Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

"Повышение эффективности ультрафиолетовой светодиодной облучательной установки для предпосевной обработки семян ели" Краснолуцкая Мария Геннадьевна

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Краснолуцкая Мария Геннадьевна. "Повышение эффективности ультрафиолетовой светодиодной облучательной установки для предпосевной обработки семян ели": диссертация ... кандидата Технических наук: 05.20.02 / Краснолуцкая Мария Геннадьевна;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»], 2018.- 163 с.

Введение к работе

Актуальность темы исследования. Человек оказывает на природу как положительное, так и отрицательное воздействие. Примерами негативного являются вырубки лесов, связанные со строительством магистралей; загрязнение почвы в связи с использованием удобрений и химикатов; сокращение численности популяций животных из-за расширения площадей для полей с помощью вырубки лесов вследствие этого животные, лишаются нормальной среды обитания и погибают; сильное изменение человеком окружающей среды, вызванное уничтожением растений и животных приводит к сложности адаптации биологических объектов к новой жизни.

Все это вызывает необходимость разработки и применения специальных мер для сохранения биологических ресурсов Земли. Эти вопросы были рассмотрены в 1992 году на международной Конференции ООН по окружающей среде и развитию, проходившей в Рио-де-Жанейро, где была принята «Конвенция о биологическом разнообразии». В Российской Федерации основные положения этой Конвенции отражены в программах «Биологическое разнообразие лесов России» (1995) и «Леса России» (1997). Для реализации этих программ в Российской Федерации в 2006 г. был принят Лесной кодекс, где отмечается, что для воспроизводства лесов, должны использоваться только сортовые семена.

Существует множество различных способов активации ростовых процессов семян, в т. ч. таких, которые основаны на природных механизмах, и поэтому не причиняют вреда здоровью людей и не требуют больших затрат. Например, обработка семян сельскохозяйственных растений ультрафиолетовым (УФ) излучением дает положительные результаты, заключающиеся в повышении у них всхожести, сокращении расхода семян и получения дружных всходов. Наиболее распространенные источники УФ излучения являются экологически опасными. УФ облучение (УФО) на базе современных светодиодов мало изучено, хотя они являются более энергоэффективными, экологически чистыми и т.д. Особенно не исследованы облучение семян ели финской с использованием программируемых логических контроллеров для поддержания требуемой дозы УФО. Хвойные культуры широко используются для озеленения городов и населенных пунктов. По данным специалистов, хвойные растения задерживают пыль в 30 раз больше, чем осина, в 12 раз больше, чем береза, а фитонцидов выделяют в 2 раза больше, чем лиственные породы. Поэтому для озеленения городов целесообразно использовать хвойные культуры, которые вечно зеленые, неприхотливые, имеют более длительный, по сравнению с лиственными растениями, срок жизни и сохраняют свои декоративные свойства круглый год.

Учеными в области электрификации сельскохозяйственного производства Л.Г. Прищепом, И.Ф. Бородиным, Д.С. Стребковым, Н.Н. Протасовой, И.И. Свен-тицким, А.К. Лямцовым, А.М. Башиловым, С.А. Растимешиным, Ю.М. Жилин-ским, 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, проведены исследования, которые доказали эффективность применения оптического излучения для увеличения показателей растениеводческой продук-

ции, сформулированы, обоснованы и предсказаны разнообразные по характеру новые возможные пути рационального использования электрической энергии при искусственном облучении растений и семян.

В отношении семян ели финской влияние УФ излучения изучено недостаточно. Поэтому повышение эффективности светодиодной УФ облучательной установки для предпосевной обработки семян ели финской с использованием программируемых логических контроллеров для поддержания требуемой дозы УФО является актуальной задачей.

Исследования выполнялись в течение пяти лет лично автором в соответствии с отраслевой научно-технической программой № 01201350385 «Исследования и разработка электротехнологий на предприятиях АПК» проводимой по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Удмуртской Республики.

Цель работы – повышение эффективности светодиодной УФ облучатель-ной установки путем обоснования эффективной дозы ультрафиолетового облучения, позволяющей повысить всхожесть семян.

Объект исследования – семена ели , технические средства УФ облучения (УФО), установка для УФ облучения семян, технологические параметры облучения.

Предмет исследования – технологический процесс облучения, методика коррекции времени (дозы) УФО.

Задачи исследования:

  1. Провести анализ литературы по применению УФО и облучательных установок для предпосевной обработки семян.

  2. Разработать математические модели в виде уравнений регрессий по влиянию дозы УФО на всхожесть семян ели финской, на норму высева семян и по определению наиболее эффективной дозы УФО.

  3. Разработать методику коррекции времени облучения семян УФ облучательной установкой.

  4. Разработать алгоритм работы и структурную схему микропроцессорной системы автоматического управления (МСАУ) дозой УФ облучения.

5. Провести лабораторные и производственные испытания и выполнить технико-
экономическое обоснование применения светодиодной УФ облучательной для
предпосевной обработки семян ели финской.

Научную новизну работы представляют:

  1. Математические модели в виде уравнений регрессий по влиянию дозы УФО на всхожесть семян ели финской, на норму высева семян. Математическая модель по определению наиболее эффективной дозы УФО.

  2. Методика коррекции времени работы светодиодной УФ облучательной установки для поддержания требуемой дозы облучения.

  3. Алгоритм работы и структурная схема микропроцессорной системы автоматического управления (МСАУ) дозой УФ облучения.

Новизна технических решений подтверждена Патентом на изобретение RUS 2589781 24.09.2014 «», Патентом на полезную модель № 150 044(13) U1 «Механизм подъема (опускания) источника излучения устройства для предпосевной обработки семян», дата опубликования 27.01.2015, Свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ «Взаимо-

связанное управление параметрами микроклимата защищенного грунта» № 2025661513, дата гос.регистрации в Реестре программ для ЭВМ 29 октября 2015 г. и Свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016617931 «Программа для системы автоматического регулирования параметров микроклимата в животноводческих помещениях», дата гос.регистрации в Реестре программ для ЭВМ 18 июля 2016 г.

Методика исследований. При выполнении диссертационной работы использовались методы математического моделирования с применением программного обеспечения MS Excel, применялись аналитические и экспериментальные методы исследования, теоретические основы светотехники, электротехники, методы математической статистики и методы прикладной экономики, а также современная измерительная аппаратура.

Достоверность результатов исследований подтверждается применением научно обоснованных методик измерений, проведением исследований с использованием разных методов и сравнением их результатов с известными опытными и теоретическими данными других авторов. Все эксперименты проводились с применением современных измерительных приборов высокого класса точности на стабильно - функционирующей установке с качественной воспроизводимостью опытных данных, обработанных на ЭВМ с применением методов математической статистики и вычислительных программных средств.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Математические модели в виде уравнений регрессий по влиянию дозы УФО на всхожесть семян ели финской, на норму высева семян. Математическая модель по определению наиболее эффективной дозы УФО.

  2. Методика коррекции времени облучения обрабатываемых семян светодиодной УФ облучательной установкой для поддержания требуемой дозы облучения с учетом нестабильности их мощности при включении.

  3. Алгоритм работы и структурная схема микропроцессорной системы автоматического управления (МСАУ) дозой УФ облучения.

Практическая ценность работы

  1. Энергосберегающая светодиодная УФ облучательная установка с возможностью коррекции времени ее работы для поддержания требуемой дозы УФ облучения, позволяющая повысить всхожесть семян при значительном сокращении потребления электроэнергии по сравнению с ранее используемыми специальными лампами.

  2. Конструктивное решение микропроцессорной системы автоматического управления (МСАУ), аппаратное и программное обеспечение для нее.

  3. Результаты диссертационных исследований использованы при проектировании энергосберегающих экологически чистых, электробезопасных светодиодных УФ облучательных установок, применяемых в Можгинском лесничестве Удмуртской Республики и в Автономном учреждении Удмуртской Республики «Удмуртлес».

4. Результаты научной работы используются в учебном процессе ФГБОУ ВО
Ижевская ГСХА.

Реализация результатов исследований.

Результаты проведенных исследований по предпосевной обработке семян УФ излучением применены в Можгинском лесничестве Удмуртской Республики и в Автономном учреждении Удмуртской Республики «Удмуртлес».

Апробация основных результатов по теме диссертации. Результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях и конкурсах на II Международной научно-практической конференции «» (Махачкала, 2015); на IV-й Международной научной Интернет-конференции «» (Казань, 2015); на XII Всероссийской научно-технической конференции с международным участием в рамках III Всероссийского светотехнического форума с международным участием. МГУ им. Н. П. Огарева (Саранск, 2015); на VI международной научно - практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК» (Саратов, 2015); на конференции papers of the 1st International Scientific Conference. edited by Ludwig Siebenberg; technical editor: Peter Meyer (USA, 2015); на конференции Yale Review of Education and Science USA, 2015); на конференции Asian Journal of Scientific and Educational Research (Seoul, 2015); на международной научно-практической конференции (посвященной 85-летию ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА) «» (Чебоксары, 2016); на VII международной научно-практической конференции «» (Саратов, 2016), на 7 - й Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ФГБНУ ФНАЦ ВИМ (Москва, 2016); на Международной научно-практической конференции, посвященной памяти ведущего электротехнолога России академика Ивана Фдоровича Бородина (Волгоград, 2016), на II Всероссийской научно-практической конференции (Уфа, 19-20 октября 2016 г ); на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства»: Мосоловские чтения (Йошкар-Ола, 2017): на XII Всероссийской науч.-техн. конференции с международным участием «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» в МГУ им. Н. П. Огарева, (Саранск, 15— 16 марта 2017 г.).

Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 22 печатных работах, в том числе в 4 работах в изданиях, указанных в «Перечне рецензируемых журналов» Минобразования и науки РФ, три статьи в иностранных журналах, в двух Патентах РФ и в двух Свидетельствах о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 164 страницах, содержит 104 рисунка, 49 таблиц. Список литературы включает 165 наименований, из которых 12 на иностранном языке.