CC BY
44
Из их вида следует, что она относится к классу линейных систем и может управляться параметрами: подводимой мощностью обогрева, интенсивностью приточной вентиляции и интенсивностью вытяжной вентиляции.
Список литературы
1. Карпис, Е.Е. Вентиляция, кондиционирование воздуха и отопление в животноводческих и птицеводческих зданиях (опыт зарубеж. строит-ва) / Е.Е. Карпис, В.К. Роць-ко. — М.: ЦНИИС, 1971.
2. Мещерский, В.И. Исследование математической модели микроклимата птичника / В.И. Мещерский, С.М. Мир-течич, Б.Д. Шапкин / Сб. науч. тр.: Совершенствование сельскохозяйственной техники, применяемой в животноводстве. Т. 80. — Горький: ГПИ, 1970.
3. Чистович, А.С. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления /
A.С. Чистович. — Л.: Стройиздат, 1975.
4. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика /
B.Н. Богословский. — М.: Высшая школа, 1982.
5. Богословский, В.Н. Тепловой режим здания / В.Н. Богословский. — М.: Стройиздат, 1979.
УДК 631.53.02.34.001.2
Л.В. Навроцкая, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
экспериментальное исследование выхода хромосомных мутаций
Для увеличения производства и улучшения качества сельскохозяйственной продукции нужно создавать более продуктивные новые сорта сельскохозяйственных растений, устойчивые к болезням, полеганию, морозам и засухе, а также улучшать уже имеющиеся. С этой целью часто используют факторы воздействия на семена сельскохозяйственных культур.
Известны физические методы, которые по данным многочисленных авторов могут при определенных условиях вызывать наследственные изменения того или иного вида, сорта сельскохозяйственных культур. При этом из спектра их изменчивости можно выбрать растения с наилучшими хозяйственноценными качествами. Эти наследственные изменения с положительными свойствами могут ликвидироваться или остаться в потомстве — все зависит от процента наблюдаемых хромосомных нарушений и от жизнеспособности обработанных семян. Поэтому перед обработкой мутагенными факторами целесообразно повысить жизнеспособность семян, а следовательно, и выросших из них растений, т. е. провести предварительную стимуляционную обработку.
Для достижения максимального стимуляци-онного эффекта роста проростков, развития корневой системы, усиления жизнеспособности и энергии прорастания семян необходим направленный, увеличенный и поддерживаемый оптимальное время транспорт ионов воды, микроэлементов, кислорода и других полезных веществ, поступающих через мембраны в клетки семян. Следует также усилить обменные процессы в клетках семян.
При воздействии синусоидальным током на клетки тканей молекулы воды, являясь диполями,
под действием разности потенциалов ускоренно накачиваются в клетку с обеих сторон через поры мембраны (диаметр пор 0,4 нм, диаметр молекулы воды 0,24 нм). Попав в клетку и подвергаясь в ней ионизации направленными электронами, эта вода служит дополнительным источником дыхания клетки (на фоне естественного проникновения ее в клетку), а также дополнительным источником образования АТФ. В клетке происходят усиленные разностью потенциалов на электродах ионный и водный обмены, а также увеличиваются запасы энергии клетки — АТФ. В ней наблюдаются значительные токи проводимости, возбуждающие ионные каналы и вызывающие одновременно с пассивным сокращением расширение капилляров, что приводит к активации движения в них воды. В основе этих реакций лежит активация потенциалозависимых ионных каналов, обусловливающая изменение исходной поляризации мембран и генерации потенциалов действия.
В результате насыщения клетки необходимыми ионами и водой, имеющей большую диэлектрическую проницаемость е, электрическое сопротивление клетки уменьшается и через нее начинает проходить значительный переменный электрический ток, стимулирующий в ней жизненно важные процессы, проявляющиеся в изменении морфологических свойств развивающегося из этой клетки растения. Число активируемых ионных каналов обусловлено соответствием частоты модуляции переменного тока и кинетических характеристик данных каналов, а также глубиной амплитудной модуляции. Чем ниже частота модуляции воздействующего переменного тока, тем больше продолжительность се-
31
рии его колебаний. При этом открываются не только преобладающие на возбудимых мембранах быстро активируемые ионные каналы, но и медленно активируемые [1], в результате чего стимулирующее действие тока усиливается. Такой усиленнонаправленный периодический процесс позволяет насытить клетку необходимыми для жизнедеятельности ионами и вывести из нее токсины.
Чтобы определить максимальное увеличение влажности клеток семян, необходимое для уменьшения их электрического сопротивления, а следовательно, и стимуляции развития проростков, сравнивали четыре способа обработки. Опыты проводили с семенами огурца сорта Водолей. Первую партию семян замачивали в воде температурой 20 °С, вторую партию — в воде при температуре 40 °С, третьею партию поочередно обрабатывали водой этих контрастных температур (по 30 с в каждой), т. е. подвергали их водотермической обработке (ВТО). Четвертую партию семян, разделив
на пять равных частей, подвергали ВТО совместно с переменным электрическим током, т. е. (ВТО+1): первую часть — током силой 1 А, вторую — силой 2 А, третью — 3 А; четвертую — 4 А, пятую — 5 А. Переменный электрический ток протекает по воде через семена, расположенными между обкладками конденсатора. Силу тока замеряли амперметром. Время обработки во всех случаях было одинаковым. Затем семена подвергали лазерному облучению.
После проращивания семян до определенной длины их корней в лабораториях цитогенетического анализа МГУ и РГУ-МСХА проверяли процентный выход хромосомных мутаций. В процессе исследований выявлено, что с ростом силы тока повышается процентный выход хромосомных мутаций, а это, в свою очередь, приводит сначала к плавному увеличению роста проростков и их корневой системы до пикового значения, а затем к такому же плавному уменьшению их роста, т. е. угнетению развития проростков при значительных токах обработки семян.
По результатам экспериментов построена кривая зависимости выхода хромосомных мутаций от силы тока, пропущенного через семена огурца во время ВТО и последующего лазерного облучения (рис. 1) и кривая выхода хромосомных мутаций в зависимости от длины проростков, полученных из семян, которые подвергали ВТО совместно с переменным электрическим током и последующему лазерному облучению (рис. 2). Если проанализировать эти два графика по силе тока обработки, то можно определить режим оптимальной обработки семян огурца сорта Водолей с целью получения максимальной стимуляции развития проростков и закрепления этих положительных свойств за счет значительного выхода хромосомных мутаций, благодаря которым положительные свойства растений могут передаться следующим поколениям.
Профессор А.А. Шиян связывает механизм влияния электромагнитного излучения на живые организмы с его воздействием на работу генома клетки, который заключается в изменении динамических свойств параметров, характеризующих работу генома клетки как целого, и разрушении су-
50
45
40
35
30
25
20'
К, %
V - /У Л
А Г
А Г
Л •
ч г 1
0 1 2 3 4 I, А
• • • • экспериментальные данные (ВТО + I);
-------- - теоретическая кривая
7(х) = 0,0385х5 - 0,477х4 + 1,78х3 - 1,13х2 + 1,03х + 27,8
Рис. 1. Зависимость выхода хромосомных мутаций от силы тока при комплексной обработке семян
• • • • - экспериментальные данные;
- контрольные, не обработанные семена;
---------теоретическая кривая
У(х) = 0,0354х5 - 0,383х4 + 1,27х3 - 1,58х2 + 1,955х + 4,2
Рис. 2. Зависимость длины проростков семян огурца сорта Водолей от силы тока при их комплексной обработке
ществующего режима работы генома, вследствие чего отклик на воздействие переходит с системного, функционального уровня на морфологический. Это и приводит к внешнему изменению растений, что в некоторых вариантах способствует усилению их хозяйственно-ценных качеств и появлению новых полезных свойств.
Список литературы
1. Боголюбов, В.М. Общая физиотерапия / В.М. Боголюбов, Г.Н. Пономаренко. — М.: Медицина, 1999. — 432 с.
2. Материалы I Всесоюзного координационного совещания: Радиационная генетика — селекции. — М.: АН СССР, 1986. — 110 с.
УДК 631.3; 621.43.044.7.004.11
Г.Н. Смирнов, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
анализ характеристик аккумуляторных батарей и суперконденсаторов применяемых в системах электропитания автомобилей
В настоящее время консорциум «Форд—Дженерал-Моторс — Даймлер-Крайслер» и другие корпорации разрабатывают энергосберегающие системы электропитания для транспортных средств. Наиболее приоритетными из них являются система стоп-старт, система с регенеративным торможением М-ИБУ (средний гибридный автомобиль) и система Р-ИБУ (полный гибридный автомобиль) (табл. 1).
В качестве накопителей энергии применяют в основном традиционные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АБ) и суперконденсаторы.
Существует два варианта соединения суперконденсаторов с АБ: последовательное (рис. 1) и параллельное (рис. 2). Как правило, используют АБ напряжением 12 В. Посредством двунаправленного БС/БС-конвертора-преобразователя осуществляется совместное автономное функционирование АБ с суперконденсатором.
Анализ стартерных аккумуляторных батарей для систем питания на 42 В. Наиболее заметное воздействие на емкость свинцово-кислотных АБ оказывает изменение температуры.
Эксплуатационные характеристики АБ (табл. 2), как правило, несколько улучшаются при повышении температуры. Однако при температуре выше 45 °С их срок службы резко сокращается. В случае снижения температуры аккумуляторов с 40 до 10 °С емкость свинцово-кислотных АБ при разряде уменьшается на 30 %. Заряд
АБ при температуре ниже -10 °С снижает энергию и может привести к необратимой деградации электродов. Проблема осложняется тем, что необходимо поддерживать одинаковую температуру в батарее, состоящей из большого числа аккумуляторов, часто объединенных в моноблоки. Различия в температуре отдельных аккумуляторов ведет к соответственным различиям в их емкости. В результате некоторые аккумуляторы в батарее могут быть перезаряжены или разряжены ниже допускаемого предела, что приводит к их быстрому выходу из строя.
Аналогичные, но менее отчетливые зависимости емкости от температуры установлены для
Таблица 1
Технические характеристики систем накопления энергии (напряжением 42 В) консорциума «Ро^-СМ-БітІегСгізІег»
Параметр Стоп- старт М-ЫЕУ Р-ЫЕУ
Пиковая разрядная мощность за 2 с, кВт 6 13 18
Регенеративная пиковая мощность за 2 с, кВт - 8 18
Длительная разрядная мощность за 5 мин, кВт 3 3 3
Отдаваемая энергия на нагрузку 3 кВт, Вт-ч 250 300 700
КПД, % 90 90 90
Число циклов заряд/разряд 450 450 450
Разрядная мощность до 21 В при -30 °С, кВт 8 8 8
Срок службы, лет 15 15 15
Максимальная масса системы, кг 10 25 35
Максимальный объем, л 9 20 28
Стоимость системы при объеме производства 100 тыс. в год, долл. США 150 260 360
Саморазряд за сутки, Вт-ч <20
Рабочая температура, °С -30...+52
Температура хранения, °С -46...+66
