Оборудование и энергосберегающая электротехнология борьбы с нежелательной растительностью, страница 11

Глава 2. Уровень техники и технологии электрокультивации, тенденции их развития

2.1. Понятия, цели и задачи электрокультивации

История электротехнологических культиваторов (ЭТК) или так называемых "электропропольщиков", "молниеносных" установок для уничтожения нежелательной растительности электрическим током высокого напряжения [5] насчитывает не один десяток лет. Первыми в мировой практике появились "электроконтактные" ЭТК с высоковольтными электродными системами (контактными устройствами или устройствами сопряжения). При электрокультивации (рис. 2.1) нежелательные растения попадают в зону "отрицательного" биоэффективного (повреждающего) действия высоковольтных электродных систем, способных производить ионизацию промежутка вблизи электродов. Из-за сомнительной эффективности и очевидной опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током этот тип ЭТК в современном земледелии практически не применяется.


Рис. 2.1. Подвод технологического напряжения к растениям при электрокультивации (контакт электрода с растением): ● - электрод; ►- направление движения ЭТК

В середине XXв. стали создаваться "импульсные" ЭТК. При электрокультивации растительные ткани вблизи электродов потребляют из электромагнитного поля (ЭМП) электродной системы энергию, при этом процесс генерирования энергии сопровождается коронным разрядом. По мнению разработчиков, импульсных ЭТК возникновение на растительных тканях коронного разряда обеспечивает опережающее развитие с высоковольтным электродом встречного восходящего лидера и, следовательно, повышенное биоэффективное защитное (повреждающее) действие. Для оценки эффективности применения ЭТК напомним, что способность растительных тканей генерировать коронный разряд проявляется только в относительно сильных ЭМП, а их создание при ограниченной мощности мобильных ЭТК - это повышение технологического напряжения, т.е. импульсный режим работы. Однако, как известно, начальные коронные и даже лидерные процессы практически не влияют на значение разрядного напряжения в длинных воздушных промежутках высоковольтных электродных систем при электрокультивации. Иными словами, независимо от типа ЭТК и электродной системы, для развития лидерного разряда требуется примерно одинаковая энергия, значение которой существенно превышает энергетические затраты на генерирование коронного разряда. Поэтому, одна из причин неприятия "импульсного" типа ЭТК есть та же сомнительная эффективность и очевидная сложность моделирования процесса в электродных системах (с электродами, воздушной средой, растениями и почвой) при электрокультивации.

Теперь об основных задачах электрокультивации. В качестве главной задачи является уничтожение сорняков путем повреждения их растительных тканей в относительно сильных ЭМП. Следующая задача - это всегда сопутствующая главной задаче возможность формирования данных, необходимых для принятия решений о биотропном, энергоинформационном воздействии на пространство состояний ЭФС. Еще одна задача - активация (стимулирование ростовых процессов) культурной растительности. Важнейшей прикладной задачей, определяющей эффективность и перспективность электротехнологических методов защиты растений, является их влияние на изменение элементов структуры урожая и урожайность возделываемых культур. Для применения электрокультивации необходимо знать действие ЭМП на вредные и полезные организмы, составляющие основу ЭЗР. Что касается задач исследования в этой сфере, то они обозначены в области знаний 07.16. "Техника и электрофизика высоких напряжений": моделирование электромагнитных полей и электрофизических процессов; методика и проведение высоковольтных экспериментов; разработка испытательных и электрофизических установок; исследование ЭМП и их влияния на живую природу. Представляется очевидным, что необходимость экологизации и энергосбережения требует дополнительных исследований по выработке новых электротехнологий в защите растений от сорняков, современных методов исследования и технологий оценки (диагностики) растений.