无线电电子学和农业科学

农业现代化是我国社会主义建设四个现代化的首要任务。农业科学研究和有关的生物科学研究。则是促进农业现代化的重要关键之一。但许多种其他科学技术也或多或少，直接间接地和农业科学发生联系，并服务于农业科学和生产。无线电电子学是一项以应用广泛著称的学科。在农业科学中，电子学方法、设备和技术也有许多应用。本文仅从无线电电子学的角度，对几个主要方面来谈谈这一学科服务于农业生产和研究的可能性。

电子学方法是产生和放大电振荡的最方便方法。利用电子振荡器和放大器，可以得到频率和功率范围非常广的电振荡。高频电振荡的能量可以用来做很多工作。其中如高频热处理在工业中已被广泛采用。如把高频振荡电流加在两个电极板上，极板间的高频电场可使置于其中的有一定介质常数的非金属物质从内部加热。利用这种原理，可以用于稻、麦、棉等作物种子的加温处理和谷物干燥等。播种前种子经过高频处理，一般可加速农作物的发育过程，提高发芽率，缩短成熟期并增加产量。用高频处理可以得到其他加温方法所不及的优点，由于从介质内部加热，故可达到均匀而快速的目的。例如使用超高频电场还可以有选择地对种子中不同的介质部分加热到不同程度，对生长过程会产生不同的影响。这种效应在频率愈高时则愈显著。

电振荡能量可以转换成其他形式的能量。对农业生产来说最值得提出的是超声能量。用电子振荡器和适当的换能器，可以把超声频振荡转换成超声波。实验证明，利用超声波处理农作物种子，甚至可得到比高频处理更显著的效果。但超声波是一种机械振动，对于“种子的影响显然和介质加热有不同的机理。对不同的种子和不同的要求，可采用不同频率和功率的超声波。

利用高频能量干燥谷物是高速度而有效的，目前甚至有人建议利用大型波导管，让谷物在其中通过，靠其中的超高频能量进行干燥。当然这种应用，主要要受经济上的限制，但在一定的范围内还是可以利用的。

高频振荡对于动物机体同样可以起介质加热的作用。有人对家蚕进行过超高频处理试验，在适当的频率下经过适当时间的处理，可以使蚕茧增产。对于一些昆虫来说，在高频电能的作用下经过一定时间后，将因体内组织被破坏而致死，因此有人建议利用高频电振荡除虫、杀虫和保护农作物生长。

电子学可以提供各种非常灵敏、精密而又方便的测量和控制方法。

首先是对于各种电参量的测量，电子学已提供了许多成熟的方法。在农业生产和研究中，会更多地遇到非电的物理参量，直接测量这些参量往往是比较困难的。但如能把它们转换成电参量，便可以用电子学方法很方便地进行测量。目前已有能把不同范围的温度、压力、湿度、机械应力、光强、酸碱度等转换成电参量的转换器。在农业科学研究的测试中，可以针对不同的对象，选择比较合适的转换器，并且可以按具体的要求条件，设计新的转换器来使用。

温度的测量，对农业来说，值得介绍的是半导体温度计。它用半导体电阻材料作为灵敏的热—电转换器件，也称为“热敏电阻”。温度变化时，电阻值随之变化，用电桥测出阻值，再加以放大指示，便可得知相应的温度。测量范围可以从摄氏零下几十度到零上400度左右。热敏电阻可以制成很小的珠状体，适宜于对植物和动物体上小部位的温度进行快速的测量。如要测量微小的温度变化，可以用和另一放在恒温槽（温度可调节）中的电阻进行比较的方法来测量。

对于湿度可以用介质常数变化影响电子振荡器频率的方法测量。如把种子样品放在相当于一个电容器的容器内，这个容器的电容是决定振荡器频率的振荡回路电容的一部分。样品的湿度不同时，就有不同的介质常数，从而使电容有不同数值，因之振荡频率也随之变化，测出频率变化，经过校准，便可得样品的湿度数值。这种方法很适宜于谷物等作物的湿度测量。

在工业上使用的电阻应变仪，在农业科学研究上，也可用来测量机械应力。对于极微小的机械动作，则可以用一种称为“机械—运动转换管”的电子器件（机械控制电子管）来测量，配上相应的放大器，可以指示小到微米数量级的机械动作。

由于农艺作物和光照有十分密切的关系，因此光电器件和光电测量在农业科学上将有很广泛的应用。对于光的对象，可以用光电管来转换成电流，用放大器放大后进行测量。光电管的种类很多，对光波波长的响应范围可以从紫外直到红外。用半导体制成的光生伏打电池或光电导管体积较小，使用方便，更适合于农业中应用。用硫化铅或硒化铅制成的光电导管对于红外和远红外光辐射的响应特别好，可以探测几个微米波长的热波，它们在农业科学上都是很有用的。

在农业科学研究中常用的一些化学和生物化学测量仪器中，如酸度计，极谱仪、比色计、分光光度计等等，实际上也都是应用电子学方法的仪器。

以上所介绍的这些电子学测量方法，很多都可以用于自动控制和自动调整技术中。物理或化学变化过程中所表现的非电参量，被转换器转换为电参量以后，不仅可以用电子学方法测量，而且还可以放大到足够的强度，通过一定的执行机构去控制或调节正在进行的物理、化学过程本身。在农业生产和科学研究中，这些方法也有广泛的应用。农艺作物周围的环境条件，如气温、气压、湿度等对于它们的发育和生长起着决定性的作用。在较大范围里控制这些条件是比较困难的，但在温室、苗床等较小范圈内的控制则完全可以做到。在植物和农业研究中十分有用的人工气候室，需要更为准确而灵活的气候条件控制，最理想的还是用电子学的方法，在畜牧饲养业中，也常常需要自动调节人工气候条件的设备，这也只有靠电子学方法才能得到良好的效果，例如近代化养鸡场中的人工孵卵器大都使用电子温度调节设备。

总的说来，电子测量和控制技术，在农业和生物科学中的直接应用很广。尤其电子测量技术使用方便，不但实用于农业标本、环境条件的测量，有些方法还可以应用于活体的测量，和跟踪植物对于外加条件的响应等。由于测量仪表的应用，可以把许多农业试验过程用数据表达记录下来，使研究工作更为精确。

除以上介绍的一些应用于农业的电子学测量控制方法外，我们还可以举出与农业生产和研究有关的电子学方法和设备。

农业研究中广泛采用光学显微镜作为实验室的观察工具，而电子显微镜则把观察的本领扩展到了更微小的对象，例如利用电子显微镜可以看到一般光学显微镜所不能观察的动植物机体的微小结构和病素等。目前电子显微镜的最高分辨率已达数个埃（一个“埃”等于0.01微米或一百万分之一厘米）。

电视显微镜是电视技术与显微技术的结合运用。电视显微镜是采用电视扫描方法显示图象，对生物组织的细致部分，能得到比一般显微镜更好的反差与更大的放大倍数，并且可以自由调节亮度。尤其在计量微小生物体数目（如数血球和细菌数目时），更为方便。电视显微镜所得图象还可以任意传递到远处或投影放大，便于研究或教学之用。

另外还有一些利用近代物理原理和电子技术制成的新型仪器，也可以应用于农业和生物科学，如顺磁共振分析仪，可用来分析复杂的生物化学反应，给测定生物分子结构提供资料。

电子计算机在农业研究分析上也有不少用处，在农业生产上也有应用的前景。据报导在国外已试用电子计算机来调节大面积农田灌溉用水。

气象雷达是气象科学的新武器，它在农业生产中也有相当的作用。利用地面气象雷达的探测可以迅速准确地对有害于农业的暴风雨进行短期预报，使人们可以采取紧急措施避免灾害，减少损失。

无线电遥测、遥控技术，在农田水利中也可有一定的应用。在大田作物研究中，如需要了解周围相当大范围的气象土壤情况，可以在各地安置测量仪器，经过转换器将测得的温度、湿度等数据变成电信号，接入小型自动无线电发报机，传到研究中心。这样可以避免用人力到各处测量，产生测量数据的时差而影响所得结论的正确性。对水利工作来说，水文站的观测数据也可以用遥测方法自动地发送到中心站。

利用无线电遥控方法可对无人管理的变电站、抽水站进行遥远控制，对于电犁、拖拉机、播种机等的操作也可以进行遥控或程序控制（参看本刊本期“无线电遥控电犁”一文）。

综上所述，无线电电子学在农业生产和科学研究以及有关的生物学研究中的应用，是有很大的可能性和发展前途的，不仅在农田种植方面，而且在林、牧、副、渔、农产品加工等方面也可有不少的应用。例如利用超声波探测鱼群和电脉冲捕鱼；利用电脉冲刺激牲畜促进生长；利用红外线进行食品加工等。

从技术上看，在许多应用中，目前以电子测量技术和电子仪器较能普遍应用。服务于农业的电子设备要求轻便、可靠、省电、成本低，并能在气候变化较大，环境条件较差的情况下工作，在制作工艺上也需要有特殊的考虑，这也都是电子设备在农业中普遍采用所必须解决的问题。

在农业生产中广泛采用电子技术，当然还有许多条件和因素，本文只就技术上的可能性作了一些介绍。随着我国农业和电子工业的发展，我们将看到电子学设备也会愈来愈多地在我国农业现代化的工作中出现，农业科学研究也将得到更新的电子学的武装。由于农业现代化的迫切而广泛的要求，反过来也将促进无线电电子学一些方面的新发展。这也正是我国无线电电子学工作者和广大的无线电爱好者，为祖国的社会主义建设贡献自己力量的一个重要方面。（陈科）