Способ определения стабильности сортов растений и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к способам и устройствам для ускоренного определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян, и может быть использовано в селекционной практике для ускоренного выведения новых сортов растений. Цель изобретения - увеличение производительности труда, упрощение измерений и ускорение определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян без нарушения их жизнеспособности. Устройство для реализации способа включает два генератора сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний 1 и 2, генератор прямоугольных импульсов 3, два селектора 4, 5, два модулятора 6 и 7, измерительный волновод 23 с нагревателем 20, детектор 12 ЭВМ 15, дозатор семян 16, сообщенный наклонным желобом 17, проходящим через измерительный волновод 23 с распределителем семян 18 с накопительными ячейками 19. Семена поштучно подаются дозатором семян 16 на наклонный желоб 17 и проходят через измерительный волновод 23. В последнем на семена попеременно действует электромагнитное поле частотой выше 10 ГГц и ниже 10 ГГц. Параметры данного поля регистрируются детектором 12, сигнал которого обрабатывается в последствии на ЭВМ 15. 2 с.п. ф-лы. 1 фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4464581/30-13 (22) 21.07.88 (46) 23.05.90, Бюл. М 19 (71) Украинская сельскохозяйственная академия (72) Л.А. Животков, В.Д. Кучин, Ю.Н. Юдин, Б.В. Шаровский и Л.К. Клюкина (53) 631.521(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 751364, кл. А 01 Н 1/04, 1978. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ СОРТОВ РАСТЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к способам и устройствам для ускоренного определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян, и может быть использовано в селекционной практике для ускоренного выведения новых сортов растений. Цель изобретения — увеличение производительности труда, упрощение

„„SU „„1565427 А1 измерений и ускорение определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян без нарушения их жизнеспособности. Устройство для реали.зации способа включает два генератора сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний 1 и 2, генератор прямоугольных импульсов 3, два селектора 4, 5, два модулятора 6 и 7, измерительный волновод 23 с нагревателем 20, детектор 12 3ВМ 15, дозатор семян 16, сообщенный наклонным желобом 17, проходящим через измерительный волновод 23, с распределителем семян 18 с накопительными ячейками 19. Семена поштучно подаются дозатором семян 16 на наклонный желоб 17 и проходят через измерительный волновод 23, В последнем на семена попеременно действует электромагнитное поле частотой выше 10 ГГц и ниже

10 ГГц. Параметры данного поля регистрируются детектором 12, сигнал которого обрабатывается в последствии на ЭВМ 15. 2 сп.флы.1 ил, 1565427

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, более конкретно к способам и устройствам для ускоренного определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян, и может быть использовано в селекционной практике для ускоренного выведения новых сортов растений с заранее заданными признаками, на сортоиспытательных станциях и в контрольно-семенных лабораториях, а также в системе заготовки зерна для определения его качества.

Цель изобретения — увеличение производительности труда, упрощение и ускорение определения сортовых, посевных и .технологических показателей качества семян без нарушения их жизнеспособности.

На чертеже представлена схема устройства для определения стабильности сортов.

Сугцность изобретения заключается в том, что измерения проводят для каждого отдельного семени (зерновки) за время не более 1с, необходимое для того, чтобы под действием силы тяжести по наклонному желобу семя (зерновка) прошло один раз поперек измерительного волновода, в котором поддерживают постоянную температуру

100 — 200 С, под действием которой семя (эерновка) нагревается и часть содержагцейся в нем воды переходит в свободную, в результате чего изменяется диэлектри -веская проницаемость семени (зерновки), Кроме того, в измерительном волноводе семя (эерновка) поочередно взаимодействует с двумя электромагнитными излучениями, из которых у одного частота ниже 10 ГГц, а у другого — выше 10 ГГц и котоаые распространяются П-образными импульсами с частотой следования порядка i кГц. Частоты ниже 10 ГГц и выше 10 ГГц выбраны потому, что при частоте 10 ГГц значительно уменьшается диэлектрическая проницаемость свободной воды, а это значит. что электромагнитное поглощение одним и тем же семенем на частоте ниже 10 Г Гц отличается от электромагнитного поглощения на частоте выше 10 ГГц, О вели ине поглощения судя-; па амплитудам измененных семенем (зернавкой) сигналов, которые подаются на электронно-вычислительную машину и служат исходными данными для вычисления влажности Р каждого семени (зерновки), а также построения с помощью ЗВМ функции распределения количества семян (зерновок) по влажности и вычисления среднего значения влажности Рср и стандартного отклонения ор, являющегося мерой стабильности исследуемых семян па таварнь м качествам, Па мере нагревания и изменения диэлект рической проницаемости исследуемого се15

ЗГ

55 мени (зерновки) величины поглощения энергии электромагнитных колебаний с частотой ниже 10 ГГц и выше 1g ГГц также изменяются и поступают на ЭВМ в виде рядов последовательно изменяющихся величин, по которым вычисляют для каждого семени (зерновки) скорости и ускорения изменения электромагнитного поглощения на частотах ниже 10 ГГц и выше 10 П ц, являющиеся данными для последующего определения количества связанной воды и энергии активации процесса десорбци . верхних слоев связанной воды. Для совок пносги семян (зерновок) с помощью ЗВМ строят кривые распределения по количеству связанной воды и по энергии активации про„eccB десорбции, а также вычисляют статистические параметры этих распределений, По среднему значению Еср энергии активации процесса десорбции оценивают морозоустойчивость озимых культур, а по стандартному отклонению <те от среднего— стабильность сорта по морозоустойчивости.

По среднему значению Мср количества связанной воды судят о хлебопекарных качествах семян (зерна), а стандартное отклонение ом от среднего количества связанной воды является показателем стабильности сорт". по хлебопекарным качествам.

Чувствительность предлагаемого cnocoGa обеспечивает различие семян, энергия десорбции молекул связанной воды у которых отличается не более чем на 42 Дж/моль.

При измерениях не нарушается жизнеспособность семян, что делает возможным последующее высевание их с целью получения урожая.

Таким образом, предлагаемый способ существенно упрощает измерения, так как для каждого семени (зерновки) они паоводятся один раз, а не два, как в известном способе, и не требует перед измерениями выдерживания семян в среде с определенной влажностью не менее 1 сут, Для измерения одного семени (зерновки) требуется не более 1 с, а для 1000 семян (зерновок)— не более 15 мин, что вместе со временем (10-15 мин) для вычисления необходимых показателей и построения кривых распределения с помощью „BM составляет для исследования одного сорта не оолее 25-ЗО мин против 2 суток в известном способе.

Данные об изменении параметров электромагнитных волн в измерительном волноводе подаются на ЭВМ, с г омащью которой проводятся все необходимые вычисления, значительно облегчая таким образом и ускоряя процесс определения качества семян.

Кроме энергии активации процесса десорбции, предлагаемый способ позвсляет

1565427 определять количества свободной и связанной воды в исследуемых семенах (зерновках), что дает возможность дополнительно оценивать их по влажности и хлебопекарным качествам, Если на частоте 10 ГГц значительно уменьшается диэлектрическая проницаемость свободной воды, то при взаимодействии исследуемого семени (зерновки) с электромагнитным излучением в измерительном волноводе значения поглощения Sl энергии электромагнитных колебаний с «астотой ниже 10 ГГц будут отличаться от значений поглощения S2 энергии электромагнитных колебаний с частотой выше

10 ГГц и по мере нагревания семени (зерновки) в измерительном волноводе значения Sl и S2 изменяются. Электромагнитные сигналы обеих частот в измерительном волноводе, провзаимодействовав с исследуемым семенем (зерновкой), детектируются и подаются на электронную вычислительную машину(ЭВМ), которая вычисляет величины поглощения Sl и S2, а также скорости Vl u

V2 и ускорения изменения величины поглощения энергии электромагнитных колебаний с частотой ниже i0 ГГц и выше 10 ГГц по мере того, как исследуемое семя (зерновка) нагревается и изменяется его диэлектрическая проницаемость, Полученные результаты служат исходными данными для вычисления с помощью ЭВМ для каждого семени (зерновки) влажности Р, энергии активации Е процесса десорбции верхних слоев связанной воды, количества связанной воды М, а также при построении кривых распределения и их статистической обработки — для совокупности исследуемых семян (зерновок). Влажность Р для каждого семени (зерновки) определяют по формуле

Р=А1

Sl — S2

S2 (1) где А1 — постоянная прибора;

S1 — величина поглощения энергии электромагнитных колебаний с частотой ниже

10 ГГц, S2 — величина поглощения энергии электромагнитных колебаний с частотой выше

10 ГГц.

Для совокупности исследуемых семян (зерновок) строят с помощью ЭВМ кривую распределения по влажности и находят

СтаНДаРтНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ Стя От СРЕДНЕГО значения Рср. Функция распределения и значение стандартного отклонения стр характеризует стабильность сорта или стабильность исследуемых семян по товарному качеству зерна, а Р р характеризует влажность семян (зерна). Энергия активации Е процесса десорбции верхних слоев связанной воды для каждого семени (зерновки) пропорциональна отношению скоростей Vl

5 и V2 изменения величин поглощения энергии электромагнитных колебаний соответственно с частотой ниже 10 ГГц и выше 10 ГГц по мере нагревания семени (зерновки)

E=C — (2) где С - постоянная прибора.

Для совокупности исследуемых семян строят функцию распределения числа зерновой по Е, находят среднее значение Еср

15 энергии активации процесса десорбции и стандартное отклонение о„- от средней величины Fcp. Функция распределений числа семян (зерновок) по Е и величина рте характеризуют стабильность сорта по морозоустойчивости (для озимых злаков), à Ecp— морозоустойчивость озимых злаков. Количество связанной воды в каждом семени (зерновке) определяют

= С вЂ” (— ) — (-) 3 (т2(1) т2(2)) где В и С вЂ” постоянные прибора;

V (1) и Ч1(2) — скорости изменения электромагнитного поглощения соответственно

ОТ значения Sl,n ДО Sl,n+1 и OT S1,п+1 ДО Sl,n+2 при взаимодействии отдельного семени (зерновки) и электромагнитного излучения с частотой ниже 10 ГГц.

V l(1)=(S .,n — S1,n+1)..V;

Vl(2)=(S1,n+1 — S1,ï+ã) 1 : где lj — час1ота (порядка 1 кГц) следования

П вЂ” образных импульсов электромагнитного излучения в измерительном волноводе;

V2(1) и V2(2) — скорости изменения электромагн.1тного поглощения соответственно

ОТ 3Нан Ния S2,п до S2 n+1 И ОТ S2 n+1 до S2 n+2 при a=-аимодействии отдельного семени (зерновки1 и электромагнитного излучения с частотой выше 10 ГГц, V2(1)=(S2,п S2,п+1)

V2(2)=(S2,n+1 S2,n+2) 1

Для совокуг;ности исследуемых семян (3epHo=oK) cT L HT фу кцию распр делени по количеству связанной воды М, вычисляют среднее значение Мср. и стандартное отклонение от среднего 0, Функция распределения по количеству связанной воды

M и стандартное отклонение а л характеризуют стабильность сорта по хлебопекарным качествам зерна, а величина Мср характеризует хлебопскарные качества зерна, Способ осуще=твляют следующим образом, 1565427

В дозатор семян измерительного устройства засыпают семена озимой пшеницы

Безостая-1 и включают устройство, По команде, поступающей на дозатор от ЗВМ, семена по наклонному желобу под действием силы тяжести по одному проходят через разогретый да 150 С измерительный волнавод, в котором изменяется состояние семян — их влажность, а следовательно, и диэлектрическая проницаемость, при этом семена взаимодействуют с двумя электромагнитными излучениями, распространяющимися в измерительном валноваде П-образными импульсами с частотой 1 кГц, изменяя их параметры. Электромагнитные сигналы с измененными параметрами из измерительного волновода поступа.ат на ЭВМ, которая для каждого семени (ззрновки) вычисляет значения па»-ла цения на частотах ниже 10

ГГц !1 выше 10 ГГц, а также скорости и ускоения изменения этих поглощений. ПО э;-им величинам в зависимости от введенной программы ЗВМ вычисляют для каждой зерновки количества свободной и связанной воды, а также энергию десорбции молекул связанной воды и посылают команды на распределитель семян, который распределяет семена па исследуемому приз:-яку в специальные ячейки. C помощью ЗВМ получают данные и кривые распределения семян по исследуемому поизнаку и правдя» статистические расчеты. По ширине и ф»-,рме кривых распределения, а также па средним значениям исследуемых параметров оценивают качество сорта и ега стабильность.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно упростить измерения, увеличить производительность труда и ускорить процесс определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян, таких как влажность, стабильность семян по влажности, морозоустойчивасть сортов озимых культур и стаб»ильность сортов по морозоустойчивасти, а также хлебопекарные качества зерна и стабильность сорта (партии семян) пс хлебопекарным качествам.

Устройство для реализации способа содержит генератор 1 электромагнитных СВЧколебаний, работающий на частоте ниже

10 ГГц, генератор 2 электромагнитных

СВЧ-колебаний, работающий на частоте более 10 ГГц, низкочастотный генератор 3 прямоугольных колебаний, работающий, например, на частоте 1 кГц, селектор 4 (положительных импульсов),, селектор 5 (отрицательных импульсов), модуляторы 6 и 7, аттенюаторы 8 и 9, переход 10 с двух волновадов на один общий, отражающий клин 11, 5

r,0

50 детектор 12, переключатели 13 и 14, ЗВМ 15, дозатор 16 семян, сообщенный наклонным желобом 17 с распределителем семян 18 с накопительными ячейками 19, нагреватель 20, волновады 21 и 22 и измерительный волновод 23, Устройство работает следующим образом.

От генератора 1 и 2 электромагнитные излучения с частотами соответственна ниже

10 ГГц и выше 10 ГГц поступают на модуляторы б и 7; генератор 3 я вл.яется источником электромагнитных П-образных колебаний с частотой порядка 1 кГц, поступающих на селекторы 4 и 5 и разделяющихся там на положительные и отрицательные прямоугольные импульсы, которые подаются на модуляторы 6 и 7, а также на переключатели

13 и 14, управляющие работой ЭВМ 15. Исследуемые семена по сигналу, поступающему от ЭВМ, движутся из дозатора 16 по наклонному желобу 17 через измерительный волновод 23 в распределитель 18.

Электромагнитные излучения генераторов

1 и 2, промодулированные прямоугольными импульсами. поступают с модуляторов 6 и 7 соответственно через аттенюатор 8 и волнавод 21, а также через аттенюатор 9 и волновод 22 на переход 10, а из него — в измерительный волновод23, имеющий в качестве оконченной нагрузки отражающий клин 11 и в котором с помощью нагревателя

20 поддерживается постоянная температура 100-200 С. Таким образом, электрамаго нитные излучения генераторов 1 и 2 распространяются в измерительном волноваде поочередно следующими с частотою порядка 1 кГц импульсами, взаимодействуют с проходящими через измерительный волновод семенами, а затем детектируются детекторам 12 и через переключатели 13 и

14 поступают на ЭВМ, которая для каждого семени вычисляет величины поглощений энергии электромагнитных колебаний, излучаемых генераторами 1 и 2, а также скорости и ускорения, с которыми изменяются эти поглощения вследствие нагревания семян за время прохождения через волновод.

Полученные результаты служат исходными данными, чтобы с помощью ЭВМ в зависимости от введенной в нее программы вычислить для каждого исследуемого семени количества свободной воды или количество связанной воды, или энергию активации процесса десорбции, а также построить кривые распределения семян по этим параметрам и рассчитать статистические характеристики этих кривых. Вычисляя какой-либо иэ названных параметров для каж1565427

10 ду соответствующего переключателя, кроме тога, выходы модуляторов посредством соответствующих аттенюаторав v. перехода с двух волновадов на общий сообщены с измерительным волновадам, причем выход

ЭВМ подключен к управляющим входам дозатора семян и распределителя семян, а наклонный желоб пропущен через измерительный валновад, при этом первый генератор сверхвысокачастотных электро30

35 магнитных колебаний выполнен в виде генератора для создания электромагнитных колебаний более 10 ГГц, а второй — в виде генератора для создания электромагнитных колебав лй менее 10 ГГц, кроме того, выход каждого генератора сверхвысокочастотных

2. Устройство для определения стабильности сортов растений, содержащее первый генератор сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний, измерительный волновод, измеритель параметров электроэлектромагнитных колебаний подключен к коммутируемому входу соответствующего модулятора.

Составитель Е.Шкрадюк

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Moðãåíòàë Корректор И.Эрдеи

Заказ 1176 Тираж 437 Подпи ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 дога исследуемого семени, ЭВМ вырабатывает и подает команды на распределитель 18, распределяющий семена в ячейке

19 по исследуемому признаку, Чувствительность предлагаемого устройства обеспечивает различие семян, энергия десорбции молекул связанной воды у которых отличается не более чем на

42 Дж. мал ь.

Формула изобретения

1. Способ определения стабильности сортов растений, включающий пропускание семян через валновод и измерение параметров электромагнитных колебаний высокой частоты при изменении состояния исследуемых семян, o r л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности труда, упрощения и ускорения процесса определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян без нарушения их жизнеспособности, при пропускании семян чеаез волновод на них воздействуют постоянной температурой 100-120 С, в волноводе создают П-або разные импульсы двух электромагнитных излучений, из которых у аднага частота ниже 10 ГГц, а у другого выше 10 ГГц при частоте П-образных импульсов 1 кГц, по измеренным параметрам для каждого семени вычисляют поглощение энергии электромагнитных колебаний при частоте ниже

10 ГГц и выше 10 ГГц, а также скорости и ускорения изменений этих поглощений при прохождении семени в волнаваде, и по получен н ым резул ьтатам для каждого семени вычисляют влажность, количество связанной воды и энергию активации процесса десорбции, а стабильность сорта определяют путем сравнения полученных данных для совокупности исследуемых семян.

25 магнитных волн в волноводе и связанный с ним индикатор, о тл и ч а ю ще е с я тем, чта, с целью увеличения производительности труда, упрощения и ускорения процесса определения сортовых, посевных и технологических показателей качества семян без нарушения их жизнеспособности, оно снабжено вторым генератоаом сверхвысокочастотных электромагнитных колебаний, генератором прямоугольных колебаний, двумя селекторами, двумя модуляторами, двумя аттенюаторами, а также дозаром семян, гасредством наклонногс желоба савмещс-.иным с распределителем семян с накопительными ячейками, а измерительный волновод снабжен нагревателем, при этом измеритель параметров электромагнитных вали в волнаваде выполнен в виде детектора, двух переключателей и ЭВМ, причем выход детектора подключен к коммутируемым входам переключателей, выходы которых связаны с соответствующими входами ЭВМ, а выход генератора прямоугольных колебаний подключен к входам селекторов, вы" îä каждого из которых подключен к управляющему входу соответствующего модулятора и управляющему вхо