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1臭氧技術現(xiàn)狀

用臭氧替代農(nóng)藥應用在設施農(nóng)業(yè)大棚中，還存在著許多問題未能解決，目前國際上還沒有相關的實際成果。20世紀90年代，山東、陜西、大連、北京等地就有許多機構在做相關研究。目前廣泛采用的技術路線是“管道擴散法”，多年的實踐證明該擴散法對低矮作物尚可，但對如黃瓜這樣的藤架作物卻不行，原因是臭氧擴散問題還沒徹底解決。因此，高濃度臭氧擴散是臭氧殺菌技術能否在溫室中實際應用的關鍵之一，它需要解決快速擴散、均勻分布的問題。

2臭氧的殺菌機理

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，通過距棚頂一定高度的排風裝置，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、風壓和速度，迅速稀釋并向設定方向運動，形成大棚內的氣流循環(huán)，快速均勻擴散，同時使臭氧氣體達到一定均勻濃度，達到殺滅棚內病害而不傷作物的目的。

3.2管道擴散法以空氣為原料，通過距地面一定高度的排風裝置和管道系統(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，通過自身重量由高處向下自由擴散到棚內各處，達到殺滅棚內病害而不傷作物的目的。

3.3管道擴散法與氣流循環(huán)法的比較管道擴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管道運輸逐漸稀釋，再通過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，濃度排出的時候也是較高濃度的臭氧氣體逐漸向下擴散再稀釋的過程，棚內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候即在頂棚高處，且在不受限制的空間進行稀釋，同時具有較大的風速和循環(huán)氣流，臭氧氣體迅速擴散，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，能瞬間殺滅病害并提高產(chǎn)量。

4試驗結果

2012年10月江蘇省農(nóng)業(yè)機械試驗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“氣流循環(huán)法”，進行了同棚不同天的3次現(xiàn)場臭氧氣體濃度的試驗檢測，試驗采用5點法（四角和中間點）進行，大棚規(guī)格：8332標準棚（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，取點高度1m左右，試驗結果表明，各點臭氧氣體濃度在不同時段分布較均勻，在整個工作時段的臭氧氣體濃度滿足企業(yè)產(chǎn)品規(guī)定的范圍。現(xiàn)場也發(fā)現(xiàn)：在開啟臭氧設備的同時，全棚會產(chǎn)生薄薄的、均勻的霧氣（水），隨著時間的推移，霧氣越來越均勻，同時棚內空氣變得異常清新。關閉發(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)法的應用環(huán)境條件和附加產(chǎn)物

5.1氣流循環(huán)法的應用環(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)生臭氧氣體的來源，需要一定的臭氧發(fā)生量，進而調整和達到一定的臭氧濃度。因此對于一個特定的臭氧發(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，必須要對氣源進行預處理，而氣源來自于周圍環(huán)境（即棚內溫濕度狀況），預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。其應用環(huán)境條件：①應用時間：棚內給臭氧時間均在夜間，一般在太陽落山后就可進行（以保證低溫和無光照）。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)物植物在成長過程中會釋放各種不同的有機化合物，臭氧與有機化合物反應的產(chǎn)物就是二氧化碳和水。植物成長呼吸需要吸收二氧化碳，在密閉棚內二氧化碳因消耗較大，通常其濃度偏低，試驗棚使用臭氧后增加了二氧化碳氣肥的濃度，促進植物的生長，增加了作物產(chǎn)量。另外，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧氣體的同時產(chǎn)生非常少量的一氧化氮、二氧化氮，增加了棚內的氮肥量。

6應用前景

設施園藝種植中溫室應用的最大收獲是適宜的溫、濕度環(huán)境，而適宜環(huán)境的結果是一把雙刃劍，既創(chuàng)造了農(nóng)作物生長需要的良好環(huán)境，但同時也成為農(nóng)作物病菌生存、生長、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，實現(xiàn)無公害目標，生產(chǎn)出綠色無污染的農(nóng)產(chǎn)品，保障食物安全，對設施農(nóng)業(yè)的發(fā)展顯得尤為重要。臭氧防病殺菌替代農(nóng)藥是設施園藝中一個卓有成效的新式武器，也是最便捷有效、無污染的一個重要手段，但它也是一把雙刃劍，處理不當，會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應用中的許多關鍵技術和基礎問題“，氣流循環(huán)法”只是解決了其中一個關鍵問題，它實現(xiàn)了大棚中的氣流組織的流動問題，從根本上解決了多年來困擾臭氧技術在設施農(nóng)業(yè)上難于取得進展的一個瓶頸。據(jù)統(tǒng)計，截止2012年底，全國設施園藝種植面積已達399.8萬hm2，預計到2015年，全國設施園藝面積可達433.3萬hm2以上。

7小結

目前，我國設施園藝的種植面積已達到了一個空前的規(guī)模，約占世界總面積的85%以上。如此巨大的市場擁有量，這一新技術的應用，具有極大的推廣應用價值，隨著其他關鍵技術的突破，必將給整個設施農(nóng)業(yè)園藝種植行業(yè)的質保技術帶來革命，同時給相關制造企業(yè)帶來無限的商機。

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