Радиотехника и сорняки

При подготовке полей к посеву использование почвозащитной технологии, при которой пласт почвы не оборачивают, а лишь слегка приподнимают, чуть рыхля и подрезая по горизонтали, позволяет сохранить структуру почвы, но имеет и отрицательные стороны: три четверти семян сорняков остаются целыми и благополучно всходят. Борьбу с сорняками ведут уже в период вегетации. Таким образом, почвозащитная технология, решив одну проблему, породила другую: как уничтожить сорняк до того, как он пошел в рост.

Рассматривая разные варианты, ученые вспомнили о способности сверхвысокочастотного (СВЧ) поля разогревать облучаемое им тело (именно так жарится мясо в СВЧ-печке). Но удастся ли с помощью СВЧ-поля уничтожить семена сорняков в земле?

Первые же опыты подтвердили высокую эффективность метода. Но одно дело – опытные грядки подсобного хозяйства, а другое – огромные массивы полей. Кроме того, результаты экспериментов были получены лишь при облучении полей под овощные культуры. Внедрение метода требовало дополнительных экспериментов и разработки целого комплекса оборудования.

Группа сотрудников Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства и Сибирского НИИ сельского хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ Н.З. Милащенко и профессора Ф.Я. Изакова разработала и исследовала СВЧ-метод применительно к сорнякам зерновых культур. Основная задача, которую пришлось решать ученым, состояла в достижения максимальной эффективности облучения семян в почве. В ходе ее решения была разработана специальная форма излучателя и выбран диапазон длин волн, обеспечившие максимальное поглощение СВЧ-сигнала при снижении потерь на отражение и рассеяние. Выяснилось также, что если на почву нанести специальные борозды, поглощение СВЧ-энергии возрастет.

Щетинник зеленый Семена щетинника зеленого – главного сорняка при почвозащитной системе земледелия – были первым объектом, против которого планировали применить новый метод. Были изучены диэлектрические свойства семян сорняка и почвы, зависимость их от температуры, влажности и плотности. Влажные семена оказались более восприимчивыми к облучению, чем сухие, но наибольший коэффициент поглощения оказался у проросших семян.

Семена различных видов сорняков по-разному реагировали на СВЧ-лучи. Одна и та же доза угнетала 92–95% семян щетинника зеленого и лишь 83% семян щирицы колосистой. А при другой дозе щетинник погибал весь, а щирица колосистая не страдала вовсе. Потребовались новые эксперименты, в ходе которых было установлено, что существуют два противоположных эффекта СВЧ-излучения: большие дозы убивали сорняки, а малые дозы стимулировали их рост.

Ученые решили использовать стимуляцию роста сорняков на благо. Для этого малой дозой СВЧ-излучения ускоряли рост сорняков, а затем уничтожили их механическим способом – культиваторами. Если сразу после такой обработки посеять пшеницу, то урожай увеличивался на 7–9 ц/га. Это весомая добавка, если учесть, что средняя урожайность составила 27,8 ц/га.

Обрабатывать почву СВЧ-излучением можно в разное время года: весной, вместо обычной предпосевной обработки; летом – паровое поле; осенью – после уборки урожая.

Чем хорошо использование СВЧ-полей? Во первых, это экологически чистая технология. Во вторых, она оказалась достаточно эффективным средством борьбы с сорняками. И, наконец, эта технология достаточно проста и доступна персоналу средней квалификации.

Следует добавить, что попыток применения радиотехники в сельском хозяйстве немного. Агрономы не очень-то разбираются в радиофизике, а физикам не нравятся такие капризные и трудно рассчитываемые системы, как почва и семена. Однако очевидно, что сотрудничество биологов и физиков может давать хорошие результаты.