我的特工爷爷最后结局:土壤连作障碍电处理技术的开发研究之试验报告

土壤连作障碍电处理技术的开发研究之试验报告  

  课题组从理论、实验室实验、田间观察三个方面对土壤连作电处理技术进行了比较细致的研究。现将试验应用情况介绍如下：

    一、试验目的

    通过对土壤连作障碍电处理装备的理论、试验、应用研究与实验，确定土壤电处理技术在克服和预防土壤连作障碍合理应用规程，实现忌连作作物的连续化生产目的。

     二、实验对象

    （1）基础理论应用研究

    产氯实验研究、阴极聚水实验研究、土壤理化形状研究。

   （2）小实验环境的研究

    土壤微生物总量控制实验、种子发芽率影响实验、移栽苗苗期生长与病害调查。

   （3）田间生长监测与病害预防试验

    根系有机酸累积的毒害作用的消解试验（重茬香菜生长的调查）、甜瓜根结线虫预防的对比试验、黄瓜枯萎病的预防试验。

    三、试验方法

   （1）基础理论应用研究方法  

产氯实验研究  采用土壤水含氯测试分析方法进行土壤电处理过程土壤水氯含量的监测，氯含量的减少与氯气的生成呈正相关也与氯气和含氯的其他电解产物的杀菌效率呈正相关。

阴极聚水实验研究  采用土壤电处理试验槽进行阴极聚水的观察试验，阴极聚水同土壤团聚体结构的变化、矿物质营养成分的迁移与游离化相关，还同土壤微生物生态环境的改变、钝化有关。

土壤理化形状研究   通过土壤色泽观察以及土壤溶液的电导率变化，判定土壤理化性质变化的显著性。

（2）小实验环境的研究

土壤微生物总量控制实验   通过测定土壤微生物呼吸强度的方法可以判定土壤连作障碍电处理杀灭土壤全量微生物的效率。由于杀灭效率较高，土壤微生物含量降低，呼吸强度降低，测量精度不足，因此采用葡萄糖诱导土壤微生物呼吸产生二氧化碳的方法进行扩量检测。

种子发芽率影响实验   由于土壤电处理可导致土壤中发生显著的电化学反应，残留的氯以及土壤团聚体结构的变化、PH值的变化、氧气含量的剧烈变化等等都可能对播种后的种子发芽率产生影响。按照种子发芽率国家测定标准进行土壤电处理前后种子发芽率的测定。

移栽苗苗期生长与病害调查   电处理的土壤中含有的残氯、电流、氧气都会对秧苗的根系生长产生影响，进而影响秧苗的生长。通过对电处理前后移栽苗的生长势的调查，确定合理的处理规程。另一方面，调查移栽秧苗的根腐病发生率也可以判定土壤微生物总量的消减量。

（3）田间生长监测与病害预防试验

根系有机酸累积的毒害作用的消解试验（重茬香菜、豌豆生长的调查）  香菜、豌豆属于忌有害有机酸累积的一类作物。调查连续重茬种植三次的产量即可判定通过土壤电处理的方法解决根系分泌的有害有机酸累积的能力大小和效果。

甜瓜根结线虫预防的对比试验   甜瓜是一类非常易于遭受根结线虫侵染的作物，处理规程：采用上下叠层电极布设方法、移栽前土壤灌溉100—150g/m2强化剂并处理10小时以上、每隔3-4周处理2-4小时。试验与对照地块面积不得小300平米。

黄瓜枯萎病的预防试验   在现代温室种植业中，黄瓜枯萎病发病重，减产严重，其危害的根源在于土壤镰刀菌，农药处理对食品安全、环境破坏较大，最好的办法就是采用物理的预防措施进行控制。处理规程：上下叠层电极、深层鱼骨交叉电极布设方法均可，但在不影响耕作的前提下，应采用上下叠层电极埋设方法；强化剂应在种植前以100-150克/m2（视连作障碍严重程度而定）的比例随水灌溉，每隔3-4周再以1%的浓度进行在秧灌溉处理。试验与对照地块面积不得小300平米。

四、试验概况

基础应用研究方面:

    （1）产氯实验研究结果表明，通过电处理可将土壤中的氯离子转化为氯气及其多种次氯酸盐，这些物质均可对土壤中的微生物、有机酸、矿物质营养元素的游离程度产生影响。添加强化剂可以显著促进氯气、次氯酸盐的产生，见图1。

（2）阴极聚水试验研究表明，土壤中的水分会随着电处理时间的增加逐渐聚集于阴极（负极），如果是板式电极则负极板出的水分高度会显著高于正极板。如果是线电极，则负极线会呈现被水膜（或水圈）包围的现象，见图2。 

（3）土壤理化形状研究结果首先表明土壤通过长时间的电处理，其颜色会发生显著的变化，尤其是在添加强化剂处理后，土壤颜色相对于对照显示黑色。其次还有一最显著的特点是经过电处理的土壤保水性能增强，抗蒸发能力提高。第三是通过电处理的土壤其土壤溶液的电导率均比对照表现为高，见图3。

小实验环境的研究方面：

（4）土壤微生物总量变化的研究结果首先表明土壤电处理，尤其是添加强化剂的电处理对控制土壤微生物总量具有显著作用；其次证实了处理后添加葡萄糖可以非常显著地游到微生物的繁殖与呼吸作用，有利于测试结果的准确性，见图4。

（5）种子发芽率影响实验的研究首先表明无论是播种前还是播种后进行的常规电处理均对种子的发芽势、发芽率没有显著影响；其次表明添加强化剂的电处理可对在种处理

和处理后即可播种的种子发芽产生大的抑制影响，但发芽后的幼苗粗壮；第三，添加强化剂的土壤电处理后3-5天开始播种，种子的发芽势、发芽率不受影响，见图5；第四，添加强化剂的电处理土壤播种形成的种苗粗壮抗病力强，见图6。

（6）移栽苗苗期生长与病害调查结果表明，无论是常规电处理的土壤还是添加强化剂的电处理土壤都对移栽苗的发根与生长不产生可视的抑制作用。移栽苗在添加强化剂的电处理土壤中生长状况（粗壮程度）优于不处理土壤。小区域土壤电处理试验可非常有效的控制土传病害的发生，黄瓜非嫁接苗50天苗期土传病害显著少于对照，见表1。

田间生长监测与病害预防试验方面：

（7）重茬香菜、豌豆根系有机酸累积的毒害作用的消解试验表明，添加强化剂的土壤电处理能够有效地解决非有害生物的抑制生长作用，其重茬生物产量和经济产量要远远高于非处理区域，见表2。

（8）甜瓜根结线虫预防的对比试验表明，根结线虫病能够采用上下叠层电极进行的强化剂电处理防控，防控成功率高达90%以上，见表3。

（9）黄瓜枯萎病的预防试验表明，无论处理电极如何布置，采用添加强化剂的电处理方式以及合适的处理规程可以有效地预防黄瓜枯萎病的发生。预防成功率大于93%，见表4。