无土栽培营养液的消毒方法

  在蔬菜设施栽培中，由于土壤中盐分的积累及根部多发生病虫害而导致连作障碍，己成为栽培中的一大难题。为了克服这类问题，近年来，营养液栽培的面积在中国不断增加。利用营养液栽培进行蔬菜生产，可以获得优质高产产品，且生长发育快，很少发生病害，尤其是土传病害很少。但在实际生产中常常发生根部病害，如番茄发生枯萎病、青枯病，黄瓜发生疫病等。根部一旦发生这类病害，病原菌便在营养液中迅速扩散，在作物问传播很快，以致造成严重危害。对侵染作物根部造成很大危害的病害防治，己成为营养液栽培中的重大课题，同时也是普及营养液栽培的主要障碍之一。有一些化学药剂能溶于营养液抑制病害的发生，如氯唑灵能有效地防治番茄灰霉病，但是因为一种药剂一般只对一种病原菌起作用，而且溶解于营养液中的药剂很容易被吸收而残留在植物体内；从而对人类的健康构成威胁。

     近年来，随着生活水平的不断提高，对发展无公害农业有很强的呼声，人们需要吃到无污染的、绿色的“放心菜”。因此，今后农药的使用会越来越受到限制。另外，实际栽培中，常常对用过的营养液采取一次性废弃的方法，但是由于营养液中含有N032—基和其他化学物质，会对地表和地下水造成污染。同时，营养液的一次性废弃，也是水和肥料的极大浪费。这就要求营养液循环使用。 

病原茵侵染营养液的方式及病害    加藤公彦等调查了营养液栽培作物(主要是番茄和黄瓜)发生病害的种类，推测了病原菌的侵入选径，为预防和防治提供了很好的前期准备，结果如表10    病害的发生大多由腐霉菌和疫霉菌引起，其次是尖镰抱菌和烟草花叶病毒。腐霉菌和疫霉菌属于鞭毛菌类，形成游动孢子侵入宿主，其传病方式非常相似，引起番茄、黄瓜的根腐病、疫病。尖镰孢菌属于半知菌类，是番茄根腐病和黄瓜蔓割病的病原菌。烟草花叶病毒是引起番茄花叶病的病原菌。各种病原菌的侵入方式主要是病原菌飞入营养液、幼苗带菌或种子传染。

        营养液物理杀菌的方法主要有紫外线(UVC)、臭氧(O3)、过氧化氢(H202)、碘(Iodino)、氯气、微波、热、电、离心分离、过滤等。

1 臭氧(03)   臭氧是一种非常强的氧化剂，具有很强的氧化力<2>，可以与所有活体组织反应。如果有足够的曝气时间和浓度，臭氧可以杀死水中的所有有机物。因此，臭氧具有很强的杀菌消毒和去除水中微污染物的作用，可以用来对营养液进行消毒。同时它还具有杀菌广普、易分解以及使用方便等优点。

2 紫外线(UVC)波长为253．7钠米的紫外线通过光化学反应，可以将微小有机体的结构破坏，从而表现出杀菌效果。在紫外线用于营养液消毒的初期，由于杀菌装置的落后，只有在低流量(18L/H)、高能量(430MJ／cm2)时，紫外线才能将营养液的真菌杀死。这是因为紫外线在水中的穿透厚度只有10MM，低流量时水层扰动差，导致不同水层紫外线剂量不同，从而杀菌不均匀。

3 加热   加热杀灭病原菌的原理是不言而喻的。对营养液栽培的排出液，加热杀菌再利用，可以提高经济效益，减少环境污染。  

 Runia等N经过试验后认为：用超过90℃的高温对营养液加热10s，烟草花叶病毒(TMV)被完全控制。但要彻底根除枯萎病菌，则需要较长的加热时间。竹内妙子<5>，对青枯病菌的试验结果是：完全杀死青枯病菌的温度是55℃30min或60℃／5min，完全防除青枯病需要设定60℃／5min以上的温度；除病毒之外，多数病原菌在70℃条件下加热几分钟就能死亡。  

4 过滤 过滤方法主要是依靠阻挡和吸附的作用对营养液进行消毒的。目前，研究较多的是利用沙粒和陶瓷。   

os EA van<6\7>和Runia<8>等用直径为0．5—1．6mm、0．2-0.8mm和0．15-0.20mm 3种不同的沙粒，以及0．1m／h和0．3m／h两种营养液流动速度进行了试验。结果表明：疫霉菌可以用0．2-0.8mm和0．15-0.20mm的沙粒，在流速为0．1m／h时完全过滤掉：但枯萎病菌oXy3p。删和烟草花叶病毒只是暂时被阻挡下来，却不能被过滤掉。 3种病原菌在流速为0．3m／h时，都可以通过沙粒而不被阻挡。流速和沙粒的大小，不会引起营养液的物理指标(EC值，温度)和化学指标(CoD，BoD5，NH4+’，pH值，溶氧量)的变化。 

  黑田克利等I”采用陶瓷作为营养液的过滤材料，陶瓷颗粒直径为9mm和5mm，其表面有许多直径50—100um的孔隙，通过过滤装置的流量为20L/min。试验结果表明：这些孔隙对病原菌有吸附性，且能使营养液比较流畅地通过，但对营养成分没有影响。    其它还有用滤膜、活性炭等材料进行过滤的方法。

由于过滤方法没有对营养液进行化学反应，杀菌效果较差，一般作为其它消毒方法如臭氧和紫外线杀菌的预处理。这是因为随着作物生育年龄的增长，排液中植物组织老化残留物、浮游物增多，营养液经沙粒或陶瓷过滤后，使排液的透明度能保持比较好的状态，再利用紫外线或臭氧就能保持很好的杀菌效果，维持杀菌效果的稳定性。

5  过氧化氢  过氧化氢是一种弱氧化剂，杀菌的机理与臭氧相同。McPherson GM<10>认为：加入弱酸后，过氧化氢的氧化性能有所提高，但仍不能杀死营液中所有的病原菌。在浓度为400ppm的高剂量时，过氧化氢可以杀死病毒，但0．3％的线虫存活仍能感染植物。而Runia却找到一种新的配方，使得过氧化氢在200ppm的浓度、24h内，可以将营养液中的线虫彻底去掉。

6 氯气  在传统的水处理工艺中，大多使用氯气或次氯酸作为消毒剂。氯消毒剂能有效的杀灭水中的细菌等。但近年来人们发现，氯消毒的一些副产物有一定的毒性。如Ewar J M和Fiessinger F试验后认为：当营养液中氯气的剂量较小时(小于0.5mg/l)，对细菌的杀灭作用很弱；当剂量大到与紫外线消毒具有同等杀菌效果时，氯气对作物的根系产生伤害。即使是氯气的剂量很小，仍有证据表明，作物的根系同样受到氯气的伤害。他们的结论是使用氯气对营养液进行消毒是不可行的。

7 碘  碘是医疗上常用的消毒剂。Runia 将黄瓜蔓割病菌用0．7ppm的碘做试验，4h后病原菌被彻底杀死。但是，当碘的浓度在15ppm以下时，却不能将烟草花叶病病原菌根除。 

目前，适于实际营养液消毒应用的方法是紫外线、臭氧和加热。