吳遠(yuǎn)鵬 趙江平 劉森鵬

（廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510000）

蔬菜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。長期以來，擴(kuò)大蔬菜種植規(guī)模，提高相關(guān)的生產(chǎn)水平，保障基本的市場供應(yīng)，是各級政府重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。而為保證各地四季都有新鮮的蔬菜，大棚種植逐漸成為常見的生產(chǎn)模式，但由此引發(fā)的病蟲害問題較為突出。農(nóng)藥過量使用會影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織實施到2020年農(nóng)藥使用量“零增長”行動計劃，以實現(xiàn)農(nóng)藥使用減量控害。蔬菜種植臭氧植保設(shè)備具有無污染、高效益等優(yōu)點(diǎn)，有效避免了蔬果、環(huán)境污染的可能性，對環(huán)境保護(hù)工作將會做出很大的貢獻(xiàn)。

1 蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置研究背景

臭氧屬于強(qiáng)氧化劑，能用來殺滅真菌及病毒等微生物。其作用原理是借助強(qiáng)氧化，損壞微生物膜，以此破壞內(nèi)部的脂蛋白與脂多糖，調(diào)節(jié)膜通透程度，讓細(xì)胞溶解死亡。近些年，國內(nèi)外研究學(xué)者通過開展試驗，嘗試在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用臭氧實現(xiàn)病害防治，目前已獲得一定成效。臭氧殺菌效果良好，加之無殘留，是一種對環(huán)境友好的試劑，利于發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)?；诖耍芯砍粞趸旌现脖ＴO(shè)備有利于解決蔬菜種植中的各類病蟲害問題。

在早期發(fā)展中，人們片面追求經(jīng)濟(jì)，而忽略生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，阻礙了社會的穩(wěn)定發(fā)展。在此背景下，人們的食品安全及環(huán)保觀念逐漸深化，并且飲食方面由原本的吃飽變成追求健康。自黨的十九大以來，國家對于農(nóng)業(yè)發(fā)展強(qiáng)調(diào)質(zhì)量及綠色，將供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革延伸至傳統(tǒng)工農(nóng)業(yè)上，以打造現(xiàn)代化的產(chǎn)業(yè)格局，優(yōu)化生產(chǎn)與經(jīng)營模式，提升農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)業(yè)鏈上的創(chuàng)新性與競爭力，推進(jìn)全要素生產(chǎn)，以促進(jìn)我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國成長為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)強(qiáng)國。在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，從業(yè)者要在種植生產(chǎn)中控制農(nóng)藥使用量，以收獲低農(nóng)藥殘留的果實，這也是近些年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要方向。目前，我國經(jīng)營農(nóng)藥業(yè)務(wù)的公司有數(shù)千家，受到工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)的公司超過1 500家，市場中流傳銷售的農(nóng)藥品類有千余種，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中實際會遇到的常見害蟲種類有20多類，該比例數(shù)值過于懸殊。結(jié)合相關(guān)分析結(jié)果來看，年均實際施加到田地的農(nóng)藥中對目標(biāo)病蟲有實際作用的農(nóng)藥占比約為0.1%，其余無效農(nóng)藥會侵入生態(tài)體系，形成有害的殘留物質(zhì)，在食物鏈的運(yùn)行下被人體獲取。同時，使用過多的農(nóng)藥會提高生產(chǎn)活動的費(fèi)用消耗，并對農(nóng)作物品質(zhì)與自然環(huán)境造成極為嚴(yán)重的負(fù)面擾動。因此，需要控制農(nóng)藥使用量，收獲綠色有機(jī)的農(nóng)產(chǎn)品并有效流入市場，從根本上減少食品安全風(fēng)險，保障居民的基本健康。早在2015年，國家便已通過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部落實農(nóng)藥應(yīng)用量零增長計劃，結(jié)合各地的自然環(huán)境與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，推廣綠色栽培技術(shù)，實施生態(tài)管控，對病蟲害盡量采取生物及物理等防治方式，在減少農(nóng)藥使用量的同時達(dá)到控害目的。

2 蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置的基本介紹

2.1 裝置概述

蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置由產(chǎn)生臭氧、注入清水、混流、輸出混流體與電控5大部分構(gòu)成。蔬菜種植人員應(yīng)用此裝置時，通過植保設(shè)備自行運(yùn)轉(zhuǎn)，得到臭氧混合液，將該液體噴灑在農(nóng)田的土壤及蔬菜表面，以達(dá)到殺菌滅蟲的效果。在此過程中，未添加任何化學(xué)類物質(zhì)，所以不會因為殺蟲處理出現(xiàn)農(nóng)藥殘留問題。借此，在無副作用的前提下，滅殺影響蔬菜健康的蟲卵，提高蔬菜產(chǎn)量。同時，該種臭氧混合裝置應(yīng)用性能可靠，操作簡單，環(huán)境適應(yīng)性良好，無污染，投入費(fèi)用少，獲取的效益明顯。在安全性上，使用者不會面臨較高的作業(yè)風(fēng)險，對于蔬菜作物，由于其沒有添加任何化學(xué)物質(zhì)，額外的污染性幾乎為0，因此可有效保障蔬菜種植安全，滿足當(dāng)下綠色蔬菜的生產(chǎn)要求。在現(xiàn)實操作中，種植者可基于蔬菜的品種及相關(guān)管理要求，改變混合液輸出流量，還能調(diào)整臭氧混合比例，保障噴灑液體的可控性，以達(dá)到無副作用、高效的蔬菜蟲卵滅殺目的［1］。

2.2 運(yùn)行原理

對于蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置，其產(chǎn)生臭氧的部分至少設(shè)置1個生成功能部件與集氣裝置，其中后者主要負(fù)責(zé)獲取臭氧原料，以向內(nèi)部生成模塊輸送必要的運(yùn)轉(zhuǎn)物質(zhì)。同時，產(chǎn)生臭氧的部分要配備去離子水的儲存容器及電解臭氧的發(fā)生裝置，其中后者需設(shè)置連接去離子水的接入端及臭氧的排出口?；炝鞑糠质钱a(chǎn)生混合液的核心運(yùn)行單元，其需要連接注入清水及集氣裝置，以獲得生產(chǎn)原料。另外，根據(jù)其功能用途，混流部分需要配備輸送泵及輸送管道，并在管道中的適當(dāng)位置安裝臭氧活化裝置，確保輸出液體具備可用性，能達(dá)到蟲卵滅火的目的?；炝鞑糠种械那逅４嫒萜鲿B接注入清水模塊的輸送管道，而集氣裝置則利用氣體的運(yùn)輸管道與清水容器相連，而且此管道會布置在清水容器的底部位置，以保障氣液能充分混合。為保障裝置的可調(diào)節(jié)性，氣體的輸送管道中安裝針對氣體流量的控制閥。另外，該裝置的混流模塊選擇文氏流體混流器，清水會直接運(yùn)送到相應(yīng)的管道內(nèi)，氣體裝置借助氣體的運(yùn)送管道接在混流器上。蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置的具體工作原理如圖1所示。

2.3 應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

首先，安全高效且造價低。臭氧能一施多用，針對不同病蟲害均有效果，同時防治費(fèi)用不高。與傳統(tǒng)的農(nóng)藥相比，其安全性與便利性更加突出。不僅能節(jié)約成本，而且能規(guī)避農(nóng)藥高殘留問題。其次，無公害。在干燥環(huán)境下，臭氧并不穩(wěn)定，能迅速還原成氧氣，所以不會對植株、果實造成污染，符合綠色蔬菜的生產(chǎn)需求。最后，提質(zhì)增產(chǎn)。通過筆者所述的植保設(shè)備能快速獲得臭氧混合液。同時，試驗表明，使用臭氧混合液可降低畸形果的出現(xiàn)概率，并提高實際產(chǎn)量，蔬菜作業(yè)質(zhì)量較優(yōu)。

3 蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保設(shè)備的組成

3.1 裝置組成

一是基本框架結(jié)構(gòu)，也就是上文提及的5個組成部分。二是優(yōu)化方案，臭氧生成單元設(shè)置去離子水的保存容器及電解臭氧的發(fā)生裝置，后者設(shè)有進(jìn)出的連接口；混流模塊設(shè)置清水保存容器，由注入管道進(jìn)入；集氣裝置利用連接的氣體管道與清水容器相連；混流器選擇文氏流體混流器，清水會直接運(yùn)送到相應(yīng)的管道內(nèi)，而該混流器和集氣裝置是利用管道連接的，在相應(yīng)的管道位置安裝流量控制閥；在輸出模塊設(shè)置輸送泵接管道，同時安裝臭氧活化裝置。

3.2 具體組成

用于蔬菜種植活動的臭氧混合裝置如圖2與圖3所示?！?10”表示機(jī)箱，在其內(nèi)部設(shè)置臭氧生成、清水注入、混流、輸出與電控部分。其中，生成臭氧部分下有生成模塊和集氣裝置，前者設(shè)置保存去離子水的容器與電解臭氧的發(fā)生裝置，后者用于收集臭氧?；炝鞑糠峙c集氣裝置相連。在輸出部分，設(shè)置輸送泵與管道。該裝置設(shè)備是借助電解臭氧的發(fā)生裝置形成臭氧，與清水混合后得到混合液，直接利用管道輸出。最終借助高壓物化，把混合液噴灑至所需區(qū)域。如果屬于大棚種植項目，需要在土地上設(shè)置用于供送的管路，并連接供送出口，在出口端安裝霧化噴嘴。

10-輸出與電控；20-去離子水保存容器；30-電解臭氧發(fā)生裝置；40-集氣裝置；50-管道；60-儲蓄清水的容器；70-清水輸入管道；80-運(yùn)輸氣體的管道；100-流量控制閥；110-機(jī)箱。下同。

圖3 裝置例二

在圖2裝置案例中，混流模塊有文氏流體混流器，集氣裝置利用輸送氣體的管道連接到混合器的接口處，把混流器直接當(dāng)成混流模塊，可優(yōu)化臭氧與清水的混合效果。同時，在2個裝置實施案例中，均利用高壓泵輔助混合。在兩個裝置實施案例中，氣體運(yùn)輸管道上布置流量控制閥，操作人員能調(diào)整臭氧的使用量，繼而改變混合液內(nèi)臭氧含量。在實際噴灑作業(yè)中，要求使用者能按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)節(jié)臭氧添加量。如果臭氧添加量過大，會對蔬菜造成負(fù)面影響，弱化作物的活性，嚴(yán)重的會導(dǎo)致作物死亡；如果臭氧添加量過小，則無法滿足殺菌滅蟲的需要。所以，把握好臭氧使用量是保障該設(shè)備使用效果的關(guān)鍵［2］。

在實際操作應(yīng)用中，需要在機(jī)箱上設(shè)置與去離子水保存容器連接的接口，并在注入清水的管道上預(yù)留連接口。使用者也可根據(jù)現(xiàn)實條件，直接不安設(shè)集氣裝置，通過在電解發(fā)生裝置的排出口處連接氣體輸送管道，把臭氧直接運(yùn)送至混流單元。

4 蔬菜種植環(huán)保型臭氧混合植保裝置的應(yīng)用效果

4.1 病蟲害防治情況

在溫室蔬菜生產(chǎn)中病蟲害多發(fā)，對于蔬菜的產(chǎn)量及品質(zhì)均造成了極大的影響。臭氧對各類致病微生物都具備極為突出的滅活性能，能在極短的時間內(nèi)將蟲卵及病菌殺死，滿足蔬菜種植管理需求。但臭氧不會對成蟲及蜜蜂造成影響，因而不會干擾正常的蜜蜂授粉及益蟲生長［3］。

臭氧混合植保裝置把臭氧混合液噴灑至蔬菜表面，可達(dá)到在育苗期、生長期、結(jié)果期預(yù)防病蟲害的目的。利用此裝置，臭氧混合液噴灑5～10 min就能滅殺大部分常見的病菌，滅殺率可超過90%；同時，破壞害蟲的生長發(fā)育條件，滅殺蟲卵。此裝置使用簡單，方便攜帶，價格不高，僅需保持清水供應(yīng)，便能取代常規(guī)的化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害。另外，通過在農(nóng)田蔬菜上噴灑臭氧混合液體，能有效控制有機(jī)磷及氨基甲酸酯類農(nóng)藥的實際殘留量，生產(chǎn)出真正的“綠色”蔬菜。臭氧混合植保裝置可防治葉菜類蔬菜的蚜蟲、菜青蟲蟲卵、白粉虱等蟲害和葉斑病、立枯病、白銹病等病害，茄果類蔬菜的棉鈴蟲蟲卵、煙青蟲蟲卵、跗線螨等蟲害和病毒病、斑點(diǎn)病、褐斑病、青枯病等病害，瓜果類蔬菜的紅蜘蛛及蚜蟲等蟲害和早疫病、角斑病、線蟲病等病害［4］。

以某裝置使用試驗為例，某單棟溫室高2 m左右，總面積350 m2。具體的試驗條件是空氣中的臭氧質(zhì)量濃度是2～4 mg/m3，混合液中的臭氧質(zhì)量濃度是0.2～0.4 mg/L，并選擇抗病能力較差的番茄。把整個試驗區(qū)分為3個區(qū)域，分別使用臭氧混合植保裝置、百菌清農(nóng)藥、蒸餾水噴霧，防治番茄疫霉根腐病。在試驗中，12月至次年3月使用臭氧混合植保裝置，隔一兩天啟動1次，每次持續(xù)1 h。試驗結(jié)果顯示，噴灑臭氧混合液的區(qū)域番茄未出現(xiàn)點(diǎn)狀壞死的情況；使用農(nóng)藥的區(qū)域番茄出現(xiàn)輕微的病斑；蒸餾水噴霧的區(qū)域番茄出現(xiàn)嚴(yán)重病斑。使用臭氧混合裝置后，寄生疫霉菌菌絲及孢子不再流動，且表面的黑毛逐漸脫落，以往的病原菌不會對番茄有其他侵害。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過運(yùn)用臭氧混合植保裝置，大棚中的茄類作物的植株更加壯實，總體長勢良好，病蟲害發(fā)生率下降，產(chǎn)量明顯提高。大體估算，茄類作物增產(chǎn)幅度在10%左右。如果按照667 m2產(chǎn)量4 000 kg計算，產(chǎn)量增加400 kg。而且每667 m2地可節(jié)省農(nóng)藥、人工的部分成本，加上增收部分，每年每667 m2收支總額能提高2 000元左右。大棚中的瓜類蔬菜，如黃瓜，通過臭氧混合裝置處理后，每667 m2能增產(chǎn)600～800 kg，漲幅在15%～20%［5］。

5 結(jié)語

鑒于臭氧的特殊性質(zhì)，不僅擁有較高的殺菌消毒等性能，還能還原成無任何污染的氧氣及水。在蔬菜種植中用臭氧代替?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)藥，有利于打造綠色農(nóng)業(yè)的格局。上文所述的裝置可使臭氧應(yīng)用得更加便利。設(shè)備只加清水不加農(nóng)藥，在機(jī)電一體化設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生含有臭氧成分的清水，噴灑在農(nóng)作物表面直接殺滅葉面害蟲、病菌，達(dá)到殺蟲滅菌的效果，從而代替高污染、高殘留的農(nóng)藥，提高農(nóng)民的種植效益。該設(shè)備不會造成空氣污染和土壤污染，不會威脅人們的生存環(huán)境，對人畜、環(huán)境無影響、無殘留，可有效解決農(nóng)作物農(nóng)藥殘留的食品安全問題，種植出綠色有機(jī)的農(nóng)產(chǎn)品，滿足民眾健康生活需求。環(huán)保型臭氧混合植保設(shè)備開創(chuàng)了臭氧技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用，具備很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>