臭氧在農(nóng)業(yè)種植（土壤基質(zhì)、營養(yǎng)液、種子、棚內(nèi)秧苗）中的應(yīng)用
 

        臭氧（化學(xué)分子式 O3）又名三原子氧，因其有類似魚腥味的臭味而得名。臭氧的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，它在游離時的能量在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)力的氧化作用，是一種高效的消毒劑，對細(xì)菌、病菌、真菌、霉菌芽胞、病毒等微生物都具有極強(qiáng)殺滅力。能迅速將細(xì)菌和病毒殺滅，滅菌速度是氯的300-600倍，紫外線的 3000倍。臭氧為彌漫氣體，消毒無死角，故消毒殺菌效果好。多余的臭氧可以很快分解成氧氣，故不存在二次污染問題。 

1、臭氧殺菌消毒機(jī)理

1）臭氧殺菌機(jī)理以氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)殺菌作用。臭氧首先作用于細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成份受損傷而導(dǎo)致新陳代謝障礙，臭氧繼續(xù)滲透穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。
2）臭氧滅活病毒機(jī)理以氧化作用直接破壞其核糖核酸 RNA或脫氧核糖核酸 DNA物質(zhì)而完成的。臭氧水滅菌情況有些不同，其氧化反應(yīng)有兩種，微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應(yīng)，又與臭氧分解生成之羥基 OH的間接反應(yīng)，由于羥基 OH為極具氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。

 

2、利用臭氧對設(shè)施環(huán)境內(nèi)的空氣消毒

        無論是種植還是養(yǎng)殖的設(shè)施環(huán)境，都需要清潔無菌的空氣，以消除病菌的傳播和危害，利用臭氧對設(shè)施環(huán)境中的空氣進(jìn)行消毒，具有以下優(yōu)勢：

1）高效性。臭氧發(fā)生器在工作時產(chǎn)生一定量的臭氧，在相對密閉的環(huán)境下，擴(kuò)散均勻，包容性能佳，克服了紫外線殺菌存在的諸多死角的固有缺點，可達(dá)到全方位快速高效的消毒滅菌目的。另外，臭氧的滅菌廣譜性能，既可殺滅細(xì)菌繁殖體、芽孢、真菌和原蟲胞體等多種病毒，還可以破壞肉毒桿菌的毒素及立克次氏體等，同時還具有很強(qiáng)的除霉、臭等有機(jī)異味的功能。
2）高潔凈性。臭氧在消滅微生物后快速自然分解為氧的特性，是臭氧用作消毒滅菌劑的獨特優(yōu)點。臭氧在氧化滅菌過程中，多余的氧原子 [O]在 30～ 50分鐘后，又結(jié)合成氧分子 [O2]，不存在任何有毒的殘留物，既解決了二次污染的問題，同時又省去消毒結(jié)束后的再次清潔。

操作簡潔滅菌時，直接將臭氧發(fā)生器的出氣管導(dǎo)入設(shè)施環(huán)境中或中央通風(fēng)系統(tǒng)中。根據(jù)通過驗證的滅菌時間，設(shè)置定時開關(guān)開機(jī)即可。操作使用特別方便，運行費用也很低。如果想增加臭氧的濃度，可以將較大的空間用塑料間隔成較小的空間進(jìn)行消毒，或采用大功率臭氧機(jī)。
 

3、利用臭氧對土壤基質(zhì)的消毒

        消毒是一種有效防治土地病害的方法，能有效解決農(nóng)作物重茬問題并顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前的土壤消毒技術(shù)主要包括物理消毒和化學(xué)消毒。物理消毒包括太陽能消毒技術(shù)、蒸汽消毒技術(shù)、熱水消毒技術(shù)、電消毒技術(shù)等。太陽能消毒技術(shù)受自然環(huán)境限制，而熱水消毒、蒸汽消毒和電消毒技術(shù)運行成本較高、效率低；化學(xué)消毒技術(shù)是指將氯化苦、甲基溴等化學(xué)試劑注入到土壤中進(jìn)行土壤熏蒸，化學(xué)消毒法所用化學(xué)試劑對環(huán)境有污染，易在土壤中殘留，對人類健康和自然生態(tài)環(huán)境都造成持久的危害。臭氧對土壤消毒滅菌是將臭氧氣體溶解于水，制成高濃度臭氧水，澆灌于土壤中，殺菌徹底、無殘留、殺菌廣譜，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等。用臭氧水消毒溫室土壤可以有效防護(hù)和控制土傳病害的發(fā)生，得到真正的綠色蔬菜。臭氧無論在氣體狀態(tài)還是溶解于水的狀態(tài)，都極易分解為氧氣或單個氧原子，因此消毒完成后多余的臭氧會在數(shù)小時內(nèi)完全分解，不存在任何有毒殘留物，不會對環(huán)境造成二次污染，因此臭氧被稱為“理想的綠色消毒劑”。
 

4、無土栽培營養(yǎng)液消毒

        由于無土栽培脫離了土壤，加上環(huán)境的清潔，一般情況下病害的發(fā)生要比傳統(tǒng)的土壤栽培要輕。但是為了節(jié)水節(jié)肥減少環(huán)境污染，無土栽培的營養(yǎng)液往往會循環(huán)使用，所以無土栽培作物一旦受病原菌侵染，病原菌會隨著營養(yǎng)液的循環(huán)流動迅速在作物中擴(kuò)散，很終會導(dǎo)致整個無土栽培系統(tǒng)的崩潰。同時，無土栽培的環(huán)境往往是高溫高濕、營養(yǎng)液條件較好、種植作物單一，這種環(huán)境有利于某些病原菌的生長。因此，無土栽培營養(yǎng)液必須進(jìn)行消毒處理后方能長時間的循環(huán)使用。臭氧具有強(qiáng)氧化作用，可以高效地殺滅營養(yǎng)液中的病原微生物，對于營養(yǎng)液中的細(xì)菌、真菌以及病毒都有很好的殺滅作用。臭氧的殺菌作用幾乎是在瞬間完成的，0.5PPM濃度的臭氧接觸時間在 2min內(nèi)對營養(yǎng)液中的黃瓜枯萎病病原菌和番茄病病原菌的殺滅率達(dá)到 97%，對十字花科軟腐病的殺滅率達(dá)到 大部分。與化學(xué)藥物滅菌不同，使用臭氧滅菌不會使病原微生物產(chǎn)生抗藥性。同時，滅菌后剩余的臭氧由于其性質(zhì)的不穩(wěn)定性會快速分解消失，不會對環(huán)境造成二次污染。臭氧對營養(yǎng)液進(jìn)行消毒通常會設(shè)計在栽培系統(tǒng)的營養(yǎng)液儲液池中進(jìn)行。營養(yǎng)液在儲液池中被通入臭氧后完成消毒，消毒后的營養(yǎng)液利用栽培系統(tǒng)自身的營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)被抽回到種植槽，未消毒的營養(yǎng)液再補(bǔ)充到儲液池中進(jìn)行消毒，很終完成全部營養(yǎng)液的消毒。由于高濃度臭氧水會對作物根系產(chǎn)生傷害，臭氧消毒后的營養(yǎng)液需進(jìn)行無害化處理或放置一定時間才能使用。
 

5、利用臭氧給種子消毒

        從市場上采購回來的種子很可能含有病毒病菌和蟲卵，可將臭氧氣體導(dǎo)入清水中，一般通臭氧 10分鐘中可制得臭氧溶液即通常所說的臭氧水。將種子倒入其中浸泡 15～ 20分鐘，可殺滅種表面的病毒蟲卵等。
 

6、臭氧替代農(nóng)藥控制設(shè)施環(huán)境中的植物蟲害、病毒

        如定期給大棚內(nèi)的秧苗噴灑臭氧水，可將蔬菜表面、根莖的害蟲、蟲卵、病毒等殺滅。噴灑間隔以不影響花期授粉為宜。臭氧氣體用于棚內(nèi)植物能有效防治棚中番茄、香瓜、黃瓜的霜霉病、灰霉病等，并能去除茄子、蘑菇類、盆花等的霉雜菌及蚜蟲，還有促進(jìn)生長之效果。
 

7、利用臭氧延長蔬菜和果蔬的保鮮時間

        臭氧可以有效解決蔬菜和果蔬儲藏期間腐爛、長毛、軟熟變質(zhì)問題。將蔬菜在臭氧水中清洗以后，采用保鮮膜包裝，可以延長儲藏時間。在現(xiàn)有機(jī)械冷庫的基礎(chǔ)上，臭氧保鮮系統(tǒng)，并匹配冷庫加濕裝置，便可成功解決一系列蔬菜、水果的儲藏保鮮難題。
 

8、結(jié)束語

        利用臭氧作為消毒滅菌的方法，是設(shè)施農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的方向，正在逐步為人們所認(rèn)識。相信在不久的將來，隨著科技的進(jìn)步，它將作為一種綠色的農(nóng)藥，進(jìn)入設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行消毒滅菌，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，使農(nóng)產(chǎn)品更加安全、更加環(huán)保。但是，臭氧也是一種對人體有害的氣體，使用中一定要注意安全。用臭氧氣體作為消毒劑時，一定要通風(fēng)20分鐘以上，魚腥味消失后才能進(jìn)入消毒環(huán)境內(nèi)，使用臭氧水洗蔬菜，水果時，一定要 10分鐘以上才能食用。

        作者簡介：朱景華（遼寧省朝陽市喀左縣農(nóng)機(jī)校，遼寧朝陽，122300）