宋悅，王生北，張毅杰，李龍，張宇乾，楊振杰

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院，昆明市，650201)

0 引言

土壤作為農(nóng)作物重要的生長基質(zhì)，是保障糧食安全的基礎(chǔ)，同樣也是土傳病害傳播的主要場所[1-3]。近年來，我國越來越多的農(nóng)作物呈現(xiàn)出周年性多耕多種的生產(chǎn)趨勢，耕地資源被過度利用，土壤連作障礙問題日益突出[3-5]。作物常年連作后，土壤中會產(chǎn)生大量的病原菌，其能侵染作物根系，且連作后的土壤還會產(chǎn)生土壤板結(jié)、土壤孔隙變小等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致植物生長發(fā)育異常及產(chǎn)量下降等一系列問題，不僅影響了農(nóng)民的收入，還制約著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1, 6-7]。對土壤進行消毒作業(yè)能夠快速、高效地殺滅土壤中的真菌、細菌和雜草等，可以很好地解決作物連作障礙問題，且能夠提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，目前常用土壤消毒技術(shù)可分為物理消毒、化學(xué)消毒和生物熏蒸消毒技術(shù)[8-9]。

物理消毒主要包括太陽能消毒、蒸汽消毒、熱水消毒、火焰消毒和電處理消毒技術(shù)等，其基本原理都是通過不同種類的熱源將土壤溫度升高到一定程度，以達到消除土壤病蟲害等目的[10]。其中，太陽能消毒技術(shù)適用于高溫季節(jié)，該技術(shù)可操作性強、經(jīng)濟實用且對生態(tài)環(huán)境安全無害，但是該技術(shù)受氣候和季節(jié)更迭等因素制約較大，效果并不穩(wěn)定[11-12]；蒸汽消毒技術(shù)是防治土傳病害的重要手段，該技術(shù)能有效解決連作障礙問題，可以直接通過高溫殺死導(dǎo)致植物病變的真菌、細菌、線蟲及地下害蟲等[12-13]。此外，土壤蒸汽消毒技術(shù)能改善土壤不良結(jié)構(gòu)體形狀，增加土壤的透氣性和排水性，大大提高了各類作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，從而達到農(nóng)作物高效穩(wěn)產(chǎn)的目的[13-15]；熱水消毒技術(shù)是將高溫鍋爐產(chǎn)生80 ℃～95 ℃的熱水通過熱水管噴灑到土壤的表層或者直接插入土壤深處進行消毒，該技術(shù)可以有效地防止多種土傳病害，符合生態(tài)友好學(xué)和不受季節(jié)的制約，廣泛應(yīng)用于日、韓等國，但該技術(shù)存在成本較高和操作復(fù)雜的問題[8-9, 16-18]；火焰消毒技術(shù)指在短時間內(nèi)產(chǎn)生1 000 ℃高溫對地表進行消毒，該技術(shù)無污染、無殘留且不破壞土壤養(yǎng)分，但對于深層的土壤無法進行徹底的消毒[19]；電處理消毒技術(shù)是依靠土壤溶液的電化學(xué)反應(yīng)機理來殺滅土壤有害微生物，該技術(shù)存在工藝復(fù)雜和消毒范圍小的問題[20]。

化學(xué)消毒技術(shù)是指利用各種化學(xué)藥劑(如：溴甲烷、氯化苦、威百畝和棉隆等)通過植保機具噴淋、澆灌和熏蒸等方式對土壤進行消毒，化學(xué)消毒技術(shù)因其價格低廉、作用迅速、高效且可以有效地降低土壤中有害菌數(shù)量等特點，被廣泛用于農(nóng)業(yè)土壤消毒作業(yè)中，但是農(nóng)民往往不規(guī)范地使用化學(xué)藥劑，極易造成農(nóng)藥殘留、地下水污染和破壞臭氧層等問題。近年來，隨著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全得到人們越來越多的關(guān)注，發(fā)達國家在2005年已淘汰溴甲烷，發(fā)展中國家也于2015年淘汰，化學(xué)藥劑在未來的使用中會受到越來越多的限制[10, 21-22]。

生物熏蒸消毒技術(shù)是指通過生物熏蒸材料(植物或家畜糞便)產(chǎn)生揮發(fā)性活性物質(zhì)，同時提高土壤溫度，以達到對細菌、真菌、線蟲以及雜草的防治，該技術(shù)雖然具有天然、環(huán)保及成本低等特點，但是植物類熏蒸材料的種植周期較長，因此，生物熏蒸技術(shù)在目前難以普及使用[10, 23-24]。

相比較其他土壤消毒技術(shù)而言，土壤蒸汽消毒技術(shù)在防治土傳病害時消毒效果穩(wěn)定，且不會造成任何污染，符合可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，是目前比較理想的土壤消毒技術(shù)。本文主要闡述了土壤蒸汽消毒技術(shù)的基本原理和研究概況，通過對國內(nèi)外蒸汽消毒技術(shù)研究進展的論述，指出了目前土壤蒸汽消毒技術(shù)研究與應(yīng)用中存在的不足，并展望了土壤蒸汽消毒技術(shù)的應(yīng)用前景。

1 土壤蒸汽消毒技術(shù)基本原理及概況

土壤蒸汽消毒技術(shù)是將高壓蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽不斷通入土壤中，可以使土壤的溫度逐漸上升到80 ℃以上，而大多數(shù)土壤中的有害真菌、細菌、土壤中的昆蟲和雜草種子的滅活溫度在60 ℃～80 ℃之間(表1)，因此，土壤在升溫過程中可以殺死大部分病原菌和害蟲，從而有效地緩解了連作障礙帶來的一系列問題[17-18, 25-28]。另外，在水蒸汽不斷通入深層土壤的過程中會形成“冷凝—蒸發(fā)”的循環(huán)過程(圖1)，水蒸汽在進入土壤后首先會冷凝成水，其次，由于蒸汽消毒機不斷通入蒸汽，冷凝的水又會蒸發(fā)成水蒸汽，整個過程不僅可以增加土壤孔隙度和改善土壤的通透度，而且還能緩解設(shè)施農(nóng)業(yè)中土壤鹽漬化問題，有效地調(diào)節(jié)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡[29-33]。土壤蒸汽消毒技術(shù)處理后的耕地可以實現(xiàn)在短周期內(nèi)播種，與化學(xué)消毒技術(shù)相比，該方法具有高效、清潔及無毒等優(yōu)點，符合綠色發(fā)展理念，是目前國內(nèi)外使用最為廣泛的土壤消毒方法之一[34-35]。

表1 病菌和害蟲的殺滅溫度Tab. 1 Killing temperature of germs and pests

圖1 水蒸汽在土壤中“冷凝—蒸發(fā)”循環(huán)過程示意圖

德國人Frank最早在1888年開始研究土壤蒸汽消毒法，該技術(shù)最初應(yīng)用于溫室中對雜草、病原體、線蟲的控制[34]；1946年Johnson使用靜態(tài)的方法把蒸汽引入到地表和地下進行消毒，抑制了病原菌的生長繁殖[35]；Baker又對水分、孔隙率等因素進行了深入性的研究，將土壤與蒸汽混合提高了加熱速度[36]。20世紀60年代，在歐美等國家土壤蒸汽消毒方面的基礎(chǔ)研究已經(jīng)基本形成，但大多數(shù)都采用在土壤中埋消毒管道的方式進行消毒，未能形成動力式一體化蒸汽消毒機[37]。進入21世紀以來，為了提高土壤蒸汽消毒效率和替代人工鋪設(shè)管道的方法[38-39]，Peruzzi等[38]開發(fā)了一種新型移動式土壤蒸汽消毒機，該消毒機雖然提高了蒸汽消毒效率，但是機器在行走的過程中會伴隨著大量的蒸汽溢出，造成了大量熱量損失，直接導(dǎo)致深層土壤無法在短時間內(nèi)達到足夠殺死病蟲害的溫度。

我國的土壤蒸汽消毒技術(shù)研究還處于基礎(chǔ)階段，土壤和基質(zhì)蒸汽消毒機械化水平不高，大多數(shù)地區(qū)仍然通過人工鋪設(shè)網(wǎng)狀消毒管道的方式，其將高壓蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入管道中，從而達到消毒目的[34]。這種方法雖然可以減少熱量在傳遞過程中的損失，但卻極其費時費力，目前這種方法在發(fā)達國家已經(jīng)不再使用[40-41]。喻自榮[42]為了解決溫室基質(zhì)消毒問題，設(shè)計了一種自走式溫室育苗消毒機，通過在機架的正上方安裝罩殼減少了熱量的流失，提高了消毒效率；施印炎等[43]為了解決消毒設(shè)備通用性差、結(jié)構(gòu)繁雜、成本高和效率低等問題，設(shè)計了一款可移動土壤蒸汽消毒機，該消毒機通過末端消毒機構(gòu)進行傳熱，減輕了勞動強度，提高了工作效率；此外，國內(nèi)的專家又針對不同作物產(chǎn)生的不同真菌、細菌、害蟲進行了研究，王山松引進土壤蒸汽消毒技術(shù)防治番茄根結(jié)線蟲，通過田間試驗及數(shù)據(jù)分析，使用該技術(shù)處理2 h后可以顯著降低根結(jié)線蟲的數(shù)量，有效地防治了番茄根結(jié)線蟲帶來的危害。

2 土壤蒸汽消毒技術(shù)研究與應(yīng)用進展

2.1 土壤蒸汽消毒方式

土壤蒸汽消毒技術(shù)是指利用蒸汽將土壤中的有害菌加熱致死，該技術(shù)根據(jù)蒸汽消毒方式的不同可以分為覆膜式、鐵罩式和注入式。

覆膜式消毒與鐵罩式消毒原理類似，覆膜式消毒是指在蒸汽消毒作業(yè)時，蒸汽通入土壤表層后，在土壤的表層鋪上一層隔熱棉被或者抗熱塑料膜，使蒸汽消毒區(qū)域形成一個密閉的區(qū)域，從而減少了蒸汽的散失[34, 44-45]；鐵罩式消毒是指在消毒過程中將鐵罩嵌入土壤中，同時將高壓蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通入土壤的表層，蒸汽在表層聚集后加熱，這種方式為對流傳熱，土壤層對水蒸汽和冷凝的水起阻礙作用，隨著土壤層深度的增加，水蒸汽下滲速度減慢，地表由于不斷通入的水蒸汽而產(chǎn)生過熱區(qū)域集中現(xiàn)象，造成大量的熱量散失[35, 37]。Perruzzi等[38]將覆膜法和化學(xué)法相結(jié)合，在消毒過程中，使產(chǎn)生的水蒸汽與CaO、KOH發(fā)生反應(yīng)，接著在土壤表面覆膜，有效地防止了熱量的散失，土壤的溫度也能在短時期內(nèi)持續(xù)達到60 ℃，同時覆膜后的土壤的保溫能力也有所增強。覆膜式不能將高溫水蒸汽通過壓力壓入土壤中，而鐵罩式可以直接嵌入到土壤中，因此，鐵罩式消毒的效果比覆膜式消毒的效果更好，盡管二者都能對土壤的表層進行消毒，但是在更深層的土壤中不能達到良好的消毒效果。

注入式消毒是指蒸汽發(fā)生裝置產(chǎn)生的飽和干蒸汽通過蒸汽輸送管注入深層土壤中，通過高溫殺滅有害菌、線蟲和土傳病毒等。蒸汽消毒過程中部分飽和干蒸汽會冷凝成液態(tài)水堵塞土壤孔隙，但隨著蒸汽的不斷通入，土壤孔隙中的冷凝水會再次加熱成水蒸汽，達到疏松土壤孔隙的目的[46]。注入式消毒在消毒過程中，又可以分為連續(xù)式和間歇式兩類。其中，連續(xù)式以汪小旵等[47]設(shè)計的移動式土壤蒸汽消毒機為例，雖然該類消毒機的機動性較好，基本滿足土壤蒸汽消毒技術(shù)的需求，但是在移動的過程中會導(dǎo)致大量熱量損失；間歇式以Gay等[34-35]設(shè)計的蒸汽消毒機為主，在砂質(zhì)土中將鐵罩式消毒與注入式消毒結(jié)合使用，提高了蒸汽消毒的效果。此外，楊振杰[37]針對粘質(zhì)土壤研制了一種土壤旋耕蒸汽消毒機，該消毒機構(gòu)整體主要包括蒸汽發(fā)生裝置(鍋爐)、動力輸出裝置、控制系統(tǒng)、旋耕起壟裝置及末端消毒裝置等，消毒機在工作時，首先旋耕刀對土壤進行精細化處理，起壟成一片適當(dāng)?shù)南緟^(qū)域，其次控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)末端消毒機構(gòu)注入土壤進行消毒作業(yè)，最后向下一片消毒區(qū)域進行作業(yè)。該裝置消毒時不僅能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，而且解決了在消毒過程中蒸汽擴散困難和消毒管周圍溫度傳遞不均勻等問題。

綜上所述，目前所采取的覆膜式與鐵罩式消毒效率不高，而且對于深層的土壤消毒效果并不理想。注入式消毒利用其蒸發(fā)—冷凝機制能夠?qū)ν寥纼?nèi)部進行高效消毒，但由于其熱量散失問題，目前國內(nèi)外的消毒方式多集中在鐵罩式與注入式消毒結(jié)合的方法進行研究，土壤蒸汽消毒技術(shù)不僅要考慮到消毒方式的合理使用，而且在不同土壤類型(砂質(zhì)土和粘質(zhì)土)中蒸汽消毒效果有所差別，故還需對不同土壤類型的蒸汽消毒進一步分析。

2.2 末端蒸汽消毒機構(gòu)

土壤蒸汽消毒機由動力行走裝置、蒸汽發(fā)生器(鍋爐)和末端消毒機構(gòu)組成，如圖2所示，其中，末端消毒機構(gòu)是土壤蒸汽消毒機的重要組成部分，故末端消毒機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)會對土壤蒸汽消毒效果產(chǎn)生影響。此外，末端消毒機構(gòu)在插入土壤中進行消毒作業(yè)時，不同土壤類型也會影響蒸汽消毒效果，比如砂質(zhì)土的透水透氣性優(yōu)于粘質(zhì)土和壤質(zhì)土，具體土壤質(zhì)地特征[48]如表2所示。

圖2 土壤蒸汽消毒機裝置示意圖

西北農(nóng)林科技大學(xué)許永福等為了提高消毒效率，設(shè)計出一款刺罩式土壤蒸汽消毒機，該裝置的末端消毒機構(gòu)采用刺罩式結(jié)構(gòu)，其在980 mm×760 mm罩殼上，布置20個半徑為40 mm、高度為320 mm的針刺，且相鄰兩針刺之間的間距為200 mm，同時為了驗證其消毒效果，對不同的作物種子和病原菌進行了土壤消毒試驗，結(jié)果表明：土壤溫度在達到80 ℃，保溫20 min后可對作物種子(白菜、小麥、玉米)的萌發(fā)和病原菌的繁殖起到抑制作用。該蒸汽消毒機雖然在末端消毒機構(gòu)的鐵罩上對針刺進行了布置，但是未能通過對比試驗找出最佳的排布方案。蔣雪松等基于脈沖式土壤蒸汽消毒機，對蒸汽盤、蒸汽罩蓋及消毒針頭等關(guān)鍵部件進行了設(shè)計，利用Fluent軟件分析模擬了消毒針頭周圍的溫度云圖，且在半徑10 cm、土壤深度21 cm范圍內(nèi)進行試驗，在前7 min內(nèi)不斷通入蒸汽并停止，發(fā)現(xiàn)35 min后土壤的溫度仍然能夠達到90 ℃以上，保證了土壤蒸汽消毒所需的溫度，為了節(jié)約能耗，將管間距設(shè)計成了14 cm，這樣消除了蒸汽消毒過程中存在的消毒盲區(qū)。

表2 不同土壤質(zhì)地特征Tab. 2 Different soil texture characteristics

Gay等[34-35]在砂壤土中進行了蒸汽消毒試驗研究，選取空心圓柱鐵管作為消毒管，該消毒管的壁厚2 mm，直徑為21 mm，長度為250 mm，且將管間距設(shè)計為230 mm，同時采用鐵罩式和注入式結(jié)合的手段在土壤層深16 mm處進行土壤消毒試驗，結(jié)果表明：消毒8 min時就可以達到消毒效果。王鳳花等[49]針對三七連作障礙問題，對消毒管的參數(shù)進行了優(yōu)化，且使用Fluent軟件進行了管內(nèi)部流場的仿真，并在土槽中進行了試驗，試驗結(jié)果表明：消毒管的氣孔處的溫度不隨流速、壓力的變化而明顯變化，且消毒管在排布方式為6×6和管間距為250 mm的布局時，能滿足將15～20 cm深度的土壤，在10 min內(nèi)加熱到90 ℃的農(nóng)藝要求。通過對消毒管參數(shù)的優(yōu)化，可以減少熱量損失，并且也為后期學(xué)者在簡化消毒機構(gòu)時提供了試驗依據(jù)。

Yang Zhenjie等[50]在粘土中進行了多管蒸汽消毒試驗研究，探究了4種管間距(120、180、240和300 mm)處理下土壤溫度和水分分布規(guī)律。試驗結(jié)果表明：當(dāng)管間距為180 mm時，管間蒸汽可以完全集中在消毒區(qū)域內(nèi)，且形成連續(xù)、均勻的溫度分布，避免了蒸汽量的無效損失。

綜上所述，末端消毒機構(gòu)的參數(shù)影響蒸汽消毒效果，消毒管不僅要根據(jù)具體的土壤層深進行布置，而且管間距也要根據(jù)不同的土壤類型進行設(shè)計，當(dāng)消毒的土壤為砂質(zhì)土?xí)r，管間距基本設(shè)置在230～250 mm。而對于粘質(zhì)土，管間距要適當(dāng)減小，設(shè)置在180～230 mm之間。故末端消毒機構(gòu)中消毒管的參數(shù)的選擇需要配合對應(yīng)的土壤類型進行調(diào)整，以提高消毒區(qū)域內(nèi)土壤溫度分布的均勻性和減少在土壤蒸汽消毒作業(yè)中功率的消耗。

3 土壤蒸汽消毒技術(shù)的不足與展望

3.1 土壤蒸汽消毒技術(shù)的不足

近年來，隨著我國大量的農(nóng)作物在短周期內(nèi)過度耕種，土傳病害問題在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域日益突出，土壤蒸汽消毒技術(shù)具有環(huán)保、高效、清潔及周期短等特點，是防控土傳病害的重要手段。盡管國內(nèi)外專家已經(jīng)開展了大量的研究，但仍有以下不足，有待深入研究。

1) 缺乏對消毒方式的合理使用。由于蒸汽消毒作業(yè)時，土壤中會出現(xiàn)過多的冷凝水導(dǎo)致土壤孔隙被堵塞，進而影響蒸汽擴散范圍和土壤升溫速率，最終會影響蒸汽消毒效果。為保證殺菌效果，大多數(shù)學(xué)者向連作土壤中不斷注入高溫水蒸汽以滿足滅殺溫度要求。該方式雖然解決了土壤有害菌滅殺溫度的要求，但實際應(yīng)用中不僅耗時耗力，而且增加了成本，因此，更合理的消毒方式的選用值得深入研究。

2) 缺乏對末端消毒機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。由于土壤蒸汽消毒作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，特別是對于西南丘陵地區(qū)進行蒸汽消毒作業(yè)時，未能設(shè)計出相匹配的末端消毒機構(gòu)，以至于無法解決連作障礙問題，進而影響了作物的生長。其次，國內(nèi)外專家沒有在殺菌溫度和土壤環(huán)境因素結(jié)合的情況下，優(yōu)化設(shè)計出適用性強的末端消毒機構(gòu)，從而導(dǎo)致一些地區(qū)雖然進行了土壤蒸汽消毒作業(yè)，但是作物的產(chǎn)量和品質(zhì)仍無法達到理想的效果，同時土壤蒸汽消毒機中的末端消毒機構(gòu)參數(shù)也未能實現(xiàn)標準化。

3) 土壤溫度場與有害菌滅殺率之間的耦合作用關(guān)系不明確。國內(nèi)外專家在研究土壤蒸汽消毒技術(shù)時，多集中在熱質(zhì)傳遞的研究，但并未對溫度場與真菌和細菌的滅殺率之間的關(guān)系進行具體的研究，特別是在消毒過程后未能對菌落種類和數(shù)目的變化情況進行深入研究。其次，在消毒作業(yè)周期內(nèi)(半年或一年)，缺乏對土壤使用情況開展具體研究，以至于蒸汽消毒作業(yè)后，并不能真正地解決土傳病害帶來的一系列問題。

4) 缺少對不同作物引起連作障礙的具體原因的研究。由于在種植不同作物時所產(chǎn)生的土傳病害不同，國內(nèi)外專家在土壤進行蒸汽消毒作業(yè)時，未能根據(jù)不同作物產(chǎn)生的土傳病害進行深入研究，且針對不同作物連作后的土壤所需的消毒時間也不明確，例如：病原真菌(尖孢鐮刀菌)的數(shù)量是限制西瓜連作障礙問題的主要障礙因素[51-53]；根結(jié)線蟲數(shù)量是影響番茄重茬產(chǎn)生的土傳病害的重要原因之一。目前，土壤蒸汽消毒技術(shù)在解決不同作物產(chǎn)生的連作障礙問題時，具體的實施方案尚不明確。

5) 缺少土壤蒸汽消毒技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究。設(shè)施農(nóng)業(yè)中最常見的問題就是土壤連作問題，土壤由于長期的施肥積累且缺少雨水的淋溶，土壤系統(tǒng)的平衡被破壞，導(dǎo)致土壤鹽漬化，而土壤蒸汽消毒技術(shù)不僅能解決土壤連作障礙問題，而且也能有效地緩解設(shè)施農(nóng)業(yè)中所產(chǎn)生的土壤鹽漬化問題[54-56]。目前，國內(nèi)外專家在設(shè)施農(nóng)業(yè)中應(yīng)用土壤蒸汽消毒技術(shù)較少，尤其是在解決設(shè)施農(nóng)業(yè)中土壤鹽漬化問題方面。

3.2 土壤蒸汽消毒技術(shù)應(yīng)用展望

1) 加快研發(fā)出新的消毒方式。土壤蒸汽消毒技術(shù)在實際應(yīng)用中，由于現(xiàn)存的消毒方式(覆膜式、鐵罩式和注入式消毒)消毒效率并不理想，故在后期的土壤蒸汽消毒技術(shù)研究中，需要根據(jù)不同的土壤類型和不同地勢等一系列因素的影響，加快研發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)消毒周期短和消毒效果好的消毒方式，以供農(nóng)民在進行土壤蒸汽消毒作業(yè)時能夠選擇更合理的消毒方式，充分提高對土壤的利用率，以達到提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。

2) 加強對末端消毒機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。由于我國土壤蒸汽消毒技術(shù)應(yīng)用起步較晚，因此，對應(yīng)的消毒裝備和其末端消毒機構(gòu)的研究不夠深入，未能全面系統(tǒng)地設(shè)計出與實際消毒作業(yè)環(huán)境相匹配的末端消毒機構(gòu)。為解決該問題，我國需進一步提高蒸汽消毒裝備的自主研制能力，為土壤蒸汽消毒技術(shù)的深入研究提供有力保障。此外，由于末端消毒機構(gòu)是實現(xiàn)蒸汽消毒作業(yè)的關(guān)鍵，故還需要根據(jù)不同的土壤類型和不同地勢，全面系統(tǒng)地對末端消毒機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，使末端消毒機構(gòu)參數(shù)實現(xiàn)標準化，以提高土壤蒸汽消毒效率。

3) 探明溫度場與有害菌滅殺率的作用關(guān)系。在土壤蒸汽消毒作業(yè)中，為解決高附加值作物連作障礙問題，需要明確溫度場與土傳病害滅殺率的關(guān)系。以云南三七連作障礙問題為例，近年來，由于三七種植面積逐漸增多，其連作障礙問題日益凸顯，三七連作后的土壤會產(chǎn)生大量的病原菌，各類有害菌通過侵染根系致使三七患病，該問題嚴重制約了三七種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[57-60]。為了解決三七連作障礙問題，同時結(jié)合紅壤土通氣性、透水性特點[61-63]，因此，今后需要進一步探究三七消毒作業(yè)后紅壤土溫度場變化規(guī)律及其與病原菌滅殺率之間的關(guān)系，以期達到三七種植產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。

4) 加深對不同作物連作障礙問題的研究。針對不同作物，需要結(jié)合土壤學(xué)、生物學(xué)和化學(xué)等學(xué)科加深研究土壤連作障礙問題，由于不同作物連作障礙問題是由不同的真菌、細菌和害蟲所引起的，且各種真菌、細菌和害蟲對不同作物的影響也不同。因此，在對土壤進行蒸汽消毒作業(yè)時，要針對不同作物所產(chǎn)生的土壤連作障礙問題，進行優(yōu)化和改進土壤蒸汽消毒技術(shù)，進而能夠針對不同的作物，明確所采用土壤蒸汽消毒技術(shù)的具體方案，以期解決不同的作物產(chǎn)生的連作障礙問題。

5) 加速開展土壤蒸汽消毒技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。設(shè)施農(nóng)業(yè)是近年來一個新的技術(shù)生產(chǎn)體系，作物在溫室中長期連作后，不僅會產(chǎn)生土傳病害等問題，而且過量的施肥、施藥還會使土壤鹽漬化[29-33, 64-65]。土壤蒸汽消毒技術(shù)可以通過高溫殺滅有害病菌，并且該技術(shù)具有“冷凝—蒸發(fā)”循環(huán)特性，可以有效地緩解土壤鹽漬化問題和促進土壤生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域目前發(fā)展并不成熟，土壤蒸汽消毒技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用較少，因而，要加速開展該技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。