微波加热土壤以消灭害虫并帮助农民防治土壤病害

韩国电子技术研究所(KERI)SunshinJung博士领导的研究小组开发了一项突破性技术，通过使用微波炉的核心机制——微波加热，无需使用农药即可有效消灭害虫，并保护农场免受土壤病害的侵害。

单一栽培引起的土壤病害是农民的主要担忧，因为它们降低了农作物的产量和质量。土壤病害可由多种因素引起，但最常见的是土传细菌、真菌和线虫等害虫。

农药通常用于控制害虫侵扰，但其使用也有其缺点，包括破坏农业生态系统、农药抗性和有毒残留。长期休耕土地以恢复土壤可能是一种选择，但对大多数农民来说是负担不起的，因为这会影响他们的生计。

KERI开发了一种技术，可将微波深入地下，加热土壤水分并消灭易受热影响的害虫。澳大利亚等地已有微波加热土壤修复的研究，但由于波的衍射(微波容易传播)，穿透深度最多为10厘米，因此，微波的使用方式有限，例如杂草控制。

经过多年对微波特性的研究，Jung博士的团队已经达到了能够通过根据需要增加或减少波长和相位来调整微波空间分布的水平。因此，他们成功开发了一种专有的天线(辐射器)，可以最大限度地提高微波穿透力。

从天线发射的微波被诱导在地下的特定点相遇并重叠。相干叠加微波增加振幅，将土壤加热至30厘米或以上，这是世界最高技术水平。

通过将微波穿透至地下30厘米或更深处来加热土壤的天线(辐射器)。图片来源：韩国电工研究院

微波深入地下，选择性地将水分加热至60~100°C(加热温度可调节)。鉴于水分占土壤的10-30%，而且大多数害虫生活在作物根部附近且耐热(60°C或更高)，KERI的技术预计将在灭菌方面非常有效。它还具有持久的效果，因为土壤一旦被加热，就不容易冷却，而是能长时间保留热量。

该研究小组的成就引起了人们对其在帮助农民应对土壤病害方面的潜在贡献的关注。这项研究是应动植物检疫机构的一名员工的要求而开始的，研究成果“微波技术”被转让给了专门从事害虫防治设备的JooeunCareFarmCo.,Ltd.。

JooeunCareFarm计划基于转让的技术制造设备，并与地方政府和公共机构合作，为全国农民以实惠的价格租赁设备奠定基础。

KERI的SunshinJung博士说：“我们利用微波的波动特性，引导它们叠加而不是传播，并加热地下土壤，”并补充道，“这项技术有助于杀死收获后居住在地下的害虫，而无需使用微波。”减少农药的使用、副作用和环境污染，将对农业生产力和农民收入做出巨大贡献。”

专家认为，这种微波加热技术还可用于消灭港口和机场中发现的外来害虫(例如白蚁、红火蚁和热带火蚁)的栖息地，而无需破坏地板(非破坏性方法)。其他潜在的应用包括安装在车辆上的微波加热装置，以清除冬季道路上的黑冰，以及清洁被石油污染的土壤。

KERI的研究团队已就这一成果申请了专利，他们预计这种穿透式微波加热技术将在各个领域都有潜在的应用，并通过识别有该技术需求的公司来促进其商业化。

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