《电气时代与创新生活》
课程论文
学 院： 农学院
专业班级： 13级农产品标准化与贸易一班
学 号： [1**********]2
姓 名： 任东阳
任课教师： 闫国琦
2015年11月
农业生产过程中电的应用
摘要：电是自然界中存在的一种能量，它对于人类的生产和生活具有很大的影响。19世纪发电机的出现为人类打开了广泛使用电力的大门，从此电成为了人类最忠实的伙伴和最强有力的武器，极大地促进着人类生产力的发展，现代生活中，电的应用无处不在。农业生产是自然生产力和社会生产力的相结合的体现，本论文将结合自己所学专业，重点介绍电在农业生产中的应用以及未来可能呈现的趋势。
关键词：电 农业生产
1 雷电与农业
雷电是一种伴有闪电和雷鸣的放电现象，是电在自然界中最明显存在方式。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特，放电时，闪电的平均电流为3万安培，最大电流可达30万安培，一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，闪电的温度从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是相当于太阳表面温度的3—5倍。由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致方点过程中总是伴随着隆隆的雷声。
由于闪电所具有的巨大能量和破坏力，给人类和动物带来了很多灾难，所以人们总是难免谈“雷”色变，然而雷电对于农业生产却具有意想不到的好处。
第一，雷电可以价格空气中的氮气转化为氮肥，供植物生长。雷电发生过程中所产生的高温高电压环境，会使空气中的氧气分子和氮气分子发生电离，等它们重新结合时，其中的氮和氧就会化合为亚硝酸盐和硝酸盐分子，并溶解在雨水中降落地面，成为天然氮肥。据测算，全球每年仅因雷电落到地面的氮肥就有四亿吨。如果这些氮肥全部落到陆地上，等于每亩地面施了约二公斤氮素，相当于十公斤硫酸铵！
第二，雷电还能促进生物生长。雷电在发生时，地面和天空间电场强度可达到每厘米万伏以上。受这样强大的电位差的影响，植物的光合作用和呼吸作用增强，因此，雷雨后一至二天内植物生长和新陈代谢特别旺盛。有人用闪电刺激作物，发现豌豆提早分枝，而且分枝数目增多，开花期也早了半个月；玉米抽穗提早了七天；而白菜增产了百分之十五至百分之二十。不仅如此，如果作物生长期能遇上五至六场雷雨，其成熟期也将提前一星期左右。
第三，雷电能制造负氧离子。负氧离子又称空气维生素，可以起到消毒杀菌、净化空气的作用。在雷雨后，空气中高浓度的负氧离子，使得空气格外清新，人们感觉心旷
神怡。
2 农业生产过程中电力的运用
2.1 电力灌溉
电力灌溉就是指地理作为能源的灌溉方式，使用电力对于农田进行灌溉具有耗能少，使用方便等优点。我国是一个农业大国，农业生产的需水量巨大，同时由于由于地理环境和气候因素的影响，我国很多粮食产区的粮食生产都依赖于水利灌溉。
2.1.1 常用的电力灌溉设备
一、时针式喷灌机
时针式喷灌机是一种移动式喷灌机，喷灌头安装在有轮子支撑的电镀钢管或铝管上，围绕一个中心旋转，从中心枢轴输送水，整个喷灌机喷灌面积形成一个圆，这种喷灌机械常见于美国的农场。
由于这种机械喷头可以吊在钢管上，只在植物上面喷撒，有的可以几乎吊到地面上，直接在植物之间的地面上喷洒，因此可以节约由于蒸发损失的水。
时针式喷灌机的旋转可以由水力推动，也可以由电机推动，大多数都使用电机。这种机械灌溉面积是一个圆形，因此在每个圆形之间的空档不能被灌溉利用，只适合在耕地面积充分的地区使用。
二、平移式喷灌机
平移式也叫连续直线移动式喷灌机，是一个长管道，每隔一定间隔有一个支架，支架上有轮子，喷头在管子上，整个管道平行移动喷洒，水由管道一头输入，所以喷灌面积可以大到几千公顷。
三、绞盘式喷灌机
绞盘式喷灌机也叫卷盘式喷灌机，采用水涡轮式动力驱动系统。采用大断面小压力的设计，在很小的流量下，可以达到较高的回收速度，水涡轮转速从水涡轮轴引出一个两速段的皮带驱动装置传入到减速器中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。同时经水涡轮流出的高压水流经PE管直送到喷头处，喷头均匀的将高压水流喷洒到作物上空，散成细小的水滴均匀降落，并随着PE管的移动而不间歇地进行喷洒作业。
我国比较有名的电力灌溉工程为晋集电力灌溉站。晋集电力灌溉站位于全椒县西部古河镇,从滁河取水。始建于1979年，历时3年完工。规划兴建晋集一、二、三级站，
实际只建成一、二级站。 晋集一、二级站担负着古河、大墅、章辉镇6个行政村农田灌溉任务，两站可灌溉3.7万亩农田。晋集一级站位于古河镇河头村民组，设计安装6台套，分3组串联运行。自建站20多年来，由于水泵轴过长，电机和水泵不同心，振动强烈，电机老化、长期带病运行等多种原因。于2000年对晋集一级站进行更新改造，安装3台套700QHB型潜水电泵，单机流量1.4立方米每秒，总流量4.2立方米每秒，设计进水位7.5米，出水位22米，净扬程14.5米。晋集二级站位于古河镇曹庄，原安装3台套20sh-19A型离心泵，单机流量0.65立方米每秒，总流量1.95立方米每秒。于2000年对二级站进行更新改造。增加2台套20sh-19A型离心泵，总流量3.25立方米每秒，设计进水位21.6米，出水位37米，净扬程15.4米。
2.2 农产品的收获与加工
随着科学技术的进步，农业生产过程中越来越多的环节被机器所替代，人类渐渐地从繁重的农业生产活动中被解放出来。农业生产中使用对电力的使用最多的环节莫过于农产品的收获与加工。
常见的农产品加工设备有：烘干机（水稻，小麦等）、粉碎机、磨面机等等。以水稻烘干机为例。传统的水稻收割后往往是通过晒场来除去水稻中的水分来达到储存的条件，传统的晒场不仅仅速度很慢，浪费土地，而且常常受制于环境和天气，对于水稻的大规模经营来说徒增了很多的劳动成本，而使用水稻烘干机可以很好的解决这个问题。常见的水稻烘干设备可以分为横流式，逆流式，顺流失、混流式等几种，这几种类型的烘干机各有优点，可以参照自己的需求自行选择。
由于水稻是一种热敏性的作物，所以水稻不同与其他粮食的干燥，干燥速度过快或者参数选择不当容易产生爆腰。所谓爆腰就是水稻干燥后或冷却后，颗粒表面产生微观裂纹，这将直接影响水稻碾米时的碎米率，从而影响水稻的出米率，也直接影响到它的产量和经济价值，所以在烘干过程中应该注意最尊一定的加工工艺。
2.3 农田病虫害防治
随着技术的进步，电力也被应用于农田病虫害防治方面，其主要的防治对象为：农田土传病害、线虫、韭蛆等微小害虫病、根系有害分泌物、土壤物理性缺素症等连作障碍的克服处理。以3DT系列土壤电杀虫消毒机为例进行说明。
3DT系列土壤电杀虫消毒机依据直流电流土壤相消毒原理、水分电处理原理、脉冲电解原理、高电压脉冲电流杀虫原理、介导颗粒反应胞集成的土壤电化学消毒技术原理开
发的一种电杀虫消毒设备。土壤点杀虫技术具有杀虫速度快，效率高，无毒环保，可重复使用的优点，在土壤处理，土壤消毒，土壤虫害防治，连作障碍消除等方面有广阔的应用前景。
3 电力在农业生产中的未来发展趋势
随着我国经济社会的发展，发展更加节能，更加环保，更加安全的农业是时代发展的必然要求。
电力在农业生产中的使用将更加广泛和深入。尤其是互联网技术和物联网技术的发展，将会进一步促进农业生产技术的发展。利用物联网技术，人们可以把各种传感器，比如光照，二氧化碳浓度，温度，土壤湿度等等安装在农田里，然后通过这传感器对农田里的情况进行实时监控，然后根据需要通过网络对农田里水、热、气、肥等因素进行调控，来使得农作物可以获得最好的生产效率
我相信设施农业、精准农业等现代化农业模式的不断推广，会使电力在农业生产方面的运用越来越广泛。
对课程的建议：
首先，我非常喜欢老师您的教学风格，语言风趣幽默，课堂氛围轻松活跃，但是课程内容却充实有料，在不知不觉中就学到了很多的知识。同时，我觉得老师还教给了我们一些课堂之外的东西，充满了正能量，很有感染力。比如对生命要充满敬畏，再比如教育我们爱党爱国，对于一些政治话题，老师有自己的看法，同时也引导大家从正面去看在一些社会问题，我觉得对于我来说非常有启发。希望老师可以继续保持这种优秀的教学风格。
对老师的建议，建议老师的课程可以加一点对于一些传奇电磁领域大师的讲解，比如尼古拉.特斯拉；同时也可以增加一些电动汽车和新型电池的讲解。最后谢谢老师的辛苦教学，祝老师工作愉快！
《电气时代与创新生活》
课程论文
学 院： 农学院
专业班级： 13级农产品标准化与贸易一班
学 号： [1**********]2
姓 名： 任东阳
任课教师： 闫国琦
2015年11月
农业生产过程中电的应用
摘要：电是自然界中存在的一种能量，它对于人类的生产和生活具有很大的影响。19世纪发电机的出现为人类打开了广泛使用电力的大门，从此电成为了人类最忠实的伙伴和最强有力的武器，极大地促进着人类生产力的发展，现代生活中，电的应用无处不在。农业生产是自然生产力和社会生产力的相结合的体现，本论文将结合自己所学专业，重点介绍电在农业生产中的应用以及未来可能呈现的趋势。
关键词：电 农业生产
1 雷电与农业
雷电是一种伴有闪电和雷鸣的放电现象，是电在自然界中最明显存在方式。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特，放电时，闪电的平均电流为3万安培，最大电流可达30万安培，一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，闪电的温度从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是相当于太阳表面温度的3—5倍。由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致方点过程中总是伴随着隆隆的雷声。
由于闪电所具有的巨大能量和破坏力，给人类和动物带来了很多灾难，所以人们总是难免谈“雷”色变，然而雷电对于农业生产却具有意想不到的好处。
第一，雷电可以价格空气中的氮气转化为氮肥，供植物生长。雷电发生过程中所产生的高温高电压环境，会使空气中的氧气分子和氮气分子发生电离，等它们重新结合时，其中的氮和氧就会化合为亚硝酸盐和硝酸盐分子，并溶解在雨水中降落地面，成为天然氮肥。据测算，全球每年仅因雷电落到地面的氮肥就有四亿吨。如果这些氮肥全部落到陆地上，等于每亩地面施了约二公斤氮素，相当于十公斤硫酸铵！
第二，雷电还能促进生物生长。雷电在发生时，地面和天空间电场强度可达到每厘米万伏以上。受这样强大的电位差的影响，植物的光合作用和呼吸作用增强，因此，雷雨后一至二天内植物生长和新陈代谢特别旺盛。有人用闪电刺激作物，发现豌豆提早分枝，而且分枝数目增多，开花期也早了半个月；玉米抽穗提早了七天；而白菜增产了百分之十五至百分之二十。不仅如此，如果作物生长期能遇上五至六场雷雨，其成熟期也将提前一星期左右。
第三，雷电能制造负氧离子。负氧离子又称空气维生素，可以起到消毒杀菌、净化空气的作用。在雷雨后，空气中高浓度的负氧离子，使得空气格外清新，人们感觉心旷
神怡。
2 农业生产过程中电力的运用
2.1 电力灌溉
电力灌溉就是指地理作为能源的灌溉方式，使用电力对于农田进行灌溉具有耗能少，使用方便等优点。我国是一个农业大国，农业生产的需水量巨大，同时由于由于地理环境和气候因素的影响，我国很多粮食产区的粮食生产都依赖于水利灌溉。
2.1.1 常用的电力灌溉设备
一、时针式喷灌机
时针式喷灌机是一种移动式喷灌机，喷灌头安装在有轮子支撑的电镀钢管或铝管上，围绕一个中心旋转，从中心枢轴输送水，整个喷灌机喷灌面积形成一个圆，这种喷灌机械常见于美国的农场。
由于这种机械喷头可以吊在钢管上，只在植物上面喷撒，有的可以几乎吊到地面上，直接在植物之间的地面上喷洒，因此可以节约由于蒸发损失的水。
时针式喷灌机的旋转可以由水力推动，也可以由电机推动，大多数都使用电机。这种机械灌溉面积是一个圆形，因此在每个圆形之间的空档不能被灌溉利用，只适合在耕地面积充分的地区使用。
二、平移式喷灌机
平移式也叫连续直线移动式喷灌机，是一个长管道，每隔一定间隔有一个支架，支架上有轮子，喷头在管子上，整个管道平行移动喷洒，水由管道一头输入，所以喷灌面积可以大到几千公顷。
三、绞盘式喷灌机
绞盘式喷灌机也叫卷盘式喷灌机，采用水涡轮式动力驱动系统。采用大断面小压力的设计，在很小的流量下，可以达到较高的回收速度，水涡轮转速从水涡轮轴引出一个两速段的皮带驱动装置传入到减速器中，降速后链条传动产生较大的扭矩力驱动绞盘转动，从而实现PE管的自动回收。同时经水涡轮流出的高压水流经PE管直送到喷头处，喷头均匀的将高压水流喷洒到作物上空，散成细小的水滴均匀降落，并随着PE管的移动而不间歇地进行喷洒作业。
我国比较有名的电力灌溉工程为晋集电力灌溉站。晋集电力灌溉站位于全椒县西部古河镇,从滁河取水。始建于1979年，历时3年完工。规划兴建晋集一、二、三级站，
实际只建成一、二级站。 晋集一、二级站担负着古河、大墅、章辉镇6个行政村农田灌溉任务，两站可灌溉3.7万亩农田。晋集一级站位于古河镇河头村民组，设计安装6台套，分3组串联运行。自建站20多年来，由于水泵轴过长，电机和水泵不同心，振动强烈，电机老化、长期带病运行等多种原因。于2000年对晋集一级站进行更新改造，安装3台套700QHB型潜水电泵，单机流量1.4立方米每秒，总流量4.2立方米每秒，设计进水位7.5米，出水位22米，净扬程14.5米。晋集二级站位于古河镇曹庄，原安装3台套20sh-19A型离心泵，单机流量0.65立方米每秒，总流量1.95立方米每秒。于2000年对二级站进行更新改造。增加2台套20sh-19A型离心泵，总流量3.25立方米每秒，设计进水位21.6米，出水位37米，净扬程15.4米。
2.2 农产品的收获与加工
随着科学技术的进步，农业生产过程中越来越多的环节被机器所替代，人类渐渐地从繁重的农业生产活动中被解放出来。农业生产中使用对电力的使用最多的环节莫过于农产品的收获与加工。
常见的农产品加工设备有：烘干机（水稻，小麦等）、粉碎机、磨面机等等。以水稻烘干机为例。传统的水稻收割后往往是通过晒场来除去水稻中的水分来达到储存的条件，传统的晒场不仅仅速度很慢，浪费土地，而且常常受制于环境和天气，对于水稻的大规模经营来说徒增了很多的劳动成本，而使用水稻烘干机可以很好的解决这个问题。常见的水稻烘干设备可以分为横流式，逆流式，顺流失、混流式等几种，这几种类型的烘干机各有优点，可以参照自己的需求自行选择。
由于水稻是一种热敏性的作物，所以水稻不同与其他粮食的干燥，干燥速度过快或者参数选择不当容易产生爆腰。所谓爆腰就是水稻干燥后或冷却后，颗粒表面产生微观裂纹，这将直接影响水稻碾米时的碎米率，从而影响水稻的出米率，也直接影响到它的产量和经济价值，所以在烘干过程中应该注意最尊一定的加工工艺。
2.3 农田病虫害防治
随着技术的进步，电力也被应用于农田病虫害防治方面，其主要的防治对象为：农田土传病害、线虫、韭蛆等微小害虫病、根系有害分泌物、土壤物理性缺素症等连作障碍的克服处理。以3DT系列土壤电杀虫消毒机为例进行说明。
3DT系列土壤电杀虫消毒机依据直流电流土壤相消毒原理、水分电处理原理、脉冲电解原理、高电压脉冲电流杀虫原理、介导颗粒反应胞集成的土壤电化学消毒技术原理开
发的一种电杀虫消毒设备。土壤点杀虫技术具有杀虫速度快，效率高，无毒环保，可重复使用的优点，在土壤处理，土壤消毒，土壤虫害防治，连作障碍消除等方面有广阔的应用前景。
3 电力在农业生产中的未来发展趋势
随着我国经济社会的发展，发展更加节能，更加环保，更加安全的农业是时代发展的必然要求。
电力在农业生产中的使用将更加广泛和深入。尤其是互联网技术和物联网技术的发展，将会进一步促进农业生产技术的发展。利用物联网技术，人们可以把各种传感器，比如光照，二氧化碳浓度，温度，土壤湿度等等安装在农田里，然后通过这传感器对农田里的情况进行实时监控，然后根据需要通过网络对农田里水、热、气、肥等因素进行调控，来使得农作物可以获得最好的生产效率
我相信设施农业、精准农业等现代化农业模式的不断推广，会使电力在农业生产方面的运用越来越广泛。
对课程的建议：
首先，我非常喜欢老师您的教学风格，语言风趣幽默，课堂氛围轻松活跃，但是课程内容却充实有料，在不知不觉中就学到了很多的知识。同时，我觉得老师还教给了我们一些课堂之外的东西，充满了正能量，很有感染力。比如对生命要充满敬畏，再比如教育我们爱党爱国，对于一些政治话题，老师有自己的看法，同时也引导大家从正面去看在一些社会问题，我觉得对于我来说非常有启发。希望老师可以继续保持这种优秀的教学风格。
对老师的建议，建议老师的课程可以加一点对于一些传奇电磁领域大师的讲解，比如尼古拉.特斯拉；同时也可以增加一些电动汽车和新型电池的讲解。最后谢谢老师的辛苦教学，祝老师工作愉快！