[发明专利]一种基于暴露环境和工频电场的农作物种植实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于暴露环境和工频电场的农作物种植实验装置及方法，所述装置包括：两个极板、工频电源单元、支撑悬吊单元以及控制单元，设置在农作物下方的下极板以及与下极板平行的设置在农作物上方的上极板；所述上级板和下极板间通过工频电压单元形成工频电场；支撑悬吊单元用于将上极板悬吊在农作物的上方；控制单元用于控制工频电场的电场强度；所述装置还包括用于模拟雨水灌溉的喷水单元以及用于补充光照的补光单元；所述方法包括在农作物下方设置下极板，并在农作物上方设置与下极板平行的上极板；通过工频高压源在上极板和下极板间形成工频电场；通过控制单元对工频高压源的输出电压进行控制以调节工频电场强度。

技术领域

本发明涉及生物电磁技术领域，更具体地，涉及一种基于暴露环境和工频电场的农作物种植实验装置及方法。

背景技术

特高压输电是一种远距离、大容量输电技术，由于特高压输电线路电压高、跨度大，所以人们十分关注输电线路的工频电磁场对线下生物是否存在生物效应。20世纪70年代，美国邦维尔电力管理局(BPA)在特高压交流实验线路下方种植了20多种农作物，未发现大豆、小麦等农作物生长及产量的异常，后来日本、巴西等国家开展的类似大型实验也验证了这一结论。我国输电线路下方电场最大不超过10kV/m，在植物机体感应的能量不足以破坏植物的分子键和DNA，目前许多学者研究植物体内的生化物质在工频电场暴露下的应激反应。同时30kV/m以上工频电场对植物则存在生物效应，目前人们常常利用静电场或工频电场来处理农作物种子，以提高种子活性、发芽率并促进生长，但这样的实验方式并不能完全代表整株农作物长期暴露生长在工频电场和自然环境下农作物的状态，无法确认工频电场是否会改变农作物的生长形态、营养成分和保护酶活性；随着特高压输电技术的日益成熟，在30kV/m以上工频电场下生长的农作物如何布局和选取显得越来越重要。

发明内容

为了解决背景技术存在的目前对种子的处理实验无法代表在长期暴露在工频电场和自然环境下农作物的状态的问题，本发明提供了一种基于暴露环境和工频电场的农作物种植实验装置及方法，所述装置及方法提供了在工频电场和自然环境下的生长环境，可以使农作物保持长期自然生存状态、全株在均匀电场中暴露，进而有效提高实验精确度，所述一种基于暴露环境和工频电场的农作物种植实验装置包括：

两个极板，所述两个极板分别为上极板以及下极板；所述上极板通过绝缘悬吊机构固定在农作物上方，所述下极板布置于农作物下方，两极板相互平行；所述上极板为网孔极板；所述上极板与工频高压源连接，所述下极板接地，上极板与下极板间形成工频电场；

工频电源单元，所述工频电源单元包括工频高压源；所述工频高压源与上极板连接，向上极板输出工频电压；

支撑悬吊单元，所述支撑悬吊单元包括支撑机构和绝缘悬吊机构；所述支撑悬吊单元用于将上极板固定在农作物上方，所述绝缘悬吊机构为绝缘材质，绝缘悬吊机构一端与上极板相连，另一端与支撑机构相连；

控制单元，所述控制单元包括电源控制器，通过所述电源控制器的人机交互界面设定参数，所述参数包括电场强度；

进一步的，所述装置包括喷水单元，所述喷水单元包括水泵以及一个或多个喷头，所述喷水单元用于模拟雨水对作物进行灌溉；所述喷头包括360度喷头以及旋转喷头；所述喷水单元由控制单元进行控制；

进一步的，所述装置包括补光单元，所述补光单元包括多个光源，所述补光单元用于根据农作物光照需求进行补光，所述补光单元由控制单元进行控制；所述光源包括LED灯，所述光源包括多种颜色，控制单元根据农作物光照需求选择光源颜色；

进一步的，所述喷水单元包括垂直水管，所述垂直水管的一端与喷头连接；所述垂直水管的长度可调节；

进一步的，所述控制单元包括定时鸣响器，所述定时鸣响器用于根据设置的暴实验时间进行鸣响提示；