引言：自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)的概念起步于20世紀(jì)初的農(nóng)村電氣化建設(shè)，用機(jī)器人取代勞動(dòng)力想想法有著明顯的吸引力，但至今在許多國家的農(nóng)村，還在依靠著廉價(jià)的勞動(dòng)力，這使得自動(dòng)化的應(yīng)用在農(nóng)村很難普被及開來。盡管如此，悉尼大學(xué)工程和信息技術(shù)學(xué)院的salah sukkarieh教授正率領(lǐng)著一個(gè)團(tuán)隊(duì)，旨在開發(fā)機(jī)器人系統(tǒng)并將它們應(yīng)用到亞洲國家。
為了找到答案，中國一直在進(jìn)行大的試驗(yàn)，其結(jié)果將從根本上改變這個(gè)世界上人口最多國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。從新疆偏遠(yuǎn)的戈壁沙漠到東部的發(fā)達(dá)沿海地區(qū)，中國政府資助的一個(gè)“電氣栽培”項(xiàng)目正在全國范圍內(nèi)展開，共有面積超過3,600公頃的蔬菜大棚參與其中。上個(gè)月，中國農(nóng)業(yè)(chinese academy of agricultural sciences)和其他政府研究機(jī)構(gòu)公布了近30年來在氣候、土壤條件和種植習(xí)慣不同的地區(qū)進(jìn)行此項(xiàng)研究的結(jié)果。他們將結(jié)果視為一項(xiàng)突破。
這項(xiàng)技術(shù)使蔬菜產(chǎn)量提高了20%至30%，殺蟲劑的使用量減少了70%至99%，化肥的使用量減少了20%以上。這些蔬菜生長在裸露的銅線下。這些銅線高出地面約3米，在蔬菜大棚屋頂下從頭到尾延伸開來。通電后，這些銅線能產(chǎn)生高達(dá)50,000伏的快速正電荷，相當(dāng)于美國標(biāo)準(zhǔn)住宅電壓的400多倍。
高頻電流能夠殺死空氣或土壤中的細(xì)菌和病毒，從而抑制疾病的傳播。它還能夠抑制葉子上水的表面張力，加速蒸發(fā)。在植物內(nèi)部，高頻電流使得天然帶電粒子（如如碳酸氫鹽和鈣離子）的運(yùn)輸加速，諸如吸收二氧化碳和光合作用等代謝活動(dòng)也有所增加。劉濱疆教授是政府農(nóng)業(yè)科學(xué)家，也是該項(xiàng)目的主要成員。他說，通過銅線的電流只有百萬分之一安培，比智能手機(jī)的工作電流還要低。
他說:“這對(duì)植物和站在附近的人沒有傷害。”劉指出，由于這項(xiàng)研究的積極發(fā)現(xiàn)，中國電氣化農(nóng)場(chǎng)的面積正以的速度增長，每年增長量高達(dá)1000公頃到1300公頃。這意味著，在未來12個(gè)月內(nèi)，中國電氣栽培的增長率可達(dá)40%。
“最近的投資大多來自私營部門，”劉說。“業(yè)務(wù)正在騰飛。我們正在向荷蘭、美國、澳大利亞和馬來西亞等其他國家提供技術(shù)和設(shè)備。”“中國已經(jīng)于世界。”
歷史
情況并不總是如此。事實(shí)上，中國在這方面落后了200多年。1746年，就在本杰明·富蘭克林(benjamin franklin)用風(fēng)箏在暴風(fēng)雨中捕捉閃電的幾年前，蘇格蘭堡的邁姆布雷(maimbray)博士給兩株桃金娘科植物進(jìn)行了電刺激。他觀察到樹在十月份長出了新枝，這是以前從未有過的事。消息隨之傳播開來。歐洲各地進(jìn)行了許多類似的研究，一些證實(shí)了邁姆布雷的發(fā)現(xiàn)，另一些則沒有。
例如，在意大利都靈進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段不同尋常的高產(chǎn)時(shí)期后，這些植物開始變得不結(jié)果實(shí)，逐漸枯萎。1902年，物理學(xué)教授s. lemstroem造訪了北極地區(qū)，發(fā)現(xiàn)一些樹木在北極光的照耀下比南部氣候溫和地區(qū)的同類植物生長得要更快。lemstroem把這種現(xiàn)象歸因于極光(也被稱為北極光)產(chǎn)生的自然電環(huán)境。為了證明這一點(diǎn)，他在實(shí)驗(yàn)室里做了一系列實(shí)驗(yàn)，甚至還寫了一本書來推廣他的假設(shè)。
英國物理學(xué)家奧利弗?洛奇爵士(sir oliver lodge)是無線電發(fā)展的關(guān)鍵發(fā)明人，他讀過這本書并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。據(jù)報(bào)道，在對(duì)8公頃小麥田開展的試驗(yàn)中，其小麥產(chǎn)量提高了24%至39%。這引起了各國政府的注意。英美兩國在20世紀(jì)初分別委托科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了關(guān)于電氣栽培的研究。
英國得到的結(jié)果是積極的，但美國的結(jié)果是消極的。這些試驗(yàn)大多是小規(guī)模的，往往在開闊的田野中進(jìn)行，條件因地點(diǎn)而異。不同自然條件的影響使得結(jié)果各不相同，而且關(guān)于電器栽培并沒有通用的硬件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)細(xì)節(jié)，比如實(shí)驗(yàn)中所采用的電壓和頻率各不相同。在這些開拓性的研究中，科學(xué)家們也缺乏*的設(shè)備。比如他們并沒有今天的便攜式光譜分析儀，來研究植物在分子水平上對(duì)電的反應(yīng)。
因此，對(duì)觀察現(xiàn)象的解釋仍然是推測(cè)性的。隨著化學(xué)肥料和殺蟲劑的出現(xiàn)，大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，人們的興趣也隨之減退。
中國
隨著有機(jī)農(nóng)業(yè)的興起，公眾又重燃了對(duì)電氣栽培的興趣。1990年，中國政府開始資助這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。北京的蔬菜生產(chǎn)商之一榆垡京南蔬菜產(chǎn)銷有限公司(yufa jingnan vegetables production and sales)高級(jí)技術(shù)員何峰(音譯)表示，該公司自2014年以來就參與了該項(xiàng)目，結(jié)果“非常令人滿意”。在短短兩年內(nèi)，蔬菜的電器栽培為公司帶來了近120萬元人民幣的額外收入。
一公頃的電氣化溫室大棚每天需要大約15度電力，大約是美國普通家庭用電量的一半。在溫室大棚里，空氣中彌漫著夏天雷暴過后的味道。濕度低，植物很少生病。他說，的開支是安裝成本，必要的硬件成本高達(dá)數(shù)萬元。如果沒有政府的支持，這家公司就無法承擔(dān)為所有溫室大棚安裝電線的費(fèi)用。
劉永義是北京市大興區(qū)北京都市綠海興華觀光農(nóng)業(yè)有限公司的老板，該公司也從事電氣栽培的研究。他說，這項(xiàng)技術(shù)將通過大量減少農(nóng)藥的使用來顯著改善作物品質(zhì)。“農(nóng)藥殘留是對(duì)公眾健康的一大威脅。電氣栽培為防治疾病和害蟲提供了物理解決方案。它比化學(xué)制品干凈得多。”他說。
劉說，當(dāng)游客們看到這個(gè)系統(tǒng)時(shí)都很好奇，他相信公眾會(huì)很快接受這項(xiàng)技術(shù)。“這個(gè)理論很容易理解。我相信，在不久的將來，人們會(huì)愿意為電氣栽培的蔬菜和水果支付更高價(jià)格。”劉表示。中國植物研究所研究員郭亞龍教授表示，電對(duì)植物的影響“肯定存在”。郭亞龍雖然沒有參與該項(xiàng)目，但他表示，“電就像空氣和水。這是自然環(huán)境的一部分。植物中的許多電離子都攜帶負(fù)電荷或正電荷。它們可以對(duì)附近存在的人造電場(chǎng)做出反應(yīng)。”
中國的溫室大棚面積超過400萬公頃，每年生產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)值近1萬億元。劉濱疆教授說，由于大多數(shù)農(nóng)民無法獨(dú)立承擔(dān)這筆投資，因此目前還沒有將所有這些大棚通電的計(jì)劃。他的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用了一種不同的方法，利用電氣栽培技術(shù)開發(fā)了一種緊湊的、一體式蔬菜種植室。“每個(gè)家庭都可以在廚房、陽臺(tái)或后院種植自己的食物，”他說。這種小型蔬菜種植室使用人工光源和電場(chǎng)刺激植物生長，預(yù)防疾病。操作是*自動(dòng)化的，幾乎不需要維護(hù)。“總有一天，這些小房子會(huì)成為大型農(nóng)場(chǎng)的替代品，”劉說，“這會(huì)引發(fā)另一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命。”