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1國內外現代物理農業技術的應用研究

1．1國內的應用研究國內現代物理農業技術在2007年后成形，可以分為兩大部分:一種是將物理學中對生物具有正向作用的原理技術化并用來提高農作物、家禽家畜、菌類、水生動物的產量和質量的增產優質型，主要以種植業為主;一種是將物理學中對病原微生物和害蟲具有滅殺作用以及對環境具有保護的原理技術化并用來預防動植物的病蟲害以及其他危險化學品危害的無毒型，它涉及農業的所有種類。在種植業方面，建立了植物全生育期病蟲害預防技術體系［3］，它包括土傳病蟲害、氣傳病害、地上蟲害的防治三個方面，其集成技術包括土壤連作障礙電處理技術、溫室電除霧防病促生技術、靜電滅蟲技術、煙氣電凈化二氧化碳增施技術、聲波助長技術。能夠對土壤中的大部分害蟲以及接近百分百的真菌種類、細菌種類進行有效滅殺。在菌業方面，食用菌方面的物理農業技術已經能夠組成比較完美的病蟲害預防體系。其領域最重要的物理技術包括菇房空間電場促蕾防病系統、接種室空氣實時電凈化技術系統等，出現了可以預防絕大多數菌病的環境安全型菇房，目前正在全國推廣［4］。在畜牧業方面，空氣微生物的空間電場自動疫苗化原理的應用帶動了傳統的畜牧業向環境安全型畜牧業轉向［5］，已經商業化的技術包括畜禽舍空氣電凈化自動防疫系統、等離子體除臭滅菌系統、糞道電凈化自動除臭滅菌系統、飲用水微電解處理系統，設計了少疫病發生的環境安全型畜禽舍標準配置。在水產業方面，水棲水體微電解技術、滅菌技術以及介導漁礁，LED燈補光器等發展迅速，由滅菌系統、體微電解技術系統、介導漁礁組成了環境安全型水產育苗室的基本配置［6］。

1．2國外的應用研究現代物理農業工程技術在國外發達國家都有研究與應用［7］。比如環境控制技術，其應用涵蓋種植業、畜牧業，主要用于植物溫室，主要還是圍繞著光合作用原理的相關條件進行生長的優化控制，主要的操控因子是溫度、光照和二氧化碳，其技術成套成熟。而在動植物疫病和病蟲害防治方面還沒有太系統的技術組配。在食用菌方面，日本在20世紀90年代起，便進行了制造人造雷電提高香菇產量的試驗，結果發現，與未外施電壓的通常栽培方法相比，香菇收獲量提高了約1倍。韓國試驗了一種帶電的水進行蘑菇噴淋，也提高了產量。德國的科技人員進行了閃光、放電組合試驗，獲得了增產和防病的雙重效果［8］。在畜牧業方面，美國2001年開展了雞舍電凈化技術的實踐［9］;日本2008年也開始了豬舍的空氣電凈化試驗，試驗主要在口蹄疫的控制方面;德國2009年開展了等離子體豬舍除臭試驗;2008年后中國開展的物理的自動防疫方法受到法國、英國、荷蘭的關注，分別開展了研究與試驗［10］。特別需要注意的是，在動物飼養方面，利用溫度調控動物的生長效果極為顯著，國內外在此利用方面不存在太大的差異，相關技術的應用效果差異主要是在管理方面，特別是軟件和自動化水平方面，美國雞舍的溫度管理能夠精確到0．01℃，環境控制的精細化數字化是中國目前難以效仿的難點。

2現代物理農業技術的產品研發及試驗

2．1現代物理農業技術的產品研發物理植保技術裝備已在農業生產中獲得較為廣泛的應用，且預防病蟲害效果理想，正在成為綠色AA級、無毒農業、不打農藥蔬菜及其其他不能使用化學農藥植保的植物生產系統配置的核心［11］。主要設備包括3DFC系列溫室電除霧防病促生系統、3DT－480型土壤電消毒殺蟲機、3DJ－200型多功能靜電滅蟲燈、防蟲網等。環境安全型農業設施，特別是環境安全型溫室、環境安全型畜禽舍、環境安全型香菇菇房的設計與應用進展迅速。空間電場自動防疫機防疫和空氣凈化效果理想，正在成為繼疫苗加抗生素的防疫模式的替代模式，環境安全型菇房的應用以香菇生產最為成功，空間電場生長調控機、多功能靜電滅蟲燈、防蟲網的應用不僅可以預防香菇的病蟲害而且可以提高香菇的生長速度和生物轉化率。在土壤病蟲害的物理防治方面，土壤電消毒殺蟲技術進展迅速，過去難辦的重茬病、連作障礙都可通過電處理而迅速消解。3DT－480型土壤電消毒殺蟲機在防治根結線蟲病方面可以達到100%的理想效果，對鐮刀菌、大麗輪枝茵等枯萎病、黃萎病病菌的殺滅效果優于化學法。另一方面，土壤電消毒機將在預防櫻桃根癌病方面獲得突破。在種子加工方面，種子氣電聯合處理技術的突破大大地提高了種子的活力，并制造了完全無毒無菌的潔凈種子。經過氣電聯合處理后的種子能以超過對照1～2倍的速度生長，且苗健壯，是植物工廠化生產的未來技術首選。養殖水體電處理技術獲得了突破，其中3DH－70型水消毒殺蟲機解決了水產養殖過程中的水體消毒和滅蟲，能非常好地替代了化學殺蟲劑、殺菌劑，是建立水產養殖綠色養殖模式以及解決水產品食品安全問題的關鍵技術裝備。

2．2現代物理農業技術的試驗分析本項目組在吉林省進行了兩年的溫室大棚果蔬的聲波助長和電子殺蟲集成技術試驗研究，結果表明，使用物理農業技術裝備的溫室農藥用量減少90%以上;土傳病蟲害預防率90株•百株－1;氣傳病害綜合防效90%以上;白粉虱、蚜蟲蟲口密度下降92%以上;大型飛翔類害蟲侵襲率下降90%;其中番茄產量提高22．6%，辣椒產量提高63．1%，葉類蔬菜平均增產35%。經過試驗分析，我們認為，目前尚不能完全依靠物理裝備來解決溫室大棚作物病蟲害問題。但其在預防并減少病蟲害、減少農藥的用量、增加農作物的產量方面有明顯的作用，并得到了試驗村、示范區大棚種植戶的廣泛認可。

3現代物理農業技術的發展趨勢及展望

3．1理論基礎研究趨勢及展望越來越多的科學研究和試驗表明，自然界影響生物生長發育的環境條件，除光照、溫度、水分、空氣、營養等關鍵因素外，還涉及地球表層和大氣空間存在的各類電場、磁場、聲場、力場等物理性應力刺激所產生的生物學效應，為此人們也嘗試隨著發育階段和環境因子的改變，模擬實施各類物理調控措施，特別是應與分子生物學、栽培生理學進展相結合，深入研究物理刺激對基因的作用，做動態研究。

3．2應用研究趨勢及展望目前現代物理農業技術處于產業化時期，因此，一方面要改變各項技術在推廣應用上的不平衡現狀，例如聲波助長、電子殺蟲技術已經較大范圍推廣應用，而土壤電消毒殺蟲技術等應用較少，另外，部分省市技術集成應用較多，其余地區較少;另一方面要加快制定現代物理農業工程技術裝備的生產、使用等技術標準，為裝備開發和應用提供技術依據，從而更有利于指導技術應用。

作者：李廣宇孟長伊楊海天張磊李劍飛郝宇佳楊少奇張含思單位：吉林省農業機械研究院