Wpływ pola magnetycznego I wody uzdatnianej magnetycznie na wybrane cechy morfologiczne I skład chemiczny siewek słonecznika

Autorzy: Arkadiusz Matwijczuk , Krzysztof Kornarzyński , Stanisław Pietruszewski , Maciej Krupa

Streszczenie

       Przeprowadzono badania wpływu zmiennego pola magnetycznego, wody uzdatnianej magnetycznie oraz połączenia obu tych czynników na masy, wysokość, zawartość Ca i K oraz wszystkich składników mineralnych siewek słonecznika dla ich początkowej fazy wzrostu trwającej 5 dni. Stymulacja magnetyczna nasion odbywała się na stanowisku badawczym dla pola magnetycznego o indukcji 30 mT, o częstości 50 Hz w czasie 15 s i 30 s. Uzdatnianie magnetyczne wody przeprowadzono na stanowisku pomiarowym, gdzie przepływała ona przez teflonową rurkę umieszczoną pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu prądu stałego o indukcji 150 mT. Wodę przepuszczano pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu 3 razy. Badania przeprowadzono w wazonach wypełnionych ziemią ogrodową, w klimatyzowanej hali wegetacyjnej bez dostępu światła dziennego, stosując jako oświetlenie światło fluorescencyjne i pobierając próbki co pięć dni w okresie 15-dniowym. Uzyskano pozytywny wpływ na masy końcowe i rozmiary roślin dla praktycznie wszystkich czynników stymulujących. Nie zaobserwowano istotnego wpływu czynników stymulujących na zawartość składników mineralnych oraz potasu i wapnia w siewkach.

Wstęp

       Na kiełkowanie i wzrost roślin mają wpływ czynniki genetyczne i środowiskowe oraz właściwe przygotowanie nasion przed siewem, gdzie stosuje się zaprawy nasienne (Kopcewicz i Lewak 2002, Vasilevski 2003) oraz czynniki fizyczne, do których należą stałe i zmienne pole magnetyczne i elektryczne, promieniowanie jonizujące, mikrofalowe i laserowe. Czynniki te wywierają zwykle
pozytywny wpływ na kiełkowanie i wzrost roślin oraz wysokość uzyskiwanych plonów (Podleśny 2002, Yi-Ping Chena i in. 2005, Ciupak i in. 2006, Kornarzyński i Łacek 2006). Stosowane są cztery rodzaje pól: słabe pola statyczne, jednorodne pola magnetyczne, uwzględniające pole geomagnetyczne, silne jednorodne pola magnetyczne, silne niejednorodne pola magnetyczne oraz pola magnetyczne niskiej częstości (Galland i Pazur 2005). Działaniu czynników stymulujących poddawano nasiona cebuli (Prokop i in. 2001, Prokop i in. 2002b), kapusty (Pietruszewski i in. 2002), rzodkiewki i rzodkwi (Prokop i in. 2002a), gdzie stosowano stymulację zmiennym polem magnetycznym o indukcji B = 30 mT, 60 mT i 100 mT dla czasów stymulacji od 4 s do 60 s, uzyskując pozytywny wpływ na szybkość kiełkowania oraz plony dla pola magnetycznego o częstości 50 Hz i indukcji 30 mT. Istnieje wiele sposobów magnetycznego uzdatniania wody, w których stosuje się różne wartości indukcji pola magnetycznego, uzyskiwanego za pomocą magnesów stałych lub elektromagnesów, różne konfiguracje oraz różną liczbę powtórzeń procesu (krotność przepływu) i natężenia przepływu wody (Coey i Cass 2000). Woda poddana działaniu stałego pola magnetycznego zmienia swoją przewodność, napięcie powierzchniowe i pH (Cho i Lee 2005, Amiri i Dadkhah 2006, Fathi i in. 2006). Silne pole magnetyczne powoduje wzrost lepkości wody (Presman 1971). Badania wykazały, że uzyskanie pozytywnych efektów występuje dla określonych parametrów, gdzie np. zmiana zawartości jonów wapnia w wodzie zależy od długości drogi w polu i szybkości przepływu (Gabrielli i inni 2001). Prowadzone od lat badania dotyczą możliwości stosowania wody uzdatnionej magnetycznie w rolnictwie i jej wpływu na kiełkowanie nasion i wzrost roślin (Rokhinson i in. 1994, Morejon i in. 2007, Pietruszewski i in. 2007). Celem pracy było zbadanie wpływu zmiennego pola magnetycznego o indukcji B = 30 mT i częstości f = 50 Hz, wody uzdatnianej magnetycznie w stałym polu o indukcji B = 150 mT oraz obu tych czynników równocześnie, na wybrane cechy morfologiczne oraz skład chemiczny siewek słonecznika ogrodowego Helianthus annuus L.

Materiały i metody

       Badania przeprowadzono w wazonach wypełnionych ziemią ogrodową o wysokości 16 cm i objętości około 0,0153 m3 (15,3 l), do których wysiano nasiona słonecznika uzyskując po 30 roślin w każdym. Nasiona poddano oddziaływaniu pola magnetycznego i wody uzdatnianej magnetycznie, którą przepuszczano 3 razy pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu. Stymulacja magnetyczna nasion odbywała się na stanowisku badawczym, gdzie umieszczano je pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu prądu zmiennego o częstości 50 Hz. Uzdatnianie magnetyczne wody przeprowadzono na stanowisku pomiarowym, w którym woda przepływała przez teflonową rurkę, umieszczoną pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu zasilanego prądem stałym o indukcji B = 150 mT, przez odcinek o długości l = 0,15 m ze stałą prędkością v = 0,5 m⋅s – 1. Badania wykonano dla pięciu próbek, dla trzech powtórzeń, gdzie próbka: P1 dotyczyła przedsiewnej stymulacji nasion polem magnetycznym o indukcji B = 30 mT w czasie 30 s (w dalszej części pracy będzie używany skrót: 30 mT, 30 s). Próbka P2 – podlewanie nasion po ich wysianiu wodą uzdatnianą magnetycznie 3x (trzy razy przepuszczona pomiędzy nabiegunnikami elektromagnesu, (skrót: wum 3x), P3 – stymulowane polem zmiennym o B = 30 mT w czasie 15s plus woda uzdatniana magnetycznie 3x (skrót: 30 mT, 15 s, wum 3x), P4 – stymulowane polem zmiennym o B = 30 mT dla czasu 30 s oraz woda uzdatniana magnetycznie 3x (skrót: 30 mT, 30 s, wum 3x), P5 – próbka kontrolna nasion nie poddanych stymulacji polem magnetycznym, które podlewano wodą nie poddaną działaniu pola magnetycznego. Doświadczenia przeprowadzone zostały w hali wegetacyjnej bez dostępu światła dziennego, w temperaturze wynoszącej średnio 24±2ºC i wilgotności utrzymywanej na poziomie 50-70%, w warunkach dzień/noc w stosunku 16:8 godzin, gdzie jako oświetlenie zastosowano światło fluorescencyjne o promieniowaniu około 100 µM⋅m-2 ⋅s -1 . W przeprowadzonych badaniach określono świeżą masę i wysokość siewek. Wyznaczono zawartość suchej masy siewek, zawartość składników mineralnych oraz zawartość Ca oraz K. Pomiary wykonano w terminach: 5, 10 i 15 dni po wysianiu nasion. W tych terminach wycinano po dziesięć siewek z każdego wazonu, które były ważone i mierzone, a następnie przekazywane do analiz chemicznych. Zawartość wapnia Ca i potasu K w roślinach przeprowadzono w Centralnym Laboratorium Analitycznym Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie za pomocą spektrometru absorpcji atomowej firmy UNICAM 939 AA Spektrometr. Pomiaru dokonano metodą płomieniową (ASA). Oznaczenie zawartości suchej masy wykonano metodą wagową (norma PN-91/R-87019), z której wyznaczono zawartość składników mineralnych. Przeprowadzono analizę wyników badań poziomu istotności statystycznej za pomocą testu Tukeya, w stosunku do próbki kontrolnej, dla poziomu istotności α = 0,05.