现代物理农业工程技术.

现代物理农业工程技术

随着人民生活水平和质量的不断提高，对食品的安全性意识不断增强，人们对绿色、无害化蔬菜的需求和保护生态环境的意识日益增加。推广和应用绿色、无害化农产品的生产技术和设备，是满足人民生活、创建环保型、节约型和谐社会的迫切需要。当前，我国农业正处于一个由传统的化学农业向生态农业过渡的时期，实现这一转型的主要途径有两条，即生物工程和物理农业。而物理农业就是尖端技术之一，相对于二十世纪的化学农业来说，新世纪将是物理农业的世纪。化学农业是以化肥和农药的应用为主要特征，它极大地提高了农作物的产量，在解决粮食和饥饿问题上对人类社会做出了巨大的贡献，并将继续发挥重大作用。然而，由于长期过量的使用化肥和农药，造成地力衰退，环境污染，农作物品质下降，甚至危害人体健康，严重影响到农业的可持续发展。而物理农业比化学农业具有显著的优势。它避免了化学农业造成的地力衰退，环境污染，农作物品质下降，甚至危害人体健康的弊端，与之相对应的是物理农业既有利于保护生态环境，又能生产出绿色、无公害的农产品，在提高了农产品的经济价值的同时，又有利于人的身体健康，所以发展物理农业的经济效益、社会效益和生态效益都是相当可观的。

一、概述

现代物理农业是物理技术和农业生产的结合。传统农业（也称化学农业）是利用化肥和农药来控制农作物的生长和预防病虫害，现代物理农业是将电、磁、声、光、热、核等物理学知识和高新技术应用

在农业生产中，应用特定的物理技术方法处理农作物，可在减少化肥和农药使用量的同时，达到增产、优质、抗病和高效目的的一种新型农业生产模式，并且有利于保护生态环境。物理农业是实现生态农业，促进人类社会可持续发展的重要途径之一。与我国强调生态效益、社会效益和经济效益相结合的模式紧密结合。

众所周知，以机械动力作为驱动，实现对土壤、农作物的处理，完成耕作、播种、收获等农业生产称为物理农业。而加以“现代”称谓的物理农业，则侧重于电、磁、声、光等物理学原理在农业生产中的应用。

二、现代物理农业技术国内外及我地区发展情况

（一）国内外发展情况

物理农业单项技术早在二十世纪七十年代就已经开始研究，日本、前苏联等国对磁场处理种子的生物学效应的研究，取得显著成效，美国也已经将声波助长技术应用于多种作物，结果表明该技术增产效果显著，农产品质量明显提高，发展潜力很大。声波助长单项物理农业技术已在北京、天津、新疆、山西、山东、辽宁等地的30余种作物、蔬菜、花卉和果树上进行了为期7年的试验、示范，各地的试验结果表明，应用该技术一般增产在15%甚至一倍以上，其在增加作物产量、提高营养品质、增强抗病性能、延长贮藏时间和提高种子发芽率等方面都有显著效果，且不污染农产品，表现出良好的推广应用价值。陕西省太白县为了提高蔬菜无公害化科技含量，在400多亩的蔬菜大田安装了植物声频发生器和频振式杀虫灯。

目前，我国现代物理农业工程技术的应用已经取得了不小的进展。在辽宁、天津、吉林、山东等地的实际应用，验证了其科学和对农业生产的促进作用。在我国青岛和大连在应用和推广物理农业方面被称之为国内的典范，在农业生产中大面积应用取得了良好效果，其思路是改“以药治病”为“物理治病”，将物理技术和高新技术应用在种

植业和养殖业生产中，以减少化学药物对农产品的污染，推动农产品绿色、无公害生产，发展绿色、环保、节能型的生态农业。

（二）阿勒泰地区发展情况

阿勒泰地区自2009年开始引进物理农业技术装备：温室电除雾防病促生长系统、畜禽舍空气电净化自动防疫系统、粪道等离子除臭系统、食用菌空间电场促蕾防病系统、杀虫灯、烟气电净化二氧化碳增施机等物理农业设备，至今已引进100多（台）套物理农业设备，并引进了相应的检测设备。在阿勒泰市、青河县、福海县、布尔津县、富蕴县建立了蔬菜大棚（西红柿、黄瓜、辣椒）、食用菌（双鲍菇）、畜禽舍（牛舍、鸡舍、猪舍）等十余个物理农业示范点。

物理农业具有降低能量消耗、改善环境质量和改善品质等优点。在突变育种、种子活化处理、声波助长增产、病虫害防治、增强农作物对光能和肥料利用率等方面有着极为重要的作用。物理农业技术会对我国农业产业化的发展带来重大变革，并表现出广阔的发展前景。

三、现代物理农业的概念及主要内容

现代物理农业是利用具有明显生物效应的物理因子操控动植物的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。应用范围广泛，种植业（设施和露地）、食用菌和养殖业。其主要作用一是调控生长；二是预防病虫害。

现代物理农业所包含的内容很广，如声波助长技术，种子磁化、频谱处理技术，空间电场防病促生技术，电子杀虫技术，二氧化碳增施技术、高频电磁波及激光育种，以及利用射线处理种子的太空育种等，是农业装备机、电、仪技术的有效结合，这些技术可以广泛应用于种植业和养殖业，它们在农业生产和环境保护中将发挥巨大作用。

现代物理农业和化学农业相比较，现代物理农业具有显著的优

势。它避免了化学农业造成的地方衰退、环境污染、农作物品质下降，甚至危害人体健康等弊端。现代物理农业既有利于保护生态环境，又可促进生产出绿色、无公害的农产品，在提高了农产品的经济价值的同时，又有利于人的身体健康。所以发展现代物理农业具有重要现实意义又可取得相当可观的经济效益、社会效益和生态效益。

目前，应用于现代农业生产中的物理技术主要有：植物声波助长技术、空间电场技术、种子处理技术（磁化、电场、等离子体）、电子杀虫技术和土壤电消毒处理技术等。

（一）植物声频助长技术

1、技术原理

植物声频助长技术是根据植物的声学特性，利用声波对植物进行特殊处理，可促进植物增产、优质、抗病、早熟，是现代高科技在农业生产中应用的成功范例之一。所应用的植物生理谐振波处理技术是，不污染环境，符合环境保护和发展生态农业的要求，是当前生产有机、绿色、无公害农产品的优选设备。可应用于粮油、蔬菜、果树、花卉、园林苗木等作物。

植物声频助长技术的基本原理是利用音箱发声对植物施加特定频率的声波，使声波的频率与植物本身固有的生理系统波频相一致，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。

增产：植物声频助长技术能在植物生长过程中，增强光合作用，增大植物的呼吸强度，加快茎、叶等营养器官的生化反应过程，促进生长，提高营养物质制造量，加快果实或营养体的形成过程，提高产量。能使叶类蔬菜增产30%，黄瓜、西红柿等果类蔬菜和樱桃、草莓等水果增产25%，玉米等大田作物增产20%。

品质提高：植物声频助长技术在增强植物光合作用的同时，也增