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低濃度乙醇消毒技術(shù)在設(shè)施土壤消毒領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)和展望近 10 a 來，隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，保 護(hù)地栽培作為一項(xiàng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施得到了極大推廣。 全國設(shè)施 栽培面積已達(dá)350萬hm2其中設(shè)施蔬菜栽培面積約為 335萬hm2 [1] 。隨著設(shè)施栽培面積的擴(kuò)大和連作重茬，土傳病害的發(fā)生也 呈逐年加重趨勢，通常栽種 3- 5 a 后，一般設(shè)施作物的產(chǎn)量和品質(zhì)都會受到嚴(yán)重的影響，一般減產(chǎn)20%-40%嚴(yán)重的將減產(chǎn)60%以上，甚至絕收 [2] 。土壤消毒是解決土傳病害的常見方法。通常采用的土壤消毒劑是化學(xué)消毒劑，優(yōu)點(diǎn)是高效，但殘留嚴(yán)重，用藥量逐年增加，嚴(yán)重的還會造成設(shè)施蔬菜的食品安全問題，近年來有關(guān)設(shè)施土壤土壤消毒是解決土傳病害的常見方法。通常采用的土壤消毒劑是化學(xué)消毒劑，優(yōu)點(diǎn)是高效，但殘留嚴(yán)重，用藥量逐年增加有毒氣體檢測儀，嚴(yán)重的還會造成設(shè)施蔬菜的食品安全問題，近年來有關(guān)設(shè)施土壤消毒造成的食品安全問題時有報(bào)道。 雖然利用化學(xué)法對土壤首次 消毒時效果最佳， 但是消毒過后大量消毒劑殘留在土壤當(dāng)中， 使 土壤中的病蟲害產(chǎn)生了抗藥性， 當(dāng)有了抗藥性的病蟲害再次為害 設(shè)施作物時，就需要施用更大劑量的藥劑來防治， 如此惡性循環(huán)， 作物的化學(xué)藥劑殘留就會大大增加， 同時這種化學(xué)藥劑殘留還會 污染地下水質(zhì)、為害空氣質(zhì)量 [3] ，而這些都已經(jīng)成為制約設(shè)施 栽培產(chǎn)量和設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品安全的突出問題。

低濃度乙醇消毒技術(shù)是現(xiàn)代土壤消毒技術(shù)中比較重要的一 項(xiàng)技術(shù)，相比于其他物理和化學(xué)消毒技術(shù)， 這種技術(shù)具有成本低、低殘留、節(jié)能高效、無污染等優(yōu)點(diǎn)，非常適于大面積推廣應(yīng)用。本文在比較了化學(xué)和物理常見消毒方法的基礎(chǔ)上，對低濃度乙醇本文在比較了化學(xué)和物理常見消毒方法的基礎(chǔ)上，對低濃度乙醇消毒技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢及意義、 發(fā)展動態(tài)及存在的問題和應(yīng)用前景 進(jìn)行了簡要闡述。低濃度乙醇消毒技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢及意義由于土傳病害的日趨嚴(yán)重， 加之土傳病害類型不一， 人們對 不同類型的土傳病害的防治方法有不同的需求，這對土壤消毒領(lǐng) 域提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 隨著人們對土傳病害類型研究的不斷深入 和科技的不斷進(jìn)步甲苯報(bào)警器， 國內(nèi)外土壤消毒方法也因此能夠不斷進(jìn)步和 發(fā)展，呈現(xiàn)多樣化。目前比較常見的土壤消毒技術(shù)主要分為三類， 即物理消毒技術(shù)、 化學(xué)消毒技術(shù)和生物消毒技術(shù)， 各類消毒技術(shù) 都分別有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。各類消毒方法優(yōu)缺點(diǎn)比較化學(xué)消毒技術(shù)是一種通過往土壤內(nèi)添加化學(xué)藥劑從而達(dá)到 消毒效果的技術(shù)，化學(xué)藥劑主要有溴甲烷、碘甲烷、氯化苦、 1， 3-二氯丙烯等； 物理消毒技術(shù)是一種通過對土壤加溫灼燒從而達(dá) 到消毒效果的技術(shù)，主要方法有蒸汽消毒、熱水消毒、太陽能消 毒等；生物消毒技術(shù)是一種利用土壤中微生物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程 產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體或者有機(jī)酸達(dá)到消毒效果的技術(shù)， 主要有生物 熏蒸消毒、低濃度乙醇消毒方法 [4] 。

本文對各類消毒技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)做了比較和分析，具體如表 1所示。由表 1 可知，雖然化學(xué)消毒方法對土壤具有較為高效、徹底的消毒效果，但是存在嚴(yán)重的殘留，造成食品安全問題，而且 化學(xué)藥劑也可能會滲入地下水層， 污染地下水源，同時還會揮發(fā) 至空氣中構(gòu)成公共衛(wèi)生威脅乙醇濃度， 因此其應(yīng)用受到限制。 物理消毒方 法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中存在諸多限制， 需要昂貴的設(shè)備并消耗大量 能源，而且土壤中有益微生物也可能伴隨著消毒過程被消滅， 此不能夠適用于大田或者大面積的植物土壤消毒， 只適用于一些 經(jīng)濟(jì)價值非常高的作物。雖然生物消毒方法目前尚處于研究階 段，但是潛力巨大，這種方法對環(huán)境的副作用不大，保留土壤中 有益的微生物，而且節(jié)能高效，是未來土壤消毒的方向，具有十 分廣闊的市場前景。發(fā)展低濃度乙醇消毒技術(shù)的意義目前，我國正處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的階段， 急需 改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)嚴(yán)重依賴化學(xué)藥劑的現(xiàn)狀，構(gòu)建合理的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè) 鏈，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、安全、無公害的農(nóng)產(chǎn)品。低濃度乙醇消毒技術(shù)是種能夠促使傳統(tǒng)土壤消毒逐步擺脫對化學(xué)品的依賴， 最終獲取 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、無毒農(nóng)產(chǎn)品的生物消毒技術(shù)。它要求技術(shù)、設(shè)備、 土壤三者高度關(guān)聯(lián)， 并能以土傳病害因子為控制對象， 最大限度 地提高產(chǎn)量和杜絕有害化學(xué)品為害。

推廣低濃度乙醇消毒技術(shù)， 對促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、 農(nóng)民增收以及改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有十分重要 的現(xiàn)實(shí)意義 [5] 。低濃度乙醇消毒技術(shù)研究動態(tài)及其存在的問題低濃度乙醇消毒技術(shù)是現(xiàn)代土壤消毒技術(shù)中比較重要的一項(xiàng)技術(shù)，其造價低廉、使用方便、效果顯著，同時對環(huán)境無副作 用。國內(nèi)外研究證明，用低濃度乙醇溶液處理土壤，對土壤中常 見土傳病害均有良好的殺滅作用 ［6 ，7］。2.1 低濃度乙醇消毒技術(shù)研究動態(tài)早在 1999 年， Shinmura 等［8］ 在日本通過往病土內(nèi)添加麥 麩、米糠和糖漿，加上地膜覆蓋， 發(fā)現(xiàn)土壤中有害真菌受到抑制。2000年，Blok等［9］在荷蘭通過往病土內(nèi)添加花椰菜和多年生黑麥草汁，加上地膜覆蓋，同樣得到類似結(jié)論。由此低濃度乙醇土 壤消毒技術(shù)被提出。2005年，Uematsu等［10］在試驗(yàn)中利用不同濃度的乙醇溶液處理病土， 同時檢測土壤中金屬離子價態(tài)和數(shù)量的變化， 試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)，采用濃度為 1.0%的乙醇溶液進(jìn)行土壤消毒，對人為添加非致病性尖孢鐮刀菌和原生尖孢鐮刀菌都具有強(qiáng)烈的抑制作用， 進(jìn)一步驗(yàn)證低濃度乙醇消毒方法的有效性。 在處理過程中乙酸發(fā) 生累積，在還原性土壤環(huán)境中能夠形成 Fe2+和Mn2+等金屬離子，使得病原菌在Fe2+和 Mn2+ 容液環(huán)境中被有效的抑制。

因此，F(xiàn)e2+ 和Mn2+等金屬離子可能是生物土壤除害處理中誘導(dǎo)抑制腐病菌 的試劑。2006年，日本千葉大學(xué)教授 Momm等［11］利用麥麩（發(fā)酵后含酒精成分） 做土壤消毒試驗(yàn)， 同時觀察土壤中氧化性強(qiáng)的金 屬離子和有機(jī)酸的變化， 發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸在還原性土壤中能起到消滅 菌蟲的作用。2007年，日本園藝生產(chǎn)和研究院的 Kobara等[12 ， 13]使用乙醇來處理土壤，觀察到通過這種方法可以殺滅根結(jié)線蟲、 尖孢鐮刀菌，解決黑星病以及青枯病。2010 年，日本園藝生產(chǎn)和研究院的 Momma等[14] 采用聚合酶鏈反應(yīng) - 變性梯度凝膠電泳（ PCR-DGG）E分析認(rèn)為，BSD處理的土壤會增加潛在有機(jī)酸制造者的相對豐度， 驗(yàn)證了在低濃度乙醇消毒過程中有機(jī)酸具有抑制微生物的作用。2010年，江蘇淮陰工學(xué)院園藝與景觀系的陳伯清等 [15] 通 過黃瓜與草菇輪作及酒精溶液處理土壤， 發(fā)現(xiàn)黃瓜草菇輪作能有 效地遏制根結(jié)線蟲數(shù)量的快速上升， 并明顯降低微生物生物量碳 的含量，試驗(yàn)驗(yàn)證了土壤微生物生物量碳含量是評價土壤肥力和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時，也探究出了以2%酒精溶液抑制根結(jié)線蟲效果最佳， 為后續(xù)土壤消毒研究提供了理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2011年，江蘇淮陰工學(xué)院園藝與景觀系的陳伯清等[7] 在將2011年，江蘇淮陰工學(xué)院園藝與景觀系的陳伯清等[7] 在將乙醇溶液體積分?jǐn)?shù)設(shè)置為不同濃度后撒到黃瓜病土中，并加上地15 15 d ，膜覆蓋，然后在不同天數(shù)取樣觀察，結(jié)果顯示，在處理后2.5%乙醇溶液降低土壤根結(jié)線蟲數(shù)量效果最佳，2.0%乙醇溶液對微生物量碳變化的影響最小。 這個試驗(yàn)說明了地膜覆蓋對乙醇溶 液防治根結(jié)線蟲有增強(qiáng)作用乙醇濃度，并能增加微生物量碳。近年來， 此技術(shù)越來越受到人們關(guān)注， 對更好地開發(fā)利用此 技術(shù)具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。低濃度乙醇消毒技術(shù)目前存在的問題從上面關(guān)于乙醇消毒技術(shù)的研究動態(tài)可以看出， 關(guān)于低濃度 乙醇消毒機(jī)理存在著兩種主流看法，一種是 Shinmura［8］ 的有機(jī) 酸理論，這種理論被 Momm等［11 , 16］證明和論證。另外一種看法是Kobara等［12］及Momm等［14］的還原態(tài)金屬離子理論，但 是這種理論現(xiàn)今還沒能夠被很好地證實(shí)。盡管現(xiàn)今有很多關(guān)于低濃度乙醇消毒技術(shù)方面的研究， 但是 這種消毒技術(shù)體系還是存在著很多問題，主要集中在以下方面。在技術(shù)研究上， 基礎(chǔ)研究薄弱。 有些技術(shù)的應(yīng)用還未從理論上得 到嚴(yán)格論證，有待科學(xué)技術(shù)研究的進(jìn)一步突破，同時，技術(shù)研究 缺乏針對性，體系化程度弱，例如，對該消毒方式處理不同土壤 時具體工藝參數(shù)、 作用機(jī)理的研究較少， 以及對處理后所種作物 生長的影響研究也較少。

在裝備研發(fā)上，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、科研 能力弱、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題普遍存在。在技術(shù)推廣上，還處 在試驗(yàn)示范階段， 缺乏系統(tǒng)的應(yīng)用及評估體系。 低濃度乙醇消毒 技術(shù)的發(fā)展時間不長， 各方面對其應(yīng)用效果的認(rèn)識程度不同， 有 待農(nóng)業(yè)工作者進(jìn)一步完善和積極示范推廣。總結(jié)和展望隨著蔬菜設(shè)施栽培面積不斷擴(kuò)大， 蔬菜設(shè)施栽培受高溫、 高 濕、封閉和連茬種植等因素影響， 根結(jié)線蟲病等土傳病害呈逐年 加重趨勢，可造成減產(chǎn) 20%- 30%重者達(dá)50%以上，甚至絕收。同時，根結(jié)線蟲等為害又加重了枯萎病、 根腐病等土傳性真菌病害和部分細(xì)菌性病害的發(fā)生， 增加和擴(kuò)大了病害的發(fā)生， 已成為 當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)的一大障礙。防治土傳病害的技術(shù)也體現(xiàn)了溫室生 產(chǎn)管理的最高水平。化學(xué)消毒技術(shù)雖然能很好地解決土傳病害的問題，但是化學(xué)消毒劑高殘留會對土壤和水資源造成污染，引起 食品安全和環(huán)境污染雙重問題。生產(chǎn)上對無殘留、低毒害的高效安全土壤消毒技術(shù)的要求十分迫切，對此類技術(shù)的研究越來越受到人們的重視。作為現(xiàn)代消 毒技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù)， 低濃度乙醇消毒技術(shù)可改變傳統(tǒng) 農(nóng)業(yè)對化肥和農(nóng)藥的過度依賴， 能在保護(hù)環(huán)境的前提下， 達(dá)到土 壤高效消毒的效果，從而實(shí)現(xiàn)作物、蔬菜、畜禽的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn),是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)和無公害農(nóng)業(yè)的有力保障。同時，低濃度乙醇消毒技術(shù)可促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及降低農(nóng)業(yè)耗能。低濃度乙醇消毒 技術(shù)是一項(xiàng)新興技術(shù)，其相關(guān)科學(xué)機(jī)理研究尚未深入， 物理作用 機(jī)制尚不十分清楚。但從目前已知的試驗(yàn)結(jié)果來看，這是一項(xiàng)具 有重大社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值的新技術(shù)乙醇濃度，具有很好的發(fā)展?jié)摿?市場前景。

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