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科學研究領域

CO2激光器應用之農業加工及環境監測

來源:本站    發布時間:2016/10/11 14:17:17    點擊量:

CO2激光器應用之農業加工及環境監測

       激光是物質受激躍遷而產生的一種電磁波,它具有能量密度高、單色性好、方向性好等特點,由激光器產生。目前有紅寶石激光器、氮分子激光器、氦氖激光器、CO2激光器等。近年來,激光技術發展迅速,用途廣泛,在農業上也日漸展示了廣闊的應用前景,如育種、防蟲、除草整地、改良水果品種、縮短生長周期等。
激光育種
       利用激光誘發生物變異而從中選育出新品種的方法稱為激光育種。激光通過光效應、熱效應、壓力效應和電磁場效應的綜合作用,可誘發生物變異,波長愈短,突變率愈高,通過選擇和培育,可育成新品種。這種方法簡便易行,經濟有效,在國內外已廣泛應用。
激光預防病蟲
       利用激光對作物種子進行照射,使種子消和滅菌,從而達到預防病蟲害的目的。在農業生產中,利用激光技術替代化學藥品防治殺滅害蟲,可有效減輕農藥殘留對環境的污染和因食用被污染的食品而給人們的健康造成傷害。用小功率紅寶石或CO2激光器可在幾小時內殺死大部分農業害蟲的卵、幼蟲、蛹或成蟲,如波長450—500nm的激光可殺死螨類和蚊類。
激光除草整地
       美國一家農業研究所的科研人員研制成功一種新型的激光除草劑,其主要成分是按基乙酰丙酸。這種除草劑完全是通過光發揮作用的,效力大,用量小,不損害農作物,對人畜無害,使用非常方便。于黃昏前噴射施用,被雜草吸收后,在光的作用下,便產生有害物質,破壞雜草的細胞膜,最后流出汁液,在4小時之內雜草就變白而枯死。
       平地整地技術是利用激光獨有特性,將激光束作為控制手段,控制液壓平地機具的升降高度。激光平地設備一般由激光發射器、接收器、控制器和平地機具組成。激光發射器發射一束極細且能旋轉360。的激光束,提供恒定平地基準。裝有接收器的裝置放在靠近平地機具測量標桿上,從激光束到平地刀口之間的固定距離即為標高測量基準,接收器檢測到激光信號后不間斷地給控制器發送坡度信號,從而實現機具控制,達到農業平地整地的效果。



激光改良水果品種
      沙田柚是盛譽海內外的名果,果肉柔嫩,味甜有蜜味。主要缺點是果內的籽太多,一個果平均有籽140-150粒。現在用激光改造了柚子樹性能,結的柚子里面含的籽很少,而且有4%的果內一粒籽都沒有。 果子的肉更甜,含可溶性固性物高達12-14%,比通常的果子含量高2%左右,產量也提高了。 以往一朵花只結一個果,結兩個果的就很少了,現在,一般結二三個果,還出現一朵花結40個果的事。平均每棵樹可以收400個果,而以前只有150-200個。 還有一種叫“沙子早生”的桃子樹,它結的桃子肉厚、嫩、甜,是制造桃子水果罐頭的好原料。我國引種了好幾年,但結果率很低。果樹栽培專家說,這是因為它患有“不育癥”。現在采用激光照射處理的辦法,終于治好了它的“不孕癥”,結果率達85%以上,產量比原先提高4倍以上,而且果子的品質也獲得提高,含糖量高達14.5%,恢復疲勞素(天冬氨酸)的含量提高。
激光縮短生長周期
      日本北海道農業研究所先采用大功率半導體激光器在缽內育苗,8天后移到營養液中栽培生長,同時在生長期間用紅色波長的激光和藍色的熒光燈燈光照射水稻,使其高效率地進行光合作用,56~68天內全部成熟。按照這種栽培法的生長期計算,1年至少可收獲5次。



 

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