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十一、物理控制草莓病害的技术原理与应用
采用物理方法预防植物病害是现代农业的特征之一。目前，有效的植物病害的物理预防方法包括空间电场、等离子、土壤电处理等方法，其中空间电场法、等离子法在高杆植物病害的预防方面有着显著效能，可以完全替代农药的使用，然而，采用常规的空间电场法在预防草莓等低矮或匍匐生长植物病害方面并不是完全高效的，臭氧法也有着其缺点，等离子量大了易造成植物叶片的物理性破坏，而且易使植物叶片表面富氮化，进而招引蚜虫的快速繁殖。如何用好空间电场、臭氧预防低矮作物，特别是草莓的病害关系到这种鲜食植物产品的食用安全和种植户的经济效益，因此，我们详细地研究了这两种物理防治低矮作物病害的使用方法，并总结出了布设规程和开发了新的适用于草莓病害防治的臭氧机型。
1.草莓的栽培方式与地上部分病害简介
草莓的栽培模式决定了物理防治病害的方式。匍匐生长、高畦要求空间电场系统的布设、等离子体释放系统的布设应能保证电离空气成分、等离子体紧密弥漫在草莓苗的周围，而且最好还能够对多数土传病害进行预防，进而确保植株免受各种病原微生物的侵染。电离空气获得的杀菌剂以及电解土壤处理专用强化剂产生的气体杀菌剂对几乎所有的真菌病害都有效，且须保证各成分不对草莓生长产生危害。
1.1.栽培方式
为了利于排水、通风、透光和采摘，草莓一般采用高畦栽培。作畦规格可定为：畦高23cm，畦沟宽33cm，畦基部宽54cm，畦面宽43cm。
1.2.地上部分病害
草莓常发生的地上病害包括灰霉病、白粉疫、（终极腐霉）烂果病、黑霉病、果腐病、菌核病、炭疽病等十几种，其病原菌的菌丝和分生孢子传播是借气流、雨水、农事活动展开的，一般低温高湿或突然地冷热应激利于这类病的发生和流行。这类病原菌对空气电离成分和电解产生强氧化剂敏感。
1.3.地下病害
根腐病、枯萎病、黄萎病是草莓常见的土传病害，由有害真菌进行传播。对空气电离成分和电解产生强氧化剂敏感。
2.物理防治方法
传统的物理防治方法包括空间电场法、等离子（臭氧）法两种，因电极线的安装方法或等离子的管道布设方法是由高杆植物病害预防方法引申而来，存在着防治效率不稳定、防治效果不佳的技术问题。新两法完全是依据低矮作物，特别是草莓的栽培方式进行改良的，既保留了两法的优点又显著地提高了低矮作物病害的预防效率。
2.1.空间电场法
空间电场法包括吊线法、吊线+强化剂增强法、吊线+烟气二氧化碳增补法、吊线+强化剂+烟气二氧化碳三补法共四种方法。四种方法均利用了空间电场的调控生长和预防病害的综合作用，并在此基础上根据草莓的栽培方式进行了改良，实际生产中可依具体条件选择其一实施防病。
空间电场吊线法  传统的空间电场法是将电极线通过沿温室纵向均匀布设的若干个绝缘子悬挂在温室顶梁或棚梁上方，电极线距地面2.2-2.4m，该法形成的电晕电流较小，电离产生的臭氧、氮氧化物等空气氧化剂较少，不利于杀灭匍匐生长的草莓苗果及土壤表面、覆膜上的病原微生物。经过改良，在原有的电极线上系挂若干垂线并末端至地面30cm高度处。由于吊挂电极线距离草莓秧苗较近，电场强度增高，净化空气效果优异，电离空气产生的氧化剂量大，杀菌防病效果优异。
草莓病害的空间电场吊线防治模式
空间电场吊线+强化剂增强法   在空间电场吊线法的基础上，将土壤电处理使用的强化剂（一种植物需要的混合肥料，对人和植物无害的矿物质营养物质）增施于土壤中，由于电极线与地面之间建立的空间电场中存在着泄漏电流，这一电流由植物地上部分并通过根系流入土壤，在根际环境中这一微弱电流可使土壤水溶液中的强化剂产生电化学反应并生成具有强烈杀菌作用的气体氧化剂，气体氧化剂在土壤中的扩散和再溶解即是杀灭土壤病原微生物的过程。这一组合可显著增强空间电场预防枯萎病、黄萎病等土传病害的效率。
空间电场吊线+烟气二氧化碳增补法   这一方法具有多重作用：空间电场可强烈地促进植物吸收高浓度的二氧化碳，提高草莓浆果的产量；可利用空间电场的净化与电离作用将烟气中微量的二氧化硫转化硫分子并吸附于草莓植株上，达到预防白粉病的目的；对几乎所有的气传、气传与土传混合的草莓病害都有显著地预防作用。该法适用于耳房装有燃煤、燃材、燃气装置的温室采用。烟气二氧化碳是通过烟气电净化二氧化碳增施机净化烟气获得的。
吊线+强化剂+烟气二氧化碳三补法  这是一种能够高效预防草莓气传病害和土传病害的物理化学体系。采用该法可以满足草莓高产、优质、食用安全的商业目标。
2.2.等离子法
常规的温室病害等离子防治方法一般是将等离子输送管沿温室长度方向铺设于温室中央的顶梁上，因等离子较空气重会向下沉降，在沉降的过程中会杀灭漂浮在空气中的病原微生物。然而，这种方法无法均匀散步等离子，因此无法有效预防草莓的气传病害。
改良后的温室草莓病害等离子防治方法是将等离子管直接沿畦垄长度方向铺在高畦畦面上，等离子管上的散气孔改为微孔，等离子采用自动间歇供施方式，停歇时间小于30分钟，工作时间45～55分钟。草莓苗周围的等离子中的臭氧浓度应不大于0.1×10-6，合理的浓度应为（0.08～0.12）×10-6。
草莓病害的等离子体防治模式
等离子（臭氧）对草莓生长的危害依浓度而定，浓度在（0.12～0.3）×10-6时只需1～3分钟就会造成光合作用强度急剧下降，之后的一天之内叶片上就可呈现“火烫斑点”的可视危害。但之后在此浓度条件下长出的新叶却能适应在这个浓度下生长，而且不再罹患各种真菌病害，而当臭氧浓度大于0.5×10-6时，草莓生长会受到严重抑制，不再能正常生长。
3.应用
利用空间电场法和等离子体法预防草莓病害已在实际生产中得到了推广应用，而且已经扩展到西瓜、蔬菜育苗的生产中，其防病效果得到肯定。
从防病效果来看，其防病效率由大至小为吊线+强化剂+烟气二氧化碳三补法、空间电场吊线+强化剂增强法、等离子体法、空间电场吊线+烟气二氧化碳增补法、空间电场吊线法。其中，三补法能够有效预防包括白粉病、枯萎病在内的许多土传与气传病害，预防与促进作物生长效果均好。
从经济角度和推广前景来看，空间电场吊线+强化剂增强法、等离子体法投入最小，防病效果较优。
空间电场吊线+强化剂增强法对草莓免遭枯萎病、黄萎病、灰霉病、菌核病、炭疽病侵染的保护率一般在84%以上。在移栽起始时就启动系统，可在全生育期内免遭几乎所有的地上部分病害。吊线沿着畦垄分布的数量愈多，对草莓苗的保护率愈高。该法涉及的设备一般为3DFC-450型温室电除雾防病促生系统，虽安装较为复杂，但使用中不需再行移动，属于固定设施，适宜于空间较为开阔的温室。
等离子体法对灰霉病、烂果病、黑霉病、果腐病等地上部分遭遇的病害有很好的预防效果。该法涉及的3DF-12型低矮作物病害等离子体防治机的安装和使用十分方便，价格便宜适合广泛推广。
十二、植物全生育期病虫害物理防治技术的研究与应用现状
在设施园艺中，植物全生育期病虫害的防治效果决定着设施农业的生产效益和生态安全，植物从种到收要经历多种病虫害的侵袭，而最难控制的往往是种传、土传、气传广泛混合感染的病害以及地下地上的虫害实时控制。许多传统的单一渠道、单一季节传播的病害随着设施农业的普及都已转为没有时空限制的混合感染，一两种农药已难于凑效。根结线虫病的普遍爆发，再加上白粉虱、蚜虫、红蜘蛛等微小害虫的群发，已形成无法应对环境安全要求的防治难点，单一的化学农药以及被动的病发后才诊治的方法已经很难应对病害的发生与发展。
然而经过近二十年的技术积累，包括种子消毒、土壤消毒、空气病原微生物杀灭等技术的一整套能够实施植物全生育期病害预防的物理性自动技术业已成熟，目前，这一技术已经开始用于叶菜、果菜类蔬菜全生育期的病害自动预防，预防效果优异，并不会对植物产品造成任何药物残留，并将成为温室生产优质绿色植物产品的核心技术或者关键技术。
1．病害发生特点与预防方式
种传、土传、气传病害是温室植物产品生产过程中都会遇到的滞障因子，单一的处理一种滞障因子无法有效地保障植物正常生长，比如，使用完全消毒的土壤栽培携带镰刀菌的种子形成的茄苗仍然会在40-50天时发病，另一方面，在已经发生了严重的黄萎病、根腐病的地区，即使进行了种子、土壤消毒处理，但仍然会普遍发病，能够导致这些病害重新出现的原因是残余的病菌重新繁殖与扩散的结果。另一值得注意的是传统定义的气传病害也呈现出了多渠道传播的新特性，许多植物的霜霉病、灰霉病、白粉病等表现出了强烈的好土特性，掉落于土壤表面的叶片很快就会受到这类霉菌的侵染，并很快成熟发射孢子进行再传播，苗期看到的茎腐病成片爆发就与此有关。因此，任何种植者欲依靠定植前种子、土壤的一次消毒处理或全生育期某阶段的一、两次处理就想获得良好的土壤病害预防效果均是冒险行为，合理的预防处理程序应该完全遵守病害的发生规律，进行实时的自动预防。
2．自动预防技术
这种技术是种子消毒灭菌技术、土壤连作障碍处理技术、气传病害预防技术的集成，是多种物理性质的即时消毒技术的有机结合。由于这种集成的物理技术不会像农药那样产生持久地药效，因此，对植物病害的预防必须采用实时预防的工作方式，其中的土壤连作障碍处理技术、气传病害预防技术的操作均采用了节能的自动循环控制技术。
2.1种子灭菌消毒技术
种子带菌带毒的处理是任何植物病害自动预防技术系统首先需要配置的技术工艺，种子带菌带毒就意味着种苗的带菌带毒，现有的化学农药、物理消毒技术仍然无法消解种苗自身内部的带菌带毒问题，也就是说，种苗带菌带毒就意味着迟早要发病，而且一旦发病就无法防治。目前，能够进行种子内部灭菌消毒的技术多数属于电磁辐射、核辐射消毒领域，最实用的是介电+静电+强化气体联合处理技术，实用的机型为3DJ系列介静电气化种子消毒系统。
2.2土壤连作障碍处理技术
土壤连作障碍是土壤有害微生物、前茬作物根系分泌的有毒有机酸的累积和土壤线虫以及缺素现象的出现等造成的，这种土壤因素形成的植物生长障碍很难通过化学方法获得根治，另一方面，土壤有害微生物、根结线虫具有实时发生的特点，因此，必须采用实时预防技术方法才可能有效，否则损失巨大。目前，土壤处理技术，特别是土壤微生物、土壤线虫、土壤团聚体结构、土壤游离态养分的调控技术有了飞跃发展，其中能够在土壤中产生灭杀微生物、分解有毒有机酸、提高土壤肥料游离化水平、优化土壤团聚体结构的土壤电处理技术已经能够有效地控制土壤微生物种群浓度或数量、土壤有害有机酸的分解、土壤线虫的发生与发展以及土壤团聚体结构的改善。植物全生育期病害自动预防技术系统的土壤处理技术配置采用了土壤连作障碍电处理技术方法，其型号为3DT系列土壤连作障碍电处理机。
2.3气传病害的预防技术
植物的气传病害多数为真菌类病害，只要环境条件适宜，真菌病害就会产生，因此，真菌病害的预防同样应有实时性。植物病害自动预防技术系统采用了气传病害空间电场实时预防技术装备，该技术系统不仅能够实时预防植物气传病害，而且能够调控植物的光合作用以及根系的生长，当空间电场与高浓度二氧化碳同时设置于温室内就会产生植物生物产量倍增效应，而当两者分开设置时均不会产生显著的增产与快速生长效应。因此，在实际的温室植物产品，特别是根菜类、果菜类的生产中应该采用既能防病又能促进生长的空间电场/二氧化碳同补技术系统。气传病害空间电场实时预防技术装备主要为3DFC系列温室电除雾防病促生系统，也称空间电场防病促生系统。
3.全程病害预防流程
能够有效地预防植物全生育期病害的技术流程如下：种子消毒---育苗土的消毒---温室（大田）土壤消毒---气传病害的防控。
3DJ系列介静电气化种子消毒系统---3DT系列土壤连作障碍电处理机---3DFC系列温室电除雾防病促生系统。
3.1种子消毒
带毒带菌种子能否得到彻底灭菌消毒处理决定着全程病害预防处理作业的成败。如果种子仅种皮带菌带毒，仅采用介电、静电处理技术就可获得完美的解决。但当种内带菌带毒时，必须经过介静电气化种子消毒系统才能够获得无毒种子。
种内病菌病毒灭活率受电离放电处理时间、处理气体成分和温度决定。电晕电场越强、处理气体浓度越高且温度保持在45-50℃之间时，种内灭菌消毒效率最高时的处理时间7-12分钟时。经过介静电气化种子消毒系统消毒灭菌的种子在处理后的3-15天后播种其苗期长势显著优于未处理种子，而发芽势和发芽率也表现出略有提高。经过介静电气化种子消毒可完全消除枯萎病镰刀菌带来的种传病害。
3.2土壤消毒
土壤消毒包括育苗土、栽种前的土壤、植物生长期间的三个处理程序，任何一个环节的缺失都可能造成土传病害的重新爆发。
3.3育苗土的消毒
育苗土是否带菌带毒直接关系到移栽时的根部感病率，任何移栽行为都会造成伤根现象的发生。优质的无毒无菌育苗土壤可采用两种方法获得：（1）电处理的方法。在土箱底部插入电处理电极，另一电极置于土壤表面，土壤水分含量应保持在积水状态，处理时间不低于10小时，强化剂用量每公斤干土不大于25g，处理温度最终达到60度为宜。（2）高温法。将土壤至于加热容器中进行土壤加热，土壤温度最低应保证在87℃以上，否则一些毒素难于分解，有害菌杀灭率不够高，最好还应加入一些化学药剂辅助处理。
3.4栽种前的土壤处理
移栽前必须进行土壤的消毒处理，否则，土壤有害菌会通过伤根侵入植株体内并潜伏起来。采用土壤电处理的方法可以显著降低土壤有害菌浓度以及土壤有害有机酸的含量。此时期的处理需特别注意的是要按照土壤电处理标准规范进行操作，当采用3DT-90型土壤连作障碍电处理机进行处理时，每平米土壤按100-150g强化剂随水灌溉施入，每330m2处理10-12小时，处理1-3天内既可移栽。
3.5生长期的土壤处理
由于土传病害的病原普遍存在于种植区内，种植者、收购者等都可能因串棚导致再感染，另一方面，有机肥的使用、土壤随风扬起的粉尘都可能将病原重新带入棚内而造成二次或多次感染，因此，生长期的土壤处理格外重要，并不是一次处理就能保证全生育期不再感染患病。最佳的处理时间间隔一般为4-5周，每次处理时应按10g/m2的强化剂用量均匀散布在土壤中，并在灌溉后4-12小时内进行4个小时的处理。
3.6气传病害的防控
种传病害、土传病害得到预防性处理以后，气传病害的预防可采用3DFC系列温室电除雾防病促生系统进行预防，且十分有效的。该系统采用自动间歇工作方式建立空间电场，并以此应对气传病害的发生与发展。这种系统建立的空间电场除了能够预防植物气传病害以外，该系统还在植物的光合作用、空气的氮肥化、根系活力与发根方面具有显著的正向调控功能，因此，这一系统还可以从植物的健壮程度方面来提高植物对气传、土传病害的抗病力。
另一方面，当前很多表现为气传病害的疫病往往还具有土传的特点，特别是土壤表面与空气相接触的气固界面是气传与土传混合病害的发源地，对于匍匐于地面生长的植株或其他处于苗期和生长初期的植物罹患气土混合传播病害的发生概率远远高于单纯的气传病害和土传病害，将土壤电处理与空间电场联合使用是有效预防这种病害的唯一有效的物理方法，在这种情况下，空间电场的电极线往往需要使用悬挂垂线至地面30cm 高度的位置处进行防控。
特别需要提醒的是，在温室内为了实现空间电场/二氧化碳同补的植物生物产量倍增效应，应该在此空间电场中采用能够间歇循环供给的烟气电净化二氧化碳增补机进行二氧化碳的增施。
在空间电场环境中采用昼夜间歇供给电净化烟气二氧化碳的工作方式可以强烈地促进根系的生长以及新枝的发生，同时还能够很好地预防植物白粉病的发生。不过，同补技术系统的使用需要有产生烟气的发生源，比如温室耳房、操作间的能够生火做饭、住人取暖的煤炉、园区集中供热的锅炉房等。
4．应用
在温室植物产品生产中，许多植物病害有多种传播渠道，往往会发生许多防治无效的植物病害，比如，黄瓜黑星病、炭疽病、褐斑病、枯萎病和茄子褐纹病、绵疫病、黄萎病、根腐病以及草莓黄萎病、立枯病的病原既可由种子带菌又可土壤带菌、植株带菌甚至是气溶胶带菌进行扩散传播，仅处理土壤或仅处理了种子均不能达到有效预防的目的。因此，在温室植物产品生产过程中必须按全生育期植物病害自动预防技术规程进行各种病害的实施预防，任何一个环节的缺失都可能造成巨大的经济损失。
黄瓜、茄子、西瓜、草莓等植物产品的生产已经成为我国北方地区温室获取较高利润的主打种植项目，其中种传、土传、气传以及多渠道混合传染的病害已成为制约温室生长效益的主要障碍因子，虽然有些品种的作物采用了嫁接方式，但种植业是一种依靠规模经营获益的产业，嫁接方式并不适合农业企业的规模化生产要求，为了解决这一问题，我们进行了多种作物的嫁接加农药、原种栽培加农药、不加任何杀菌剂的全生育期植物病害预防技术自动管理的三种栽培生产方式的病害发生规律、产量的对比试验。从土传、种传病害的预防效果来看，全生育期植物病害预防技术自动管理与嫁接栽培方式相当，但在气传病害以及混合传染病害的预防效果方面，全生育期植物病害预防技术自动管理方法优于嫁接方法，而且产量要显著高于嫁接与原种栽培，差异最大的是空间电场/烟气二氧化碳同补与嫁接、原种栽培环境中的草莓、西瓜、茄子的产量表现，前者产量远远高于后者，而且最难防治的草莓、黄瓜白粉病均未发生于前者环境中。
实践证明，按照全生育期植物病害自动预防技术操作规程进行植物生产能够非常有效地解决种传病害、土壤连作障碍、气传病害以及传播途径复杂的植物病害的预防，随着这一技术的不断实践和操作规范的丰富完善，将为建立大规模植物产品生产设施植物生长安全提供可靠的技术保障。
十三、水果化萝卜栽培的空间电场/二氧化碳同补技术
1、萝卜品种
把水分充足用于腌菜的小白玉萝卜变成甘甜爽口的水果萝卜是一项新技术。常规小白玉萝卜的糖度约在3-4，如果能提高至7以上，小白玉萝卜的口味就会发生颠覆性的变化，脆而甘甜爽口远比现有的水果还上座。
2、如何提高小白玉萝卜的含糖量？
我们知道，萝卜中的糖分是由二氧化碳和水通过光合作用形成的，萝卜生长中水分是不缺的，关键是二氧化碳的增补，二氧化碳增补量愈大转化的糖分愈多，萝卜愈甜。
在露地生产中，没有太有效的二氧化碳增补措施，有人试图通过喷施碳酸钾或根系灌施碳酸钾来提高萝卜的含糖量，效果不是很好。而在温室里可以通过增加二氧化碳的浓度来提高光合作用效率，进而提高萝卜的含糖量，似乎可以实现水果花萝卜的生产目的，然而，实际生产并不尽人意。
萝卜块根的二氧化碳库容很高，可以将大量的光合产物贮存在萝卜中，那么萝卜糖度为何和二氧化碳增补量不成比例？一般来讲，光合产物向块根输送受矿物质营养、水分胁迫、温度、二氧化碳浓度、光照、激素等影响，合理地调控这些因子就能够提高萝卜块根的糖度，但在实际生产中很难总结出一套有效的调控规程，没有标准的操作规程就无从水果化萝卜的规模生产。如果从物理化学的角度来探寻这个原因，可操控的因素有三个：进入叶片气孔的二氧化碳同化效率受限；同化产物向块根输送受限；根部消耗碳水化合物速度未受控制。操控三因素的技术分析如下：
2.1常识告诉我们，二氧化碳在气孔中溶于水的过程是通过扩散实现的，溶于水的二氧化碳变为碳酸氢根离子才能完成同化作用，这一过程受限于气孔开度、二氧化碳溶于气孔水的速度以及光照强度。然而，大气电场或人为的空间电场能够显著影响这一进程，空间电场也是植物生长离不开的重要因素。最新的科技进展表明，在空间电场的作用下，植物可以吸收大量的二氧化碳并提高其光合作用效率。
2.2同化产物向萝卜块根的输送与由块根向叶的水分输送量相关，水分输送量愈大向根输送的碳水化合物。根据阴极聚水原理，正向的空间电场可以提高萝卜块根向地上部分叶片的输水量。在空间电场环境中，大多数植物的维管束发育显著优于常规环境，这是建立同化产物快速运输渠道的环境作用结果。
2.3根部消耗碳水化合物速度的控制主要取决于根区的温度和水分，水分多则根温低，碳水化合物消耗少。空间电场的阴极聚水效应和根际的水分微电解反应，可以促进块根的膨大，减少块根的呼吸作用。
3、技术方法
有了空间电场，再通过增补二氧化碳就可以实现小白玉萝卜水果化的生产目标，这一技术方法称为：水果化萝卜的空间电场/二氧化碳同补技术方法。
建立温室内空间电场的设备一般采用3DFC系列温室电除雾防病促生系统，该系统有主电源、若干绝缘子、电极线、控制器组成，绝缘子沿温室长度方向安装在温室上方的棚梁上，电极线通过绝缘子悬吊在植物的上方，通电后便与地面形成了一个类似于静电场的空间电场。
二氧化碳增补应采用可以连续供应二氧化碳的燃烧法。煤、油、天然气、薪材等可燃物燃烧后可产生大量的二氧化碳，采用电净化除焦的技术方法开发的YD-660型烟气电净化二氧化碳气肥机可以满足萝卜水果化的生产要求。值得注意的是二氧化碳一定要全天供应或间断供应，这是空间电场环境中的特殊要求，不能仅在阳光出来的上午增补，否则生产失败。