高功率厘米波杀灭植被害虫实验研究

摘要

农业害虫是农业生产发展的主要制约因素之一，农业虫害的种类多、数量大、为害重，常给农业生产带来很大影响，造成作物产量降低，品质下降。业虫害的综合防治要求在维持生态平衡的同时保护环境，用无污染、无残留、无毒副作用的杀虫方法替代以化学药品为主要手段的防治措施。 高功率厘米波杀虫方法建立在微波生物热效应基础上，具有温升快、染污小、易控制的一种新型的杀虫方法。害虫在高功率厘米波作用下，其体内的水分子因极化转动，在很短时间内产生热量而导致害虫体温升高，当体温升高到一定温度后，因其体内蛋白质变性而致死。含水量丰富的植物叶片在高功率厘米波辐照下也会因升温而损伤，但叶片和害虫的热物理特性具有明显的差别。 本课题根据害虫和植物热物理特性的差异性，研究高功率厘米波辐照绿色植物中害虫对植物(以草坪为例)造成的损伤及恢复和害虫致死率。目的是寻求够使受辐照草坪在最短时间内恢复并能高效杀灭害虫的辐照方案。 论文首先研究了含水介质的介电特性，从而更进一步研究了厘米波在介质表面上的能量反射、透射以及介质对厘米波能量的吸收。介质吸收的厘米波能量转换为介质中水的汽化而使水分蒸发，通过蒸发的水的质量可以得到入射的厘米波的功率密度。 研究高功率厘米波辐照黄粉虫体表温度升高规律，并且发现，高功率厘米波直接辐照在黄粉虫体上后，当其体表温度达到45℃以上即可致伤，更长时间的辐照可使黄粉虫致死。 论文研究还发现果岭草坪受高功率厘米波辐照单位时间的温升比黄粉虫高，并且停止辐照后自然状态下的单位时间内的温度降低速度也比黄粉虫快。并从理论上对害虫和草坪的热物理特性进行了研究。研究还发现了由草坪表面温度、温度维持时间以及辐照方式决定的辐照后草坪的损伤和恢复规律。 草坪中的黄粉虫受高功率厘米波辐照时，采用温度控制的方式，可以使黄粉虫死亡率达到90％以上，且辐照后草坪的受损不会超过15％，并且能在13天左右恢复正常。 论文最后研究了10GHz和35GHz微波对不同线度害虫辐照时害虫对微波的吸收比，为高功率微波杀灭害虫的频率选择提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究意义

1.1.1世界虫害概况

1.1.2中国农、林、牧业虫害概况

1.1.3当前主要的杀虫措施及其缺陷

1.2物理杀虫法

1.2.1高温杀虫法

1.2.2低温杀虫法

1.3微波加热

1.3.1介电加热原理

1.3.2介电加热的特点

1.3.3物料的介电特性

1.4微波杀虫现状

1.5本论文的研究内容与方法

参考文献

第二章强微波辐射源辐射功率密度的测量研究

2.1 NY-1强微波辐射源

2.2辐射功率密度的测量研究

2.2.1测量原理与方法

2.2.2纸水混合介质质量测仪

2.2.3汽化中水吸收的能量测量

2.2.4微波在纸水混合物中的透射和反射

2.2.5测量不确定度的评估

2.2.6实验结果

2.2.7结论

2.3本章小结

参考文献：

第三章高功率厘米波对黄粉虫的作用

3.1高功率厘米波对黄粉虫裸虫的杀灭

3.1.1实验方法

3.1.2实验结果

3.2黄粉虫电特性及热物理特性

3.3高温对昆虫的影响

3.3.1高温导致虫体内含水量降低

3.3.2高温导致细胞内环境改变

3.3.3高温对细胞结构的作用

3.3.4高温对生物大分子空间构象的影响

3.3.5高温诱导热激蛋白的产生

3.3.6高温对酶活性的影响

3.4本章小结

参考文献：

第四章高功率厘米波对草坪的热效应

4.1草坪的电特性

4.2高功率厘米波辐照草坪温度升高与时间的关系

4.2.1实验材料及方法

4.2.2实验结果

4.3高温对植物的生理变化的影响

4.3.1生物膜系统的热稳定性

4.3.2抗氧化物系统的变化

4.3.3对光合作用的影响

4.3.4植物的热激蛋白

4.4果岭草及黄粉虫温升比较

4.5本章小结

参考文献

第五章高功率厘米波杀灭草坪中黄粉虫的方法

5.1 45℃间隔辐照

5.2 45℃恒温辐照

5.3 50℃间隔辐照

5.4 50℃恒温辐照

5.5 55℃间隔辐照

5.6 55℃恒温辐照

5.7 60℃间隔辐照

5.8 60℃恒温辐照

5.9本章小结

第六章害虫线度对微波频率的选择研究

6.1高功率厘米波对白蚁的杀火

6.2不同频率微波辐照害虫的能量反射及吸收

6.3本章小结

参考文献

第七章微波辐射安全

7.1国际及不同国家安全标准

7.2 NY-1安全区域

参考文献

第八章结论与展望

8.1结论

8.2展望

附录：硕士其间发表论文及申请专利

致 谢