淺談臭氧水防治蔬菜土傳病害技術(shù)

柴新君，馬俊貴，郭忠菲,劉書艷，張玉坤，姚　亮

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆　烏魯木齊，830052；2.新疆農(nóng)牧業(yè)機(jī)械管理局；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院）

淺談臭氧水防治蔬菜土傳病害技術(shù)

柴新君1，馬俊貴2，郭忠菲3,劉書艷1，張玉坤1，姚亮1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆烏魯木齊，830052；2.新疆農(nóng)牧業(yè)機(jī)械管理局；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院）

摘要：根據(jù)臭氧發(fā)生器的工作原理，介紹了臭氧應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)蔬菜土傳病害進(jìn)行防治，在一定程度上代替農(nóng)藥殺死土壤中的病蟲害，真正實(shí)現(xiàn)了用空氣和水殺菌消毒，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染。

關(guān)鍵詞：臭氧水；土傳病害；臭氧發(fā)生器；殺菌消毒

近年來隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展及蔬菜的單一種植，土壤中病菌積累，黃瓜枯萎病、立枯病和甘藍(lán)枯萎病等多種土傳病害發(fā)生和危害日趨嚴(yán)重。傳統(tǒng)的農(nóng)藥殺菌不易控制藥量，由于病蟲害的特性不一且抗藥性不同，定量濃度的農(nóng)藥不能殺死病蟲害。農(nóng)藥量過高導(dǎo)致土壤板結(jié)，水土污染，農(nóng)藥量過低導(dǎo)致殺菌消毒效果差，浪費(fèi)勞動(dòng)成本。因此研究新型無污染見效快的病菌防治手段成為當(dāng)今設(shè)施農(nóng)業(yè)的主流方向。臭氧具有強(qiáng)氧化性，可與水果和蔬菜中殘留的農(nóng)藥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，強(qiáng)氧化劑將農(nóng)藥分子的結(jié)構(gòu)破壞，生成小分子化合物，這些分子化合物大多數(shù)無毒且易溶于水，可被沖洗。臭氧殺菌透徹，可殺滅細(xì)菌、病毒等。因臭氧穩(wěn)定性差，會(huì)很快自行分解為氧氣跟水不存在任何污染。

1　疏菜土傳病害種類

土傳病害是指病原以土壤為載體。我國日光溫室蔬菜土傳病害種類很多，其病原主要為鐮刀菌(Fusarium)、疫霉菌(Phytophthora)、腐霉菌(Pythium)和假單抱桿菌(Pseudomonas)以及線蟲(Nematodes)等。蔬菜被侵染后癥狀一般為疫病型、枯萎型和黃萎型，主要癥狀表現(xiàn)是植物凋萎和萎蔫，根和莖維管阻塞、變褐色，最終植株死亡。蔬菜土傳病害主要種類包括[2]：十字花科（白菜、榨菜、甘藍(lán)、青花菜）根腫病，瓜類（黃瓜、西瓜）枯萎病，茄黃萎病、褐紋病、綿疫病，番茄早疫病、晚疫病、白絹病、青枯病、病毒病，辣椒炭疽病、疫病，豆類銹病，菠菜、蔥類霜霉病等。

2　土壤防控臭氧發(fā)生器介紹

2.1氣源

臭氧發(fā)生器氣源多為空氣和氧氣，氣源采用雙層過濾的方法，首先采用傳統(tǒng)過濾器進(jìn)行一次過濾吸入空氣，目的主要是除濕除塵。隨后吸入的空氣進(jìn)入加熱管將空氣快速蒸發(fā)，再經(jīng)雙層分子篩分子塔，由于顆粒具有極強(qiáng)的吸附能力，利用氧氣分子在一定壓力下對(duì)N、O的吸附能力不同，經(jīng)過加壓吸附，氮?dú)獗晃皆诜肿雍Y上，氧氣從夾縫中穿過，有效凈化了氣源。

2.2臭氧水專用混合泵

臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧分子，經(jīng)過在泵中充分?jǐn)嚢璁a(chǎn)生的臭氧水，通過壓力將其臭氧水輸送到農(nóng)田中。另外混合泵中配有氣液分離罐，分離的臭氧水被輸送到農(nóng)田中，分離的臭氧氣體被擴(kuò)散到空氣中，由于臭氧的還原特性在常溫下30 min可還原成氧氣與水，對(duì)空氣不產(chǎn)生二次污染。

2.3臭氧放電室

臭氧的產(chǎn)生方式多分為電暈放電、電介質(zhì)沿面放電、電解水式。本機(jī)采用電介質(zhì)沿面放電式，電介質(zhì)采用陶瓷[5]。實(shí)驗(yàn)證明：電介質(zhì)選取石英玻璃、陶瓷、搪瓷，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，電介質(zhì)為陶瓷的放電室臭氧產(chǎn)量、產(chǎn)率最高，并且使用壽命長，且操作簡單。

3　土壤防控臭氧發(fā)生器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)

工作原理：氣泵通過過濾器進(jìn)行一次過濾吸入空氣，吸入的空氣進(jìn)入加熱管將空氣快速升溫蒸發(fā)，再進(jìn)入冷卻管冷卻，剩余液化的水分經(jīng)液位繼電器控制，當(dāng)達(dá)到一定水位自動(dòng)排水，冷卻的空氣進(jìn)入分子篩（氮氧分離器），此分子篩成對(duì)并排布置，出口處有電磁閥控制，凈化后的氧氣經(jīng)電磁閥吸合進(jìn)入冷卻管進(jìn)行二次冷卻，凝固的冷卻水經(jīng)排水閥排除，冷

卻的氣體進(jìn)入放電室。放電室采用高壓沿面放電，降溫方式采用循環(huán)水冷卻，最后經(jīng)氣液混合器成為臭氧水，由水管輸送至農(nóng)田（圖1）。

圖1　技術(shù)路線

優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生的臭氧水通過管道流到農(nóng)田中，由于水的滲透作用，臭氧水滲透到植被根部，殺死植被根部的細(xì)菌以及土壤病害。另外，傳統(tǒng)治理土傳病蟲害多為農(nóng)藥灌透，雖然成本相對(duì)低，操作簡單，但長期使用會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分丟失[3～4]。

4　不同濃度臭氧水對(duì)病害的影響

經(jīng)查閱相關(guān)資料以及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明[7]：臭氧濃度為62～72 mg/m3，對(duì)3種供試病菌菌絲生長抑制顯著，隨處理時(shí)間延長，抑制率提高。當(dāng)達(dá)到120 min時(shí)，抑制率均達(dá)到了90%以上，均顯著高于30 min和60 min時(shí)的處理，并且菌絲量明顯減少，菌絲體發(fā)生聚集、卷曲、局部膨大，菌絲隔膜消失、原生質(zhì)體溶解。黃瓜枯萎病菌和甘藍(lán)枯萎病菌的孢子在水瓊脂上涂板，臭氧處理質(zhì)量濃度為40 mg/m3，總體表現(xiàn)為病菌孢子涂板后培養(yǎng)時(shí)間越短，臭氧處理時(shí)間越長，臭氧對(duì)病菌孢子的萌發(fā)抑制率越高；病菌孢子涂板后立即處理3 min，對(duì)孢子的萌發(fā)抑制率達(dá)到100%，而涂板后培養(yǎng)10 h，處理1 min，對(duì)孢子萌發(fā)的抑制作用不明顯。臭氧質(zhì)量濃度為40 mg/m3處理3 min對(duì)孢子具有殺滅作用，相同條件下對(duì)菌絲生長的抑制作用較小，說明了孢子對(duì)臭氧比菌絲敏感。臭氧具有抑制多種土傳病原真菌的良好效果，嘗試臭氧作為土壤熏蒸劑防治蔬菜生產(chǎn)中土傳真菌病害的發(fā)生和危害值得進(jìn)一步探索。

5　小結(jié)

不同濃度的臭氧水對(duì)土傳病蟲害的殺菌效果不同，隨著殺菌時(shí)間的推移臭氧水對(duì)殺菌生長起到抑制作用。真正實(shí)現(xiàn)了只用空氣跟水就可以殺菌消毒的效果，在一定程度上可以代替農(nóng)藥殺菌消毒。隨著土壤利用率的不斷擴(kuò)大，土壤板結(jié)、土地鹽堿化、已成為人類所關(guān)注的焦點(diǎn)，應(yīng)用臭氧技術(shù)改善環(huán)境刻不容緩[6]。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧秋農(nóng)，沈光輝，袁仁濤等.臭氧技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].凈水技術(shù)，2001，(03)：7～10.

[2]遲麗達(dá).幾種土壤熏蒸劑對(duì)姜瘟菌及其他土傳病原物的防控效果研究[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[3]岳朝松.臭氧發(fā)生器用電極的研制[D].江蘇大學(xué)，2002.

[4]朱天宇，張同飛.工業(yè)型管式臭氧發(fā)生器逆變電源的設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用，2005(01)：82～84.

[5]柴新君，馬俊貴.基于ansys的臭氧放電室溫度場(chǎng)的模擬分析及研究[J].輕工科技，2014(12)：31～32.

[6]柴新君，馬俊貴.臭氧在設(shè)施農(nóng)業(yè)及畜禽舍的應(yīng)用研究[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2014，35(4).：140～143.

[7]鄒志榮,黃丹楓.臭氧在溫室黃瓜無公害生產(chǎn)上的應(yīng)用研究[D].西北農(nóng)業(yè)科技大學(xué).2004.

通訊作者：馬俊貴

收稿日期：2015-4-2

文章編號(hào)：1007-7782（2015）02-0034-02

中圖分類號(hào)：S626

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.015