Physical Agriculture
詞語解析
物理農業概念的提出
隨著人類對農作物產量的不斷追求而造成對化肥和農藥的過量使用，在不斷提高農作物產量的同時，也使得全球範圍出現的土質退化、汙染加重、環境惡化和生態破壞等問題日趨嚴重，發展中國家特別是中國的這一情況尤為突出。土壤汙染具有隱蔽性、滯後性與地域性、不可逆轉性和治理難、週期長等特點，因此對人類的危害極大。鑑於上述狀況，國際上有識之士提出了逐步以物理方法替代化學方法，即逐步發展以物理技術方法來替代化肥和農藥的思路，以確保地球的綠色和人類的可持續發展。聯合國已提出了“物理農業”的概念，國內外已有許多科學家和技術專家在為實現農業物理的願望而努力探索。
物理農業的含義
物理農業是物理技術和農業生產的有機結合，是利用具有生物效應的電、磁、聲、光、熱、核等物理因子操控動植物的生長髮育及其生活環境，促使傳統農業逐步擺脫對化學肥料、化學農藥、抗生素等化學品的依賴以及自然環境的束縛，最終獲取高產、優質、無毒農產品的環境調控型農業。
分類
物理農業成形階段也就是在2007年後的這一時期。這時的農業物理已經可以劃分為兩大部分：
物理增產優質型農業
將物理學中對生物具有正向作用的原理技術化並用來提高農作物、家禽家畜、菌類、水生動物的產量和質量的“物理增產優質型農業”。
代表物理增產優質型農業最重要特徵就是境安全型設施農業，其最具特色的應用技術包括空間電場與CO2同補的產量倍增技術、植物光技術、設施溫控技術。
物理植保農業
將物理學中對病原微生物和害蟲具有滅殺作用以及對環境具有保護的原理技術化，形成物理植保技術，並用來預防動植物的病蟲以及其他危險化學品危害的“無毒農業”或“物理植保農業代表物理型無毒農業最重要的特徵就是環境安型畜含舍、環境安全型溫室、環境安全型菇房大農業生產模式的建立和應用。
物理農業的意義
物理農業實質上就是食品安全型低碳農業。隨著它的發展；相關的物理技術裝備以及環境安全型農業設施的需求將帶動農用電子、機械、建材、信息業的發展，同時將推動農業設施設計建造技術的飛速發展，最終帶給人類的是沒有化學品危害的、生態的綠色食品生產農業，其經清效益、社會效益非常量著。
物理農業的技術發展概況
近年來，物理農業技術已成為我國農業科技領域引人關注的一個新的發展學科。無論是研發還是在農業領域的示範推廣都有了較快的進展。當前，世界農業正處於由傳統化學農業向生態農業過渡的時期，實現這一轉型的主要途徑有 2條，即生物工程和物理農業，物理農業就是尖端技術之一。其所包含的內容很廣，當前在農業中應用的很多高新技術均屬於物理農業範疇。物理農業技術不僅能夠促進植物生長，而且因其沒有化學殘留，對人體無毒副作用，可有效降低化學制劑的危害，在設施農業中可替代化學制劑。因此，採用物理農業技術是時下所需。
現列舉幾種物理農業新技術的原理及應用。
植物聲頻控制技術
根據植物的聲學特性，利用音箱對植物施加特定頻率的聲波，使其率與植物本身固有的生理系統波頻一致，產生共振，從而提高植物活細胞內電子流的運動速度，促進各種營養元案的吸收、傳輸和轉化，增強光合作用，進而加快莖、葉等營養器官的生化反應過程，加快果實或養體的形成過程，最終達到提高產量的目的。
其技術持點是，提高作物生長速度，能促使作物發育速度加快，長勢茁壯，縮短積苗生長期，使農產品提前上市防止作物早衰，延長盛果期；作物坐果多、果實大，增加作物產量；該項技術重點用於溫室大果菜種植。
空間電場電除霧促生防病技術
通過掛在棚頂的絕緣子的正極，與牆壁或地面的負極之間產生正波高壓，形成空間電場，使空氣在高壓空間電場的作用下產生臭氧、氫氧化物、高能帶電粒子。臭氧和氨氧化物不僅可以殺死空氣及植物表面的病原體和細菌，還可增加空氣的氨肥化作用，而高能帶電粒子的運動可以淨化空氣達到除塵除霧的目的，同時在高壓電場的作用下提高了細胞液與基質之間鈣離子的輸送速度，進而促進作物生長。
提高綠色、無公害農產品的質量和產量，必須以減輕化學農藥和化肥對土地、環境的汙染為前提。通過發展物理農業，可以有效提高農產品質量和產量，減少病蟲害和農藥殘留，改善農民的生產生活條件，實現農業的可持續發展。
土壤連作障礙電處理技術
該技術依靠土溶液的電化學反應機理，殺滅土微生物、消解作物的自毒作用和改善士壤營養狀況。同時，該技術能夠改變土壤的團聚結構，形成利於作物根系生長的土團粒環狀分佈開關以及眾多的水分橫、縱向輸送管道相交織的微細管路，從而使作物的根系更發達。埋設於士表層的電極線接通直流電後，可在土壤中產生劇烈的理化反應，產生大量的氯氣、臭氧、酚類氣體，這些氣體在團聚體間隙中的擴散就是滅菌消毒過程。土壤團聚體以及士壤膠體結構、特性的劇烈改變，土壤氧化還原特性以及水環境的劇烈變化，使土壤微生物的生活環境發生變化，從而使微生物種群活性發生巨大改變，最終消解重茬病症。
溫室空氣電淨化防病促生技術
在電極線與地面之間建立自動循環間歇工作的空間電場，使電極絲周圍產生微量臭氧、氮氧化物和高能帶電粒子，並使空間電場中的霧氣、粉坐、孢子立刻荷電，受電場力的作用做定向脫除運動，從而迅速吸附於地面和牆壁表面，同時，吸附在霧氣、粉塵上的大部分病原微生物、孢子在高能帶電粒子和臭氧的雙重作用下被殺死、滅活。在隨後的自動循環間歇工作中，空間電場抑制霧氣的升騰和粉塵、孢子的飛揚，即隔絕氣傳病害的氣流傳播渠道。此技術可以持續提高植物的光合作用強度，獲得顯著的增產效果。
溫室病害臭氧防治技術
臭氧是一種強氧化性的氣體，能夠很有效地對空氣進行滅菌消毒和除臭。溫室病害臭氧防治技術是對抽入機內的空氣進行高壓放電而使空氣臭氧化，臭氧化的空氣又通過機內風機外吹，沿鋪設在溫室空間的塑料喉管均勻地擴散出去。
此技術主要用於預防氣傳病害、滅殺溫室結構物表面病原微生物、分解腐爛植物散發的惡臭氣體、將空氣中的氮氣直接轉化為可被植物吸收的氮肥。施用效果表現為：空氣清新，氣傳病害顯著減少，植物不要施用氮肥，植物葉片濃綠。
電子殺蟲技術
電子殺蟲技術利用昆蟲的趨光性、趨波性、雌雄飛蛾驅性等特點，採用具有具有特定光譜的特殊光源和滅殺裝置，利用光源對昆蟲的較強引誘力，引誘昆蟲向光源飛撲，並使之接觸設在光源外圍的高壓電網，利用高壓電網瞬間放電將其擊殺致死。電子殺蟲燈誘殺的害蟲種類達數百種，能有效減少農藥使用量，降低生產成本，提高農業綜合效益。
溫室CO2增施技術
溫室CO2增施技術通過陽光控制、時間控制的聯動控制，向全封閉溫室提供植物進行光合作用所需要的CO2原料，解決封閉後的CO2虧缺問題，保障植物的正常生長。該項技術能從煙氣中獲得純淨CO2，並將其均勻地供給溫室植物。增施CO2能促使蔬菜生長，控制開花時間。
種子磁化促生技術
該技術技術採用多級交變磁極處理機進行落種處理，磁場處理正向效應規定的磁場強度範圍內受到微磁質結構扭變處理，處理後的種子播種於土壤中會與土壤形成生化、物理性質的相互作用，帶有微磁性的種子會將其周邊的微量元素磁性物質、順磁性物質吸引至種子表皮一土壤固液混合相組成的活性界面中，扭變的膜結構會在土壤環境中慢慢得到修復，之後種子萌發並利用豐富的微量元素構建豐產的物質基礎。微磁性種子還能夠解析土壤吸附性磷元素，增加土壤有效磷含量。主要技術技術特點是通過磁化處理後的農作物種子，能激發酶的活性，提高種子發芽率和作物新陳代謝能力。
物理農業的發展
我國近代的農業發展是世界矚目的，但同時，也必須清醒地看到，在大量、過量使用化肥和農藥以獲得作物增產的同時，我國大部分農田的化肥農藥汙染、土質退化問題已相當嚴重。
為緩解當前我國經濟發展中的環境與資源的壓力，發展物理農業已成為當前我國的迫切需求，同時也是解決經濟發展中面臨的綜合難題的一種科學選擇。應當說，物理農業的研究是一項完全創新性的研究工作，國際上概念才剛剛提出，儘管相關技術及其科學機理方面的研究尚未深入展開，物理作用機制尚不清楚，但從已經獲得的試驗結果來看，這是一項具有重大科學價值和重大社會、經濟價值的研究工作，應該加強基礎研究和應用研究，它需要科技界組織多學科跨領域的研究隊伍合作開展研究。同時，物理農業的技術發明往往是非傳統的創新發明，更需要政府、科技界給予特殊的關注和支持。與化學農業相比較，物理農業優勢比較明顯。能避免長期以來化學農業造成的士壤板結、地力下降和環境汙染，以及危害人體健康和生態平衡等弊端，是較為安全可靠和綠色環保的農業新技術。應用物理農業技術，在提高產量的同時，又能促進早熟、防治病蟲害、改善農產品品質並延長貯藏時間。物理農業技術既能提高農產品經濟價值，又有利於人體健康，是實現綠色、無公害農產品生產的重要途徑。
食品安全與貿易壁全，對農產品生產提出了很高的要求。我國農產品出口形勢十分嚴酸，多種農藥殘留項目為檢測對象，所以對無藥殘綠色衣產品生產技術的需求迫在眉睫。很多國家建立了畜產品生產企業註冊制度和過於苛刻的檢驗措施，藥殘問題導致國內畜牧產品出口形勢不容樂觀。農產品品質下降、口感差、糖度低等問題也亟待解決。應用物理農業技術，以上問題可以不同程度地得到解決或緩解。
物理農業作為一種新的概念在媒體中頻繁出現，從中也可以看到很多不同的觀點，包括一些質疑，但隨著物理農業相關技術的實踐，物理農業的標誌性持點逐步顯示出來，給人帶來了一種新的農業生產方式，物理農業的理念將愈來愈被人們所接受。
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