Введение 5
1 Цель и задачи проекта 7
2 Техническое описание проекта 8
2.1 Описание установки получения активированной плазмой воды 8
2.2 Свойства активированной плазмой воды 9
2.3 Характеристики активированной плазмой воды 10
3 Экспериментальные исследования прорастания пшеницы 12
3.1 Эксперимент 1 13
3.2 Эксперимент 2 14
3.3 Итоговый вывод 15
4 Патентно-информационное исследование 16
4.1 Динамика патентования по годам 16
4.2 Анализ патентовладельцев 17
4.3 Научно-техническая документация 19
5 Маркетинговое исследование 21
5.1 Анализ рынка 21
5.2 Влияние COVID-19 25
5.3 Влияние СВО 25
5.4 Основные факторы сохранения и развития рынка 26
5.5 Анализ конкурентов 27
5.6 SWOT-анализ 30
6 Интегрирование целей устойчивого развития 32
6.1 ЦУР 2 32
6.2 ЦУР 12 33
7 Инженерная этика 34
Заключение 37
Список использованной литературы 39
Приложение А Задание № 1 на проведение патентных исследований 44
Приложение Б Регламент поиска № 1 46
Приложение В Форма отчета о поиске 48
Томская область является зоной рискованного земледелия [1]. Низкие температуры, плохое плодородие почв, излишняя влага - все это отрицательно влияет на возможность успешного выращивания хозяйственно-ценных растений. Для культивации растений в этих условиях применяют различные средства и актуальность выявления новых средств является непреходящей.
Вводной гипотезой настоящей работы было утверждение, что использование воды, активированной плазмой способно решить данную проблему. Также следует отметить такие второстепенные проблемы, которые способна решить данная вода, как, использование пестицидов в качестве стимуляции роста, снижения пораженности вредителями и болезнетворной средой.
Актуальность проекта связана с тем, что агропромышленность в Томской области, и не только, может быть улучшена повышением качества обработки семян и внедрению новой технологии в данную сферу. Однако, соблюдение технологии возделывания и внесение минеральных удобрений повышает урожайность, но не значительно, а основной причиной снижения урожайности является низкие посевные качества семян [2].
Вода активированная плазмой является довольно новым средством для обработки и обеззараживания различных поверхностей и биологических веществ. Ранее было проведено исследование на степень влияния ПАВ на морфометрические показатели проростков, а также на энергии прорастания и всхожести. Результаты составили +11% - +16% в сравнении с контрольным образцом [3].
В данной работе представлена техническая часть ПАВ, где описаны ее основные свойства и характеристики, влияющие на степень прорастания семян пшеницы на ранних стадиях, а также, описание экспериментальной установки для получения ПАВ.
Собраны результаты серии экспериментов, проведенных в рамках ВКР, где описана цель, гипотеза, методика экспериментов. Подведены итоги результатов исследований.
В работе проведен патентно-информационный поиск по базам ФИПС для определения уровня техники для устройств и способов получения ПАВ в РФ. Были отобраны 8 патентов с датой заявки от 2013 года и массив научно-технической документации, с помощью которых определены ведущие организации и авторы в данной сфере.
Также, проведено маркетинговое исследование для прогноза роста так называемых «нехимических» методов обработки семян на мировом рынке. Было определено влияние COVID-19 и СВО на рынок. Проведена сегментация рынка по методам обработки и определены лидеры по регионам и методам обработки. SWOT-анализ показал, какие мероприятия необходимо совершить для минимизации угроз и максимизации положительных исходов.
Охвачены цели в области устойчивого развития ООН, где были определены задачи, способные решить ПАВ, что позволяет выявить оказываемое влияние плазма- активированной воды на улучшение благосостояния и защиту нашей планеты.
В ходе выпускной квалификационной работы были закреплены навыки и компетенции в соответствии с направлением подготовки 27.03.05 Инноватика по профилю «Управление инновациями в наукоемких технологиях».
Была описана установка для получения плазма-активированной воды, предоставленная ИСЭ СО РАН.
В результате активации воды плазмой, способом, описанным в работе, в воде образуются ионы NO3-, а уровень pH сдвигается в кислую среду и устанавливается на отметке 2,25-2,35 единиц.
По результатам серии экспериментов было определено, что раствор ПАВ в дистиллированной воде положительно влияет на качество проращивания пшеницы. Увеличивается всхожесть, энергия прорастания и морфометрические показатели пшеницы. Необходимо отметить, что с повышением концентрации, достоверно увеличивается масса и длина корешков пшеницы. Это подтверждает данные других авторов, полученные на других культурах, о том, что существует прямая пропорциональная зависимость между концентрацией ПАВ в дистиллированной воде и корнеобразованием растений. На пшенице это показано впервые.
Патентно-информационный поиск по базе ФИПС с глубиной поиска в 10 лет выявил 8 патентов, зарегистрированных на территории РФ. Данные патенты дополнительно включают в себя способы и установки плазменной активации воды для дезинфекции медицинских приборов и поверхностей, что свидетельствует о широкой применимости данной разработки.
Динамика патентования по годам показала, что интерес к разработке сильно растет, что также подтверждает анализ научно-технической документации. Здесь необходимо отметить, что в РФ ниша предпосевной обработки семян с помощью физических методов, как ПАВ, не занята.
Анализ патентовладельцев показал, что в разработке заинтересованы и компании, и научно-исследовательские центры и физические лица. Более того, стоит упомянуть, что последний, на момент написания работы, патент принадлежит компании из Германии (к.п. 2021), опубликованный в 2022 году.
В результате маркетингового исследования было определено незначительное влияние COVID-19 и СВО на рынок сельского-хозяйства, т.к. рынок относительно быстро восстановил логистические цепочки, возникшие вследствие пандемии и напряженной политической обстановкой в мире. Это связано с тем, зерно является стратегически важным компонентом предотвращения голода для всех стран мира.
Прогнозируется рост как всего рынка обработки семян, так и доля так называемых «нехимических» методов обработки семян на мировом рынке. Проведена сегментация рынка по методам обработки и определены лидеры по регионам и методам обработки. SWOT-анализ показал, какие мероприятия необходимо совершить для минимизации угроз и максимизации положительных исходов.
В итоге, необходимо отметить, что хотя находится на стадии НИР, полученные результаты, подтверждают применимость данной технологии в сельском хозяйстве и обосновывают необходимость перехода на новый этап проекта. Рынок будет расти, сегмент нехимических методов обработки стабильно увеличивает долю на рынке. ПАВ представляет большой научный интерес, а результаты экспериментов свидетельствуют о положительном влиянии на качество проращивание пшеницы.
Из всего вышесказанного следует, что проводить дальнейшие исследования целесообразно.
