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物理农业类专升本论文范文 与崭露头角的物理农业方面参考文献格式范文

分类:论文范文 原创主题:物理农业论文 发表时间: 2023-12-26

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以化肥、农药为代表的化学农业在地球上开展了一次农业革命,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.化学品在不断给农业生产创造神奇的同时,也给人们的生活带来了很多烦恼.由于长期过量使用化肥和农药,不仅使农作物品质下降、地力衰退,还造成了环境污染等问题,严重地影响了农业的可持续发展.

物理农业是相对于化学农业的一种农业生产新技术体系,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.

当前,农业正处于由化学农业向生态农业转变的过渡时期,而物理农业则是实现生态农业的主要途径之一.

给种子“做磁疗”优化品种,让植物“听音乐”长大个儿,大棚内建立“空间电场”预防气传病……这些看似稀奇的做法正在设施农业领域被广泛应用,物理农业正在让农业生产变得越来越环保.

物理农业所包含的内容当然不仅仅只这些,如声波助长技术、种子磁化、频谱处理技术、电子杀虫技术、高频电磁波及激光育种以及利用射线处理种子、消灭害虫等,都是农业装备机、电、仪技术的有效结合.

植物跟人一样,既有情绪变化,也有爱好追求.虽然它们的“语言”与“心理”我们无法通晓和理解,但声、光、电、磁、热等对人有作用的物理技术,对它们同样有作用.简单地说,就是音乐声愉悦了植物“心情”,“心情”好了身体内的活力就增强了,于是潜移默化地快速健康生长.过去说“人非草木,孰能无情”,其实,草木也是有情有义的生命,因此,听音乐、享磁疗,也应是正常之举.

如果你稍加留意就可发现,凡高压电线杆附近的植物,都会长得相对高大茁壮,这就是电磁场对植物的作用.

植物和动物一样也有生物电,能否用电来影响植物的生命活动呢?答案是肯定的.我们知道,自然界是一个大电场,植物和大地紧密地联系在一起,因而被充了电.如果植物与大气之间的电位差越大,植物的光合作用就进行得越快.当植物体充电时会促使植物体在黑暗中吸收二氧化碳.科学家通过无数次实验发现,在200伏交变电压下,黄瓜的光合作用可增大一倍,如在长瓜期间给它施加90伏交变电压后,黄瓜的结实可增加3倍.用50—60伏交流电压(电流强度1~1.5安培)处理棉花种子45分钟左右,棉花纤维质量就特别好,还有增产效果.

磁场处理是指利用适当强度的磁场在作物播前处理种子,或者在浸种、发芽、育苗和生长的某些过程中施加一定的磁场.大量的研究表明,磁处理能显著提高大多数作物种子的发芽势和发芽率,使萌发时的呼吸速率提高4_5倍;作物幼苗的种子根和次生根数显著增加;抗旱、抗寒性能大大增强;作物经济性状明显改善.小麦种子经磁场处理后可使发芽势提高21%,发芽率提高28.2%,幼苗高度和根长分别增长25.3%和38.5%,产量增加8.1%一23.3%.磁场处理玉米后,苗期的根数和根重比对照生长快,株高、茎粗、茎叶鲜重及叶面积与对照相比都有显著差异,穗粒重和百粒重分别增加57.3%和5.7%.脉动磁场处理高粱种子后,可使发芽率、芽长、根长分别增加13.7%、11.2%和13.8%,提早1—2天出苗,千粒重提高11.6%.磁场处理在油菜、大麦、甜菜、花生、大豆、水稻、棉花等作物上也有类似效应.

磁场处理不但影响作物的生长发育和产量,而且还影响到子代种子的品质.经磁场处理种子,收获后的麦类、大豆籽粒的蛋白质、氨基酸含量分别增加1.3%一2.0%和1.4%一42.1%. 在播种前,把种子放在箱式磁化机里过一过,做过“磁疗”的种子品质会大不一样.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.

用一定强度的磁场作用于天然水或水溶液,不仅影响它的结晶过程,还会使它的物理化学性质发生改变.这种经过磁场处理的水就是磁水.利用磁化水浸种和灌溉,在大多数作物上表现出显著的增产效应.实验表明:用磁化水浸种和灌溉玉米,产量可提高7.2%一15.1%.水稻利用磁水浸种、灌秧,其发芽势显著提高,分蘖率、株高和千粒重明显增加,产量增加8%一23%.用磁化水浸种使小麦种子的发芽势、一级分蘖数、次生根数、株高、有效穗数和千粒重均有提高,增产6.0%一24.4%.磁化水对其他农作物和蔬菜也有明显的增产作用,可使大豆、甘薯、花生、油菜分别增产40%、87.5%、22.5%和11.1%,蔬菜增产10.1%—57%.用磁化水浇灌甘蔗,含糖量增加30%,且增产25%.

长久以来,各种飞翔类害虫如甜菜夜蛾、蚜虫、斑潜蝇、虱等一直让农民非常头痛.它们不仅破坏植物的根、茎、叶、花、果实和种子,使其无法生长甚至死亡,同时还携带各种细菌和病毒,对农作物生长危害很大.

利用普通的喷药方式杀虫,不但很难杀死大部分害虫,还会使害虫产生耐药性,同时产生农药残留.而多功能静电灭虫技术是成本最低、用工最少、效果最好、副作用最小的物理防治方法,它利用昆虫趋光、趋波、趋色的生物学特性进行引诱,再利用高电压将害虫击杀.

使用该技术的温室内不再需要喷施杀虫剂,作物一个生长期可减少打药次数3_8次,不仅节约了成本支出,更重要的是农产品农药残留大幅度降低,食用安全.此外,电极产生的高压静电还可吸附空气中的病菌和灰尘,起到净化空气的作用.

声波对植物的神奇作用早在20多年前国外就有了成果报道.美国科学家丹·卡尔逊还发明了声肥技术,后来逐步发展起来的植物声频控制技术,成为现代物理农业工程发展中的重要技术.

法国国家科学研究中心声音研究室的科学家,在他们研究室周围的园圃里栽种了许多花草,给予它们同样的土质、光照、通风、水肥等条件,但是却单独给种在窗前的花草拉小提琴给它们“听”,结果发现,“听”乐曲的花草比其他花草长得快很多,在显微镜下观察,它们叶子表层的细胞非常活跃.因此,科学家用给植物“听”音乐的办法,竞培育出了重2.5千克的萝卜、排球一样大的*、小阳伞那么大的蘑菇、30多千克重的卷心菜.如果在温室里每天定时播放轻音乐,就能使辣椒、白菜、西瓜产量大大增加.更为有趣的是,一位细心的科学家,用平时听音乐的耳机给一只番茄戴起来,让它每天听3小时轻音乐,结果它很快就长到2千克,成为世界上罕见的“番茄王”.因此,人们把这种对植物播放音乐的活动称之为给植物施“声肥”.

原来,声波是一种物理能量,当生物接收到这种能量时,即转变为不同强度的生物化学能,因而对生物本身产生了刺激作用.在声能作用下,大大有利于水分和养分的输导,协调了有机物与水分子间的电化学反应,也同样能激发酶的活性,加速新陈代谢,作物素质增强,实现了优质高产的目的.

声波助长技术是近些年来我国兴起的一项高科技物理农业新技术,也是当前物理农业科技发展领域的核心技术之一.被称为“给植物播放音乐”的新型设备,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.共振可以提高植物活细胞的运动速度,使那些原来处于静止或休眠状态的分子转变为积极的、和谐的运动,从而加速细胞的新陈代谢,促进各种营养元素的吸收、传输和转化,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,从而起到促进生长,提高营养物质的作用,达到增产、优质、抗病的目的.

噪声对植物生长是有害的,强烈的尖啸声会使一般植物萎谢,使蔬菜严重减产.但不同的植物对不同波段的噪声敏感程度并不一样,这一现象被人们巧妙地应用在农业生产中.如强度适中的尖啸声,可使萝卜籽的发芽速度快一倍,因为噪声能刺激种子中的分子活性,使幼芽容易破皮而出.

国外根据这一奇异功能还研制成功了一种噪声除草器,将它放在田间沟垄中,发射一种超声噪音,来诱发杂草种子提前萌发,以便在作物生长之前施药除草.

超声波是一种每秒钟振动20000次以上的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能.

人的耳朵是听不到超声波的,然而许多植物却爱听超声波.

用超声波处理植物种子,可促使它发芽早、生长快、产量高.我国科学家用超声波处理的小麦种子,要比没有处理的种子出苗多、长得快,能增产8%~10%,而且第二年仍然有一定的增产效果.棉花种子经超声波处理后,可以提前3天吐絮,结的棉桃又多又好.

糖类是植物体内的主要成分之一,可溶性糖主要指的是单糖和低聚糖.单糖的磷酸在植物细胞中含量虽不高,但它作为光合作用及呼吸作用的主要中间产物,在代谢过程中极为重要.据试验,经超声波刺激后,根系中的可溶性糖含量比对照组要高29.6%.丰富的蛋白质是细胞进行一系列生理活动的物质基础,经过超声波刺激后,根系中的可溶性蛋白增加了35.3%,高水平的可溶性蛋白质含量保证了细胞旺盛的分裂生长能力.这说明了经过声波刺激后,植物根部细胞分裂旺盛,生长能力强.

超声波也可与远红外线辐射育种和处理农作物种子的技术结合起来进行,以诱发突变,从中选育出优良变异个体,通过一系列育种程序,培育新品种.

也许,你不信,超声波还能犁田呢.

传统的翻地犁需要笨重的机器牵引,这不仅会压实深层的土壤,使其不能保持充足的水分和养料,而且翻起的地表土会被风和雨水侵蚀,另外由于多次的翻犁,植物的根以及腐烂的残留植物被翻出地表,它们会散发出二氧化碳气体.约旦科学家发明了利用超声波松土,实验结果显示:松土可达土壤深度20厘米,这完全满足了一般农作物的松土深度.

在一些设施大棚里,经常会看到吊着一串串“喇叭”,但它们不是用来播放声音,而是空间电场系统.空间电场防病促生技术就是通过在蔬菜大棚里建立的直流空间电场,应用电极线放电产生的高能带电粒子、臭氧、氮氧化物等,实现空气净化和灭菌消毒,同时可以降低空气湿度,吸附空气中的污染物,达到防病的目的.

温室电除雾防病促生技术对农作物气传病害防治率达90%以上,节约氮肥用量20%以上,提高产量20%左右,果实含糖量提高2—4个百分点.冬季温室内不再有雾气,每天可延长光照时间2小时.温室作物不再需要喷施防治气传病害的农药,农产品药残大幅度降低,品质也有明显改善.

昆虫辐照不育技术是指利用高能射线包括-γ一射线、X-射线、a-射线、B一射线和中子流等,对目标害虫(主要是雄虫)的某个虫态进行辐照处理,使其生殖细胞的染色体发生断裂、易位,造成不对称组合,导致显性致死,当代或后代不能正常生殖,从而实现害虫防治的一种物理方法,其中钴60放射源发出的γ射线是昆虫辐照不育处理中最简便有效、最常用的射线.

经过几十年的发展,昆虫辐照不育技术在果实蝇、采采蝇(奥斯汀舌蝇)、棉红铃虫、苹果蠹蛾等多种农林、卫生害虫的防治实践中取得了成功.特别是随着人们环保意识的不断提高,昆虫辐照不育技术日益受到重视,并且因具有无污染、无抗性、防效持久、专一性强、对人畜和天敌安全等突出优点,已成为害虫综合治理工程的重要内容.

辐照为何能使昆虫不育呢?因为生殖细胞通常比体细胞对射线更敏感,一定剂量射线辐照后,昆虫体细胞的结构破坏可能不明显(所以仍能正常存活并且保持交配等行为),但生殖细胞结构往往遭到严重破坏,虽然成虫仍有交配能力,但交配后不能产生有效的受精卵而失去生殖能力.

(张金平)

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参考文献:

1、 物理农业在农业生产中的广泛应用 (1湖南师范大学附属中学;2湖南师大附中博才实验中学,湖南长沙41 0001)摘要我国农业历经几千年的发展与涤荡,化学农业为农业生产带来了质的飞跃 然而化学农业的发展和运用,在现代农业文明中已经越来越.

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