北京玉佳明三态离子科学研究院院长、发明家仇锦明

仇锦明在云南农舍

仇锦明2013年在京南郊农田

近日，中共中央第十八届五中全会在京闭幕。会议明确提出要大力推进农业现代化，加快转变农业发展方式，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。此前，农业部已制定并实施了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》，大力推进化肥减量提效、农药减量控害，力争到2020年实现化肥和农药使用量零增长。

上述目标的实现离不开科技的支持，其中发展物理农业是实现农业现代化的重要途径。与以化肥、农药、激素为主的化学农业相比，物理农业主要是利用电、磁、声、光、气、热、核等物理学基本知识和相关领域里的高新技术，促进现代农业的可持续发展。植物声频处理技术（俗称“声肥”）是近年发展起来的一项新兴绿色农业科学技术，是物理农业科技发展的重要组成部分和核心技术。符合环境保护和绿色生态农业的发展方向，是传统化学农业向可持续发展农业过渡的重要手段之一。为深入了解“声肥”的创新发展情况，科技日报记者近日采访了多项国家专利获得者——北京玉佳明三态离子科学研究院院长、发明家仇锦明。

草木知音现象人类早有发现

仇锦明从事国防科研工作30多年，退休后曾在科技部、农业部等有关单位担任技术咨询服务顾问并一直从事自己喜爱的发明创造工作。他研制的多项技术已被授予国家专利。最近，找他了解物理农业中的“声肥”专利的人多了起来，这项名为“有促进植物生长和植保作用的多功能声波发生器”的发明专利，因为与国家出台的相关农业政策和倡导的“大众创业，万众创新”精神紧密契合，而备受关注。

仇锦明说，天地万物，相生相连。草木知音现象人类早有发现，优美的琴音可以增加奶牛的产乳量，音乐能够陶冶人的情操，治疗多种疾病。动物和植物都是大自然的产物，声音对植物的影响正逐渐为人类所了解并加以应用。

他介绍说，根据生物物理学、生物分子电子学、细胞学、生物电磁学、计算电磁学、应用声学等多学科的综合性声波生物效应理论，特别是声波对植物体的力能学作用和信息学作用的原理而设计的声波仪，通过向植物体发射频谱极宽的断续声声波，可以引起植物细胞膜电位的变化，产生动作电位，继而控制植物细胞膜通道的启闭，促进植物体物质、能量、信息的有序、有组织的活动，在产生积极的生物效应的同时，影响其生命过程，达到增产、优质、抗病虫害等声波农业工程技术的应用目的。

有研究表明，音频刺激可延长害虫发育期，增加其被天敌捕食的机会，或者使其无法生活在适合的季节，从而提高害虫的死亡率，减少虫害发生。仇锦明认为，特定声频使植物叶子背面的气孔张开，吸收营养能力增强，向植物细胞提供的能量物质ATP大量增加，植物中含有的令害虫害怕的物质“路丁”和遏制害虫神经的物质明显增加，可减少害虫繁殖率。声波可使大白菜蚜虫、棉铃虫等得到有效控制已为实验所证实。

目前，植物声频控制技术已在水稻、棉花、蔬菜、果树、花卉等30多种植物上进行了示范和推广试验，应用“声肥”技术在增加农作物产量、提高品质、减少病虫害、提早成熟、增强抗性、促进种子萌发等方面具有良好效果。

不过，植物声频控制技术在我国尚未得到大规模的推广和应用。这是由多方面的原因造成的，其中一个重要的原因是传统的声频控制技术和声波发生器不够完善。

探索性工作向前推进一步

本着求真务实的科学态度，利用自己多年从事电子技术、特种工艺研究以及对农业技术领域持续积累的功底，经过多年研究，仇锦明提出了新的声波农业工程声波生物效应原理和产品设计方案。这项技术被命名为“有促进植物生长和植保作用的多功能声波发生器”，相关发明已经获得国家发明专利授权。它将声波农业工程的技术开发从理论研究到产品设计方面的探索性工作向前推进了一步，打破了该领域研究停滞不前的状态。与传统技术和设备相比，该技术具有多项创新，居于我国领先地位。

仇锦明介绍说，新声波农业工程技术可满足小面积农田、大棚或百亩农田的需要，也可实现百亩以上农田、林地和多点群控的需要。所发射声波，进一步创新采用了脉冲声频信号和扫频技术。不仅大幅度降低了声波的基频频率范围，还真正实现了组合频率声波功能，大幅扩大了刺激植物的频域范围。专利设计在简化电路的同时降低了成本，有效提高了声波的作用效果，并可优化组合生产出多用途的系列产品，满足各种地域、作物种类不同的用户需求。

利用该技术制造的新型声波发生器已在棉花、玉米、西红柿、菠菜、葡萄、草莓、梨树、蘑菇等多种作物上取得显著的增产、优质、植保的效果。经过该新型声波发生器处理后，西红柿增产可达20%；不同地域的棉花增产幅度在15.5%—71.62%之间；梨树的黑心病、干枯病和梨锈病等多种病虫害得到了有效控制。

期待新的奇迹和契机

自20世纪30年代开始，化肥、农药的相继出现并应用于农业生产标志着现代农业时代的到来。传统化学农业使得化肥、农药及除草剂等农业化学品大量投入，灌溉面积的不断扩大、土壤机械作业强度的不断提高，作物耐肥品种的推陈出新及栽培技术的不断创新共同推动了全球农产品产量的快速增加，保证了人类的食品供应。然而，现代农业带来的环境污染等问题，对农业的可持续发展造成了严重威胁。

仇锦明发明的新型“有促进植物生长和植保作用的多功能声波发生器”，克服了传统技术的局限，为“声肥”的推广应用提供了良好的技术保障。该技术的推广应用，在大幅增产增效的同时，还能有效减少农业病虫害的发生，从而有效地减少化肥和农药的使用，对于无公害绿色食品的生产、包括土壤、水、空气等在内的农业生态环境的保护、建设绿色环保可持续发展的生态农业具有重要意义。

应用此专利技术的“声肥”，其产品结构简单、使用简便、制造和使用成本较低、产品性价比高、功能更强，系列产品投入少、产出多，可有效降低农业生产成本、增加农民收入、保障食品安全，具有巨大的社会、经济效益和广阔的市场前景。

虽然这项发明专利拥有诸多优点，但是其在国家、地区层面的推广、实施还需要一个过程。仇锦明说：“植物声频控制技术是一项物理增产技术，与传统的化学农业相比，其观念还未被人们广泛接受。因为条件所限，目前这项发明专利尚未授权他人实施。”仇锦明说，自己虽然年事已高，然而，物理农业及声波技术的研究、使用和推广却方兴未艾，期待有识之士、有责任担当的企业、创业创新者在政府的支持、扶持下，能够肩负时代使命、社会责任，继续进行深入研究、付诸实施，惠及我国乃至世界农业革新领域，为人类的可持续发展带来新的奇迹和契机。（原标题：原标题：发展现代农业的利器——发明家仇锦明谈植物声频处理技术的应用）