Вплив магнітів та електричного поля на рослини або в чому полягає «магічний рецепт» великого врожаю?

1 ноября, 2018

Засолення грунту, високі і низькі температури, посуха і нестача вологи є основними причинами зниження продуктивності сільськогосподарських рослин. Кожен агроном прагне отримати кращий урожай – максимум можливого в межах допустимого. Для вирішення цього завдання до набору агроприйомів та мінеральних добрив останніми роками стало прийнято додавати щось нове. Пошук «магічного рецепту» для рослинництва, який може забезпечити небачений урожай, перетворюється в якийсь захоплюючий процес. А як такі інновації зможуть допомогти півдню України отримати високі врожаї?

Все нове – це добре забуте старе. І ось з’ясувалося, що таким новим для підвищення продуктивності рослин може стати електричний струм. Ще 200 років тому французький абат П. Берталон помітив, що біля громовідводу рослинність більш розвинена та пишна ніж та, що росла на деякій відстані від нього. Згодом вчений Грандо вирішив перевірити здогадку Берталона. Він натягнув над фруктовими деревами свого саду декілька рядів проволоки, яка виконувала функції громовідводів. На жаль, протягом декількох років з великими грозами, які бушували над його садом, Грандо не вдалося отримати гарний врожай, а навпаки частина рослин загинула. І тільки у 1836 році стала зрозуміла причина невдачі. М. Фарадей доказав, що металева сітка не пропускає електрики та силові лінії, тобто можна зовсім не боятися гроз (клітка Фарадея). Грандо ж натягнутою проволокою над садом майже створив клітку Фарадея. Згодом, зрозумівши свою помилку, Грандо накрив такою клітиною лише одну рослину, яка у результаті мала менший розвиток, ніж та, що росла природньо. Але доказ, що рослині дійсно потрібна електрика, вдалося отримати лише у 1898 році . Німецькі вчені С. Леместр та О. Принсгейм для рослини, яка була вміщена у клітину Фарадея, створили штучне електричне поле тим самим компенсувавши нестачу природної електрики. Після серії дослідів вдалося довести, що якщо створити поле могутніше природного, то ріст рослин навіть прискорюється. Отже, електрика може істотно допомогти у вирощуванні сільськогосподарських культур.

Клітка Фарадея

В наш час електрокультура є галуззю досліджень, яка вивчає вплив електрики на рослини. Зараз вже відомо, що електричні заряди регулюють процеси метаболізму в клітинах і тканинах, тому направляючи такі заряди в рослину можна додатково стимулювати такі ж самі процеси. В результаті рослини стають більш стійкими до несприятливих температурних умов, хвороб та шкідників. Дослідження, які були проведені у 1962 році Відділом біомедичних та екологічних наук в Каліфорнії довели, що вплив іонних генераторів повітря в умовах тепличної установки підвищує рівень мінералів та аскорбінової кислоти (цитрусові), а відсоток хвороб та шкідників зводиться до мінімуму.

На додаток до генерації електричних полів, магнітокультура звертається до впливу магнітних ефектів Землі і атмосфери на рослини. Науковий напрям, який досліджує вплив магнітного поля на живі організми (магнітна біологія), з’явився порівняно недавно: в 70-х роках минулого століття. Багато рослин позитивно реагують на обробку магнітним полем. Досліди з магнітами проводилися в багатьох країнах світу. Так, в Канаді намагнічували насіння сої, ячменю, гречки, огірків та інших культур. Насіння змочувалося і вкладалося проростками уздовж ліній геомагнітного поля. Ті насіння, які були орієнтовані на південь, зійшли раніше інших, їх коріння і стебла росли швидше. У той же час, якщо пшеницю посіяти рядами із заходу на схід, то вона дає кращий врожай, ніж посіяна рядами з півночі на південь (тобто за магнітним меридіаном). Якщо зародок насіння рослини спрямований в бік південного геомагнітного полюса, то коріння рослини, які виросли з нього, орієнтуються певним чином. Одним цим прийомом вдавалося підвищити врожайність на 20%. За відгуками експериментаторів, застосування магнітів дозволило отримати на рослинах малини поодинокі потужні пагони з великими ягодами, розміром в два-три рази більше, ніж зазвичай буває на рослинах цього сорту. Дуже сильні магнітні поля викликали у рослин пригнічення росту коренів, зменшення фотосинтезу і інші несприятливі ефекти.

Але на рослину можна не тільки впливати магнітами та електричним полем. Рослини самі можуть дати людству електрику без нанесення шкоди оточуючому середовищу. Нещодавно, одна з компаній альтернативної енергії розробила особливі біологічні панелі. Для того, щоб отримати з рослин електроенергію, необхідні вода та ґрунт. Енергія виробляється з наявних в рослинах бактерій, які споживають органічні речовини, які виділяються. В результаті процесу утворюються електрони, що дають електричний струм! До того ж, розміщені в панелях електроди, в процесі отримання з коренів рослин електронів виділяють водень, який в результаті реакції з повітрям утворює воду. В майбутньому передбачається, що за допомогою цієї технології стане можливим озеленення пустель. У свою чергу, в панелях іншого виробника вирощуються бобові, які виробляють електрику, як і в попередньому випадку, але при цьому живлять діоди LED ламп. Дана технологія вже успішно працює в багатьох країнах Європи. Один з парків передмістя Амстердама висвітлюється в нічний час доби за допомогою саме таких панелей.

Нідерландська компанія Plant-e розробляє технологію, яка генерує електроенергію з живих рослин, не пошкоджуючи їх. Перший комерційний продукт компанії являє собою модульну систему, що складається з устаткування, за розміром 100 м², кожне з якого включає 400 окремих модулів, оснащених рослинами та апаратурою. Перші дві з цих систем були введені в дію в Нідерландах, забезпечуючи живлення зовнішньому освітленню. Вони також можуть використовуватися для підключення Wi-Fi або зарядки мобільних телефонів, або вбудовані в зелений дах для вироблення електроенергії для будівлі. Можливо незабаром така система стане конкурентною вітровій та сонячній енергії. А ось дослідники з Массачусетського технологічного інституту виявили, що рослини можуть генерувати до 200 мілівольт електроенергії. Мілівольт становить одну тисячну вольта.

Вивчаючи дерева, дослідники виявили, що великі листові кленові дерева генерують стійку напругу. Щоб витягти електрику з дерев і перетворити її в корисну енергію, дослідники побудували прискорювальний перетворювач. Підключивши його до дерева за допомогою електродів, пристрій зміг генерувати вихідну напругу 1,1 вольти, достатню для роботи малопотужних датчиків. Звичайно, «сила дерева» не така практична, як сонячна енергія, але система може бути збільшена і використана в якості недорогого варіанту для живлення датчиків дерев, які допомагають виявити екологічні умови або лісові пожежі. Інша можливість — використання електронного виходу для відстеження здоров’я дерев.

Подальше вивчення впливу електричного струму на рослини дозволить ще більш активно управляти їх продуктивністю. Наведені факти свідчать про те, що в світі рослин ще багато непізнаного.

В останні роки південь України потерпає від посухи. Геокліматичні зміни не передвіщають великого покращення в майбутньому. Навпаки, за прогнозами вчених ситуація лише буде погіршуватися. Лісові смуги є одним з шляхів вирішення цих проблем. Але в умовах літньої спеки пожежі все частіше знищують великі лісові масиви. Вчасне попередження за допомогою малопотужних датчиків дозволяє ефективно боротися з пожежами. А батареї «зеленої» енергії дозволять зменшити викиди теплової енергії та забруднюючих речовин на теплових електростанціях. Тим більше, що досвід Європи переконує в економічній ефективності використання світлової, вітрової  та припливної енергії.

Текст: Євгенія Ткачова

Новости по теме

| | | |