[发明专利]一种微波除草杀虫灭菌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业机械，确切地说是使用微波能进行除草杀虫灭菌的装置，用于杀灭土壤中的各种杂草、各种土壤动物以及各种致病微生物，尤其是各种线虫，避免使用农药，在提高植物产量，减少因病虫为害所造成的损失的同时，通过微波化学作用来减少土壤中残留的农药，从而达到无公害生产的目的。该装置同样适用于各种养殖场以及公共场所的快速消毒处理、家庭各种有害生物如蟑螂、尘螨等的防除处理。

背景技术

近代工业的发展为解决人类饥饿难题提供了一条途径，但也带来一系列的问题。农业生产中的各种有害生物如杂草、各种害虫、病原微生物等是农业生产获得高产高效的主要障碍之一，为此人类进行了不懈的努力，发明了各种农药如各种除草剂、杀虫剂、杀菌剂、杀线虫剂、杀螨剂等，农业生产一度跃上了新台阶。农药和化学肥料的发明在一定程度上解决了人类的温饱问题，是20世纪的重大发明之一。但农药的广泛应用，带来了意想不到的严重后果，不仅对环境造成了严重污染，对生态系统造成严重的破坏，也给人类自身带来了严重的后果。农药施用后沉降于土壤中，或直接降落于植物体上，被植物富集吸收，通过各种途径，经由食物链又进入人体，对人类自身构成威胁。农药施用量很大的果区、棉产区白血病、癌症等各种病症的发病率很高，即与各种农药的致畸、致癌性有关。由于土壤的特殊性，农药在土壤中的分解周期很长，因此很容易通过植物的富集作用进入人类的食物链，对人类造成严重影响。传统农业消除土壤病虫害的方法是采用熏蒸剂进行熏蒸，尤其是一直广泛采用的溴甲烷，以其高效和使用便捷而备受农业生产者的欢迎。但随着人们环保意识的觉醒以及人们对健康的追求，尤其是溴甲烷等农药对大气臭氧层的破坏作用被认识以后，人们开始寻求各种降低农药副作用的方法，甚至代替农药使用的方法。

利用微波的热效应与生物学效应防治土壤病虫是物理防治的一条崭新的途径。根据有耗介质在微波作用下吸收微波能转化为热能的特性即所谓微波的热效应，以及微波对生物组织结构的特殊破坏作用即所谓的微波的生物效应原理，用高剂量的微波持续处理一定时间，使被处理对象在微波的热效应与生物效应双重作用下迅速死亡，从而可以达到快速杀灭有害生物的目的。微波消毒的机理即在于：生物体内的各种有机物如核酸、蛋白质、脂肪等有机大分子以及作为代谢环境的水等都是极性分子即所谓的偶极子，在周期性快速变换的电磁场作用下可以快速摆动，吸收微波能而迅速升温，结果导致细胞内的酶等生物活性物质在高温下迅速失去活性，最终导致细胞凋萎。细胞内的DNA、细胞膜、核酸等成分在高剂量的微波辐射下呈现不可修复的结构性、功能性的损伤即微波的生物效应，使细胞的正常生长与遗传受到严重影响，也加速了细胞的凋亡。细胞膜是由类脂、蛋白质和糖类组成的半透性膜，对于维持细胞的活性具有重要作用。微波作用下生物膜半透性的破坏导致细胞内容物的外渗以及细胞膨胀，最终导致细胞死亡，从而达到病虫防治的目的。微波的作用具有专一性，只对极性分子起作用，因此加热效率高，极适于农业应用。微波可以被土壤完全吸收转化为热能，且关闭电源或将功率调到零后，微波辐射即随之停止，土壤中的微波随即完全消失，对周围环境没有任何残留与危害，杂草与害虫、病原菌也不会产生抗性。使用微波进行除草、杀虫与杀菌处理只是在被处理对象上形成一个暂时没有或有很少的土壤动物与微生物的“真空地带”，并不影响周围环境中的生物多样性，因此具有环境友好的特点，符合现代环境保护与生物多样性保护的理念。