EVALUATION OF EXISTING ELECTROPHYSICAL METHODS OF INFLUENCING BIOLOGICAL OBJECTS

INNOVATIVE SCIENTIFIC RESEARCH ISSUE №9-1(62) September 2025 ISSN 2713-0010 SCIENTIFIC NETWORK PUBLICATION ~ 48 ~ РАЗДЕЛ. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ https://doi.org/10.5281/zenodo.18070350 УДК 579.246.63 ОЦЕНКА СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИООБЪЕКТЫ Р.И. Штанько, С.В. Владимиров, к.т.н., доц., НИУ «МЭИ» Аннотация: В статье рассматриваются методы электрофизического воздействия на биологические объекты. Дана классификация методов управления развитием экосистем. Приводятся факторы, влияющие на увеличение всхожести и энергии прорастания семян. Особое внимание уделено параметрам обработки семян. Показана зависимость внешних факторов на ход электрохимических реакций. Представлен механизм воздействия электричекого поля на внутреннюю структуру биообъектов. Ключевые слова: электроактивированные растворы, электроактиватор, электролит, напряженность поля, электрохимическая реакция, коронный разряд EVALUATION OF EXISTING ELECTROPHYSICAL METHODS OF INFLUENCING BIOLOGICAL OBJECTS R.I. Shtanko S.V. Vladimirov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Research University «MEI» Annotation: The article discusses methods of electrophysical influence on biological objects. A classification of methods for managing the development of ecosystems is given. Factors influencing the increase in germination and energy of seed germination are given. Particular attention is paid to the parameters of seed treatment. The dependence of external ИННОВАЦИОННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫПУСК №9-1(62) Сентябрь 2025 ISSN 2713-0010 НАУЧНОЕ СЕТЕВОЕ ИЗДАНИЕ ~ 49 ~ factors on the course of electrochemical reactions is shown. The mechanism of the effect of the electric field on the internal structure of biological objects is presented. Keywords: electro activated solutions, electroactivator, electrolyte, field strength, electrochemical reaction, corona discharge Современное производство сельскохозяйственной продукции постоянно интенсифицируется с привлечением различных средств и методов, начиная с селекции и предпосевной обработки и заканчивая хранением и переработкой полученной продукции. Однако, в настоящее время, преимуществом пользуются химические методы, как наиболее освоенные, изученные и технологичные. При этом по масштабам загрязнения среды обитания химические средства выходят на уровень промышленных и транспортных загрязнений. Результаты анализов свидетельствуют о значительном загрязнении продуктов питания остаточными количествами химических веществ. В целом в стране в последние годы в части проб (до 15,5 %) наблюдается содержание двух и более вредных веществ. Чтобы существенно уменьшить количество потребляемых человеком вредных веществ, необходимо перейти к использованию экологически чистых методов интенсификации сельскохозяйственного производства, к которым относятся электрофизические воздействия на растения и животных. К настоящему времени накоплен достаточный материал, который позволяет провести оценку электрофизических методов воздействия с целью интенсификации и защиты растений и животных от болезней и вредителей. Одним из важнейших направлений в развитии электрофизических методов интенсификации следует считать использование электроактивированной воды. Изменение энергии клетки и ее мембранного потенциала лежит в основе реакции клетки на любой вид воздействия извне. Фон физического воздействия является как бы «ключом», отпирающим внутреннюю энергию клетки. Механизм стимуляции у физических воздействий является чисто энергетическим, так как кроме количества энергии воздействия, INNOVATIVE SCIENTIFIC RESEARCH ISSUE №9-1(62) September 2025 ISSN 2713-0010 SCIENTIFIC NETWORK PUBLICATION ~ 50 ~ важную роль играет ее качество, которое можно идентифицировать через КПД; эта энергия является только спусковым механизмом, который вызывает разрядку собственной энергии. Данный механизм скорее энерго-информационный: воздействии сообщает, например, семени определенную полезную энергию, которая управляет собственной энергией клетки [1]. Анализ современного состояния применения электрофизических методов показывает, что вопросы экологической чистоты производства становятся приоритетными. Использование электроактивированных веществ позволило бы в значительной степени снизить риск загрязнения окружающей среды и получаемой продукции. Однако, это способ, несмотря на актуальность, остается не в полной мере исследованным. Известно, что в живой клетке существует сложная картина биотоков, которые по физической природе своей есть ни что иное, как электрические токи интегрированные в функцию клетки, и электрический потенциал (биопотенциал) поддерживается на определенном уровне. Биопотенциал имеет в состоянии покоя постоянную полярность и постоянную или медленно меняющуюся величину. Многочисленными исследованиями [2] выяснено, что в клетке существует электрическое поле постоянного тока, которое можно определить как динамическое равновесное электросостояние самоорганизации. Изменение энергии клетки и ее мембранного потенциала лежим в основе реакции клетки на любой вид воздействия извне. В зависимости от вида воздействующей извне энергии реакция клетки может иметь различные КПД. Если воздействие превышает некоторый определенный уровень, то происходит поглощение энергии клеткой, т.е. нечто подобное энергетическому взрыву (в живой системе появляется условие критичности переводящее ее в новое самоорганизованное состояние) и возникает эффект стимуляции или ингибирования [3]. Таким образом, фон физического воздействия является как бы «ключом», отпирающим внутреннюю энергию клетки (для преобразования состояния в новую устойчивую форму). При этом ИННОВАЦИОННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫПУСК №9-1(62) Сентябрь 2025 ISSN 2713-0010 НАУЧНОЕ СЕТЕВОЕ ИЗДАНИЕ ~ 51 ~ природа внешнего сигнала не оказывает существенного влияния на результат воздействия. Механизм стимуляции у физических воздействий является чисто энергетическим по следующим причинам. Во-первых, кроме количества энергии воздействия, важную роль играет ее качество, которое можно идентифицировать через КПД. Во-вторых, эта энергия является только спусковым механизмом, который вызывает разрядку собственной энергии. Данный механизм скорее энергоинформационный: воздействие сообщает, например, семени определенную полезную энергию, которая управляет собственной энергией клетки. Под действие факторов электромагнитной природы активизируется деятельность ферментов, увеличивается содержание воды в проростках в связи с изменением проницаемости клеточных мембран, увеличивается количество сахаров в прорастающих семенах, возрастает интенсивность процесса фотосинтеза, усиливается корневое минеральное питание. Биомасса растений и количество плодов увеличивается, ускоряется развитие, и сокращаются сроки созревания [4]. На рисунке 1 представлены методы управления развитием биосистем. Исследования показывают, что электрические поля являются эффективным стимулятором ростовых процессов. Применение электрических полей для предпосевной обработки позволяет интенсифицировать всхожесть семян, энергию их прорастания; приводит к повышению урожайности и качества продукции. С целью биостимуляции семян сельскохозяйственных культур применяют поля коронного разряда с напряженностью от 2105 до 6,5105 В/м при времени обработки от 2 до 90 секунд, электростатические поля с напряженностью от 1105 до 10105 В/м с продолжительностью обработок до 60 секунд, электрические поля переменного тока напряженностью 1105 до 4105 В/м и экспозицией от секунды до десятков минут. Величина напряженности и времени обработки семян различны для каждой культуры, и поэтому выбор режима обработки требует дифференцированного подхода [5, 6]. INNOVATIVE SCIENTIFIC RESEARCH ISSUE №9-1(62) September 2025 ISSN 2713-0010 SCIENTIFIC NETWORK PUBLICATION ~ 52 ~ Рисунок 1 – Методы управления развитием биосистем В результате исследований [7, 8] было установлено, что при обработке семян электрическим полем постоянного тока возрастает интенсивность поглощения им воды, интенсивность дыхания (на 30200% по сравнению с контролем), повышается активность катализы (на 2,5…69,2% в суточных проростках пшеницы). Лучший вариант получен при обработке семян в отрицательной короне и отлёжке их в течение 12 дней, а также при обработке семян в положительной короне и отлёжке 18 дней. Также проводились исследования по установлению оптимальных параметров обработки семян овощных культур: томатов, огурцов, капусты, редиса, салата. Семена обрабатывались полем переменного тока напряженностью 3,5105 В/м. Для томатов оптимальное время обработки составило 5 минут. Энергия прорастания при этом увеличилась на 8…10%, а всхожесть на 3…5% [9]. Электрическое поле как наиболее универсальный, менее энергоёмкий и точно управляемый физический фактор способно создать полезно направленные биологические изменения в живом ИННОВАЦИОННЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫПУСК №9-1(62) Сентябрь 2025 ISSN 2713-0010 НАУЧНОЕ СЕТЕВОЕ ИЗДАНИЕ ~ 53 ~ организме и действует на биологические объекты как запускной механизм. Список литературы [1] Генин Л.С. Электролиз растворов поваренной соли. / Л.С. Генин – М., Росхимиздат, 1960. 240 с. [2] Девятов В.А. Электроактивированная вода / В.А. Девятов, С.В. Петров // Изобретатель и рационализатор – 1988. в.5. 45 с. [3] Зимин В.М. и др. Хлорные электролизеры. / В.М. Зимин и др. – М.: Химия, 1984. 302 с. [4] Мазанько А.Ф. Промышленный мембранный электролизер. / А.Ф. Мазанько и др. – М.: Химия, 1984. 240 с. [5] Чеба Б.П. Исследование энергоемкости электрохимической активации воды. / Б.П. Чеба и др. – «Механизация и электрификация с.х», 1990. № 10. 26 с. [6] Даниелова Л.Н. Электроактивация коллекторно-дренажных вод с целью использования их для орошения с.х. культур. / Л.Н. Даниелова и др. // Проблемы утилизации и использования минерализованных дренажных вод. – Ташкент, 1990. [7] Бахир В.М. Химический состав и свойства электрохимических активированных растворов. / В.М. Бахир – Серия: Электрохимактивация, 1990. в.3. 12 с. [8] Стендлер В.В. Электролитическое производство хлора и щелочей. / В.В. Стендлер – Л., Химтеоретиздат, 1975. 710 с. [9] Латышев В.В. Неожиданная вода. / В.В. Латышев // Изобретатель и рационализатор – 1981. № 2. Bibliography (Transliterated) [1] Genin L.S. Electrolysis of solutions of table salt. / L.S. Genin – M., Roskhimizdat, 1960. 240 p. [2] Devyatov V.A. Electroactivated water / V.A. Devyatov, S.V. Petrov // Inventor and innovator – 1988. v.5. 45 p. [3] Zimin V.M. et al. Chlorine electrolyzers. / V.M. Zimin et al. – M.: Chemistry, 1984. 302 p. INNOVATIVE SCIENTIFIC RESEARCH ISSUE №9-1(62) September 2025 ISSN 2713-0010 SCIENTIFIC NETWORK PUBLICATION ~ 54 ~ [4] Mazanko A.F. Industrial membrane electrolyzer. / A.F. Mazanko et al. – M.: Chemistry, 1984. 240 p. [5] Cheba B.P. Study of energy capacity of electrochemical activation of water. / B.P. Cheba et al. – “Mechanization and electrification of agriculture”, 1990. No. 10. 26 p. [6] Danielova L.N. Electroactivation of collector-drainage waters for the purpose of using them for irrigation of agricultural crops. / L.N. Danielova et al. // Problems of utilization and use of mineralized drainage waters. – Tashkent, 1990. [7] Bakhir V.M. Chemical composition and properties of electrochemical activated solutions. / V.M. Bakhir – Series: Electrochemical activation, 1990. v.3. 12 p. [8] Stendler V.V. Electrolytic production of chlorine and alkalis. / V.V. Stendler – L., Khimteoretizdat, 1975. 710 p. [9] Latyshev V.V. Unexpected water. / V.V. Latyshev // Inventor and innovator – 1981. No. 2. © Р.И. Штанько, С.В. Владимиров, 2025 Поступила в редакцию 14.08.2025 Принята к публикации 04.09.2025 Для цитирования: Штанько Р.И., Владимиров С.В. Оценка существующих электрофизических методов воздействия на биообъекты // Инновационные научные исследования. 2025. № 9-1(62). C. 48-54. URL: https://ip-journal.ru/