现代物理农业模式及其应用——刘滨疆

       经过几十年的技术实践和创新,物理农业技术的储备以及应用已从过去的单机孤单作业方式进化为集成技术体系并发展到了可以深刻影响农业生产方式的时期。有机农业、无毒农业或无特定疫病动物小区的建设等诸多环境友好型农业采用的植保方法均由物理农业装备提供,建立食品安全生产保障技术体系已成为世界各国农业发展的目标,现代物理农业的实质就是食品安全的农业,也就是以果蔬生产的无毒优质蔬菜生产模式、食用菌的环境安全型菇房生产模式以及少疫病动物产品的环境安全型畜禽舍生产模式、环境安全型水产养殖模式为基础的环境安全型农业。

    一、无毒优质果蔬生产模式与应用

    这是一种能够控制植物全生育期病虫害发生的物理植保技术集成的模式,它包括设施农业和露地生产两部分,即无毒优质蔬菜设施生产模式、抵御连阴天的果蔬生产模式和环境安全型农场生产模式。

  (1)无毒优质果蔬设施生产模式

    它以环境安全型温室为单元,以植物的土壤病虫害、地上病虫害为控制目标,通过物理调控植物生长与病虫害预防的技术集成来实现果蔬生产的无毒优质或有机目标。其模式和物理农业技术装备标准配置见图1.

图1.环境安全型温室的标准配置

1.技术解说:植物生长的全生育期内要遭受来自土壤、空气中多种多样的病虫害侵袭,如果杜绝农药的使用恐怕温室果蔬的产量将不足目前的30%,而如果采用了农药等化学品则又不得不产生农药残留,但从人的健康方面考虑,有机果蔬或无毒果蔬则是现代人渴求每日均能吃到的营养物质,那么我们只能考虑农药的替代物,也就是通过物理的方法来控制植物病虫害。植物的病虫害分别来自于土壤、地上部分及空气,只要能够通过物理的方法有效地预防以上三面带来的病虫害威胁,那么果蔬的生产就易于实现有机食品的标准要求。

1.1土传病虫害的控制

土传病虫害包括土壤微生物引起的诸如枯萎病、根腐病、青枯病等土传病害、根结线虫病和虫害三大部分。目前能够综合处理和有效预防土传病虫害的物理农业装备为3DT系列土壤连作障碍电处理机,其中以自动处理方式的最为有效。

1.2气传病害的控制

气传病害多数为霜霉病、灰霉病、疫病等真菌性病害,可有效控制它们的物理技术装备为能够产生空间电场的3DFC系列温室电除雾防病促生系统。

1.3微小与大型飞翔类害虫的控制

蚜虫、白粉虱、蓟马等微小会飞翔的趋色微小体型害虫以及趋光的蛾类、金龟子、蝼蛄等大型飞翔害虫的防控可采用多功能静电灭虫灯和防虫网。

1.4生长调控

空间电场/二氧化碳增施技术的配合使用可获得产量倍增效应。如果与烟气二氧化碳相结合还可有效控制许多作物的白粉病。

1.5成熟度控制

在果实类蔬菜生长接近常规商品重量时可采用声波技术进行促早熟控制。

2.应用

针对全国多个环境安全型温室产出的果蔬做了DDT、HCH、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱、多菌灵等农药的残留分析,最小检出浓度为0.002~0.3mg/kg,能够满足多个出口国的进关要求。

空间电场/二氧化碳同补技术系统已经开始用于特殊果蔬的生产,譬如水果化萝卜的生产,其经济效益显著。

(2)抵御连阴天的果蔬生产模式

维持植物的生长需要一定的气温、地温、光照、二氧化碳。在低地温(低于8度)、弱光(小于600LUX)的环境中,大多数植物的根系就会逐渐停止养分的吸收,植物慢慢死掉(类似枯萎病)。而当地温合适但光照不足,即使气温再合适植物也会因无光合作用产物向根的输送慢慢枯死。因此,真正能够抵御暴雪连阴天的技术措施就应该是下述的集合方案,即壤电加温线+空间电场发生系统+补光灯+热风炉该方案中,空间电场所起的作用提高植物的低温吸收(钙、磷)和合成营养(光和作用合成碳水化合物)的能力,补光灯和热风炉则是提供必要的光照和二氧化碳。我国最北部的温室采用了这种方案就可以抵御长达15天以上的极端低温连阴天。

技术解说:热风炉和补光灯的联合作业就是提供植物生长所需要的气温、光照和烟气二氧化碳。在温室里安装的热风炉会释放出大量的二氧化碳,在空间电场和光照下,植物的光合作用强度会大幅度增加。

(3)环境安全型农场

露地农产品生产所面临的病虫害威胁以及农药残留远高于温室果蔬生产,杀虫剂的毒性和残留时间是植物产品农药残留的主要来源。物理防虫和预防可大面积爆发的锈病、枯萎病等病害的实践正在实施。多功能静电灭虫灯、空间电场设备(3DFC系列温室电除雾防病促生系统)、3DT系列土壤连作障碍电处理机已在香蕉枯萎病、樱桃根癌病、小麦锈病以及单一植物品种产区开始了防治病虫害的试验示范。物理植保技术的集成效果远远优于单机作业。

二、环境安全型菇房生产模式及应用

白灵菇、杏胞菇、香菇等食用菌生产伴随着接种、催发菌丝、菌丝转化为菇蕾、菇蕾生长等一系列生理生化形态变化,期间会遭遇木霉、链孢霉、毛霉、曲霉、青霉、细菌等20多种杂菌、数十种害虫的危害。许多国家对食用菌制订了严格的农药残留限量指标,如日本对蘑菇类制定了48种农药残留限量指标。食用菌的农药残留主要来源于具熏杀和触杀菇蝇类的成虫、幼虫以及跳虫作用的敌敌畏以及一些杀螨剂。使用物理防治方法有效预防这类病虫害的发生是生产优质安全食用菌的根本措施,因此,利用食用菌病虫害物理防治方法建立的环境安全型菇房才能够满足这一生产目标。其中,对食用菌药残影响最大菇房是首选的环境安全改造对象,见图2.

图2 环境安全型菇房

   四、环境安全型畜禽舍生产模式

图3.环境安全型畜禽舍

    1.技术说明

    它是一种可以自动防疫而且无臭的畜禽舍。它的关键之处在于采用了整体空间的空气净化技术,即上空间设置了畜禽舍空气电净化自动防疫系统、粪道则采用了粪道空气电净化自动防疫器或粪道等离子体除臭灭菌系统。

    2.应用

    环境安全型畜禽舍现已发展为多种类型,涵盖了猪、家禽、牛、羊以及宠物的饲养。其中,猪场和养鸡场的应用较多,防疫效果理想,推广速度愈来愈快。而牛羊舍的空气质量以及疫病的发生率都有了显著变化,养殖企业效益显著增加。

    疫病预防是养殖企业的生命线,养殖环境的优劣直接关系到这条生命线的存废。在已发生的疫病中至少有40%以上的疫病是通过空气传播的,另有40%之多的疫病是通过流媒接触传播的,近10%的疫病与粪便高度关联。而在突发的烈性疫病中会有70%之多与环境空气质量相关,因此控制空气安全和粪便安全就能控制住一半以上的疫病发生。我们知道,环境安全、营养全面、疫苗预防、药物治疗四位一体才是健全的防疫体系,但我们往往忽视排在第一位的环境安全的重要性,过分偏重疫苗预防和频繁地使用抗生素,殊不知在众多的突发疫病中采用疫苗预防、抗生素治疗往往遭遇更大的危险。疫苗万能的思想冲击着畜禽舍环境安全的建设,为此,提出和强调环境安全型鸡舍的概念和设计以及建设是极为必要的,或许能够将设施养殖业自此引导进入一个安全、舒心、健康的养殖道路上来。环境安全型畜禽舍乃为一种可以自动预防动物疫病、具有自分解臭气能力且空气安全的新型畜禽舍,因此,环境安全型畜禽舍生产模式是以环境安全型畜禽舍为建设单元的一种动物食品安全生产方式。环境安全型畜禽舍的建设内容见图3.

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