臭氧在植物保护实践中的应用与展望.pdf

综述 2024 年第 2 期 总第 203 期 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 作者简介 王伟 nullnullnullnullnull 男 山东郯城县人 本科学历 高级农艺师 从事植物保护 农业环保等工作 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 臭氧在植物保护实践中的应用与展望 王 伟 郯城县农业技术推广中心 山东 郯城 nullnullnullnullnullnull 摘要 臭氧是一种高效 环保的广谱杀菌剂 溶解在水中形成臭氧水杀菌消毒效果更强 能降解农 药残留 常温下还原为氧气 不会对环境造成二次污染 本文对臭氧的性质 臭氧和臭氧水在植物保 护实践中应用 臭氧对植物生理影响机制等方面的进展进行了概述 分析了臭氧在农业及植物保护实 践中存在的问题 展望了臭氧在植物保护实践中未来应用前景及研究方向 关键词 臭氧 植物保护 病虫害防治 中图分类号 nullnull 文献识别码 null 文献编号 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 在农业发展过程中 植物病虫害一直是不可避 免的问题 为了防治各种病虫害的危害 现有防治 方法中还是以化学防治为主 但不合理的化学防 治会产生农药残留超标 环境污染 病虫害产生抗 药性等危害 臭氧作为一种高效 环保的广谱杀菌 剂 既可防治病虫害 还可用于消毒 保鲜 目前已 经在多个领域得到广泛应用 如粮食储藏 化工 食 品 制药等 null 近年来 国内外研究者根据臭氧特 性 研究了其在植保方面的功效 取得了一些成效 本文从多个角度综述了臭氧水在植物保护实践中 的应用概况 旨在为其进一步研究和利用提供参考 1 臭氧性质 1 1 物理性质 常温常压下 较低浓度的臭氧是无色气体 当 浓度达到 nullnullnull时呈淡蓝色 臭氧可溶于水 常温常 压下在水中的溶解度较氧气约高 nullnull 倍 较空气约高 nullnull 倍 在一个标准大气压下 nullnull时的臭氧密度为 nullnullnullnull nullnullnullnull 沸点为 nullnullnullnullnull 熔点为 nullnullnullnullnull null 1 2 化学性质 臭氧具有强氧化性 是氧的同素异形体 臭氧 水不稳定 通常情况下 nullnullnullnull 时半衰期为 nullnull null nullnull nullnullnull null 臭氧可以将一些污染物分解 产生无害物 质如 nullnull null 可用作强氧化剂 漂白剂 皮毛脱臭剂 空 气净化剂 消毒杀菌剂 饮用水的消毒脱臭 在化工 生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化 简 化生产工艺并提高生产率 null 2 臭氧在植保中的应用 2 1 防治病虫害 2 1 1 作用机理 臭氧极其不稳定 无色略带臭味 分解过程中 释放出氧气与自由基态氧 在正常环境下 臭氧分 子分解出的自由基态氧即单氧原子具有强氧化性 臭氧消毒过程是一种生物化学氧化反应 能够穿过 细胞壁和细胞膜 直接作用于细胞内的有机物 使 其氧化分解 还能够氧化细胞内的生理代谢相关 酶 阻碍三羧酸循环等 最终引起细菌 真菌 害虫 等灭活死亡 臭氧还可氧化细胞组织蛋白 破坏脂 多糖或者损伤细胞膜结构 导致细胞溶解 或者直 接破坏细胞内的遗传物质 改变基因等 从而导致 生物体难以正常存活 null 综上 臭氧杀菌机理是穿 nullnull 2024 年第 2 期 总第 203 期 综述 透细胞直接与 nullnullnull nullnullnull 作用 使之溶解并死亡 2 1 2 蔬菜病虫害防治 目前 臭氧水对蔬菜病虫害防治的研究较多 蔬菜种植环保型臭氧混合植保装置效率研究表明 臭氧可防治叶菜类蔬菜的蚜虫 菜青虫 白粉虱等 虫害和叶斑病 立枯病 白锈病等病害 茄果类蔬菜 棉铃虫 跗线螨 烟青虫等虫害和病毒病 斑点病 褐斑病 青枯病等病害以及瓜果类蔬菜的红蜘蛛 蚜虫等虫害 早疫病 角斑病等病害 null 结合农药防 治 每隔 null null 喷洒 null 次臭氧水 对番茄叶霉病 早疫病 灰霉病 粉虱的防效均超过 nullnullnull null 在黄瓜生长过程 中 间隔 null null 共喷施 null 次臭氧水 null nullnullnullnull 电解臭氧水 处理黄瓜白粉病的防效最高 nullnullnullnullnullnull null nullnullnullnull 电解 臭氧水处理黄瓜烟粉虱的防效最好 nullnullnullnullnullnull 且不 同浓度产生的效应不同 null 因此 在利用臭氧水防控 病虫害时 需根据作物种类不同 选用适宜的浓度 2 1 3 果树病虫害防治 臭氧水对果树病虫害的防治也早有研究 有 试验表明 刮除苹果树腐烂病斑后 使用臭氧油涂 抹 nullnullnull null 治愈率达到 nullnullnullnullnull 伤口愈合程度最好 伤 口平均愈合宽度可达到 nullnullnullnull nullnull 明显优于化学药 剂组合的处理效果 null 浓度为 null nullnullnullnull 的臭氧水连 续施用 null 次 对葡萄园清洁效果最佳 在葡萄生长过 程中 用 null nullnullnullnull 的臭氧水喷施对病虫害的防治效果 较好 且 null 种浓度对葡萄均不会造成伤害 可以用低 浓度的臭氧水进行葡萄病虫害防治和清洁果园 null 2 1 4 杀灭土传病害病原菌 研究表明 各质量浓度 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 的臭氧 水对灰霉菌 尖孢镰刀菌 立枯丝核菌的杀灭作用 不同 杀灭率随臭氧水质量浓度增加而增大 nullnullnull nullnullnullnull 时杀灭率达到 nullnullnullnull null 2 2 降解农药残留 臭氧在降解果蔬农药残留方面也有报道 有 研究发现 将马水桔用质量浓度为 null nullnullnullnull 的臭氧水 中浸泡 null nullnullnull 有机磷农药的降解效果最好 nullnull 臭氧 气氛熏蒸法和臭氧水浸泡法均可去除果蔬表面的 农药残留 但在应用中需要控制臭氧浓度在安全范 围内 寻找合适作用的条件 以达到对大多数常见 农药都有良好降解作用的目的 nullnull 2 3 植保机械应用 臭氧杀菌在水处理 化学氧化 医疗保健 食品 工业等方面都十分有效 但在农业和植保领域 精 确掌握和控制臭氧总量和浓度是一个关键的技术 问题 从植保机械技术进步角度分析 发展方向是 提高农药使用效率 nullnull 用臭氧技术改造植保机械 是一种实现突破的科学技术路线 基于臭氧技术的各类臭氧植保机械研发已成为当 下热点 目前主要研究类别有背负式臭氧植保机械 固 定式臭氧植保机械 自走式臭氧植保机械和臭氧植保 飞机等 上述臭氧植保机械在解决了目前面临的一系 列问题后 必将有助力于现代高效农业的发展 nullnull 3 臭氧对植物的影响 3 1 作用机制 臭氧浓度过高会对植物造成多方面的不利影 响 直接影响植物的生理生化过程 进而可能导致 植物对其他生物或非生物胁迫应激反应降低 nullnull 臭氧浓度升高处理可加速小麦灌浆期叶片衰老 引 起小麦叶片叶绿体编码基因 psaA psbA 和 rbcL 基因 表达下调 导致叶绿素含量下降 光合作用降低 进 而造成作物减产 nullnull 3 2 生理特性 运用臭氧水对果蔬花卉等植物消毒杀菌时 不 同处理浓度也会对植物生理特征产生影响 研究臭 氧水不同处理浓度对植物生理特性的影响 有利于把 握适宜浓度臭氧水在杀菌的同时 保障植物正常的生 理特性 以免对植物造成伤害 维持生态效益 有研究表明 臭氧水浇灌可显著增加菠菜幼苗的 鲜质量 比对照增加了 nullnullnullnullnullnull 明显促进菠菜幼苗生 长 显著提高了菠菜的产量和品质 nullnull 试验发现 与 对照相比 浇灌臭氧水可增加小白菜可溶性糖 蛋白 质和叶绿素含量 nullnullnull 活性显著提高 株高 叶面积 和产量也增加 nullnullnull nullnullnullnull 臭氧水浇灌对小白菜生长有 促进作用 nullnull 臭氧水浇灌可显著增加土壤中大元素 null null 及微量元素 nullnull 的含量 显著增加草莓幼苗根系 活动和叶片抗氧化酶活性 提高草莓幼苗的抗逆性 对土壤 nullnull 及草莓幼苗叶片叶绿素含量影响较小 nullnull 通过选择城市常见的景观植物 研究不同植物臭氧伤 害症状及其生理响应机制的差异表明 臭氧暴露后 供试植物叶片均出现了不同程度的臭氧伤害 不同植 物对臭氧伤害的激素响应是不一致的 nullnull 综上 不同种类植物对臭氧的响应不同 同一 植物不同浓度臭氧水处理后的生理响应也不同 因此 在使用或研究时要注意臭氧浓度及植物的耐 nullnull 综述 2024 年第 2 期 总第 203 期 受极限 保证生物安全 4 臭氧应用存在的问题 4 1 浓度不易控制 标准状况下臭氧在水中的溶解度可达到 nullnullnullnull nullnullnullnull 但因其容易挥发 且在不同湿度 不同温度 不同酸碱度下的挥发程度和半衰期不同 作用于植 物时 又会因为植物种类不同 生长期不同甚至植株 部位不同而影响不同 还要考虑浓度太高会危害植 物 太小又达不到杀菌效果 增加了臭氧的使用难度 4 2 使用环境复杂 臭氧常温常压下极易分解 储存困难 若是从 制备到使用的间隔太长 臭氧水浓度很容易降低 达不到预期实验效果 4 3 植保机械投入高 植保机械成本高 投入高 绝大部分农民难以 用农业收入来支撑使用成本 因此机械推广在目前 经济条件下存在困难 4 4 存在安全隐患 正常使用臭氧水 浓度较低或者吸入量少 不 会对人体产生伤害 若是臭氧浓度过高或是吸入过 多 则会对肺部造成伤害 另外 在利用臭氧或臭氧 水杀菌消毒时 臭氧气体不稳定 会与氮 碳元素结 合 形成一氧化氮 一氧化碳等污染物 可能造成空 气污染 因此对人身和环境均存在一定的安全隐患 5 未来展望 在使用臭氧和臭氧水应用于农业领域时 首先要 充分了解植物对臭氧的响应机制 根据不同植物的生 理生化特性选择合适的臭氧浓度 仍是未来值得研究 的方向 最近一项关于全球性臭氧污染导致作物减 产的风险评估数据显示 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 年我国每年因臭 氧污染造成的水稻 小麦减产幅度分别为 nullnullnullnull和 nullnullnullnull nullnull 据估计 因臭氧浓度升高 nullnullnullnull 年全球小麦 产量与 nullnullnullnull 年相比将下降 nullnullnullnullnullnull nullnull 因此 必须 弄清臭氧对不同植物的危害程度及对植物生理的影 响机制 才能找到解决臭氧危害的应对措施 臭氧水具有广谱 强消杀作用 为我国发展生 态农业提供了一种方案 nullnull 臭氧水在使用时可以 加入一些化学物质控制其降解时间 制造浓度可 控 时间可调节的臭氧水发生装置 都是目前植保 领域亟待探索的方向 另外 臭氧和臭氧水还可运 用到果蔬保鲜贮藏 病虫害防治等领域中 但具体 的使用浓度和方法都还需进一步的研究 参考文献 null 王书杰 null臭氧消毒应用研究进展 null null中国消毒学杂志 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull null 齐素敏 张思聪 庄乾营 等 null臭氧和臭氧水在农业害虫防治领 域的应用 null null河北农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull null 田苗 怀宝东 闫凤超 等 null臭氧在防治植物病虫害中的应用 null null现代化农业 nullnullnullnull nullnull nullnullnullnull null 吴远鹏 赵江平 刘森鹏 null蔬菜种植环保型臭氧混合植保装置 效率研究 null null乡村科技 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null 王绍军 尹园园 刘刚 null臭氧水与农药协同防治日光温室秋延迟 番茄病虫害试验初探 null null农业科技通讯 nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null 杨文华 杨康 韩小双 等 null电解臭氧水对夏季大棚黄瓜病虫害 的防效试验 null null上海蔬菜 nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull null 李勃 马瑜 柯杨 等 null臭氧防治苹果树腐烂病技术 null null西北园 艺 果树 nullnullnullnull null nullnullnull null 沈建生 孙萍 林贤锐 等 null臭氧水对葡萄主要病害的防治效果 null null浙江农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull null 李红梅 魏艳丽 扈进冬 等 null臭氧水对土传病原真菌的杀灭作 用 null null山东科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 杨娟 李拥军 司徒满泉 等 null臭氧处理对采后马水桔有机磷农 药残留降解的研究 null null河南农业科学 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull 郭柏汝 谢云飞 于航 等 null臭氧技术对果蔬农残去除效果的 研究进展 null null食品工业科技 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull 刘照启 张蔚然 范鑫 等 null臭氧水在农业病虫害防治领域的 应用前景分析 null null种子科技 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 范鑫 尚德林 兰玉彬 等 null臭氧技术及臭氧植保机械在农业 中的应用 null null中国农业科技导报 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 刘园园 苏熠 王琪 nullnullnullnull 缓解稻麦臭氧胁迫的作用与机制研 究进展 null null河北农业科学 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 曹际玲 曾青 朱建国 null不同品种小麦灌浆期旗叶光合特性及 光合基因表达对臭氧浓度升高的响应 null null作物学报 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull 宋琎楠 王雅琦 王亚楠 等 null臭氧水对菠菜幼苗生理特性及 营养成分的影响 null null中国瓜菜 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 孟晨星 温正阳 王颢頔 等 null臭氧水浇灌对小白菜生理特性 及土壤营养的影响 null null海峡科技与产业 nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull 陆启环 张弢 易晓华 等 null臭氧水浇灌对土壤营养成分及草 莓幼苗生理特性的影响 null null北方园艺 nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnull 杨宁 王效科 张玉龙 等 null不同植物叶片臭氧伤害症状及其生 理响应机制的差异 null null生态毒理学报 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull null nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull null null nullnullnull null null nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull 刘照启 张蔚然 范鑫 等 null臭氧水在农业病虫害防治领域的 应用前景分析 null null种子科技 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnull