臭氧在農業生產中的使用概況

臭氧在農業種植的應用

現在不論是國家還是個人，都越來越重視綠色種植，都願意買一些綠色污染的水果蔬菜。然而在果蔬大棚的建立滿足市場需求的時候，大棚蔬菜、水果在生長過程中，因棚內溫度高、濕度大，病蟲害也多於在田野中生長的農產品。這是讓大棚種植基地工作人員感到頭疼的事情。而且，面對病蟲害的騷擾，農民不得不施用農藥，這又使得水果、蔬菜的安全品質下降，影響食品安全和銷售。

農業溫室大棚病蟲害是影響優質高產的重要因素。由於溫室一經建成往往多年不動，輪作倒茬困難，使土壤中各種病原物逐年積累；棚室溫暖，濕度高，許多病蟲可常年繁殖危害；晝夜溫差大，夜間降溫促進表面露珠形成，對病原菌的侵染有利；農藥長期的不合理使用，使病蟲產生抗藥性。各種病害如霜黴病，灰黴病，白粉病，早疫病，根腐病等經常造成農戶較大損失甚至絕收。

將臭氧殺菌技術應用於溫室大棚果蔬，花卉，藥材等的種植，能很好地保障作物無公害，無污染，純綠色地生長。

臭氧在大棚種植中起的作用：

1、種子處理。將種子倒入臭氧水中浸泡15-20分鐘，可殺滅種子表面的病毒、病菌及蟲卵。

2、溫室大棚病蟲防治

⑴熏棚消毒。

定植前10天可結合高溫悶棚利用臭氧發生器將臭氧集中施放於棚內，施放時間以不少於2小時為宜。

⑵防治苗床病蟲。先將苗床封嚴，每10平方米每次施放1分鐘，並密閉薰蒸10

分鐘，然後再通風30分鐘。

⑶設施蔬菜定植後的病蟲防治。

定植緩苗後，

每畝棚室持續施放臭氧7-10分鐘，再密閉薰蒸15-20分鐘，然後通風30分鐘。無病蟲的棚室每5-7天施放1次，連續施用5次，每經2-3次施放時間再增加5分鐘，直到每畝每次增至25分鐘。薰蒸時間也同樣每經2-3次增加5-10分鐘。

臭氧能有效防治暖棚中的番茄、香瓜、黃瓜的霜黴病、灰黴病等，並能去除茄子、蘑菇類、盆花等的黴雜菌及蚜蟲，還有促進生長的效果。小型溫室只需安裝一台臭氧發生器，在通路上方布管，就可達到很好的臭氧擴散效果。

臭氧是可以替代農藥殺菌無殘留：不用農藥，那怎麼殺蟲滅菌呢？這種不用農藥的噴霧器是以臭氧

生成技術為依託，通過高壓放電直接將空氣中的氧分子電離產生氧原子，產生的氧原子與氧分子結合後生成臭氧分子，臭氧分子在特殊的裝置中瞬間生成臭氧水，然後通過高壓噴頭噴灑在農作物上，達到殺蟲滅菌的目的，從而替代高污染、高殘留的農藥。這種噴霧器不但能起到殺蟲、滅菌、降解殘留農藥的作用，而且使用後還能快速衰變為氧氣，不存在二次污染問題。不用農藥的噴霧器效果非常好，尤其對蔬果上的蚜蟲、白粉病、紅蜘蛛等病蟲害效果顯著，一般來說，噴灑臭氧水比給臭氧氣體防病效果好，當臭氧溶于水中後有更強、更快的殺菌消毒作用。

如在番茄葉黴病、灰黴病發生前用臭氧水反復噴霧，有預防發病及防止病害蔓延的效果。發病後除給臭氧氣體外，日本還再輔之以噴灑0.3-0.5mg／L的臭氧水，這樣通過氧液結合，可提高殺菌效果。

臭氧防治病蟲的優點

1.安全高效成本低。臭氧可實現一施多用，同時防治多種病蟲，而且防治費用低。與噴施農藥相比，施放臭氧更為方便、高效、安全，可大大減少農藥的使用量，避免菜農施用高毒、高殘留農藥，從而降低用藥成本。

2.無公害。臭氧在乾燥的空氣中不穩定，可很快分解還原為氧氣，因此在植株內及果實中無污染、無殘留，是實現無公害蔬菜生產的一條重要途徑。

3.提質增產。採用空氣源高壓電暈產生臭氧的方法，不僅能產生我們所需的臭氧，同時也會產生氮氧化物，氮氧化物可作為植物所需的氮肥使用。有實驗證明，溫室番茄使用臭氧後畸形果明顯減少，產量增加20%左右，且果實個大、著色好、口感好。

三、注意事項

1、合理確定施放量及薰蒸時間。臭氧施放量及閉棚薰蒸時間要根據不同作物及其生長時期進行適當的調整。一般成株期的作物與苗期作物相比，對臭氧的適應性更強。生產中如果臭氧施放量過大或棚室薰蒸時間過長，輕者會導致大棚蔬菜葉片及花中毒乾枯，重者會引起植株死亡。隨著植株生長，施放量與薰蒸時間可逐漸增加，以達到既可防治病蟲又不傷害蔬菜作物的目的。釋放時應儘量保證均勻，且噴氣口不能直接對著蔬菜，應該距蔬菜植株0.8-1米以上。薰蒸時間到達後應及時通風，一般通風時間不能少於30分鐘。棚室薰蒸時嚴防人畜進入，以免引起中毒或出現其他不良反應。

2、溫度和濕度調控。臭氧施放時棚室內溫度應保持在10-30℃範圍內，在空氣濕度較大的情況下防治效果會更好。

3、使用合適的電源。臭氧發生器一般使用照明電即可。

臭氧對大棚種植業起到了很大的作用，大大的提高了果實的品質。臭氧的殺菌作用還利用在水處理上，一般水處理需要的臭氧濃度會更高，所以高濃度臭氧發生器是必不可少的，這樣才能夠有效的起到殺菌作用。

自1840 年發現臭氧以來, 距今已有100 多年的歷史.臭氧是一種廣譜殺菌劑,對細菌繁殖體、芽孢、病毒等均有滅活作用.臭氧能氧化細胞膜、增大細胞透性,並極易同細菌、真菌、病毒中的蛋白質、氨基酸發生氧化反應,還能分解細菌的葡萄糖氧化酶、去氧氧化酶,破壞細菌的代謝過程,鈍化病毒和殺死細菌.

目前,臭氧技術已引起人們的極大關注,並逐漸成為改造和革新傳統農業、促進農業現代化的科學技術手段之一.

1 臭氧殺菌原理及應用現狀

1.1 殺菌原理

臭氧分子式為O3, 一般是通過高壓放電啟動空氣中的氧氣獲得的,其自然消失速度快,在幾分鐘至幾十分鐘內就由臭氧還原為氧氣.在還原過程中,O3分解出1 個單原子氧,單原子氧與引起溫室植物病害的細菌、真菌及病毒接觸後,氧化其組織蛋白、氨基酸、硫醣類或低分子量肽以及未飽和脂肪酸,使這類微生物、病毒的活性降低甚至死亡.

1.2 應用現狀

目前, 臭氧生成及臭氧滅菌技術已十分成熟,並在國外農業領域得到了廣泛應用.而我國在這方面的研究起步較晚：20 世紀70 年代, 我國加入總部設在加拿大的國際臭氧協會（IOA）；20 世紀90 年代,臭氧技術開始用於農業領域的應用研究；21 世紀初,溫室專用的病害臭氧防治器開始正式推廣應用.制約臭氧在農業上應用的因素主要有以下3 點：

1） 一般的臭氧發生器不具備降濕裝備,臭氧發生元件在溫室高濕環境中不產生臭氧.

2） 臭氧在有光的溫室高濕環境中與水氣相作用會迅速還原為氧氣,失去滅菌消毒的效力

.3） 臭氧的安全性.大多數農業科技工作者以及大部分環保認為臭氧對植物來講是污染物和有害的,但多年試驗研究表明,即使臭氧品質分數達到1 mg/m3 且持續20 min,黃瓜、青椒都未見傷害症狀,且防治病害效果良好.臭氧對敏感作物產生危害的臨界品質分數在0.10～0.16 mg/m3 之間, 如果在作物生長全生育期內持續維持該品質分數,作物將有可能受害.也就是說,植物受臭氧損害的程度主要取決於臭氧的品質分數及作用時間.

2 臭氧在溫室蔬菜生產中的應用

2.1 臭氧發生裝置的選用

市場上的臭氧發生裝置[1]種類很多,基本可分為工頻和高頻2 種.高頻高壓臭氧發生器多使用瓷片、瓷管作為臭氧發生元件,在溫室高濕環境中不能正常工作,只能將機器裝在溫室外；工頻的臭氧發生器有板—板、管—管、針—板等多種形式,這類裝置抗濕能力較強,但市場上出售的這類裝置並不是為溫室高濕環境以及植物病害防治設計的,若引入溫室,高品質分數臭氧有可能造成植物死亡或因臭氧擴散不好而達不到防治病害的效果.因此,溫室宜選用能防治病害又不損害植物生長,且能在高濕環境中使用的臭氧發生裝置.

2.2 臭氧對蔬菜病害的防治效果

實踐表明,利用溫室植物病害臭氧防治器產生的低品質分數的臭氧,可以防治溫室黃瓜、青椒、茄子等果菜類作物的所有氣傳病害和大部分土傳病害[2].低品質分數的臭氧能有效預防黃瓜霜黴病、粉病、炭疽病、蔓枯病、花葉病毒的大面積發生,對茄子、菜豆灰黴病也有預防作用, 且平均綜合防效達到78%以上.其中：對黃瓜灰黴、霜黴病等氣傳病害的防效為90%～ ；對黃瓜疫病、蔓枯病等土傳病害的防效為73%～ ； 對茄子灰黴病的防效為94%～ ；對茄子黃萎病的防效為90%～ .

在黃瓜生長全生育期使用一定品質分數的臭氧能夠有效預防灰黴病、霜黴病等常見氣傳病害,其他病害也極少發生,且黃瓜生長態勢旺盛、葉片碧綠、結果期長、瓜條順直、瓜香味濃.

在黃瓜生長中期開始使用臭氧防治病害具有特殊規律：使用初期黃瓜病害顯示出增長勢頭；當機器運行1 周後,病害發展勢頭趨於緩和；待12 d 或13 d後,氣傳病害開始消失；20 d 後,所有氣傳病害和部分土傳病害消失,瓜秧開始健壯生長.

除對病害有顯著防效外,臭氧對部分蟲害也有防治效果,如對蚜蟲的防效在63%～86%之間,但對粉虱、紅蜘蛛、斑潛蠅無明顯防效.將臭氧品質分數提高至2.4 mg/m3 並作用30 min,白虱和紅蜘蛛失活.而斑潛蠅需作用120 min 才會失活,但這樣的臭氧濃度會在幾分鐘內破壞掉植物葉片的光合系統, 因此,臭氧只能用於植物病害的防治而不能用於蟲害防治.

2.3 影響臭氧防治病害效果的因素

臭氧殺菌要求有一定的濃度和作用時間.用於溫室植物病害防治且又不危害植物生長的臭氧品質分數為0.12 mg/m3,使用時間應小於20 min.

環境中的溫度、濕度、光照等因素對臭氧的殺菌效果有顯著影響.溫度愈高,臭氧的殺菌效果愈差.棚溫在30 ℃以上的白天,臭氧滅菌幾乎無效.高濕有光照環境下的防治效果較高濕無光照的差, 由此可見,臭氧在夜晚及陰天的殺菌效果好.當夜間臭氧品質分數維持在0.06～0.12 mg/m3 且持續15～30 min 時,植物全生育期內不會患病.在植物全生育期內每天使用質量分數為0.2 mg/m3 的臭氧作用10 min, 能有效預防病害的大面積發生.溫室夜間臭氧品質分數保持在0.06～0.08 mg/m3 時,可有效防治黃瓜的各種病害.

改善臭氧的擴散方式可顯著提高其對作物病害的防治效果, 這與臭氧的比重及擴散方式有直接關系.實踐證明,鋪設在1.5～2.5 m 高處的臭氧擴散管對茄子、青椒等低矮蔬菜病害的防治效果明顯好于黃瓜、甜瓜、豆角等高秧作物.