现代物理农业技术是近年我国农业科技领域引人关注的一个新的发展学科，它集成了物理、机械、电子和农艺等相关学科知识，相对于化学农业，具有节约资源、提高农产品产量、保护环境、促进农业生态良性循环的特点，既实现农业科技升级，又保护农业生产环境，达到农业生态良性循环的目的，已成为我国农业工程领域一个极具发展潜力的创新层面。

　　一、物理农业技术应用模式简介

　　1.设施种植业应用模式简介 现代物理农业是物理技术和农业生产的有机结合。其主要特征是将电、磁、声、光、热等物理学原理和技术运用在农业生产中，通过应用特定的物理方法来处理农作物或改善农业生产环境，促进动植物生长，减少化肥、农药的使用量，从而达到农产品安全、高效、优质生产，保护生态环境，实现农业的长久、持续发展的目的。通过选用各种适用于设施农业生产的物理技术及装备，来提高设施种植装备水平、改善设施农业生产环境，推进设施农业种植现代化进程。物理农业技术在设施种植中的应用主要包括：温室电除雾防病促生技术、声波助长技术、烟气电净化二氧化碳气肥技术、土壤连作障碍电处理技术、种子处理技术、电子杀虫技术、LED补光技术、温室热风炉增温技术、温室病害臭氧防治技术等。

　　2.设施养殖业应用模式简介 畜禽舍空气电净化防病促生技术的思路是改“以药治病”为“物理治病”，将物理技术和高新技术应用在养殖业生产中，为解决畜禽气传疫病的防治提供了新的解决途径。为了在畜禽养殖病害防治方面取得更好的应用效果，近年来天津站积极探索各项畜禽环境改善技术的集成应用，将粪道等离子除臭灭菌技术、畜禽舍空气电净化防病防疫技术整合配套。通过长期实际应用证明，该技术模式不仅能够满足畜禽舍空气的静态净化，解决微生物气溶胶、恶臭气体的危害，又能最大限度地减少通风次数，降低疫病的发生概率，减少饲料的扬尘，降低养殖户的作业成本和劳动强度，提高畜禽养殖业的科技含量，提升畜禽健康养殖水平，推进绿色、环保型畜禽养殖业的健康发展。在设施养殖中的应用主要包括：畜禽舍粪道等离子灭菌除臭技术、畜禽舍空气电净化防病防疫技术、畜禽饮用水变频磁化技术等。

　　二、取得的主要成效

　　1.种养殖应用取得新突破 天津市自2005年引进物理农业工程技术设备，并开始积极发展现代物理农业，先后引进了种子处理技术、声波助长技术、电子杀虫技术、空间电场防病防疫技术、粪道等离子灭菌除臭技术、土壤电消毒处理技术等技术。

　　经过近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作业方式集成进化为一套完整的技术体系。分别应用在温室蔬菜种植和畜禽养殖中，经过长期的试验、示范和推广工作，掌握了第一手数据资料，均取得良好的应用效果。

　　应用效果表明，物理农业技术不但可以促进作物生长，提高蔬菜的产量和品质，减少化肥、农药的施用量，实现温室蔬菜生产的节本增效；也可有效改善畜禽生产环境，提高畜禽产品质量，节省药物投入。在开展项目实施的同时，天津站在各区县开展技术应用培训和宣传，大力推动技术在天津市的普及应用。在大田作物应用中主要是产前的种子处理技术、土壤连作障碍电处理技术，产中的声波助长技术、静电杀虫技术和磁化水技术等。近年来，我们结合农业部农机推广总站“优势农产品重大技术示范推广项目”和天津市农机化示范推广中心建设，先后实施了“主要农作物等离子体种子处理技术示范推广”“天津市旱作农业机械化示范区建设”等技术试验示范工作，取得了明显的成效。

　　设施农业种植中主要应用了温室电除雾防病促生技术、温室补光技术、温室臭氧灭害技术、水处理技术、声波助长技术、土壤连作障碍处理技术、静电杀虫技术等，并对物理农业工程技术及设备进行组装集成应用。利用政府农机补贴政策和科技示范带动效应，先后在天津市农机化示范推广中心和天津市农机化技术试验服务中心建立物理农业长效示范基地。通过各项物理农业工程单项技术及集成技术的综合应用，显著降低了农药、化肥等化学制品的投入量，降低了生产成本，主要蔬菜品种的品质、产量及抗逆性有了明显改善和提高。设施畜禽养殖主要应用了粪道等离子灭菌除臭技术、畜禽舍空间电场防病防疫技术。通过示范应用表明，该项技术能明显改善畜禽舍的环境质量，提高畜禽生产性能，降低死亡率，提高畜禽养殖效益。在食用菌生产中主要应用了空间电场防病促生技术和声波助长技术。在空间电场的作用下，应用物理农业的香菇试验棚和对照棚在等同的条件下，试验棚空气质量好，香菇色泽鲜亮、着色深，有效防治了绿霉病的发生。声波助长仪器的脉冲声波可显著提高菌丝生长和菌丝转化为菇蕾的速度。

　　2.物理农业技术的应用效果 目前，一些大型的种植养殖小区逐渐认可并接受物理农业技术，完成了技术装备的全覆盖，天津农机推广部门在物理农业工程技术的推广应用走在全国的前列。近年来，天津市在《规模化蛋鸡养殖物理技术环境调控与防疫基地建设》项目的实施及带动下，各区县畜禽健康养殖物理农业技术应用已经在蛋鸡养殖上完成广泛覆盖。截至目前，累计示范蛋鸡规模突破100万只，通过畜禽舍空气电净化防病防疫技术及粪道等离子除臭灭菌技术和畜禽饮用水变频磁化技术的集成使用，在鸡舍内技术集成示范应用效果为：可使PM2.5浓度下降44.1%、PM10浓度下降51.8%、NH3浓度下降72.42%、SO2浓度下降74.24%。通过畜禽舍空气电净化防病防疫技术及粪道等离子除臭灭菌技术的使用，在猪舍内技术集成示范应用效果为：可使PM2.5浓度下降46.4%、PM10浓度下降49.1%、NH3浓度下降71.66%、SO2浓度下降70.62%。

　　三、存在的问题

　　1.物理农业技术理论研究亟待深入 目前，现代物理农业装备取得不错的应用效果，但装备开发整体水平不高，部分装备技术还不成熟，研究还处于“感性”阶段，其增产增效的效果还没有从理论上得到严格的验证，导致应用效果不稳定。例如：有研究表明，不同植物在不同生长期对声波刺激的反应不同，但现有的声波助长仪对植物都使用大致相同的声波频率，还没有实现从“广普”到“专一”。

　　2.机具成本过高是技术推广的最大难题 目前我国大部分现代物理农业装备生产处于企业规模小、生产工艺工装落后的阶段，多种产品同时上线、科研能力弱、产品不专不精、质量不够稳定，造成物理农业技术设备价格偏高。使用前期一次性投入较大，如配置一个完备的环境安全型温室需要的设备价格往往在3～5万元，使得很多种植户对物理农业新装备望而却步。

　　3.缺少技术集成研究和示范，标准化应用模式尚未建立 目前企业开发生产出的装备还不能完全满足农业生产的需要，同时缺乏相应的技术应用标准，还没有实现标准化生产，且多处于样机开发以及小批量生产阶段，产品本身质量不稳定。将单一技术进行有效集成来满足农业生产全过程的需要将成为现代物理农业的研究热点；开发和示范推广经济型、多功能、智能化的现代物理农业产品已经成为未来物理农业技术发展的趋势。

　　4.认知程度不高和现实需求迫切之间的矛盾 由于现代物理农业工程技术多是以“看不到、摸不着”的方式作用于作业对象，不同于化肥、农药等投人品会直接作用于作物本身，这也阻碍了现代物理农业工程技术的推广应用。例如目前实施的各项主体技术在天津市的集成应用，对提高种养户的经济效益、促进全市种养殖业健康和生态发展起到了积极作用，但仍有部分种养殖户对技术的先进性认识不足，对新技术的引进与使用处于观望态度。

　　天津市现代物理农业工程技术应用效果

　　四、 建议

　　1.加强理论研究和产学研结合，提供技术支撑 站在农业生产需求的角度去对农业生产环节中急需解决的重点、难点问题进行技术攻关。例如土壤连作障碍电处理设备所需电压偏高，实际在大棚应用中会出现电压不够，无法使用的情况。农机站应加强与农业部门密切合作，使科学技术与农机农业相结合，促进现代物理农业的快速发展。

　　2.建立装备应用扶持机制 建议制定相应政策，加大资金支持力度，进一步提高项目技术设备的政府农机购置补贴资金比例或政府使用专项资金购买设备，以引导农民应用新技术、新设备。同时，将现代物理农业装备纳入国家和地方购机补贴范围，列入农业机械购置补贴目录，提高补贴标准，鼓励农民购买和使用现代物理农业装备。

　　3.提升装备生产能力，提高产品质量 加大技术的研究开发力度，引进消化吸收当前最新的集成性、超前性研究成果，做好技术储备工作。根据用户反映的情况和生产中存在的问题，对现有装备进行改进，进一步提高装备的性能和质量。要加快制定现代物理农业工程技术装备的生产、使用等技术标准，为装备开发和应用提供技术依据。现代农业的要求是食品安全，应通过各项技术集成应用模式的集成示范推广，建立环境安全型温室、环境安全型菇房、环境安全型畜禽舍和环境安全型水产育苗室。环境安全型温室将依托温室电除雾防病促生、烟气二氧化碳增施、土壤连作障碍电处理、电子杀虫灯等技术构建；环境安全型菇房将依托温室电除雾防病促生和声波助长技术构建；环境安全型畜禽舍将依托畜禽舍空气电净化防病防疫和粪道等离子灭菌除臭技术构建；环境安全型水产育苗室将依托空气电净化防病促生和水体消毒处理技术构建。

　　4.加强技术典型示范和经验推广 开展现代物理农业技术示范工程示范，建立科技示范基地、园区，引导农民认识和采纳现代物理农业工程技术。同时，政府应加大现代物理农业科技成果转化的投入，支持科技成果的转化。各市、区县及农口单位应积极开展现代物理农业工程技术示范和推广项目，加快技术普及进度，结合现有的农业技术服务推广体系，扩大技术推广渠道，加强宣传力度，强化技术培训，降低技术转化成本，提高技术的转化速度。建议设立全国性的现代物理农业技术示范工程，建立科技示范基地、园区，在此基础上加大技术示范推广与宣传培训力度，同时为用户制定更完善的技术应用模式。