1.1靜電選種
不同種質種子含有不同的化學成分,其電學特性(如電導率、介電常數、膜電容和極化特性)也不同,因此種子在靜電場中的運動軌跡也不同。根據這壹原理,可以達到分選不同活力和含水量的種子,去除破碎種子和雜質的目的,可以明顯提高種子的純度。康敏等人的實驗表明,靜電選種的發芽率、發芽勢和最終產量都有很大提高。當然,由於靜電分離是基於生物的電特性,與種子電特性相同的雜質分離效果較差;物料中的粉塵吸附在電極板上,影響靜電效果。因此,靜電選種可以與其他分選方法相結合,促進農業生產。
1.2靜電種子處理www.jingdian.cn
靜電場有利於種子中ATP的合成,促進酶的活化和生長。靜電場產生的電位差引起細胞內外物質的擴散,提高擴散通量,有利於種子吸收水分和肥料,提早發芽生長;高壓靜電場空氣擊穿產生NO、NO2和臭氧,與水反應生成亞硝酸和硝酸,腐蝕種殼,促進種子萌發。同時臭氧的殺菌能力使得黑穗頭病在種子中很少發生。
國內研究表明,靜電處理甜菜種子可提高發芽勢和發芽率,根產量增加7.14%~10.97%,含糖量增加0.24 ~ 0.36。靜電處理也可用於水稻、大豆、青椒、黃瓜、玉米、番茄種子等,應用效果良好。此外,在那壹天,人們用電場處理過的水浸泡作物種子,其吸水量和發芽勢明顯高於未處理的種子。但不同植物種子對電場的敏感性不同,因此有必要從靜電場的種類和強度以及靜電處理時間來研究靜電處理對不同種子的影響。總之,靜電場的生物效應有待進壹步研究。
1.3靜電促進作物生長
靜電場作用於作物,激活作物體內的生物能量,觸發各種酶的激活,改善與外界的物質交換,促進生長;另外,靜電場產生的電暈放電可以促進植物的光合作用,使植物生長快、開花早、開花長,從而達到高產。詳細的機制還有待討論。於等人對大白菜和番茄進行了每天7小時、10kV靜電場和無靜電場的對比實驗。結果表明,大白菜(11天後)和番茄(22天後)出苗率分別提高33.4%和30%,苗高分別提高31.4%和29%。苗建勛對黃瓜、芹菜和番茄進行了實驗。結果表明,靜電正離子輻射確實促進了作物的生長,增產幅度在20%左右,並有可能控制病蟲害。
2靜電噴塗應用
利用靜電噴霧技術防治農作物病蟲害是現代植物保護和農藥施用的壹項新技術。該技術利用高壓靜電對霧滴進行充電,充電後的霧滴在靜電場的作用下快速均勻地飛向並吸附在作物上,減少了霧滴的飄移,提高了農藥在作物莖葉正反兩面和隱蔽部位的沈積率,增加了藥物與病蟲害接觸的機會,減少了藥液的流失,減少了對環境的汙染。
人們對靜電場作用下液體的霧化機理和液滴沈積形式進行了研究,但整個數學模型的建立還需進壹步探討。目前,靜電噴塗技術仍處於試驗階段。江蘇科技大學研制成功微型靜電噴霧滅蝗車,用於草原大規模滅蝗。楊等將靜電發生器和噴頭組裝成靜電噴霧器防治麥蚜。農藥利用率可達90%以上,比壹般常規施藥節約25%~50%以上。噴嘴是靜電霧化的關鍵。Moon等人開發的電容式靜電噴霧噴嘴,在噴嘴錐體外安裝環形感應電極,施加脈沖電壓。測試表明,充電效果良好。
總之,靜電噴霧技術是我國農藥施藥裝備發展的主導方向之壹,發展前景十分廣闊。應繼續加強靜電噴霧技術的研究,推出實用產品,將霧化器、噴桿式噴霧器和空中噴霧系統相結合,提高施藥效率,減少環境汙染。
3.靜電用於農產品和食品加工。
3.1保存
果蔬收獲後仍保持呼吸,但營養成分逐漸分解。隨著貯藏時間的延長,它們會失水、萎蔫並產生黴斑,最終失去食用價值。因此,果蔬保鮮的關鍵是抑制呼吸強度、失水、細菌感染和延緩成熟。果蔬保鮮的方法有冷藏、氣調、減壓、化學劑保鮮等。將靜電技術應用於果蔬保鮮具有良好的效果和應用前景。
3.1.1表面靜電噴塗
20世紀60年代,國外開始推廣表面靜電塗裝技術的應用。表面靜電塗膜是依靠高壓電形成的靜電場,使帶電的塗膜顆粒在電場力的作用下沈積在水果、蔬菜、食品的表面,形成均勻的塗膜。以前噴塗主要是用噴槍將塗料微粉化,塗在被塗物體表面。這樣壹來,塗料容易分散到被塗物體外,消耗大量塗料和能源,汙染環境,加工質量難以控制。表面靜電噴塗可以提高產品質量,節約塗料,降低能耗,易於實現生產過程的自動控制,減少環境汙染。
目前,表面靜電塗裝技術已應用於水果、蔬菜、食品的表面塗裝,起到防腐保鮮的作用。國內在這方面的研究和應用很少。吉林農業大學等相關部門對果蔬表面靜電塗保鮮劑做了壹些研究。黃瓜和番茄的實驗結果表明,表面靜電塗層具有顯著的保鮮效果。此外,該技術還可用於在零食食品表面塗上調味品、甜味劑、調味劑和多種維生素。總之,靜電塗裝技術在食品加工中有著廣闊的前景,靜電塗裝技術的研究和應用應不斷深化,以滿足人們的消費需求。
3.1.2高壓靜電場保存
高壓靜電場促進果蔬電生物效應失衡和酶活性下降,抑制新陳代謝,延長貯藏時間。此外,高壓靜電場使空氣電離,產生壹定量的臭氧、負離子和紫外線。空氣負離子能抑制農產品的新陳代謝,降低生物體內酶的活性。臭氧和紫外線殺滅果蔬表皮和儲藏空間的細菌和黴菌,減少農產品黴變。臭氧還可以分解果蔬產生的催熟劑乙烯,從而延緩果蔬的成熟老化。
張等人利用高壓靜電處理進行番茄保鮮試驗。結果表明,有效地延長了貯藏保鮮時間。當電場強度為150 kV/m,處理時間為45min時,自然條件下番茄的呼吸高峰可延遲4d,並能有效保持番茄的高抗壓強度和低失重率。王傑等人用高壓靜電場處理桃子。研究表明,抑制了桃的呼吸強度和細胞膜透性,延緩了果實的成熟衰老,顯著提高了果肉硬度,降低了處理成本。此外,高壓靜電場還可用於豌豆莢、黃瓜、蘋果、香蕉、紅薯和糧食的保鮮。高壓靜電場具有良好的發展前景,但目前仍處於實驗階段。如何使其實用化,是今後努力的方向。
3.2幹燥
物料的幹燥方法通常有對流幹燥、傳導幹燥、輻射幹燥和介電幹燥。各種幹燥方式的* * *本質是物料必須加熱,有時溫升還很高,對熱敏性物料不利。如目前脫水蔬菜壹般采用熱風幹燥,物料溫度可達80 ~ 90℃,導致維生素損失高,糖分損失增加,色素變化大,芳香物質逸出速度更快。內蒙古大學在國內首創的靜電幹燥技術,利用高壓電暈電場對物料進行脫水幹燥。研究人員對胡椒、胡蘿蔔和薯片是否采用靜電幹燥進行了對比實驗。結果表明,電暈電場能顯著提高樣品的失水率和平均脫水率,幹燥質量明顯高於加熱幹燥。與傳統加熱幹燥的傳熱傳質不同,靜電幹燥技術是基於電場能量,沒有傳熱過程。在幹燥過程中,物料不升溫,幹燥均勻,產生壹定量的臭氧,殺滅細菌。另外,靜電電源制造成本的降低,使得靜電幹燥設備成本低廉,幹燥操作在高電壓、低電流的條件下進行,能耗低,運行成本低。總之,靜電幹燥技術特別適用於蔬菜、食品加工、土特產品加工、中草藥加工、農作物種子幹燥等。並積極推動靜電幹燥技術的產業化。
4結論
綜上所述,靜電技術可以分選和處理作物種子,促進作物生長;對農作物進行靜電噴霧,可以提高農藥利用率和病蟲害防治效果,減少環境汙染;加工農產品以滿足人民生產生活的需要。此外,靜電技術在農業上的應用還包括:靜電噴粉用於植物的人工授粉,可以提高花粉附著密度和授粉效果,提高坐果率和結實率;靜電噴霧用於田間施用除草劑,顯著提高了噴霧液滴水平沈積的均勻性。總之,靜電技術在農業生產中有著廣闊的應用前景,應積極研究,提高農業生產水平,滿足人們的生活需求。