4 Спец. Вопрос: «Исследование лазерной обработки зерна»
4.1 Разработка лабораторной установки для исследования влияния лазерной обработки на семена
Для проведения исследований влияния лазерного излучения на зерновые была разработана лабораторная установка следующей конструкции. Которая состоит из излучателя 1, который крепится при помощи крепления 2, алюминиевого желоба 3, источника питания и приборов контроля 7,8. Все детали собраны на листе фанеры 6, установленной вертикально при помощи металлических стоек 5. Угол наклона контролируется при помощи транспортира 4. В качестве излучателя был выбран полупроводниковый светодиодный лазер.
Установка работает следующим образом:
Алюминиевый лоток закреплен под некоторым углом. Семена высыпаются на лоток и двигаясь по лотку проходят под лазерным лучом.
Рисунок
10 - Схема лабораторной установки для
облучения семян
Был разработан блок питания с регулируемым стабилизатором напряжения на микросхеме LT1083, который обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение 1,25…5 В. Длина волны лазерного луча λ=680 нм.
4.2 Разработка методики исследования
Для проведения исследования была выбрана методика многофакторного эксперимента. Принципиальная особенность многофакторного опыта — возможность установить действие изучаемых факторов, характер и величину их взаимодействия при совместном применении. Используя в дисперсионном анализе критерий Фишера, можно математически доказать степень достоверности подобных взаимодействий и дать производству рекомендации не по отдельным элементам агротехники а по их комплексу. В этом заключается огромная ценность многофакторных опытов. Многофакторные опыты имеют и еще одно весьма важное преимущество. По их результатам можно построить куполообразную поверхность отклика многофакторного эксперименте, затем путем экстраполяции и интерполяций по ряду данных значений функции найти другие ее значения, находящиеся вне данного ряда, или промежуточные значения этого ряда. Речь идет о нахождении расчетным путем лучших вариантов опыта, которых не было в эксперименте. Таким образом, можно прогнозировать и программировать урожай и качество изучаемых культур.
С учетом особенности конструкции разработанной лабораторной установки был принят следующий план многофакторного эксперимента.
Таблица 4.2.1 План эксперимента
|
№ п/п |
Порядок реализац-ии |
Фактор X1 (угол наклона, град) |
Фактор X2 (мощность излучателя, лк) |
Фактор X3 (количество последовательных обработок, шт.) |
Фактор X4 (время между обработками, час.) |
|
|
|
уровень |
уровень |
уровень |
уровень |
|
1 |
15 |
-1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
9 |
1 |
-1 |
1 |
1 |
|
3 |
4 |
1 |
1 |
-1 |
1 |
|
4 |
10 |
1 |
1 |
-1 |
-1 |
|
5 |
2 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
|
6 |
3 |
-1 |
-1 |
-1 |
1 |
|
7 |
7 |
-1 |
-1 |
-1 |
-1 |
|
8 |
12 |
0 |
1 |
1 |
-1 |
|
9 |
6 |
-1 |
0 |
1 |
-1 |
|
10 |
11 |
-1 |
1 |
0 |
-1 |
|
11 |
8 |
1 |
-1 |
-1 |
0 |
|
12 |
1 |
-1 |
1 |
-1 |
0 |
|
13 |
14 |
-1 |
-1 |
1 |
0 |
|
14 |
13 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
16 |
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Фактор X1 - угол наклона, угол между вертикалью и плоскостью
скатывания семян,
-1 – минимальный угол (крутой спуск);
0 – средний угол;
1 – наибольший угол (пологий спуск);
Фактор X2 - мощность излучателя;
-1 – наименьшая мощность;
0 – средняя мощность;
1 – максимальная мощность;
Фактор X3 -количество последовательных обработок;
-1 – одна обработка;
0 – две обработки;
1 – три обработки;
Фактор X4 -время между обработками;
-1 – без промежутка;
0 – один час;
1 – два часа;
Согласно плана был проведен агрономический эксперимент для получения данных. Была принята следующая методика.
В каждой точке плана были взяты 100 зерен пшеницы (пробы). Пробы семян проращиваются в бумажном рулоне в течении 7 дней.
Порядок выполнения работы:
-
нарезать полосы фильтровальной бумаги и полиэтиленовой пленки размером 20х100 см. На каждую пробу берут три полосы .фильтровальной бумаги (две для ложа, третьей закрывают разложенные семена) и одну полиэтиленовую пленку или коррексовую ленту;
-
на верхней полосе ложа провести линию на расстоянии 5 см от верхнего края. На нижней - на одном конце написать этикетку с указанием даты анализа;
-
полосы обмакнуть в водопроводной воде и дать ей стечь. Положить их на ровную поверхность, разложить семена зародышами вниз по проведенной линии. Затем покрыть семена третьей, увлажненной полосой фильтровальной бумаги, сверху положить коррексовую ленту или полоску полиэтиленовой пленки;
-
полосы бумаги с семенами неплотно свернуть в рулон с конца, противоположного этикетке, и поместить в сосуд с небольшим количеством воды (10 - 15 мл). Затем поставить в термостат при температуре +20 °С на 7 дней.
-
После окончания срока проращивания рулоны разворачивают, снимают коррексовую ленту и верхнюю полосу фильтровальной бумаги и проводят оценку проростков.
Таким образом семена находятся в относительно равных условиях, что положительно сказывается на достоверности результата.