浅谈臭氧水防治蔬菜土传病害技术

柴新君，马俊贵，郭忠菲,刘书艳，张玉坤，姚　亮

（1.新疆农业大学机械交通学院，新疆　乌鲁木齐，830052；2.新疆农牧业机械管理局；3.新疆农业大学林学与园艺学院）

浅谈臭氧水防治蔬菜土传病害技术

柴新君1，马俊贵2，郭忠菲3,刘书艳1，张玉坤1，姚亮1

（1.新疆农业大学机械交通学院，新疆乌鲁木齐，830052；2.新疆农牧业机械管理局；3.新疆农业大学林学与园艺学院）

摘要：根据臭氧发生器的工作原理，介绍了臭氧应用于设施农业对蔬菜土传病害进行防治，在一定程度上代替农药杀死土壤中的病虫害，真正实现了用空气和水杀菌消毒，并且不会产生二次污染。

关键词：臭氧水；土传病害；臭氧发生器；杀菌消毒

近年来随着设施农业的发展及蔬菜的单一种植，土壤中病菌积累，黄瓜枯萎病、立枯病和甘蓝枯萎病等多种土传病害发生和危害日趋严重。传统的农药杀菌不易控制药量，由于病虫害的特性不一且抗药性不同，定量浓度的农药不能杀死病虫害。农药量过高导致土壤板结，水土污染，农药量过低导致杀菌消毒效果差，浪费劳动成本。因此研究新型无污染见效快的病菌防治手段成为当今设施农业的主流方向。臭氧具有强氧化性，可与水果和蔬菜中残留的农药发生化学反应，强氧化剂将农药分子的结构破坏，生成小分子化合物，这些分子化合物大多数无毒且易溶于水，可被冲洗。臭氧杀菌透彻，可杀灭细菌、病毒等。因臭氧稳定性差，会很快自行分解为氧气跟水不存在任何污染。

1　疏菜土传病害种类

土传病害是指病原以土壤为载体。我国日光温室蔬菜土传病害种类很多，其病原主要为镰刀菌(Fusarium)、疫霉菌(Phytophthora)、腐霉菌(Pythium)和假单抱杆菌(Pseudomonas)以及线虫(Nematodes)等。蔬菜被侵染后症状一般为疫病型、枯萎型和黄萎型，主要症状表现是植物凋萎和萎蔫，根和茎维管阻塞、变褐色，最终植株死亡。蔬菜土传病害主要种类包括[2]：十字花科（白菜、榨菜、甘蓝、青花菜）根肿病，瓜类（黄瓜、西瓜）枯萎病，茄黄萎病、褐纹病、绵疫病，番茄早疫病、晚疫病、白绢病、青枯病、病毒病，辣椒炭疽病、疫病，豆类锈病，菠菜、葱类霜霉病等。

2　土壤防控臭氧发生器介绍

2.1气源

臭氧发生器气源多为空气和氧气，气源采用双层过滤的方法，首先采用传统过滤器进行一次过滤吸入空气，目的主要是除湿除尘。随后吸入的空气进入加热管将空气快速蒸发，再经双层分子筛分子塔，由于颗粒具有极强的吸附能力，利用氧气分子在一定压力下对N、O的吸附能力不同，经过加压吸附，氮气被吸附在分子筛上，氧气从夹缝中穿过，有效净化了气源。

2.2臭氧水专用混合泵

臭氧发生器产生的臭氧分子，经过在泵中充分搅拌产生的臭氧水，通过压力将其臭氧水输送到农田中。另外混合泵中配有气液分离罐，分离的臭氧水被输送到农田中，分离的臭氧气体被扩散到空气中，由于臭氧的还原特性在常温下30 min可还原成氧气与水，对空气不产生二次污染。

2.3臭氧放电室

臭氧的产生方式多分为电晕放电、电介质沿面放电、电解水式。本机采用电介质沿面放电式，电介质采用陶瓷[5]。实验证明：电介质选取石英玻璃、陶瓷、搪瓷，在相同实验条件下，电介质为陶瓷的放电室臭氧产量、产率最高，并且使用寿命长，且操作简单。

3　土壤防控臭氧发生器的工作原理及优点

工作原理：气泵通过过滤器进行一次过滤吸入空气，吸入的空气进入加热管将空气快速升温蒸发，再进入冷却管冷却，剩余液化的水分经液位继电器控制，当达到一定水位自动排水，冷却的空气进入分子筛（氮氧分离器），此分子筛成对并排布置，出口处有电磁阀控制，净化后的氧气经电磁阀吸合进入冷却管进行二次冷却，凝固的冷却水经排水阀排除，冷

却的气体进入放电室。放电室采用高压沿面放电，降温方式采用循环水冷却，最后经气液混合器成为臭氧水，由水管输送至农田（图1）。

图1　技术路线

优点：产生的臭氧水通过管道流到农田中，由于水的渗透作用，臭氧水渗透到植被根部，杀死植被根部的细菌以及土壤病害。另外，传统治理土传病虫害多为农药灌透，虽然成本相对低，操作简单，但长期使用会导致土壤养分丢失[3～4]。

4　不同浓度臭氧水对病害的影响

经查阅相关资料以及实验研究结果表明[7]：臭氧浓度为62～72 mg/m3，对3种供试病菌菌丝生长抑制显著，随处理时间延长，抑制率提高。当达到120 min时，抑制率均达到了90%以上，均显著高于30 min和60 min时的处理，并且菌丝量明显减少，菌丝体发生聚集、卷曲、局部膨大，菌丝隔膜消失、原生质体溶解。黄瓜枯萎病菌和甘蓝枯萎病菌的孢子在水琼脂上涂板，臭氧处理质量浓度为40 mg/m3，总体表现为病菌孢子涂板后培养时间越短，臭氧处理时间越长，臭氧对病菌孢子的萌发抑制率越高；病菌孢子涂板后立即处理3 min，对孢子的萌发抑制率达到100%，而涂板后培养10 h，处理1 min，对孢子萌发的抑制作用不明显。臭氧质量浓度为40 mg/m3处理3 min对孢子具有杀灭作用，相同条件下对菌丝生长的抑制作用较小，说明了孢子对臭氧比菌丝敏感。臭氧具有抑制多种土传病原真菌的良好效果，尝试臭氧作为土壤熏蒸剂防治蔬菜生产中土传真菌病害的发生和危害值得进一步探索。

5　小结

不同浓度的臭氧水对土传病虫害的杀菌效果不同，随着杀菌时间的推移臭氧水对杀菌生长起到抑制作用。真正实现了只用空气跟水就可以杀菌消毒的效果，在一定程度上可以代替农药杀菌消毒。随着土壤利用率的不断扩大，土壤板结、土地盐碱化、已成为人类所关注的焦点，应用臭氧技术改善环境刻不容缓[6]。

参考文献：

[1]邓秋农，沈光辉，袁仁涛等.臭氧技术的现状及发展趋势[J].净水技术，2001，(03)：7～10.

[2]迟丽达.几种土壤熏蒸剂对姜瘟菌及其他土传病原物的防控效果研究[D].华中农业大学，2010.

[3]岳朝松.臭氧发生器用电极的研制[D].江苏大学，2002.

[4]朱天宇，张同飞.工业型管式臭氧发生器逆变电源的设计[J].电气应用，2005(01)：82～84.

[5]柴新君，马俊贵.基于ansys的臭氧放电室温度场的模拟分析及研究[J].轻工科技，2014(12)：31～32.

[6]柴新君，马俊贵.臭氧在设施农业及畜禽舍的应用研究[J].中国农机化学报，2014，35(4).：140～143.

[7]邹志荣,黄丹枫.臭氧在温室黄瓜无公害生产上的应用研究[D].西北农业科技大学.2004.

通讯作者：马俊贵

收稿日期：2015-4-2

文章编号：1007-7782（2015）02-0034-02

中图分类号：S626

文献标识码：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.015