玉环恩晨卫生洁具厂:四种土壤消毒方法比较分析

设施农业土壤消毒及方法比较浅析 摘要：介绍了当前设施农业土壤消毒的主要方法，对当前使用较多的四种土壤消毒方法进行了比较分析。 关键词：设施农业 土壤消毒 方法比较 引言    设施农业一直是都市现代农业的重要发展方向。由于设施种植是进行周年性生产，设施内长期处于高温、高湿的微环境下，适宜的环境条件有利于土壤中病原菌和害虫的繁殖，特别是一些专业化生产基地,多年连茬种植,难于轮作倒茬,常造成土壤中的病原菌和虫卵连年积累,一些土传病虫害发生越来越重。土传病虫害严重制约了设施种植业生产的发展，发生时一般减产20%～40%,严重时减产达60%以上甚至绝收。    对于有些土传病虫害，有针对性的使用选用良种、实行轮作、嫁接等方法可以解决，进行土壤消毒是比较广谱、有效的方法。1 土壤消毒方法    土壤消毒方法根据其作用机理不同，可大致分为热消毒、药剂消毒、生物消毒、电消毒。在实际应用中，往往综合使用会取得更好的效果。1.1 热消毒    通过各种方法使土壤升温，可以杀灭土壤中大部分病原菌和害虫。1.1.1 太阳能消毒    此方法是在7-8月份，气温达35℃以上时，清理、耕整土地，施入稻（麦）草、麦麸、鸡粪等有机肥并灌水，用透明吸热薄膜覆盖地表，密闭温室数天，利用太阳热和水使有机肥在土中厌氧发酵，产生酵母菌、乳酸菌等有益菌群，结合土温升高，达到杀灭土壤病菌和线虫的目的。比较常用且效果较好的是太阳能石灰氮消毒法，具体做法如下：    选择夏季高温、棚室休闲期使用，每667平方米用麦草（或稻草）1000～2000千克，撒于地面；再在麦草上撒施石灰氮50～100千克；深翻地20～30厘米，尽量将麦草翻压地下层；做高30厘米、宽60～70厘米的畦；地面用薄膜密封，四周盖严；畦间灌水，且要浇足浇透；棚室用新棚膜完全密封；在夏日高温强光下闷棚20～30天。石灰氮在土壤中分解产生单氰胺和双氰胺，这两种物质对线虫和土传病害有很强的杀灭作用。同时石灰氮中的氧化钙遇水放热，促使麦草腐烂，有很好的肥效。夏季高温，棚膜保温，地热升温，白天地表温度可高达65℃～70℃，10厘米地温高达50℃以上，这样可以有效杀灭土壤中各种病虫害和杂草。闷棚结束后将棚膜、地膜揭掉，耕翻、晾晒，即可种植。1.1.2 蒸汽热消毒    蒸汽热消毒一般使用专门的设备，如低温蒸汽热消毒机。消毒作业时，将带孔的管子埋在地中，利用低温蒸汽土壤消毒机的蒸汽锅炉加热，通过导管把蒸汽热能送到土壤中，使土壤温度升高。土壤温度在70℃时，保持30分钟；土壤温度在95℃以上时，保持5～7分钟，即可基本杀灭土中病菌和线虫。1.1.3 热水土壤消毒    利用锅炉，把75～100℃的热水直接浇灌在土壤上，使土温升高进行消毒的方法。这种消毒与蒸汽消毒一样不受季节影响，可随时进行。消毒前，深翻土壤，耙磨平整，在地面上铺设滴灌管，并用地膜封严，之后通入75～100℃热水，给水量因土质、外界温度、栽培作物种类不同而不同，一般消毒范围在地下0～20 厘米时，每平方米灌100 升水，消毒范围在地下0～30厘米时，每平方米灌200 升水。为了提高消毒效果，要求：①土壤要疏松。应增施农家肥和深耕。②土壤干燥。2天后即可播种或定植。1.1.4 地下加热与太阳能并用土壤消毒    这种方式是在设施地下深60厘米、间隔60厘米，埋设外径13厘米的放热管，通过锅炉通入热水，循环加热土壤。夏天用来进行土壤消毒，冬天可以对土壤加温。夏季进行土壤消毒时通入80℃的热水，结合通常的太阳能消毒，使0—80 cm土壤达到50℃，保持7小时，可基本杀灭土壤中的病菌、线虫、杂草种子。1.1.5  微波土壤消毒    微波土壤消毒即利用微波照射土壤进行消毒，由于微波土壤消毒兼有热效应和生物效应杀菌效果,因而,杀灭效率和效果都远优于其他物理消毒方法,而且,因其具有操做简便、无任何毒性、无污染和无残留等特点，使得国内外科学家们一直在不懈地研究和改进，但该技术仍然处于实验和研究阶段,未见系统的理论研究报道,尚未有该领域原理和技术上的突破,也未见可商业化的产品。曾有报道，德国车荷恩赫农业机械公司研制生产了一种微波灭虫犁,这种犁的犁尖壳内有台6000瓦的微波发射机,该犁用拖拉机或农用汽车带动,在耕作翻土时,微波通过犁尖发射到土壤中,可消灭50厘米深土中的害虫或病菌。^[1]1.2  药剂消毒    药剂土壤消毒是将化学、生物制剂通过毒土、喷施、熏蒸等方式，施用到土壤中以杀死土壤中的病原菌、地下害虫、线虫、杂草种子等。主要使用的药剂有：甲醛、多菌灵、百菌清、波尔多液、垄鑫、棉隆、线克（威百亩）、甲霜灵、硫磺、阿维菌素、链霉素、硫酰氟、氯化苦、代森锌等，其中溴甲烷（甲基溴）是比较常用的一种。1.2.1  溴甲烷（甲基溴）土壤消毒    溴甲烷是世界上公认最有效的土壤消毒剂。可有效杀灭土壤中的真菌、细菌、土传病毒、昆虫、螨类、线虫、寄生性种子植物、啮齿动物等。溴甲烷用于土壤消毒，可减少地上部病虫害的发生，并可减少氮肥的用量。但是溴甲烷是一种破坏臭氧层的物质，根据《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》，在发展中国家将于2015年淘汰。减少溴甲烷的散发和寻找其替代品是多国科学家正在从事的工作。    溴甲烷消毒的效果与其使用方法密切相关。在我国溴甲烷主要采用“冷法”消毒，并盖普通聚乙烯膜，由于“冷法”消毒时药剂不易分布均匀，加之溴甲烷在聚乙稀膜中的透过力强，根据联合国的资料，35％～85％的溴甲烷可透过聚乙稀膜而进入到大气中，所以采用溴甲烷消毒时如操作不当，效果并不理想。溴甲烷最好采用“热法”施药，其方法是将水加热至70～80℃，将溴甲烷通过螺旋管道施入分布带中，可显著提高其分布效果。热法消毒有专门的设备，最好由专业人员操作，如果热法施药结合采用不渗透膜（VIF膜，溴甲烷的穿透率低于1％），可显著减少其散发量，也可减少其用量，从而减少对臭氧层的破坏作用。^[2]1.2.2 酒精土壤消毒    这种土壤消毒法是日本千叶县农业综合研究中心等机构的研究人员开发出了一种简易土壤消毒方法，具体操作步骤是，在土壤上喷洒浓度为２％左右的酒精水溶液，然后用塑料薄膜覆盖１到２周。研究人员介绍说，酒精能降低土壤内含氧量，从而起到灭虫效果。据报道，新方法可轻松杀灭害虫和病原菌，消毒效果几乎等同于溴甲烷。酒精几天后就会在土壤中分解，不会对环境造成影响。但此种土壤消毒方法，国内还未见其使用的相关报道。1.3 微生物消毒    微生物消毒是通过调控土壤微生物群落，提高微生物多样性，使有益微生物增加而病原菌减少，从而抑制病害。1.3.1 活性炭土壤消毒    活性炭是植物炭化形成的炭粉，植物种类不同，炭化后的活性也有差异，其中，最好的是炭化椰子壳。可随施底肥每平方米施0.3千克活性炭。土壤施用活性炭后，能增加土壤中有益微生物的繁殖，抑制病原菌的繁殖，起到消毒的作用。1.3.2 微生物菌肥土壤消毒    微生物菌肥是一种包括厌氧和好氧多种微生物复合生成的生物制剂，使用菌肥后，配合增施有机肥，可使土壤中有益微生物大大增多，特别是根际土壤中有益微生物大幅增加，拮抗某些病原微生物而产生抑制病害的作用。微生物菌肥一定要注意绝对不能和杀菌剂一起使用。    传统微生物肥料是以含有微生物活体菌的数量多少作为有效成分的标准，由于活体菌受到种种因素 的制约 、影响(如加工造粒湿度 、含水量 、保存期、土壤环境及施肥种类、时间等)，活体菌的数量极易大幅度缩减，使用效果难以保证。1.4 电消毒    电消毒就是利用电直接作用于土壤或使用电处理过的水、空气对土壤进行处理，达到土壤消毒的目的。1.4.1 土壤连作障碍处理机    利用土壤电连作障碍微水分处理技术原理制作的土壤连作障碍处理机主要解决老菜田和长期使用的育苗温室存在的连作障碍问题。使用土壤连作障碍处理机进行土壤处理时，只要将处理机电极部分插入土壤15～50厘米深即可，土壤处理效果随处理电压、土壤含水率以及时间的增加而增加。为了获得良好的处理效果，土壤含水率应保持在35～70%之间，处理电压应达到最大值，处理时间应保证在5分钟以上。^[3]    3DT-70型土壤水电解器，主要用于空棚的土壤处理，在低电压情况下也可用于植物生长期间的连作障碍的防治，处理时可将不锈钢丝绳阴、阳极按一定间距布设在土壤中，其深度应大于50厘米，处理效果随土壤含水率的增加而增加。1.4.2 GJX-1型臭氧水基质消毒机    其工作原理是利用气液混合装置将一定浓度的臭氧容在水中并在泵的作用下导出机外。利用臭氧水处理土壤、基质后，猝倒病、立枯病、根腐病、炭疽病、褐斑病、枯萎病等常见蔬菜土传病害的发生显著减少，对根节线虫的防治也有一定效果。1.4.3 DDJ系列电液爆土壤处理机    该机是根据储能电容器在土壤胶体溶液中进行强脉冲放电形成的液电效应而对土壤灭菌消毒的。对土壤处理的效果好于臭氧水基质消毒设备，液电效应形成的等离子体、压力波、臭氧可将土壤中的细菌、病毒及害虫迅速杀灭，并可将土壤空气中的氧气转化为氮肥及将多种矿物质营养活化。该机中电容器的放电寿命为2万～6万次，每667平方米土地全部处理约需放电200次，及每个电容器至少能处理667平方米的温室100座。1.4.4 DHC-10型电活化水土壤处理设备    工作原理是是利用电解水原理直接将水变为碱性水和酸性水来处理土壤。碱性水可非常有效的控制土传病害并杀灭虫卵，减少各种虫的虫口数。利用电活化水处理土壤不会产生任何负作用，也不会对生长的植物产生危害。调节电流强度和水通过活化器的速度可以控制和调节活化与杀菌强度。目前，这种设备处于应用效果研究阶段。^[4]2.土壤消毒方法比较    当前土壤消毒使用最多的还药剂消毒，热水土壤消毒和土壤连作障碍处理机已逐步开始推广应用。下面主要对太阳能石灰氮消毒法、热水土壤消毒和溴甲烷土壤消毒、土壤连作障碍处理机这四种土壤消毒方法进行比较。2.1 作业效果    溴甲烷土壤消毒和热水土壤消毒作业效果最直接也有保障，土壤连作障碍处理机可长期连续使用，预防效果更强一些，太阳能石灰氮消毒法相对来说是消毒能力最弱的。2.2 作业成本    太阳能石灰氮消毒法，操作简单，不用专门的工具，使用同时还能为土壤带来有机质从而减少化肥的使用，作业成本最低，主要是人工费用。    溴甲烷土壤消毒操作等同于一般的植保作业，不需要购置专门设备，使用1次有效期2～3年,一般每亩药剂成本800元。    使用土壤连作障碍处理机，需要对设备进行一次性投入1～2万元，但可多年使用，且操作方便、安全，因此，综合成本低于使用药剂土壤消毒。    热水土壤消毒成本最高，热水土壤消毒机每台在10多万元，需要专业人员操作，每次作业费用需600元以上。2.3 作业时间    土壤连作障碍处理机，可在作物生长期中使用，作业时间不受限制；热水土壤消毒，作业时间也比较短，只需要2～3天；太阳能石灰氮消毒法一次作业需要30天左右，是四种方法中需要作业时间最长的；使用溴甲烷土壤消毒，如果严格按照相关规定操作要15～20天。2.4 作业条件    太阳能石灰氮消毒法，对气候依赖性很强，必须要选择气温最高的月份进行操作，遇到阴雨天气会大大影响作业效果。    热水土壤消毒，虽不受天气影响，但很显，地温高时作业效果会更好。    使用溴甲烷土壤消毒，基本不受外部条件的影响。    上述三种土壤消毒作业前，土地都需要进行耕整处理。    土壤连作障碍处理机由于可在作物生长期中使用，受限制最小，只需注意土壤水分条件即可。3.总结    由于农民的惯性思维，当前使用药剂土壤消毒的仍然是最多的。但随着人们对环境保护和食品安全越来越重视，农药的使用将会受到越来越多的限制，使用药剂土壤消毒更会被严格控制甚至被禁止。    太阳能石灰氮消毒法，虽然最环保，但土壤消毒效果没有保证，作业时间太长，往往耽误一茬作物，而且，长时间超高温也降低了温室设施的使用寿命，因此虽然作业成本低，但未得到多数农民的认可。    土壤连作障碍处理机，存在的问题是作业机理还缺乏统一、权威的解释，采用不锈钢电极会将铬、镍等重金属带入土壤中。但其操作简便，作业受限制少，综合成本低，相信随着进一步的改进和完善，会得到更广泛的应用。    热水土壤消毒，作业效果好，作业时间短，不耽误生产，但作业成本高一直是个比较严重的问题，一次性投入过大也影响了普通农户的购买使用。随着设施农业的发展，连片温室越来越多，使用土壤消毒机进行作业服务成为可能，如果能对热水土壤消毒机进行改进，注重节能降耗，操作时与太阳能消毒相结合，降低作业成本，热水土壤消毒也会有较大的发展空间。   参考文献：1. 盖志武，魏丹，汪春蕾，潘俊波. 采用微波替代甲基溴消毒棚室土壤技术综述.  黑龙江农业科学2006,(6):73-762. 曹坳程, 郭美霞. 土壤根结线虫防治技术.  中国蔬菜,2002(6):60～613. 刘滨疆, 仲兆清, 孔京喜. 温室连作障碍及其物理处理技术.  蔬菜, 2004,(04):24～254. 肖远金. 温室蔬菜生产技术设备简介.  农村实用工程技术.温室园艺，2004，（9）： 20-21   作者简介：李凤鸣    天津市农业机械研究所    高级工程师