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电气栽培中的空间电场与带电栽培

(2019-04-05 22:35:00)
标签:

带电栽培

电气栽培

空间电场

土壤电改良

物理植保粉

分类: 空间电场生物效应

一、中国什么时候开始开发电气栽培技术?是什么原因开始的?是从内蒙古开始的吗?发展过程有多快?

1假说提出年代

1980-1988年我提出并不断充实致生场(重力)与辅生场(大气电场力)的植物生长生理调控假说。(1988年中国静电学术年会,本次会自打印报告并在大会上发言)。

1.1假说提出的原因

身边存在的一切都是有原因的;雷电为什么要制造空气氮肥给植物?雷雨天和雨天是不是存在着电生理方面的调节作用?植物为什么要向上长?很多植物的叶片为什么会有尖端,很多树木形状为什么会是金字塔形,这会不会和放电与接收带电粒子的生理活动有关?风吹植物或是植物叶片、枝干的摆动会不会是利用电场感应来与环境交换营养物质和能量?哪些离子会像电镀发生的现象一样通过直流电来驱动植物吸收或排出呢?能不能用静电场来驱动植物加快碳酸氢根离子的吸收和转运?能不能用电场、光、重力以及充足的肥料来提高作物的生长速度?根系会不会因微弱的电流流出而提高活力呢?

1.2着手研究的时期和发现

    开始付诸于实践的时间应该是1984年前后(当时我在内蒙古农牧学院农业机械设计制造专业读书),那个时候我借助于内蒙古大学石辛民、梁运章老师的静电分选葵花籽壳仁的研究项目开始使用静电电源观察植物(小麦、大麦苗)的生长了。也就是这个时期,假说的实践就随着兴趣开始了

1.2.1应用基础研究的启动

     我由内蒙古农牧学院(现在的内蒙古农业大学)毕业进入内蒙古农牧业机械化研究所工作,那时手里终于有了一台高精度的可调直流高压发生器。随即就将学校期间的一些研究结果做了总结并进一步繁荣了假说内容,并形成了研究报告和申请了内蒙古自然科学基金的资助。之后一系列的资助便开始了。

11987-1989年 内蒙古自然科学基金项目“大气电场与植物生物电流关系的研究”;

2))1989年国家自然科学基金项目“低温低二氧化碳低光强条件下植物快速生长条件的研究”(项目批准号:39060027 )

31990年国家自然科学基金项目静电场促生水培设备的多因子调控设计理论的研究及应用”(项目批准号:59267006 )

41990内蒙古自然科学基金项目“水培植物高速化生长的空间电场调控理论的研究”。

52004年:国家自然科学基金资助项目畜禽舍微生物气溶胶空间电场间歇调控防疫病机理的研究(项目批准号:30471270

1.2.2重要的发现(1987-1994年)

1)植物对钙离子、碳酸氢根离子的吸收和转运速度和数量可随电场强度的增减变化二变化。磷酸根离子、硝酸根离子、钾离子、镁离子未见响应电场的变化。(内蒙古农业大学同位素实验室,1987-1990

2)在营养液栽培条件下,空间电场有效驱动植物(大麦、豆角苗)转运吸收钙离子、碳酸氢根离子的栽培条件:根系必须处于气液界面;必须避免茎液分路传导现象发生;避免栽培凹槽形成的电场屏蔽现象。(内蒙古农业大学同位素实验室,1987-1990

3)空间电场与二氧化碳增施集成,作物(黄瓜、萝卜)产量增幅显著,均好于两者单一作用的效果。(呼和浩特市蔬菜研究所、内蒙古内蒙古农牧业机械化研究所,1990-1994

4)空间电场环境中黄瓜病害消失,生长期延长2个月,产量远高于对照区。对照区因霜霉病、立枯病无法控制提前2个月拉秧。(呼和浩特市蔬菜气象试验站,1991年)

5)空间电场环境中小麦穗籽粒数增加7-11%,单粒重增加3-7%,分蘖株数增加10-30%,未发生锈病。对照区发生严重。(呼和浩特市蔬菜气象试验站,1991年)

6)新收获的空间电场环境中的小麦发芽率发芽势低,等到10-15天后发芽率发芽势与对照相同。(内蒙古农牧业机械化研究所,1991年)

2.停滞期和初产品的开发

1)停滞期

因中国的改革开放,1994-1997年科技人员形成了“下海潮”,这期间我停薪留职去了北京、深圳做起了芽苗菜生产和销售工作、电子净化器开发工作等。积累了一定资金1997年年末又回到内蒙古呼和浩特市办起了电除尘器厂,正是电除尘器的开发让我意识到利用烟气净化技术来获取植物光合作用需要的二氧化碳,进而与空间电场集成为调控农作物高速生长的“空间电场/二氧化碳同补技术”。

2)第一台商用空间电场设备的诞生

19989月又从呼和浩特市奔赴山东省潍坊市,在那里开始的烟气电净化二氧化碳发生器技术合作工作。同时开始了空间电场设备的研发,2000年第一台商用的植物空间电场发生器开发出来并与深圳一家公司进行了技术合作,那时的植物空间电场设备叫做“静电场驱动离子器”,该设备是空间电场、等离子体、烟气二氧化碳集成为一体的大型设备,2001年首次在北京、陕西杨凌等地的特殊领域开始应用。

3.应用示范期

3.1空间电场

 2002-2013年是空间电场的实践与设备耐用性升级、售价下调同步进行时期。此间空间电场防病促生技术不断丰富,设备也由集成的大型设备演化为独立的农业电气装备,其间商品名“温室电除雾防病促生机(空间电场设备)”、“烟气电净化二氧化碳气肥机”等一一独立成机,一系列机型在潮湿高温环境中的耐用性有了显著提高,成本也开始下降。2006年是空间电场开始普及推广的关键一年,大连、天津、新疆等地陆续开始示范推广。

随着空间电场防病促生技术的推广应用,空间电场的一系列特殊现象被揭示和深入研究。如空间电场预防樱桃、葡萄裂果的机理、漂浮栽培烟苗与生菜苗根系的“毛笔头状”的机理、空间电场与烟气二氧化碳同补防治白粉病的特殊效果、空间电场干燥叶片水珠的“加速”原因、植物蒸腾作用强度加强的原因等等。

3.2带电栽培技术的诞生

2013年带电栽培技术诞生,它的诞生是基于带电的植物不仅具有空间电场环境中的生物效应,而且能够利用静电力趋避害虫和病菌,而且还可以建立能够强力吸收二氧化碳的“植物电势阱”。自2013年始,带电栽培研究开发进展很快,商业化的带电栽培系统日臻完善,一种完全不需要农药就能预防和防治病虫害的生产设施已经开始进入生产领域。

二、温室之内,空气中的电荷梯度是多少?通常在外边有差不多100V,对吧?

     温室内所建立的空间电场强度通常为700-20000V/m,如不人为施加空间电场的常规温室其大气电场强度往往不足30V/m,而室外晴天的大气电场强度在100-300/m

 三、空间电场通过什么方法减少害虫

    空间电场没有灭虫效能,只有灭菌和减少、预防植物病害的效能。电气栽培中只有带电栽培可以减少和预防害虫对植物的危害。

    带电栽培是通过带电植物电离空气使昆虫荷电,荷电的昆虫受到带电植物的静电斥力而被驱离。

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