电能在农业中的应用application of electric energy in agriculture

农业生产中需求各种形态的能源，电能可以方便地转换为机械能、热能、辐射能、电磁场能等，以满足农业生产要求，尤其是转换为热能、辐射能、电磁场能以创立作物、畜禽生长所需的环境因素，为其他能源所不及，因之在农业生产中应用电能，是一个广阔的科学领域。
转换为机械能的应用 各种农业机械的电力拖动，约占农业用电量的70%。合理设计农业机械的电力拖动，对节约用电、充分发挥农业机械的效能、保证安全生产及产品质量等都具有重要意义。电力拖动设计内容包括：电机类型、结构、电压等级及其容量的选择，和控制保护装置的设计与选定。大多数固定作业农业机械是长期连续工作的，如具有恒定负载的水泵、风机及真空泵等，而脱粒机、粉碎机及铡草机等，虽为长期连续工作，但具有急剧变化的负载，在运行使用中应合理选择拖动系统中的飞轮质量，使设备在给定供电条件下，具备克服短暂超载的能力，减少过大的功率储备和防止超载运行。有些农业机械是在短期工作条件下运行的，如畜禽舍清粪机、定时喂料机及温室开窗机等，可按容许超载限值选定电动机的功率，以充分利用设备的潜力。移动作业机械的电力拖动，由于集中供电困难，虽曾试图以电力拖动的办法解决，但因技术经济指标尚难满足要求，仍须进行大量研究工作。如电力拖动仅限于固定作业，其应用也就受到限制。近年来，电能转换为机械能的应用，已由传统的电力拖动向“机-电一体化”发展，从而可以更好地利用电能，减少传动损失，减小机器体积，节约原材料，并有利于实现机器作业的自动化。
转换为热能的应用 在农业生产中对热能需求仅次于机械能而由电能转换为热能极其方便，易于自动控制，尤其适合于农业热能用户分散的特点，在一些发达国家发展迅速，如美国、德国的电热用电，占其农村用电量的1/2以上。在应用中获得热能的方式有：电阻加热、电弧加热、辐射加热及感应加热等，其中以低温电阻加热应用最为普遍，利用电热可以较精确地控制工艺过程和农业环境的热参数，建立作物、畜禽生长发育及其产品加工、贮存的最佳条件，并便于按工厂化组织现代化农业生产，获得显著经济效果。农业电热用户绝大多数可在夜间电力系统负荷处于低谷时投入运行，实为一种贮能用电方式，且可均衡电力系统负荷，提高电力设备的利用率。随着科学技术的发展，多种农业专用电热设备，如用于畜禽舍和温室微气候控制的电热风机、幼禽局部取暖用的育雏器（伞）、电热地板、电极式热水器、电热饲料蒸煮器、作物电热育秧装置等，在许多国家都已推广使用。
转换为辐射能的应用 在农业生产中以电能转换为辐射能，直接作用于动、植物有机体及其产品，所耗电能较少，而增产效果显著。电磁振荡频谱的不同频带与生物有机体相互作用，产生不同生理效果，从而有不同的用途。如200～400纳米的紫外线可用于空气、饮水消毒与杀菌，防治幼畜、禽的软骨病；处理种子及农产品的质量鉴别与分选等。380～760纳米的可见光可作为植物光合作用的能源，用于育苗设施的补充光照；用于育雏舍、蛋鸡舍内延长光照时间，控制禽类有机体生命活动及新陈代谢过程，以加速雏鸡成长发育、蛋鸡的产蛋率。760～1250纳米的红外辐射可用于农产品烘干、杀虫、幼禽畜的局部采暖及提高其抗病能力等。另外如高频、超高频电流、工频高压电场、静电场、强磁场等，用于播种前处理种子，可提高种子的发芽率及发芽势；谷物及土壤杀虫、消毒等。各种辐射能的应用，须根据不同条件和对象，选用合理的剂量，并采用相应的检测及控制技术。
综上所述，在农业生产中应用不同形式的电能，且与活组织相互作用，涉及多种学科，因之这是一门跨学科的边缘科学。