空间电场技术在天津市设施农业中的应用

天津市是我国开展现代物理农业研究应用较早的城市，在20世纪80年代，天津市农机部门就自主研发黑光灯技术，并广泛应用于池塘养鱼，效果显著，被广大农户所接受，为天津市开展现代物理农业奠定了很好的群众基础。

随着设施农业的发展，近年来，天津市政府花大力气致力于设施农业发展，在日光温室节能建造等方面做了大量工作，设施农业发展迅速。

在物理学范畴内，多领域技术被开发试验，并应用到农业生产中，如利用声波技术、电场技术、杀虫技术和磁场技术等，多方面理论与实践研究成果，不断丰富技术体系，为天津市现代物理农业工程技术进步与应用奠定了基础。

1  空间电场技术

空间电场技术是近几年国内外研究较多的领域，随着研究的不断深入，空间电场技术越来越多被应用到农业各个方面，尤其是在设施农业方面，可以更大程度地发挥其效果，目前空间电场设备主要应用于温室作物、畜禽养殖和食用菌生产中，研究空间电场技术对促进设施农业发展有重要意义。常用空间电场设备描述如下。

温室电除雾防病促生设备。在电场力作用下，温室电除雾防病促生设备可有效增强植物光合作用以及钙离子的吸收，促进植物生长，同时可以降低植物的光补偿点，即在弱光环境中仍有较强的光合强度，常配备二氧化碳气肥增施机一同使用。

畜禽舍空间电场防病促生设备。在畜禽舍内建立的空间电场具有极其有效的净化空气、杀灭空气微生物和使其疫苗化、除臭功能。系统对多种空气传播疫病，有显著的预防作用，可降低保育淘汰率，降低室内PM浓度。

食用菌空间电场防病促蕾设备。设备可以预防与控制接种室、发菌室、出菇房空气杂菌对食用菌形成的落菌性污染。通过对空气放电而促成空气的氮肥化、臭氧化和负离子化，为食用菌的安全快速生长提供良好环境。

2  空间电场技术运用

空间电场技术可以促进作物生长，提高蔬菜的产量和品质，减少化肥、农药的施用量，实现温室蔬菜生产的节本增效。畜禽舍空间电场防病防疫技术可有效改善畜禽生产环境，提高畜禽产品质量，节省疫药投入。

2.1  在黄瓜生产中的应用

2.1.1  试验设计

于2017年4月15日至2017年7月15日，在2座环境条件基本一致的温室大棚里种植黄瓜，黄瓜栽植株距32 cm，定植52 500株/hm²左右。2座温室其中一座为试验温室，安装空间电场设备，另一座为对照温室，不安装空间电场设备。每隔15 d对植物进行测量，记录植株长势、病虫害状况如表1所示。

由表1可以看出，在相同条件下，采用空间电场技术的试验地，黄瓜收获时间较早，比对照地块早5 d，且整个采收期也较长，比对照地块多采收10 d，说明空间电场技术可以促进黄瓜生长发育，促进黄瓜成熟，并且可以有效延长采收期。

试验地与对照地产量对比如表2所示。

由表2可以看出，使用了空间电场技术干预的试验地块内的黄瓜单株产量有所提高，从而使得整体产量也得到了提高，同等面积增产31%，使用农药防治病害次数也减少，降低了农药使用量，降低了生产成本，增收9 705元/hm²。

2.1.2  结果分析

使用空间电场可以有效解决温室内高湿问题，控制了病害的发生与传播，并促进了植物的光合作用，加强了黄瓜对肥料的吸收，可大幅度减少农药施用量并延长黄瓜采摘期，增产效果明显。

2.2  在蛋鸡养殖中的应用  

2.2.1  试验设计

试验地选择在天津市春青春起畜禽养殖专业合作社联合社，专业社位于天津市小站镇南付营村。合作社各鸡舍生产条件相同，选用试验舍，在上方安装2套空间电场技术设备，选用对比舍，未安装空间电场技术设备。

于2018年1月8日至2018年2月23日，对试验舍和对比舍进行对比试验。在2栋鸡舍蛋鸡品种、存栏数量和生产管理相同的情况下，监测2栋蛋鸡舍的存栏数量、产蛋数量和防疫情况，结果如表3和表4所示。

由表3和表4可以看出，试验舍相比对比舍，试验舍产蛋320 415 kg，对比舍产蛋289 968 kg，产蛋数量增加10.5%，PM2.5浓度降低49.7%，PM10浓度降低51.4%。

2.2.2  结果分析

通过技术应用效果对比证明，空间电场应用在畜禽舍内可提高蛋鸡舍内的空气质量，抑制有害病菌的传播，减少消毒成本和疫病的发生，使蛋鸡在更加安全可靠的环境中生长，提升了养殖业现代化水平。

3  影响因素

3.1  政策因素

现代物理农业工程技术发展离不开国家政策的扶持，近年来现代物理农业能够得到快速发展，与国家的支农惠农政策不无关系。天津市从2007年起，也将部分现代物理农业装备纳入天津市财政农业机械购置补贴目录中，有力地推动了天津市现代物理农业发展。

3.2  技术因素

一项新技术的发展包括技术支持、设备购买、设施改造和相关配套设施研发。新技术发展前期，部分用户不敢购进新设备，使用新技术，对现代物理农业工程技术的发展推广有一定消极影响。

3.3  经济因素

新技术的推广离不开资金的支持，科技人员进行研发、试验，都需要资金，一些地方对农业的资金投入较少，不能满足科技研发的需要，导致农业科技手段落后，农业新品种新技术的研发、推广及应用缓慢，科技成果转化率低。

4  发展建议

4.1  加强科技成果转化

注意加强科技成果转化，由政府牵头，将科研、企业和技术推广3方有效结合，催生物理新产品新企业的开发和应用，避免科研力量分散、层次重叠和功能不清等科研劣势。

4.2  扩大宣传范围

加强公众宣传引导，向农民宣扬农业经济理念、相关知识及重要性，树立物理农业经济新生产观和消费观。

4.3  构建现代物理农业技术服务模式

以设施农业为切入点，围绕现阶段设施农业产业的发展需求，大力进行技术研发和试验工作，集中精力进行集成示范，做好物理农业技术体系构建和应用是物理农业发展之本。

5  结束语

现代物理农业工程技术是我国农业科技领域的一个新的发展学科，通过应用特定的物理方法来处理农作物或改善农业生产环境，促进动植物生长，可减少化肥、农药的施用量，达到农产品安全、高效和优质生产，保护生态环境，实现农业长久、持续发展。

天津市设施农业发展迅速，物理农业工程技术推广运用走在国内前列，空间电场技术等现代物理农业工技术的研究运用有利于提升天津市设施农业发展水平。

来源：2018年9期《农业工程》（中国科技核心期刊）

作者：尚力  陈宏波  赵昌娜

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