前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的現代物理農業技術應用模式探究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1物理農業介紹
1.1物理農業的概念
現代物理農業首先是從植物生理學、農業物理學和生物物理學等多個學科中發展起來的，大量的研究數據都表明，物理學中的聲、光、電、磁和核等物理因素對植物的生長和發展有著明顯的影響。在傳統的物理農業領域中主要側重于植物生長方面的研究，但也僅僅是在聲和磁方面的探索比較多，在早期有通過核技術、航天技術、激光技術、磁技術和聲頻控制技術等綜合技術來影響農業生產。在現代化的物理農業生產中，從電、磁、聲、熱力學和光學等多個領域都有與農業生產的結合與探索，在農業大領域中的種植、畜牧和水產等方面都有新的探索。
1.2物理農業的理論基礎
在物理農業發展的過程中，主要涉及的理論基礎從傳統的應力刺激逐步深入到細胞的生長、細胞內交變信號的傳導等理論。有專家對物理農業的理論基礎進行過系統的研究，他們發現現代物理農業生產主要是以植物分子生物學作為基礎理論，通過量子力學的影響，改變植物機體內部分子在生理代謝、酶活性和物理因子的活性，以此來提高農作物的產量，提高農產品的質量。同時增強作物的抗病力，有利于生態環境的保護和人類的身體健康。
1.3物理農業的主要技術內容
1.3.1聲波助長技術
該技術主要是對農作物施放特定的聲波，使得作物本身與施放的聲波可以產生共振，促進植物體內各種營養因素的吸收和轉化，提高植物的光合作用和吸收能力，促進植物的生長發育，提高作物的產量、抗病性和質量。
1.3.2空間電場防病促生技術
該技術通過空間電場的建立，營造出帶有高能帶電粒子、臭氧和氮氧化物的植物生長環境，在這一環境中能夠對粉塵、空氣中的微生物、有害氣體有比較好的防控效果。這一技術能夠應用于溫室大棚和畜禽舍，實現空氣環境的凈化和植物氣傳病的綜合防控。
1.3.3種子磁化技術
在播種之前利用磁化技術對種子進行前期處理，保持種子的微磁性，當種子播種到土壤中后可以通過微磁性吸附土壤中的部分必須微量元素，從而提高種子的發芽率，為植物的生長打下良好的基礎。經過磁化處理的種子長出的植株長勢較好，特別是籽實比較飽滿，糧食作物和蔬菜產量普遍提高10%以上。
1.3.4電子殺蟲技術
該技術利用病蟲害的趨光性、趨波性和雌雄飛蛾趨性等生物學特點，通過特殊光源等生物滅殺設備在夜晚吸引農業害蟲，在害蟲飛撲向光源的過程中，能夠通過周邊的高壓電網將害蟲滅殺，從而降低害蟲對農作物的危害，減少農藥的使用。
1.3.5植物補光技術
該技術根據植物生長的規律和植物的光合作用原理，利用燈光來對植物進行補光照射，為植物的生長提供必要的光源。植物補光燈可做成紅藍、藍色和紅色集中形式，可以有效覆蓋植物光合作用的波長。紅色和藍色的組合光呈現出粉紅色，紅光促進植物發芽、開花，藍光促進植物生長。植物補光技術可以有效改善溫棚內植物缺乏光照引起的植物生長發育不良的問題，提高作物的產量和質量，節本增效。
2.1國外應用現狀
現代物理農業技術最早在美國、日本和俄羅斯等國家應用，有文獻發現，在物理農業技術的發展中最具有應用價值的是法國人切諾伊通過聲波技術的應用有效地提高了啤酒大麥的發芽率;在法國和前蘇聯都有關于使用貝多芬的音樂來提高西紅柿和甜菜產量的報道;2000年，日本研究人員通過聲波技術的處理改變了微生物的繁殖時間;美國的Carlson博士研究聲波技術和化肥綜合使用對植物生長發育的影響，申請了多個專利;研究發現一定強度的超聲波會促進植物細胞的生長;另外，也有部分研究人員利用噪聲來影響雜草的生長。
2.2國內應用現狀
我國在物理農業技術的發展方面還相對比較滯后，21世紀以后，我國對物理農業技術的重視程度也越來越高，特別是在天津、新疆、大連等地開展試點工作，并獲得了很多的實踐經驗，取得了一定的技術成果，成為全國現代物理農業技術推廣的示范點。目前在農業生產和發展中，需要從品種、生產管理、肥料的使用等多個環節進行提高，在農作物的收獲和銷售全程使用實用的、投入不高的、符合中國農民民情的物理農業設備和技術。
2.2.1選種和育種上的應用
在農作物的選種和育種方面可以有效地利用現代物理農業技術，目前發展相對比較完善的就有種子磁化技術和等離子處理技術。通過電磁場技術在種子處理機中挑選出飽滿的優質種子通過電磁技術進行處理來提高種子的發芽率。研究發現，磁化處理后的種子在酶活性、發芽率和出苗時間等方面都有很好的提升。通過這一技術處理后的種子在根系方面更加發達，作物生長后的新陳代謝速度也比普通作物快，植物長勢更好，在田間管理時有利于提高大田作物的產量，能夠產生良好的生態和經濟效益。等離子體種子處理技術是在種子的自由落體過程中通過等離子照射增加種子生長的活力，有效提高種子的抗病性和防病能力，從而增加農作物的產量。有研究發現，經過等離子體技術處理后的種子在農作物產品品質的改善、作物產量的增加方面效果非常明顯。而且該技術在成本方面有著很大的優勢，種子處理的成本相對較低，操作技術也比較簡單，污染較小，非常適合大面積推廣。
2.2.2土地管理和作物生長管理中的應用
目前，我國的很多物理農業技術都得到了較為廣泛的應用。如聲波助長儀，通過特定頻率聲波的設置來促進農作物營養的吸收和轉化，增強植物的生長性能、有效提高作物的產量，并且保證農作物的產品質量。通過在溫室大棚中建立空間電廠，可以通過電場中的高能帶電粒子有效降低植物氣傳病的發生，在土壤和農作物的生長環境中造成微弱的電流環境，促進農作物的光合作用，實現增產增收。通過電子殺蟲燈來有效地殺滅農作物生產中具有趨光性、趨熱性的害蟲，降低農藥的使用，提高農作物產量和質量。
3現代物理農業生產模式
要將物理農業發展成為一種產業就要有相應的產業模式來符合產業發展的需求，在傳統意義上的某一項技術或者幾項技術的應用或者簡單的設施設備的組合并不能稱之為產業模式，而且對現代物理農業產業的發展來說提升作用相對比較有限。
3.1無毒優質果蔬
這一模式主要是用來生產無毒的優質果品和蔬菜，以環境安全型溫室為主要生產單位，通過物理調控技術來有效預防病蟲害對作物的影響，從而實現果品和蔬菜生產的無毒、優質目標。在這一模式中使用的現代物理農業技術有溫室電除霧防病促生技術、土壤電消毒滅蟲技術和聲波助長技術等。溫室電除霧防病促生技術主要用來防控霜霉病和灰霉病等氣傳和真菌性病害;土壤電消毒滅蟲技術主要用來控制土壤傳染病害，如枯萎病、根腐病等;聲波助長技術用于促進植物的快速生長、產量和品質的提高與改善。
3.2環境安全型畜禽舍
這一模式主要是為了實現畜禽的安全生產，通過這一生產模式的使用來實現動物疫病的自動預防和畜禽臭氣的自動分解。主要使用的技術包括畜禽舍空氣電凈化自動防疫技術和等離子體除臭滅菌技術。這兩項技術主要是為了有效的防治和凈化畜禽舍空間中存在的粉塵、飛沫和霧氣，凈化畜禽舍的空氣，滅殺畜禽舍的微生物，從而實現疫病的自動預防和畜禽的安全生產。
3.3環境安全型食用菌菇房
該模式主要是將空間電場促蕾防病技術、靜電滅蟲技術和聲波助長技術有效結合起來，通過這些技術凈化食用菌生產環節中的空氣，抑制雜菌的生長，保證食用菌的生產。其中靜電滅蟲技術主要是用來滅殺菇蠅類的害蟲和跳蟲，通過電擊殺技術有效降低螨類的數量，降低農藥等化學藥物的使用。通過聲波助長技術來調控食用菌的生長，改善食用菌的品質，實現食用菌菇行整齊、菌絲轉化徹底的目標。
3.4環境安全型水產養殖
這一模式集成了水槽水體微電解技術系統和循環水微電解處理器、空氣電凈化自動滅菌系統以及介導漁礁、LED燈補光器等。主要是通過海水或淡水的微電解和人工介導漁礁的設置，把兩個惰性電極插在池塘的兩端，同時在兩個電極之間設置多個介導魚礁(魚礁具有屏蔽電場和電流的作用)，通電以后魚和其他水生動物就會躲入魚礁內部，當魚躲入魚礁后，就可以調大電解電壓，從而有效控制水體微生物的數量和氨氮含量，優化水質。另外，由空氣電凈化自動滅菌系統、微電解技術系統、介導漁礁組成的環境安全型水產育苗室已經開始對海膽、海參、魷魚、泥鰍和金魚進行養殖試驗，以觀測水生動物集體健康狀況的發病率、感染率和致死率等。
4研究趨勢及展望
2l世紀是我國從傳統農業向現代化農業邁進的關鍵時期，解決我國農業存在的問題必須依靠科技的進步。物理農業在我國還處于起步階段，對相關技術的研究深度和研究廣度還遠遠不夠，未來的發展還有很長的路要走。一些技術由于其作用的復雜性和廣泛性，作用的微觀機理還不是完全清楚，還有待于大量的進一步深入細致的探索和研究，來推動物理農業健康快速地發展，才能讓物理農業真正發揮出高效無害、生態環保的優勢。
作者：陳宏波 陳勇 單位：天津市農業機械推廣總站
