МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Реклама
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ
ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ЧАСТОТОЙ 50 Гц
НА АГРОФИТОЦЕНОЗЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА
© Бойченко А.П.
Кубанский государственный университет, г. Краснодар
Приведены результаты лабораторных исследований воздействия переменного электрического поля частотой 50 Гц и напряженностью
8,82·106 В/м на семена подсолнечника сорта «Мастер». Показано, что
поле с указанными характеристиками вначале роста всходов приводит
к увеличению почти всех их физиологических и биофизических характеристик по сравнению с контролем, а затем – к увяданию листьев
верхнего яруса подсолнечника и последующему полеганию и засыханию всего растения.
Как известно, доставка электроэнергии потребителю требует ее транспортировки по высоковольтным проводам, которые образуют систему высоковольтных линий электропередач (ВЛЭП), пролегающих на сотни и тысячи километров от электростанций. Максимальная напряженность низкочастотного электрического поля (НЧЭП) порядка 50-60 Гц (последняя в
основном имеет место в Европе и США), создаваемая вблизи высоковольтных проводов ВЛЭП может достигать 50 кВ/м и более [1], что делает
их очень интенсивным источником электромагнитного загрязнения окружающей среды.
Одной из актуальных проблем такого загрязнения на Кубани является
пролегание ВЛЭП через территории агрофитоценозов подсолнечника (Helianthus annuus L.), высота стеблей которого может превышать 4 м [2], что
уменьшает взаимное расстояние между высоковольтными проводами и,
как следствие, приводит к локальному воздействию НЧЭП на их соцветия
и концевые части [3]. Поэтому в настоящей работе была поставлена цель:
смоделировать и исследовать характеристики роста и биофизические параметры всходов подсолнечника в НЧЭП высокой напряженности частотой 50 Гц, создаваемое ВЛЭП.
Для исследований были выбраны семена подсолнечника сорта «Мастер» – одной из широко культивируемых в Краснодарском крае масличных
культур. Моделирование условий его произрастания в условиях воздействия ВЛЭП осуществлялось в специально сконструированном деревянном
ящике 1 размером 1,0  1,0  0,5 м, как показано на рис. 1. На дно ящика

Доцент кафедры Оптоэлектроники, кандидат физико-математических наук.
10
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: СТУПЕНИ ПОЗНАНИЯ
насыпался дренаж (керамзит) слоем 0,1 м, а поверх него грунт «Универсальный», куда рядами высаживались семена 2. По диагонали ящика устанавливались два кронштейна 3, обеспечивающие крепление высоковольтного провода 4 диаметром 0,25 мм на высоте 0,6 м относительно поверхности грунта. Этот провод подсоединялся к одной клемме высоковольтного
трансформатора 5, питаемого от электрической сети. Вторая клемма
трансформатора закапывалась в грунт, являясь своего рода «заземлением».
Максимальная напряженность НЧЭП между проводом и поверхностью
грунта составляла 8,82·106 В/м. Поле включалось в момент высадки семян
и выключалось через 30 дней после этого. Через указанное время эксперимент прекращался. Для прорастающих семян определялась их энергия
прорастания, всхожесть, скорость роста всходов υ и их удельная биомасса
в воздушно-сухом состоянии. Аналогичные измерения проводились для
контрольных семян, прорастающих без НЧЭП. Результаты проведенных
исследований представлены в таблице и на рис. 2.
Таблица 1
Результаты воздействия НЧЭП частотой 50 Гц
на семена подсолнечника «Мастер»
Параметр
Контроль
Опыт
Энергия прорастания, %
24,49 ± 3,67 41,07 ± 3,20
Всхожесть, %
40,82 ± 5,31 55,36 ± 3,87
Удельная биомасса, г/шт.
0,058 ± 0,006 0,063 ± 0,005
Начало угнетения всходов, сут.
0
18
4
3
1
2
5
3
Рис. 1. Схема высадки семян подсолнечника,
произрастающих в условиях воздействия НЧЭП
Биологические науки
11
υ, см/сут
15
2
x
1
10
x1
5
t, cут
0
0
2
4
6
8
y
Рис. 2. Скорость роста всходов
подсолнечника:
1 – контроль; 2 – в условиях воздействия НЧЭП
Из полученных данных видно, что по сравнению с контрольным вариантом НЧЭП частотой 50 Гц повышает почти все физиологические и биофизические параметры всходов семян подсолнечника, но на 18-е сутки
приводит их к быстрому угнетению, выражающемуся резким торможением роста и затем увяданием. Начавшись с верхнего яруса, этот процесс
завершается полеганием всего растения и его полным засыханием. Наблюдаемое явление можно объяснить следующими соображениями: по
мере увеличения длины проростков, между их концевой частью и высоковольтным проводом расстояние сокращается, что ведет к увеличению локальной напряженности НЧЭП. Согласно разработанной биофизической
модели его воздействия на клетки растения [4], поле способно привести к
необратимому нарушению ионного баланса на клеточных мембранах, а
при длительном воздействии (более недели) – к гибели всего организма, что
и наблюдается в эксперименте. Из чего следует, что в реальных условиях
произрастания растений, в частности исследованных семян подсолнечника
«Мастер», при определенном сочетании напряженности НЧЭП и экспозиционного времени его действия возможно возникновение критических ус-
12
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: СТУПЕНИ ПОЗНАНИЯ
ловий нормального (обратимого) функционирования растительного организма, ведущих к его гибели. Поэтому прогнозирование и экспериментальное моделирование таких ситуаций является очень важным вопросом сельскохозяйственной биологии, экологической биофизики и экологии в целом.
Обобщая результаты проведенных исследований можно сделать следующие предварительные выводы:
1. На начальном этапе роста семян подсолнечника сорта «Мастер»
НЧЭП частотой 50 Гц и напряженностью 8,82·10 6 В/м приводит к увеличению почти всех их физиологических и биофизических характеристик по
сравнению с контрольным вариантом.
2. По мере сокращения расстояния между высоковольтным проводом и
всходами данной культуры в результате их роста, увеличивается локальная
напряженность НЧЭП, приводящая к увяданию листьев верхнего яруса подсолнечника, а затем – к полному полеганию и засыханию всего растения.
Список литературы:
1. Чехов В.И. Экологические аспекты передачи электроэнергии. – М.:
Изд-во МЭИ, 1991. – 44 с.
2. Майсурян Н.А. Практикум по растениеводству. – М., 1970. – 446 с.
3. Кравченко А.А., Бойченко А.П., Кошлякова Ю.С., Василенко Л.М. Исследование роста семян подсолнечника в электромагнитном поле частотой
50 Гц // 16 Всеросс. научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. – Екатеринбург; Волгоград: Изд-во АСФ России, 2010. – С. 409-410.
4. Бойченко А.П. Плазменно-пылевая модель организации высших
растений и плазменных процессов их функционирования в условиях низкочастотного электромагнитного воздействия высоковольтных линий электропередач. Деп. ВИНИТИ РАН 31.03.2009, №178-В2009. – 140 с.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
ПОДВИДОВ ДОМОВОЙ МЫШИ MUS MUSCULUS
ПО ДАННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМОРФИЗМА
КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА мтДНК
© Мальцев А.Н.
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, г. Москва
Проведена оценка молекулярно-генетической изменчивости подвидов политипического вида Мus musculus по данным исследования контрольного региона d-петли (D-loop) мтДНК. Наибольшая генетическая

Аспирант, младший научный сотрудник лаборатории Поведения и поведенческой экологии
млекопитающих. Научный руководитель: Котенкова Е.В., ведущий научный сотрудник, доктор биологических наук, доцент.
Скачать