现代物理农业工程技术

第八章　现代物理农业工程技术

成熟的物理农业技术主要包括：声波助长技术、种子磁化技术、空间电场防病促生技术、电子杀虫技术和二氧化碳增施技术。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。据不完全统计，综合施用物理农业技术，可有效地减少温室、畜禽舍病虫害的发生率60％以上；提高蔬菜、水果和牲畜的抗病能力；减少化肥、农药的施用量近30％；增加产量20％以上，同时可以大大降低农产品的化学污染指标，提高农产品的市场的竞争力。

一、现代物理农业与传统化学农业的区别

化学农业（以化肥和农药的应用为主要特征）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作出了巨大的贡献。但随着化肥和农药的长期过量使用，造成地力衰退、农作物品质下降、污染环境、危害人体健康，严重影响到农业的可持续发展。目前，农业正处于由化学农业向生态农业过渡时期，而现代物理农业则是实现生态农业的主要途径之一。下面将化学农业和现代物理农业的特点做一比较。

（一）化学农业的特点

化肥、农药催化效应快，肥、药源受气候影响大，在雨天或暴晒下，肥、药源流失性强，效率低，对土壤有酸化作用。在使用时间及使用量上有严格限制；农药杀虫不能做到全面控制，而且害虫、益虫会一同被杀灭；化肥使用不当时，会产生不良后果，补救比较困难；污染空气和环境，农产品农药残留量高；对土壤的培养有害无益，长期使用会造成土壤板结，地力下降；不能促进作物早熟；不能改善农产品品质，而且农产品中有不同程度的农药残留；提高产量靠大量使用化肥，带来农产品品质下降，污染环境，地力下降。

（二）现代物理农业的特点

催化效应比化学方法更快，肥、药源几乎不受自然天气影响，无流失，效率高，对土壤无不利的影响。对使用时间和使用量的限制上比较宽松，杀虫可以做到全面控制，可有效保护益虫；即使使用不当，也不会产生不良后果；无毒无污染，绿色环保；可生产出绿色、有机、无公害农产品；生产过程中，对作业人的身体健康有害；使用安全可靠，对作业人员的身体健康无害；对土壤具有营养培育作用；能促进作物早熟7～15天，农产品可提前上市；能改善农产品品质，提高含糖量，提高各种维生素含量；在不带来任何负面影响的前提下，普遍提高产量10％～50％。

从物理农业和化学农业的特点比较中不难看出，物理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的经济效益、社会效益和生态效益都是相当可观的。

当前，世界农业正处于一个由传统的化学农业向生态农业过渡时期，实现这一转型的主要途径有两条，即生物工程和物理农业。正如邓小平指出的“将来农业问题的出路，最终要由生物工程解决，要靠尖端技术。”相对于20世纪的化学农业来说，新世纪将是物理农业的世纪。

二、现代物理农业所包含的技术内容

新世纪到来，许多国家的政府和有识之士，经过认真思考，都选择了走生态农业之路。各国的国情不同，发展生态农业的方式也不尽相同。例如，一些发达国家发展生态农业有复古的倾向，返朴归真，我国则强调生态效益、社会效益和经济效益相结合的模式。下面介绍几种现代物理农业技术。

（一）植物声频助长技术

1.声波助长仪的基本原理：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。

2.作用

增产：植物声频控制器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。

优质：植物声频控制器在增强植物光合作用的同时，也增加了酶的合成，从而促进了蛋白质、糖等有机物质的合成，达到提高植物品质的效果。

早熟：植物声频控制器对植物呼吸起到促进作用，加强能量转变的速度，促进物质吸收和运转能力，使植物表现出旺盛的生长速度，达到早熟的功效。

抗病：植物声频控制器对植物发出的谐振波，在植物进入生长旺盛期时，促使其呼吸能力增强，从而保持细胞内较高的氧化水平，对病菌分泌的毒素有破坏作用。呼吸还能提供能量和中间产物，有利于植物形成某些隔离区（如木栓隔离层），阻止病斑扩大。

驱虫：当敏感害虫遇到植物声频控制器产生的谐振波，会产生厌恶感或恐惧感，影响正常进食，不能繁育，难以生存，从而达到驱逐敏感害虫的功效。试验证明，该技术对蚜虫、红蜘蛛等顽固害虫具有十分显著的驱逐效果。

（二）种子磁化处理技术

磁场种子处理技术属现代生物物理技术，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，能激发种子酶的活力，改善种子素质，幼苗素质，使根系发达、活力增强，增强抗病虫害能力，改善作物的新陈代谢功能，提高吸收水、肥的能力，使其稳健生长，以达到作物增产的目的。

1.原理：对种子磁场处理的增产机理，国外认为，对作物生长起重要作用的酶是一种半导体，在外加磁场的作用下，酶的表面形成了一个势能，进而改变了酶的功能和活力，促进植物根系生长和吸收。国内有关研究起步较晚，较有代表性的解释是中科院物理所提出的三项理论。其一是金属磁化离子的作用。农作物体内多含有金属元素或离子十余种，其中有八种是过渡金属磁性离子，它们多是在各种酶中起重要作用的成分。因此磁场力作用可以促进功能酶的活动，促进植株生长发育，提高产量。其二是磁场与生物等离子体的相互作用。生物体内存在着准粒子和它们的相互作用，在磁场的作用下，一些有重要生物意义的离子性能发生改变，产生生物效应。其三是生物磁场相干效应理论。外磁场与生物本身磁场相互作用，使生物体内磁能等参数发生变化。

2.国内使用情况。目前，国内比较成熟的作物种子磁场处理机械有CJ－Ⅲ型磁场种子处理机，该由大连市农机研究所研制，它是依据磁场种子处理正向效应和种子微磁性互作机理开发的新型种子磁化机。本机采用多级交变磁极处理结构进行落种处理，种子在磁场处理正向效应规定的磁场强度范围内受到微磁化和物质结构扭变处理，处理后的种子播种于土壤中会与土壤形成生化、物理性质的互作，带有微磁性的种子会将其周边的微量元素铁磁性物质、顺磁性物质吸引至种子表皮－土壤固液混合相组成的活性界面中，扭变的膜结构会在土壤环境中慢慢得到修复，之后种子萌发并加以利用丰富的微量元素构建丰产的物质基础。另一方面，微磁性种子还能够解析土壤吸附性磷元素，增加土壤有效磷的含量。

根据辽宁省农业机械化技术推广站在该省庄河市进行的比对试验，结果表明：蔬菜种子磁化处理后，增产幅度达10％以上；玉米种子磁化后，亩产增幅达到17.9％果。山东、辽宁地区进行磁化处理玉米种子试验的增产幅度在10％～24％。

（三）电子杀虫技术

1.原理：电子杀虫技术是采用具有特定光谱的特殊光源和杀虫装置，利用害虫的趋光性，在夜间开启光源将虫害引诱飞来，在害虫飞扑光源的过程中，使害虫触到设在光源外围的高压电网，高压电网瞬间放电将害虫杀死，达到有效阻断害虫的生殖繁育链，降低危害作物的虫口密度，减少农药使用量的目的。

使用电子杀虫技术，可大幅度减少农药用量，减少污染，每亩节约成本10元左右。

2.安装使用方法

（1）基本原则

每盏灯灯距100～130米，用架杆或吊绳将杀虫灯固定在离作物0.2～0.5米高的地方，在农作物生长前期此高度为1.5米。

（2）使用方法

将箱内吊环紧固在顶帽的圆孔内旋紧，并将虫袋用绳索固定在灯的底座上。

架线：电子杀虫灯由于采用了电子升压装置向触杀电网供电，属于高电压小电流的小功率产品，每次放电虽然小于人体耐电限值但误触易引起人体的间接伤害，所以应当选择铜芯线径不小于1.0平方毫米，铝芯线径不小于2.5平立毫米的防水电线供电。

按照灯的指示电压接通电源后闭合电源开关，指示灯亮，经过20秒左右整灯进入正常工作状态。

晚间8：30～11：00是开灯诱虫的最佳时间，也可在晚间天黑开灯，早晨天亮关灯并及时清理虫袋。雨天停用。

3.收灯与存放

过季收灯后，将灯擦干净再放入包装箱内，放置于通风干燥处。如果包装箱丢失或损坏，请将灯具吊于室内保管。

4.安全注意事项

（1）电子杀虫灯属于容性放电电路，每次放电量在2.5焦耳，易引起可燃气体燃烧，故本灯应当远离沼气池、加油站、面粉厂等易燃场所附近。

（2）灯下禁止堆放柴草等易燃品。

（3）接通电源后切勿触摸杀虫灯电极网，接虫口距离地面1.5米。

（4）每天清理一次接虫袋和杀虫网的污垢，清理时应当切断电源，顺网横向清理。

（5）雷雨天气不要开灯。

（6）出现故障应当及时切断电源并通知专业人员维修，严禁擅自拆卸。

（四）温室病害臭氧防治技术

大棚大部分时间种植蔬菜，特别是冬季，给病虫害的越冬繁衍提供了适宜的生态条件，使蔬菜病虫害及生理障碍日趋严重。因此，如何防治病虫害和克服作物生理障碍的问题，对大棚蔬菜的发展前景有很大影响。同时，大棚蔬菜种植的土壤利用率高，所施的化肥、农药等有害残留物质长期得不到挥发和降解，严重影响蔬菜的生长和质量。温室病虫害的传播途径主要是种子遗传、土壤传播和空气传播，如何截断病虫的传播链条是设施农业可持续发展中需要解决的技术课题之一。目前，国内解决这一难题的方法除了轮作倒换品种、生物治理和药物扑杀外，采用臭氧活化消毒的方式对温室进行消毒是目前先进的方法之一。

1.技术原理：通过温室病害臭氧消毒防治机产生的臭氧气体，可使温室中的空气臭氧化，从而杀灭温室病原微生物，主要为温室黄瓜、草莓等气传病害的防治，气传病害平均防效率大于70％。

2.使用温室病害臭氧防治技术有以下优点：

（1）安全高效成本低。臭氧可实现一施多用，同时防治多种病虫，而且防治费用低。与喷施农药相比，施放臭氧更为方便、高效、安全，可大大减少农药的使用量，避免菜农施用高毒、高残留农药，从而降低用药成本。

（2）无公害。臭氧在空气中不稳定，20分钟后即分解还原为氧气，因此在植株内及果实中无污染、无残留，是实现无公害蔬菜生产的一条重要途径。

（3）提质增产。经试验，大棚番茄使用臭氧后畸形果明显减少，产量增加20％左右，且果实个大、着色好、口感好，磁化水能让蔬菜生长快，大部分品种的产量可提高10％～45％。

（4）臭氧水能降解土壤中农药、化肥的有害残留物，磁化水能让土壤疏松，有效改良土壤。

（5）臭氧为纯物理杀虫灭菌，快速高效、不留死角，病虫不会对其产生耐药性，可长期使用。

3.在大棚蔬菜种植中的具体使用情况及作用机理

（1）种子处理。

①将种子倒入本机制出的高浓度臭氧水中浸泡15～20分钟，可杀灭种子表面的病毒、病菌及虫卵；

②用本机制出的磁化水浸泡种子12—16小时，能使种子出芽快、发芽率高，幼苗具有株高、茎粗、根长等优点。

（2）大棚种植中的使用

①定植前棚内消毒及磁化水作用处理：

A、定植前先用经强磁化的高浓度臭氧水喷灌于棚内土壤。作用：可杀灭土壤内的病虫害；可分解土壤中的农药等有害物质；可使土质疏松、加快有机肥分解。

B、将棚内土壤翻松，结合高温闷棚利用高浓度臭氧气体集中投放于棚内，投放量越高越好，一般应不低于10千克/立方米，投放时间以不少于2小时为宜。作用：充分杀灭棚内空气中存在的病毒和虫害。

②苗床病虫防治及磁化水作用处理：

A、先将苗床封严，将高浓度臭氧气体投放于封闭的苗床内，投放量应控制在2～3千克/立方米，投放时间10分钟，然后再通风30分钟（每周一次），作用：充分杀灭苗床上存在的病毒和虫害。

B、每次灌溉浇水均使用磁化后的臭氧水。作用：臭氧水能有效杀灭土壤中的病虫害；磁化水能使幼苗具有株高、茎粗、根长，生长更快。

③蔬菜定植后的病虫防治及磁化水作用处理

A、定植缓苗后，每亩棚室持续施放臭氧7～10分钟，再密闭熏蒸15～20分钟，然后通风30分钟。无病虫的棚室每5～7天施放1次，连续施用5次，每经2～3次施放时间再增加5分钟，直到每亩每次增至25分钟。熏蒸时间也同样每经2～3次增加5～10分钟（臭氧投放量应控制在4～5千克/立方米）。作用：防止棚内的病虫害，尤其对番茄灰霉病、叶霉病、早疫病、晚疫病，黄瓜霜霉病、疫病等以及温室白粉虱、潜叶蝇、蚜虫等病虫防治的效果显著，基本上不用施加其他农药。

B、按正常灌溉量喷洒臭氧磁化水。作用：臭氧水杀灭植株上和土壤中的病虫害，磁化水能让蔬菜生长快，产量可提高10％～45％（国内外多方资料证明）。

C、棚内施用化学肥料和农药后在3～4天内应停止投放臭氧，以防止臭氧对其化学成分的分解。但磁化水可照常投放。

（3）在大棚蔬菜种植中使用“多功能臭氧活化消毒机”有以下优点

①安全高效成本低。臭氧可实现一施多用，同时防治多种病虫，而且防治费用低。与喷施农药相比，施放臭氧更为方便、高效、安全，可大大减少农药的使用量，避免菜农施用高毒、高残留农药，从而降低用药成本。

②无公害。臭氧在空气中不稳定，20分钟后即分解还原为氧气，因此在植株内及果实中无污染、无残留，是实现无公害蔬菜生产的一条重要途径。

③提质增产。经试验，大棚番茄使用臭氧后畸形果明显减少，产量增加20％左右，且果实个大、着色好、口感好，磁化水能让蔬菜生长快，大部分品种的产量可提高10％～45％。

④臭氧水能降解土壤中农药、化肥的有害残留物，磁化水能让土壤疏松，有效改良土壤。

⑤臭氧为纯物理杀虫灭菌，快速高效、不留死角，病虫不会对其产生耐药性，可长期使用。

⑥此外，国内温室白粉病、霜霉病主要是使用硫磺熏蒸的办法进行防治。

（4）在大棚蔬菜种植中的使用注意事项

①合理确定投放量及熏蒸时间。臭氧的投放量及闭棚熏蒸时间要根据不同作物及其生长时期进行适当的调整。一般成株期的作物与苗期作物相比，对臭氧的适应性更强。生产中如果臭氧投放量过大或棚室熏蒸时间过长，轻者会导致大棚蔬菜叶片及花中毒干枯，重者会引起植株死亡。随着植株生长，投放量与熏蒸时间可逐渐增加，以达到既可防治病虫又不伤害蔬菜作物的目的。投放时应尽量保证均匀，且喷气口不能直接对着蔬菜，应该距蔬菜植株0.8～1米以上。熏蒸时间到达后应及时通风，一般通风时间不能少于30分钟。棚室熏蒸时严防人畜进入，以免引起中毒或出现其他不良反应。

②温度和湿度调控。臭氧投放时棚室内温度应保持在10℃～30℃范围内，在空气湿度较大的情况下防治效果会更好。

③使用本机器需要使用220V电源，注意用电安全。

（五）空间电场电除雾防病促生技术

1.空间电场调节植物生长的基本原理

地球与电离层之间的大气电场强度时时都在每米几百伏到几十万伏之间变动。变化的大气电场同阳光一样也是植物生长不可缺少的环境因子。它对植物生长发育的调控作用也满足于电动力学的许多规律。植株体内离子响应电流的大小由空气的电学参数及栽培基质、植株体本身的电学参数的变化决定，也就是环境中任一因子的变化都会影响植株体内离子肥料的浓度和分布。因此，特殊变化的空间电场及作用于该空间电场中的环境因子的变化均可改变植株吸收离子养料和同化物的运输状态。只要空间电场变化，植株的各种生理活动状态均将发生改变。设置特定变化的空间电场即能对植物的吸收、同化物的运输及多种生理活动进行调控。

国内农业研究机构和大专院校经过多年的研究已经证明，空间电场调控植物生长是通过钙离子和碳酸氢根离子进行的，即电钙调理论和电碳调理论。利用植物输送HCO₃^-和Ca²⁺量的空间电场可控性，采用空间电场能够显著促进植物的光合作用并提高植物生物产量，增加果实的含糖量以及提高果实的贮运硬度指标。另一方面，由于建立空间电场的电极线的放电作用能够将空气中的N₂转化为植物能够吸收利用的氮氧化物，故空间电场对植物生长具有显著的促进作用。

在空间电场环境中，植物生长对二氧化碳的需求高于普通环境中的20％以上，高浓度的二氧化碳与空间电场的结合均比单独使用任一种技术获得的增产效果显著，尤其是对收获物为生物量的叶菜类、根菜类植物产品的增产贡献能达到70以上。

2.空间电场预防气传病害的机理

对气传病害发生影响最大的是设施内的湿度条件，有的气传病害在多湿多雾条件下发生，有的气传病害在干燥条件下发生，但常见气传病害多属于前者。湿度条件对病害的发生影响很大，喜湿的蕃茄疫病、黄瓜细菌性角斑病及霜霉病等，在相对湿度96％以上时容易侵染发病，但白粉病会在湿度降到50％～80％时发生。因此，控制湿度、雾气和空气病原微生物是预防气传病害的基本方向。在温室内建立的空间电场能够保持温室空气长期处于洁净、明亮状态，空气中的雾气、空气微生物均会在空间电场的作用下除掉、杀死、灭活，塑料薄膜处新产生的雾气以及成熟的真菌向空气中发射的孢子也均会受到空间电场和空间电极线产生的高能带电粒子的作用而不能扩散传播，另一方面，随着空间电场的不断作用，各种依靠空气传播的病害源的毒害作用均会逐渐降低，直至被控制在安全限以下。

该技术通过绝缘子挂在温室棚顶的电极线为正极，植株和地面以及墙壁、棚梁等接地为负极，当电极线带有高电压时，空间电场旧在正负极之间的空间中产生了，臭氧、氮氧化物、高能带电粒子也就通过电极的尖端放电产生了。

3.生理病害及其空间电场控制

对于设施内植物生理病害，其原因有很多，其中光照、温度、湿度、CO₂、土壤肥力、病害都与植物生理障碍的发生有关。

使用空间电场防治植物生理障碍可以：

（1）加快植株对CO₂的吸收速度，降低光补偿点，增强植株在弱光条件下的光合作用强度。

（2）空间电场在土壤中形成的微弱电流对土壤肥力的活化以及蔬菜在空间电场作用下对其他离子肥料吸收能力的普遍增强。

（3）营养物质输送促进机理：空间电场可以调控植物细胞中的Ca++浓度，Ca++浓度的变化会使植株的各种生理活动过程也发生变化，包括激素调节过程、光调节过程、重力调节过程的变化。这些过程的变化激活了植株的各种生理机能，促进了同化产物和矿物质营养肥料的输送。

（4）生长点、根系处茎－土界面的热效应：由于植物尖端会在空间电场中对空气放电，因此可通过热成像仪观测到生长点、根系处茎－土界面的热集中效应，这两个热效应能够改变植物顶端和根系的生理状况，且对植物顶端细胞的增殖和根系的活力有正向促进作用。

4.空间电场调节植物生长的作用

（1）在空间直流电晕电场中的雾汽、粉尘会立刻荷电并受电场力的作用而做定向脱除运动，并迅速吸附于地面、植株表面、温室内结构表面，而附着在雾汽、粉尘上的大部分病原微生物也会在高能带电粒子、臭氧的双重作用下在做定向脱除运动的过程中被杀死、灭活。在随后的自动循环间歇工作中，空间电场抑制了雾汽的升腾和粉尘的飞扬，隔绝了气传病害的气流传播渠道，温室空间持续保持清亮和少菌少毒状态。

（2）由于空间电场作用，土壤—植株生活体系中形成了微弱的直流电流，该电流与空间电场、臭氧、高能带电粒子一同作用，防治了土传病害。

（3）在空间电场作用下，电极系统产生臭氧、氮氧化物、高能带电粒子杀灭真菌病原物，温室空气净化、除雾，病原物起飞被抑制，空气传播渠道被切断，实现预防病害、消灭农药残留的目的。

（4）在空间电场作用下，植物的光补偿点降低，在弱光环境中仍有较强的光合强度。

（5）在空间电场作用下，植株体内Ca²⁺离子浓度的变化随电场强度的变化而变化，它的变化调节着植物多种生理活动过程，也促进了植物在低地温环境中对肥料的吸收，增强了植物对恶劣气候的抵御能力。

（6）在空间电场作用下，植物对CO₂的吸收加速，满足了植物在空间电场环境中对CO₂的旺盛需求。植物对CO₂的吸收量远远大于自然环境中的，植物产品糖度高，品质好。

（六）土壤连作障碍电处理技术

温室内的土壤由于长年封闭种植同一类植物，作物中的土传病害会造成土壤连作障碍，给蔬菜、瓜果生产带来的许多弊端：

（1）土壤有害微生物浓度过高，土传病害猖獗。

（2）根结线虫病发病严重。

（3）由于同一种作物的根系分布范围和深浅一致，吸收肥力相同造成了某种游离态营养元素匮乏。

（4）根系分泌的有机酸及有毒物质不易清除，造成根系生长不良。

（5）土壤pH值有很大改变，如马铃薯会使土壤pH值下降。玉米、南瓜会使土壤pH值上升。上述弊端将使蔬菜生育不良，甚至严重减产，品质下降。

土壤连作障碍电处理技术就是运用现代物理农业中的电处理技术，对土壤进行“消毒”处理，以达到对温棚土壤的净化目的。该技术装备依据直流电流土壤相消毒原理、土壤微水分电处理原理、脉冲电解原理集成的土壤电化学消毒技术原理开发的一种多功能土壤消毒设备。

该技术适用于（1）农田土传病害、线虫病、根系有害分泌物、土壤物理性缺素症等连作障碍的克服处理；（2）土壤改良，特别是盐碱地的改良。处理方式采用固定电极式和移动电极式两种处理方式，主机可手提自由移动。

1.技术原理

（1）土壤在具有直流性质的脉冲电流作用下，离子发生移动，使负脉冲带PH增高而中和根系分泌的有机酸，正脉冲带H+浓度增高，土壤溶液酸度增加，又可促进难溶矿物质养分的溶解、分解与转化，对土壤有很好的解毒效果，而电极附近的微生物会在脉冲电流和高酸高碱的作用下失活。

（2）由于土壤水分中含有酚、氯化合物，因此土壤电处理产生的气体中还含有大量酚类气体和原子氯气体，酚类气体和原子氯气体在土壤团粒缝隙逸散过程中可以有效杀灭引起土传病害的病原微生物。

（3）在土壤含水率较低时，流过土壤的直流电流、定向脉冲电流可以集流于土壤虫体表皮而迅速将其杀死。

（4）电极自身的电解剥离作用会产生许多可以消毒的铜、银、铁的金属离子，这些离子与土壤水形成絮状物，这些絮状微粒吸附在微生物的表面，同时吞下金属离子的微生物改变了微生物与周边土壤水的化学平衡，为恢复平衡，这些絮状微粒释放出离子，从而形成对抗微生物的离子流，另一方面，杀菌效果还取决于银、铜、铁等金属离子对微生物的毒性强弱，通常银最高，铜次之，铁第三。

一般来讲，这种土壤电处理方式可导致土壤分散性降低，膨胀性减弱，团聚体增加，结构疏松、孔隙增大，渗透性提高和保水能力提高。

对于盐化土、碱化土的处理，该机具有主要依据的是土壤溶液的电解原理。在直流电流有作用下，引起土壤盐害、碱害的金属离子会在金属电极附近发生不原作用而在成为原子，而碳酸根、氯离子会发生氧化作用而成为气体从土壤中排出，随着电解的继续，土壤的钠化率将逐渐降低，即盐碱度减小。

2.系统组成

该系统主要由主机、电源线、电极线、电极把、强化剂等组成，按照使用面积、温棚大小不同有不同的处理方案。

3.移动电极布设处理方案

（1）经济型线虫防控布设方案（大正方形单元方案）对角线交点处电极为一极，正方形四个直角点插入的四个电极为另一极，正方形边长1000～3000毫米，插深300毫米。

（2）完美型布设方案（小正方形单元方案）与大正方形单元方案的唯一不同点是小正方形边长为500～800毫米。这一方案需要的移动电极数量多，成本高，但效果好。

4.固定电极埋设方案及控制面积

（1）立体埋设方案：此埋设方案不但对土传病害防治有效，而且对线虫控制有显著效果。两异名电极呈上下平行布设，其中下电极与上电极之间的平行距离为250毫米±20毫米，同名电极相邻间距之间500毫米。埋设方法见图2。两异名电极引出线连接在电极把钢管顶端的螺栓上，处理时可将主机电极钳任意一极夹持在电极把的钢管上。

（2）平面埋设方案：此方案利于机械化耕作，但对土传病害、线虫防治效果不如立体方案好。异名电极相互呈鱼骨交叉式布设，埋深300～500毫米之间选定，推荐400毫米±30毫米。

（3）控制面积：上述两种方案中的每组电极线布设面积以300～350平方米构成一个单元区，并通过电极把引出，每个单元区可以并联在一起一同处理，但并联区的最大面积不得超过600平方米。

（七）畜禽舍空气电净化自动防疫技术

主要包括畜禽舍空气电净化自动防疫系统、畜禽舍进排气电净化灭菌消毒系统。它是世界畜禽养殖业唯一的自动防疫技术装备。空气电净化自动防疫理论和实践证实了在畜禽舍内建立的空间电场具有极其有效的净化空气，杀灭空气微生物并使其疫苗化、除臭三大功能。该类系统对猪的气喘病、胸膜肺炎以及鸡传支、传喉等40多种空气传播疫病，有显著的预防作用，保育猪淘汰率下降，用于猪呼吸道疾病药费下降20％～50％，每头仔猪多收入20元，对鸡新城疫病毒气溶胶攻毒的预防成功率高于86％。试验表明该系统可对突发空气传播疫病进行有效预防，这种技术将为我国集约化畜牧业创建全新的绿色养殖模式。

采用空间电场空气净化与消毒技术可以轻易地完成传染原的控制，传播途径的切断，易感动物的保护。

1.空间电场（静电场）的作用

①能够有效地控制带病动物（传染源）排便、喷嚏、振翅奔跑等产生的病原气溶胶的扩散，就地灭活并从空气中消解或脱除；

②能够切断外界病原微生物气溶胶的侵入以及舍内空气病原微生物的扩散，并能将这些病原微生物直接转化为疫苗类物质；

③空气质量的显著改善以及冬季通风次数的减少可有效地保护动物的抗病力水平，同时空间电场产生的特殊光波对动物的维生素D合成以及皮毛的发育都有促进作用。

2.空间电场空气净化原理

（1）空间电场力的作用：当布设在空中的负高压电极线与地面、周围的建筑或除尘器的筒壁之间形成的电场强度E足够强时，电极周围的空气将电离生成大量的负电粒子、负电荷会与粉尘、水雾等气溶胶相结合并在电场力（F=-E·q）的作用下进行自空气中至接地物的定向脱除运动，进而实现空气的净化。

（2）空气电离成分的分解作用：电离空气产生的臭氧、氮氧化物能够有效分解动物粪便产生的恶臭气体，降低臭气浓度。在畜禽舍里建立空间电场能够彻底解决寒冷季节封闭畜禽舍内形成的污浊空气问题和通风形成的冷应激问题。

（3）低浓度变幅防疫原理：许多传染病是由病原体数量决定的。一般说来，病原体数量越大引起的感染几率越大，反之发病较轻或不发病。空间电场可大幅度降低空气微生物浓度，显著减少病原体数量，使空气微生物浓度在较低浓度范围内起伏变化，这样既能保证动物群体免于突发感染发病又可保证一定程度的轻微感染而保持一定的抗体。

（4）灭活钝化原理：空间电场的带电电极结构会电离空气产生臭氧、氮氧化物等强氧化性杀菌消毒剂，这些氧化性气体对空气病原微生物具有强烈的灭活钝化作用，降低病原体的致病力，将病原微生物直接转化为疫苗，并通过动物的呼吸作用和皮肤的吸附作用进行自然接种产生对疫病免疫的抗体。

（5）空气净化原理：空间电场可有效降低畜禽舍中粉尘和有害气体的浓度，进而降低病原体的感染率。在众多的防疫措施中，科学证明面对未知的疫病突袭情况下，空气质量的改善往往比免疫注射、药物预防更为有效。

3.适用范围及用途

畜禽舍空气电净化自动防疫系统主要用于全封闭、相对封闭的畜禽舍、宠物房、病死畜禽处理站、动物代谢实验室、SPF动物饲养舍、环境安全型畜禽舍的空气净化和空气传播疫病的预防；也可用于需要消除动物性恶臭、异味等场所。该类系统均采用自动间歇循环工作方式，采用交流220伏供电，5～10天耗电1度，极为节能。

该系列产品在畜禽传染性疾病的预防、绿色畜产品生产和改善员工工作环境方面有着广泛用途：

①畜禽舍养殖环境污浊空气的净化、有害气体的脱除、无臭畜禽舍的建立；

②畜禽舍养殖环境污浊空气的灭菌消毒以及畜禽舍结构表面、养殖用具表面的病原微生物群落发展的抑制；

③畜禽舍外来传染性病原微生物和病毒攻击的防卫。

④环境安全型畜禽舍、标准化畜禽舍、SPF动物饲养间的空气质量控制。

（八）温棚作物补光技术

冬春季节，塑料大棚内光照条件直接影响大棚蔬菜的生长发育、产量和品质。那么，怎样改善大棚的光照条件呢？

1.改进大棚结构

①建材。棚面用8号镀锌铁丝绷紧，既节省建材，又可减少遮光，很有推广价值。棚膜最好使用无滴膜；普通膜则以聚乙烯膜为好。另外，对建材和墙进行涂白处理，能增加反射光和延长使用年限；适当增加大棚高度，也能改善棚内光照条件。②大棚方位和棚面角度。应根据大棚使用时间、生产目的和作物对光照条件的要求进行调节。以春秋两季栽培为主的塑料大棚，棚面角可小些（15度左右），棚面放平，使透射进来的光线距离相等，分布均匀；冬季要求棚面角度大些（25度左右），棚面起拱，以利采光。③棚宽和后坡宽。冬季生产，棚宽6～6.5米、后坡水平距离0.8～1米，以利采光和保温；春秋生产，棚宽8～9米，后坡水平距离0.5～0.7米或去掉后坡。

2.合理搭配种植在塑料大棚内种植不同品种的蔬菜时，要按照“北高南低”的原则合理配植；另外，加强栽培管理也有利于改善棚内光照条件；据报道，黄瓜架采用前排向南倾斜、中排直立、后排向北仰的做法，可使光线利用率提高10％左右。

3.保持棚膜清洁棚膜上的水滴、尘物等对棚内光照条件影响很大。据观测，棚膜上附着一层水滴，可使透光率下降20％～30％；新薄膜使用2天、10天、15天后，因沾染尘物可使棚内光照依次减弱14％、25％、28％。因此，对棚膜上的水滴和尘物要经常打扫和清洗；下雪后及时清除积雪，以增加透明度和进光量。另外，大棚外面覆盖的草苫子等保暖材料，要在不明显影响棚内温度的前提下，适当早揭晚盖，以确保采光面积，延长光照时间；大棚在日出后放风排湿半小时，可减少膜面水珠，因而也能增加透光率。

4.增加温棚光照。北方温棚冬季遇到连阴天时，增加棚室光照是提高产量的关键途径。具体技术有四个方面。

（1）选用紫光膜。冬季太阳光谱中紫外线只占夏天的5％左右，白膜只能透过57％，不能透过紫外线，而紫光膜可透过88％，紫外线光谱可抑病杀菌，控制植株徒长，促进产品积累，选用紫光膜冬至前后室温比绿色膜高2℃～3℃。

（2）推广使用镀铝膜反光幕。利用聚酯镀铝膜拼接成2米宽、3米长的反光幕，挂在塑料大棚后立柱上端，下边垂至地面。这样，可使地面增光40％～43％，棚温提高3℃～4℃，地温提高1.8℃～2.9℃；且对品质有所改善。另外，地面铺设银灰膜或铝箔，也能增加植株间光照强度，使果菜类蔬菜着色良好，并能防止下部叶片早衰。温室蔬菜生产，不怕寒冷，怕光、怕连阴天。所以冬至前后，后墙上挂一道返光幕，可提高后部蔬菜栽培的光照强度，晚上使墙体所贮热能缓慢释放于室内，可保持后半夜较高温度，防止株苗冻害。

（3）以上条件不具备，需要尽量增加自然见光时间，早拉晚盖草帘。对于没安装阳光灯的温室，可采用安装电灯的办法补光增温。阴天早晚开灯给蔬菜秧增加光照，延长3～4小时，与太阳光一并形成每天15～18小时的光照，可提高产量10％～40％，缩短营养生长期17～21天。

5.推广阳光灯补光技术。对于没安装阳光灯的温室，可采用安装电灯的办法补光增温。作物补光设备采用先进的LED发光管，利用不同颜色的光照射农作物，达到调节作物生长，促进增产增收的效果。经过近几年的推广和技术改进，应用技术已基本成熟，特别是在雾雪灾害天气应用效果比较显著。一般每亩地用20～25盏。阴天早晚开灯给蔬菜秧增加光照，延长3～4小时，与太阳光一并形成每天15～18小时的光照，可提高产量10％～40％，缩短营养生长期17～21天。

对于深冬季节或在阳光不足的塑料大棚，人工补光尤为重要，具体要求和做法是：

（1）补光强度。人工补光，要求光照强度要大，以1000～3000勒克斯为宜。

（2）光源。研究表明，作物对红光和蓝紫光吸收能力最强，所以灯源以灯源强度40瓦的日光灯三根合在一起，离苗45厘米高处照射，光强为3000～5000勒克斯，100瓦的高压汞灯离苗80厘米处，光强为800～1000勒克斯。

（3）补光时间。冬季补光应在日出后进行，一般掌握每天2～3小时，棚内光强增大后停止；阴雨天气可全天补光。