| 物理農(nóng)業(yè)開發(fā)的理論基礎(chǔ)與依據(jù) |
基于各種物理手段的物理農(nóng)業(yè)，是門交叉而新興的學(xué)科，要對(duì)其有所了解并深入研究與開發(fā)能用于生產(chǎn)的系列產(chǎn)品或操作流程與措施，都得基于其物理生物效應(yīng)充分了解的基礎(chǔ)上面，才能稱得上是有理論指導(dǎo)的開發(fā)研究實(shí)踐過程，這樣可少走彎路，少犯錯(cuò)誤，現(xiàn)把各種物理農(nóng)業(yè)相關(guān)的生物效應(yīng)簡要闡述如下：
生物的磁效應(yīng)
地球是個(gè)強(qiáng)大的電磁場，地球上的生物都是在磁場的環(huán)境下生長，同時(shí)生物體內(nèi)又都存在磁性物質(zhì)，就是各種金屬礦物質(zhì)，這就說使生物進(jìn)化史就是在磁環(huán)境下的演化發(fā)展史，不管動(dòng)物與植物體內(nèi)都存在磁性物質(zhì)，所以當(dāng)外施磁場時(shí)，這些磁物質(zhì)就會(huì)發(fā)生磁化，從而產(chǎn)生磁化勢能，以及磁化后的極性變化，這些變化都會(huì)間接或直接地影響生物，從而導(dǎo)致磁生物效應(yīng)。據(jù)近年研究表明，磁對(duì)生物的作用是多方面的，它可影響植物的酶系統(tǒng)，可影響植物的礦質(zhì)代謝，還可促進(jìn)植物產(chǎn)生更多的ATP能量，可以使土壤中的礦質(zhì)離子有效化，還可使締合水分子氫鍵斷裂，成為分子量較小的單分子，有利于植物的吸收，植物在磁作用下表現(xiàn)為光合效率提高，礦質(zhì)吸收加快，水份代謝加劇，葉綠素含量提高，綜合生物效率得以大幅度提高，使農(nóng)作物產(chǎn)量及質(zhì)最都得以改善。
生物的電場效應(yīng)
地球除了磁場外，在空間還有一個(gè)因地球與天空云層間產(chǎn)生的電勢差，這個(gè)電勢差形成的電場叫地球的空間電場，它是一個(gè)因天氣變化而不穩(wěn)定的電場，但這種電場對(duì)生長于地球的植物都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。地球在電場環(huán)境的進(jìn)化中也形成了形態(tài)上的適應(yīng)性變化，不管生理形態(tài)都會(huì)或多或少的受到空間電場的影響，植物也正是由于外電場及內(nèi)電場的存在而表現(xiàn)各種各種物質(zhì)的生理活性與代謝的旺盛進(jìn)行，有人做過試驗(yàn)，如用電場屏蔽技術(shù)把植物屏蔽起來將會(huì)大大影響到光合速率。在自然界中也存在雷區(qū)的植物生長好，這些其實(shí)都是電場在其中起作用。最早發(fā)生現(xiàn)電場效應(yīng)現(xiàn)象的也是英國一個(gè)園藝學(xué)家從常遭雷電擊的地區(qū)長得好，受到啟發(fā)的，從而開始了對(duì)電場的究研，提出了電氣栽培的新概念。隨著電場研究的深入，電場的各種生物效應(yīng)被人們發(fā)現(xiàn)，如電場的能量效應(yīng)，可以提高胞膜內(nèi)外的電位差，膜內(nèi)外電位差的改變，會(huì)影響物質(zhì)交換的速度，影響位于膜系統(tǒng)上的各種酶活性，特別是多種酶蛋白，在其結(jié)構(gòu)中都存在一個(gè)金屬離子，也正是這些金屬離子在場作用下的偏轉(zhuǎn)，使蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，從而影響各種酶之活性。電場作用下，可以使鈣素激活，使氣孔開度提高，有利于吸收更多二氧化碳，對(duì)碳同化具有很大的促進(jìn)作用。在光合作用過程中，二氧化碳吸收速率的提高對(duì)高合效率提高起到很好的促進(jìn)作用。另外水在電場作用下，就如水的光分解，即使在弱光下如配合電場，也可促進(jìn)光的電子傳遞及水的電解過程，對(duì)弱光下提供更多光合電子或場能誘發(fā)的電子，大大促進(jìn)與加快光合作用過程。除此以外，電場的殺菌效應(yīng)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得以利用的重要方面，細(xì)菌在電場作用時(shí)，胞膜電位的瞬間變化，使膜的滲透性破壞，從而使菌得以殺死，根據(jù)這種機(jī)理，現(xiàn)已用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各種病的預(yù)防與防治。它如作于于空間，其空間電場下土壤長期處于微電流狀態(tài)下，對(duì)細(xì)菌也有抑制之作用，對(duì)礦質(zhì)元素的活化效果明顯。電場還可影響體內(nèi)一些礦質(zhì)元素及激素的運(yùn)輸極性，生物體存在的極性運(yùn)輸是因各部位電位差的存在而產(chǎn)生，而電場可直接或間接在影響電位差，從而起到影響極性運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/span>
聲波效應(yīng)
古言說：草本知音的成語，植物真得能聽到大自然及人的聲音嗎，真能聽懂一切語言并作出生理反應(yīng)嗎？聲波是一種波，從波粒兩象性原理來說，波也具粒子與能量屬性，它的作用與電場及磁場一樣，也是通過物理過程來啟動(dòng)各種代謝及物質(zhì)之活化。而場波作用于生物的研究其實(shí)很早美國科學(xué)家曾用一種極為簡易的方法進(jìn)行試驗(yàn)，給正在生長的西紅柿戴上耳機(jī)，每天定時(shí)地給它聽貝多芬音樂，培育出了超型巨大的番茄，達(dá)1-2公斤重，也有些牧場，采用和悅的音樂伴奏來提高奶牛的產(chǎn)奶量。這些都是前期科研生產(chǎn)者的實(shí)踐與試驗(yàn)。便對(duì)其機(jī)理性的研究并形成理論體系的還是最近幾年，形成了植物自發(fā)生理論與聲波諧共振理論。其植物自發(fā)聲理論就是在聲屏蔽隔絕外界一切聲波干擾情況下，能利用儀器檢測到植物存在自發(fā)場現(xiàn)象，這種自發(fā)生都具一定波段的聲波，這種波叫植物自發(fā)聲。而聲波共振就是利用人工模擬發(fā)出的聲波與植物自發(fā)聲波產(chǎn)生諧共振，從而激發(fā)促進(jìn)植物光合效率，誘發(fā)氣孔開度的提高，而且了能以微能效應(yīng)來影響各種代謝與酶活性，其微能效應(yīng)也是植物基于混沌自組織狀態(tài)的因微漲落所觸發(fā)的巨漲落。聲波效應(yīng)的研究起步較忙，還有許多方面的生理作用有待更加的深入，特別是它對(duì)酶系的影響方面，目前報(bào)道還極少。
電功能水的殺菌效應(yīng)
電功能水是電效應(yīng)的一種，是水在電的作用下，使水發(fā)生電解，成為帶電的離子，再用這些帶電的離子作用于生物，所以也把它作為物理農(nóng)業(yè)中重要的一塊組成部份。它雖是近年物理農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的后起之秀，但它的推廣與普及在發(fā)達(dá)國家是最為快速的一種技術(shù)，在日本已專門系統(tǒng)化地建立了電功能水農(nóng)法，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的免農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)中，是免農(nóng)藥栽培中一項(xiàng)極為重要的輔助技術(shù)，而我國這方面還未來形成氣候。水在電作用下，電解成氫離子與氫氧根離子，這些離子又與加入水中的氯離子及鉀離子反應(yīng)，產(chǎn)生亞次氯酸及氫氧化鉀，再通過陰陽離子隔膜的作用，把它們進(jìn)行的分離，就形成了強(qiáng)酸性的酸水與強(qiáng)堿性的堿水。這些水具有不同的功能，對(duì)菌及植物會(huì)產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就是利用這些效應(yīng)進(jìn)行殺菌與促長的。其中酸水具有很高的氧化電位，利用高的氧化電位來破壞菌膜的透性，它一遇細(xì)菌或真菌病毒后，可強(qiáng)制性的獲得膜上電子，從而造成膜穿孔，而致死，這過程極為快速，在幾秒內(nèi)完成。另外，堿水卻具強(qiáng)的還原電位，即可中和土壤酸性，又可促進(jìn)植物生長，還可作為根外追肥及清洗工具所用，這各普通的水加入氯化鉀后在電的作用下就發(fā)生如此神奇之這化，正是物理農(nóng)業(yè)的偉在所在，也是值得人們深究的意義所在。
氧代謝效應(yīng)
氧是一切生命物質(zhì)及生物所必須的精微物質(zhì)，它對(duì)生命形成生物進(jìn)化起來了最為重要的作用，那么自然界的氧是否就是最合理最科學(xué)的氧成份與作用方式的，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，完全可以科學(xué)地利用氧，來使生物的潛能發(fā)揮再上一個(gè)新臺(tái)階。這就是物理農(nóng)業(yè)中所提出的氧氣農(nóng)法。氧參予植物最為重要的兩大代謝，就是光合作用與呼吸作用，光合作用中，水光解后氧就是光合過程中電子的載體，呼吸作用中，氧是重要的參予者，當(dāng)缺氧時(shí)能量代謝受阻，植物生長受到影響，表現(xiàn)為生理之障礙，但多余的氧又是一大危害。它以氧自由基的方式，在植物體內(nèi)起到了氧化破壞膜的作用。這些氧自由基的危害可以影響到植物組織細(xì)胞的每個(gè)部位，但同時(shí)也存在氧自由基的清除系統(tǒng)，這些清除系統(tǒng)中最重要的是過氧化氫酶，過氧化物酶、超陰離子氧化酶等，這些清除酶常又可由各種物理手段激活或提高，這也是物理手段在農(nóng)業(yè)上運(yùn)用的一大效應(yīng)，不管哪種物理技術(shù)都會(huì)或多或少地影響這些酶之活性與含量，所以也可以說許多物理農(nóng)業(yè)都是基于植物體內(nèi)氧調(diào)衡的技術(shù)。所以氧的生物效應(yīng)具有最為基礎(chǔ)的效應(yīng)。那么這里所說的氧效應(yīng)大多是指較為宏觀之效應(yīng)，就是基于呼吸作用過程中能量代謝效應(yīng)與礦質(zhì)營養(yǎng)吸收效應(yīng)基礎(chǔ)之上的。比如，傳統(tǒng)的中耕翻土保墑就是為了提高土壤中的氧氣含量以促進(jìn)根的呼吸作用，從而加速對(duì)水份及礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收。植物水培時(shí)，利用充氣泵或其它各種溶氧技術(shù)，讓營養(yǎng)液中的溶氧量提高，從而也起到了大幅度提高產(chǎn)量與加快生長速度的生物效應(yīng)，如往水培生菜的營養(yǎng)液中充入純氧可以使產(chǎn)量將近提高3-5倍，是效率最高的一種技術(shù)措施。另外在植物非試管快繁過程中，對(duì)于一些極難繁殖生根的品種，也可以結(jié)合氧氣的氣液混合技術(shù)，以提高切口部位含氧量，從而使成活率得以大大提高。
納米材料的能量效應(yīng)
納米是物質(zhì)的尺度衡量單位，相當(dāng)于十億分之
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