西藏种子基地报告-物理农业在西藏的应用

西藏种子基地报告-物理农业在西藏的应用本文简介：物理农业产品在西藏的应用一、什么是物理农业产品？凡是采用物理方式，就是：电、磁、光、声、热、核等手段来进行农业活动的即是物理农业产品。“物理农业”是针对原来流行的“化学农业”而言的，其特点是环境友好、无污染、绿色生态。二、为什么要强调物理农业？上世纪70年代以后，中国种植业生产开始大量使用化学农药，

西藏种子基地报告-物理农业在西藏的应用本文内容：

物

理

农

业

产

品

在

西

藏

的

应

用

一、

什么是物理农业产品？

凡是采用物理方式，就是：电、磁、光、声、热、核等手段来进行农业活动的即是物理农业产品。“物理农业”是针对原来流行的“化学农业”而言的，其特点是环境友好、无污染、绿色生态。

二、

为什么要强调物理农业？

上世纪70年代以后，中国种植业生产开始大量使用化学农药，防治病、虫害，农药喷洒就是其中的主要手段之一，如图1所示：

图1

这种方式的后果是：很大一部分农药直接或间接残存于各种农产品、畜产品、水产品以及土壤和水体中，造成农药残留。高毒农药残留的农产品、食品会导致人、畜急性中毒。食用农药残留超标的农副产品，虽然不会出现急性中毒症状，但长期食用会引起人和动物的慢性中毒，导致疾病的发生，甚至影响到下一代。中国农产品质量安全水平落后于发达国家，农产品出口因农药残留及其它有毒有害物质超标问题履遭禁运，农产品出口因质量安全问题每年经济损失数额惊人。目前我国农村环境严重污染，已经达到触目惊心的地步，很多农民因为环境污染导致疾病而穷困，特别是在原来号称人间天堂的苏杭江南地区，很多地方已经变成了“癌症村”“侏儒村”。这种状况必须要尽快的得到改善，否则不但祸害子孙，也是贻害我们自身。

三、

物理农业产品包括哪些类型？

图2是物理农业技术的示意框图：

图2

这里我们着重介绍3种类型产品，即：除雾防病促长系统、土壤电消毒技术、光诱灭虫技术。

四、

除雾防病促长系统：

物理农业中一项最为重要应用是空间电场防病促生系统也称温室电除雾防病促生系统，是目前物理农业领域重点推广的新技术，它不但具有促进农作物生长的功能，还具有非常优良的病害预防能力。它是一种既能促进作物生长又能预防病害的全方位物理技术。

1）空间电场产量倍增效应：

正向空间电场可调控植物的光合作用强度。在空间电场环境中补充二氧化碳，植物可获得快速生长，对于根菜类可获得比平时高1倍的生长速度，而果菜类和叶菜类也可获得比常规环境高1.3-1.7倍的生长速度。

图3

图3是应用了空间电场设备的蔬菜大棚。

2）空间电场植物病害消失效应：

在正向空间电场环境中，由于空间电场的空气净化灭菌作用，植物的气传病害会显著减少。在空间电场作用下，越高湿的环境植物病害越少生长也越好。

3）空间电场生物效应：

我国自1988年在多项国家自然科学基金资助项目以及省级自然科学基金的资助和企业的资助的基础上就开始了。这些项目涉及空间电场与植物生长发育之间关系的研究，也涉及动物疫病空间电场自动控制原理的研究，还涉及空间电场对食用菌生长发育。这些项目的研究揭示了大自然隐藏的另一秘密：自然界中的植物生长以及病害的发生频度原来还要受到大气电场的控制。同时我国科学家又开展了模拟大气电场变化的空间电场生物效应的研究，发现了正向空间电场不仅能够调控植物的光合作用还能够很有效地预防植物病害，同时还发现了在正向空间电场环境中增施二氧化碳，温室萝卜生长速度可提高1倍左右，叶菜类蔬菜可提高70%左右，这就是著名的空间电场产量倍增效应。

4）空间电场产量倍增效应：

正向空间电场可调控植物的光合作用强度。在空间电场环境中补充二氧化碳，植物可获得快速生长，对于根菜类可获得比平时高1倍的生长速度，而果菜类和叶菜类也可获得比常规环境高1.3-1.7倍的生长速度。

5）空间电场植物病害消失效应：

在正向空间电场环境中，由于空间电场的空气净化灭菌作用，植物的气传病害会显著减少。在空间电场作用下，越高湿的环境植物病害越少，生长也就越好。

6）空间电场动物疫病锐减效应：

在畜禽舍内设置空间电场，动物的空气传播疫病会显著减少，空气质量优异，臭味小，动物生长健康。

7）空间电场蘑菇速生效应：

在负向空间电场环境中，香菇、灵芝、杏鲍菇、鸡腿蘑、金针菇等蘑菇或食用菌由孢子转化为菌丝、菌丝转化为子实体的速度表现为明显加快的现象称为空间电场蘑菇速生效应。讯变的正向空间电场也有这种效应，但持续恒定的正向空间电场则不显著。空间电场蘑菇病害锐减效应，在负向空间电场环境中，食用菌栽培中通常呈现的青霉、曲霉、根霉、木霉等真菌性病害明显减

少的现象称为空间电场蘑菇病害锐减效应。

8）空间电场的建立：

正向空间电场适用于植物生长发育与病害预防，也可用于畜禽疫病预防。

一般建立正向空间电场的电力系统采用温室电除雾防病促生系统，植物上方空间由若干绝缘子将电极线悬吊起来，电极线与地面就组成了“光合作用促进电容器”。当主电源向“促光合电容器”输入直流高电压且电极线带正电位时，电极线就与地面之间就形成了正向空间电场。

负向空间电场适用于畜禽疫病防治、蘑菇生长调控和病害预防。一般建立负向空间电场的电力系统采用畜禽舍空气电净化自动防疫系统或食用菌空间电场促蕾防病系统，畜禽舍或菇房上空间由若干绝缘子将

电极线悬吊起来，电极线与地面就组成了“防疫电容器”、“促蕾电容器”。当主电源向“防疫电容器”、“促蕾电容器”输入直流高电压且电极线带负电位时，电极线就与地面之间就形成了负向空间电场。

9）空间电场生物效应的应用：

空间电场生物效应的揭示促使了空间电场调控动植物生长与病害或疫病预防技术诞生。其中，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、环境安全型菇房等一系列涉及空间电场生物效应应用的技术和设施

设计理论都开始了应用，并推动了

食品安全保障技术的进步。

10）发展方向：

随着应用基础研究的深入和实践范围的扩大，空间电场生物效应的更多细节会被揭示出来，动植物的调控技术也将进一步得到细化。

在植物生长发育调控方面，空间电场生物效应的应用最合适的场合就是植物工厂和环境安全型温室，因此最多的研究将是空间电场调控植物光合作用的机理和病害预防技术。在食用菌生长发育调控方面，空间电场生物效应应用最合适的场合是环境安全型菇房，今后最多的研究将集中在空间电场对不同种类的食用菌调控方式的研究上，尤其是在发菌和出菇生长速度调控方面。在动物疫病预防方面，空间电场生物效应应用最合适的场合是环境安全型畜禽舍和环境友好型畜禽养殖场，因此，今后更多的研究将集中在空间电场防疫的机理、方法和设置方面。

五、

土壤电消毒杀虫技术：

土壤电消毒杀虫技术是一种全新的高科技技术，土壤电消毒杀虫方法是指通过在土壤中通入直流电或正或负脉冲电流引起的电化学反应生成物以及电流来杀灭土壤微生物、根结线虫、韭蛆、蛞蝓等土壤病原和分解前茬作物根系分泌的有毒有机酸以及解吸难溶矿物质营养的物理植保方法。

使用化学农药来对土壤进行消毒已经受到国际社会的诟病，1992年的《蒙特利尔议定书》已将很多土壤化学处理药剂作为了淘汰项目，之后的近二十年各种新的消毒药剂和方法不断涌现。作为土壤化学消毒的各种物理的替代技术更是推陈出新，热力法、微波法、臭氧法，然而，一路实践下来都暴露出了这些方法很多无法改进的缺陷。我国科学家于21世纪初提出了土壤电消毒理论，并主导开发了土壤连作障碍电处理技术和装备，至2010年土壤连作障碍电处理法已在中国多个省市还是了试验示范，很多试验示范点在枯萎病、黄萎病、根结线虫病的防治方面取得了突破，土壤电消毒法已成为了世界植保界瞩目的重大科技成果，也是四川川能公司重点推动的新技术。

图4就是其中的一款土壤电消毒机：

图4

六、光诱灭虫技术：

1、杀虫灯原理及构造：

其实光诱灭虫技术很早就被应用了。上世纪60年代，就有应用紫外灯（黑光灯）诱杀大豆、高粱、谷子等的害虫的研究报导，70年代中国农村在集体所有制条件下，种植业就开始推广使用煤油灯诱虫，有交流电源条件的地方，也有用白炽灯、普通荧光灯或紫外灯诱虫，后来又有高压汞灯、双波灯、频振灯、节能灯、节能宽谱诱虫灯、LED灯诱杀害虫的研究与应用。各病虫测报站一直使用灯光诱虫技术进行虫情预报；现在，不少林场已开始推广杀虫灯防治林业病虫害，不少有机产品生产基地采用灯光诱虫防治病虫害，不少养殖户已开始使用灯光诱虫，增加高蛋白饲料，喂养鱼类、禽类、蛙类。灯光诱虫是替代化学防治病虫害，实现农产品质量安全的最佳生物保护方法，也是提高资源利用率，提高综合效益的动物高蛋白饲料收集方法。灯光诱虫已经有超过40年的应用历史，在诱虫灯周围1m半径范围内虫害较重，必须特别防治，在原来一家一户小规模生产的条件下，而且过去人们都没有意识到化学药剂的凶残性，故灯光诱虫没有能在大面积种植业中推广应用。

本灭虫器新产品的技术特点：

1）光源采用双光源，即各一只10W的无极紫外光灯和无极荧光灯。这两盏灯用以模拟波长210～780nm的宽光谱诱虫光源，这种210～780nm的宽光谱诱虫光对98%的各类害虫都有强烈的诱引作用。因为光源无灯丝电极，所以光源的寿命很长。

2）采用3000V的高压电网来击杀害虫。高压电网的灭虫效果最好，不存在被击杀的害虫再次逃逸的弊端，因为它要逃逸就必须再次通过高压电网。

3）采用进口时钟芯片DS12C887来管理灭虫器每天时时刻刻的运行，不采用光控方式，因为光控容易出错，而且精度差，无法完成更为精细的动作。采用这种优良的时钟芯片，就为本项目极力推广的“时间分隔”方式灭虫法奠定了良好基础。

4）采用最新的单片微电脑AT89S52为主控芯片，通过编程可以完成所有需要的一系列控制动作，以达到灭虫器最佳的灭虫效果。

5）最新研究结果证明：绝大多数害虫不但对210～780nm的宽光谱有强烈的诱引趋光特性，同时发现一部分害虫对连续光谱较为敏感，但大部分害虫却对脉冲形式的光谱更为兴奋特别敏感。人们通过测试发现：昆虫对移动的目标反应更加兴奋更愿意接近，对静止的目标反应迟钝比较疑豫。事实上随风摇曳中的树叶花朵对昆虫吸引力非常大，而天敌们都是在静静守候中来吃掉它们。本项目新产品由于采用无极灯，不受灯丝电极的限制，可以瞬时启动，既可以工作在连续光波的状态，又可以工作在高频率的脉冲光波状态，这就为新型灭虫器提高杀灭虫效率奠定了坚实良好的基础。

6）现今市场流行的杀灭虫产品，因为无法区别益虫和害虫导致统统被杀灭而饱受质疑。本项目新产品是采用“时间分隔”来尽量保护益虫。众所周知蜻蜓是人类的朋友，它们扑捉的都是害虫，蜻蜓一般是在黄昏的时候出来活动，所以天黑之前灭虫器不工作。在夜间1—3点钟，是蜘蛛、赤眼蜂最活跃的时候，这些昆虫是害虫们的天敌，所以这个时段灭虫器也不能开机。通过大量实验统计数据分析，可以更加细化这种时段的分隔。昆虫具有很精确的生物钟，各种昆虫的活动时段都有不同，比如一些害虫是白天出来活动，一些害虫是夜晚4点以后才出来。对白天特定时段活动的害虫这个时候就不要开荧光灯，只需要打开紫外光灯即可，并且设置为脉冲振荡工作方式，而且仅是在害虫最为活跃的时段工作一段时间后即关机，这样等等设置以后，我们就能够达到既最大程度杀灭了害虫，也尽可能的保护人类的益虫朋友。

7）目前在地面及地下的害虫，以蝼蛄和地老虎为代表。图5和图6就是二者的标准照：

图5

图6

蝼蛄和地老虎性情相近，都是专门危害小麦、玉米、棉花、蔬菜等多种作物，蝼蛄的成虫和幼虫以及地老虎的幼虫在地下咬食刚播种下的种子或是已经发芽的种子，造成缺苗或是幼苗不能存活。二者活动时在地面形成隧道，使苗根和土壤分离，种苗失水而死，农谚“不怕蝼蛄咬，就怕蝼蛄跑”，深刻的说明了它的危害性。它们都是体型较大，食量也大，所以危害也大。它们都是昼伏夜出，在午夜时分出来取食，具有趋光性、趋香甜气味性，特别对炒香的麦麸、豆饼、谷子有特殊嗜好。针对这些特点，我们开发了专用的地面灭虫器来配合本项目新产品灭杀地面或是地下的害虫，用以填补所有现今市场上流行的杀虫、灭虫器的不足。以上述两种害虫为代表的地面害虫，一般是在午夜12—2点和4—7点出来活动觅食，这两个时段地面灭虫器就开机，其余时间关机，内置有适合害虫们趋光性的具备特殊光谱的LED紫外光发光管，还有搅拌了毒剂的炒香了的麦麸等等，从试验的结果看，对这几类害虫的杀灭效果相当好。

2、利用杀虫灯给种子基地带来的效益和好处：

西藏由于处于青藏高原高海拔地区，空气稀薄，气压低，含氧量少，太阳辐射强，日照时间长，全年分为明显的干季和雨季。除呈现西北严寒干燥，东南温暖湿润的总趋向外，还有多种多样的区域气候和明显的垂直气候带。因此这些独特的气候决定了西藏主产青稞、冬小麦、油菜、土豆、玉米等耐寒性的农作物。这些农作物大多具有耐寒和耐干旱性强、生长周期短、喜爱阳光等显著特点，西藏地区的生态环境非常脆弱，更加不能采用破坏环境的化学农业生产方式，而是应该全部采用物理农业的生产方式。

对种子基地，由于它是母本，种子本身无毒、健壮、基因优良更是尤为重要。在种子的生长过程中，会受到虫害和病害的侵袭；虫害主要是：蚜虫、粘虫、金针虫、地老虎、蛴螬等。病害主要是：病毒病、条纹病、锈病、白粉病、黑穗病等。对这些病虫害如果过度依赖农药，会给种子带来农药毒性残留，影响种子的品质，继而影响后代农产品的品质，是种子基地的一个大忌讳。如果采用电磁技术首先对种子进行处理，不但能够加快种子的发芽率，促成种子的生长，而且在种子的整个生长期间，采用灭虫器对害虫进行灭杀，可以不使用或者减少使用农药，对提高种子的品质至关重要，品质优良的无毒无害种子就意味着好效益，好的品牌效应，是对我国农业实现可持续发展的最大贡献。

图7是该产品灯部分的照片：图7

图8是灭虫器的“战果”：

图8

图9是该灯的高压灭虫网：

图9

3、十二万亩种子基地使用杀虫灯造价分析：

种子行业是朝阳行业。我国是世界上最大的种子需求国之一，常年用种量125亿公斤，目前种子经营量仅60亿公斤，还不到需求量的50%，销售额约270亿元，种子商品率、种粮比都较低，大约只有发达国家的15%-25%，随着我国的农业结构调整和升级，种子商品率和科技附加值也在提高。预计到2014年，中国种子产业的销售额将达到1000亿元，平均毛利率超过40%。

根据目前成功使用过杀虫灯的农田面积预测，十二万亩种子基地需要灭虫器1万台，平均每十二亩约需要1台。我们建议：由于太阳能形式的电源需要太阳能电池板和储电池，整个成本太高，在可能的情况下尽量不选用这种，而是选用电缆输送的36伏低电压交流电。

成本估算如下：

普通电缆送电必须占全部灭虫器的90%以上，这种灭虫器的所有成本一般在650元内，650*9000=585万元；

太阳能馈电的控制在10%以内，它的单台成本至少在3000元以上，1000台是：

3000*1000=300万元。

二者合计是：885万元。

对普通农田来说，使用灭虫器的收益是可节约大量农药购买成本和人工支出，随着害虫耐药性的不断增强，人们也不得不加大农药的使用量或是采用毒性更强的农药，这是一个恶性循环的过程，在这条路上和害虫竞争，人类必定是输家。对种子基地来说，使用灭虫器的收益主要是可以增加收成。统计数据显示，凡是使用了灭虫器的种子基地粮食作物，增产都是在10%以上，我们这里仅以5%做估算：也有统计数据显示，一般西藏青稞种子基地的亩产都是在500公斤以上，据此可以计算出，每亩5%的增产就是每亩25公斤，十二万亩种子基地的增产总额是：25*120000=300万公斤，其价值超过人民币1350万元，显然，只需要一年时间的使用，就可以全部收回所有投资，而且这些种子都是高品质的，无毒无残留农药的，对种子基地是有百利无一害，根本不存在任何质疑和害处。

其实，灭虫器只是我们双方合作的一个小小序曲，相信随着物理农业在西藏地区的全面推广应用，双方会有着更多更大的合作项目，给双方都会带来效益和良性发展的机遇，让双方都步入难得的历史发展大道。