农业新科技中物理技术的应用分析
时间:2022-05-01 19:45:03 浏览次数:次
摘 要:物理农业属于一种新型的高科技农业技术,物理农业的产生与发展,与物理技术在农业新科技中的应用存在着紧密关系。随着人们生活水平的提高,人们更加重视食品的安全性,在农产品的选择上,更趋向于选择无公害或绿色产品。物理技术与农业生产的结合,推动着传统化学农业向现代生态农业逐渐过渡。为此,本文主要对物理技术在农业新科技中的应用进行了分析与探究。
关键词:农业新科技;物理技术
近年来,随着国家“农产品质量安全法”和“食品安全法”的颁布与实施,要求农户必须生产安全的食品,否则将会被责令召回,造成不良后果的还要给予消费者赔偿。现在大中城市的农产品批发市都配备了检测设备,制定了准入制度,如果农户还采用粗放型的生产手段,将会出现买难的问题。其结果是增产不增收,只有高投入、高产出,而没有高效率。改革开放以来,我国的经济有了长足的发展,人们的生活水平得到了极大的提高,人们的生活由原来的吃饱往吃好、吃健康方面转变,人们对食用大量使用化肥和农药生产的食品对人体的危害有了一个共同的认识。所以生产绿色、无公害蔬菜成为必由之路。而物理技术的综合利用是达到这一目标的最有效的措施。
一、纳米能量效应的应用
纳米属于一种物质尺度衡量单位,1g纳米材料所具备的表面积相当于一个普通足球场面积。在物质达到纳米级尺寸之后,其表面积十分大,且存在着较多的不稳定电子。纳米能量效应的存在,为物质反应发挥着很大催化作用。纳米材料所具备的活性,让纳米材料能够与其他物质进行较大能量的反应。纳米技术的应用较多,如进行盐碱地改良等。
二、核技术的应用
核技术包括辐照应用、同位素示踪、活化分析和核仪器应用等技术。核技术是现代农业生产中的新手段。至今全国各省、市、自治区和少数地区的农业科研单位已广泛开展这方面的研究,并取得了显著成绩。如人们利用γ、X、β射线或中子流等高能量的电离辐射处理植物的器官,在电离作用下使细胞内发生基因突变,进而诱发产生可遗传的突变,从中培育优良的新品种。核辐射技术已经是基因工程中培育新品种的有效手段之一。高剂量的核辐射可以杀虫灭菌,但对农产品品质等方面不会造成任何影响。在核技术与农业生产相结合的过程中,人们利用同位素示踪技术研究分析土壤中各种微量元素的成分,根据栽培作物自身生长发育的要求对土壤进行改良,指导肥料的合理使用。中子活化分析是一种灵敏度、准确度和精密度极高的一种放射分析法。该方法利用辐射能的强弱可以分析土壤或肥料中各种元素的含量,以指导合理施肥。该技术还可用于分析食品有害元素的含量,也可分析农作物样品中蛋白质以及多种微量元素的位置、微区、深度和结构等进行分析,这有利于准确的了解作物体内的生理过程,有利于指导开发新品种。中子活化分析还可以对农业环境样品分析,如大气污染和水质分析。
三、电、磁场技术的应用
近年来,为了满足市场上对反季节蔬菜、花卉等作物需求量不断增加的要求,农民们不断扩大温室面积。由于温室常年处于高温高湿的状态,空气中雾气和粉尘较大,极有利于气传病害的传播和发生。研究人员利用电场作用,使空气中的雾气和粉尘带电,并在电厂的作用下发生定向移动,使其附着于地面、墙壁或作物等表面上,以阻断病虫害传播的途径,且起到净化环境的作用。不同种子的品质不同,由于体内的化学成分不同,种子的电导率、介电常数不同。另外,因为种子的品质、成熟程度等不同,其体内所含的化学成分会有差异,从而导致种子的电学特性如电导率、电阻率、介电常数、膜电容及极化特性等均存在差异。因此,不同种子在同一静电场中的运动轨迹会有差异。利用这一特性,人们对不同含水量的、不同活力、不同成熟度的种子进行筛选,筛选高品质的种子,去除劣质破碎的种子,清除杂质。使得得到的高品质种子的纯度得到极大的提升。利用静电技术筛选得到的种子的发芽率、发芽势以及最终产量均有较大提高。人们还利用静电场产生的电位差激活作物体内的生物能,促使各种酶类的活化,加大细胞内外的通透性,有利于加速各种营养物质的运输和吸收,促进作物生长。人们还利用高压静电场产生电晕放电促进植物的光合作用,促使作物生长加快、开花期提前、延长花期,以达到高产早产的目的。高压静电场电晕放电还可以产生臭氧,臭氧和空气形成的混合物能够杀死细菌,对于土豆、番茄、苹果、香蕉、红薯、萝卜、谷物等长期需要储藏的作物具有很好的保鲜效果。高压静电场下产生不同形状的电极、不同方向的电场等条件,这些条件会影响水分的蒸发,因此,科研人员利用这一特性干燥各种蔬菜、水果、枣、药材、农作物种子等食材。电、磁场技术因其具有广泛的应用途径,已被越来越多的应用到农业生产中,进一步促进传统农业向现代化农业的转变。
磁处理技术一方面是指用磁场本身去处理农作物或种子,以达到使用者的目的。另一方面是指利用磁场处理水(简称磁水)对种子或作物从电子、分子到细胞代谢的各个层次都施加影响的调控方法。在播种前,将农作物种子放于磁场中进行磁化处理,微弱的磁场可以激发种子中酶的活力,从而促进种子发芽势提高,幼苗长势茁壮,根系发达,对水肥的吸收能力和光合作用能力得到加强,抗病虫害能力增强,作物长势健壮,进而达到了增产高产的目的。用磁化水浸泡种子对小麦、水稻等作物的次生根的分化具有明显的促进作用。磁化水对有丝分裂、细胞体积增大均有促进作用,增强了作物对水肥的吸收。用磁化水浇灌农作物,增加了矿物质及氧在水中的溶解度,提高了作物对营养物质和水分的吸收速率,对农作物的生长发育、增产以及抗逆能力都有促进作用。
四、等离子处理技术的应用
等离子体属于物质存在状态的一个种类,是物理学独立分支。物质状态主要分为固体、液体、气体,随着研究的深入,提出等离子状态。将等离子处理技术应用于农业领域,其起源来自于航天应用领域。在航天领域,通过卫星搭载种子并返回地面进行种植,发现其生长活力较强,并存在着一些变异现象。这种变化,主要是因太空中存在着较强的等离子。种子在磁场、射线及等离子体的综合作用下,打开了植物中存在的潜在基因,从而提高植物产量,提高作物产量。当前,航天育种技术发展十分迅速,但太空作物生产成本较高,在普及上存在着较大困难,为此,需要研究出地面空间站模拟技术,将等离子体等应用于农业领域。
五、结束语
综上所述,随着人民生活水平和质量的不断提高,对食品的安全性要求不断提高。人们越来越热衷于选择绿色、无公害的农产品。为了满足人们的需要,科学家们从上个世界60年代起就开始关注把物理技术与农业相结合。到目前为止,很多物理技术被应用在农业上,如电、磁、声、光、热、核等。由于物理技术在达到相同效果的情况下,其成本低,效果明显,污染少,易控制等优点也越来越受到人们的关注。物理技术与农业的结合形成了物理农业,对以化学肥料、化学农药为主体的化学农业提出了挑战。
参考文献
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