物理农业 PPT课件

1 物理农业 2 1 现代物理农业产生的背景 长期以来 以化学肥料 化学农药为代表的化学农业导致了农业革命 它极大地提高了农作物的产量 为解决全球的粮食生产和饥饿问题做出了巨大的贡献 然而 由于长期过量使用化肥和农药而带来的农作物品质下降 地力衰退 环境污染等一系列问题 影响了农业的可持续发展 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 无害化农产品的需求不断增加 对食品安全性的要求不断提高 与此同时 一种以电 磁 声 波 场 纳米等物理手段为植物生长发育促进因子的新型农业技术应运而生 这就是现代物理农业技术 3 物理农业的定义 物理农业是物理技术和农业生产的有机结合 是利用具有生物效应的电 磁 声 光 热 核等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 4 现代物理农业工程技术的含义 音乐 磁疗 电净化 是对物理农业技术的简单概括 现代物理农业工程技术是物理技术和农业生产的有机结合 它是一种新兴的农业生产技术 它可以有效替代农药 化肥等农业生产资料对农作物增产的作用 物理农业是将电 磁 声 光 热 核等物理学知识和高新技术通过一定的装备应用在农业生产中 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 抗病和高效的目的 与化学农业相比 现代物理农业具有许多明显的优势 既可以减少化肥农药的投入 节约生产成本 有利于农民增收 又可以生产出优质 无公害的农产品来满足人们生活的需要 可以说 在农资价格不断上涨和人们不断追求生活品质的今天 发展现代物理农业 开发先进适用的现代物理农业装备 具有可观的经济 社会和生态效益 5 物理农业 物理农业的核心 环境安全型温室环境安全型畜禽舍环境安全型菇房 6 物理农业的主要技术 空间电场调控动植物生长与病害预防技术温室电除雾防病促生技术畜禽舍空气电净化自动防疫技术菇房空间电场促蕾防病技术烟气电净化二氧化碳增施技术温室病害臭氧防治技术畜禽舍粪道等离子除臭灭菌技术土壤电消毒法与土壤连作障碍电处理技术介导鱼礁与水体微电解灭菌消毒技术多功能静电灭虫灯LED补光技术等 7 空间电场生物效应的应用 物理植保技术 畜禽舍电净化自动防疫技术 空间电场促蕾防病技术 环境安全型温室 环境安全型畜禽舍 环境安全型菇房等 8 1 物理植保技术 相对化学农药植物保护技术而言 利用能够有效防治植物生长发育过程中的病虫害并无污染的物理方法称为物理植保技术 9 2 环境安全型温室 环境安全型温室是以物理植保技术为核心设计的能够不使用农药就可有效预防植物病虫害的温室 环境安全型温室是生产无农药残留蔬菜 果品等植物产品的专用设施 10 3 环境安全型畜禽舍 环境安全型畜禽舍是以空气微生物空间电场自动防疫原理为依据而设计建造的能够实时防疫 大幅度减少抗生素使用量 确保养殖者经济利益 消费者健康的动物源食品安全的设施 11 4 环境安全型菇房 环境安全型菇房是以食用菌空间电场促蕾防病理论和物理植保技术为设计依据而建造的不使用农药就能防治食用菌病虫害的环境控制类菇房 12 种子与育苗土的无毒化处理 种子的消毒种子表皮和内层会因多种原因带菌带毒 播种后会在苗期发病而导致产量下降或死苗 因此 种子的物理消毒是保证丰产的第一步 通常的种子消毒采用静电与等离子体相结合的处理方法 等离子气体胶体在静电场的作用下粘附于种子表面并渗入种子表层而实施灭菌消毒 静电等离子联合处理法处理的种子一般放置5天后进行播种育苗 育苗土的无毒化处理育苗土的灭菌消毒是确保作物丰产的第二步 小面积育苗土壤消毒的最佳方法就是采用土壤电处理的方式 消毒后如再添加生物菌肥所育种苗健壮无病 13 2 土壤电处理技术 土壤电处理技术是指通过直流电或正或负脉冲电流在土壤中引起的电化学反应和电击杀效应来消灭引起植物生长障碍的有害细菌 真菌 线虫和韭蛆等有害生物 并消解前茬作物根系分泌的有毒有机酸的物理植保技术 利用土壤电处理技术进行土壤消毒灭虫是通过埋设在土壤中相距一定距离的两块极板通电完成的 其中在极板中央土壤中还需布设介导颗粒和撒施强化剂 灌水 14 种子处理设备研究试验表明 种子经过特定的物理技术处理后 除了可以减少或不用农药化肥 改善并提高作物品质外 种子的发芽率 发芽势得以明显提高 后期表现出苗齐 苗壮 叶厚 较好的解决了 三代苗 的现象 有效增强作物抗病 抵御自然灾害和适应环境变化的能力 15 1 种子磁化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 试验证明经过磁场处理后的小麦增产幅度达8 1 玉米的增产幅度达11 8 蔬菜增产10 以上 16 2 等离子体种子处理技术 等离子体不是一种特殊物质 它只是物体存在的一种状态 也被称为物体的第四种状态 该项技术的发明是借鉴航天育种中宇宙等离子体射线对种子影响的物理原理 让种子在机器中接受等离子体照射和交变电感的作用 激发种子的潜能 提高种子的活力 增强种子的健壮度 经过处理的种子 发芽势发芽率提高 出苗整齐 苗期提前 根系发达 长势旺盛 植株强壮 叶面积增大 叶绿素含量增加 光合作用增强 耐寒耐低温能力提高 病虫害减轻 促进早熟 提高产量改善品质 17 3 电场种子处理技术 通过高压电场来催动种子发育 使种子内的多种酶的活性得以提高 农作物在发芽 出苗 生长等方面优势明显 声波助长设备声波助长仪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现代物理农业科技发展的核心技术 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 可应用于粮油作物 蔬菜 果树 花卉 园林苗木等作物 声波助长仪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 18 温室补光设备 受市场需求的推动 现在各地普遍采用温室大棚生产反季节蔬菜 瓜果 花卉等 但由于温室结构 卷放帘时间 棚膜上的尘土露水等的影响 温室内一般光照不足 为此人们常采用补光设备给温室作物补光增温 以此来提高作物产量及品质 全国已有十多家企业批量生产补光设备 具有代表性的产品有 河北省赫谱科技有限公司与河北大学联合研制的专用于温室大棚作物的 阳光灯 该系列产品具有良好的增产早熟效果 而且还能增加作物的免疫和抗病能力 19 空间电场防病促生技术设备 空间电场防病促生技术已经在温室 畜禽舍和菇棚中得以应用 1 温室电除雾防病促生设备在电场力的作用下 可有效增强植物光合作用以及钙离子的吸收 从而促进植物生长 再者 植物的光补偿点降低 即在弱光环境中仍有较强的光合强度 所以常配备二氧化碳气肥增施机一同使用 20 空间电场防病促生技术设备 2 食用菌防病促蕾系统此技术装备包括空间电场促蕾防病系统 接种房电净化洁净系统 可以预防与控制接种室 发菌室 出菇房空气杂菌对食用菌形成的落菌性污染 通过对空气放电而促成空气的氮肥化 臭氧化和负离子化 为食用菌的安全快速生长提供一个良好环境 21 3 畜禽舍防病防疫技术 该技术设备主要包括3DDF系列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 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 目前 这些设备已经进入小批量生产阶段 22 电子杀虫设备 电子杀虫灯一般分为频振式和互感式两种 电源供给上有交流供电 直流供电 太阳能电池供电等形式 目前 全国生产该设备的企业有十多家 产品型号 规格等因生产厂家 应用领域的不同而不同 有河南佳多公司生产的频振式杀虫灯和大连农机技术推广站研制的3DS 15型电子杀虫灯 其体积小 便于悬挂 适用于露天和温室作物 而且在菇棚 畜禽养殖场中也可以起到很好的灭虫效果 北京益环伟业公司生产的多款太阳能杀虫灯 适合于平原 山区 丘陵等不同地形的户外使用 23 水处理设备 水是生命之源 良好的水质可以有效促进动植物生长 浙江丽江水市农科所 中国农业大学研制了电功能水发生装置 智能化电场发生系统 水在电场作用下分解生成酸碱两种水 在作用对象的过程中会还原或氧化成普通的水 真正实现水的无污染 循环利用 该设备在日本等发达国家已经得以普遍应用 我国起步较晚 但也取得不错的应用效果 基本实现批量生产 另外还有磁化水装置 它是通过电磁场瞬间断开水分子团中的氢键而提高水的活性 使用安全 无污染 提高了农产品的产量和品质 24 4 7土壤连作障碍处理设备 土壤连作障碍电处理机可以有效解决土壤连作所带来的有害微生物浓度过高 土传病害猖獗 游离态营养元素匮乏 土壤PH值有较大改变等一系列问题 一般而言 经该设备处理后的土壤 其结构疏松 孔隙增大 渗透性和保水能力显著提高 土壤连作障碍电处理机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 25 现代物理农业装备开发中存在的主要问题 理论研究需要进一步深入目前 现代物理农业装备取得不错的应用效果 但是装备开发整体水平不高 部分装备技术还不成熟 研究还处于 感性 认识阶段 其增产增效的效果还没有从理论上得到严格验证 导致应用效果不稳定 主要原因在于影响农业生产的因素较多 理论研究本身存在很大难度 例如 有研究表明 不同植物在不同的生长期对声波刺激的反应不同 但现有的声波助长仪对植物都使用大致相同声波频率 还没有实现从 广普 到 专一 26 装备种类少 应用范围小 现在开发生产现代物理农业装备的企业并不多 企业对装备的开发尚处于初始积累阶段 而且开发生产出的装备还不能完全满足农业生产的需要 比如现在绝大多数装备应用于种植业 用于畜牧 水产等领域的装备较少 许多技术空白点亟待研究 装备质量有待提高目前的现代物理农业装备开发生产多处于样机开发以及小批量生产阶段 产品本身质量不稳定 27 缺少技术集成研究 目前现代物理农