誓师大会口号霸气:物理农业与无毒农业：土壤电处理技术发展历程之趣事

(2009-06-18 14:37:09)转载
标签： 物理农业
土壤连作
重茬
无毒农业
电处理
微生物
根结线虫
土传病害
杂谈
分类： 温室设备与技术
今天之所以想起这个话题，源于楼上的老韩头到我的办公室告诉了今天的大连日报第2版登载了一篇题为“菜地“过过电”农民乐开颜”的新闻报道，说的是瓦房店市谢屯镇七间房村农民卢永国夫妇使用3DT-90型土壤连作障碍电处理机处理地辣椒苗长的颇好，一点土传病害的踪迹都没有……。读完这个消息，思想又开始了长征。

澳大利亚常见的红千层
土壤连作障碍电处理技术从思想的创立到产品的开发再到目前的推广应用已经历时8年之多，期间耗时最多的基础性研究，即使到了今天还在深入进行，其中的奥秘无穷无尽，而它的应用更是故事多多。
惊骇的事件
故事从2001年春天开始的时候说起，那还是在仲兆清任呼和浩特市蔬菜研究所副所长的日子里，他给了很多便利条件。我把刚刚做好的土壤电处理机运到了蔬菜所的4号温室，埋上电极开了机，没过3分钟处理区的土壤表面就钻出了十几条蚯蚓，并痉挛着挣扎……。继续下去的故事便是将微小的蚯蚓幼虫放在了土壤中进行测试，开机瞬间即可死掉。从此，作物的根结线虫病的物理防治方法的研究和设备的开发步入快车道。

2009年6月18日大连日报第2版刊登的新闻稿：土壤电处理的应用效果专访
神秘事件的揭秘
2003年3月开始了土壤微生物的电处理效果的研究，那时的研究还很简陋：温室老菜园土、葡萄糖、二氧化碳分析仪、自制的简易土壤呼吸测定装置、两块不锈钢极板、一个500w的直流电源。实验设置了4个处理水平，主要的因素是处理时间。呵呵，处理后的土壤分别加入了葡萄糖，连续进行了6天的土壤微生物呼出二氧化碳的浓度监测，结果惊人！处理时间为6小时以上的土壤，土壤呼吸强度连续3天保持在甚低水平，对照是其的几千倍。这个结果告诉了我们电处理可把土壤微生物杀死，可以用于植物土传病害的控制。

呵呵，又过了几天更为惊艳的事情发生了！先前几天极少呈现菌丝的土壤处理组，忽然疯狂地开始生长白色的菌毛，一两天内土壤体表面就覆盖了厚厚一层白色菌被，而对照组却还是懒洋洋地长着不浓不密的杂色菌毛，噢，这是怎么回事？

随后的微生物鉴定确定了这密密麻麻清一色的毛菌为放线菌，一种对植物不产生危害的放线菌，就是那种用来生产抗生素的放线菌。几个重复试验无一例外。专家给出的解释是：土壤电处理后最先出现的菌群是放线菌，因为放线菌是自然界中最大的菌群，放线菌在土壤中形成优势菌群以后可长时间地抑制有害菌的繁殖。

重大的历史事件
到了2004年的6月，土壤电处理基础研究又取得了革命性的进展：强化剂的使用。俗话说得好，思想决定行动。一日夜间正值电闪雷鸣，我躺在宽大的沙发床上悠闲地欣赏着窗外的道道闪电，想着闪电对植物生长的作用机理，忽然间一个念头生在了闪光的天空：在土壤中添加一种特殊的肥料（技术保密不便公布成分），并通过电处理引起其电化学反应，产生的浓烈的氧化性气体在土壤中扩散就可以提高土壤微生物的杀灭效率。次日即可投入试验，结果就像上帝的说话一样：要有效果便有了效果！从此，土壤电处理可以通过添加这种我称之为“强化剂”的东西提高电处理防治土传病害的效率。
土壤处理电极的进化与突变
起先的土壤电处理电极是在土壤中埋设相交的“鱼叉式”电极线，实践中显示出了这种线电极的寿命仅仅为1年的时间。为了克服这个毛病，遂于2006年改为石墨棒群阵处理模式，然而很快遇到了问题，农民无法进行中耕，而且操作繁琐，不到一年的时间就否定了这种模式。到了2007年的5月，物理农业世界发生了天翻地覆的变化，从历史上看5月向来就是红色的、革命的标志，科技也是如此，这个月我终于心灵得到了安宁：介导颗粒的思想诞生了、产品诞生了、效果绝好！

土壤电处理电极的进化史
奠定了物理农业的基础
翻过了2008年，土壤连作障碍电处理技术走向了成熟、走向了解决世界农业难题的自由发挥之路。
参考资料:
放线菌
医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素药物治病，使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。
放线菌的个体由一个细胞组成，这与细菌十分相似，因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过，放线菌又有许多真菌家族的特点，例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成，所以从生物进化的角度看，它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。
各种放线菌放线菌有许多交织在一起的纤细菌体，叫菌丝。这些菌丝分工不同，有的“埋头大吃”，这是专管吸收营养的基质菌丝；有的朝天猛长，这是作为放线菌成长发育标志的气生菌丝。放线菌长到一定阶段便开始“生儿育女”。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝，等到成熟之后，就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球，有的像卵，可以随风飘散，遇到适宜的环境，就会在那里“安家落户”，开始萌生成新的放线菌。
放线菌大量存在于土壤中。它们中绝大多数是腐生菌，能将动植物的尸体腐烂、“吃”光，然后转化成有利于植物生长的营养物质，在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌，生长在许多非豆科植物的根瘤里，能固定大气中的氮，成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中，有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳，呈放射状，对人体无害，因此，人们常用它作食品染色剂，既美观，又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。
虽然个别类的放线菌对人类有害，例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等，但这些比起放线菌的功绩来，实在是微不足道的。
土壤微生物
土壤微生物有何特性。土壤微生物一般肉眼看不见或看不清，必须用显微镜观察才能看的见或看清楚，而且微生物对空气的喜爱不同，有的要在空气流通的环境下才能生活，称为好气微生物，真菌、放线菌及大部分细菌属于这一类。有的微生物不喜欢或不能在空气流通的条件下生活，称为嫌气性微生物，如淹酸菜的乳酸细菌属于这一类。还有一些微生物对空气要求不严格，在有无空气均能生活，称为兼气性微生物，如反硝化细菌就是兼气性微生物。
土壤微生物与环境条件的关系：①酸碱度。一般微生物喜欢中性、微酸性和微碱性环境。PH6-8为宜。过酸过碱都不利于微生物的活动。②土壤温度。最适宜的土壤温度为20～30℃低于O℃微生物停止活动。③土壤水分。一般为土壤田间持水量的60～80％，最有利于微生物活动。过分干燥，过分潮湿，都不利于微生物活动。④土壤空气。通气良好，好气微生物活动强烈。通气不良，嫌气性微生物活动旺盛。⑤碳氮比率（C/N）。一般C/N以小于25/1为宜，大于25/1一般微生物由于氮素来源少，活动不旺盛。例如作物秸秆不容易沤制腐烂就是因为C/N过大，微生物不易分解造成的。
解密土壤微生物
土壤微生物在物质转化与能量流动中具有重要作用。它们参加的重要生物化学过程主要有：水解反应，如有机化合物、高等植物和微生物残体的水解以及将水解产物继续转化为植物“可利用”的物质形态；固氮、碳循环、氮磷、硫循环；腐殖质分解与合成；磷、硫、铁及其它元素转化和氧化还原反应等等。参与这些过程的微生物，有些是专一性的，有些并不是专一性的。在这些微生物的协调作用下，维持着整个生态平衡。正是由于土壤微生物这种复杂多样的转化作用才推动了生物圈中物质的循环，维持地球永恒的生物源泉，也保证了人类的生存。这表明土壤微生物全程积极参与了土壤及有效肥力形成过程。
美科学家新发现神奇细菌能变废水为燃料
美国研究人员最近报告说，电击以醋和废水为养分的细菌，可以制造出清洁的氢燃料，而氢燃料能够替代汽油给车辆提供动力。
美国宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯·洛根说，这种细菌被称为微生物燃料细胞，能够将几乎任何可生物降解的有机物质转化为零排放的氢燃料。
现在的氢燃料通常是从矿物燃料中提炼而成，尽管氢动力汽车几乎不会排放导致气候变暖的温室气体，但燃料的生产过程会产生温室气体。
洛根和同事成少安(音译)将研究结果发表在了美国《国家科学院学报》月刊上。他们的实验表明，在加入醋酸的电解池中自然出现了细菌，这些细菌快速分解醋酸，释放出电子和质子，遂产生最高可达0.3伏特的电压。当从外部输入稍多一些电力，氢气气泡就从液体中冒出。这与电解水生成氧和氢的办法相比，效率大大提高。
洛根说：“这种方法仅消耗电解水所需能源的十分之一。”这是因为细菌承担了大部分工作，将有机物质分解成亚原子微粒，而电的作用只是将这些微粒聚合成氢。
这一过程最终获得的燃料是气体而非液体，但仍能用于为车辆提供动力。洛根说，该反应过程能够作用于纤维素、葡萄糖、醋酸盐或其他挥发性酸性物质，唯一的排放物是水。