植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用

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1、第25卷第2期农业工程学报Vol.25No.21562009年2月TransactionsoftheCSAEFeb.2009植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用11※1121侯天侦，李保明，滕光辉，周清，肖滢萍，祁丽荣（1．农业部设施农业工程重点开放实验室，中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083；2．北京市裕农优质农产品种植公司杨镇种植园，北京101309）摘要：植物声频控制技术是对植物施加一特定频率的声波处理，该声波要与植物自发声的频率相匹配，发生谐振，从而增强植物的光合作用和细胞分裂同步化，促进植物的生长发育，提早开花结实。该文概述了植物声频控制技术在设

2、施蔬菜甜椒（CapsicumfrutescensL.）、黄瓜（CucumissativusL.）和番茄（LycopersionMill）上的应用研究。试验结果表明，植物声频控制技术明显地提高了设施蔬菜的产量（甜椒、黄瓜、番茄分别增产63.05%、67.0%和13.2%），并增强了它们抗病虫害能力，与对照区相比，番茄处理区的红蜘蛛、蚜虫、灰霉病、晚疫病和病毒病分别下降了6、8、9、11和8个百分点。关键词：设施农业，植物声频控制技术，农产品，甜椒，黄瓜，番茄中图分类号：S122文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)-2-0156-05侯天侦，李保明，滕光辉

3、，等.植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用[J].农业工程学报，2009，25(2)：156－160.HouTianzhen,LiBaoming,TengGuanghui,etal.Applicationofacousticfrequencytechnologytoprotectedvegetableproduction[J].TransactionsoftheCSAE,2009,25(2)：156－160.(inChinesewithEnglishabstract)和清华大学工程力学系合作研究的不同频率和强度的声0引言波对烟草细胞周期的影响，表明一定范围的声波刺激

4、可植物声频控制技术是近年来发展的一项农业新技影响细胞分裂的同步化，促使细胞合成期（S期）的DNA[4]术，是物理农业的一个重要方面。它的基本原理是对植合成，有助于细胞的有丝分裂，促进植物的生长发育。物施加特定频率的声波处理，与植物的自发声频率相匹华南师范大学生命科学研究院和重庆大学工程学院合作配，发生谐振，提高植物的光合效率，加快细胞分裂，研究，发现声波对猕猴桃愈伤组织的三磷酸腺苷（ATP）并使细胞周期同步化，促进植物生长发育，达到增产、含量有明显增强或抑制的双重效应，适度的声波刺激有[5]优质、抗病目的，并可减少化肥和农药的用量，生产绿利于提高植物的能量代谢水平。关于

5、声波对植物细胞结色食品，符合保护环境和发展生态农业的大方向。构的影响，国内近年来做了较多研究，分别得出适度频声音作为一种交变应力在环境中几乎是无处不在。率的声波刺激对细胞壁的热力学相行为、细胞膜蛋白质[6-8]上世纪中期以来，国内外关于声音对植物作用的机理研的二级结构、细胞膜的流动性均有重要作用。但是上究发展很快。美国的Daniel较早系统地研究了植物细胞述实验设计多是采取单因子方式，即先固定一个频率或壁的力学性质，并阐述了外界应力与细胞生长之间的关强度参数，再改变另一个参数的值，考查植物对该参数[1]系。后来，Timothy等在植物发育过程中对单个细胞进的生物学效应，

6、分别得出单一而固定的最佳频率或最佳行加载实验，并对细胞内应力信号的传导进行了探索，强度。由于植物作为一个活的生命体，有其自发声的频促进了将力学方法引入传统生物学研究中的新兴边缘学率，而且这个频率是随着环境因子（温、湿、光等）的[2]科—生物力学的诞生。2000年，刘贻尧等人做了植物变化而变化的，不考虑植物自发声的特点和动态变化，对环境应力刺激的生物学效应的综述。文中着重叙述了就很难得出适时的最佳频率和最佳强度，更难以在生产包括电磁场、微重力、超声波、声波等环境应力引起的实践中应用。[3]生物学效应、作用机理和研究趋势。值得重视的是近十关于声音对植物作用的应用研究，最早应

7、是法国人几年来，这方面的研究和应用大多偏重于声波对植物的切诺伊，她用声波处理提高了啤酒厂大麦发芽率。后来，作用。由中国科学院力学所、中国农业大学应用化学系美国Dan.Carlson公司的SonicBloom技术是用高频（4～[9]6kHz）声波处理作物，日本大阪的先拓公司用雅乐处[10]收稿日期：2008-11-20修订日期：2009-02-02理蔬菜，以及散见于报章杂志的有法国声学研究所和基金项目：北京市教育委员会共建项目计划“都市农业学科群建设项目”资助前苏联有人用贝多芬乐曲或莫扎特音乐处理西红柿、甜（XK100190553）菜增产的