CN1233262C - 一种快速降解植物残余农药的光物理方法 - Google Patents

Abstract

一种快速降解植物残余农药的光物理方法，其特征在于采用计算机可编程序脉冲扫描信号发生器来控制安装有红、绿、蓝灯光源组的装置产生脉冲或脉冲周期扫描组合光谱的灯光信号照射蔬果、农产品，使其体表内残余农药在人造光物理环境条件下快速降解。

Description

一种快速降解植物残余农药的光物理方法

技术领域：

本发明属于生物化学物理技术领域，涉及一种快速降解植物(蔬果.农产品)残余农药的光物理方法。

背景技术：

植物的生长发育离不开光照、水分、营养(肥料)、空气和温度，自然界中的昆虫捷足先登蚕食蔬果，人们栽培植物也离不开使用农药。目前，农产品生产技术上，  蔬果的残余农药降解仍然依靠自然太阳光下继续生长不少于十天，以使被喷农药的蔬果中残余农药降解到符合安全要求才收获食用。而太阳光随着气候，季节，地域的不同变化无常。因此，蔬果中残余农药降解的问题仍然无法解决。现在真正能用于快速降解植物(蔬果.农产品)残余农药的人工光物理方法及人工装置至今未见报道。

发明内容：

本发明的目的是提供一种脉冲式周期扫描组合光谱的光物理方法，使植物(蔬果.农产品)残余农药能在人造光物理技术装置产生的光环境中快速降解。

本发明的目的是通过下面的方案实现的：采用计算机可编程序脉冲扫描信号发生器产生脉冲周期扫描的信号来控制安装于典型箱柜式结构或通道式(或平板式或旋转式)发光板中的红、绿、篮光光源组产生脉冲或脉冲周期扫描的可见光谱，通过红、绿、篮光光源的组合.排列控制，产生各种五颜六色，变化万千的脉冲周期扫描的可见光谱信号，使植物(蔬果.农产品)体表内残余农药能在人造光物理技术装置产生的光环境中快速降解。

本发明的理论依据：A).太阳光下，所有的有机化学农药都能分解，高能级脉冲可见光谱使有机化学农药分解更快.B).有机化学农药都是高价位不稳定化学物质(必须避光保存)，一旦获得高能级光子，便快速分解还原成低价位无毒原始物质。脉冲周期扫描光照方式提供高能光子，使有机化学农药分解更快。C)植物(刚采摘的蔬果)在脉冲周期扫描光照环境下仍然能够获得光能量，保持生长新陈代谢状态，有助于体表内残余农药排出降解。

本发明的特征是设计一套能够产生脉冲或脉冲周期扫描组合光谱的红、绿、蓝可见光谱用于快速降解植物(蔬果.农产品)体表内残余农药的装置。其典型箱柜式结构示意图见图1，控制电路原理示意图见图2，发光板红.绿.蓝光(平行形式安装位置结构排列)示意图见图3，如图可见，装置中的光源发生装置采用光通道形式或平面光板悬挂式结构，光源采用线状发光灯管(组)或点状发光灯炮(组)组成，把他们按发出红、绿、蓝光间隔排列成发光板，红、绿、篮灯管(组)或灯炮(组)的发光周期变化由计算机可编程控制器进行控制，使其能够产生脉冲或周期性变化的脉冲红、绿、蓝可见光谱及形成可见光谱扫描周期状态，这些脉冲光谱的强度可调，脉冲周期可调，红、绿、蓝脉冲可见光扫描组合形式可调，扫描周期可调，通过控制电路的自动控制，可使装置中的红、绿、蓝光产生各种有规律的脉冲光谱和周期扫描状态，如红光的扫描顺序可以是：(1)红光1亮、其他红光灭→红光2亮、其他红光灭→……红光n亮、其他红光灭；(2)红光1亮、其他红光灭→红光1、2亮、其他红光灭→……红光1、2、……n亮、其他红光灭→红光全亮及全灭，接着，本程序反向运行；绿光、蓝光的扫描过程类同上述红光的扫描；还可以产生不同光线的交叉、组合：如蓝光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮绿光1亮其他红、绿、蓝光灭→……→蓝光n红光n亮绿光n亮其他红、绿、蓝光灭→……接着，本程序反向运行……或：蓝光1红光1亮绿光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮绿光1蓝光2红光2亮绿光2亮其他红、绿、蓝光灭→……蓝光1红光1亮绿光1蓝光2红光2亮绿光2亮……蓝光n红光n亮绿光n亮其他红、绿、蓝光灭→……红、绿、蓝光全亮及全灭，接着，本程序反向运行；……等蓝光+红光，红光+绿光，绿光+蓝光……不同光线的交叉、组合扫描形式；在一个扫描周期以后可以全部光熄灭，形成植物的光反应和暗反应周期；产生一个脉冲扫描周期后，再重复上述脉冲扫描周期过程。通过这些周期性的脉冲扫描，模拟出了太阳光经过大气层照射到地球表面上的过程中，由于其受到大气层中的水蒸汽移动及云层的影响，受到各气层中不断运动的水气、烟雾等物质的吸收、反射、折射、干涉，地球表面上的太阳光环境已形成的一种脉冲周期性扫描的特性(照射到植物上的太阳光已经形成了脉冲的、周期扫描的组合光谱。)的自然扫描过程。模拟太阳光的脉冲周期性扫描组合光谱一方面激活了离开土壤的蔬果的新陈代谢，从而有助于体表内残余农药排出降解，另一方面脉冲周期扫描光照方式提供高能光子，使有机化学农药分解更快。脉冲光谱典型参数为光照度(红、绿、蓝光全亮)50LUX----3500LUX，红光波长610-----670nm，绿光波长510-----600nm，蓝光波长380-----500nm，脉冲占空比30％-----70％〔即脉冲亮/(亮+灭)时间〕，脉冲宽度2ms----50ms，扫描周期间隙时间1s-----20s，1个扫描周期5s-----120s。脉冲光谱典型参数(红、绿、蓝光全亮)光照度50LUX----3500LUX是非常小的光照度数值，仅为太阳光的5％以下(光照度数值应大于植物生长光阀值)。另外，通过设置计算机可编程控制器的控制电路输出相应的单色光控制信号，该单色光源即处于对应受控发光状态或产生单色(红或绿或蓝)脉冲光谱状态，并实现输出单色(红或绿或蓝)光源脉冲光谱的脉冲周期可调。本发明的典型装置的形状可设计成：A)典型通道式结构：内置传输线，{植物(蔬果.农产品)放置于传输线上进行残余农药快速降解}。B)典型箱柜式结构：内置透光悬挂架，{植物(蔬果.农产品)放置于悬挂架上进行残余农药快速降解}。

本发明的典型试验方法(按GB/T5009.20检测标准或方法进行蔬菜农药残余量降解趋势试验)试验过程，通过用光度计测量脉冲周期扫描光照环境中的光强度是几百勒克斯，而在中午，太阳光光照度可达十几万勒克斯。产生脉冲周期扫描光照环境的人造光物理技术装置耗能非常低。

本发明的典型试验方法：按GB/T5009.20检测标准或方法进行蔬菜农药残余量降解趋势试验：将盆栽的生菜9盆分成三组，每组3盆，建立三组观察对象，喷洒等量的农药，然后在保证其它环境条件一致的基础上，分别置于脉冲光谱、自然光照、及温室条件下培养，在一段时间后取样测试其中的农药残余量。

试验步骤：

1、根据一般用量，将40％的乐果乳油兑水1200-1600倍使用。

2、选取三组，每组两颗长相基本一致的白菜作为试验对象，分别在其上喷洒等浓度、等量的配制好的乐果农药，然后分别置于温室环境下，室外自然光照下，以及组合光谱脉冲周期扫描环境下，分别编为1号对照组，2号对照组和3号试验组。在培养过程之中，保持其他的环境变量，如选取同样状况的培养土壤，并保持温度、喷水间隔、水量等的一致。

试验结果及分析  在喷洒农药10天以后，我们分别在三组蔬菜上取样送往蔬菜品质监督检验中心检验，得出如下结果：

检测标准或方法按GB/T5009.20

样本编号	样本特征	检验结果
				第1次	第2次
		1	温室环境下			1.16mg/kg	1.12mg/kg
2	室外自然光照下			1.28mg/kg	1.54mg/kg
		3	脉冲周期扫描组合光谱环境下			未检出	未检出

(国家标准：≤1.00mg/kg)

附图说明：

图1.是本发明红绿蓝光脉冲光谱周期扫描装置的箱柜式结构示意图(装置的主视图)，图1.中1.是红，绿，蓝.扫描光谱发光板(光源)，2.是发光板(光源)主支撑架，3.是不锈钢板焊接及压制而成的箱柜式结构外壳，4.是门(开门一侧不挂光源)，5.是调节控制面板及内部装置计算机控制的可编程序的脉冲扫描开关控制器，6.是悬挂式蔬果放置装置，7.是发光板(光源)起防护作用的透明隔离网(或透明玻璃隔离板)，8.是电风扇及通风道，9.是通风道下部进风孔，10.是指示灯，11.是电源开关，12.是支承脚。

图2.是本发明控制电路(即图1.中的计算机控制的可编程序的脉冲扫描开关控制器及红、绿、蓝光源)原理示意图，图中11.是电源输入调压器(输入交流电源电压～220V，输出交流电源电压0～220V，调节脉冲扫描周期光谱强度；12是计算机可编程脉冲扫描开关信号控制器，13.RSCR是控制红灯开关的双向可控硅(SCR)，14.GSCR是控制绿灯开关的双向可控硅(SCR)，15.BSCR是控制蓝灯开关的双向可控硅(SCR)，16.R是输出红灯控制信号的接线端口及发红光光源，R是输出脉冲周期扫描光谱可调红光，17.G是输出绿灯控制信号的接线端口及发绿光光源，G是输出脉冲周期扫描光谱可调绿光，18.B是输出篮灯控制信号的接线端口及发蓝光光源，B是输出脉冲周期扫描光谱可调蓝光。

图3.是本发明的发光板红.绿.蓝光(平行形式安装位置结构排列)示意图：图中L表示发光板红.绿.蓝光发光器件电线汇集接口->计算机可编程控制器；图中R--表示发红光光源，Rn----表示第n发红光光源，亮或灭由图二中16.的红灯控制信号的接线端口对应控制，G--表示发绿光光源，Gn----表示第n发绿光光源，亮或灭由图二中17.的绿灯控制信号的接线端口对应控制，B--表示发蓝光光源，Bn----表示第n发蓝光光源，亮或灭由图二中17.的蓝灯控制信号的接线端口对应控制.发光板红.绿.蓝光源既可以为直线平行形式排列(即：各直线光源成一定间隔，按a)红.绿.蓝.红.绿.蓝……b)红.蓝.绿.红.蓝.绿……直线平行形式排列)……结构，见图4.；也可以为同心圆形式排列结构(各同心圆光源成一定间隔，按：a.红.绿.蓝.红.绿.蓝……b.红.蓝.绿.红.蓝.绿……同心圆形式排列)，见图5.。

图4.是直线光源组成一定间隔，按a)红.绿.蓝.红.绿.蓝……b)红.蓝.绿.红.蓝.绿……直线平行形式排列)……结构。

图5.是同心圆形式光源组排列结构(各同心圆光源成一定间隔，按：a.红.绿.蓝.红.绿.蓝……b.红.蓝.绿.红.蓝.绿……同心圆形式排列)。

具体实施方式：

下面结合附图说明本发明的实施(典型例)：如图1所示，用0.35-0.75不锈钢板焊成箱柜式结构3(或可升降高度的通道式支撑架)，前后左右及顶端底端用不锈钢板把整个装置密封成为一个暗室系统，内置透光悬挂架{植物(蔬果.农产品)放置于悬挂架上进行残余农药快速降解}，前面一侧安装可开合的门4，红绿蓝扫描光谱发光板1安装于通道支撑架2顶端内侧及左右内侧(底端及门侧可不安装红绿蓝扫描光谱发光板)，成可拆卸的悬吊形式(绝缘隔离，以方便维修)，各发光光源电极汇集于每块发光板一侧，分别连接到计算机可编程序控制器的对应接线端口16、17、18上，通过计算机可编程脉冲扫描开关信号控制器12.输出脉冲扫描控制开关信号控制控制红、绿、蓝光源开关的双向可控硅(SCR)13.14.15.的通断状态，使装置中的红、绿、蓝光源产生各种有规律的扫描和脉冲光谱，如红光的扫描顺序可以是：(1)红光1亮、其他红光灭→红光2亮、其他红光灭→……红光n亮、其他红光灭；(2)红光1亮、其他红光灭→红光1、2亮、其他红光灭→……红光1、2、……n亮、其他红光灭→红光全亮及全灭，接着，本程序反向运行；绿光、蓝光的扫描过程类同上述红光的扫描；还可以产生不同光线的交叉、组合：如蓝光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮绿光1亮其他红、绿、蓝光灭→……→蓝光n红光n亮绿光n亮其他红、绿、蓝光灭→……接着，本程序反向运行……或：蓝光1红光1亮绿光1亮其他红、绿、蓝光灭→蓝光1红光1亮绿光1蓝光2红光2亮绿光2亮其他红、绿、蓝光灭→……蓝光1红光1亮绿光1蓝光2红光2亮绿光2亮……蓝光n红光n亮绿光n亮其他红、绿、蓝光灭→……红、绿、蓝光全亮及全灭，接着，本程序反向运行；……等蓝光+红光，红光+绿光，绿光+蓝光……不同光线的交叉、组合扫描形式；在扫描一个周期以后可以全部光熄灭，形成植物的光反应和暗反应周期；产生一个脉冲周期后，再重复上述扫描，脉冲过程。通过模拟太阳光的脉冲周期性扫描组合光谱一方面激活了离开土壤的蔬果的新陈代谢，从而有助于体表内残余农药排出降解；另一方面脉冲周期扫描光照方式提供高能光子，使有机化学农药分解更快。另外，通过设置计算机可编程控制器的控制电路输出相应的单色光控制信号，该单色光源即处于对应受控发光状态或产生单色(红或绿或蓝)光源脉冲光谱状态，并实现输出单色(红或绿或蓝)光源脉冲光谱的脉冲周期可调。整个系统采用220V(或380V用于大型生产线)的电源供电，电源输人调压器输出0～220V(380V)至主发光电路以调节光照度参数。装置典型脉冲光谱参数为光照度(红、绿、蓝光全亮)≤1500lux，红光中心波长690nm，绿光中心波长580nm，蓝光中心波长470nm，脉冲占空比50％〔即脉冲亮/(亮+灭)时间〕，脉冲宽度5ms，扫描周期间隙时间2s，1个扫描周期10s。通道式结构中还可安装有自动喷淋系统，通风机，温湿度计，漏电保护装置等。

Claims (4)

1、一种快速降解植物残余农药的光物理方法，其特征在于采用计算机可编程序脉冲扫描信号发生器来控制安装有红、绿、篮灯光源组的装置产生脉冲或脉冲扫描组合光谱的灯光信号，使受照射植物体表内残余农药快速降解。

2、根据权利要求1所述的快速降解植物残余农药的光物理方法，其特征在于光源组的装置中采用光通道形式或平面光板悬挂式结构或平面光板旋转结构，光源采用线状发光灯管(组)或点状发光灯炮(组)组成，把他们按发出红、绿、蓝光间隔排列成发光板，红、绿、篮灯管(组)或灯炮(组)的脉冲或脉冲扫描发光周期变化由计算机可编程控制器进行控制，使其能够产生周期性变化的脉冲红、绿、蓝光谱及脉冲红、绿、蓝光扫描状态或产生单色(红或绿或蓝)脉冲光谱状态。

3、根据权利要求1所述的快速降解植物残余农药的光物理方法，其特征在于这些脉冲光谱的强度可调，脉冲周期可调，红、绿、蓝脉冲可见光扫描组合形式可调，扫描周期可调，输出单色(红或绿或蓝)光源脉冲光谱的脉冲周期可调。

4.根据权利要求1所述的快速降解植物残余农药的光物理方法，其特征在于光源组的装置的形状可设计成：典型通道式结构：内置传输线或典型箱柜式结构：内置透光悬挂架。

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