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1臭氧技術(shù)現(xiàn)狀

用臭氧替代農(nóng)藥應(yīng)用在設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚中，還存在著許多問(wèn)題未能解決，目前國(guó)際上還沒(méi)有相關(guān)的實(shí)際成果。20世紀(jì)90年代，山東、陜西、大連、北京等地就有許多機(jī)構(gòu)在做相關(guān)研究。目前廣泛采用的技術(shù)路線是“管道擴(kuò)散法”，多年的實(shí)踐證明該擴(kuò)散法對(duì)低矮作物尚可，但對(duì)如黃瓜這樣的藤架作物卻不行，原因是臭氧擴(kuò)散問(wèn)題還沒(méi)徹底解決。因此，高濃度臭氧擴(kuò)散是臭氧殺菌技術(shù)能否在溫室中實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵之一，它需要解決快速擴(kuò)散、均勻分布的問(wèn)題。

2臭氧的殺菌機(jī)理

殺菌劑的殺菌效果分為：溶菌型和抑菌型，臭氧屬于前者，農(nóng)藥則是后者。臭氧能穿透微生物細(xì)胞膜，直接作用于DNA、RNA，并將其殺滅，理論上臭氧可以殺滅任何微生物，但殺滅不同微生物有不同的濃度閾值，一旦臭氧濃度達(dá)到所需閾值，殺滅作用瞬間即完成。臭氧有氣態(tài)臭氧、液態(tài)臭氧及臭氧水，目前，除了液態(tài)臭氧還不能被直接利用外，其他所有應(yīng)用都為氣態(tài)臭氧或臭氧水。通常氣態(tài)臭氧用于溫室氣傳病害的防治，而臭氧水用于土傳病害的防治。

3氣態(tài)臭氧殺菌的方法

3.1氣流循環(huán)法以空氣為原料，通過(guò)距棚頂一定高度的排風(fēng)裝置，利用棚的封閉空間，將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的高濃度的臭氧氣體以一定的方向、風(fēng)壓和速度，迅速稀釋并向設(shè)定方向運(yùn)動(dòng)，形成大棚內(nèi)的氣流循環(huán)，快速均勻擴(kuò)散，同時(shí)使臭氧氣體達(dá)到一定均勻濃度，達(dá)到殺滅棚內(nèi)病害而不傷作物的目的。

3.2管道擴(kuò)散法以空氣為原料，通過(guò)距地面一定高度的排風(fēng)裝置和管道系統(tǒng)（該管道系統(tǒng)的主管道分布著的一定數(shù)量的孔洞，或和分管道組成），將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的具有一定濃度的臭氧氣體，通過(guò)自身重量由高處向下自由擴(kuò)散到棚內(nèi)各處，達(dá)到殺滅棚內(nèi)病害而不傷作物的目的。

3.3管道擴(kuò)散法與氣流循環(huán)法的比較管道擴(kuò)散法是利用臭氧氣體的密度高于空氣密度，將高濃度的臭氧氣體通過(guò)管道運(yùn)輸逐漸稀釋，再通過(guò)分支管或孔洞自由排出。這種方法有其不足的地方，管道管徑有限，濃度排出的時(shí)候也是較高濃度的臭氧氣體逐漸向下擴(kuò)散再稀釋的過(guò)程，棚內(nèi)高處的臭氧濃度較高，越向下濃度越低，濃度呈階梯狀降低，棚內(nèi)臭氧濃度不均勻，高枝植物易受傷害，甚至死亡，如果濃度控制不好，整棚作物將死亡。如果保證高枝植物不受傷害，防病治病效果不明顯，作物產(chǎn)量將受影響。氣流循環(huán)法則不同，臭氧氣體在排出的時(shí)候即在頂棚高處，且在不受限制的空間進(jìn)行稀釋，同時(shí)具有較大的風(fēng)速和循環(huán)氣流，臭氧氣體迅速擴(kuò)散，高濃度氣體迅速降低、均勻，不論高枝和低枝作物都不易受傷害，如果臭氧發(fā)生量控制得當(dāng)，能瞬間殺滅病害并提高產(chǎn)量。

4試驗(yàn)結(jié)果

2012年10月江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站工作人員在南京市浦口區(qū)盤城鎮(zhèn)雙城社區(qū)浦浩農(nóng)業(yè)生態(tài)園的日光溫室大棚，針對(duì)“氣流循環(huán)法”，進(jìn)行了同棚不同天的3次現(xiàn)場(chǎng)臭氧氣體濃度的試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)采用5點(diǎn)法（四角和中間點(diǎn)）進(jìn)行，大棚規(guī)格：8332標(biāo)準(zhǔn)棚（55×8×3）m，大棚地面面積：429.605m2，大棚最大高度：3.10m，植物品種：紅顏草莓，植株高：135.7mm，土壤：沙壤土，取點(diǎn)高度1m左右，試驗(yàn)結(jié)果表明，各點(diǎn)臭氧氣體濃度在不同時(shí)段分布較均勻，在整個(gè)工作時(shí)段的臭氧氣體濃度滿足企業(yè)產(chǎn)品規(guī)定的范圍?，F(xiàn)場(chǎng)也發(fā)現(xiàn)：在開啟臭氧設(shè)備的同時(shí)，全棚會(huì)產(chǎn)生薄薄的、均勻的霧氣（水），隨著時(shí)間的推移，霧氣越來(lái)越均勻，同時(shí)棚內(nèi)空氣變得異常清新。關(guān)閉發(fā)生器后，臭氧濃度逐漸降到本底濃度，霧氣仍未完全消除。霧氣的產(chǎn)生是臭氧氧化后的產(chǎn)物二氧化碳和水，霧氣均勻，表明二氧化碳也均勻，臭氧也均勻。

5氣流循環(huán)法的應(yīng)用環(huán)境條件和附加產(chǎn)物

5.1氣流循環(huán)法的應(yīng)用環(huán)境條件氣流循環(huán)法的氣流源為臭氧氣體，工業(yè)臭氧發(fā)生器是產(chǎn)生臭氧氣體的來(lái)源，需要一定的臭氧發(fā)生量，進(jìn)而調(diào)整和達(dá)到一定的臭氧濃度。因此對(duì)于一個(gè)特定的臭氧發(fā)生器，必須提高臭氧發(fā)生器的發(fā)生效率。提高臭氧發(fā)生器的發(fā)生效率，必須要對(duì)氣源進(jìn)行預(yù)處理，而氣源來(lái)自于周圍環(huán)境（即棚內(nèi)溫濕度狀況），預(yù)處理的手段就是降溫和排濕。因此，溫度、濕度直接影響臭氧發(fā)生量，并間接影響臭氧濃度。其應(yīng)用環(huán)境條件：①應(yīng)用時(shí)間：棚內(nèi)給臭氧時(shí)間均在夜間，一般在太陽(yáng)落山后就可進(jìn)行（以保證低溫和無(wú)光照）。②閉棚，保證臭氧氣體不流失（濕度越大，殺菌效果越好，臭氧發(fā)生量效率越低）。

5.2附加產(chǎn)物植物在成長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)釋放各種不同的有機(jī)化合物，臭氧與有機(jī)化合物反應(yīng)的產(chǎn)物就是二氧化碳和水。植物成長(zhǎng)呼吸需要吸收二氧化碳，在密閉棚內(nèi)二氧化碳因消耗較大，通常其濃度偏低，試驗(yàn)棚使用臭氧后增加了二氧化碳?xì)夥实臐舛龋龠M(jìn)植物的生長(zhǎng)，增加了作物產(chǎn)量。另外，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧氣體的同時(shí)產(chǎn)生非常少量的一氧化氮、二氧化氮，增加了棚內(nèi)的氮肥量。

6應(yīng)用前景

設(shè)施園藝種植中溫室應(yīng)用的最大收獲是適宜的溫、濕度環(huán)境，而適宜環(huán)境的結(jié)果是一把雙刃劍，既創(chuàng)造了農(nóng)作物生長(zhǎng)需要的良好環(huán)境，但同時(shí)也成為農(nóng)作物病菌生存、生長(zhǎng)、繁殖的良好溫床，因此有效殺滅溫室作物有害病菌，有效減輕病蟲害的影響，提高種植產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用，實(shí)現(xiàn)無(wú)公害目標(biāo)，生產(chǎn)出綠色無(wú)污染的農(nóng)產(chǎn)品，保障食物安全，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展顯得尤為重要。臭氧防病殺菌替代農(nóng)藥是設(shè)施園藝中一個(gè)卓有成效的新式武器，也是最便捷有效、無(wú)污染的一個(gè)重要手段，但它也是一把雙刃劍，處理不當(dāng)，會(huì)造成植物的損傷甚至是死亡。目前這一新式武器還有缺陷，仍需研究和解決技術(shù)應(yīng)用中的許多關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)問(wèn)題“，氣流循環(huán)法”只是解決了其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，它實(shí)現(xiàn)了大棚中的氣流組織的流動(dòng)問(wèn)題，從根本上解決了多年來(lái)困擾臭氧技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)上難于取得進(jìn)展的一個(gè)瓶頸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2012年底，全國(guó)設(shè)施園藝種植面積已達(dá)399.8萬(wàn)hm2，預(yù)計(jì)到2015年，全國(guó)設(shè)施園藝面積可達(dá)433.3萬(wàn)hm2以上。

7小結(jié)

目前，我國(guó)設(shè)施園藝的種植面積已達(dá)到了一個(gè)空前的規(guī)模，約占世界總面積的85%以上。如此巨大的市場(chǎng)擁有量，這一新技術(shù)的應(yīng)用，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值，隨著其他關(guān)鍵技術(shù)的突破，必將給整個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)園藝種植行業(yè)的質(zhì)保技術(shù)帶來(lái)革命，同時(shí)給相關(guān)制造企業(yè)帶來(lái)無(wú)限的商機(jī)。

作者：糜南宏屈弘趙海瑞汪世明高飛單位：江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站南京益隆高科技有限公司南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蘇果超市有限公司