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　　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

　　0、引言.

　　植物声频控制技术是近年来发展的一项农业新技术，是物理农业的一个重要方面。它的基本原理是对植物施加特定频率的声波处理，与植物的自发声频率相匹配，发生谐振，提高植物的光合效率，加快细胞分裂，并使细胞周期同步化，促进植物生长发育，达到增产、优质、抗病目的，并可减少化肥和农药的用量，生产绿色食品，符合保护环境和发展生态农业的大方向。

　　声音作为一种交变应力在环境中几乎是无处不在。

　　上世纪中期以来，国内外关于声音对植物作用的机理研究发展很快。美国的Daniel较早系统地研究了植物细胞壁的力学性质，并阐述了外界应力与细胞生长之间的关系。后来，Timothy等在植物发育过程中对单个细胞进行加载实验，并对细胞内应力信号的传导进行了探索，促进了将力学方法引入传统生物学研究中的新兴边缘学科—生物力学的诞生。2000年，刘贻尧等人做了植物对环境应力刺激的生物学效应的综述。文中着重叙述了包括电磁场、微重力、超声波、声波等环境应力引起的生物学效应、作用机理和研究趋势。值得重视的是近十几年来，这方面的研究和应用大多偏重于声波对植物的作用。由中国科学院力学所、中国农业大学应用化学系和清华大学工程力学系合作研究的不同频率和强度的声波对烟草细胞周期的影响，表明一定范围的声波刺激可影响细胞分裂的同步化，促使细胞合成期（S期）的DNA合成，有助于细胞的有丝分裂，促进植物的生长发育。

　　华南师范大学生命科学研究院和重庆大学工程学院合作研究，发现声波对猕猴桃愈伤组织的三磷酸腺苷（ATP）含量有明显增强或抑制的双重效应，适度的声波刺激有利于提高植物的能量代谢水平。关于声波对植物细胞结构的影响，国内近年来做了较多研究，分别得出适度频率的声波刺激对细胞壁的热力学相行为、细胞膜蛋白质的二级结构、细胞膜的流动性均有重要作用。但是上述实验设计多是采取单因子方式，即先固定一个频率或强度参数，再改变另一个参数的值，考查植物对该参数的生物学效应，分别得出单一而固定的最佳频率或最佳强度。由于植物作为一个活的生命体，有其自发声的频率，而且这个频率是随着环境因子（温、湿、光等）的变化而变化的，不考虑植物自发声的特点和动态变化，就很难得出适时的最佳频率和最佳强度，更难以在生产实践中应用。

　　关于声音对植物作用的应用研究，最早应是法国人切诺伊，她用声波处理提高了啤酒厂大麦发芽率。后来，美国Dan.Carlson公司的SonicBloom技术是用高频（4～6kHz）声波处理作物，日本大阪的先拓公司用雅乐处理蔬菜，以及散见于报章杂志的有法国声学研究所和前苏联有人用贝多芬乐曲或莫扎特音乐处理西红柿、甜菜增产的报道。从整体上看，声波处理植物的应用研究，尚处于经验探索和资料积累的初级阶段。

　　植物声频控制技术的发明人，本文第一作者及团队，在对植物声学特性的研究中，用自行研制的He-Ne激光多普勒效应测振仪，在声屏蔽室的抗震台上，测定了植物第2期侯天侦等：植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用157自发声频率并做了频谱分析，进而初步探明了植物自发声频率与环境因子变化规律。在此基础上，研制开发了3种不同型号的植物声频发生器，分别应用于大田和温室生产实践中。

　　迄今，植物声频控制技术已在国内外进行了14年（美国5年，国内9年）的试验示范和推广应用，在50余种不同农作物、蔬菜、花卉和果树上取得明显效应。该项技术产品于1998年获得美国发明专利（专利号：5731265），并获得国家高新技术产品证书。本文仅对近年来植物声频控制技术在设施蔬菜（甜椒、黄瓜、番茄）上的应用加以总结。

　　1、甜椒

　　1.1试验地及肥力状况

　　供试单位为北京市裕农优质农产品种植公司杨镇种植园，位于北京市顺义区杨镇。取两个相距70m远的日光温室：G1做处理，G8做对照。两室的建筑面积均为667m2，使用面积G1为60×10.5=630m2，G8为40×10.8=432m2（G8室内部分面积种植另一甜椒品种）。两室的土壤质地均为中壤土，肥力中等。底肥都以有机肥（鸡粪）为主，并各施50kg撒可富复合肥，追肥各施20kg尿素。前茬作物均为生菜。

　　1.2材料及管理

　　供试甜椒为喜悦品种。两室均于2008年3月9日定植，行距50cm，株距30cm。灌溉以滴灌方式，试验期间共灌溉9次。5月7日整枝打叉，18日吊架。全部试验由农学毕业的大学生1人负责，以减少人为误差。

　　1.3仪器设备及试验方法

　　仪器为青岛世纪天力物理农业科技有限公司生产的QGWA-03型植物声频发生器1台。该仪器有8个不同频率的波段，可依据环境温度和浇水状况按使用说明书，调节与植物自发声频率相匹配的波段，音量可根据供试面积调节，一般以离声源远端处达40dB为宜。处理时间是每两天播放1次，每次3h，一般在早晨日出后开始处理。全部试验由3月17日开始至6月22日结束，共计处理40次。每次处理同时记录两室的温度。试验期间对甜椒苗的株高做了调查，方法是在两室内随机抽样4行，每行固定8株，在不同时间做了4次测定。产量调查采取实收方式，由6月11日开始记录两室采收的甜椒数量，至7月11日结束。7月11日以后，虽然两室的甜椒都还在结实，但因已不符合出口的质量要求，故未再做记录。数据以t-test法检验差异显著性。

　　1.4结果及分析

　　1.4.1两个日光温室中环境温度差异

　　每次处理时同时记录两室的温度，共得40组数据，分别做出处理室和对照室的温度曲线，见图2。经统计K-S检验，两室的环境温度无显著差异（P＞0.05）。

　　1.4.2声频处理对青椒苗株高生长的影响