在农业生产领域,土壤连作引发的病虫害加剧问题,严重制约着设施农业与经济林的发展,传统化学防治手段带来的一系列弊端愈发凸显。在此背景下,以臭氧机技术为核心的综合物理生物技术逐渐成为解决土壤病虫害问题的新方向。2025年,臭氧机行业技术不断创新,在土壤病虫害防治方面展现出巨大潜力,为农业绿色可持续发展提供了有力支撑。
《2025-2030年全球及中国臭氧机行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,臭氧作为一种强氧化杀菌消毒气体,在多个领域已广泛应用,但在农业领域的应用研究虽历经多年,早期地上防治技术效果并不理想。经过大量反复试验发现,地上臭氧气体防治存在臭氧纯度不足、治病浓度与作物耐受浓度矛盾以及方法不当等问题,难以根治作物病虫害。
基于多年试验探索,以臭氧机技术为核心的防治土壤病虫害专利技术应运而生。该技术核心涵盖地上臭氧水滴灌、地下臭氧气体熏蒸土壤以及地下增施氧气三个关键部分,并融合地下渗灌、生物肥使用、种子消毒和空棚消毒等配套技术。配套硬件设施方面,需要能产生高纯度、高浓度且具有一定压力流量并可自动控制的多功能臭氧制造设备,耐腐蚀且均匀出气出水的地下地上管道,以及补偿有益生物肥的装置。这一整套技术实现了水气肥一管三用,相比滴灌节水 50%,较传统施药节药 50% 以上,节本增收 30% 以上,助力生产绿色安全农产品 。
在臭氧机技术应用中,存在一些理论误区。部分观点认为氮氧化物可气肥化,但实际情况是,采用空气源的臭氧机在生产臭氧时会产生大量氮氧化物,其浓度远高于臭氧浓度,在氮氧化物转化为硝态氮肥前,就会对作物造成气害,如烧干叶片。因此,将臭氧机空气源改为氧气源,生产较纯净的臭氧,才能有效防治病虫害。改进后的臭氧机,臭氧浓度和纯度显著提高,在控制好浓度时,能有效控制某些气传性病害。
还有观点认为臭氧水杀菌快且能增产,但在农业实际应用中,臭氧水浓度衰减快,10 分钟左右浓度可衰减 50%,且臭氧水的强氧化性会损伤有益菌。例如,用臭氧水浇灌黄瓜苗虽能防病,但生长缓慢,补充生物肥后才恢复健壮。此外,低浓度臭氧水喷雾可能为气传性病害提供温床。所以,臭氧水杀菌需保持在(2×10−6~15×10−6)的浓度,同时注意补充有益生物菌,且遵循臭氧在前、生物菌在后的原则。同时,作物增产的关键是根部吸氧,而非叶片吸氧,土壤中氧气浓度从 2% 增至 21% 时,作物可增产 70% 以上。
早期使用空气源臭氧机在温室作物病虫害防治试验中,因氮氧化物烧苗等问题难以控制病情,甚至导致作物死亡。随后对臭氧机进行改进,将空气源改为氧气源,并联合相关企业生产出配备增压泵、输气管道及 PLC 控制系统的氧气源臭氧机,用于空棚消毒、种子消毒取得成功。之后又加装德国气水混合泵,改进冷却系统,使臭氧机功能更加强大,可生产较高浓度的臭氧水,满足防治土壤病虫害的需求。
针对不同作物对臭氧耐受程度的差异,进行了大量试验。利用渗灌管道开展模拟试验,均匀性试验通过在渗灌头处放水观察臭氧气泡数量和测取臭氧浓度,证明分布均匀;埋深试验将渗灌管埋入 35cm 深土槽,开机 30min 后观察到臭氧气泡少且均匀 。
高纯度、高浓度且智能控制的臭氧机与一管三用的渗灌管道及储水装置相结合,为根治土壤病虫害奠定基础。渗灌技术使臭氧气体熏蒸土壤成为可能,降低棚内空气湿度,增加土壤透气性,优化植物生长环境。在实际应用中,种子消毒时,臭氧水浓度达到1.5×10−6~2.0×10−6,作用 10 - 15min 效果显著;空棚消毒时,输气压力196 - 490kPa,管长50 - 200m,空气臭氧浓度5~30mg/m3,作用 10 - 30min 可减少气传性病害;臭氧气体熏蒸土壤相比臭氧水滴灌能耗减少约 50%,效率提高 5 - 12 倍,每台多功能臭氧机可管控日光温室大棚6.67~13.3hm2,渗灌暗管有效使用寿命已达13年,设计寿命20年以上。
臭氧机防治土壤病虫害技术虽优势明显,但一次性投资较大,需要政府政策支持。利用专项资金建设示范园区,打造成功样板田,能让农民直观看到技术效果,增强对该技术的信心。同时,鉴于科技的不断发展,该技术也需持续试验改进,使臭氧、渗灌和生物技术更加成熟完善。从长远来看,在化学农业带来诸多问题的当下,物理农业、生物农业技术将在改变农业土壤、水肥环境方面发挥主导作用,要坚定其发展信心。
综上所述,2025年臭氧机行业技术在土壤病虫害防治领域取得了显著进展。从技术起源的不断探索,到对理论误区的清晰认识,再到与渗灌技术的深度融合创新,以及推广策略的逐步完善,臭氧机技术为解决土壤连作障碍问题提供了有效方案。未来,随着技术的持续改进和推广应用,臭氧机技术有望在农业绿色可持续发展进程中发挥更大作用,为保障农产品安全、改善农业生态环境贡献力量 。