Поэтому, рассматривая электрическую цепь с системой электрод-растение-почва, необходимо учитывать, что как только частота, токи и напряжения в этой цепи достигают достаточно больших значений, начинают проявляться нелинейные эффекты, т.е. нарушается пропорциональность между поляризацией и полем в мембранах клеток, изменяются геометрические размеры клеточных структур в основном из-за емкостной составляющей, возрастает температура, влияющая дополнительно на сопротивление отдельных составляющих МЭП, а выражения для электрического тока МЭП и напряжений на отдельных участках цепи принимают вид нелинейных уравнений.
Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о сильной биореакции растений в ответ на действие ЭМП. При относительно высоких уровнях ЭМП признается тепловой (надпороговой) механизм воздействия. В целом как слабые, так и сильные ЭМП влияют на морфологические, физиологические и биофизические характеристики растений, т.е. на их рост, развитие и размножение. Установлено, что физиологическое действие любого ЭМП обусловлено электрическими свойствами растительной ткани, которые можно отразить в эквивалентной электрической схеме замещения (рис. 1.1в) [19, 27]. Анализ исследований в области моделирования мембран, клеток и растительных тканей показал [19], что ткань как элемент электрической цепи включает активно-ёмкостные составляющие, а эквивалентная схема состоит из параллельно соединенных сопротивлений мембраны клеток Rm, зашунтированных ёмкостями мембран Cm и не зашунтированного сопротивления внутреннего содержимого клеток Rвк. Так как клетки ткани функционируют путем ряда сложных процессов и механизмов в окружающей их среде, т.е. межклеточном пространстве, то с точки зрения алгоритмизации и моделирования сопротивление клетки Zk шунтировано сопротивлением межклетника Rмк, а входное комплексное сопротивление растительной ткани Zp при гармоническом воздействии ЭМП с частотой f определяется из эквивалентной схемы
Zp =Rмк•Zk/(Rмк•Zk)=Rмк[Rвк+Rm/(1+j2πfCmRm)]/[Rмк+Rвк+Rm/(1+j2πfCmRm)].
Для проверки достоверности этой модели растительной ткани использованы результаты экспериментов [19], предложены варианты аппаратно-программной реализации метода определения значений сопротивлений и ёмкости эквивалентной схемы с учётом переходных процессов.
Качественный анализ процессов в МЭП позволяет выявить главные и решающие стороны исследуемых явлений, их сущность и физическую природу. При учете многих факторов составляющих МЭП приходится сталкиваться с такими трудностями как непостоянство электрических свойств и параметров, зависимостью их от времени и координаты, многочисленными внутренними связями составляющих, сложностью начальных и граничных условий и др.
Понятно, что неоднородности коротких линий электрической цепи как ЭТК, так и оборудования для их исследования, велики и рассматривать их можно только как цепи с сосредоточенными параметрами. В таких цепях время распространения ЭМП незначительно по сравнению со временем полного изменения напряжения и токов, т.е. электромагнитная волна проходит вдоль всей цепи, включая и ткани растения, за ничтожно малую часть периода. Кроме того, длительность воздействующего импульса избыточна для заряда внутренних емкостей растительных тканей стебля и корневой системы, расположенной в верхнем слое почвы, до предельного значения. Процессы заряда емкостей тканей с малыми постоянными времени этих цепочек ничтожно малы по времени.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.