艾 祎，常英杰，張忠?guī)?，雷靜雅

（武漢商學(xué)院，湖北 武漢 430000）

玉米是我國主要的糧食作物之一，玉米產(chǎn)量穩(wěn)定是保障我國糧食安全的關(guān)鍵。玉米生產(chǎn)效率高的特點毋庸置疑，但隨著生活水平的提高，有時還是會出現(xiàn)玉米供不應(yīng)求的現(xiàn)象，市面上玉米品質(zhì)參差不齊，甚至很多玉米存在農(nóng)藥殘留超標(biāo)、害蟲啃食籽粒的現(xiàn)象。因此，研究玉米催熟和驅(qū)蟲技術(shù)十分必要。

1 傳統(tǒng)玉米催熟方法及其弊端

1.1 國內(nèi)常用的傳統(tǒng)玉米催熟技術(shù)

1）去除病株和無效株。每次檢查玉米長勢時將病株和無效株拔除，避免病毒轉(zhuǎn)移，為害健康植株，也可以避免無效株與健康植株爭奪養(yǎng)分和水分，造成資源浪費。

2）放秋壟噴微肥。在8 月底左右放秋壟，噴灑微肥如磷酸二氫鉀等，清除底部的葉片，使植株吸收養(yǎng)分，促進玉米早熟。

3）剝皮曬棒。在玉米灌漿末期，當(dāng)玉米粒長到合適大小時，將玉米棒的外層苞衣?lián)荛_，可以使其得到充足的光照，透氣性更好，籽粒不會因缺氧而腐爛，縮短玉米生長周期。

1.2 化學(xué)催熟技術(shù)

1）乙烯催熟是廣為人知的一種方法，在果實成熟期自身也會釋放乙烯。乙烯可以促進RNA 和蛋白質(zhì)的合成，加速玉米呼吸作用。當(dāng)農(nóng)作物中乙烯含量增加時，果實中的有效成分將催化果實生長。乙烯也可以增強酶的活性，酶也具有催化作用，其催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍，催化也是在較溫和的條件下發(fā)生，不會出現(xiàn)因植物體pH 值過高或過低而導(dǎo)致化學(xué)藥劑失活的現(xiàn)象。植物體內(nèi)的酶最適pH 值為4.5～6.5，最適噴霧為300～500 mg/kg。乙烯催化玉米提前進入成熟期，大大提高了生產(chǎn)效率。乙烯與音波的融合，人為控制乙烯的釋放，并不會對人體產(chǎn)生危害［1］。

2）施用玉米催化劑能有效催化玉米成熟，常用的玉米生長調(diào)節(jié)劑種類豐富。施用玉米健壯素450 mL/hm2兌水300 kg/hm2，均勻噴施在玉米的上部頂心，可提高玉米的抗倒伏能力和產(chǎn)量，適用于干旱地區(qū)種植玉米。使用質(zhì)量濃度為6～10 mg/L胺鮮酯藥液浸泡種子12～24 h，撈出種子曬干后播種，以提高玉米的質(zhì)量和產(chǎn)量，促進玉米早熟。在玉米抽雄前，均勻噴灑0.01 mg/kg 蕓苔素內(nèi)酯，減少玉米生長但不結(jié)果實的情況，加快玉米成熟的速度。不同地區(qū)、不同品種的玉米，對生長條件的需求不同，要根據(jù)實際情況和需求，使用適合的生長調(diào)節(jié)劑［2］。

1.3 傳統(tǒng)催熟技術(shù)的弊端

清除無效株難免會損傷到健康植株，會造成玉米減產(chǎn)，此過程也會消耗大量人力、物力，無法實現(xiàn)資源利用最大化；噴灑肥料，可能會造成環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留，清洗不到位后直接食用，將危害人體健康；玉米剝皮后將玉米粒露在自然環(huán)境中，很可能會吸引鳥類啄食而導(dǎo)致玉米粒損傷，降低農(nóng)民種植收益。

2 音波催熟技術(shù)

2.1 音波技術(shù)

音波技術(shù)是按照生產(chǎn)需求設(shè)計出有規(guī)律頻率的機械波，發(fā)射信號與目標(biāo)對象產(chǎn)生共振。例如，利用超聲波將眼鏡縫隙中難以看到的灰塵清洗干凈，并且不會磨損眼鏡鏡片；雷達也是如此，發(fā)射無線電波（電磁波）來檢測目標(biāo)位置和情況［3］；聽音樂助眠也是運用了音波骨傳導(dǎo)刺激腦部神經(jīng)，使人放松的原理。

2.2 音波技術(shù)的優(yōu)勢

音波技術(shù)引入農(nóng)業(yè)種植，使農(nóng)作物的產(chǎn)量穩(wěn)定，成熟后的農(nóng)作物品質(zhì)更好，更有可能實現(xiàn)有機食品的全面覆蓋，農(nóng)戶不會因為環(huán)境等因素而擔(dān)心農(nóng)作物的收成，也大大地減少了化學(xué)藥劑對環(huán)境的污染。音波技術(shù)的運用可以減少生產(chǎn)投入成本，只需要每天進行監(jiān)測，便能實現(xiàn)農(nóng)戶增產(chǎn)增收、帶動農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展的目的。因此，亟須將更多的資源投入到科技研發(fā)，為農(nóng)業(yè)增收提供更多技術(shù)支撐。

2.3 音波催熟技術(shù)

近年來，有新聞報道，農(nóng)戶為提高產(chǎn)量，施用違禁化學(xué)藥劑和過量催熟劑，對人體和環(huán)境產(chǎn)生極其嚴(yán)重的危害。因此，引入物理因素如聲、電、磁，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全性。有科學(xué)家證明，給奶牛聽音樂可以讓其進入放松的狀態(tài)，并且刺激大腦釋放激素，顯著提高了產(chǎn)奶量，這種方法也同樣適用于植物。根據(jù)植物內(nèi)部經(jīng)絡(luò)運動理論，植物在溫度適宜和養(yǎng)分充足的條件下生長是因為植物可以發(fā)出和接收音波，音波就是一種以頻率為表現(xiàn)形式的機械波，獲取適宜的環(huán)境因素和營養(yǎng)成分發(fā)出的音波來分析設(shè)計音波的頻率，從而產(chǎn)生共振，進而使玉米內(nèi)部細(xì)胞運動加快，加速玉米對營養(yǎng)的吸收和玉米的生長發(fā)育，提高玉米生產(chǎn)效率，并保持其品質(zhì)穩(wěn)定，不用擔(dān)心農(nóng)作物表面有化學(xué)藥劑殘留，保證食品安全。

2.3.1 作用機理

糖類和蛋白質(zhì)是植物生長不可或缺的營養(yǎng)物質(zhì)，通過音波有規(guī)律的頻率輻射可以提高植物體內(nèi)糖類和蛋白質(zhì)含量。運用音波催熟技術(shù)，可以提高農(nóng)作物本身細(xì)胞的流動性和細(xì)胞壁的通透性。鈉離子、鉀離子、鈣離子都是植物生長需要的金屬離子，其跨膜運輸方式都是主動運輸，不僅需要載體蛋白的協(xié)助，還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。而音波輻射也是一種能量，能為主動運輸提供能量，協(xié)助金屬離子的運輸，從而促進釋放農(nóng)作物自身產(chǎn)生的催熟劑如乙烯，達到加快果實成熟、提高產(chǎn)量的目的。

2.3.2 音波定位玉米成熟度分析

玉米氣味隨著玉米成熟度的變化而變化，成熟度越高，脂香味越大。音波定位是根據(jù)音波的傳播速度和傳播距離來決定的，但有時玉米播種不規(guī)則，通過高階信道盲辨識算法求傳播距離，會受玉米種植密度、晝夜溫差等因素的影響。因此，可采用等溫定位法和變步長精細(xì)法對玉米成熟度進行定位分析。定位到的玉米通過高通量表型測量系統(tǒng)，將玉米的特征通過圖像在計算機上呈現(xiàn)出來，成熟度的提高會使反映出的數(shù)據(jù)即水平距離、最遠(yuǎn)兩點距離、垂直距離、表面積、周長、圓度這6 個表型特征值增大。運用音波定位法分析玉米成熟度十分便捷，還可以將其運用于判斷玉米是否被污染，成本較低，不會對玉米有任何損傷，也不用進行預(yù)處理試驗［4］。

3 玉米催熟技術(shù)調(diào)整

3.1 玉米生理特性

玉米根系具有吸收水分和養(yǎng)分、固氮、參與新陳代謝、合成氨基酸和一些活性物質(zhì)的作用，最適玉米根生長的溫度是20～40 ℃，地表溫度為20～24 ℃，土壤水分保持在60%～70%。玉米對土壤中養(yǎng)分吸收遵循鉀＞氮＞鈣＞鎂＞磷的順序。觀察玉米莖從下到上是否逐漸變細(xì)，節(jié)的長度從中間到兩邊是否逐漸變短可以判斷玉米品種的優(yōu)劣，優(yōu)質(zhì)玉米近地表的1～2 個節(jié)間粗短、彎曲。玉米適合在溫度較高的環(huán)境生長，溫度越高則莖稈生長越快，莖稈生長的最適溫度在24～28 ℃。葉的作用是儲存營養(yǎng)成分和保護莖稈，要控制好溫度和水分，減少葉片水分的蒸發(fā)，避免葉片干枯變黃。玉米種子的胚由胚芽、胚軸、胚根、子葉組成，胚乳為玉米種子發(fā)芽生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，提取出來的淀粉就儲存在胚乳里面［5］。

3.2 催熟技術(shù)的影響因素

植物細(xì)胞呼吸作用和光合作用是促進植物生長的2 個重要過程。相同體積的空氣，壓力越大，溫度就越低，即空氣密度越大溫度越高，運用音波技術(shù)，可以實現(xiàn)控制溫度。

1）細(xì)胞呼吸作用。玉米在最適溫度條件下，細(xì)胞呼吸作用強度最大，溫度過高或過低都會導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率下降。呼吸速率提高，可以促使細(xì)胞氧化釋放出更多的能量，加快玉米成熟。玉米成熟后也可以運用音波技術(shù)降低環(huán)境溫度，有利于更好地儲存玉米，達到保鮮的目的，提高生產(chǎn)效益，促進玉米產(chǎn)業(yè)長效發(fā)展。

2）光合作用。有效的光合作用能起到催熟的作用［6］。玉米葉片將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，然后形成有機化合物，供給玉米生長所需的營養(yǎng)。當(dāng)溫度高于最適溫度，會導(dǎo)致酶鈍化或者變性，也會導(dǎo)致葉綠體損傷，降低了光合速率；溫度過高也會導(dǎo)致葉片失水過多而枯萎死亡，能有效接收到光源的葉片越來越少，進而導(dǎo)致光合效率低下，不利于玉米的生長。

4 玉米驅(qū)蟲技術(shù)

4.1 國內(nèi)常見的玉米驅(qū)蟲技術(shù)

如今普遍使用的是藥物驅(qū)蟲，侵染玉米的害蟲有棉鈴蟲、玉米螟、黏蟲等?？稍诔樾矍霸陂_口處施用辛硫磷顆粒劑。敵百蟲是常見的有機磷酸脂類藥物，在玉米的穗期，可將適量敵百蟲和水混合攪勻噴灑在葉片和莖稈表面。

選取抗病性能優(yōu)良的玉米種子，在播種前，玉米種子要進行藥水浸泡殺菌的工藝過程，讓其在生長前就具備抗病、抗蟲的能力。土壤肥沃對玉米的生長有非常大的促進作用，需要不定時對土壤增施鉀肥，防止土壤滋生細(xì)菌，降低玉米被污染的可能性。

4.2 藥物驅(qū)蟲的弊端

雖然人們對綠色農(nóng)產(chǎn)品的需求量越來越大，但許多企業(yè)無法承擔(dān)有機農(nóng)藥產(chǎn)生的高成本，而是使用一些低成本的低質(zhì)量農(nóng)藥［7］。驅(qū)蟲藥物的不當(dāng)使用很可能會污染土壤、水源，并且隨著害蟲種類的增多、繁殖數(shù)量的增加［8］，單一的驅(qū)蟲藥劑很可能無法起到良好的驅(qū)蟲效果，加量使用也會嚴(yán)重污染玉米，對人體健康產(chǎn)生威脅。若針對每種害蟲設(shè)計不同的驅(qū)蟲劑會造成資源浪費，增加了生產(chǎn)成本。

4.3 音波驅(qū)蟲技術(shù)

音波驅(qū)蟲技術(shù)是設(shè)計所需要頻率的音波，用發(fā)射器傳播到農(nóng)田，旨在損傷害蟲的聽力系統(tǒng)和本身自帶的生物電磁場，通過音波干擾，破壞害蟲的正常生理活動。通過了解玉米螟、黏蟲、葉螨等害蟲的天敵，例如寄生蜂、七星瓢蟲、鳥類等，通過模仿天敵運動發(fā)出的聲音的頻率，使害蟲遠(yuǎn)離農(nóng)田；或者研究害蟲可接受的音波頻率的范圍，1～480 Hz的音波振動可以將農(nóng)作物表面的30%～40%的害蟲驅(qū)趕離開；更刺激的音波，例如高于20 000 Hz 可以讓害蟲難以忍受，刺激其神經(jīng)導(dǎo)致生理功能喪失，無法繁殖、進食和休眠，從而造成其死亡。高于20 000 Hz 超出了人耳能聽到的范圍，用此頻段進行驅(qū)蟲，不會對人類的正常生活產(chǎn)生任何影響。

音波驅(qū)蟲技術(shù)能更方便、快捷地根據(jù)環(huán)境和害蟲種類的不同，改變音波的頻率，可以結(jié)合人工智能和計算機編程自動計算出適宜的音波頻率數(shù)據(jù)。音波驅(qū)蟲的使用期限也較長，在田地里放置太陽能板來充電，可節(jié)約電能。一旦玉米被有毒的害蟲啃食，就會在玉米上殘留有毒物質(zhì)，消費者若沒有清洗徹底便食用，可能危害身體健康［9］。音波驅(qū)蟲技術(shù)的應(yīng)用既可以讓農(nóng)民少使用甚至不使用化學(xué)藥劑，提高玉米的品質(zhì)，也可以讓消費者更放心地購買玉米產(chǎn)品。藥物驅(qū)蟲只針對施用過藥的特定部位，而音波驅(qū)蟲技術(shù)可以全方位、大面積覆蓋。音波驅(qū)蟲技術(shù)為農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新的活力，發(fā)展前景廣闊。

5 結(jié)束語

與化學(xué)催熟技術(shù)相比，音波催熟技術(shù)具有更廣闊的發(fā)展前景，其可以更好地利用資源獲得更多的產(chǎn)量。化學(xué)藥劑需要根據(jù)不同的品種進行多次試驗，易造成資源浪費；而音波催熟僅通過方便、快捷的網(wǎng)絡(luò)測算設(shè)計頻率就可以達到較好的驅(qū)蟲效果，只需電力支持便可開展工作，目前我國電力技術(shù)發(fā)展迅速，水力和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展完備，不用擔(dān)心聲波驅(qū)蟲技術(shù)在使用過程中因斷電而中斷。同時，音波不會帶來危害和污染。音波驅(qū)蟲技術(shù)的推廣，大大擴寬了音波的應(yīng)用范圍，發(fā)揮音波多重效用，減少資源浪費。催熟和驅(qū)蟲技術(shù)相結(jié)合使玉米生長環(huán)境變得更加優(yōu)越，從而實現(xiàn)玉米高質(zhì)、高產(chǎn)。