РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕНЕРГО- І РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ В
РОСЛИННИХ ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЯХ
2.1. Обґрунтування характеристик “система – об’єкт” опромінювання
Параметричні, режимні і циклічні характеристики взаємозв’язку “система –
об’єкт” опромінювання дозволяють обгрунтувати вимоги до електротехнологій
вирощування донорів, регенерантів і ценозів рослин, вихідні дані для
проектування опромінюючих систем. Рослини, близькі за походженням,
характеризуються рядами ознак, причому знаючи ці ознаки для одного виду,
можливо передбачити наявність таких же ознак у інших видів. Чим ближчі за
походженням види рослин, тим більша аналогія в рядах їх ознак. Рослини також
характеризуються певним циклом ознак, які проходять через усі види. В таких
випадках, як відзначав М.І.Вавілов, можливо говорити про аналогічні ознаки,
тобто ознаки, які подібні за своїми функціями, хоч і різні за походженням.
Аналогія між характеристиками взаємозв’язку “система – об’єкт” опромінювання
для донорів і регенерантів грунтується на аналогії їх фотосинтетичних систем
для конкретного виду рослин. Фотосинтетична система рослин, яка формувалася
протягом багатьох тисяч років, не може змінюватися за кілька тижнів при
будь-яких умовах, у тому числі і в стерильних умовах безвірусного вирощування
рослин методом культури тканини. Це дозволяє проводити дослідження
характеристик “система – об’єкт” для донорів, а отримані результати переносити
на регенерантів, отриманих від цих же рослин-донорів. Необхідність такого
підходу диктується насамперед тим, що дослідження характеристик взаємозв’язку
“система – об’єкт” опромінювання набагато простіше здійснити для донорів, ніж
для регенерантів. При цьому можливе використання вертикальних культиваційних
установок, вегетаційних кліматичних камер, найсучаснішого електрообладнання і
електровимірювальної апаратури, ЕОМ. У той же час дослідження характеристик
“система – об’єкт” для регенерантів пов’язане з необхідністю розгерметизації
захисних оболонок, тобто з порушенням технологічного циклу їх вирощування. Крім
того, невелика (порівняно з донорами) площа листової поверхні регенерантів
висуває дуже жорсткі вимоги до систем контролю і вимірювання газообміну рослин,
що значно ускладнює їх застосування в електротехнологіях вирощування
регенерантів.
Взаємозв’язок між режимами опромінювання, параметрами опромінюючих систем і
параметрами розвитку донорів, регенерантів і ценозів рослин можливо виразити
через систему показників і коефіцієнтів електротехнологічного процесу:
(2.1)
де q – показник ефективності режиму опромінювання (враховує тривалість режимів
опромінювання);
– показник розвитку рослин (динаміки накопичення біомаси, збільшення листової
поверхні, розмірів рослин);
– показник, що враховує основні параметри опромінюючих систем (потужність,
втрати потужності в ПРА, тривалість опромінювання, витрати електричної енергії,
матеріальні витрати та ін.);
– показник, що враховує умови вирощування рослинного матеріалу (спектральний
склад опромінювання, тип живильного субстрату, параметри мікроклімату та ін.);
– показник, що враховує рівномірність опромінювання рослин.
Рослини, близькі за морфолого-фізіологічними ознаками, є аналогами (наприклад,
донори і регенеранти). Тому і електротехнологічні процеси є функцією рослинних
аналогій і підкоряються тим самим закономірностям, що й рослинні. Виходячи з
цього, можливо сформулювати слідуючі висновки:
Рослини, близькі між собою за морфолого-фізіологічними ознаками, вимагають
одних і тих же або подібних режимів і параметрів опромінювання, спектрального
складу опромінювання. Це означає, що найбільш ефективні режими для донорів
будуть ефективними і для регенерантів.
Аналіз ефективності систем і режимів опромінювання (безперервних,
квазістаціонарних, чергуючих, комбінованих та ін.) в електротехнологіях
вирощування донорів, регенерантів і ценозів рослин необхідно проводити з
врахуванням параметричних, режимних і циклічних характеристик взаємозв’язку
“система-об’єкт опромінювання”. При цьому діапазони регулювання становлять:
а) для параметрів опромінювання 0,1…10 с;
б) для режимів опромінювання 45…60 с;
в) для добових циклів опромінювання 16…24 годин.
Одне з головних завдань при дослідженні характеристик взаємозв’язку “система –
об’єкт” опромінювання – визначення таких параметрів розвитку рослин, режимів і
циклів опромінювання, які забезпечують суттєве (до 75-90%) енерго- і
ресурсозбереження. Як показує практика експлуатації опромінюючих систем,
оптимум для розвитку рослин не завжди забезпечується за допомогою
електротехнологічних засобів, а оптимальні умови роботи опромінюючих систем
досить часто не збігаються з оптимальними умовами вирощування рослин. Тому
важливо забезпечити для кожного режиму і системи опромінювання найбільш
доцільні варіанти поєднань основних параметрів з врахуванням робочих, критичних
і компромісних зон. Такі зони визначаються дослідженням низько- і
високочастотних режимів, режимів на промисловій частоті (при з’єднанні груп
джерел в “зірку” і “трикутник”), а також режимів опромінювання (безперервних,
квазістаціонарних, чергуючих, комбінованих та ін.). Зіставлення біологічних зон
(по інтенсивності розвитку донорів, регенерантів і ценозів рослин) з
електротехнологічними (по заощадженню електроенергії, підвищенню коефіцієнта
потужності опромінюючих систем та ін.) дозволяє визначати компромісні і робочі
параметри опромінювання.
Розглянемо можливі варіанти реалізації режимів опромінювання в
електротехнологіях вирощування донорів, регенерантів і ценозів рослин.
Варіант 1. Він передбачає наближення режимів опромінюван
- Київ+380960830922