文档介绍：物理农业技术在现代农业基础科学与工程研究中的
应用∗
朱杰1, 王国栋1,2
1西北农林科技大学理学院应用物理系杨凌 712100;
2 西北农林科技大学教务处杨凌 712100
摘要:在强调物理农业对现代农业发展重大意义的基础上,文章从物理因素对农作物繁育
生长的促进作用和运用物理技术手段及采集农业环境信息两个方面叙述了物理农业技术在
基础农业科学与农业工程研究领域的应用与发展现状,并结合我国农业环境,提出了以先进
的物理农业技术为切入点,重点发展物理农业的现代农业发展模式。
关键词:物理农业;物理农业技术;现代农业;农业科学;农业工程
中图分类号:S121;Q313 文献标识码:A
“现代农业”(Modern Agriculture)是农业发展的最新阶段,它实现了全面机械化,各种现
代科学技术在农业中广泛应用,生产经营达到高度社会化、集约化、专业化和企业化,农业
生产结构发生了根本变化,农业劳动生产率得到大幅度提高[1]。矿质营养学说的确立、农业
化学的建立与发展,以及由此产生的以化学肥料、化学农药为代表的化学农业(Chemical
Agriculture)技术导致了农业革命,极大地提高了农作物的产量,但随着人类对农作产量的
不断追求而造成对化肥和农药的过量使用使得全球范围现的土质退化、污染加重、环境恶化
和生态破坏问题日趋严重,因而农业的可持续性发展逐渐被提上日程。从上世纪 60 年代起,
逐步形成了各式各样的生态农业发展模式,至 90 年代初,已形成了以持续农业(Sustainable
Agriculture)为主流的现代农业思潮[2]。当前,农业正处于由化学农业向生态可持续农业的全
面过渡时期,实现这一转型的主要途径有两种[3,4]即生物工程(Biological Engineering)和物理
农业(Physical Agriculture),本文主要讲述物理农业技术(Physical Agricultural Techniques)在
现代农业基础科学与工程研究中的应用,并对现阶段发展物理农业及其相关技术的意义、途
径和目标进行了探讨。
1. 物理农业与物理农业技术
为确保地球的绿色和人类社会的可持续发展,国际有识之士提出了逐步以物理方法替代
化学方法,即逐步发展以物理技术方法来替代化肥和农药的思路,联合国已提出了“物理农
业”的概念[5,6]。所谓物理农业,就是以声、光、电、磁等要素作为支撑物理技术方法提高光
合作用的效率, 促进植物生长减少化肥、农药的使用量,从而达到保持作物稳产、增产,
恢复耕地质量,阻止环境恶化与生态退化,实现农业的长久、持续发展的目的,涉及电场对
动植物生长发育的影响、低能粒子诱变育种机理、梯度磁场生物学效应、静电生物效应、电
晕技术的应用、激光诱变育种、辐射育种和保鲜等领域[7]。显然,物理农业是涉及物理学和
材料科学等诸多学科并与植物学、农学领域的育种、栽培、土壤和遗传等多学科交叉和综合
的一门新生学科。由于物理学与物理技术、工程技术的进展,以及有关理论与技术在农业的
广泛应用,当前,发展农业物理学、研究运用物理手段的物理农业技术已经具备条件。物理
农业技术与化学农业技术不同,后者主要是物质形式的作用,而物理农业