物理农业技术与装备使用手册(上)前  言

主流现代农业的瓶颈

现代农业的主流是石油农业，主要特征是人为的集约经营，使用机械化管理，高水肥的栽培条件，包括使用化肥、农药及除草剂等。大量的物质和能量的投入，刺激了农业的发展，使农业生产力大大提高。但是环境污染严重，破坏土壤结构，加剧了能源危机；而且农田生态系统简单脆弱，对外部条件依赖太强。

石油农业的实质是用高的能量输入来换取高的产品输出，而且其能源投入依赖的主要是不可更新的化石能源，这就严重加剧了能源危机，影响到农业的可持续发展。

石油农业生产追求的主要目标是经济效益和社会效益，生产者的生产目的不是为了自身消费，而是为了市场销售，为了获利。同时为了满足不断增长的世界人口对食物的需求，人们不尊重自然规律，不重视生态环境保护，盲目毁林开荒，毁草种田，高强度的利用农田等重用轻养方式，加剧了对自然生态环境的破坏，造成了水土流失，土壤肥力下降，土地沙化等严重后果。

化肥、农药及畜禽饲料添加剂的广泛应用，不仅影响到农畜产品质量，也对生态环境造成污染，直接威胁到人畜健康。

规模化种植使农作物品种基因趋向于单一化，削弱了农田生态系统中的生物多样性，使其脆弱性加大；农业成本不断增加，投入效益却不断下降；农药的不恰当施用不仅造成环境污染，而且造成害虫、杂草抗药性的增加以及造成天敌和有益生物的死亡，使病虫害变得更加复杂，更加难以控制等。

石油的快速发展，解决了人类的饥饿问题，但也出现了资源衰竭、生态环境恶化、自然生态平衡破坏、生物多样性下降、病虫害的抗药性增强、一些次生病虫害大面积发生、农产品的安全和质量让人担忧、人类奇异病症的突发率较高等一系列问题。人们不得不寻求一种可持续发展的生产体系，加强环境保护以拯救人类赖以生存的地球，确保人类生活质量和经济发展，于是，自上世纪90年代起，掀起以保护生态环境为目标的物理思潮。

现代物理农业技术是近年我国农业科技领域引人关注的一个新的发展学科，它集成了物理、机械、电子和农艺等相关学科知识，相对于化学农业，具有节约资源、提高农产品产量、保护环境、促进农业生态良性循环的特点。它已成为我国农业工程领域一个极具发展潜力的创新层面。

经过多年的发展，现代物理农业已经取得了不少研究成果，在天津、大连、青岛等省市得到很好的发展，取得有目共睹的成效，受到越来越多专家学者的关注和农民的认可，同时物理农业还受到政府部门的鼓励支持，天津还把物理农业装备列入地方购机补贴政策中。目前，我国已经有几十家科研机构和企业研制开发物理农业装备。

目前，物理农业装备还没有在农业生产中得到普遍应用，农民对其认识程度不够和一次性投入大是制约现代物理农业装备开发和应用的主要原因。其实，现在的装备大都可使用十年以上，平摊到每年的投入上来说并不多，装备研发机构和企业应该注重装备推广工作，通过准确科学的试验研究不仅可让农民切实了解到现代物理农业为农业生产带来的效益，而且可以为下一步的装备研发提供试验数据，从而促进现代物理农业装备的开发研究。

温室电除雾防病促生系统能够调节植物生长环境，显著促进植物生长并能十分有效地预防气传病害发生的空间电场环境调控系统。自然界存在的大气电场，也就是带负电荷的地球与带正电荷的电离层之间形成的空间电场是继植物生长光、水、肥三要素之后又被发现的一个新要素，目前，空间电场系列装备在温室整体空间的雾气消除与抑制、温室与大田植物气传病害的预防、部分温室植物土传病害的抑制、连阴天带来的弱光和低根温以及CO₂短缺引起的生理障碍的预防、植物产品果实的增甜、增产的示范试验方面取得很好的效果。

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、棚梁等接地设施为负极，当电极线带有高电压时，空间电场就在正负极之间的空间中产生了，利用这个空间电场能够极其有效的消除温室、生态酒店的雾气、空气微生物等微颗粒，彻底消除动植物养育封闭环境的闷湿感、建立空气清新的生长环境。在这个空间电场环境中，有电极放电产生的臭氧、氧化氮和高能带电粒子，用于预防植物气传病害、并向植物提供空气氮肥。

2.用途

主要用于温室蔬菜、花卉、果树、中草药等病虫害的防治以及植物生长速度的调控。还可用于大田作物的病害预防。

利用建立的空间电场促进光合作用，健壮植物。

利用建立的空间电场防治植物的气传病害。

利用建立的空间电场净化温室空气、除雾、灭菌消毒。

利用带有高电压的电极线的放电作用生产空气氮肥。

与二氧化碳增施配合使用能够产生产量倍增效应。

缺素症预防。

3.安装

3.1基本要求 

主电源、控制器一般安装于操作间或耳房墙壁上，特殊情况可安装在温室内墙壁上，但不允许阳光直射；电极线架设高度必须大于2.3m。

3.2地线的装设 

空间电场控制装置固定在墙上以后，应使用不锈钢丝绳将接地端子与埋入土壤0.5米的接地不锈钢管相接。

3.3绝缘子的安装 

绝缘子包括一个带线绝缘子、数个挂线绝缘子。首先将带线绝缘子固定在距离主电源最近的棚顶钢梁或通过附件固定在立柱上，其他绝缘子一起按温室长度方向均匀布设在棚顶钢梁上或通过附件固定在立柱上。如图。

3.4电极线的连接 

使用电极线通过这数个绝缘子底端的螺丝联为一体。电极线即可形成网格状、也可为一根线。

1、声波促进作物的原理

据近20年相关的文献报道以及我们的研究成果，声波对作物和食用菌生长可产生促进与抑制两方面的作用，只有小于1400赫兹，声强在160分贝以下的声波才对作物和食用菌生长有促进作用。相关的许多基础研究表明，声波促进作物、食用菌生长的主要机理包含两个方面：声波应力钙调机理、声波应力内源乙烯调释机理。

声波应力钙调机理：声波的变化如同温度变化、风、雨、大气电场等环境应力一样能够引起植物、食用菌体内以及周边栽培基质之间的钙离子的重新调整，钙离子浓度的变化是钙调蛋白调节同化产物输送、根系离子交换的外部信号，调节过程的强化可导致植物根系、食用菌菌丝的活力提高，进而促进植物、食用菌菌丝的快速生长与出菇。

声波应力内源乙烯调释机理：声波的机械特性导致了声波环境中植物、食用菌菇体中细胞膜会发生变薄、松散等，同时激活了与生殖生化反应相关的一系列酶的活性，其中在愈伤组织中可观测到的乙烯生成峰会在声波环境下的果实中观测到。因此，声波可用于果实的促早熟化栽培管理中。

其中，声波应力钙调机理在食用菌生产中有着重大的生产指导意义，实践证明，声波的作用如同雷雨天的闪电和雷声，能够显著促进菌丝扭结为原基的转化速度，进而提高食用菌的总产量。

2、声波植物生理效应研究与应用的现状

自然界存在的各种环境因子无不对生存其内的生物产生作用。阳光、大气电场、地磁场、土壤的自然氧化还原反应、风、雨、雪、地震、火山爆发、月球引力等物理因子一同对地球环境中的生物新陈代谢产生着调节作用，而那些我们可以听到的和不在我们听觉范围内的声音也参与其中，共同调控着地球生物的多样性和生长繁衍。

早在19世纪中期，意大利农学家就阐述了声波对萝卜生长的促进和抑制影响，之后的100多年内对声波与植物、食用菌生长之间关系的研究不断深化，特别是近20年来一些科学家针对声波对植物、食用菌的生理活动促进作用和遗传表现的研究取得了多方面的突破，确定了声波对植物生长产生促进作用的两大核心因子钙离子、水势，并揭示了声波与植物自源乙烯产生之间的关系，同时摸索出一套声波促进植物、食用菌生长的使用方法和配套工艺。目前，声波促进植物、食用菌生长技术已在生产和科研中得到广泛应用。

3、适用范围

声波助长仪主要用于植物、食用菌的生长促进和成熟度控制，而且愈是喜钙作物其生长愈是易被声波调控。

4、声波促进效果排序

按声波促进作物增产效果大小进行排序：根菜类>果菜类>叶菜类；在叶菜类声波促增产中，大叶片叶菜>小叶片。

按声波促果菜早熟效果大小进行排序：草莓>小果番茄>大果番茄。

按食用菌各生育期声波促进效果大小进行排序：出菇期>发菌期>生长期。

5．配套栽培工艺

声波与肥水供应、时间相配合可满足不同的生产要求。

5.1缩短根菜类蔬菜的生长周期的栽培管理工艺：在常规的声波使用条件下，增加钾肥和水分的供应量。对于水萝卜、白萝卜长期保持土壤含水率40%以上且富钾时，可比原生长周期缩短1/4～1/3，且口感甜脆。

5.2果菜类蔬菜的促早熟的栽培管理工艺：在果实膨胀为商品果的75%以上时，增加声波使用次数，即每周增加3次。对于草莓，可促早熟3～7天。

5.3果菜类、叶菜类蔬菜增产的栽培管理工艺：在正常的声波加载环境中，经常性的喷施0.3%磷酸二氢钾、1～2%尿素、0.2～0.3%硼酸可增产30%左右。

5.4根菜、果菜增甜栽培管理工艺：由于声波改善了植物同化物向根输送的生化反应条件，在此条件下补充二氧化碳和增加钾肥供应量都可显著地增加块根的含糖量，进而改善萝卜等块根类蔬菜的口感，这是水果化萝卜的重要生产工艺。对于设施草莓、小果番茄生产来讲，在声波环境中补充二氧化碳和增加钾肥供应量能够显著地提高果实的含糖量，这是生产优质水果、瓜果的成熟工艺。

5.5菌丝与食用菌子实体生成促进：每日傍晚5：00－7：00开始使用声波助长仪0.5小时左右，3天后可显著增加菌丝量以及原基和子实体数量，5天后的子实体数量可增加20～40%，第二潮菇产量可增产7%以上。

1、工作原理与性能特点

烟气电净化二氧化碳气肥机是一种能从烟气中获得纯净CO₂并将其均匀地供给温室植物进行光合作用的机电一体化装备。该机通过内藏引风机将燃烧装置排烟管道中的烟气抽入机内，机内电净化腔可对诸如煤、秸杆、油、液化气等任何可燃物燃烧时产生的烟气进行电净化，可有效地将烟气中的烟尘、焦油、苯并芘等有害于植物生长发育的气体基本脱除，并可将部分二氧化硫和氮氧化物脱除且将剩余二氧化硫和氮氧化物转化为植物生长所需的安全肥料和杀菌剂，同时该机能够有效分解掉烟气中含有的可引起秧苗早衰的大部分乙烯。

烟气电净化二氧化碳气肥机是以静电除尘、间歇微量供施的原理开发的二氧化碳/空气氮肥一体化气肥增施机。按照二氧化碳最佳的微量间歇供施技术方法，本机设置为自动间歇工作方式，其二氧化碳增施效果较为显著。

烟气电净化二氧化碳气肥机的巧妙设计保证了功能的多样性。除了净化烟气获得二氧化碳以外，它还可以电离空气产生空气氮肥，同时巧妙的设计将烟气二氧化硫转化为预防白粉病的特效药剂。

2、使用范围

烟气电净化二氧化碳气肥机适用于占地660m²（1亩）以内的蔬菜、花卉、果树等植物温室使用，特别适用于寒冷季节有人居住的、带有操作间、耳房的温室使用或设有集中供暖的温室园区使用。主要解决冬季温室植物产品生产中的CO₂亏缺以及白粉病的预防问题,最大限度地提高产量和果实含糖量。

3、使用效果：

（1）.增施CO₂能促使蔬菜、果树、花卉花芽分化，控制开花时间。

（2）.蔬菜增施CO₂获得增产的显著程度依次是根菜类、果菜类、叶菜类。

（3）.提高地温、保持土壤水分是提高二氧化碳增施效果的重要方法。

 (4).在温室内建立空间电场是提高植物二氧化碳吸收速率和同化速度的最有效措施。

 (5).高浓度CO₂与空间电场结合具有产量倍增效应，而且果蔬口感好，特别是糖度增加显著。

4、预防效果：

利用烟气电净化二氧化碳气肥机净化获得的净化气体能够有效预防多种气传病害，对草莓、黄瓜、葡萄白粉病、白霉病、灰霉病、霜霉病等真菌性病害预防十分有效。

烟气C₂H₄的危害及预防

C₂H₄是燃煤产生的又一气体物质，空气中含有1×10^-9左右浓度的C₂H₄就会起到刺激作用而促进果实成熟和雌花分化，并具有使果实脱落，叶子卷曲、绿色消褪及脱落，偏高生长、主枝生长受阻、侧枝生长旺盛等作用。在不饱和碳氢化合物中，C₂H₄的毒性很高，它会妨碍植物生长素在体内的移动，并进一步阻碍生长素的吸收，进而造成危害。预防燃煤式CO₂气肥供施带来的过量C₂H₄

造成的危害仍可采用静电场驱动离子系统或电除雾灭菌系统，这两个系统预防C₂H₄危害的机理是高压静电场形成的高能荷电粒子、O₃对C₂H₄的分解与空气净化，因此，这两个系统是目前采用燃煤供施CO₂的最安全和最有效的保护系统。C₂H₄危害的指示为西红柿、黄瓜以及兰科植物。

SO₂的危害及预防

SO₂危害作物的浓度在3x10^-6以上，危害的症状是在同化作用旺盛的叶片上发生烟斑，如果是双子叶植物其叶脉间会出现坏死，单子叶植物的叶片前端变褐枯死且随着受害的加深而向基部发展。就一片叶子来说，叶脉间往往易被侵害。SO₂对作物的危害机理大致是大气中的SO₂通过植物的叶片气孔进入叶肉细胞,使胞液PH值降低,进而造成叶绿素中的镁离解,致使光合作用受到抑制而使作物大面积减产。同时,SO₂与同化过程中所产生的a-醛相结合形成羟基硫酸，破坏细胞功能，使整个代谢活动受到抑制而影响其生长发育,严重时造成细胞质壁分离,叶片枯焦死亡。另一方面低浓度的SO₂还是植物生长发育必需的,特别是那些带有辛辣味的作物，比如大蒜、韭菜、芥菜都是从空气中大量吸收SO₂的作物。黄瓜、葫芦、芹菜、甜瓜较花椰菜、西红柿吸收SO₂多。对SO₂抵抗能力最弱的是菜豆、菠菜、莴苣。

1、土壤连作障碍概述

连作障碍给蔬菜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）微小害虫与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。（3）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。（4）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。

1.1．适用范围

本装备适用于（1）农田土传病害、线虫、韭蛆等微小害虫病、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。

1.2．工作原理

本装备是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。土壤电化学消毒技术原理指出：（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含酚、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。

土壤中的线虫、昆虫以及金属粒子都会成为电解反应源，生成的气体成分以土壤溶液化学成分的不同而有较大的差别，但通常为水和盐的电化学反应产物，比如，氧气、氯气、氢气等，同时还有一些金属盐的氧化还原反应。而其中的活生物电解反应源会在短暂的电化学反应中死去，具有氧化性质气体会在土壤中扩散的过程中杀死土壤微生物。

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，该机具主要依据的是土壤溶液的电解原理。在直流电流的作用下，引起土壤盐害、碱害的金属离子会在金属电极附近发生还原作用而成为原子，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。在盐土、碱土、盐化土、碱化土的盐渍环境中，盐类的溶解度愈大，其对作物的危害性愈大，碱性愈大，毒害也愈大。一般情况下，含盐量、碱化度没有达到一定量的盐化土、碱化土是电处理的对象，通常盐类的毒害排序为：Na₂CO₃>MgCl₂>NaHCO₃>NaCl>CaCl₂> MgSO₄>Na₂SO₄。实践证明，电流密度超过0.5mA/cm²时，盐碱土的电处理效果最好。

2、作业程序

2.1.强化剂和介导颗粒的撒施

2.1.1介导颗粒的撒施

在茬口闲地期间介导颗粒按30～35㎏/亩的投入量均匀撒布在土壤表面，然后使用旋耕机将颗粒物旋耕如土。2.1.2强化剂的投放

在茬口闲地期间按25kg/667m2的投入量均匀撒布在土壤表面并漫水灌溉，或溶于水随水灌溉。当植物生长期间，还须再按5～10kg/667m2投入1次强化剂。电处理使用的强化剂对环境无任何污染问题，其作用可显著提高土壤电处理的灭菌消毒效率。如图3。

2.2.电极板铺设方法：

将每块电极板用锣栓连接好，长度根据大棚宽度而定，每组电极板由1块接线片引出，然后将电极板埋入地下，其间距约50～70m.

2.3.连作障碍处理程序

2.3.1土传病害处理程序

重茬3年以上空地初次处理时间最好保持在6～10小时，栽种之后每隔一个月处理一次，每次2～4小时，第三次处理时（作物生殖生长开始初期）再按5～10kg/667m²用量均匀投放强化剂。其后处理，可按每月1次直至全生育期结束。

土壤含水率在30～60%之间进行土传病害的电处理效果最好。即手握成团且有微量水分排出，松手后触碰不松散为最佳处理时机。

2.3.2 线虫处理程序

对于线虫发生严重的在秧地块，每次处理间隔期最好为3周一次，每次处理时间2～3小时，土壤含水率应在20～38%之间，一般建议土壤应能手握成团，松手后轻碰散开为最佳。这是由于线虫卵很难通过电处理杀死，必须待其孵化为幼虫时才可以杀灭，因此，必须采用短时间段间断处理方式进行处理。 

2.3.3韭蛆等根际微小害虫的处理程序

当土壤表层（距地表面0～15厘米）的含水率在20～35%之间时进行处理，处理时间应在2～3小时。

2.3.4土壤改良条件

提高处理电压和延长处理时间是提高盐渍土改良效果的重要方法，建议处理电压选择50～90伏特，处理时间10小时，介导颗粒用量40～60kg/667m²。

3．注意事项：

土壤处理的效果好坏依赖于介电导体、强化剂的投入多少、每次的处理时间以及处理间隔时间的长短。每年进行电处理时必须使用强化剂灌溉或撒施。为了达到良好的连作障碍克服效果，播种的种子以及移栽的种苗必须进行灭菌消毒和保持无毒状态，否则，电处理无法处理种苗自身携带的病原菌。

植保领域里的创新技术：

介电吸虫板的研制始于上世纪90年代初期，由于介电材料的昂贵地加工工艺的未获成功，此种技术一直未获产业化。而在今天这些难题都获得了解决，温室植物的微小飞翔类害虫的物理防治获成功。

介电吸虫板（蓝色可引诱趋蓝色、蓝光的微小害虫着落，并通过介电极化力吸住而困死）

1、原理概述

1.1.诱杀害虫：

微小害虫的恋色性：菜蚜好橙色；白粉虱、蚜虫、美洲斑潜蝇、黄条跳甲等好黄色；蓟马好白色；棕榈蓟马好蓝色。利用这些害虫对颜色的趋性，采用色板加介电吸附技术就能够把引诱上板的害虫牢牢地吸住致灭。

1.2.吸附空气微生物和尘埃

空气中漂浮的微生物气溶胶被静电场吸引至板面并被牢牢吸住，同时在微弱的放电中致死。悬挂在办公室、居室内1周的吸附板面就有一层厚厚的微生物尘埃。

1.3.吸附纸张书籍

纸张等物品为导电非良好的介电物质，可在吸虫板上被极化吸引，一本厚厚的书可以牢牢地吸在上面。可用作活动画展展板。

3DJ-2T型介电吸虫筒（黄色可引诱趋黄色、黄光的微小害虫着落，并通过介电极化力吸住而困死）

2、主要用途 ：

2.1.用于蚜虫（黄色趋性）、白粉虱（黄色趋性）、潜叶蝇（黄色趋性）、黄条跳甲（黄色趋性）、蓟马（白色趋性）、棕榈蓟马（蓝色趋性）等趋色的微小害虫的诱杀；

2.2.用于吸附空气中病原微生物（菌丝、孢子），预防植物病害的发生；

2.3.用于蘑菇接种房、微生物实验室的空气净化；

2.4.用于展板吸附纸质、塑料制展品、告示板；

2.5.用于家庭、病房的空气微生物气溶胶的吸附与空气净化。

1、概述

磁场种子处理机是由我所在大量试验的基础上自行研制生产的新型机具，已经申报国家专利，所使用的永磁铁是经过特殊处理的专用磁铁。

种子磁化技术是电磁技术与生物技术的有机结合，在播种前用磁场种子处理机对农作物种子进行直接磁化处理，通过物理作用有效地激发种子内部酶的活性，增强对铁、锌等金属离子和水、肥的吸收，改善新陈代谢功能，促进农作物生长旺盛，苗齐苗壮，根系发达，后期增产效果明显。

2、应用范围

广泛适用于各种粮食作物、蔬菜及经济作物等。

食用菌（蘑菇）空间电场防病促生系统的简介

1.设备用途

1.1用于食用菌接种箱（室、房、车间）以及发菌房、出菇房、蘑菇房的空气静态净化、空气灭菌消毒。

1.2用于接种后发菌的催生、菌丝转化为菇蕾的催化、促生。

1.3用于出菇房、蘑菇房、食用菌房的空气氮肥化以及子实体形态的调控。

1.4预防食用菌从业人员的“蘑菇肺”的发生。

3DCF-300型食用菌（蘑菇）空间电场防病促生系统

2.工作原理

2.1由放电头、绝缘子悬挂的电极线与地面、栽培架等接地设施组成了一个类似于电工学中的“点--板”、“线--板”电容器，我们称之为“蘑菇房电容器”。

2.2当这个“蘑菇房电容器”通入直流高电压的时候，这个“蘑菇房电容器”内就产生了直流电晕电场，空气中的微生物气溶胶荷电并在静电场的作用下做脱离空气的运动，最后吸附于接地设施的表面上，空气中杂菌浓度就会迅速下降到很低的水平。同时，电极线、放电头对空气放电制造了适量的臭氧、二氧化氮等强氧化灭菌剂，靠近尖端放电处的一部分微生物气溶胶老化，其上的微生物死亡或失去活性。

2.3“蘑菇房电容器”内就产生了直流电晕电场是间断出现的，类似于闪电的产生，对菌丝的生长和菇蕾的转化有显著的促进作用。

八、电子式杀虫灯的原理及应用

1.1、产品概述

3DS—15型电子式杀虫灯是大连市农业机械化研究所经过了充分的性能试验和安全性以及可靠性试验以后，并经大连市质量检验所电器检验中心检测、大连市质量技术监督局产品企业标准备案、辽宁省农业机械鉴定站鉴定后投入批量生产的新产品。

1.2、使用范围

电子式杀虫灯可广泛用于病虫害发生量大、用药频繁的农、林、蔬菜、烟草、仓储、酒业酿造、园林、果园、城镇绿化、水产养殖等领域。可诱杀：①果树害虫：吸果夜蛾、食心虫、突背斑红蝽、桃蛀螟等；②蔬菜害虫：小菜蛾、白飞虱、甜菜夜蛾、菜螟、斜纹夜蛾等；③粮食害虫：玉米螟、高粱条螟、谷子钻心虫、大豆食心虫、豆天蛾等；④麦类害虫：麦蛾、粘虫等；⑤森林害虫：松毛虫、灯蛾、柄天牛、美国白蛾、柳毒蛾、光肩星天牛、杨树白蛾、大青叶蝉、杨卷叶蛾、松天牛等；⑥地下害虫：蝼蛄、金龟子、地老虎等；⑦仓储害虫：药材甲、大谷盗、小谷盗、豆象、黑粉虫、麦蛾等；⑧水稻害虫：稻螟、稻飞虱、稻二化螟、稻三化螟、叶蝉等。

1.3、工作原理

3DS—15型电子式杀虫灯采用具有特定光谱的特殊光源和灭杀装置，在夜间开启光源将害虫引诱飞来，在飞扑光源过程中，使之触到设在光源外围的高压电网，高压电网瞬间放电将其击杀死亡，达到有效地阻断害虫的生殖繁育链，降低危害农作物的虫口密度，减少化学农药使用量的目的。采用物理技术方法进行植物保护，是发展绿色环保农业、保护农业生态平衡，生产绿色、无公害农产品的重要技术手段。

2、使用方法

电子式杀虫灯为高电压小电流的小功率产品，每次放电量虽小于人体耐受限值但误触时易引起人体的间接伤害，故应严格按照操作程序进行安装和使用。

2.1.将箱内吊环紧固在顶帽的圆孔内旋紧，杀虫灯电源线必须采用防水线连接。

2.2.按照杀虫灯作业范围和布设规范、安全要求制作横担，横担距地面 2.3m。

2.3.多灯布置时，各灯之间的距离一般保持在120m-150m之间。

2.4.架线：要根据使用灯的数量，选择好AC220V/50HZ，然后采用顺杆架空线路，线杆的位置与灯的布局位置相符。没有线杆的地方要用高2.5m以上的木桩作为临时线杆，决不能随意拉线，以防意外事故发生。

2.5.灯群线径的选择：铜芯线不能低于1.0 mm²，铝芯线不能低于2.5mm²，线径过细会导致线电阻和压降增大，使灯不能正常工作。如果离变压器较远，且每条线路的灯数又较多，为防止电源波动最好使用三相四线制的架线方法。

2.6.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20ｓ左右整灯进入正常工作状态。

2.7.开灯和关灯时间因地而异。

2.8.使用、检查人员必须做到：

2.8.1线接好、灯亮、杀虫网可放电，接虫袋子挂接牢固；

2.8.2看线、试灯、验高压、网线干净、无短路。

3、安全注意事项

电子式杀虫灯电路属于容性放电电路，每次放电量约在2.5焦耳，易引起可燃气体燃烧，故本灯禁止用于加油站、油库、沼气池、煤气塔、面粉厂等易燃场所附近。

3.1.灯下禁止堆放柴草等易燃物品。

3.2.接通电源后切勿触摸杀虫网电极网，且接虫口距地面1.5m。

3.3.每天都要清理一次接虫袋和杀虫网的污垢，清理时一定要切断电源，顺网横向清理。

3.4.雷雨天气不要开灯。

3.5.出现故障后务必切断电源进行维修。

3.6.为保证电子式杀虫灯的正常使用，并发挥出最佳性能，更换配件时请务必选用我单位生产的专用配件。

4、挂灯布局指导

3DS—15型电子式杀虫灯的大田布设基本原则是：每盏灯灯距大于130m，建议采用以下布局：

4.1.棋盘状布设规则。每台杀虫灯在田间排布的棋格距一般为100－130m。吊挂高度在农作物生长前期为1.5m。

4.2.纺锤形布设规则，一般中间布设3台灯，两端各布设2台灯。各灯距应在130m范围内。

1、简介

1.1. 概述

臭氧是一种具有非常强的氧化性气体，能够很有效地对空气进行灭菌消毒和除臭。在农业生产领域，特别是设施植物植保领域的应用始于1993年，但直到2000年才开始正式推广应用，期间制约臭氧在生长中植物应用的关键问题就是臭氧用于防治植物气传病害的浓度范围的界定。高浓度或低浓度但作用时间长的臭氧对植物生长具有强烈的损害作用，只有当臭氧浓度在一定范围内且作用时间一定的情况下，植物生长期间的气传病害，诸如灰霉病、霜霉病等病害才能够得到有效控制而不伤害植物。

1.2. 使用范围

本系列产品适用于占地660m²以内的蔬菜、花卉、果树等植物温室使用，主要解决冬季温室植物产品生产中诸如灰霉病、霜霉病等气传病害以及疫病、蔓枯病等部分土传病害的防治问题。

1.3. 工作原理

本机通过对抽入机内的空气进行高压放电而使空气臭氧化，臭氧化的空气又通过机内气泵泵出，并沿铺设在温室空间的塑料喉管均匀地扩散出去。

环境中温度、湿度、空气成份等因素对臭氧杀菌效果都有显著影响，温度愈高杀菌效果愈差。棚温在30℃以上的白天，臭氧灭菌几乎无效，因此，夜晚，阴天使用效果好。湿度的影响要复杂的多，高湿有光照的防治效果较高湿无光照的效果差。

在高压放电激活空气产生的特殊气体物质中，除了含有大量的臭氧以外，还含有氮氧化物。氮氧化物可作为植物所需的氮肥使用，这是使用本机可不必再增施氮肥的缘故。

 2、使用效果及注意事项

 苗期开始使用可显著预防全生育期气传病害的发生，生长中期使用可在一个月内显示效果。特别提示：在黄瓜生长中期使用时，臭氧可先使黄瓜病害加重（光合作用受到抑制），但到了20～45天后，瓜秧适应臭氧环境后，病害开始显著减少，后期生长旺盛且无病害。

冬季长期使用时，臭氧输送管内易积水，且因臭氧化空气含有氮氧化物，日积月累积水就会形成强硝酸，放流时应格外注意，千万不要溅洒在身上或植株上。

相关信息：为给臭氧应用于循环营养液消毒提供指导，刘滨疆、李旭英等研究了营养液中臭氧浓度的上升、衰减，臭氧杀灭营养液中3种植物病原菌所需的残余臭氧浓度、接触时间和残留臭氧对黄瓜根系的伤害。结果表明:高浓度臭氧气体在营养液中形成的臭氧平衡浓度高，达到平衡浓度所需的时间短；低浓度臭氧气体形成的臭氧平衡浓度低,达到平衡浓度需要的时间长。当营养液中残余臭氧浓度为0.7 mg/L，接触时间3 min时,臭氧对103cfu/mL浓度黄瓜枯萎病、番茄枯萎病和106cfu/mL浓度十字花科软腐病3种土传病害病原菌的杀灭率均接近100%。在营养液中残余臭氧浓度为0.48-0.72 mg/L和0.75-0.86 mg/L，处理30 min后，黄瓜幼苗根系的伤害率分别达到8.3%和31.4%。因此,臭氧对营养液中的病原真菌和病原细菌有很强的杀灭能力；经臭氧处理后的营养液不能立即用于植物栽培。

空间电场在预防植物气传病害方面可以达到很好的效果，在黄瓜、甜瓜、番茄、辣椒、樱桃树、葡萄树等高杆植物方面几乎可以达到100%的预防效果。在高杆植物的土传病害预防方面，空间电场也显示出了比较显著的效果，特别是在黄瓜、甜瓜、辣椒的枯萎病以及茄子的黄萎病方面有着很好的效果。通过空间电场应用近十年的观察与实践，逐步发现了一些影响空间电场防治土传病害效果的因子，通过对个别因子的调控可以轻松地预防农作物的枯萎病、黄萎病以及果树的根癌病。

1.土传病害发生原因与影响因子

植物土传病害发生与否既和土壤中的病原菌、土壤的理化性状、植物的营养状态相关又与三者或其中的两者互作相关。

1.1.病原菌

土传病害侵染病原包括真菌、细菌、放线菌、线虫等。其中真菌为主，分为非专性寄生与专性寄生两类。非专性寄生是外生的根侵染真菌，如腐霉菌引起苗腐和猝倒病、丝核菌引起苗立枯病。专性寄生是植物微管束病原真菌，典型的象尖孢镰、黄萎轮枝孢等引起的萎蔫、枯死。有害细菌、放线菌的危害在土传病害发生病例中所占比例不到3%，通过改变土壤环境是可以改变这两类有害微生物的感染性态的。线虫的危害在许多地区上升为主要危害，与传统的枯萎病、黄萎病、根腐病相近，但在普通的试验条件下空间电场并未显示出对线虫病的预防效果，在此不进行详细分析。

实验表明，大部分土壤微生物对根际环境中的氧气、氨气、硫化氢、二氧化碳、氯气含量的微量变化敏感，着意改变根际氧含量或氯气含量能够转换微生物优势菌落或调节空间电场极性来调控硝化细菌、硫化细菌、丁酸细菌的活性。另一方面，根系与土壤相之间的薄层界面中钙离子、钾离子浓度的变化以及铜离子在土壤导电颗粒表面上发生的氧化还原反应均对微生物优势群落的转换产生作用。

1.2. 土壤的理化性状

根际环境的PH值、盐度、团聚体结构、含水率以及根系分泌物、矿物质营养含量配比、植物对土壤养分吸收的选择性、单一茬口等对病原微生物的发生与发展都有影响。其中，根病或土传病害的严重程度主要受根端分泌物成分和浓度的左右，利用直流电的电化学效应改变根际离子成分与浓度、改变根际PH值、分解根系分泌物、促使根际土壤矿物质营养游离化以及阴极聚水效应都可以改变土传病害的发病程度，实现预防土传病害的目的。

1.3. 植物的营养状态

光合作用产生的同化产物向根的输送量、胞内外和根与土壤溶液之间的钙离子浓度变化频度、根际水分与氧气的供给量和有效性都对土传病害的产生与发展有影响。尤其是在温室种植方面，二氧化碳的补充有时是至关重要的，许多黄瓜、甜瓜等瓜类温室发生的枯萎病实际上是因为光合产物供应衰竭引起的“伪枯萎病”，整棚的瓜秧和果实需要充足的碳水化合物提供，碳水化合物的缺乏导致根系呼吸的减弱，进而导致根系活力和吸水力的降低而发生枯萎症状。植物体内的钙离子浓度变化的频度对根系活力的影响较为显著，采用锯齿波型变化的正向空间电场能显著地促进根系的生长。同样在正向空间电场环境中，根系与土壤水之间产生的电化学反应能够提高根际的氧气含量。

2.空间电场/强化剂同补法

空间电场在促进植物生长和预防植物病害方面具有显著效能，除了依靠净化空气能力和电离空气产生的臭氧、氮氧化物等强氧化剂的杀菌能力来预防气传病害、气传土传混合病害以外，其预防植物土传病害还依赖于空间电场的强度、土壤溶液的某些盐类，适当地添加这些盐类可以显著提高空间电场预防土传病害的能力。

2.1空间电场

空间电场调控植物生长的基础理论实验研究和生产实践均证明了大气电场以及模拟其变化的正向空间电场既是植物进行光合作用的促进因子又是植株、植株与土壤之间钙离子、HCO3-阴离子转运的调节因子，同时也证明了该因子能够显著提高根系活力以及根际氧气含量。空间电场调控植物生长因子在温室黄瓜、甜瓜、番茄、辣椒、莴苣、葡萄、樱桃、菊花、玫瑰、百合等生产中得到了应用，其间的生长状态优于常规环境。在空间电场环境中补充二氧化碳可以显著地提高同化产物向根的运输，彻底杜绝二氧化碳亏缺引起的“伪枯萎病”。

在空间电场的实践中，另一重要的发现是其预防气传病害和枯萎病的效用。空间电场从理论上能够预防任何依靠气流传播的细菌、真菌、病毒病害，实践中，除了白粉病的预防需要特殊配置以外，诸如霜霉病、灰霉病、早疫病等气传病害都可以得到很好的防治。空间电场对枯萎病的预防效果是在黄瓜、尖辣椒的种植中发现的，预防效果重现率高于86%。

在空间电场环境中，大地相当于阴极，根据阴极聚水原理，空间电场辐射区域外的水分会向辐射区内移动，移动量受泄露电流强度和作用时间限制，因此，空间电场的设置具有显著的节水效能，可保障植物对水分的需求，并可保证根系与土壤接触界面的电化学反应需要的水分要求，并间接地影响接触界面中的微生物生存状态。

2.2.强化剂

与空间电场配合使用的强化剂是由K+、Ca++和一个阴离子R-组成，其中R-组成也是植物生长需要的微量营养元素，对土壤和植物产品不产生任何污染。当阴离子R-溶于土壤水中，空间电场中的泄漏电流由根系流入土壤的时候，阴离子R-优先失去一个电子变为气体并在根际环境中上溢，上溢的过程既是杀菌的过程。当R-含量不足时，土壤中的水成为电化学反应的主要物质，根系表面的水分就会在电流的作用下生成大量的氧气，进而极大地提高根际的含氧量。

2.3.同补法

在空间电场环境中，在植物周围浇灌2%的KR或CaR水溶液或按每m³土壤撒施200-35OgKR或CaR2。空间电场强度一般为+（30～50）KV/m或电极线携带+40 KV。

空间电场的建立是由常用的3DFC-450型温室电除雾防病促生系统提供的，其电极线携带有50KV高电压，它与地面组成类似于静电学中的线—板电容器，电场强度E0近似于+50KV/m。由于空气具有微弱的导电性，特别是在温室的潮湿环境中，其内的空间电场中存在着较大的泄漏电流，因此这个空间电场不是静电学意义上的完全的静电场，而是一个能引起植物以及植物与土壤组成的生态系统发生微弱电化学反应的空间电场环境。泄漏电流由根系流入土壤，并引起根系-土壤界面发生电化学反应，其反应系统和产物。

空间电场引起的根际环境的电化学反应模型

中所示根际发生的水电解、KR电解都是能够产生强氧化剂的电化学反应，这些氧化剂会在根系与土壤接触的薄层中产生强烈的杀菌过程，其上溢的过程又将杀灭土壤团聚体间隙中的病原菌。施加KR或CaR2愈多，杀菌效果愈好，但过多会发生盐害，因此必须严格按照前述浓度、投放量要求进行操作。

3.应用

空间电场/强化剂同补法已在黄瓜、甜瓜、西瓜、桃树、樱桃等植物产品的生产中应用，其预防土传病害的能力优于单独使用空间电场的效能。

黄瓜、甜瓜枯萎病、蔓枯病的预防效率在94-99%之间，效果优异。西瓜在77%左右，这可能与西瓜的匍匐栽培方式有关，立式栽培有利于提高泄漏电流强度增大根际的电化学反应量。茄子黄萎病、的预防效率一般高于93%。桃树、樱桃根癌病的预防试验已经开展了2年多，目前展示出的预防效率高于84%，远优于农药灌根的方法。

对于低矮植物，特别是一些植物苗期的猝倒病、根腐病，该方法的预防效率不高，可能与低矮苗木未能引起足够的泄漏电流流过根系有关，但在实际生产中，通过提高苗期环境中的二氧化碳浓度可以较显著地提高空间电场的预防效果，这与同化产物向根输运增强有关。同样，对于植物生物量颇大的甜瓜、西瓜温室，在空间电场环境中补充二氧化碳也能显著提高空间电场预防土传病害的能力。空间电场/强化剂同补法的发现与实践不仅对温室植物产品的无药残生产有益，也适用于大田植物的病害预防。对解决我国南方香蕉枯萎病、大田黄瓜、番茄等露地枯萎病有着重大的科学指导价值。