CN101342374A

CN101342374A - 臭氧防治植物病虫害的装置及其消毒的方法

Info

Publication number: CN101342374A
Application number: CNA2008101369291A
Authority: CN
Inventors: 盖志武; 孙震; 王立峰; 汪春蕾; 李想
Original assignee: Northeast Forestry University
Current assignee: Northeast Forestry University
Priority date: 2008-08-15
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2009-01-14
Also published as: CN101491236A

Abstract

臭氧防治植物病虫害的装置及其消毒的方法，它涉及一种防治植物病虫害的装置及其消毒方法。本发明的目的是为解决现有的植物病虫草害防治花费大量的人力、物力，大量的农药还造成对人类和自然环境深远持久危害的问题，本发明的装置第一管道的一端与臭氧发生装置的出口相连通，第二管道的另一端与喷灌装置相连通。方法一、臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/l，每亩地浸灌臭氧水45～55吨。方法二、每亩地用臭氧水4～6吨，空气中臭氧的浓度控制在小于1mg/l。本发明采用臭氧发生器产生臭氧气体，经过气液混合装置得到高浓度的臭氧水实现对土壤的消毒，部分未溶解的臭氧随臭氧水进入灌溉系统，实现对空气的消毒、对植物的清洗消毒。

Description

臭氧防治植物病虫害的装置及其消毒的方法

技术领域

本发明涉及一种防治植物病虫害的装置及其消毒的方法。

背景技术

农作物病虫害是人类面临的主要自然灾害之一，它具有种类多、影响大并时常暴发成灾的特点。世界上每年因病虫害造成果树、蔬菜的损失约为15～20％。我国自上世纪50年代以来，农作物主要病虫害的发生面积不断增大，特别是上世纪70年代初期以来，病虫害发生面积和发生频率逐年增长，成为我国发展高产、优质、高效农业的主要制约因素。

目前对病虫灾害的控制主要采用化学农药。由于长期大量使用农药，空气、水源、土壤和食物受到污染，毒物累积在牲畜和人体内引起中毒，造成农药公害问题。据有关调查资料表明：城市人中有10％的人肝功能不好，与吃带有残留农药的蔬菜有关。残留农药还会危害人的神经系统和其他器官，诱发突变，导致癌症和慢性中毒等。更为严重的是，由于农药的刺激，害虫的抗药性越来越强，由于害虫的抗药性以及农药同时杀死大量有益生物，导致了害虫更加猖獗，形成恶性循环，是破坏自然生态环境的“自杀式农业”。在我国加入WTO之后，农业生产还面临着全球性绿色壁垒等技术性挑战，发展无公害农业已经成为未来农业的发展趋势。近年来，随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国设施农业正处于空前迅速发展的大好时机，但随之而来的是棚室内作物病虫害日益严重；而且，大棚、温室内施用农药后农药降解速度一般比大田中农药降解速度慢。

土壤是病虫害传播的主要媒介，也是病虫害繁殖的主要场所。许多病菌、虫卵和害虫都在土壤中生存或越冬，而且其中还常存有杂草种子。在棚室内或固定田块连茬耕作时，会导致土壤中有害生物量剧增，病虫害连年加重，使蔬菜等作物产量锐减、品质下降。例如草莓枯萎病、根腐病、黄萎病、疫病等土传病害、病原菌的大量积累，将给草莓生产带来巨大损失。番茄是中国保护地栽培的主要蔬菜种类之一。由于多年的连作，导致枯萎病、根结线虫病等土传病害越来越严重，严重制约了保护地蔬菜生产的发展。一般减产20％～40％，严重时减产达60％以上甚至绝收。若将棚内土壤移出换上新土，费时费力，过一段时间后还将重蹈覆辙。在作物种植前对棚室土壤进行消毒处理是一种被广泛采用的积极有效的防治病虫草害的方法，国内外对棚室土壤进行消毒处理主要采用化学试剂熏蒸的方法，有少量采用高温蒸汽熏蒸或火烧、水淹等物理方法，缺少一种有效的防治植物病虫草害的装置。

土壤消毒是解决这一问题的有效途径。蔬菜、花卉、幼树等苗床用土、盆花用土、露天圃地等使用前都应彻底消毒，以预防病虫草害的发生。长期以来，人们最常用的土壤消毒剂是甲基溴，是高毒杀虫剂(熏蒸剂)，对土传有害生物高效、广谱，具有杀虫、杀线虫、杀菌、杀蜘、除草、灭鼠等多种功效。甲基溴对土壤穿透力强而且迅速，对所有种类所有生长阶段的植物寄生性线虫、多年生杂草及大多数一年生杂草籽、地老虎及其它幼虫、蛾姑、各种蟒蜡、蚂蚁、甲虫类土生昆虫、粹倒病、根黑腐、黑胫病等有较好的杀灭作用。被广泛采用的溴甲烷土壤消毒方法不仅对当季作物有增产作用，对后茬作物仍有一定的增产作用。并可明显提高产量和品质。用溴甲烷土壤消毒后，多点试验溴甲烷土壤消毒对黄瓜都有增产作用，增产幅度在7％～34％，并可明显提高黄瓜Vc含量。但由于溴甲烷是一种破坏臭氧层的物质，在各种用途的甲基溴使用过程中，有32～95％的甲基溴排放到大气中去。根据《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》，各国于2005年后逐渐停止生产和使用溴甲烷，在发展中国家将于2015年淘汰。同时，由于溴甲烷具有高毒性，使用不当易造成人畜中毒，使用也不方便。寻找替代甲基溴新技术是倍受各国政府和全球植保、环保等诸多科学领域科技工作者关注的热点问题。国外在这方面的研究进行得比较早，也比较深入，我国目前有中国农业大学等高校进行了采用其他化学试剂替代溴甲烷的研究。针对农业病虫草灾害日益猖獗、化学农药危害日益严重的现状，科学家们探索无公害方法治理农业病虫草害的兴趣日益强烈。现有的植物病虫草害防治方法花费大量的人力、物力在病虫草害大面积暴发后的治理上，耗费大量的人力物力之后，仍会造成大量损失，而且不能铲除根源，只能在一定程度上控制，条件具备时还会复发，大量的农药还造成对人类和自然环境深远持久的危害。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的植物病虫草害防治方法花费大量的人力、物力在病虫草害大面积暴发后的治理上，耗费大量的人力物力之后，仍会造成大量损失，而且不能铲除根源，只能在一定程度上控制，条件具备时还会复发，大量的农药还造成对人类和自然环境深远持久危害的问题，提供一种臭氧防治植物病虫害的装置及其消毒的方法。

本发明的装置包含臭氧发生装置、第一管道、气液混合装置、进水管接头、第二管道和喷灌灌溉装置，第一管道的一端与臭氧发生装置的出口相连通，第一管道的另一端与气液混合装置的输入端相连通，气液混合装置上固定连接有进水管接头，第二管道的一端与气液混合装置的输出端相连通，第二管道的另一端与灌溉装置相连通。

本发明在种植前对土壤进行消毒的方法：采用瓶装氧气为臭氧发生装置供气，臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，土壤的湿度小于30％进行灌溉，每亩地浸灌臭氧水45～55吨。

本发明对植物进行清洗消毒的方法，用空气或瓶装氧气为臭氧发生装置供气，臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，每亩地用臭氧水4～6吨，残余的未溶解于水的臭氧进入空气中，对空气进行消毒，空气中臭氧的浓度控制在小于1mg/L。

本发明的使用：种植前种子用臭氧水浸泡消毒，采用本发明对土壤进行消毒，预防土传病害；种子发芽后，定期用本发明对植物消毒，土壤也同时得到消毒。本发明应用于果园、树木、大田：可以用自来水、清洁的水库水或者地下水作为水源，产生臭氧水。1、有微灌系统时，可以利用微灌、滴灌等灌溉系统与臭氧水发生装置构成消毒装置，实现用臭氧水消毒植物；2、应用于树木、果园或者无微灌系统的大田，可以采用流动喷洒臭氧水的装置，可以用人力车、畜力车、机动车或者农用飞机载臭氧水发生装置浇灌或者喷雾消毒植物。

本发明采用臭氧发生装置产生臭氧气体，经过气液混合装置可以得到高浓度的臭氧水。部分未溶解的臭氧及臭氧水进入灌溉系统，可以实现对植物的清洗消毒，臭氧水渗透到土壤中实现对土壤的消毒，未溶解的臭氧气体可以对大棚中的空气消毒。本发明的装置结构简单、使用方便。本发明可以实现对植物及其生长环境的全面高效消毒，而且无任何污染和残留！本发明使植物生长需要的水、空气、土壤都得到了净化，可以得到高品质的农产品。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图，图2是具体实施方式三装置的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：(参见图1)本实施方式包含臭氧发生装置1、第一管道3、气液混合装置4、进水管接头6、第二管道10和灌溉装置11，第一管道3的一端与臭氧发生装置1的出口相连通，第一管道3的另一端与气液混合装置4的输入端相连通，气液混合装置4上固定连接有进水管接头6，第二管道10的一端与气液混合装置4的输出端相连通，第二管道10的另一端与灌溉装置11相连通。

具体实施方式二：(参见图1)本实施方式又增加了第三管道2、第一阀门5、第二阀门7、第三阀门8和第四管道9，第三阀门8串接在气液混合装置4和灌溉装置11之间的第二管道10上，第一阀门5的一端与进水管接头6相连通，第一阀门5的另一端与第三管道2的侧壁相连通，第二阀门7的一端与第三管道2的末端相连通，第二阀门7的另一端与第四管道9的一端相连通，第四管道9的另一端与第二管道10相连通。本实施方式可用于植物、土壤的消毒，也可以用于果园、树木、大田的灌溉。用于植物、土壤的消毒时，将第一阀门5和第三阀门8打开，将第二阀门7关闭，用于果园、树木、大田的灌溉时，将第二阀门7打开，将第一阀门5和第三阀门8关闭。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：(参见图2)本实施方式用于塑料大棚或温室内植物、土壤的消毒，灌溉装置11设置在塑料大棚或温室12内，塑料大棚或温室12内还设有紫外线灯13和臭氧浓度传感器14，在塑料大棚或温室12的下部还设有与塑料大棚或温室12内外相通的排风换气扇15。本实施方式的臭氧浓度传感器14探测到臭氧浓度超标时，自动或手动开启紫外线灯13，分解臭氧气体，还可以开启排风换气扇15以降低臭氧浓度或者停止臭氧发生系统的工作，待臭氧浓度降低到警戒线以下时再酌情开启臭氧消毒系统。

具体实施方式四：本实施方式在种植前对土壤进行消毒，采用瓶装氧气为臭氧发生装置1供气，臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，土壤的湿度小于30％以增加土壤吸收臭氧水的能力，使臭氧水通过灌溉装置浸透土壤，每亩地浸灌臭氧水45～55吨，温室不通风，持续时间50min以上。消毒后检测土壤中有害微生物含量，若未达到预期目标可以再消毒一次。

具体实施方式五：本实施方式对植物进行清洗消毒，用空气为臭氧发生器供气一般也可以满足要求，病虫害可能发生的风险高时，采用氧气瓶为臭氧发生装置1供气，使臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，每亩地用臭氧水4～6吨，以提高臭氧水的消毒效果，残余的未溶解于水的臭氧进入空气中，对空气进行消毒，空气中臭氧的浓度控制在小于1mg/L，温室不通风，持续时间110～150min。

臭氧是氧的同素异构体，其分子由三个氧原子组成，具有很强的氧化作用。结构不稳定，容易分裂为O₂和O原子，因此具有很强的氧化性。在一定浓度下，臭氧与构成生物细胞的有机物如蛋白质、脂类、核酸、酶类等发生反应使之构相改变而失去功能，进而使细胞因结构破坏和生长代谢障碍发生死亡。臭氧直接作用于细菌的细胞膜，通过与脂类的双键起反应，使细胞壁和细胞膜的成分受到损害，通透性发生改变，使细胞内成分变性、溶解、导致细菌死亡。臭氧通过破坏核糖核酸或脱氧核糖核酸物质完成对病毒的灭活。其杀菌作用快速、广谱，属于高效消毒剂。

将臭氧通入水中后，一部分O₃分子溶解在水中，一部分O₃分子分解并与H₂O结合生成氧化性更强的[OH]基。由于含有活泼的[OH]基和O₃分子，臭氧水溶液具有比臭氧气体更强的氧化性。臭氧的水溶液借助氧化反应的方式杀灭细菌、病毒等微生物，并且快速广谱，不会产生耐药。与臭氧相比，臭氧水溶液不仅具有强大的氧化性和快速的杀菌作用，还有安全无毒，无刺激性的优点。臭氧水制取方便，通过普通的臭氧消毒器即可获得。我国拥有相当成熟的臭氧发生器的生产技术，产品性能稳定，价格较低。臭氧水溶液制取方便，只要有水源、电源，利用一台产率合格的臭氧发生器可随时随地制取，成本极低。因此利用臭氧水溶液杀病菌更高效、可行。

Claims

1、一种臭氧防治植物病虫害的装置，它包含臭氧发生装置(1)、第一管道(3)、气液混合装置(4)、进水管接头(6)、第二管道(10)和灌溉装置(11)，其特征在于：第一管道(3)的一端与臭氧发生装置(1)的出口相连通，第一管道(3)的另一端与气液混合装置(4)的输入端相连通，气液混合装置(4)上固定连接有进水管接头(6)，第二管道(10)的一端与气液混合装置(4)的输出端相连通，第二管道(10)的另一端与灌溉装置(11)相连通。

2、根据权利要求1所述的臭氧防治植物病虫害的装置，其特征在于：它还包含第三管道(2)、第一阀门(5)、第二阀门(7)、第三阀门(8)和第四管道(9)，第三阀门(8)串接在气液混合装置(4)和灌溉装置(11)之间的第二管道(10)上，第一阀门(5)的一端与进水管接头(6)相连通，第一阀门(5)的另一端与第三管道(2)的侧壁相连通，第二阀门(7)的一端与第三管道(2)的末端相连通，第二阀门(7)的另一端与第四管道(9)的一端相连通，第四管道(9)的另一端与第二管道(10)相连通。

3、使用权利要求1的臭氧防治植物病虫害的装置在种植前对土壤进行消毒的方法，其特征在于：采用瓶装氧气为臭氧发生装置(1)供气，臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，土壤的湿度小于30％进行灌溉，每亩地浸灌臭氧水45～55吨。

4、使用权利要求1的臭氧防治植物病虫害的装置对植物进行清洗消毒的方法，其特征在于：用空气或瓶装氧气为臭氧发生装置(1)供气，臭氧水中臭氧的浓度为1～10mg/L，每亩地用臭氧水4～6吨，残余的未溶解于水的臭氧进入空气中，对空气进行消毒，空气中臭氧的浓度控制在小于1mg/L。