安紅艷，張京開，劉 旺，謝 杰，盛 順，孫貴芹，王榮雪

（北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站，北京 100079）

現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)是物理技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，是利用具有生物效應(yīng)的電、磁、聲、光、熱等物理因子操控動(dòng)植物生長發(fā)育及其生活環(huán)境，防治病蟲害，改善環(huán)境，促進(jìn)植物生長，促使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步擺脫對化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥和抗生素等化學(xué)藥品的依賴以及自然環(huán)境的束縛，最終獲取高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無毒農(nóng)產(chǎn)品的環(huán)境調(diào)控型農(nóng)業(yè)[1]。設(shè)施內(nèi)濕度對氣傳病害的發(fā)生影響最大，常見的氣傳病害多發(fā)生在高溫高濕的環(huán)境中，如喜濕的番茄疫病、黃瓜細(xì)菌性角斑病及霜霉病等在相對濕度96%以上時(shí)容易發(fā)病，白粉病會在濕度降到50%～80%時(shí)發(fā)生，所以，控制濕度、霧氣和空氣病原微生物是預(yù)防氣傳病害的基礎(chǔ)[2]。有研究表明，空間電場可通過降低溫室濕度，隔絕氣傳病害的傳播渠道，減少病蟲害的發(fā)生。在溫室中，空間電場可有效去除空氣病菌40%～90%，降低空氣濕度5%～20%，除霧氣50%～99%，使室內(nèi)空氣清潔無異味。而聲波助長技術(shù)則通過對作物施加特定頻率的聲波使各種農(nóng)作物增產(chǎn)20%以上[3]。因此，近幾年溫室電除霧防病促生系統(tǒng)和聲波助長技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用[4-7]。但在實(shí)際生產(chǎn)中以單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用較多，多項(xiàng)技術(shù)配合使用較少，且研究對象以果菜類居多。隨著我國人口的不斷增多，人們對葉菜的需求量增加，尤其是綠色、有機(jī)葉菜。由于葉菜生長在一定的農(nóng)業(yè)環(huán)境中，要想獲得綠色、有機(jī)的葉菜，必須為葉菜創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。這就需要在利用新技術(shù)時(shí)，要多項(xiàng)技術(shù)配合使用，不僅利用增產(chǎn)技術(shù)，也要利用為葉菜生長創(chuàng)造良好環(huán)境的新技術(shù)。

因此，筆者以油菜為研究對象，通過對聲波助長技術(shù)和空間電場技術(shù)配合使用進(jìn)行田間試驗(yàn)，探索葉菜高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的新的技術(shù)模式，為蔬菜設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用空間電場為大連億佳田園環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)的3DFC-450型溫室電除霧防病促生機(jī)。日光溫室內(nèi)每隔5 m放置一個(gè)絕緣子，共安裝8個(gè)絕緣子，經(jīng)調(diào)試后，正常工作，試驗(yàn)期間工作間隔時(shí)間為15 min。聲波助長儀為北京市農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定推廣站葉菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)的遠(yuǎn)程聲波助長儀，可根據(jù)溫室內(nèi)溫濕度調(diào)整聲波頻率，并可遠(yuǎn)程設(shè)置設(shè)備工作時(shí)間，試驗(yàn)期間，放置在日光溫室的中間，聲波助長儀的工作時(shí)間為7：00-9：00。日光溫室內(nèi)溫濕度利用日光溫室自動(dòng)報(bào)警無線溫度采集監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行測量，且將監(jiān)測裝置放在日光溫室的中部，實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)的溫濕度變化。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選擇在北京通州永盛園農(nóng)業(yè)種植中心，面積為60 m×7 m=420 m2的3個(gè)日光溫室內(nèi)進(jìn)行，溫室編號為對照1組、對照2組和試驗(yàn)組，對照1組不安裝空間電場和聲波助長儀，對照2組只安裝聲波助長儀，試驗(yàn)組安裝聲波助長儀和空間電場。種植作物為油菜，品種為華冠，采用育苗的方式種植，于2015年10月13日進(jìn)行育苗，11月20日分別在3個(gè)日光溫室內(nèi)同時(shí)進(jìn)行移栽，株距為10 cm，行距15 cm。在油菜的整個(gè)生長期對日光溫室的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，并于2016年1月5日（收獲期）在3個(gè)日光溫室內(nèi)隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)選取2株植株，測定植株的株高、最大葉片長度、最大葉片寬度、開展度和單株質(zhì)量，2次重復(fù)，每個(gè)日光溫室共測30株。

于2015年12月14日調(diào)查油菜霜霉病的發(fā)病率，調(diào)查采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)取同一壟上的50株作為調(diào)查對象，記載發(fā)病株數(shù)。病情指數(shù)調(diào)查按照下面方法進(jìn)行。

采用5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)調(diào)查2株，調(diào)查每株的全部葉片，計(jì)錄病葉數(shù)，并根據(jù)以下分級方法分別記錄。

葉片被害分級方法：

0級：無病斑；

1級：單葉片有病斑3個(gè)；

2級：單葉片有病斑4～6個(gè)；

5級：單葉片有病斑7～10個(gè)，部分密集成片；

7級：單葉片有病斑11～20個(gè)，部分密集成片；

9級：單葉片有病斑密集占葉面積25%以上。

病害計(jì)算方法：

利用盒尺測量植株株高、最大葉片長度、最大葉片寬度、開展度；利用電子天平測量單株質(zhì)量；測試儀器均經(jīng)過校準(zhǔn)。采用Excel、SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間電場對日光溫室內(nèi)溫濕度的影響

如圖1～2所示，2015年12月28-31日，日光溫室內(nèi)濕度的變化與溫度的變化趨勢相反。在9：00-14：00，隨著日光溫室內(nèi)溫度的升高，濕度開始降低，從14：00開始，伴隨著溫室內(nèi)溫度的降低，濕度開始升高，在18：00至次日7：00，濕度保持在穩(wěn)定水平。對照1組、對照2組的濕度基本一致，而試驗(yàn)組與其表現(xiàn)不一致。在18：00至次日7：00，對照1組、對照2組和試驗(yàn)組的平均相對濕度分別為79.3%、80.3%、69.3%，試驗(yàn)組的室內(nèi)濕度比對照有所降低，比對照1組相對濕度平均降低10%，比對照2組平均降低11%。而在8：00-17：00，對照1組、對照2組和試驗(yàn)組的平均相對濕度分別為50.9%、51.9%、59.4%，試驗(yàn)組溫室的濕度比對照1組、對照2組分別高8.5%、7.5%。

如圖2所示，2015年12月28-31日，對照1組、對照2組和試驗(yàn)組的溫度變化趨勢一致，均是在9：00-13：00日光溫室內(nèi)溫度升高到最高，然后開始降低，在17：00至次日9：00左右變化比較緩和。其中，對照1組的平均溫度為13.98 ℃，對照2組的平均溫度為14.98 ℃，試驗(yàn)組的平均溫度14.21 ℃，試驗(yàn)組分別比對照1組高0.23 ℃，比對照2組低0.77 ℃，說明空間電場對日光溫室內(nèi)溫度影響較小。

圖1 空間電場對日光溫室濕度的影響

圖2 空間電場對日光溫室溫度的影響

2.2 空間電場對油菜霜霉病的影響

如表1所示，油菜由于生長周期較短，且冬季溫度較低，發(fā)生病害較輕，一般以霜霉病為主。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組霜霉病發(fā)病率為2.0%，分別比對照1組、對照2組低2.0%、1.8%，但不存在顯著性差異。而試驗(yàn)組的病情指數(shù)也較低，為0.8，分別比對照1組、對照2組低0.7、0.3。對于對照1組、對照2組先后進(jìn)行了2次施藥，而試驗(yàn)組油菜沒有進(jìn)行施藥，且生長良好。

表1 油菜霜霉病病情調(diào)查

2.3 空間電場和聲波助長技術(shù)對油菜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

如表2所示，使用空間電場和聲波助長儀后，對照2組、試驗(yàn)組的油菜株高、最大葉片長度、最大葉片寬度均比對照1組有所增加，但均不存在顯著性差異。與對照1組相比，對照2組單株質(zhì)量增加27.80 g，試驗(yàn)組增加13.50 g，且對照2組與對照1組之間存在顯著性差異，試驗(yàn)組和對照1組差異不顯著。在產(chǎn)量上，對照2組比對照1組每667 m2平均增產(chǎn)662.30 kg，且存在顯著性差異；試驗(yàn)組比對照1組每667 m2平均增產(chǎn)321.60 kg，但不存在顯著性差異；對照2組比試驗(yàn)組每667 m2平均增產(chǎn)340.70 kg，也不存在顯著性差異。

如表3所示，按冬季油菜6元/kg計(jì)算，對照1組每667 m2總收益19 738.2元，對照2組每667 m2總收益23 712.0元；按有機(jī)菜價(jià)25元/kg計(jì)算，試驗(yàn)組每667 m2總收益90 282.5元，結(jié)合施藥成本及購置設(shè)備費(fèi)用，可知對照2組比對照1組每667 m2凈增收3 641.3元，而試驗(yàn)組比對照1組每667 m2凈增收69 901.3元。

表2 空間電場和聲波助長技術(shù)對油菜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

表3 667 m2成本效益分析 元

3 討論與結(jié)論

在空間電場研究中，有研究表明，空間電場對溫室溫濕度的影響不明顯，如俞涌[8]研究表明使用空間電場電除霧防病促生系統(tǒng)，溫室內(nèi)的溫度、濕度和光照變化不明顯。但也有研究表明，采用溫室電除霧防病促生系統(tǒng)后，與對照溫室比較，濕度降低11.66%，光照強(qiáng)度提高11%[6]。筆者在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，夜間空間電場能使溫室濕度降低10%，與李麗[6]的研究結(jié)果一致，白天試驗(yàn)溫室濕度較高，可能是由于使用空間電場后，日光溫室內(nèi)形成了一個(gè)穩(wěn)定的電場，在電場的作用下濕度將會穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，也可能是白天風(fēng)口大小不一樣而引起的。

試驗(yàn)中，試驗(yàn)組、對照2組油菜的株高、最大葉片長度、最大葉片寬度、葉開展度比對照組高，但差異不顯著，對照2組與對照1組油菜單株質(zhì)量差異顯著，這說明空間電場可能通過促進(jìn)株高、最大葉片長度、最大葉片寬度、葉開展度的生長來促進(jìn)油菜單株質(zhì)量的增加，但增產(chǎn)效果不明顯，而空間電場與聲波助長技術(shù)結(jié)合使用的增產(chǎn)效果顯著。

[1]王超,閆子雙.物理農(nóng)業(yè)技術(shù)在北京地區(qū)的應(yīng)用試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程,2014,4(增刊2):49-52．

[2]王耕.空間電場在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2014(7):66-67.

[3]宋櫻,胡偉.現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)裝備開發(fā)現(xiàn)狀分析[C].中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會,2008:689-691.

[4]侯天偵,李保明,滕光輝,等.植物聲頻控制技術(shù)在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(2):156-160.

[5]孫亞文.物理農(nóng)業(yè)技術(shù)在溫室大棚蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2011(3):63-64．

[6]李麗,朱新輝.新疆阿勒泰地區(qū)現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)工程技術(shù)推廣應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程,2013,3(增刊1):50-52.

[7]胡芳林.物理農(nóng)業(yè)技術(shù)在我國的應(yīng)用與展望[J].農(nóng)機(jī)化研究,2008(12):250-252.

[8]俞涌.空間電場電除霧防病促生系統(tǒng)在設(shè)施蔬菜中的應(yīng)用研究[D].烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.