Факультет

Студентам

Посетителям

Электромагнитные силы природы

Все живое на нашей планете возникло, формировалось, существует и развивается под самым непосредственным влиянием электромагнитных сил природы.

Можно сказать, что земная жизнь купается в невидимом электромагнитном океане. Солнечный свет (видимая часть спектра), тепло (инфракрасный диапазон) и ультрафиолет — все это тоже электромагнитное излучение волн разной длины. Использование естественных факторов, природных сил таит в себе интереснейшие и перспективные возможности если не питания, то уж наверняка подпитывания агрозооэнергетики.

Установлено, что в живых организмах, причем на молекулярном уровне, проходят взаимопревращения различных видов энергии — химической, электрической, механической. Все энергетические превращения в клетках связаны с действием сложной молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) — высокоэнергетического продукта, образующегося как в процессе внутриклеточного дыхания, так и в процессе поглощения кванта света ультрафиолетовой области. Клетка, использовав энергию на получение АТФ, затем тратит созданное, чтобы «оплатить» различные виды «работ». Так вот, выяснилось, что у животных необходимый для этого ультрафиолет наиболее активно поглощают биологические структуры кожи. Тончайшие эксперименты привели ученых к ошеломляющему на первый взгляд выводу: кожа животных, которую рассматривали как своеобразную оболочку, предохраняющую организм от неблагоприятных воздействий окружающей сферы, именно кожа оказалась приемником ультрафиолетового излучения!

Ученые подвергали ультрафиолетовому облучению различных сельскохозяйственных животных и установили, например, что поверхностный покров кроликов в зависимости от его окраски пропускает до 10% излучения. Для коров тот же показатель на различных участках тела составляет от 3 до 45%, для телят — 11—16, для свиней — 19—57, а у птиц с черным и бурым оперением — 26—29, с белым же — до 40%. Оптимальные дозы ультрафиолета благоприятно сказываются на здоровье и продуктивности животных. Скажем, в результате регулярного облучения свиньи в конце откормочного периода весили на 20% больше, чем в контрольной группе. У поросят-сосунов при отъеме от свиноматки прирост массы оказался на 20—32% выше, а сохранность их поголовья увеличилась вдвое. «Ультрафиолетовый» эффект зарегистрирован для птицы и крупного рогатого скота.

Эффект налицо, но вот за счет чего он достигается, оставалось неясным. Ведь кожа животных защищена плотным волосяным покровом, который должен был бы препятствовать проникновению ультрафиолета. Однако оказалось, что как раз шерсть играет активную роль в передаче энергии излучения. Оно проходит по волоскам, словно по световодным каналам, и воздействует на кожные рецепторы животного. Таким образом, шерстяной покров впрямую участвует в передаче части излучения организму. В зависимости от энергии кванта излучения, действующего на биологические объекты, происходит его поглощение на определенном уровне: «мощные» кванты поглощаются в клетках атомарными электронами, а «слабые» — электронными оболочками молекул. Усвоенная энергия квантов способствует синтезу АТФ из ее предшественников, что при оптимальном уровне оптического излучения существенно улучшает обменные процессы в живых организмах.

Сотрудники ВНИИ электрификации сельского хозяйства, используя принципы оптимального энергетического поглощения, создали систему ультрафиолетовых облучателей для животных и птицы, причем эта работа была удостоена премии Совета Министров СССР. Теперь УФ-облучатели стали обычной частью оборудования животноводческих ферм и комплексов.

А вот ученые Оренбургского СХИ провели интереснейшие эксперименты по фотопунктуре на основе лазерного излучения. Например, на область вымени коров воздействовали красным светом гелий-неонового лазера с длиной волны 632,8 нм. Регистрировали удой, время доения, брали суточные пробы молока для анализа содержания жира и белка, определяли другие характеристики. Исследования выявили, что в результате облучения надои устойчиво возрастают. У новотельных коров, как показали опыты, после фотопунктуры с большей скоростью повышалась молочная продуктивность. Подобное воздействие, согласно данным анализов, способствует увеличению концентрации лизоцина в крови и здоровых и больных маститом животных, то есть фотопунктура, говоря языком специалистов, является стимулятором неспецифической резистентности организма лактирующих коров.

Использование электрофизических факторов может в корне изменить трудоемкий процесс раздоя новотельных животных, который основан на усиленном механическом массаже вымени. Ученые стали искать рефлекторные зоны, управляющие молокоотдачей и воспроизводством, и обнаружили биологически активные точки организма животных. Эти точки классифицировал и объединил в 14 меридианов доктор ветеринарных наук М. В. Плахотин. Исследования в данной области продолжаются под руководством академика ВАСХНИЛ Л. Г. Прищепа. Впервые в зоотехнической науке кандидатами наук И. И. Подтынковым и Е. И. Любимовым доказано, что посредством малых токов, направляемых в биологически активные точки, можно успешно снимать стрессы животных, лечить яловость, маститы.

Один из приборов, при помощи которого осуществляется электропунктура (так назван этот метод), состоит из электрической батарейки напряжением 9 В, микроамперметра и двух электродов — пассивного и активного. Первый устанавливают на теле животного там, где нет биологически активных точек (у коров — кожная подхвостовая складка), второй — в ту точку, которая связана с заболевшим органом. Замечено, что после дозировки электричества заболевший орган становится здоровым. Местонахождение биологически активной точки определяют, перемещая стержневой электрод с положительной полярностью по телу животного. Поскольку биологически активные точки обладают повышенной электропроводимостью по сравнению с окружающими участками кожного покрова, то при соприкосновении электрода с такой точкой ток в цепи прибор — кожа резко возрастает, что фиксируется отклонением стрелки микроамперметра. Дозировка электричества минимальная, но агрозооэнергетический эффект спонтанен, поскольку живые клетки здорового организма способны вырабатывать большой энергетический потенциал.

Испытания, проведенные в колхозе «Память Ильича» и совхозе «Емельяновка» Московской области, в Днепропетровском филиале Украинского научно-исследовательского института разведения и искусственного осеменения крупного рогатого скота, показали хорошие результаты применения метода электропунктуры. Его распространение может качественно изменить нынешние технологические процессы фермского хозяйства, разработать и внедрить в практику новые, на более высоком уровне энергетически обоснованные технологии содержания скота, увеличить его продуктивность и в итоге существенно повысить коэффициент использования совокупной энергии в животноводстве.

Учеными испытаны и различные способы электрофизической стимуляции растений. Первые систематические опыты по изучению действия искусственного излучения на растения были проведены свыше 120 лет назад русскими ботаниками А. С. Фаминцыным и И. П. Бородиным. Источником излучения в этих экспериментах служили керосиновые лампы, смонтированные в специальный прибор, имеющий рефлектор и линзу. Тогда и было доказано, что для растений нет принципиальной разницы между искусственным и естественным освещением. Позднее данное положение четко сформулировал К. А. Тимирязев в статье «Возможна ли культура при электрическом свете».

С начала 30-х годов под руководством Н. А. Максимова в ленинградском Физико-агрономическом институте (ныне АФИ) исследовались различные способы искусственного облучения на целом ряде сельскохозяйственных культур, большинство из которых давали повышенный урожай за сравнительно короткий вегетационный период. Ученик Н. А. Максимова биолог В. П. Мальчевский предложил методику так называемых световых ударов, то есть периодического кратковременного облучения растений сильным светом. Изыскания показали, что, пользуясь этим методом, можно получать по нескольку урожаев в год. Однако, несмотря на положительные результаты, широкой практической проверке эти опыты не подверглись.

Светоимпульсная стимуляция растений сейчас содействует бурному развитию энергетической биологии, именуемой также биоэнергетикой. Умы ученых захватила идея об определяющем значении энергии во всех природных явлениях. Уже показано, что первичные механизмы жизненных процессов в растениях протекают на энергетическом, электронном уровне. Но, как считают ученые, хотя видимый свет и аккумулируется в процессе фотосинтеза хлорофилльными клетками растений, тем не менее в растениях имеются органы, не снабженные фотосинтетическим аппаратом (хлоропласты), но способные запасать световую энергию и иметь своеобразную биоэнергетическую природу.

В свое время Жолио Кюри был убежден, что настоящий переворот в энергетике наступит тогда, когда можно будет осуществить массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества. Искусственный синтез хлорофилла в лабораторных условиях уже осуществлен. Но растение есть и будет основным потребителем энергии Солнца и поставщиком пищи для человека, так как энергетически такое производство более выгодно. Потенциальные возможности растений велики, но, к сожалению, пока недостаточно реализуются на практике.

Основные исследования в данной области ведутся в направлении ускорения фотосинтеза. Однако биоэнергетики изучают и нефотосинтетический путь использования растениями энергии Солнца. Например, по мнению доктора биологических наук А. А. Шахова, надо учитывать способности растения к более широкому, чем фотосинтетическое, потреблению солнечной энергии. Для этого следует давать растениям кратковременные сверхфотосинтетические дозы световой энергии в виде мощного светоимпульсного облучения. Исходя из того, что фотосинтез — важнейший, но не единственный процесс биологической трансформации солнечной энергии, ученый добивается увеличения коэффициента использования солнечной энергии за счет импульсной (с постоянной частотой и длительностью) обработки растений концентрированным солнечным светом, который с помощью современной гелиотехники сосредоточивается в фокусном пятне с повышенной плотностью (в 10—50 и более раз в сравнении с прямым солнечным светом). Таким образом, в этих исследованиях имеется общее начало с опытами Н. А. Максимова и В. П. Мальчевского.

А вот еще одно интересное предложение, касающееся создания так называемого электролизуемого агрономического поля. Подобные исследования начинал еще И. В. Мичурин, помещая в торцах грядок угольный и цинковый электроды, соединенные в воздухе проводником. В почве при этом протекал ток гальванического характера. На аналогичный эффект обращал внимание и профессор Н. А. Артемьев в своей изданной в 1936 году книге «Проблемы энерговоздействия на рост растений».

В наши дни данное направление развивает кировоградский исследователь И. П. Иванько. Он рассматривает почвенную влагу как своеобразный электролит, находящийся под воздействием электромагнитного поля Земли, и этим объясняет тот факт, что на двух стальных стержнях, вбитых в почву открытого грунта, наводятся положительный и отрицательный потенциалы и возникает электродвижущая сила, которую автор назвал «агро-ЭДС». Ее удалось не только измерить, но и объяснить общие законы, по которым она образуется. Характерно, что в определенные периоды, как правило, при смене фаз Луны и изменениях погоды, стрелка электроизмерительного прибора резко изменяет свое положение. Это объясняется тем, что сопровождающие подобные явления изменения состояния электромагнитного пояса Земли передаются почвенному «электролиту» и соответственно фиксируются микроамперметром или микровольтметром. Область использования рассматриваемого эффекта применительно к агрозооэнергетике может быть довольно широкой. Ну, скажем, он способен служить интересам агрометеорологического прогнозирования, что само по себе даст биоэнергетическую отдачу. А главное, напрашивается идея о создании электролизуемого агрономического поля, процессы которого будут автоматически управляться по типу гидропонной системы, но в открытом грунте.

Кроме общей идеи, разработаны на основе многолетних экспериментов рекомендации по организации такого поля. Тракторный агрегат с проводоукладком-щелевателем распределяет сматываемый с барабана стальной провод диаметром 2,5 мм по дну отрытой щели (глубина около 370 мм) и закрывает почвой. Пройдя гон, тракторист включает гидросистему на подъем, рабочий орган выглубляется из почвы, а провод обрубается на высоте 250 мм от поверхности земли. Через 12 м по ширине поля операция повторяется. Заметим, что проволока не мешает обычным агротехническим работам. После уборки зерновых или пропашных культур поле не требует вспашки, достаточно лишь культивации тяжелой дисковой бороной и противоэрозионного мульчирования растительными остатками. Весной, перед началом полевых работ, если это требуется, стальные проводники легко удаляются из почвы при помощи узла размотки и намотки мерной проволоки кукурузной сеялки.

Экспериментами установлено, что на электродах наводится агро-ЭДС приблизительно 23—35 мВ. Поскольку электроды имеют разную полярность, между ними через влажную почву образуется замкнутая электрическая цепь, по которой течет постоянный ток плотностью от 4 до 6 мкА на квадратный сантиметр анода. Проходя через почвенный раствор, как через электролит, этот ток поддерживает в плодородном слое процессы электрофореза и электролиза, благодаря чему необходимые растениям вещества преобразуются в легко усваиваемые ими формы. Кроме того, под воздействием электрического тока все пожнивные остатки и семена сорняков гумифицируются, что ведет к росту плодородия почвы.

В результате повышаются продуктивность полей и общий энергетический КПД.

Как видим, электризация почвы происходит без искусственного источника электрической энергии, лишь от электромагнитных сил нашей планеты. А между тем за счет «даровой» энергии в экспериментах получена весьма весомая прибавка урожая зерновых — до 7 ц/га. Конечно, по поводу рассмотренной идеи могут быть различные суждения. Однако совершенно ясно, что в сельскохозяйственных процессах следует полнее использовать естественные электромагнитные силы природы.

Вообще мысль о дополнительной «доставке» энергии в живые организмы, каких бы предложений мы ни касались, привлекательна тем, что в конечном счете увеличиваются общие объемы запасенной в биологических объектах солнечной энергии. Ведь в истоках любой сельскохозяйственной технологии — прямо или косвенно — обнаруживается энергия нашего светила. И потому Солнце должно с максимальной эффективностью работать на земные нужды, служить интересам агрозооэнергетики.

…Пожалуй, все, о чем было рассказано в данной главе, пока справедливо причислить к нетрадиционной энергетике. Подчеркиваем — пока. В будущем же многие из рассмотренных методов могут стать реальными, обычными, вполне традиционными. Подчиненные единому практическому началу — повышению биоэнергетического КПД агросферы, — они внесут свой вклад в решение той благородной задачи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: