物理农业环保技术的应用研究

井辉

摘要：在设施农业生产中应用现代物理农业技术可以避免对环境造成化学残留与污染，获取高产、优质、安全的农产品。介绍几种主要的物理农业技术的原理与应用效果，以期为物理农业技术在农业生产中进一步发挥作用提供依据。

关键词：设施农业生产；物理农业技术；应用

中图分类号：S121 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）04-0043-02

现代物理农业是一种以电、磁、声、波、场、纳米等物理手段，利用具有生物效应的物理因子操控动植物生长发育及其生活环境，促使传统农业逐步摆脱对化学肥料、化学农药、抗生素等化学品的依赖以及自然环境的束缚，最终获取高产、优质、无毒农产品的环境调控型农业。物理农业不像化学农业那样对环境造成残留与污染，它对生物的作用多以激发生理代谢与活化酶、提高物质活性等量子力学方式体现，其作用过程与效应不如其他农业措施那样显化，但可在减少化肥和农药使用量的同时，达到增产、优质、抗病和高效的目的，有利于保证农产品质量，保护生态环境。随着科学技术的进步，人们对物理农业有了新的认识，形成了各种可操作的物理农业技术措施。

1 种子磁化处理技术

种子磁化处理技术是指在播种前用磁场对农作物种子进行直接磁化处理，通过物理作用激发种子酶活力，改善种子素质，使根系发达、活力增强，增强抗病虫害能力，改善作物新陈代谢功能，提高吸收水肥能力，以达到作物增产目的的一项技术。经磁化处理后的种子，前期发芽势增强，发芽快，发芽率和幼苗素质提高，苗齐苗壮；中期作物根系发达，吸水吸肥能力强，抗病性好，茎秆粗壮，抗倒伏能力强，能缩短生育期；后期籽粒饱满，成熟度高。磁化技术适于粮食作物、经济作物等种子的播前处理。

2 等离子种子处理技术

等离子体种子处理技术就是将种子放到等离子中，让种子与等离子体接触，因为等离子体是能量较高的带电离子，可以渗入种子表皮并与种子发生作用，使种子中的一些物质发生变化，从而刺激作物增产。该技术适于各种作物，且成本低、效益高、操作简便、无任何化学污染，是值得推广的一项农业物理技术。虽然其作用机理尚需进一步研究，但在作物增产方面效果明显，主要体现在：一是果粒增多，产量提高。玉米籽粒饱满、棒大棒匀、秃尖少，水稻穗数粒增加，大豆荚间短、荚多荚密。试验表明，玉米平均增产8%左右，大豆、花生平均增产10%左右，蔬菜平均增产15%以上，且产品品质改善，提高了产值。二是果实提早成熟。花生早上市5 d，水稻早上市3～4 d，瓜菜类更加明显，处理后黄瓜、豆角、香瓜可以早上市6～7 d。

3 声波助长技术

声波助长技术在国外已有成功应用，其原理是利用音箱发出对植物施加特定频率的声波，使声波频率与植物本身固有的生理系统波频相一致而产生共振，从而提高植物活细胞内电子流的运动速度，促进各种营养元素的吸收、传输和转化，增强植物的光合作用和吸收能力，促进生长发育，达到增产、增收、优质、抗病的目的。该技术不污染农产品，是现代高科技在农业生产中应用的成功范例之一。它能使水果、蔬菜普遍早熟7 d左右，玉米早熟7～10 d，同时在改善营养品质、延长贮藏时间、提高种子发芽率、增加作物产量等方面效果较好，且有助于增强抗病性能，对蚜虫、红蜘蛛等顽固害虫有十分显著的防治效果，适用于粮油作物、蔬菜、果树、花卉、园林苗木等。

4 温室空间电场防病促生技术

空间电场防病促生技术的原理是：系统在电极线与地面之间建立起自动循环、间歇工作的空间电场，电极丝周围产生微量臭氧、氮氧化物和高能带电粒子，空间电场中的雾汽、粉尘、孢子会立刻荷电并受电场力的作用而作定向脱除运动并迅速吸附于地面和墙壁表面，而附着在雾汽、粉尘上的大部分病原微生物、孢子会在高能带电粒子、臭氧的双重作用下在作定向脱除运动的过程中被杀死、灭活。空间电场能够有效抑制雾汽升腾和粉尘、孢子飞扬，隔绝气传病害传播渠道，对生物气传病害的防治效果达70%以上；可净化温室空气、除雾、灭菌消毒，有效去除空气病菌40%以上，降低空气湿度5%以上，除雾效率50%以上，使室内空气清洁无异味；可提高植物光合作用强度，同时高电压电极线的放电作用所产生的空气氮肥与二氧化碳增施配合使用，可以提高作物产量。该技术适于温室花卉、蔬菜、果树等的病虫害防治。

5 电子杀虫技术

该技术利用害虫（飞蛾）的趋光性、趋波性和雌雄飞蛾趋性，采用具有特定光谱的特殊光源和灭杀装置，在夜间开启光源，引诱害虫（飞蛾）飞扑光源，此时光源外围的高压电网瞬间放电将其击杀死亡。还可利用同种飞蛾雌雄间相互发出和接受性激素气味信号吸引害虫飞向杀虫灯，使其在未经交尾产卵前即被灭杀，从而阻断害虫生殖繁育链，达到减少农药使用量、节约生产成本（每667 m2节约成本10元左右）、降低害虫对农作物危害、保护农作物的目的。该技术可广泛用于病虫害发生量大、用药频繁的农、林、蔬菜、果园等，可诱杀的害虫达1 200多种，包括果树害虫、蔬菜害虫、粮食害虫等。

6 二氧化碳增施技术

在温室种植中，二氧化碳气体对作物生长发育起着与水肥同等的作用，被称为“气体肥料”，其人工补充显得十分重要。试验表明：如果把CO2浓度从大气浓度（300 mg/L左右）提高到1 000 mg/L，植物光合效率可提高1倍以上；把CO2浓度降低到50 mg/L，光合作用会因缺乏原料而停止；CO2浓度在100～

2 000 mg/L范围内，作物产量随CO2浓度增加而提高。增施CO2气肥有以下作用：一是提高植物的光合效率，消除黄瓜等作物“光合午休现象”，延长有效光合时间，明显促进株高、茎粗、叶面积增加，并使干物质积累加快。二是提高农产品品质。增施CO2后光合产物积累明显增多，蔬菜中淀粉、糖、蛋白质、果胶、有机酸及矿物质等营养成分增加，外观品质有明显改善，耐贮性有所增强。增施CO2后番茄的糖酸比可增加15%左右，维生素C含量增加8%左右，一级果增加15%左右。三是提高早期产量，尤其是瓜果类的前期产量。CO2浓度增至1 000 mg/L，作物可增产10%左右。四是提早上市时间。增施CO2后番茄可早开花3～5 d，黄瓜第一雌花节位下降、单株雌花数明显增加、坐果率提高。五是增强植株抗性。增施CO2后植株生长健壮，同时增进了碳同化，使体内糖分积累，这在一定程度上增强了植株的抗病能力，可抑制或减轻病害发生。

20世纪70年代发达国家就开始应用二氧化碳增施技术，目前该技术在欧洲、北美以及日本已得到大规模推广应用，美国50%以上、荷兰80%以上的温室均采用了二氧化碳增施设备。国内的温室大棚二氧化碳气肥增施方法主要有施放干冰、液态二氧化碳、颗粒剂、燃烧、二氧化碳气肥发生器等。

7 臭氧杀菌技术

将臭氧用于温室防治病虫害，具有以下优点：一是防治效果好。臭氧对番茄灰霉病、黄瓜霜霉病、晚疫病、叶霉病、早疫病等病害，以及温室潜叶蝇、蚜虫、白粉虱等虫害，防治效果较好。喷洒臭氧水比施放臭氧气体防病效果更好，因为臭氧溶于水后有更强的杀菌消毒作用。二是安全又高效。臭氧具有不稳定的特性和很强的氧化能力，能把有机物大分子降解为小分子，把有害物分解为无害物，从而实现空气的净化和残留农药解毒，是生产无公害农产品的重要技术措施。臭氧达到一定浓度后会在瞬间杀灭细菌、病毒和昆虫，并对农药和有机毒物有降解作用，具有分解快、二次污染少等优点，已成为广受关注的清洁杀菌剂。

参考文献

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