溫室空間電場防病促生技術的應用

孫濱洪++郭輝

摘要：闡述溫室空間電場的形成過程及防病促生機理，介紹一種優化后的直流高壓發生器設計原理。根據溫室空間電場防病促生技術的應用和發展現狀，展望其發展前景，為農業生產應用提供參考和依據。

關鍵詞：空間電場；防病；促生；應用

中圖分類號：S12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）05-0064-02

目前，我國農業正在向生態農業過渡，許多高新技術和物理技術在農業生產中廣泛應用。其中，空間電場技術的經濟效益和應用效果均較優，可以有效減少化學肥料和農藥的使用、促進植物生長和提高作物品質。空間電場技術通過對大氣電場施加高壓使正負極之間形成空間電場，并在電極之間產生臭氧等氧化物，從而達到殺菌滅毒、促進生長的目的。近年來，該技術已在溫室生產中大面積推廣應用。

1 空間電場防病促生系統的組成及工作原理

1.1 結構組成

溫室空間電場防病促生系統包括電極線、控制器、直流高壓發生器和絕緣子，如圖1所示。

空間電場釋放大量帶電粒子、臭氧和氮氧化物，有助于抑制粉塵飛揚，提高植物光合作用強度。安裝溫室空間電場防病促生系統時，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墻壁上，不允許陽光直射；電極線的安裝高度應大于2 m。

1.2 工作原理

1.2.1 溫室空間電場形成原理 在溫室空間電場防病促生系統中，高壓發生裝置的負極與土壤底部設置的接地不銹鋼管連接。設地面為負極，電極線通過溫室棚頂布設的絕緣子懸掛在空中，為正極。這樣正負極之間就會形成空間電場。電源接通后，電極線周圍產生大量帶電粒子、微量臭氧和氮氧化物，空間電場中的孢子、粉塵和霧氣在電場作用力下做定向脫除運動，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菌等微生物，在做定向運動的過程中被帶電粒子、臭氧的雙重作用滅活。

1.2.2 溫室空間電場防病促生機理 由空間電場陰極聚水技術可知，在溫室大棚內，當高壓發生裝置接通電源后，懸掛在棚頂的電極線因帶有高壓電而產生電暈放電，使懸浮在空氣中的霧粒電荷在電荷力的作用下產生定向移動，促使土壤內部水分的電荷向陰極移動，從而阻止水分揮發和促進植物吸收水分。電極線產生電暈放電時還電離空氣，使空氣中的氮氣轉化為氮氧化物，并與空氣中的水汽結合形成空氣氮肥，有利于植物生長。在氮肥形成的同時，正負電荷之間產生臭氧，在氧原子氧化作用下可破壞微生物的膜結構，實現殺菌作用，從而有效防止植物氣傳病害發生。

1.2.3 直流高壓發生裝置設計原理 空間電場防病促生系統的核心部件是直流高壓發生裝置。50 V直流高壓發生裝置的電路由變壓器、2個二極管和2個電容器組成，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。

根據現有的溫室空間電場防病促生系統，新疆農業大學機電工程學院對相關系統進行優化改進，優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，由驅動器把直流電轉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 空間電場防病促生技術在溫室中的應用

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

2） 利用溫室空間電場調節作物生長，主要體現在促進植物光合作用和提高作物品質，提高農作物根系活力，使花卉顏色更艷麗、持久等。

3） 利用溫室空間電場凈化農業觀光溫室及生態餐飲空氣。

4） 將空間電場技術應用于畜禽舍。

3 溫室空間電場防病促生技術應用前景

多年來，在新疆、北京、山東、山西等地的30多種溫室農作物和畜禽舍中進行了空間電場防病促生技術試驗和研究。隨著空間電場防病促生技術的深入研究，動植物防治調控技術進一步得到細化。其中，物理植保技術、畜禽舍空間電場自動防疫技術、空間電場促蕾防病技術和環境安全型畜禽舍等一系列涉及空間電場的設計理論和技術研究取得一定進展，這些技術與裝備投入使用后，推動了農副產品安全保障技術的進步，且生態效益、經濟效益和社會效益良好。

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