现代化农业中丰富的物理教学资源

刘正岩

随着物理学及物理技术的发展，物理技术在现代农业中已经得到了越来越广泛的应用，物理技术主要是以能量与信息的形式作用于农业生产过程。相对于化学农业来说，物理农业是一种高效、无环境污染，且成本低廉，易实现效益转化的农业技术。应用物理技术于农业生产中，可以避免化学生产所造成的地力衰退、环境污染、作物品质下降，直至危害人体健康的弊端。有利于保护生态环境，促进生产出绿色农产品.在提高农产品经济价值的同时，又保护了人体的健康。所以说，发展和应用物理技术，无论是在农业生产中，还是在农业机械化的实践中.其社会效益和经济效益都是巨大的。

1.提高农作物产量和质量方面

近年来，利用电场、磁场、激光等物理因子刺激农作物种子及幼苗而使其高产、优质的技术已经越来越多地应用于现代农业生产中，并取得喜人的经济效益。通过电磁场的粒子束诱变育种技术的开展，为培育新品种增添了新的活力。不仅损伤轻、突变率高、突变谱广，面且具有高激发性、剂量集中性和可控性，将来还可能发展成定位，成为基因工程的一个有效手段。

2.农业监测、预测及病虫害防治方面

采用红外扫描的方法.可以为农作物诊断“疾病”。如：采用卫星遥感技术，通过红外扫描仪测量其下方农作物散发出来的热量。判断农作物患病情况或受到病虫害侵袭的情况。这样可以及时处理作物的病情和采取预防措施。同时，考虑到现代农业生产中的土壤水分情况，利用微波遥感技术来探测、估算土壤的温度和植物的水分情况。便于了解土壤中的水分信息.采取切实有力的措施保障植物水分的供应。

3.现代农业机械方面

农业要实现现代化，首先就要实现农业的机械化，农业机械化是现代农业的重要标志。一台好的农机具要做到高效使用，必须要做到在完成同样的耕作任务条件下，省时、省力、省钱，减少在农机具上的力的损耗，减少机械无用功的损耗，减少燃料的消耗。

一台好的农机具要保证完成额定任务的同时，必须提高各种燃料的燃烧率，达到最大作功，根据热力学第二定律，虽然效率不可能达到100%，但我们必须提高它们的燃烧效率，力争做到既节省燃料，又完成工作任务。

保证农机具的维修和保养顺利而有效的进行，必须加强对操作员和维修人员的电学方面的培养，保证驾驶员和维修人员在夜间工作和维修过程中注意电的敏感特性。如：焊接金属器具时的电焊机的工作特性。同时考虑到现代农业机械化的基本组成原理更多的是采用集中控制电路，很多情况下都是采用自动控制系统.这就要求维修和操作人员必须熟悉电学的基本知识，这样就能保证农机具的故障率减少，提高农机具的使用“寿命”。

4.遥感技术在现代化大农业的应用

传统的管理方式和灾情调查周期长且很难及时准确地了解整体状况，常常延误最佳管理时期。遥感技术的应用可以解决这些难题。下面从物理学的角度简单阐述遥感技术在现代化大农业的应用。

（1）遥感技术产前的应用

利用遥感技术进行耕地和水资源空间分布的提取，为合理规划农业工程提供准确直观的数据支撑。为科学调整作物种植结构、配方施肥和耕地的分级定价发包提供基础支撑数据。农民结合品种特性进行合理的品种区划规划和科学选种，为优质、高产打好基础。

（2）遥感技术产中的应用

利用多源、多时相的遥感影像数据，进行水稻插秧进度检测。及时掌握总体的插秧进度，督促生产落后区域抢抓农时，为水稻生产安全打好基础。在水稻成长过程中，建三江垦区5-9月可能会发生低温冷害，农户可以利用遥感数据结合气象数据及时进行低温冷害的监测，为及时采取防灾措施提供重要的信息。并且可以利用遥感技术结合叶色诊断技术，对水稻主要生育期及连续多雨、低温、高温等突发性天气异常时期进行长势监测。为及时了解大区域水稻长势的准确情况，针对生育期延迟等长势异常现象进行水肥指导。同时有针对性依据水稻不同的长势进行有目的的施肥调控，可以节约成本，提高肥料利用效率，促进水稻优质高产，并实现节能减排。由于建三江垦区种植面积分布连续成片，长期种植水稻，在适宜的天气气象条件下会使水稻产生一些病虫害，但是大面积的喷药，会浪费很多的资源还会增加农药在农作物上的残留。因此，利用遥感技术进行病虫害的检测，可以解决快速、准确、全区域病虫害灾情的预警和监测，并制定针对性强、科学有效的病害防控措施，在节能减排的同时，又促进了水稻的绿色生长。

（3）遥感技术产后的应用

水稻收获后，利用遥感技术建立秋整地和秸秆还田进度监测体系，和利用遥感技术准确地监测全区域的积雪厚度，为新的一年调整种植计划、用选优培提供重要的参考。可见，遥感技术在现代化大农业的生产中具有十分重要的意义。

充分利用电能、太阳能、光能等自然能源而发生作用的物理过程，它是充分利用物理能对生物作功而实现生物效应的过程，具有比常规技术耗能更少，资源更为集约的农业模式，如光触媒只需有光照即可激发出它的防病效果，而且过程也是可逆的电子催化过程，根本不需任何外界的能源，不像喷药，成本高浪费资源。太阳能发电装置及其运用的过程更是一种取之不竭的物理农业措施，只要有太阳的地方就可使用，用它来发电，有它来实现无电区设施农业的发展。植物波技术也是对大气电场及大地电流的保存收集与作用的过程，也无需外界任何人工能源的注入，是自然能源的收集与运用的过程；另外，还有一个最大特别是，不管哪种物理农业相关的设备或者作用过程，它所耗的电能都是极少的，它的作用过程都是不可见的，声波磁场等量子能量的传递过程，所以它们皆属于资源节药型农业模式。

（农垦建三江管理局第二高级中学，黑龙江 农垦建三江管理局 156302）