Старая присказка – «от худого семени не жди доброго племени» не теряет своей актуальности и по сей день. Напротив, она приобретает еще более глубокий смысл, наполняется новым содержанием. Семеноводству принадлежит важнейшая роль в обеспечении устойчивого наращивания продукции растениеводства.
По оценке специалистов, хорошо, по-современному организованное семеноводство может повысить урожайность по меньшей мере на 20 процентов. А это – дополнительные десятки миллионов тонн зерна и другой сельскохозяйственной продукции. И, вероятно, многие, хотя бы интуитивно, понимают, что основа хорошего урожая – это прежде всего качественные семена.
И это не просто самые крупные зерна, а те из них, которые способны дать наибольшую продуктивность. На одной из опытных сельскохозяйственных станций с помощью ручных решет отобрали наиболее крупные семена гречихи, а затем в специальном рассоле разделили их на несколько фракций по плотности.
С гектара, засеянного самой крупной гречихой, но с небольшим удельным весом, собрали 16 центнеров зерна, а участок, где посеяли семена того же размера, но более плотные, дал на 3 центнера больше. Но как отобрать элиту из всей массы зерна в производственных условиях, где сортировку ведут с помощью машин? Самые урожайные семена, – а они, как правило, не только крупнее, но и плотнее, суше, – на растении обычно сгруппированы в средней части колоса.
Объясняется это тем, что первыми распускаются соцветия именно здесь, только потом цветение распространяется вниз и вверх по колосу. Образовавшиеся от первой завязи зерна-первенцы оказываются в более благоприятных условиях: питания им достается больше, чем семенам-последышам, которые появляются позднее, когда растение уже начинает истощаться. Если вручную выбрать только первенцы и посеять их, то они дадут на 30-35 процентов больше зерна, чем их менее удачливые собратья.
К сожалению, во время машинной уборки в общий бункер попадают зерна со всех колосьев. Выбрать потом механизированным способом наиболее полноценные до последнего времени не представлялось возможным: существующая техника не «отличает» их от остального зерна, а для ручной сортировки не хватит ни рабочих рук, ни времени. Это занятие безнадежно еще и потому, что человек не сможет и по внешнему виду отличить первенцы от других крупных зерен.
Характерная особенность семян всех растений состоит в том, что при созревании они подсыхают. Но не все одинаково отдают влагу. Первенцы высыхают скорее, остальные медленнее. Поэтому в собранном урожае влажность зерне колеблется в широких пределах: от 10 до 50 процентов. Дело осложняется еще и тем, что одинаково тяжелыми могут оказаться и сухие плотные первенцы, и полные влаги последыши. Как тут быть?
Оказалось, что из числа известных людям средств только электрическое поле может «отличить» (и разделить) семена и по массе и по влажности. Значит, электричество способно отобрать из общей массы семян самые элитные? Да, способно, но это еще не все. Но давайте по порядку.
Более 200 лет назад французский аббат П. Берталон заметил, что вокруг молниеотвода, установленного поблизости от его церкви, растительность пышнее и сочнее, чем вдали. Аббат приписал это действию огней святого Эльма и оказался прав. Теперь мы знаем, что эти огни – разновидность коронных разрядов в атмосфере, обычно наблюдаемые в пору непогоды, в особенности во время грозы на острых концах возвышающихся над земной поверхностью предметов.
Их нарекли этим именем по названию церкви святого Эльма, на башнях которой они часто возникали. Свечение огней вызывают положительно заряженные аэроионы, устремляющиеся к отрицательно заряженному прутку молниеотвода. Они-то и оказывали благоприятное влияние на растущую поблизости зелень.
Наверное, и вы обращали внимание на то, как развивается растительность под высоковольтными линиями электропередач. Деревья, кустарник, травы там выше, кустистее, продуктивнее, чем растительность через несколько сот метров в сторону от проводов. А нельзя ли создать такую машину, которая все поле сделала бы таким богатым, урожайным? – задался вопросом заведующий кафедрой применения электрической энергии в сельском хозяйстве Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства профессор А. М. Басов.
Однако прежде чем начать разработку новых электрических зерноочистительных и зерносортировальных машин, нужно было сначала доказать, что электрическая «корона», таящая в себе опасность для всего живого, по крайней мере, не ухудшает посевных качеств зерна. И что же выяснилось? Сначала А. М. Басов и его помощники не поверили результатам первого эксперимента: те зерна, которые были помещены в зону действия электрического поля, развивались не хуже, а намного лучше контрольных.
Исследователи со всей скрупулезностью еще и еще раз повторяли опыт – результат был тот же. Так была открыта биологическая стимуляция роста растений электрическим полем высокой напряженности, так называемой короной. Последующие эксперименты ученых показали, что наибольшую всхожесть дают семена, пропущенные через высоковольтную камеру примерно за полторы недели до посева. Помимо 10-процентного увеличения всхожести, они еще дали 15-процентную прибавку урожая.
В итоге продуктивность растений в экспериментах была на 11-21 процент выше обычной. Выяснилось, что электрическое поле побуждает клетки семян многих растений к усиленному делению. В свою очередь ускоренный рост клеток растительной ткани вызывает интенсивное развитие корневой системы, что обеспечивает повышенную утилизацию влаги, а вместе с нею и минеральных веществ из почвы. Одновременно усиливается фотосинтез растений.
В общем смысле биологическая стимуляция короной и заключается в том, что растение, подвергнутое ее воздействию, легче вступает во взаимодействие с естественным электрическим полем: попав потом в почву, семена растений начинают свою деятельность с более высокого энергетического уровня.
Мобилизуя все свои, заложенные природой, возможности, они более энергично взаимодействуют с окружающей средой. В результате – более высокий процент всхожести, лучшее прорастание растений и, конечно, больший урожай. Как же производят электрическое облучение семян короной?
Представьте себе вращающийся барабан, по форме, да и по своей конструкции похожий на электроглянцевальную машину для фотографий. Вокруг барабана на высоковольтных изоляторах натянуты тонкие струны-провода. Высокое – в 25-30 тысяч вольт – постоянное напряжение, подведенное к ним, создает между струнами-проводами и барабаном электростатическое поле высокой напряженности – «корону».
Принцип действия машины прост: зерно из загрузочного бункера, расположенного над барабаном, попадая в электрическое поле короны, заряжается таким количеством электричества положительного знака, которое соответствует его весу, форме, влажности. Оно как бы прилипает посредством своего электростатического притяжения к барабану, который играет здесь роль второго, отрицательного, электрода: ведь тела с разноименными зарядами, как известно, притягиваются друг к другу.
На семя, прилипшее к барабану, действуют четыре силы: электрическая, центробежная, тяжести и трения. Поскольку все семена, по своим физико-механическим и биохимическим свойствам различны (в природе не найти двух совершенно схожих семян), то неодинаковым будет и их время пребывания на барабане. От соотношения этих сил и зависит дальнейшее поведение зерна. Так электрическая сила стремится прижать семя к барабану, а центробежная – оторвать от него. В противоположные стороны направлены также силы тяжести (вниз) и трения (вверх).
Поскольку все семена, по своим физико-механическим и биохимическим свойствам различны (в природе не найти двух совершенно схожих семян), то неодинаковым будет и их время пребывания на барабане. Первыми от барабана отрываются слабо удерживаемые на нем самые тяжелые и плотные, самые крупные, биологически зрелые семена. Они попадают в накопитель элитных семян. Первыми от барабана отрываются слабо удерживаемые на нем самые тяжелые и плотные, самые крупные, биологически зрелые семена.
Они попадают в накопитель элитных семян. Затем барабан оставляют зерна менее крупные и менее плотные. Они оказываются в другой емкости. Самые же легкие и мелкие семена, а следовательно, и с меньшей энергией прорастания и всхожестью наиболее сильно прижаты к поверхности барабана. С его поверхности эти зерна снимают принудительно с помощью специальной очистительной щетки. В их «компании» оказываются также зерна плевела, шелуха, мусор, пыль…
Итак, электросортировальная машина – назовем ее пока так – выполняет несколько различных работ одновременно. Во-первых, она очищает зерно от мусора, плевел и пыли. Во-вторых, сортирует его по массе и размерам, разделяя по посевным свойствам. И наконец, в-третьих, производит одновременно биологическую стимуляцию.