植物声频控制技术及其应用效果评价

植物声频控制技术及其应用效果评价
王明亮;徐猛
【摘要】@@ 2006～2009年,兵团引进植物声频发生器222台,推广应用到8个师的26个团场,作物涉及棉花、加工番茄、玉米、蔬菜、红枣、苹果、葡萄等.累计完成示范应用面积5882.8 hm2.
【期刊名称】《新疆农垦科技》
【年(卷),期】2010(033)005
【总页数】3页(P8-10)
【作者】王明亮;徐猛
【作者单位】兵团常设技术市场办公室,新疆,乌鲁木齐,830002;兵团常设技术市场办公室,新疆,乌鲁木齐,830002
【正文语种】中文
【中图分类】S313
2006～2009年，兵团引进植物声频发生器222台，推广应用到8个师的26个团场，作物涉及棉花、加工番茄、玉米、蔬菜、红枣、苹果、葡萄等。

累计完成示范应用面积5 882.8 hm2。

1 植物声频控制技术
1.1 技术原理
通过对植物施加特定频率的声波，从而增加植物的光合作用和吸收能力，促进其生
长发育，达到增产、优质、抗病的目的。

经实验测定，植物声频控制技术的增产机理主要表现在7个方面：（1）促进光合作用。

声音刺激可提高植物体内光合作用的能量来源ATP合成酶的活性，植物体内ATP含量为对照的1.6倍；（2）缩短
细胞周期。

声音刺激后，处于染色体合成状态S期的细胞数量约为对照组的1.9倍，染色体配对G1期细胞比例减少，G2（细胞分裂准备）期和M（细胞分裂）期不
受影响，表明加快了配对期的进程；（3）改变细胞膜构造。

声音刺激后细胞膜呈现流动性较大与磷脂质较大的特性。

此特性除了改变能量与信息的传递外，还加速了植物细胞的分裂速度，从而促进了植物的生长发育；（4）提高生长激素水平。

吲哚乙酸氧化酶活性下降，使得1AA含量增加，有助于促进植物生长。

并且声波
处理能使多胺类化合物含量提高，可促进根部生长、细胞分裂及叶片、器官与花芽的形成，并提高抗逆性；（5）影响基因表达。

声音刺激使植物体内的RNA与可
溶性蛋白含量上升，促进基因的转录与转译，可溶性蛋白是细胞分裂不可或缺的物质；（6）提高保护性蛋白含量。

声音刺激后，超氧化物歧化酶、过氧化物酶与触酶等保护蛋白含量上升，从而维持植物体内的氧化还原平衡，促进植物更好的生长发育，增强植物抗逆性、抗老化和抗病毒性能；（7）增强抗虫性。

声音直接或者间接刺激，使害虫发育期延长，增加其被天敌捕食与寄生的机会，或者无法生活在适合的季节，从而提高了害虫的死亡率。

1.2 产品性能及特点
基于植物经络学说，通过测定植物的自发声和接收声频率，进行频谱分析，确定植物声频与气象等环境因子之间的定量关系，依此开发了植物声频发生器。

声频发生器发出的声音介于20～2 000 Hz的频率，声音强度在50～120 dB。

兵团引进的植物声频发生器主要是适合棉花使用的QGNZ-01型，该机额定电压AC（交流电源）220 V/50 Hz或DC（直流电源）12 V，四面发声，有效辐射半径150 m，
控制面积约7.1 hm2。

一般隔天处理1次，每次处理3 h。

2 植物声频控制技术在兵团的应用效果
2.1 增产
2007年，对一○一团、一○五团、芳草湖农场试验田进行了统一测产。

每个团场3个点，每个试验点辐射半径为50、100、150 m，按4个方向分别设样点12个，对照按对角线取5个点。

经数据统计分析，处理比对照增产0.05水平达显著，平均增产10.33%，但辐射远近不同处理间差异不显著（见表1）。

综合2006～2009年4年情况，按各年度、各单位以面积为权重的加权平均增产
率为6.4%。

2.2 促进生育进程
一○一团经声频控制处理的棉花，初花期（6月27～29日）棉花株高增加0.4 cm，增幅0.8%；倒4叶宽增加0.5 cm，增幅6.0%；盛铃期（7月27日）大铃增加0.555个，增幅13.13%；单铃重增加1.91%。

从调查结果判断，采用植物声频控制处理，可促进作物生长，生育期约提前1周。

表1 2007年棉花试验测产结果地块对比铃数(个/hm2)单铃重（g）籽棉产量（kg/hm2）增产（%）一○一团4连5斗5 处理 698 899.95 5.54 3 874.50 12.43对照 645 825.00 5.34 3 446.25 -一○一团6连4斗4 处理 793 975.05
5.14 4 084.50
6.34对照 763 125.00 5.03 3 841.05 -一○一团5连5斗5 处理782 025.00 5.38 4 20
7.80 16.38对照 684 300.00 5.28 3 615.45 -一○一团3连
2斗7 处理 969 033.30 5.07 4 917.15 15.63对照 899 250.00 4.73 4 252.65 -
一○一团3连3斗10 处理 887 760.00 5.10 4 526.40 4.92对照 878 400.00
4.91 4 314.30 -一○五团2连2斗10-13 处理 834 22
5.00 4.97 4 142.85 7.60对照 817 875.00 4.71 3 850.05 -芳草湖五场3连11-12号处理 864 959.70 5.04
4 357.20 9.39对照 80
5 075.05 4.95 3 983.10 -芳草湖一场3连13号处理 85
6 500.00 5.28 4 522.35 10.91对照 784 125.00 5.20 4 077.45 -芳草湖一场3连9
号处理 913 999.95 5.18 4 736.85 9.44对照 844 950.00 5.12 4 328.25 -
表2 植物声频处理对棉花病虫害的影响处理调查株数（株）有卵株数（株）卵
量（枚）百株卵量（枚）虫量（头）被害蕾数（个）被害花数（个）被害铃数（个）处理 300 22.5 22.5 10.3 44.5 160 19 13对照 300 18.5 36.0 16.5 67.0 218 20 13对比（%）- 21.6 -37.5 -37.6 -33.6 -22.6 -5 0
2.3 增强抗性
经多年调查统计，声频处理能部分减轻棉蚜、棉铃虫及红蜘蛛的发生和危害。

其中农六师农科所开展的“植物声频控制技术棉花病虫害防治效果研究”结果显示：声频处理可使棉铃虫的危害有所减轻，其中虫卵量和幼虫量分别降低37.5%和
37.6%，幼虫期被害蕾数和花数分别降低22.6%和5.0%。

植物声频处理对棉花病虫害的影响见表2。

3 适应性评价
3.1 技术创新性
3.1.1 提供了农业增产增效的新手段
植物声频控制技术为解决不增加化石能源物质投入的情况下取得作物增产的问题提供了一种全新的技术手段。

实践证明了植物声频控制技术在新疆独特的气候生态区域及其特定生产模式下同样能取得了良好的效果。

在新疆长日照、强光照、异常干燥、极端高温等特定环境条件以及早熟密植的栽培模式下，取得棉花多年平均增产6.4%的显著效果。

3.1.2 丰富了作物病虫害物理防治方法
物理防治是农业病虫害防治的重要手段，特别是无公害生产和绿色食品生产的主要防治手段，其中杀虫灯作为一项作物病虫害防治实用技术在生产中得到了广泛应用。

植物声频控制技术在利用声波谐振促进作物生长提高产量的同时，具有对害虫的生理干扰和驱避作用。

是对作物病虫害物理防治技术方法的极大丰富。

3.2 适应性
植物声频控制技术引进兵团以来，经过几次改进设计和产品创新升级，产品实现了系列化、全自动化、太阳能化。

其技术模式基本适应兵团农业生产承包定额和管理模式的需要。

对种植模式无选择性：对播种方式、株行距配置、灌溉方式、田间管理模式及作业程序无选择性，适应性好。

对作物种类覆盖性好：对不同的大田作物只需在操作钮上选择各自对应的频段和音量，1台机型可适应于多种不同的作物。

对面积与空间适应性好：基于声音的发散性和自由传播性，每种规格的机型所能控制的面积不受设计辐射距离的限制，辐射远近具有较大的弹性，不对工作空间有严格的要求，能发散影响至声音所能听到的更远距离。

与兵团管理模式相对适应：除针对不同管理定额有不同规格大小的机型外，在使用模式上，可以采用连片职工合作购买，也可以由服务企业购买后进行有偿流动服务。

可灵活应对各种电源条件：可以依田间电源提供情况选择供电模式，且就一种机型而言，在标准蓄电池充配电、现场电源直配之间的转换比较容易，而太阳能模式也可以轻松改装为前述的两种非太阳能模式的任意一种。

操作简单：植物声频控制发生器虽然是高科技产品，但其工艺设计先进，操作比较简单，只有频段、音量、电源开关3个操作键，并配有说明书，经简单培训均能
掌握，无需专门看护值守。

3.3 效果影响因素
一是由于植物声频控制技术本身是一项物理增产技术，与传统的化学农业相比，其观念还没有被人们完全接受，并且其处理效果是多次积累后期表现，没有化肥、农药、调节剂、灌水等的施用效果那样直观和快速，致使农户的心理期待满足程度降低；二是声频处理技术的效果对基本生产条件的依赖性比较大，在品种、肥力、灌
溉量等主要因子的一致性难以保证的情况下，其增产效果会受到极大的影响，也是导致测产结论增产率在不同地块、不同年份、不同单位之间应用效果变动幅度比较大的主要原因。

4 后期推广应用建议
（1）由于本项技术的增产作用受农业生产基础条件影响较大，需多次重复累计处理后期方能显效，不是立竿见影，加之人们传统化学农业观念束缚，影响农户对设备效果的信心，需要进一步宣传；（2）由于设备需要搬运，老设备还要充电等，使用不够方便，项目实施过程普遍存在使用次数不够的情况，一定程度上影响了技术效果。

需要设备制造商能够不断进行产品升级，在音频质量、设备可靠性、方便性上不断改进；（3）需要进一步加强声频处理对病虫害防治的效果试验，以及开展声波辐射远近对效果的影响试验研究。