金泰妍和白贤:物理农业:科技成就“绿色神话”(图

物理农业:科技成就“绿色神话”(图)
周莲娣


黑光灯捕虫

静电除雾除尘系统：红色小“灯”可以消除雾气、空气微生物等

声波助长仪，给植物“听音乐”
新闻前提
见过对牛弹琴吗？听过给植物享受的音乐吗？知道等离子射线可以激发种子的潜能吗？了解黑光灯捕农田害虫吗？这些听起来似乎“离谱”的事，已经开始推广运用于农业生产，而且取得了明显的成效，这就是今后农业生产依靠的重要科技措施——现代物理农业工程技术。3月9日，由中国农业机械学会主办，中国农业机械学会青年工作委员会、天津市农业机械与农业工程学会承办，天津市农业机械推广总站、大连市农业机械化研究所协办的“第二届全国现代物理农业工程技术发展研讨会”在本市举行，这是继2006年市农业机械推广总站与中国农机学会，在本市举办首届现代物理农业工程技术发展研讨会后，再一次以天津为基地，向全国农科专业人员实施从理论到实际的全方位引导启发，从而将已经成熟的现代物理农业工程技术更快更好地运用于全国的农业生产。
据了解，现代物理农业工程技术是近年来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，应用特定的物理方法处理农作物，既可有效地减少农药与化肥的使用量，又可提高农产品的产量与质量；既可实现农业科技升级，又能达到保护农业生产环境、促进农业生态良性循环的目的。因此，已经开始实施和推广的现代物理农业工程技术，被世界公认为是实现生态农业、促进人类社会可持续发展的重要途径之一。目前，我国应用于农业生产的现代物理农业工程技术有：种子磁化技术、等离子体种子处理技术、电场种子处理技术、电子杀虫技术、空间电场防病促生技术、声波助长技术等等。
化学创造农业神话
创奇迹也带来危害
曾几何时，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，为解决全球的粮食生产和饥饿问题，作出了巨大的贡献。
许多人记得，20多年前中国改革开放后，化肥一度成为社会最紧俏最炙手的商品。由于求大于供，国家分配计划有限，有钱有权的人没有不“炒”化肥的，因此化肥的身价曾比黄金还高。那时，在农民眼里但凡带“化”字的，都有点石成金、种少收多的神奇作用，为买化肥不惜多勒几圈裤腰带。也许人们还记得，改革开放后，小化肥厂、小农药厂如雨后春笋般的在全国出现，由于有市场可挣钱，企业不惜以污染环境、损害健康为代价，变清水为污水、变青山为秃山、变蓝天为灰天……
不能否认的是，化肥和农药的确给中国的农业生产带来了前所未有的高产量，给中国的农民带来了不曾想到的收益，让地少人多的中国解决了百姓的温饱问题。让市民们最感慨的是，用了多少年的粮本扔了，攒了多少年的粮票废了，转眼成了“文物”，就连粮店也改行干了别的。家家户户再也不为粮食不够吃而发愁，无论爱吃米饭还是想吃馒头，想买就买，想吃就吃。只有不想要，没有买不到，成了现实生活的真实写照。
然而，化学品在不断给农业生产创造神奇的同时，也在不断给人们的生活带来烦恼。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，而且也造成了环境污染等一系列问题，严重地影响了农业的可持续发展，也给人民生活带来严重的危害。近年来，人们食而生畏的心理压力越来越大，前不久，海南毒豇豆事件，再次引发全社会对食品安全的担忧。因此确保百姓食品安全，已成为政府的一项重要工作。
据专家介绍，化肥与农药大量用于农业生产，不仅市民有压力，农民也有压力。农民的压力在于近几年化肥与农药价格的不断上涨，已经成为我国农业生产总成本上升的主要原因，成为制约农业生产发展和农民收入增加的主要问题。国家发改委价格司的统计表明，2005年我国三大作物（水稻、玉米、小麦）的化肥、农药平均投入占到生产成本的27%，是仅次于人工投入的最大一项，粮食价格上涨使得农民增收价值的34.8%被农资价格上涨所抵消，严重影响了农民种粮的积极性。
市民期待绿色、无公害农产品，以保障身体健康；农民期待降低生产成本，既增产又增收入不断提高生活水平。这两种期待能实现吗？变期待为现实的出路在哪里？
声、光、电、磁、热
奠定物理农业基础
什么是物理农业？如果人们不了解物理农业的理论概念与学科领域，不了解“物理农业”与“化学农业”的相对关系，不了解它是当代物理技术和农业生产有机结合的一种生产方式，那么也一定见过每个养鱼池里都有的“小喷头”，“小喷头”不断吹起层层浪花，让池里密匝匝的鱼儿悠然自得地游来游去；还见过有些公共场所设置的灭虫灯，这种灯很神奇，时时传来“叭叭”的声响，每响一次就消灭了一只苍蝇或蚊子；有人还了解到，发达国家的牧场用音乐给奶牛催乳，捕鱼船释放声波诱引鱼群入网……其实，这些都是现代物理农业的范畴。用通俗的话说，就是通过声、光、电、磁、热等物理技术，提高光合作用的效率，促进植物生长，减少化肥、农药的使用量，从而达到保持作物稳产、增产，恢复耕地质量，阻止环境恶化与生态恶化，实现农业长久、持久发展的目的。
我国现代物理农业工程技术倡导者，市农机局副局长、高级工程师胡伟说，有生命的动植物跟人一样，有情绪变化，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。生活中人们把与无法沟通的人交流，称之为“对牛弹琴”，言外之意是对方根本不懂，交流也没任何作用，就像对牛弹琴那样瞎耽误工夫。但事实证明，“对牛弹琴”非但不是白耽误工夫，而且是有效益的。现在，不仅大养牛场每天有“对牛弹琴”——播放音乐的内容安排，就连养牛专业户也懂音乐有助奶牛产奶的作用。植物也一样，如果在蔬菜大棚里定时播放专有的音乐，离播放器近的植株，相对长得既高又壮。坚持在大棚里播放音乐，甚至可以多出一茬儿菜。原因是什么？简单地说，就是音乐声愉悦了动植物“心情”，“心情”好了身体内的活力就增强了，于是潜移默化地多产奶、快长高。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，都应是正常之举。
据了解，自上世纪80年代后期，科技人员就开始研究使用各种物理手段改善种子的品质，以达到增产的目的。如大连市农业机械化技术推广站研制出的磁场种子处理机，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。这个看起来像影视剧中“太空车”的家伙，虽然其貌不扬，但却有神奇的功能。试验证明，磁化后的小麦、玉米等粮食作物增产幅度在10%左右，蔬菜平均增幅在10%以上。不仅深受中国农民的欢迎，而且还远涉重洋，到国外彰显威力。天津溢通实业发展公司研发的电场种子处理机，通过高压电场来催动种子发育，使种子内部多种酶的活性得以提高，而且农作物在发芽、出苗、生长等方面优势明显。另外，他们还研发出了介电种子精选处理机，能够进一步提高种子的纯度。胡伟副局长说：“物理农业这些基本原理，在生活中我们都有体会，比如略加留意就可发现，凡高压电杆附近的植物，都会相对长得高大茁壮，这就是电场对植物的作用。再比如，许多医院使用理疗方法，辅助病人手术后伤口愈合、治疗跌扭伤等等，其原理也是激发提高人体内的多种活性酶，促进新陈代谢。物理农业就是根据这些原理，按照生产需要有针对性地进行研究开发。”
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。如何了解植物喜欢什么“音乐”？怎样的声波才能使植物“心情愉悦”？在这方面，青岛物理农业科技发展公司的专家们有深入的研究与体会，他们根据植物自发声和接受声的频率，以及植物生物声学特性与环境的关系，模拟设计出一种声响。这种声响并非人类音乐的音符，而是类似钟鸣的柔和单音。事实证明，这种声音的频率与植物本身固有的生理系统波频一致，彼此可以产生共振。共振可以提高植物活细胞的运动速度，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。专家介绍，给植物定期按时播放“音乐”，还可以增加酶的合成，从而促进蛋白质、糖等有机物质的合成，对提高植物品质，提早成熟有很明显的效果，尤其在西红柿、草莓上的表现最出色，可以增加含糖量20%以上，早熟7至10天。
用一个小盒串起数个穿着“红裙子”的绝缘子，悬挂在蔬菜大棚顶上的设备，是已经开始用于温室大棚的电除雾防病促生系统。专家介绍说，悬挂着的绝缘子所接的电极线为正极，植株、地面及墙壁等接地设施为负极，当电极带有高电压时，就会在空间内产生一种电场。别看空间电场我们看不见摸不着，但却可以极其有效地消除温室、生态酒店里的雾气、空气微生物等，同时还可以消除封闭环境内的闷湿感，建立空气清新的生长环境。
津城先行物理农业
农民增收市民受益
据了解，早在5年前，本市已开始物理农业技术的试验、示范和推广工作，并开展对比试验，使专业技术人员掌握第一手数据资料，使农民眼见为实感受科技的作用。截至去年年底，本市推广面积累计超过3000余亩，建立科技示范点45个。应用效果表明，采用种子磁化技术可提高作物产量10%以上；声波助长技术、电子杀虫技术、温室电除雾技术，均充分发挥了促进作物生长，提高蔬菜产量和品质，减少化肥、农药用量，节约生产成本的作用。在现代物理农业工程技术的研究与应用上，天津成为全国的先行者，也成为技术示范的旗帜。
百闻不如一见。西青区杨柳青果蔬博览园，是2008年建起的4栋大型玻璃温室，安装了全套的现代物理农业装备，包括温室电除雾防病促进系统、温室病害臭氧防治机、光控液化二氧化碳增施系统、硫磺熏蒸器等。这些设施投入使用，有效地解决了温室内湿度大、雾气重、空气质量差的问题，前不久，记者走进温室，丝毫感觉不到这是个密不透风的空间，迎面扑来的是植物的清香，眼前看到的是花红果绿，如同一步从北疆迈入南国，投身美丽如画的植物世界。
如果说美妙是果蔬博览园给记者的感觉，那么西青区水高庄村农民蔬菜大棚给人的感觉，则是神奇。大棚内种植的是芹菜，没走进棚内已隐隐听到声波助长仪的“歌唱”，悠远而温和的声波，虽然没有人类音乐的悠扬、激昂、多变，但却安静、单纯，就像放大若干倍植物生长的神奇声音。酷似扩音话筒的声波助长仪，竖立在大棚中央，管大棚的农民说，现在正是芹菜听“音乐”的时间，每天上午两个小时。“芹菜听音乐管用吗？”“管不管用一看就知道了。”果然，一目了然的效果令人难以置信。整棚芹菜株高与粗细，围绕助长仪呈放射性，也就是说越近的越高大、粗壮，越远的越矮小、细弱。“听完音乐，芹菜可提早一周至10天上市，抢鲜就是钱呀。”农民很得意地笑了，再三说“这小玩意儿，可神了”！
走出这座大棚，记者又看到了更神的——一座安装使用了土壤连作障碍电处理机的大棚。神在土壤连作障碍电处理机，这是现代物理农业工程技术领域的一项主推技术，因为它可以有效解决土壤因连续种植后所产生的有害微生物浓度过高、土地营养成分匮乏、土壤pH值有较大变化、土传病害严重的问题。处理机是怎么解决这些问题的呢？按设计要求在土壤表层埋设电极线，掺入电介质，然后接通直流电，使之在土壤中产生剧烈的理化反应，反应中会有大量的氯气、臭氧、酚烊气体产生，这些气体在土壤间隙里迅速扩散后，就起到了灭菌消毒的作用。胡伟介绍说：自2005年开始，市农机部门着手进行土壤连作障碍电处理技术及装备的引进和推广，并在北辰、西青等区县的设施园区进行了土壤消毒电处理试验，已显现出很好的效果，是又一项保证市民今后吃到名、特、优、新蔬菜、水果的技术支持。
生活中不缺乏美，而缺乏发现。这句世人皆知的名言，同样适用于现代物理农业工程技术，是那些默默无闻的农科人员，发现了现实生活中物理的自然神奇作用，然后又将它们移植开发成有益于农业生产的物理工程技术，使自然的神奇变成人类的力量。胡伟副局长说，物理农业工程技术虽然对普通人陌生，实际上很早就运用于农业生产了。不知人们发现没有，现在的农田很少像过去那样，初春时人挖机翻地深耕。农田深耕，一是为了消除土壤里的病菌，使再种的作物茁壮成长；二是易于播种，节约成本。但深耕使土地里的水分大量流失，北方本来就缺水，再人为流失太可惜。如今，现代农机已解决了全部问题，农机收获时的秸秆还田，使土地有了所需的肥料；播种机可以把种子稳、准、深地播到含水的土壤层中，即使遇到旱情也可不误农时……市农机推广总站的技术人员张亚军说：日光温室就是“人为环境物理农业”的典范。我国北方冬季太阳照射倾斜，温度下降，又受大环流的影响，西伯利亚寒流经常光顾，不利于农作物生长。过去，人们冬季可吃到的蔬菜只有大白菜和土豆，现在所有蔬菜冬季都可以买到，而且价钱并不很贵，这就是温室大棚的功劳。
专家们说得对，“物理农业”在人们看来现在虽然是一项新生事物，但从物理学角度看，它不过是物理学在农业的应用。但是，物理学在农业的应用，大大造福了人类，“人为制造环境”，使反季节生产成为现实；高压电、磁场、等离子等，激发了种子的潜能，增强了自身的能力；仿声学“愉悦”了植物；黑光灯、电压灭毒，减少了农药的使用……这一切，让我们看到了“物理农业”的神奇力量，也看到了农业生产的新希望。