы разделения». «Критические технологии. Мембраны». № 9. 2001. с. 42-56. (см. Интернет).

28. Лекция «Основы биоэнергетики. Общий путь катаболизма. 10.1. Введение в обмен веществ и энергии». Интернет.

29. Скулачев В.П. «Законы биоэнергетики». «Биология». 1997. Соросовский образовательный журнал № 1. С. 9-14

30. Тарушкин В.И. «Физические основы диэлектрической сепарации семян сельскохозяйственных культур». Труды МИИСП. т. XIY. вып. 13. 1977. стр. 67-77.

31. «Биорезонансное тестирование. Аппаратно-програмный комплекс ОБЕРОН». «Интернет»

32. Хиппель А.Р. «Диэлектрики и волны». М. «Иностранная литература» 1980.

33. Каменир Э.А. «Использование электронно-ионной технологии в некоторых процессах сельскохозяйственного производства». сб. «Применение аппаратов и средств электронно-ионной технологии в семеноводстве и птицеводстве». Научные труды ЧИМЭСХ. 1983.

34. Лебедев С.И. «Физиология растений». М. Колос 1982.

35. Громов В.В. «О величине электрического заряда радиоактивных препаратов». «Атомная физика». т. 26. вып. 3. 1969.

36. Изаксон Ф.Я. и др. «Способы борьбы с сорной растительностью». «Механизация и электрификация сельского хозяйства». №11. 1982.

37. Батыгин Н.Ф. «Биологические основы предпосевной обработки семян и зоны ее эффективности». «Сельскохозяйственная биология». Т. XY. 1980.

38. Ксенз Н.В., Гукова Н.С. «К механизму влияния энергии магнитного и электрического полей на скорость водопоглощения семян сельскохозяйственных культур». сб. «Электротехологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве. Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия. 2002. Вып.1. с. 28-30.

Размещено на Allbest.ru