Анотація до роботи:

Косуліна Н.Г. Науково-технічні основи побудови інформаційних електромагнітних технологій підвищення продуктивності біооб’єктів рослинництва. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.16 – електротехнології та електрообладнання в агропромисловому комплексі. – Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка. Харків, 2007.

У дисертаційній роботі вирішено науково-технічну проблему з визначення біотропних параметрів ЕМП на основі побудови інформаційних електромагнітних технологій і систем ГРВ, що має важливе значення для підвищення продуктивності біооб’єктів рослинництва. Розроблено умови формування газорозрядного образу біооб’єктів рослинного походження та обґрунтовано принципи побудови систем оцінки стану біооб’єктів на основі ефекту Кірліан. Визначено діапазон змін параметрів ЕМП для впливу на біооб’єкти з метою стимуляції їх газорозрядного свічення та діапазон змін параметрів інформаційного поляризованого випромінювання КВЧ діапазону для передпосівної обробки насіння. Визначено параметри широкосмужних поляризованих пристроїв в КВЧ діапазоні На основі отриманих теоретичних результатів проведено експериментальну перевірку впливу інформаційного поляризованого ЕМП КВЧ на біооб’єкти та розроблено елементи ресурсозберігаючої електротехнології для передпосівної обробки насіння.

У дисертаційній роботі на основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена ресурсозберігаюча, екологічно безпечна і ефективна інформаційна електромагнітна технологія та автоматизована система ГРВ біооб’єктів для визначення біотропних параметрів ЕМП, що викликають цілеспрямовані зміни в розвитку біооб’єктів з метою підвищення їх продуктивності.

1. З аналізу літературних джерел виходить, що в ресурсозберігаючих електротехнологічних процесах для підвищення продуктивності біооб’єктів рослинництва ефективним є застосування інформаційного поляризованого ЕМП.

   Створення ресурсозберігаючих електромагнітних технологій в рослинництві на основі застосування інформаційного поляризованого ЕМП можливе лише з провадженням в технологічний цикл передпосівної обробки насіння автоматизованих систем ГРВ біооб’єктів.

   Для отримання якісної ГРВ-грами досліджуваний біооб’єкт необхідно розташовувати на поверхні виступу електроду комірки з відстанню 1 мм між виступом і другим електродом комірки ГРВ пристрою, а джерело високовольтної напруги величиною 15 – 20 кВ підключати до центру виступу без зсуву.

   Для виключення теплового впливу ГРВ на біооб’єкт, дослідження біооб’єктів необхідно проводити при потужності 0,08 мкВт/см³, що виділяється в розряді.

   Для визначення біотропних параметрів інформаційного поляризованого ЕМП на основі ГРВ необхідно використовувати імпульсні генератори, що відповідають наступним параметрам: амплітуда напруги імпульсу 15 – 20 кВ; тривалість імпульсу 10^-6 с; кількість імпульсів в пачці 100 шт.; нахил вершини імпульсу 0,005U; похибка періоду повторення імпульсів 10^-4Т₁; похибка тривалості імпульсів ±0,01t; тривалість фронту імпульсу 10 нс; тривалість зрізу імпульсу 20 нс; період повторення імпульсів 10^-5 с; період повторення пачки імпульсів 10^-3 с.

   Для невикривленої передачі імпульсного сигналу через трансформатор необхідно використовувати розроблену методику розрахунку конструктивних параметрів трансформатора, а величина ємності електродів комірки для ГРВ біооб’єктів повинна бути в межах 6 – 8 пФ.

   Для отримання цілеспрямованих змін в біооб’єктах при обробці їх інформаційним ЕМП необхідні джерела КВЧ коливань з нестабільністю частоти 10^-7 – 10^-9.

   Вплив зовнішнього ЕМВ на метаболічні процеси в насінні сільськогосподарських культур доцільно проводити з наступними параметрами: діапазон частот 41 – 43 ГГц; щільність потоку потужності 5 – 15 мкВт/см²; час опромінювання 5 – 15 хв.

   Для отримання еліптичності менше 1 дб в поляризаційних пристроях циліндрового типу з радіусом 4 мм необхідно застосовувати діелектричні пластини з параметрами: l = 6 мм; j ₀ = 45⁰; z = 8 мм; r = 4 мм для діапазону частот 30 – 40 ГГц і l = 5 мм; j ₀ = 42⁰; z = 7 мм; r = 4 мм для діапазону частот 40 – 50 ГГц.

   Встановлено, що для біостимуляції насіння сої передпосівну обробку необхідно проводити поляризованим ЕМВ з параметрами: частота 42,2 ГГц; щільність потоку потужності 15 мкВт/см²; нестабільність частоти генератора 10^-7; експозиція 10 хв; хвиля кругової поляризації з правим напрямом обертання вектора поля з коефіцієнтом еліптичності 0,95.

   Передпосівна обробка насіння інформаційною поляризованою ЕМВ КВЧ діапазону збільшує відсоток хромосомних перебудов до 11%; схожість до 25%, енергію проростання до 15%; хлорофілу в листі сої до 1%; вміст азоту і фосфору в зеленій масі до 2%; врожайність до 30%; вміст білка до 5% і жиру до 2%, порівняно з контролем. Прибуток від вживання інформаційних електромагнітних технологій склав 696 грн./га.

Публікації автора:

1. Черенков А.Д., Пиротти Е.Л., Косулина Н.Г. Влияние низкоэнергетических ЭМП на вероятность рекомбинации радикальных пар в биологических объектах // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Харків: ХДПУ, 2000. – Вип. 105. – С. 137 – 140.

2. Черенков А.Д., Пиротти Е.Л., Косулина Н.Г. Вероятность рекомбинации радикальных пар и биообъектах при резонансном воздействии на них ЭМП. // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Харків: ХДПУ, 2000. – Вип. 106. – С. 39 – 42.

3. Кучин Л.Ф., Черенков А.Д., Косулина Н.Г. Значение структурной организации биообъектов при взаимодействии с низкоэнергетическими поляризованными электромагнитными полями // Праці. Таврійська державна агротехнічна академія. – Мелітополь: ТДАТА, 2002. – Вип. 6. – С. 26 – 29.

4. Кучін Л.Ф., Черенков О.Д., Косуліна Н.Г. Використання ефекту Кірліан для контролю за станом біооб’єктів й фізичний механізм одержання цих зображень // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. “Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України”. – Харків: ХДТУСГ, 2002. – Вип. 10. – С. 116 – 121.

5. Косуліна Н.Г. Аналіз методів дослідження взаємодії електромагнітного поля (ЕМП) з біологічними об'єктами // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. “Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України”. – Харків: ХДТУСГ, 2003. – Вип. 19, Т. 1.– С. 202 – 212.

6. Косуліна Н.Г. Використання мікрохвильових технологій у сільському господарстві // Праці. Таврійська державна агротехнічна академія. – Мелітополь: ТДАТА, 2003. – Вип. 15. – С. 141 – 148.

7. Черенков А.Д., Кучин Л.Ф., Косулина Н.Г. Дифракция электромагнитных волн на полубесконечной перегородке в круглом волноводе // Електрифікація та автоматизація сільського господарства: науково-виробничий журнал. Київ. – 2004. – № 4(9). – С. 35 – 44.

8. Косулина Н.Г., Черенков О.Д., Кучин Л.Ф. Обоснование устройства для исследования биологических объектов на основе эффекта Кирлиана // Праці. Таврійська державна агротехнічна академія. – Мелітополь: ТДАТА, 2004. – Вип. 15. – С. 13 – 18.

9. Черенков А.Д., Косулина Н.Г., Исследование поляризационных свойств волноводной структуры электромагнитных волн КВЧ диапазона // Таврійська державна агротехнічна академія. Праці. –Мелітополь: ТДАТА, 2005. – Вип. 32. – С. 109 – 116.

10. Черенков А.Д., Косулина Н.Г. Применение информационных электромагнитных полей в технологических процессах сельского хозяйства // Світлотехніка та електроенергетика. Міжнародний науково-технічний журнал. Харківська національна академія міського господарства. – 2005. – №5. – С. 77 – 80.

11. Косуліна Н.Г., Черенков О.Д. Дослідження впливу електромагнітного поля на насіння сої // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. “Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України”. – Харків.: ХНТУСГ, 2005. – Вип. 37, Т. 1. – С. 152 – 160.

12. Косулина Н.Г. Определение диапазона изменений параметров электромагнитного поля, воздействующих на семена сои // Таврійська державна агротехнічна академія. Праці. – Мелітополь: ТДАТА, 2006. – Вип. 35.– С. 102 – 105.

13. Косулина Н.Г. Воздействие низкоэнергетических электромагнитных полей на биофизику мембранных процессов в клетках семян сои // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2007. – №3/4 (27). – С. 30 – 34.

14. Косулина Н.Г. Распределение электромагнитных полей внутри семян зерновых культур с сечением правильной и неправильной формы // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2006. – №3/2 (21). – С. 122 – 125.

15. Косулина Н.Г., Черенков А.Д. Методы построения систем контроля биообъектов при воздействии на них электромагнитных полей крайневысокочастотного диапазона // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2006. – №4/2 (22). – С. 35 – 37.

16. Косулина Н.Г. Выбор устройства стабилизации тока в импульсном трансформаторе для систем неразрушающего контроля биообъектов при воздействии на них ЭМП КВЧ диапазона // Таврійська державна агротехнічна академія. Праці. – Мелітополь: ТДАТА, 2006. – Вип. 43. – С. 43 – 51.

17. Косуліна Н.Г., Черенков О.Д. Дослідження залежності напруженості ЕМП НВЧ діапазону від кутової і радіальної координати при розсіюванні хвилі // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. “Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України”. – Харків: ХНТУСГ, 2006. – Вип. 43, Т. 1. – С. 127 – 137.

18. Косулина Н.Г. Экспериментальные исследования по влиянию информационных поляризованных ЭМП КВЧ диапазона на содержание белка и жира в новом урожае сои после предпосевной обработки семян // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. «Механізація сільськогосподарського виробництва». – Харків: ХНТУСГ, 2006. – Вип. 44, Т. 2. – С. 251 – 257.

19. Косулина Н.Г., Черенков А.Д. Формирование газоразрядного образа биообъекта расположенного в углублении плоского электрода, ширина которого больше его глубины на основе эффекта Кирлиан // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. Общегосударственный научно-производственный и информационный журнал. – 2006. – № 12. – С. 42 – 47.

20. Косулина Н.Г., Черенков А.Д. Формирование газоразрядного образа биообъекта расположенного в углублении плоского электрода, ширина которого меньше его глубины на основе эффекта Кирлиан // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. Общегосударственный научно-производственный и информационный журнал. – 2007. – № 1. – С. 15 – 21.

21. Косулина Н.Г. Программно-аппаратный комплекс на основе эффекта Кирлиан для оценки отклика биообъектов после их обработки низкоэнергетическим поляризованным ЭМП КВЧ диапазона // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. Общегосударственный научно-производственный и информационный журнал. – 2007. – № 4. – С. 50 – 54.

22. Косулина Н.Г., Черенков А.Д. Обоснование информоэнергети-ческого воздействия электромагнитного поля и влияние процесса радикальных реакций на хемилюминесценцию объекта. Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2007. – №2/3 (26). – С. 12 – 14.

23. Косулина Н.Г., Черенков А.Д. Теоретический анализ образования свободных радикалов и хемилюминесценции биообъектов под воздействием электромагнитного поля. Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. Общегосударственный научно-производственный и информационный журнал. – 2007. – № 5. – С. 45 – 52.

24. Пат. 15435 Україна, МПК (2006) G03B41/00. Пристрій для експрес-діагностики біологічного об’єкта рослинного походження з використанням газорозрядної візуалізації (ефект Кірліан). – № а 2005 11561; Заявл. 05.12.2005; Опубл. 17.07.2006, Бюл. №7. – 3с.: іл.

25. Пат. 18210 Україна, МПК (2006) G03B41/00. Спосіб визначення біотропних параметрів електромагнітного поля на основі ефекту Кірліан для передпосівної обробки насіння зернових культур. – № а 2005 11569; Заявл. 05.12.2005; Опубл. 15.11.2006, Бюл. №11. – 4с.: іл.

26. Пат. 18211 Україна, МПК (2006) G03B41/00. Пристрій для фотографування та обстеження біологічних об’єктів на основі ефекту Кірліан. – № а 2005 11572; Заявл. 05.12.2005; Опубл. 15.11.2006, Бюл. №11. – 4с.: іл.