Публикации автора

Снижение потерь посевного материала из-за патогенов может быть реализовано на этапе послеуборочной очистки с применением оптических методов оценки зараженности зерна. Цель исследования – разработка автоматизированной фотолюминесцентной системы сепарации зернового материала и оценка основных показателей качества ее работы. Объектом исследования является процесс распознавания и сепарации здоровых и зараженных семян по их оптическим люминесцентным свойствам. Научная новизна заключается в переходе от количественных способов сепарирования к качественным методам точечного воздействия, где разделение зернового материала не стремится к усреднению результата, а способно, пусть и с определенной долей погрешности, отделять зерна с заданными показателями. Исследования проводили в 2022-2025 годах в ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. В качестве зернового материала взяты семена пшеницы, ячменя и овса. Сепарирующий аппарат основан на определении зараженности зерна оптическим люминесцентным методом в потоке зерновой массы по соотношению потоков фотолюминесценции при возбуждении излучением 362 нм и 424 нм. Согласно критерию энергоэффективности, которым является максимум эффективной отдачи выбраны источники излучения. Блок сепарации зерна включает светонепроницаемую камеру с двумя светодиодами (эффективная отдача излучения 0,95-0,98%) и одним широкоспектральным фотодиодом. Разработанная система включает: бункер с позиционирующим устройством на транспортерной ленте, блок оптико-электронной диагностики, исполнительное устройство в виде соленоидов. Алгоритм работы установки сепарации включает: инициализацию и проверку основных систем; получение сигнала люминесценции; анализ полученного отношения сигналов и запуск исполнительных устройств. В качестве исходного материала для сепарации использована выборка зерна размером 1000 здоровых и 1000 зерен пораженных патогенной микрофлорой. Точность распознавания семян с использованием фотолюминесцентной сепарации достигает 72%. При этом доля верно классифицированных семян превышает 75%, а относительная погрешность измерения ключевого параметра (Ф₃₆₂/Ф₄₂₄) составляет менее 10% для обеих групп.

Болезни растений снижают урожайность сельскохозяйственных культур и могут серьезно повлиять на устойчивость аграрной отрасли. Для контроля и эффективной борьбы болезней важно их выявлять на раннем этапе. Провели анализ оптических методов и приборов диагностики зараженности растений. (Цель исследования) Разработать прибор оптической фотолюминесцентной диагностики заражения семян злаковых растений фузариозом. (Материалы и методы) Исследовали зараженные фузариозом семена озимой пшеницы сорта Иришка 172 и ячменя Московский 86. (Результаты и обсуждение) В универсальном приборе, измеряющем зараженность пшеницы и ячменя, необходимо иметь три источника излучения с длиной волны 362, 424 и 485 нанометров. Для возбуждения люминесценции на длине волны 362 нанометра наиболее подходит светодиод VLMU3510-365-130, на 424 нанометра - светодиод CREELED424, на 485 нанометров - светодиод XPEBBL-L1. Для регистрации люминесценции семян в диапазонах 390-550 и 510-670 нанометров выбран фотодиод VEMD5510, а в диапазоне 450-600 нанометров - фотодиод BPW21R. Также выбраны микроконтроллер, операционный усилитель, дисплей, клавиатура и другие компоненты. Разработана структурная схема, включающая светооптический и электронный блоки, а также блок питания. При лабораторных испытаниях прототипа прибора «ЛЮМ ВИМ-1» получены зависимости фотосигналов при 362, 424 и 485 нанометрах для семян пшеницы и ячменя различной степени зараженности. Методика определения зараженности фузариозом включает пробоподготовку, возбуждение и регистрацию фотолюминесценции, усиление соотношения фотосигналов и расчет зараженности по градуировочным уравнениям. (Выводы) На основе критерия энергоэффективности выбраны источники и приемники излучения для прибора экспресс-контроля степени заражения фузариозом семян пшеницы и ячменя. В ходе лабораторных испытаний подтверждены ранее полученные зависимости потоков фотолюминесценции семян от зараженности и уточнены градуировочные характеристики разработанного прибора.