空間電場(chǎng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

王耕

摘要：介紹空間電場(chǎng)的建立方式及其在溫室除霧防病促生系統(tǒng)中的主要用途，探討溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)在提高作物品質(zhì)、改善棚內(nèi)濕度、防治各種病害方面的作用機(jī)理，并結(jié)合實(shí)例，分析該技術(shù)的應(yīng)用效果及推廣前景。

關(guān)鍵詞：空間電場(chǎng)；設(shè)施農(nóng)業(yè)；防??；促生；濕度

中圖分類(lèi)號(hào)：S121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0066-02

1 空間電場(chǎng)的建立

空間電場(chǎng)以通過(guò)絕緣子掛在溫室棚頂?shù)碾姌O線為正極，植株、地面以及墻壁、棚梁等接地設(shè)施為負(fù)極，當(dāng)電極線帶有高電壓時(shí)，在正負(fù)極之間的空間產(chǎn)生一個(gè)靜電場(chǎng)，能夠有效的消除溫室的霧氣、空氣微生物等微顆粒，徹底消除動(dòng)植物養(yǎng)育封閉環(huán)境的悶濕感，建立空氣清新的生長(zhǎng)環(huán)境。在這個(gè)空間電場(chǎng)環(huán)境中，電極放電產(chǎn)生臭氧、氧化氮和高能帶電粒子，用于預(yù)防植物氣傳病害、土傳病害及病毒病，并向植物提供空氣氮肥。

2 空間電場(chǎng)在溫室電除霧防病促生系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫室電除霧防病促生系統(tǒng)是利用空間電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)寒冷季節(jié)作物無(wú)公害生產(chǎn)的保障設(shè)備，主要用于溫室蔬菜、花卉、果樹(shù)、中草藥等病蟲(chóng)害的防治以及植物生長(zhǎng)速度的調(diào)控。其作用效果為：空氣病菌除去率40%～99%；CO2吸收提速率>5%；霧氣消除率>97%；氮?dú)獾兽D(zhuǎn)化率20%。

空間電場(chǎng)的主要用途為：1） 建立能夠促進(jìn)植物光合作用、提高根系活力、提高生長(zhǎng)速度的空間電場(chǎng)；2） 產(chǎn)生防治溫室植物病害的空間電場(chǎng)、臭氧、空氣氮肥和帶電粒子；3） 同時(shí)補(bǔ)充空間電場(chǎng)與二氧化碳，快速促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量；4） 實(shí)現(xiàn)溫室及標(biāo)準(zhǔn)園蔬菜無(wú)毒優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

3 溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)的作用及機(jī)理

在溫室上空的空間電極組件與地面之間建立起自動(dòng)循環(huán)、間歇工作的空間電場(chǎng)?？臻g電極組件中的電極絲或放電球放出高能帶電粒子、臭氧和氮氧化物，在土壤與植株生活體系中形成微弱的直流電流，防治土傳、氣傳病害的發(fā)生，并持續(xù)提高植物的光合作用強(qiáng)度，從而獲得顯著的增產(chǎn)效果。

3.1 促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物品質(zhì)

3.1.1 促進(jìn)植物光合作用 在空間電場(chǎng)作用下，植物對(duì)CO2的吸收加速并使光補(bǔ)償點(diǎn)降低，即在弱光環(huán)境中仍有較強(qiáng)的光合強(qiáng)度。高濃度CO2與空間電場(chǎng)結(jié)合，具有產(chǎn)量倍增效應(yīng)，即空間電場(chǎng)能顯著提高植物的光合強(qiáng)度，促進(jìn)同化產(chǎn)物的運(yùn)輸和植物組織器官的生長(zhǎng)與發(fā)育。

3.1.2 促進(jìn)農(nóng)作物品質(zhì)優(yōu)化 設(shè)置特定變化的空間電場(chǎng)，能對(duì)植物的吸收、同化物的運(yùn)輸及多種生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控?？臻g電場(chǎng)調(diào)控植物生長(zhǎng)是通過(guò)Ca2+和HCO3-離子進(jìn)行的。利用植物輸送Ca2+和HCO3-離子的空間電場(chǎng)可控性，增加果實(shí)的含糖量以及提高果實(shí)的貯運(yùn)硬度指標(biāo)。在同步增補(bǔ)CO2條件下，高濃度的CO2與空間電場(chǎng)相結(jié)合，能夠顯著提高果實(shí)甜度，是設(shè)施農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)溫室高甜度櫻桃、葡萄、小果蕃茄、水果化蘿卜的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.3 促進(jìn)氮?dú)夥柿匣?空間電場(chǎng)帶有4萬(wàn)～5萬(wàn)V直流高壓的電極線，會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生電離作用，并使空氣中的大量氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物。氮氧化物與水汽結(jié)合，形成空氣氮肥，即植物葉面氮肥，故空間電場(chǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。

3.2 調(diào)節(jié)空氣濕度，臭氧防病

3.2.1 調(diào)節(jié)空間濕度 對(duì)氣傳病害影響最大的是設(shè)施內(nèi)的濕度條件。有的氣傳病害在多濕多霧條件下發(fā)生，有的氣傳病害在干燥條件下發(fā)生，但常見(jiàn)氣傳病害多屬于前者。濕度條件對(duì)病害的發(fā)生影響很大，喜濕的蕃茄疫病、黃瓜細(xì)菌性角斑病及霜霉病等，在相對(duì)濕度96%以上時(shí)容易侵染發(fā)病，但白粉病會(huì)在濕度降到50%～80%時(shí)發(fā)生。因此，控制濕度、霧氣和空氣病原微生物是預(yù)防氣傳病害的基礎(chǔ)?？臻g電場(chǎng)的自動(dòng)循環(huán)間歇工作，能夠抑制霧汽的升騰和粉塵的飛揚(yáng)，使溫室保持清亮狀態(tài)，隔絕氣傳病害的氣流傳播渠道。

3.2.2 殺死病源微生物 空間電場(chǎng)中的霧汽、粉塵會(huì)產(chǎn)生荷電，并在電場(chǎng)力的作用下做定向脫除運(yùn)動(dòng)，迅速吸附于地面、植株及溫室內(nèi)結(jié)構(gòu)表面。同時(shí)，附著在霧汽、粉塵上的大部分病原微生物也會(huì)在高能帶電粒子的作用下被殺死、滅活。塑料薄膜處新產(chǎn)生的霧氣以及成熟真菌向空氣中發(fā)射的孢子，因受空間電場(chǎng)和空間電極線產(chǎn)生的高能帶電粒子作用而不能擴(kuò)散傳播。與此同時(shí)，各種依靠空氣傳播的病害源的毒害作用均會(huì)逐漸降低，直至被控制在安全限以下。

3.2.3 產(chǎn)生臭氧 系統(tǒng)中的臭氧是通過(guò)建立空間電場(chǎng)的電極線和煙氣電凈化腔中的凈化電極對(duì)空氣放電產(chǎn)生的，有極強(qiáng)的氧化能力，對(duì)空間電極線周?chē)椭仓昙舛颂幍目諝馕⑸锞哂蟹浅?qiáng)的殺滅作用，其滅菌過(guò)程屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)。系統(tǒng)在溫室內(nèi)產(chǎn)生的0.03～0.08 mL/L的臭氧用于植物病害預(yù)防是十分有效的。

3.3 協(xié)同CO2控制技術(shù)，防治土傳病害

對(duì)土傳病害發(fā)生影響最大的是降低地力的連作和較低的地溫，番茄的枯萎病、褐色根腐病以及茄子黃萎病等都是在這種土壤條件下發(fā)生的。對(duì)于傳統(tǒng)的防治方法來(lái)講，土傳病害與地上部病害不同，發(fā)病后很少有有效的治療方法。但采用空間電場(chǎng)與CO2控制技術(shù)，可以有效地防治土傳病害，其機(jī)理包括以下4個(gè)過(guò)程：1） 空間電極和土壤之間建立的直流高壓空間電場(chǎng)和變化空間電場(chǎng)產(chǎn)生的土壤電流，可使土壤中的非游離態(tài)礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)游離化，進(jìn)而提高土壤肥力，使作物健壯生長(zhǎng)，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。同時(shí)，空間電場(chǎng)在土壤中產(chǎn)生的微電流能夠分解部分有機(jī)酸，進(jìn)而降低根系分泌物的毒害作用。2） 變化的空間電場(chǎng)可以調(diào)控植物細(xì)胞中的Ca2+濃度，進(jìn)而調(diào)節(jié)植株對(duì)土壤肥料的吸收能力和激活植株的其它生理機(jī)能，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。3） 空間電場(chǎng)變化產(chǎn)生的土壤電流可殺死土壤中的一些病原菌。4） 空間電場(chǎng)能夠促進(jìn)植物吸收CO2以及碳水化合物向根區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高根系活力。

3.4 防治病毒性病害，增強(qiáng)植物抗病力

空間電場(chǎng)有效防治病毒性病害的機(jī)理與下列因素有關(guān)：1） 直流空間電場(chǎng)電離空氣產(chǎn)生的臭氧、高能帶電粒子，能夠殺死或滅活植株和土壤表面以及空氣中的病毒。2） 空間電場(chǎng)能夠有效地減少病害對(duì)植株造成的傷害，阻斷病毒侵染植株的渠道。3） 空間電場(chǎng)環(huán)境中，植物對(duì)CO2的強(qiáng)烈吸收以及土壤養(yǎng)分有效性的提高，能夠增強(qiáng)植物的抗病力。

4 溫室電除霧防病促生系統(tǒng)的推廣

2012年，在鞍山市千山區(qū)湯崗子鎮(zhèn)解家堡村建立物理農(nóng)業(yè)試驗(yàn)點(diǎn)，種植番茄和黃瓜，棚內(nèi)安置DFC系列溫室電除霧防病促生系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果證明：溫室（333.5m2）以前的番茄產(chǎn)量為3 750 kg，黃瓜產(chǎn)量為

3 500 kg，運(yùn)用物理農(nóng)業(yè)技術(shù)后，番茄和黃瓜的產(chǎn)量增長(zhǎng)了15%，果實(shí)成熟期提前了7～10 d。若番茄與黃瓜按0.40元/kg出售，每年可增加收入1 800元左右。

2013年購(gòu)置5套3DFC-450型溫室電除霧防病促生系統(tǒng)，以鞍羊線設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶為平臺(tái)，建立5個(gè)示范、推廣點(diǎn)，主要用于溫室蔬菜生產(chǎn)，以提升產(chǎn)業(yè)帶的科技含量。此技術(shù)推廣應(yīng)用的當(dāng)年，蔬菜的產(chǎn)量和效益得到了顯著提升，促使廣大農(nóng)民接受應(yīng)用此物理農(nóng)業(yè)新興技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宏鈞，張皓臻.物理農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2005（5）：28-30.

[2] 張麗華，楊建.物理農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（3）：50-54.

[3] 郭光照，馬慧，秦勇，等.空間電場(chǎng)對(duì)日光溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].北方園藝，2013（23）：60-62.

摘要：介紹空間電場(chǎng)的建立方式及其在溫室除霧防病促生系統(tǒng)中的主要用途，探討溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)在提高作物品質(zhì)、改善棚內(nèi)濕度、防治各種病害方面的作用機(jī)理，并結(jié)合實(shí)例，分析該技術(shù)的應(yīng)用效果及推廣前景。

關(guān)鍵詞：空間電場(chǎng)；設(shè)施農(nóng)業(yè)；防?。淮偕?；濕度

中圖分類(lèi)號(hào)：S121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0066-02

1 空間電場(chǎng)的建立

空間電場(chǎng)以通過(guò)絕緣子掛在溫室棚頂?shù)碾姌O線為正極，植株、地面以及墻壁、棚梁等接地設(shè)施為負(fù)極，當(dāng)電極線帶有高電壓時(shí)，在正負(fù)極之間的空間產(chǎn)生一個(gè)靜電場(chǎng)，能夠有效的消除溫室的霧氣、空氣微生物等微顆粒，徹底消除動(dòng)植物養(yǎng)育封閉環(huán)境的悶濕感，建立空氣清新的生長(zhǎng)環(huán)境。在這個(gè)空間電場(chǎng)環(huán)境中，電極放電產(chǎn)生臭氧、氧化氮和高能帶電粒子，用于預(yù)防植物氣傳病害、土傳病害及病毒病，并向植物提供空氣氮肥。

2 空間電場(chǎng)在溫室電除霧防病促生系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫室電除霧防病促生系統(tǒng)是利用空間電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)寒冷季節(jié)作物無(wú)公害生產(chǎn)的保障設(shè)備，主要用于溫室蔬菜、花卉、果樹(shù)、中草藥等病蟲(chóng)害的防治以及植物生長(zhǎng)速度的調(diào)控。其作用效果為：空氣病菌除去率40%～99%；CO2吸收提速率>5%；霧氣消除率>97%；氮?dú)獾兽D(zhuǎn)化率20%。

空間電場(chǎng)的主要用途為：1） 建立能夠促進(jìn)植物光合作用、提高根系活力、提高生長(zhǎng)速度的空間電場(chǎng)；2） 產(chǎn)生防治溫室植物病害的空間電場(chǎng)、臭氧、空氣氮肥和帶電粒子；3） 同時(shí)補(bǔ)充空間電場(chǎng)與二氧化碳，快速促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量；4） 實(shí)現(xiàn)溫室及標(biāo)準(zhǔn)園蔬菜無(wú)毒優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

3 溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)的作用及機(jī)理

在溫室上空的空間電極組件與地面之間建立起自動(dòng)循環(huán)、間歇工作的空間電場(chǎng)?？臻g電極組件中的電極絲或放電球放出高能帶電粒子、臭氧和氮氧化物，在土壤與植株生活體系中形成微弱的直流電流，防治土傳、氣傳病害的發(fā)生，并持續(xù)提高植物的光合作用強(qiáng)度，從而獲得顯著的增產(chǎn)效果。

3.1 促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物品質(zhì)

3.1.1 促進(jìn)植物光合作用 在空間電場(chǎng)作用下，植物對(duì)CO2的吸收加速并使光補(bǔ)償點(diǎn)降低，即在弱光環(huán)境中仍有較強(qiáng)的光合強(qiáng)度。高濃度CO2與空間電場(chǎng)結(jié)合，具有產(chǎn)量倍增效應(yīng)，即空間電場(chǎng)能顯著提高植物的光合強(qiáng)度，促進(jìn)同化產(chǎn)物的運(yùn)輸和植物組織器官的生長(zhǎng)與發(fā)育。

3.1.2 促進(jìn)農(nóng)作物品質(zhì)優(yōu)化 設(shè)置特定變化的空間電場(chǎng)，能對(duì)植物的吸收、同化物的運(yùn)輸及多種生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控?？臻g電場(chǎng)調(diào)控植物生長(zhǎng)是通過(guò)Ca2+和HCO3-離子進(jìn)行的。利用植物輸送Ca2+和HCO3-離子的空間電場(chǎng)可控性，增加果實(shí)的含糖量以及提高果實(shí)的貯運(yùn)硬度指標(biāo)。在同步增補(bǔ)CO2條件下，高濃度的CO2與空間電場(chǎng)相結(jié)合，能夠顯著提高果實(shí)甜度，是設(shè)施農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)溫室高甜度櫻桃、葡萄、小果蕃茄、水果化蘿卜的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.3 促進(jìn)氮?dú)夥柿匣?空間電場(chǎng)帶有4萬(wàn)～5萬(wàn)V直流高壓的電極線，會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生電離作用，并使空氣中的大量氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物。氮氧化物與水汽結(jié)合，形成空氣氮肥，即植物葉面氮肥，故空間電場(chǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。

3.2 調(diào)節(jié)空氣濕度，臭氧防病

3.2.1 調(diào)節(jié)空間濕度 對(duì)氣傳病害影響最大的是設(shè)施內(nèi)的濕度條件。有的氣傳病害在多濕多霧條件下發(fā)生，有的氣傳病害在干燥條件下發(fā)生，但常見(jiàn)氣傳病害多屬于前者。濕度條件對(duì)病害的發(fā)生影響很大，喜濕的蕃茄疫病、黃瓜細(xì)菌性角斑病及霜霉病等，在相對(duì)濕度96%以上時(shí)容易侵染發(fā)病，但白粉病會(huì)在濕度降到50%～80%時(shí)發(fā)生。因此，控制濕度、霧氣和空氣病原微生物是預(yù)防氣傳病害的基礎(chǔ)。空間電場(chǎng)的自動(dòng)循環(huán)間歇工作，能夠抑制霧汽的升騰和粉塵的飛揚(yáng)，使溫室保持清亮狀態(tài)，隔絕氣傳病害的氣流傳播渠道。

3.2.2 殺死病源微生物 空間電場(chǎng)中的霧汽、粉塵會(huì)產(chǎn)生荷電，并在電場(chǎng)力的作用下做定向脫除運(yùn)動(dòng)，迅速吸附于地面、植株及溫室內(nèi)結(jié)構(gòu)表面。同時(shí)，附著在霧汽、粉塵上的大部分病原微生物也會(huì)在高能帶電粒子的作用下被殺死、滅活。塑料薄膜處新產(chǎn)生的霧氣以及成熟真菌向空氣中發(fā)射的孢子，因受空間電場(chǎng)和空間電極線產(chǎn)生的高能帶電粒子作用而不能擴(kuò)散傳播。與此同時(shí)，各種依靠空氣傳播的病害源的毒害作用均會(huì)逐漸降低，直至被控制在安全限以下。

3.2.3 產(chǎn)生臭氧 系統(tǒng)中的臭氧是通過(guò)建立空間電場(chǎng)的電極線和煙氣電凈化腔中的凈化電極對(duì)空氣放電產(chǎn)生的，有極強(qiáng)的氧化能力，對(duì)空間電極線周?chē)椭仓昙舛颂幍目諝馕⑸锞哂蟹浅?qiáng)的殺滅作用，其滅菌過(guò)程屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)。系統(tǒng)在溫室內(nèi)產(chǎn)生的0.03～0.08 mL/L的臭氧用于植物病害預(yù)防是十分有效的。

3.3 協(xié)同CO2控制技術(shù)，防治土傳病害

對(duì)土傳病害發(fā)生影響最大的是降低地力的連作和較低的地溫，番茄的枯萎病、褐色根腐病以及茄子黃萎病等都是在這種土壤條件下發(fā)生的。對(duì)于傳統(tǒng)的防治方法來(lái)講，土傳病害與地上部病害不同，發(fā)病后很少有有效的治療方法。但采用空間電場(chǎng)與CO2控制技術(shù)，可以有效地防治土傳病害，其機(jī)理包括以下4個(gè)過(guò)程：1） 空間電極和土壤之間建立的直流高壓空間電場(chǎng)和變化空間電場(chǎng)產(chǎn)生的土壤電流，可使土壤中的非游離態(tài)礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)游離化，進(jìn)而提高土壤肥力，使作物健壯生長(zhǎng)，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。同時(shí)，空間電場(chǎng)在土壤中產(chǎn)生的微電流能夠分解部分有機(jī)酸，進(jìn)而降低根系分泌物的毒害作用。2） 變化的空間電場(chǎng)可以調(diào)控植物細(xì)胞中的Ca2+濃度，進(jìn)而調(diào)節(jié)植株對(duì)土壤肥料的吸收能力和激活植株的其它生理機(jī)能，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。3） 空間電場(chǎng)變化產(chǎn)生的土壤電流可殺死土壤中的一些病原菌。4） 空間電場(chǎng)能夠促進(jìn)植物吸收CO2以及碳水化合物向根區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高根系活力。

3.4 防治病毒性病害，增強(qiáng)植物抗病力

空間電場(chǎng)有效防治病毒性病害的機(jī)理與下列因素有關(guān)：1） 直流空間電場(chǎng)電離空氣產(chǎn)生的臭氧、高能帶電粒子，能夠殺死或滅活植株和土壤表面以及空氣中的病毒。2） 空間電場(chǎng)能夠有效地減少病害對(duì)植株造成的傷害，阻斷病毒侵染植株的渠道。3） 空間電場(chǎng)環(huán)境中，植物對(duì)CO2的強(qiáng)烈吸收以及土壤養(yǎng)分有效性的提高，能夠增強(qiáng)植物的抗病力。

4 溫室電除霧防病促生系統(tǒng)的推廣

2012年，在鞍山市千山區(qū)湯崗子鎮(zhèn)解家堡村建立物理農(nóng)業(yè)試驗(yàn)點(diǎn)，種植番茄和黃瓜，棚內(nèi)安置DFC系列溫室電除霧防病促生系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果證明：溫室（333.5m2）以前的番茄產(chǎn)量為3 750 kg，黃瓜產(chǎn)量為

3 500 kg，運(yùn)用物理農(nóng)業(yè)技術(shù)后，番茄和黃瓜的產(chǎn)量增長(zhǎng)了15%，果實(shí)成熟期提前了7～10 d。若番茄與黃瓜按0.40元/kg出售，每年可增加收入1 800元左右。

2013年購(gòu)置5套3DFC-450型溫室電除霧防病促生系統(tǒng)，以鞍羊線設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶為平臺(tái)，建立5個(gè)示范、推廣點(diǎn)，主要用于溫室蔬菜生產(chǎn)，以提升產(chǎn)業(yè)帶的科技含量。此技術(shù)推廣應(yīng)用的當(dāng)年，蔬菜的產(chǎn)量和效益得到了顯著提升，促使廣大農(nóng)民接受應(yīng)用此物理農(nóng)業(yè)新興技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙宏鈞，張皓臻.物理農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2005（5）：28-30.

[2] 張麗華，楊建.物理農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003（3）：50-54.

[3] 郭光照，馬慧，秦勇，等.空間電場(chǎng)對(duì)日光溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].北方園藝，2013（23）：60-62.

摘要：介紹空間電場(chǎng)的建立方式及其在溫室除霧防病促生系統(tǒng)中的主要用途，探討溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)在提高作物品質(zhì)、改善棚內(nèi)濕度、防治各種病害方面的作用機(jī)理，并結(jié)合實(shí)例，分析該技術(shù)的應(yīng)用效果及推廣前景。

關(guān)鍵詞：空間電場(chǎng)；設(shè)施農(nóng)業(yè)；防??；促生；濕度

中圖分類(lèi)號(hào)：S121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）07-0066-02

1 空間電場(chǎng)的建立

空間電場(chǎng)以通過(guò)絕緣子掛在溫室棚頂?shù)碾姌O線為正極，植株、地面以及墻壁、棚梁等接地設(shè)施為負(fù)極，當(dāng)電極線帶有高電壓時(shí)，在正負(fù)極之間的空間產(chǎn)生一個(gè)靜電場(chǎng)，能夠有效的消除溫室的霧氣、空氣微生物等微顆粒，徹底消除動(dòng)植物養(yǎng)育封閉環(huán)境的悶濕感，建立空氣清新的生長(zhǎng)環(huán)境。在這個(gè)空間電場(chǎng)環(huán)境中，電極放電產(chǎn)生臭氧、氧化氮和高能帶電粒子，用于預(yù)防植物氣傳病害、土傳病害及病毒病，并向植物提供空氣氮肥。

2 空間電場(chǎng)在溫室電除霧防病促生系統(tǒng)中的應(yīng)用

溫室電除霧防病促生系統(tǒng)是利用空間電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)寒冷季節(jié)作物無(wú)公害生產(chǎn)的保障設(shè)備，主要用于溫室蔬菜、花卉、果樹(shù)、中草藥等病蟲(chóng)害的防治以及植物生長(zhǎng)速度的調(diào)控。其作用效果為：空氣病菌除去率40%～99%；CO2吸收提速率>5%；霧氣消除率>97%；氮?dú)獾兽D(zhuǎn)化率20%。

空間電場(chǎng)的主要用途為：1） 建立能夠促進(jìn)植物光合作用、提高根系活力、提高生長(zhǎng)速度的空間電場(chǎng)；2） 產(chǎn)生防治溫室植物病害的空間電場(chǎng)、臭氧、空氣氮肥和帶電粒子；3） 同時(shí)補(bǔ)充空間電場(chǎng)與二氧化碳，快速促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量；4） 實(shí)現(xiàn)溫室及標(biāo)準(zhǔn)園蔬菜無(wú)毒優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

3 溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)的作用及機(jī)理

在溫室上空的空間電極組件與地面之間建立起自動(dòng)循環(huán)、間歇工作的空間電場(chǎng)。空間電極組件中的電極絲或放電球放出高能帶電粒子、臭氧和氮氧化物，在土壤與植株生活體系中形成微弱的直流電流，防治土傳、氣傳病害的發(fā)生，并持續(xù)提高植物的光合作用強(qiáng)度，從而獲得顯著的增產(chǎn)效果。

3.1 促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物品質(zhì)

3.1.1 促進(jìn)植物光合作用 在空間電場(chǎng)作用下，植物對(duì)CO2的吸收加速并使光補(bǔ)償點(diǎn)降低，即在弱光環(huán)境中仍有較強(qiáng)的光合強(qiáng)度。高濃度CO2與空間電場(chǎng)結(jié)合，具有產(chǎn)量倍增效應(yīng)，即空間電場(chǎng)能顯著提高植物的光合強(qiáng)度，促進(jìn)同化產(chǎn)物的運(yùn)輸和植物組織器官的生長(zhǎng)與發(fā)育。

3.1.2 促進(jìn)農(nóng)作物品質(zhì)優(yōu)化 設(shè)置特定變化的空間電場(chǎng)，能對(duì)植物的吸收、同化物的運(yùn)輸及多種生理活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控?？臻g電場(chǎng)調(diào)控植物生長(zhǎng)是通過(guò)Ca2+和HCO3-離子進(jìn)行的。利用植物輸送Ca2+和HCO3-離子的空間電場(chǎng)可控性，增加果實(shí)的含糖量以及提高果實(shí)的貯運(yùn)硬度指標(biāo)。在同步增補(bǔ)CO2條件下，高濃度的CO2與空間電場(chǎng)相結(jié)合，能夠顯著提高果實(shí)甜度，是設(shè)施農(nóng)業(yè)中生產(chǎn)溫室高甜度櫻桃、葡萄、小果蕃茄、水果化蘿卜的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.3 促進(jìn)氮?dú)夥柿匣?空間電場(chǎng)帶有4萬(wàn)～5萬(wàn)V直流高壓的電極線，會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生電離作用，并使空氣中的大量氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物。氮氧化物與水汽結(jié)合，形成空氣氮肥，即植物葉面氮肥，故空間電場(chǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。

3.2 調(diào)節(jié)空氣濕度，臭氧防病

3.2.1 調(diào)節(jié)空間濕度 對(duì)氣傳病害影響最大的是設(shè)施內(nèi)的濕度條件。有的氣傳病害在多濕多霧條件下發(fā)生，有的氣傳病害在干燥條件下發(fā)生，但常見(jiàn)氣傳病害多屬于前者。濕度條件對(duì)病害的發(fā)生影響很大，喜濕的蕃茄疫病、黃瓜細(xì)菌性角斑病及霜霉病等，在相對(duì)濕度96%以上時(shí)容易侵染發(fā)病，但白粉病會(huì)在濕度降到50%～80%時(shí)發(fā)生。因此，控制濕度、霧氣和空氣病原微生物是預(yù)防氣傳病害的基礎(chǔ)。空間電場(chǎng)的自動(dòng)循環(huán)間歇工作，能夠抑制霧汽的升騰和粉塵的飛揚(yáng)，使溫室保持清亮狀態(tài)，隔絕氣傳病害的氣流傳播渠道。

3.2.2 殺死病源微生物 空間電場(chǎng)中的霧汽、粉塵會(huì)產(chǎn)生荷電，并在電場(chǎng)力的作用下做定向脫除運(yùn)動(dòng)，迅速吸附于地面、植株及溫室內(nèi)結(jié)構(gòu)表面。同時(shí)，附著在霧汽、粉塵上的大部分病原微生物也會(huì)在高能帶電粒子的作用下被殺死、滅活。塑料薄膜處新產(chǎn)生的霧氣以及成熟真菌向空氣中發(fā)射的孢子，因受空間電場(chǎng)和空間電極線產(chǎn)生的高能帶電粒子作用而不能擴(kuò)散傳播。與此同時(shí)，各種依靠空氣傳播的病害源的毒害作用均會(huì)逐漸降低，直至被控制在安全限以下。

3.2.3 產(chǎn)生臭氧 系統(tǒng)中的臭氧是通過(guò)建立空間電場(chǎng)的電極線和煙氣電凈化腔中的凈化電極對(duì)空氣放電產(chǎn)生的，有極強(qiáng)的氧化能力，對(duì)空間電極線周?chē)椭仓昙舛颂幍目諝馕⑸锞哂蟹浅?qiáng)的殺滅作用，其滅菌過(guò)程屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)。系統(tǒng)在溫室內(nèi)產(chǎn)生的0.03～0.08 mL/L的臭氧用于植物病害預(yù)防是十分有效的。

3.3 協(xié)同CO2控制技術(shù)，防治土傳病害

對(duì)土傳病害發(fā)生影響最大的是降低地力的連作和較低的地溫，番茄的枯萎病、褐色根腐病以及茄子黃萎病等都是在這種土壤條件下發(fā)生的。對(duì)于傳統(tǒng)的防治方法來(lái)講，土傳病害與地上部病害不同，發(fā)病后很少有有效的治療方法。但采用空間電場(chǎng)與CO2控制技術(shù)，可以有效地防治土傳病害，其機(jī)理包括以下4個(gè)過(guò)程：1） 空間電極和土壤之間建立的直流高壓空間電場(chǎng)和變化空間電場(chǎng)產(chǎn)生的土壤電流，可使土壤中的非游離態(tài)礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)游離化，進(jìn)而提高土壤肥力，使作物健壯生長(zhǎng)，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。同時(shí)，空間電場(chǎng)在土壤中產(chǎn)生的微電流能夠分解部分有機(jī)酸，進(jìn)而降低根系分泌物的毒害作用。2） 變化的空間電場(chǎng)可以調(diào)控植物細(xì)胞中的Ca2+濃度，進(jìn)而調(diào)節(jié)植株對(duì)土壤肥料的吸收能力和激活植株的其它生理機(jī)能，增強(qiáng)對(duì)病原菌的抵抗力。3） 空間電場(chǎng)變化產(chǎn)生的土壤電流可殺死土壤中的一些病原菌。4） 空間電場(chǎng)能夠促進(jìn)植物吸收CO2以及碳水化合物向根區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高根系活力。

3.4 防治病毒性病害，增強(qiáng)植物抗病力

空間電場(chǎng)有效防治病毒性病害的機(jī)理與下列因素有關(guān)：1） 直流空間電場(chǎng)電離空氣產(chǎn)生的臭氧、高能帶電粒子，能夠殺死或滅活植株和土壤表面以及空氣中的病毒。2） 空間電場(chǎng)能夠有效地減少病害對(duì)植株造成的傷害，阻斷病毒侵染植株的渠道。3） 空間電場(chǎng)環(huán)境中，植物對(duì)CO2的強(qiáng)烈吸收以及土壤養(yǎng)分有效性的提高，能夠增強(qiáng)植物的抗病力。

4 溫室電除霧防病促生系統(tǒng)的推廣

2012年，在鞍山市千山區(qū)湯崗子鎮(zhèn)解家堡村建立物理農(nóng)業(yè)試驗(yàn)點(diǎn)，種植番茄和黃瓜，棚內(nèi)安置DFC系列溫室電除霧防病促生系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果證明：溫室（333.5m2）以前的番茄產(chǎn)量為3 750 kg，黃瓜產(chǎn)量為

3 500 kg，運(yùn)用物理農(nóng)業(yè)技術(shù)后，番茄和黃瓜的產(chǎn)量增長(zhǎng)了15%，果實(shí)成熟期提前了7～10 d。若番茄與黃瓜按0.40元/kg出售，每年可增加收入1 800元左右。

2013年購(gòu)置5套3DFC-450型溫室電除霧防病促生系統(tǒng)，以鞍羊線設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶為平臺(tái)，建立5個(gè)示范、推廣點(diǎn)，主要用于溫室蔬菜生產(chǎn)，以提升產(chǎn)業(yè)帶的科技含量。此技術(shù)推廣應(yīng)用的當(dāng)年，蔬菜的產(chǎn)量和效益得到了顯著提升，促使廣大農(nóng)民接受應(yīng)用此物理農(nóng)業(yè)新興技術(shù)。

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