声波助长技术及应用

摘要：随着物理农业广泛应用于农业生产，声波助长技术得到了广泛应用及推广，声波助长仪是大连市农业机械化技术推广站自主研发的高新物理农业系列技术装备。本文阐述了植物声波助长技术的原理及作用机理、应用效果、使用方法和应用前景及意义等。

关键词：物理农业;声波助长仪;农业生产;应用前景

进入21世纪，世界农业发展格局已经开始由我国传统的化学农业模式过渡发展到现代生态农业。20世纪的传统化学农业在大大提高了世界农作物经济产量和经济效益的同时也带来了一系列严重的附加后果。随着化肥和农药的大量使用，造成了耕地地力的极大衰退，农产品品质的大幅度降低以及周围环境的严重污染，人体健康也因此受到极其严重的危害。现代物理农业的发展是我们实现人类经济社会和环境生态农业健康可持续发展的一个重要途径。现代物理生态农业特点是将电、磁、声、光、热等基本物理学原素和生物学、仿生科学等学科相结合应用于农业生产中。声波助长仪是物理农业装备中的一项尖端设备。

1 声波助长仪的作用原理和效果以及作用机理

声波作为交变应力的一种极为特殊的表现形式，是一种带有一定节奏和频率的弹性机械波，主要建立在植物内部经络运动理论的基础上，利用激光测振仪，准确地检测出植物自有频率和可接收的频率，并计算出植物自发频率与环境要素如土壤湿度、大气温度及组织含水量之间的联系，做出了精确的频谱分析，从而研制了植物声波助长仪。经过声波作用后，植物愈伤细胞组织和体液中的各种可溶性蛋白质和可溶性糖类的物质含量比例提高明显。作为经济植物体内的主要营养成分之一的糖类，为植物体内各种细胞的生长发育过程阶段提供了多种所需的养分和能量。多样的糖类和蛋白质是所有植物细胞进行一系列各代谢转化和生长活动的重要物质基础，高品质的各种可溶性蛋白质和丰富的含糖量直接保证了植物细胞分裂发育能力和旺盛的生长需求。声波植物助长仪的工作基本原理主要是通过利用高频音箱内的发声系统产生对植物内部有特作用和一定反应频率的多点散发型线性声波，该声波的发生频率与经济植物本身固有的各种生理活动系统中的频率相一致，从而可以产生声波共振，从而更加有效的加快植物内部细胞的正常生理活动的运行速率，增强各种植物对多种所需的营养物质的消化吸收率和转化率，加速植物对各种养分的消化吸收以及提高光合作用的发生速率，加快植物的生长发育，从而最终达到经济作物早期增产、增收、优质、抗病的主要目的。

（1）其主要效果为：

增产：该植物声波助长仪能在促进植物正常生长的发育过程中，由于植物光合作用的强度增加，增大促使植物的呼吸振动频率从而加快植物根、茎、叶等各种营养代谢器官对植物养分的综合吸收，促进各种植物正常生长，提高多种植物对各种养分制造的质量，加速促进植物的正常生长发育过程，提高产量。同时能够促使大部分蔬菜增产35%，大多数水果如大樱桃和九九草莓等增加产量30%以上。能使玉米、旱稻等种类的大田作物增加产量25%以上。

品质提高：植物声波助长仪不仅有效增强植物光合作用能力，也很大程度增加了酶的合成量，从而极大促进了植物体内糖和蛋白质等营养成分的合成，从而可以起到有效改善植物营养品质的作用。通过实验结果表明，樱桃、草莓等水果的含糖量都有了大幅度的提高，水果内糖的含有量平均增加30%。

早熟：声波助长仪能够协助这些植物在生长过程中加快呼吸的频率，加快能量进行转化的处理效率，在促进营养物质消化吸收的同时酶的转化能力也得到了提高。使这些植物能够拥有极强的生长发育速度，从而达到了提前收获的效果，大棚草莓收获期提前了半个月左右。

抗病：长期使用各种植物声波助长仪就是通过对这些敏感植物内部细胞发出谐振波，能够有效促使这些敏感植物在快速生长发育时，呼吸能力大幅度增强，从而有效地保持这些植物细胞内一定的抗氧化水平，对敏感草害病毒体内由其分泌的各种生物毒素也同样具有免疫抑制作用，有利于其在这些植物体内快速形成一层牢固的免疫隔离层，有效的阻截菌斑快速扩散。

驱逐病虫害：敏感害虫在声波助长仪发出的振谐波的辐射下，会直接使其产生非常强烈的恐惧感，影响其蚕食植物，也无法正常活动生存，不能繁衍甚至主动离开，达到了驱逐乃至杀灭各种敏感害虫的目的。通过国家实验室的研究结果证明对各种蚜虫、红蜘蛛等害虫的各种杀灭驱逐效果相当显著。

（2）其影响机理作用主要表现在三个方面：

①有效提高植物内部所必需的可溶性糖和蛋白质的平均含量 经过强声波的强力辐射作用后，植物根系和其他重要内部组织中糖和蛋白质的总体含有量得到大幅度提高。多种糖类是植物体内的重要营养成分之一，是为维持植物各种正常生长发育过程中所必需提供的营养能量。充裕的蛋白质是维持植物内部细胞在植物体内持续进行一系列正常生长发育活动中的十分重要的营养物质基础，植物内部细胞旺盛的快速分裂和正常生长发育能力取决于蛋白質的含量是否丰富。另一方面，经过声波这种具有交叉可变性的应力流动强力刺激作用后，植物内部细胞形态可能会随之发生相当大的变化，大幅增强了位于植物内部细胞的流动性和植物细胞壁通透性，直接引发了植物内部细胞的快速生长与分裂，乃至对于保障植物的正常生长发育能力提供了先天性的前提条件。

②直接有效的提高各类作物的催熟生长素IAA 植物在声波的直接作用下，植物内部IAA催熟素含量显著大幅度的提高。乙烯的合成效率直接取决于IAA的含有量，乙烯对作物的成熟率有着决定性作用。（乙烯是各种植物的催熟生长激素）。IAA含量的显著大幅度的提高势必会直接引起各种作物所需的催熟乙烯的生成量大幅增加，从而影响到各种植物的生长和成熟速度。

③声波中的刺激作用直接影响细胞内钙离子 钙离子是一切生物体中无所不在的重要离子，植物细胞组织的形态和植物的正常生长发育是由钙离子的浓度起决定性作用。声波对细胞的刺激信号也有可能间接或直接的影响调节植物存在于质膜、液泡膜、内质网膜上的钙离子泵或其他通道的一系列运输系统，引起胞内钙的游离钙离子的浓度发生变化以至直接影响植物细胞的正常生理生化代谢活动。

2 声波助长仪的适用范围

声波助长仪广泛适用于绝大多数植物以及农作物，包括蔬菜、果树、花卉、食用菌等多种经济作物的生长发育过程。每台声波助长仪的作用半径为60m。每天只需连续使用2h，就可以使各种农作物在优美的”音乐”声中快速茁壮成长，达到增产增收的效果。

3 声波助长仪的使用方法

将声波助长仪平稳安放在使用范围或者温室大棚中央，安放平稳后接通电源后打开开关。

（1）声音调试：①开机前保持音量在最小位置，开机后慢慢调整旋钮增加音量，音量大小调整至能在使用地块边界听清为宜;②尽可能选择合适的频道。如当使用环境温度在15℃以下，空气湿度较大时一般选择1、2、3频道;当使用环境温度在15～28℃内，空气湿度居中，一般选择4、5、6频道;而当使用环境温度超过28℃或空气非常干燥时，就应该选用7或8频道。

（2）使用时间①大多数作物以7：00～10：00最为适宜，食用菌最佳使用时间一般设定为17：00～19：00，每天一定要保证1次，每次2h;②保证开机运行1h后再进行对叶面的催肥。停机后再运行1h。

（3）工作環境：温度在-25～40℃之间。空气相对湿度<90%。

4 声波助长仪的试验及应用效果

经多地试验，该机能有效刺激农作物和经济作物的快速生长，有效提高作物平均产量，提升植物中的营养成分和品质，增强植物抗病免疫能力，能驱逐敏感植物病虫害，提前一周进入收获期，增加蔬菜贮藏保存时间等多种经济功效。该机近些年来，在辽宁沈阳、大连、丹东、辽阳、锦州、海城、盘锦、河北唐山、江苏张家港、常熟、昆山、吴江、新疆生产建设兵团、吉林四平等农基地种植使用，都已经收到了相当显著的经济效果，蔬菜和新鲜水果成熟期普遍都在提前一周左右，平均蔬菜增产增收幅度在30%～50%，在温室大棚的叶类绿色蔬菜上种植使用时其效果更直观，增产增收经济效果明显，其可观的社会效益和经济效益、社会效益和良好生态环境效益都已赢得了广大种植户和经营者的广泛赞誉和高度信赖，是物理农业系列装备中最受欢迎的设备之一。

在庄河市农业发展服务中心兰店试验园区内，温室里的蔬菜正在聆听着优美的"音乐"。在使用了声波助长仪后，西芹的平均年产量已经开始有了明显性的大幅提高，2个季节里的产量就已经超过了往年3个季节的产量。今年总产量预计还能增加30%左右。而且现在西芹的整体质量也比以前有了很大的明显改观，出芽率高，长得大小规格一致，品质上乘也基本没有发生大的病虫和蚜虫等各种常见虫害，根本不需要额外购买使用杀虫剂，市场受欢迎程度高。

庄河市长岭镇石佛村的蘑菇种植大户张国军使用声波助长仪后，蘑菇表现出4个明显特点：①出菇期间断。蘑菇的间隔器不明显了，每天都有蘑菇可采，在别人缺货的时候还有蘑菇出售，价格自然也高;

②蘑菇大小均匀，菇形规整，商品性好;③后续生产能力强，产量高，出菇期延长了半个月，蘑菇产量提高了20%左右;④菌种转化彻底。出菇期彻底结束后，听“音乐”的蘑菇“基质”比其他要轻一些，这说明菌种的转化率更高，转化更彻底。大连市甘井子区自2005年引进应用声波助长技术，在蔬菜、水果、花卉、食用菌等多种农作物进行测产试验。这些新型绿色天然农作物在美妙的"音乐"声中自然而生茁壮成长，达到了增产又增收的理想效果的同时又获得了极大的经济效益和社会效益。

在西芹温室试验应用声波助长仪，对比试验结果表明，听"音乐"的西芹提早成熟7d，西芹的产量明显高于对照组的西芹，且色泽浓绿，品质明显提高，增产幅度达到36%。

在西红柿温室里使用声波助长仪，产量增产30%多，一个温室每茬可增收2000元以上。

温室桃子听"音乐"，早熟半个多月，可卖到20元/kg，而那些按照正常季节上市的桃子售价仅10元/kg。而且在"音乐"声中长大的桃子个头大而均匀，产量提高了25%，含糖量高，色泽和口感都占优。

5 声波助长仪的应用前景及意义

实践证明，声波助长仪如果广泛应用于我国农业生产中，是一项能够明显提高民用农作物的产量，提升农产品的品质，提高农产品的经济价值和其他附加值，是促进农业增产增收的高新尖端技术。当前，随着人民生活质量水平越来越高，农产品的食用质量安全也越来越重要受到广大人们的高度重视。以化肥、农药为主导的化学农业越来越显现出它的弊端，环境污染日益加剧，农产品品质逐渐下降、药残高，乃至严重损害人体健康。以声波助长仪为主要代表的高科技物理现代农业生产技术既能有效的保护当地生态环境，又同时能帮助种植户生产出大批高品质的绿色农产品，在大大提高了这些农产品的经济价值同时又十分有利于人体健康。作为新兴物理农业技术的一项重要分支，声波助长技术为农业现代化起到推波助澜的作用，具有极其广阔的应用前景。

声波助长现代物理技术农业技术的深入实施，进一步完善了基本设施应用农业生产技术，丰富了设施农业生产技术的科技含量，将高科技的物理农业技术转化农业生产中，不仅基本可以直接达到"农业增产、农产品增值、农民增收"的农业生产目的，而且有效的促进了本地区以及农村重点地区绿色蔬菜的发展和农业可持续和谐健康发展;大力提升当地绿色农产品附加值和农业市场综合竞争力;加速推进了我国现代农业物理技术生产现代化和产业化振兴发展战略进程，对继续加快推进实施我国绿色生态乡村农业的重大战略，都具有重要的指导意义。我们一定要继续坚持推进现代农业物理技术，为加快推进发展具有绿色、环保型乡村农业发展进程，实现我国乡村农业的健康和谐可持续发展。

参考文献

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[4] 金晨.声波助长仪应用效果研究[J].农业技术与装备，2010（5）：34.

作者简介：胡晋（1982—），男，辽宁省庄河市人，工程师，主要从事农机推广工作。