Применение электрохимически активированных средств в растениеводстве

ПРИМЕНЕНИЕ 
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ 
АКТИВИРОВАННЫХ СРЕДСТВ 
В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
Под общей редакцией доктора технических наук, профессора 
И.В. Юдаева
Москва
ИНФРА-М
2026
МОНОГРАФИЯ

УДК  633/635(075.4) 
ББК  41/42 
	
П76
П76	 	
Применение электрохимически активированных средств в растениеводстве : монография / И.В. Юдаев, М.Н. Белицкая, Е.Э. Нефедьева [и др.] ; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. И.В. Юдаева. — 
Москва : ИНФРА-М, 2026.  — 144 с.  — (Научная мысль).  — DOI 
10.12737/2186794.
ISBN 978-5-16-020634-9 (print)
ISBN 978-5-16-113303-3 (online)
Настоящая монография посвящена разработке и использованию 
новых эффективных средств защиты растений и стимулирования их 
роста и развития, обладающих комплексным технологическим действием и экологической безопасностью. К таким средствам относят 
электрохимически активированные водные растворы и препараты на 
основе добываемого в Нижнем Поволжье минерала «Бишофит», получаемые за счет обработки исходных растворов электрическим током.
Предназначена для студентов, инженерно-технических и научных 
работников, занимающихся вопросами электротехнологий, в частности — разработкой электроактиваторов и внедрением процессов электроактивации в растениеводческую отрасль сельского хозяйства. 
УДК 633/635(075.4) 
ББК 41/42
Р е ц е н з е н т ы:
Дубровин В.В., доктор биологических наук, профессор, профессор 
кафедры защиты растений и плодоовощеводства Саратовского государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии 
имени Н.И. Вавилова; 
Ракутько С.А., доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник Института агроинженерных и экологических проблем 
сельскохозяйственного производства — филиала Федерального научного агроинженерного центра ВИМ
ISBN 978-5-16-020634-9 (print)
ISBN 978-5-16-113303-3 (online)
©  Коллектив авторов, 2025
Данная книга доступна в цветном  исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium

Авторский коллектив
Юдаев И.В., доктор технических наук, профессор, профессор 
Кубанского государственного аграрного университета имени 
И.Т. Трубилина;
Белицкая М.Н., доктор биологических наук, профессор, главный 
научный сотрудник Федерального научного центра агроэкологии, 
комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской 
академии наук;
Нефедьева Е.Э., доктор биологических наук, доцент, профессор 
Волгоградского государственного технического университета;
Грибуст И.Р., кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий 
инженер-биолог ООО «АГРО ЭКСПЕРТ ГРУП»;
Даус Ю.В., кандидат технических наук, доцент Кубанского государственного аграрного университета имени И.Т. Трубилина.

Введение
Современная производственная, экономическая и повседневная 
деятельность человека связана с использованием огромного количества энергии, разнообразных веществ, химических соединений 
и  т.п. Это вызывает существенную и  не  всегда положительную, 
нагрузку на окружающую среду, связанную с нарушением биоценозов, проникновением в  биосферу токсичных веществ, загрязнение выращенных кормов и продуктов питания. Сегодня влияние 
этой нагрузки достигло критического уровня, который способен 
вызывать экологические кризисы и катастрофы, что определяет 
необходимость освоения безопасных и чистых технологий выращивания растениеводческой продукции. Особую актуальность 
приобретает поиск новых, с минимальным негативным влиянием 
на окружающее пространство, способов, приемов и средств, способствующих улучшению и контролю стабильности фитосанитарного 
состояния агроэкосистем, а также успешному формированию и получению растениеводческой продукции.
Проблема устойчивого развития сельского хозяйства страны 
представляется одним из архиважных условий сохранения агросферы и  обеспечения продовольственной безопасности государства. Экологизация процессов при производстве продуктов питания требует более широкого внедрения альтернативных систем 
ведения успешного хозяйствования на земле: технологически эффективных; экономически выгодных; с минимальными затратами 
энергии на их производство; с минимально возможным уровнем 
использования техногенных средств, особенно на основе органических соединений.
Для эффективного решения обозначенных проблем сегодня 
требуется использование передовых технологий и средств интегрированного управления процессом возделывания сельскохозяйственных культур, в которых сочетаются факторы, повышающие 
продуктивность выращиваемых растений и сохраняющие экологическое равновесие, обеспечивающие внедрение ресурсо- и энергосберегающих мероприятий. Непременным условием реализации 
таких технологий в аграрном секторе является экологически ориентированное управление фитосанитарными процессами, предусматривающее сочетание разнообразных факторов активизации роста 
и развития растений с долгосрочным сдерживанием массового размножения насекомых-фитофагов и болезней.
Интенсификация применения в  растениеводческом секторе 
сельскохозяйственного производства агрохимической состав

ляющей, прессинг технических средств и  высокая универсальность и компонентность средств защиты растений способствуют 
загрязнению окружающей среды, деградации агроландшафтов, 
снижению их саморегуляции и, как следствие, снижению качества 
получаемого урожая, что увеличивает материально-финансовые 
затраты в данном секторе производства. Ослабление природных 
механизмов, обеспечивающих динамическую стабильность и гомеостаз искусственных комплексов, привело к появлению новых, 
более агрессивных биотипов вредных насекомых и фитопатогенов, 
что инициировало разработку новых средств защиты растений. 
Эти средства нового поколения должны обеспечить ростостимулирующее и защитное действие, снизить пораженность растений 
опасными инфекционными заболеваниями, повысить урожайность 
культур, заменить техногенные средства обеспечения плодородия, 
обеспечить высокий экологический и  экономический эффект. 
Кроме этого, внедрение такой операции, как предпосевная стимуляция семян с применением разнообразных воздействий, не наносящих вреда экологии и пространству, окружающему посевы 
и посадки, и обеспечивающих пищевую безопасность готовых продуктов, в том числе с применением разрабатываемых средств нового поколения, приводит к повышению всхожести и увеличению 
энергии прорастания семян, улучшает рост и развитие растений, 
положительно влияет на их морфологические показатели, увеличивает сбор урожая с  высокими потребительскими качествами 
и др.
В результате проведенных исследований была разработана технология получения нового средства на основе электрохимически 
структурированного раствора природного минерала — бишофита 
и доказана высокая эффективность этого препарата при его использовании для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных 
культур и внекорневой подкормки растений, приводящая к снижению вредоносности насекомых и болезней, тем самым способствуя получению дополнительной экологически чистой продукции.
Кроме этого, было проведено изучение влияния электрохимически активированных водных растворов с  различным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) на рост сельскохозяйственных культур, посевной материал которых предварительно 
был обработан такими растворами.
Предлагаемый авторами подход к агротехнике изученных сельскохозяйственных культур позволяет определить результаты экспериментов как имеющие серьезную перспективу для последующего 
их использования в растениеводстве и особенно сегодня, при актуально реализуемой идеи органического, экологически чистого земледелия.

Introduction
Modern industrial, economic and everyday human activities are 
associated with the use of a huge amount of energy, various substances, 
chemical compounds, etc. This causes a  significant and not always 
positive, effect on  the  environment associated with the  disruption 
of biocenoses, the penetration of toxic substances into the biosphere, and 
the contamination of grown feed and food products. Today, the impact 
of this effect has reached a critical level that can cause environmental 
crises and disasters, which determines the need to develop safe and clean 
technologies for growing crop products. The search for new methods, 
techniques and tools with minimal negative impact on the surrounding 
space that contribute to the improvement and control of the stability 
of the phytosanitary state of agroecosystems, as well as the successful 
formation and production of plant products, are becoming especially 
relevant.
The problem of sustainable development of the country’s agriculture 
appears to be one of  the  most important conditions for  preserving 
the  agrosphere and ensuring food security of  the  state. Greening 
of  processes in  food production requires a  wider introduction 
of  alternative systems of  successful management of  the  land: 
technologically efficient; economically profitable; with minimal 
energy costs for their production; with the lowest possible level of use 
of technogenic tools, especially based on organic compounds.
To solve effectively the identified problems, today it is necessary 
to use advanced technologies and integrated management tools 
for the cultivation of agricultural crops, which combine factors that 
increase the productivity of grown plants and maintain ecological balance, 
ensuring the implementation of resource- and energy-saving measures. 
An essential condition for the implementation of such technologies 
in  the  agricultural sector is environmentally oriented management 
of phytosanitary processes, which provides for a combination of various 
factors activating the growth and development of plants with long-term 
containment of mass reproduction of phytophagous insects and diseases.
Intensification of  application of  agrochemical component 
in  the  plant growing sector of  agricultural production, pressure 
of technical tools and high versatility and component nature of plant 
protection products contribute to environmental pollution, degradation 
of  agricultural landscapes, reduction of  their self-regulation and, 
as a consequence, reduction of the quality of the obtained harvest, 
which increases material and financial costs in this production sector. 
Weakening of natural mechanisms that ensure dynamic stability and 
homeostasis of artificial complexes has led to the emergence of new, 

more aggressive biotypes of harmful insects and phytopathogens, which 
initiated the development of new plant protection products. These new 
generation products should provide growth-stimulating and protective 
action, reduce plant infestation by  dangerous infectious diseases, 
increase crop yields, replace man-made fertility maintenance products, 
and ensure high environmental and economic effect. In addition, 
the introduction of such a technology as pre-sowing stimulation of seeds 
using various effects that do not harm the environment and the space 
surrounding crops and plantings, and ensure food safety of finished 
products, including the use of designed products of new generation, 
leads to increased germination and seed germinative ability energy, 
improves plant growth and development, has a positive effect on their 
morphological indicators, increases the harvest with high consumer 
qualities, etc.
As a result of the conducted research, a technology for obtaining 
a  new product based on  an  electrochemically structured solution 
of a natural mineral — bischofite — was designed. The high efficiency 
of  this preparation was proven when it is used for  pre-sowing 
treatment of  agricultural crop seeds and foliar feeding of  plants, 
leading to a decrease in the harmfulness of insects and diseases, thereby 
contributing to the production of additional environmentally friendly 
products.
In addition, a study was conducted on the effect of electrochemically 
activated aqueous solutions with different oxidation-reduction potential 
(ORP) on the growth of agricultural crops, the seed material of which 
was pre-treated with such solutions.
The approach to agricultural technology of  the  studied 
agricultural crops proposed by the authors allows defining the results 
of the experiments as having serious prospects for their subsequent use 
in plant growing, and especially today with the currently implemented 
idea of organic, environmentally friendly farming.

Глава 1. 
ОСОБЕННОСТИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ 
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ 
ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
1.1. ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К ОПИСАНИЮ ПРОЦЕССОВ 
ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
Внешние воздействия различной физической и химической природы, изменяя свойства воды и водных растворов, могут серьезно 
влиять на  механизм их  последующего взаимодействия с  отдельными компонентами и с биологическими системами в целом, 
изменяя их функциональную активность. В настоящее время известно большое количество способов воздействия и обработки — 
активации воды и водных растворов: замораживание; кипячение; 
магнитная, электрическая и  электромагнитная обработка; обработка озоном, кремнием, серебром и т.п. [3, 50, 155].
Сущность протекания явлений электрической обработки или 
электрической (электрохимической) активации воды и  водных 
растворов представляет собой совокупность воздействий электрохимической и  электрофизической природы, происходящих 
в двойном электрическом слое на электродах при неравновесном 
переносе электрического заряда через этот двойной электрический 
слой ионами, в условиях интенсивного диспергирования в жидкости образующихся газообразных продуктов электрохимических 
реакций [9, 38, 61].
Различают четыре основных процесса, протекающих в обрабатываемой электричеством водной среде:
1)	 Электролиз — электролитическое разложение водных растворов за счет протекающих окислительно-восстановительных реакций на электродах, обусловленных внешним постоянным электрическим полем.
2)	 Электрофорез  — электрокинетическое явление, заключающееся в перемещении в жидкой среде положительно заряженных 
частиц дисперсной фазы и ионов к катоду, а отрицательно заряженных частиц и ионов к аноду под действием внешнего электрического поля.
3)	 Электрофлотация — процесс электролиза воды на нерастворимых электродах, протекающий совместно с  флотационным 
эффектом и заключающийся в интенсивном образовании газовых 

флоккул и агрегатов, состоящих из мелкодисперсных пузырьков 
газа — водорода на катоде и кислорода на аноде, а также грубодисперсных примесей воды.
4)	 Электрокоагуляция — образование коллоидных агрегатов 
частиц осаждаемой дисперсной фазы за счет процесса анодного 
растворения металла и образования катионов металлов: Al3+, Fe2+, 
Fe3+ под воздействием постоянного электрического поля.
Отдельно следует выделить процесс электрохимической активации водных растворов. В 1972 году советский инженер и исследователь Витольд Михайлович Бахир впервые обратил внимание 
на ранее не обнародованный в научных кругах экспериментально 
выявленный факт: растворы, как анолит, так и католит, полученные 
в диафрагменном электрохимическом реакторе из слабоминерализованной воды, очень сильно отличаются по физико-химическим 
параметрам и  реакционной способности от  растворов католита 
и анолита, приготовленных путем растворения в воде химических 
реагентов, вид и количество которых определены в соответствии 
с законами классического электролиза. Последующие исследования 
подтвердили: различия в свойствах только что полученных католита и анолита разбавленных водно-солевых растворов от их химических моделей-аналогов (растворов стабильных щелочей или 
кислот) не  являются постоянными, стабильными во  времени. 
Через  некоторое время или так называемое время релаксации, 
свойства и реакционная способность анолита и католита, самопроизвольно изменяясь, становятся равными соответствующим параметрам их химических моделей, т.е. можно видеть, что в конечном 
итоге законы электролиза выполняются, но не сразу, а лишь по прошествии достаточно длительного времени — в общем случае от десятков минут до десятков и даже сотен часов. Экспериментально 
выявленные различия в реакционной способности и физико-химических параметрах позволили советскому ученому определить состояние растворов анолита и католита за временной период их релаксации активированными или, как он  сформулировал, «электрохимически активированными растворами», а  в  большинстве 
случаев — электрохимически активированной водой, и сформулировать основные принципы технологии электрохимической активации [9–12].
Электрохимическая активация представляет собой физико-химический процесс, характеризующий совокупность реакций, осуществляемых в условиях минимального выделения тепла, электрохимических и электрофизических воздействий на воду с содержащимися в ней ионами и молекулами растворенных веществ, 
в  области пространственного заряда у  поверхности электрода, 
которым может быть анод или катод электрохимической системы 

при неравновесном переносе заряда через границу «электрод — 
электролит» электронами [9–12].
Электрохимическая активация, являясь универсальной технологией, применяется во многих сферах и отраслях человеческой 
деятельности, включая химическую, нефтехимическую, пищевую, 
перерабатывающую, сельское хозяйство, добычу золота, урана 
и др. В результате применения такого подхода к обработке жидкостей существенно или даже кратно повышается эффективность 
различных технологических процессов и в той же пропорции снижаются затраты.
Электрохимическая активация осуществляется путем катодной 
или анодной (униполярной) электрохимической обработки воды 
в диафрагменном электрохимическом активаторе (электролизере) 
(рис. 1.1) [10, 11, 43, 60, 76, 107].
Рис. 1.1. Технологическая схема электрохимического активатора воды
Диафрагма в  виде пористой диэлектрической перегородки 
между электродами электроактиватора необходима в связи с технологическими требованиями  — препятствовать смешиванию 
объемов активированных водных растворов в анодной и катодной 
электродных камерах. Под воздействием внешнего электрического 
поля анионы, имеющие отрицательный заряд, из обеих камер активатора устремляются к аноду, а катионы, имеющие положительный 
заряд, — к катоду. При протекании постоянного электрического 
тока через объем активатора идет поступление электронов в воду 
у катода, так же как и удаление электронов из воды у анода, сопровождается целой серией электрохимических реакций на  поверхности катода и анода, где образуется двойной электрический