溫室空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)的應(yīng)用

孫濱洪++郭輝

摘要：闡述溫室空間電場(chǎng)的形成過程及防病促生機(jī)理，介紹一種優(yōu)化后的直流高壓發(fā)生器設(shè)計(jì)原理。根據(jù)溫室空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀，展望其發(fā)展前景，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空間電場(chǎng)；防病；促生；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）05-0064-02

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正在向生態(tài)農(nóng)業(yè)過渡，許多高新技術(shù)和物理技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。其中，空間電場(chǎng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用效果均較優(yōu)，可以有效減少化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用、促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高作物品質(zhì)?？臻g電場(chǎng)技術(shù)通過對(duì)大氣電場(chǎng)施加高壓使正負(fù)極之間形成空間電場(chǎng)，并在電極之間產(chǎn)生臭氧等氧化物，從而達(dá)到殺菌滅毒、促進(jìn)生長(zhǎng)的目的。近年來，該技術(shù)已在溫室生產(chǎn)中大面積推廣應(yīng)用。

1 空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)的組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)包括電極線、控制器、直流高壓發(fā)生器和絕緣子，如圖1所示。

空間電場(chǎng)釋放大量帶電粒子、臭氧和氮氧化物，有助于抑制粉塵飛揚(yáng)，提高植物光合作用強(qiáng)度。安裝溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)時(shí)，絕緣子一般安裝在溫室棚頂，起到架起電極線的作用；控制器一般安裝在操作間或溫室內(nèi)墻壁上，不允許陽(yáng)光直射；電極線的安裝高度應(yīng)大于2 m。

1.2 工作原理

1.2.1 溫室空間電場(chǎng)形成原理 在溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)中，高壓發(fā)生裝置的負(fù)極與土壤底部設(shè)置的接地不銹鋼管連接。設(shè)地面為負(fù)極，電極線通過溫室棚頂布設(shè)的絕緣子懸掛在空中，為正極。這樣正負(fù)極之間就會(huì)形成空間電場(chǎng)。電源接通后，電極線周圍產(chǎn)生大量帶電粒子、微量臭氧和氮氧化物，空間電場(chǎng)中的孢子、粉塵和霧氣在電場(chǎng)作用力下做定向脫除運(yùn)動(dòng)，迅速吸附在墻壁表面、作物表面和地面。在粉塵、霧氣上附著的大部分細(xì)菌等微生物，在做定向運(yùn)動(dòng)的過程中被帶電粒子、臭氧的雙重作用滅活。

1.2.2 溫室空間電場(chǎng)防病促生機(jī)理 由空間電場(chǎng)陰極聚水技術(shù)可知，在溫室大棚內(nèi)，當(dāng)高壓發(fā)生裝置接通電源后，懸掛在棚頂?shù)碾姌O線因帶有高壓電而產(chǎn)生電暈放電，使懸浮在空氣中的霧粒電荷在電荷力的作用下產(chǎn)生定向移動(dòng)，促使土壤內(nèi)部水分的電荷向陰極移動(dòng)，從而阻止水分揮發(fā)和促進(jìn)植物吸收水分。電極線產(chǎn)生電暈放電時(shí)還電離空氣，使空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物，并與空氣中的水汽結(jié)合形成空氣氮肥，有利于植物生長(zhǎng)。在氮肥形成的同時(shí)，正負(fù)電荷之間產(chǎn)生臭氧，在氧原子氧化作用下可破壞微生物的膜結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)殺菌作用，從而有效防止植物氣傳病害發(fā)生。

1.2.3 直流高壓發(fā)生裝置設(shè)計(jì)原理 空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)的核心部件是直流高壓發(fā)生裝置。50 V直流高壓發(fā)生裝置的電路由變壓器、2個(gè)二極管和2個(gè)電容器組成，采用倍壓整流電路得到50 kV的直流高壓電。橋式整流電路是常用的整流電路。根據(jù)倍壓整流的原理可知，2倍壓整流電路是基本電路，詳見圖2。

根據(jù)現(xiàn)有的溫室空間電場(chǎng)防病促生系統(tǒng)，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，優(yōu)化后的裝置基本工作原理如圖3所示。220 V交流電源通過變壓器變成交流低壓，再通過整流濾波器輸出平滑直流電壓，由驅(qū)動(dòng)器把直流電轉(zhuǎn)換成高頻高壓交流電，最后由高壓包把高頻高壓交流電變成50 kV直流高壓并輸出。

2 空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)在溫室中的應(yīng)用

1） 利用溫室空間電場(chǎng)防治作物病害，主要體現(xiàn)在氣傳病害防治、土傳病防治及裂果癥預(yù)防等方面。

2） 利用溫室空間電場(chǎng)調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，主要體現(xiàn)在促進(jìn)植物光合作用和提高作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物根系活力，使花卉顏色更艷麗、持久等。

3） 利用溫室空間電場(chǎng)凈化農(nóng)業(yè)觀光溫室及生態(tài)餐飲空氣。

4） 將空間電場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用于畜禽舍。

3 溫室空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)應(yīng)用前景

多年來，在新疆、北京、山東、山西等地的30多種溫室農(nóng)作物和畜禽舍中進(jìn)行了空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)試驗(yàn)和研究。隨著空間電場(chǎng)防病促生技術(shù)的深入研究，動(dòng)植物防治調(diào)控技術(shù)進(jìn)一步得到細(xì)化。其中，物理植保技術(shù)、畜禽舍空間電場(chǎng)自動(dòng)防疫技術(shù)、空間電場(chǎng)促蕾防病技術(shù)和環(huán)境安全型畜禽舍等一系列涉及空間電場(chǎng)的設(shè)計(jì)理論和技術(shù)研究取得一定進(jìn)展，這些技術(shù)與裝備投入使用后，推動(dòng)了農(nóng)副產(chǎn)品安全保障技術(shù)的進(jìn)步，且生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。

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