現代農業新技術關于無污染殺蟲裝置的調查報告 學校名稱：郴州廣播電視大學學生姓名：李彬年 級：084300901044070專 業：農村行政管理學 號：0843004457184關于無污染殺蟲裝置的調查報告在國家對農業發展的大力支持下，我國農業技術在不斷發展和更新。在大量實踐和推廣中發現機械化是發展現代農業的必由之路。現對我市一個農業機械生產公司研發的一項現代農業新技術無污染殺蟲裝置進行了詳細的調查。一、該項新技術的作用意義1可以減少或消除對環境的污染千百年來，農作物的病蟲害問題，一直困擾著我國甚至世界上的農業人員。為了殺蟲，人們不得不大量使用農藥，而隨著害蟲抗藥性的增強，又必須使用毒性更強的農藥。科學研究已經證實，大量的劇毒農藥會長時間污染環境，危害人類健康。而該裝置則可以代替農藥殺滅害蟲，不對環境產生任何污染，使農作物能健康生長。因此，隨著該裝置的廣泛應用，它必將對綠色食品的生產、環境的保護、人民生活水平的提高等都具有非常重大的意義。2可去除對土壤的污染由于大量地使用農藥，其殘留物也會滲入到土壤和地下水中，這將對土壤的保護不利，長此下去，土壤和水也會受到嚴重的農藥污染，影響農業可持續發展和加大對水的處理成本。本微波殺蟲裝置則沒有任何污染，有利于保護土壤和地下水不受農藥等污染。3. 可以提高我國農產品質量，拓寬我國農產品的出口通道我國的農產品無論質量還是特色上都不比世界上任何一個國家差，但我國的農產品卻不能走出國門，最重要的原因就是我國的農作物中的農藥殘留量很大，不符合國際衛生標準，如果我們能不用農藥殺蟲，將不會出現這種現象，那么我國的農產品出口通道將更寬。二、其工作原理及關鍵技術（一）微波的殺蟲機理用微波殺蟲的依據是高功率微波生物效應，高功率與物體和系統相互作用的過程，就其物理機制來講，可以有電效應、熱效應和生物效應三種。而高功率微波生物效應是指高功率微波與生物體相互作用的效應，一般情況下它是吸收微波功率的結果，吸收的功率轉化成熱能，熱能又轉化成溫度，微波生物效應又可以分為熱效應和非熱效應。由于微波功率的非均勻吸收和內部熱的平衡過程，因此對于有生命的人類和動物，高功率微波效應過程更加復雜，但根據實驗結論可知，微波對細胞結構疏密不同則有不同的生物效應，對于無脊椎動物，特別是細胞結構松散的農作物害蟲作用效果更好。根據高功率微波（PHM）生物效應理論，某波段窄帶微波的熱效應及場效應對生物細胞及神經系統具有很強的致傷效應，對含水量高的無脊椎動物細胞具有更強的殺傷作用。由微波理論和實驗證明，水分子的固有振蕩頻率與某波段波長為X厘米的微波頻率相近，可吸收微波能量的98，介電常數較大的組織吸收微波較多，水的介電常數大，故富于水分的組織吸收微波能量最多而產生大量熱能形成熱效應，引起組織溫度急劇升高，從而使害蟲被“燒”死。而這種作用僅需大于10mW/cm2以上的輻射功率即可。如果使生物喪失繁殖能力則需更短時間、更小功率就能達到目的，微波極強的穿透力還能殺死桿莖內的害蟲。實驗證明：一定劑量的微波輻照，對植物生長無不良影響。我們就是基于這個原理研制出了便攜式微波殺蟲裝置，用以殺死蔬菜、果樹、谷物等農作物桿莖內外的害蟲，以代替農藥的作用。（二）殺蟲裝置的組成及關鍵技術它主要由調制電路、控制電路、保護測試電路、專用高壓電源、微波振蕩源、微波傳輸設備和微波輻射器等組成。其工作過程是：由控制電路產生針對不同害蟲的控制信號去控制調制電路和專用高壓電路工作，然后再去控制微波振蕩源產生高頻微波信號，由微波傳輸設備通過微波輻射器發射出去，經過幾秒鐘的連續照射后，害蟲因高功率微波熱效應而被殺死。自動保護電路是在該裝置工作不正常或人員有危險時自動工作，迅速關斷調制電路和高壓專用電源，以使微波振蕩源停止工作，到達保護人員和裝置安全的目的。故障自動檢測電路是自動檢測裝置中各部分的故障情況。這里要特別注意的是：微波傳輸設備可用同軸電纜做成，達到使微波輻射器能移動自如的目的。三、主要性能指標和使用條件1環境最佳效果是在環境溫度為+1540，低于10的環境溫度時，殺滅害蟲的時間要增加三分之二。2電源只需要220V、50Hz的交流電，功率為1KW，即一臺目前市售的小型發電機就可以達到這樣的要求。3適合農作物的種類蔬菜、水果、水稻秧苗、果樹等。4. 輻照范圍：在距離農作物0.2米的高度情況下，其有效輻照范圍可達2平方米， 此時殺滅青菜蟲需要12秒鐘的時間。5. 輸出功率：250W。6. 體積：604040 cm3。7重量：不大于20公斤。8使用安全性人員操作時，只要穿上絕緣防護服，不將喇叭長時間照射自己身體部位即可。電源可用市電或者發電機。裝置操作簡單，只需打開“電源”和“加壓”兩個開關即可。9裝置壽命：大于15年。10工作效率輻射區域內輻射劑量：50mw/ cm2，可視不同的菜蟲，控制此劑量。為保證某一點處的害蟲能得到2秒左右（視不同菜蟲而調節）的照射時間， 則殺蟲裝置輻射器前邊緣移到后邊緣所需時間為2秒鐘，而裝置的有效輻射范圍是2平方米，因此，可得出殺蟲速度為1平方米/秒（m2/s），則一畝（1畝=666.667平方米）地所需殺蟲時間為666.667秒，考慮到往返時有重疊區域，可估計出一畝地殺蟲時間為15分鐘左右。如果再加大輻射功率還可縮短時間。四、安全性（一）微波對植物的影響由于無脊椎動物質量小，只需要每平方厘米毫瓦級的微波功率即可置其死亡，加之生物與植物的結構和所含物質組成成分明顯不同，所以在相同功率情況下其微波生物效應是明顯不同的。根據理論推算和實驗證明：如果微波照射要使一株植物（如一棵白菜）死亡,其輸出功率至少是殺死含水量高的無脊椎動物所需的一千多倍；殺死一棵樹的微波照射功率需要用微波引暴一枚導彈爆炸的功率，這顯然是我們這個裝置目前無法做到的事情；在致傷效應中連續波與斷續波的效果是明顯不同的，連續波主要是熱效應，而斷續波則主要是非熱效應，因此短暫的微波照射對植物的影響是可以忽略不計的，這與噴到人手上的一滴開水和倒在人手上的一壺開水，對人燙傷效果明顯不同的道理是一樣的。微波作為一種類似于太陽能的物理能輻照到植物上，只要不超過植物健康生長所能承受的閥值，植物是不會受到任何傷害的，更不會產生基因變異，這一點已被許多學者的實驗所證實。另外，從微波已廣泛應用于醫療事業且收到十分理想的效果也可以證明以上結論的正確性，比如X光、射線刀、理療等，這些到目前為止還沒有發現任何傷害事例或不良影響，因而，微波輻照不會對植物有影響。基于以上道理和經費的限制，我們到目前為止還沒有做微波對植物影響的更多更深刻的實驗。但作為做科學研究的態度來講，是應該而且也必須做這方面的實驗，拿出詳實的實驗數據會更有說服力，這也就是我們尋求合作伙伴的另一原因。（二）對低級動物的影響值得說明的是，由于我們研制出的這個裝置的費用是自酬形式的，因此，限于經費少我們目前設計的微波殺蟲裝置只能是功率較小的裝置，只能針對某些危害嚴重的無脊椎動物的殺滅效果，而對一些蛇、青蛙等體形較大、且微波吸收率不高的低級動物幾乎沒有影響，這些被我們在實驗室里做的微波照射實驗所證實。（三）對人的影響1微波安全標準微波對人體的傷害和X射線或射線相比，由于微波量子能量小得多，因而不是以使生物組織中的分子離解為離子的形式，也不會造成不可逆的損害。微波對人體的損害與頻率、功率及輻射到人體的部位有關。表1為維持人體允許溫度所能承受的微波功率密度，從一般人在標準條件下的熱平衡角度來看，多數國家認為最大允許的微波功率密度不大于10mW/cm2。由于體內溫度調整系統能自動抵消所吸收的功率，低于這個數值的功率，即使在整天連續照射條件下也是安全的。但是，微波的非熱效應可能會對中樞神經及心血管系統產生影響，而這種影響通過微波防護是可以避免的，某些國家所規定的微波能安全標準見表2。我國在1983年11月召開的全國衛生標準審定會上審議通過了我國微波輻射衛生標準。標準規定每工作日允許輻射強度為平均功率密度50W/cm2，日輻射容許劑量為400Wh/cm2。由于脈沖波的生物效應（包括有害影響）要比連續波強，因此規定平均功率密度為25W/cm2，每日允許強度為200Wh/cm2。2微波與人及生活有關的用途盡管一定劑量的微波對人體有一定的危害，但只要我們掌握好以上標準來認真防護，微波還是可以為人類做許多有益事情的，比如以下與人及生活有關的用途：（1）微波醫療和診斷 用微波照射人體，它可穿透到人體內部產生熱效應和其他非熱生物效應，從而可以治療某些疾病，如關節炎、神經痛、風濕病、便秘和癤痛等；利用微波針灸將微波引入人體內部也可提高針灸的療效；利用微波照射癌腫可殺死癌細胞，治療癌癥。利用觀察微波在人體內的衰減情況或接收人體內的微波輻射可診斷人體的某些疾病，如 氣腫、脈水腫和乳腺癌等，可檢查人腦部硬膜下的血腫和監視重病人的呼吸心跳等。（2）微波殺菌利用微波照射可殺滅糧食、食品、藥品和木材中的細菌和蛀蟲，可殺死蚊子蒼蠅的蛹卵等，這種方法具有無污染的優點。（3）微波加熱家喻戶曉的微波爐，就是利用微波來烹煮食物的。3防護措施出于以人為本的原則,我們在應用微波進行殺蟲時，已經注意到對微波輻射的防護，以免造成對人體的傷害。我們對微波輻射防護的主要措施有：（1）合理地設計微波裝置，例如正確設計并采用扼流門、抑制器、四分之一波長短路線、開路線等以防止微波的泄漏；（2）用金屬機殼屏蔽輻射源；（3）利用密封性好的微波傳輸專用波導和輻射性能良好的微波輻射器，以保證微波朝著規定的方向輻射，不在其他方向發生泄露情況。（4）配置微波防護服裝等防護用具。五、該項新技術的前景預測1響應了政府的號召，順應了潮流，定會受國家重視在人民的不斷呼聲下，在國際形勢的逼迫下，今年國家相繼出臺了許多保證食品安全的措施, 比如：采取蔬菜基地監控，食品終身跟蹤監督，菜市場快速鑒定農藥殘留程度（在廣州、北京等地已經實行）等，溫總理也作了許多指示，要求各級政府一定要保障食品安全，讓人民吃到放心食品。我們認為，這些方法說明了國家對民計民生的重視，但還沒有從根本上解決農藥的殘留和污染問題，治標不治本，只有徹底去掉農藥殺蟲的方法，不用農藥才能治本，而我們的殺蟲方法就是這樣治本的方法。2減少或消除了對環境的污染，促進人們的思想轉變千百年來，農作物的病蟲害問題，一直困擾著我國甚至世界上的農業人員。為了殺蟲，人們不得不大量使用農藥，而隨著害蟲抗藥性的增強，又必須使用毒性更強的農藥。科學研究已經證實，大量的劇毒農藥會長時間污染環境，危害人類健康。而該裝置則可以代替農藥殺滅害蟲，不對環境產生任何污染，保證農作物健康生長。因此，隨著該裝置的廣泛應用，它必將對綠色食品的生產、環境的保護、人民生活水平的提高等都具有非常重大的意義，將促進人們的思想轉變，形成新的無毒殺蟲市場。3. 可去除對土壤和地下水的污染，造福子孫由于大量地使用農藥，其殘留物也會滲入到土壤和地下水中，這將對土壤的保護不利，長此下去，土壤和水也會受到嚴重的農藥污染，影響農業可持續發展和加大對水的處理成本。本微波殺蟲裝置則沒有任何污染，有利于保護土壤和地下水不受農藥等污染，這種