干重和壮苗指数，并能提高过氧化氢酶、超氧化物歧 化酶、过氧化物酶的活性。分析可能是因为臭氧在水 中分解成活性氧自由基， 诱导了保护酶系统活性增 高 。 ［13］ 4 对土壤化学性质和微生物群落结构的影响
用臭氧处理土壤或营养液时， 臭氧与土壤或营 养液发生多种化学反应， 导致其养分和微生物群落 结构发生变化。 荆世杰等人将 240 g/h 臭氧发生机 以 1 m/s 速度处理土壤， 土壤有机质含量下降，10～ 15 cm 土层有机质含量显著低于对照， 各土层氨态 氮含量显著下降，土壤 pH 和 EC 值、硝态氮含量上 升。全氮、全磷、有效磷含量也呈下降趋势，但与对照 间差异未达显著水平。臭氧处理对土壤全钾、速效钾 含量无明显影响 。 ［16］ Ohlenbusch 等人的研究表明，臭 氧可以把土壤中的有机质氧化成小分子片段 。 ［17］ 喻 景权等人在营养液中通入臭氧 15～240 min 后检测 发现，pH 和 EC 值以及培养液中的 NO-3-N、P、K、Ca、 Mg、S、Zn、Cu、B、Mo 等 元 素 的 浓 度 几 乎 未 变 ，Fe 的 浓 度 略 有 下 降 ［8］。
· 17 ·
2011 年 第 4 期 CHINA PLANT PROTECTION 2011 , Vol ． 31 ． No ． 4
究者尝试将臭氧通入营养液，制备成臭氧水，对营养 液进行杀菌消毒，取得了较好的效果。宋卫堂等进行 了臭氧杀灭循环营养液中 3 种土传病原菌的试验。 结果表明，当营养液中残余臭氧浓度为 0.6 mg/L，接 触时间 5 min 时， 臭氧对 103 cfu/mL 浓度的黄瓜枯 萎病菌、 番茄枯萎病菌和 106 cfu/mL 浓度的十字花 科软腐病菌的杀灭率均接近 100%［6］。 徐燕等人在营 养液中连续通入臭氧 5、10、15、20 min，对真菌的杀 灭率分别为 56.3%、76.5%，85.2%、92.4%；连续通入 10 min， 对细菌的杀灭率达到 90%以上； 连续通入 20 min，对藻类的杀灭率达到 90%以上。 使用臭氧间 歇曝气处理的营养液，能使莴苣产量增加 36.8%［7］。 喻景权等人研究表明，臭氧处理 45 min 后青枯病病 原菌菌数降至原来的 50％左右，处理 90 min 后起到 完全杀灭效果；臭氧使番茄枯萎病病原菌 50％孢子 死亡所需时间为 60 min，全部孢子死亡所需时间为 120 min［8］。 2.2 土壤熏蒸 种植结构单一、同一地块多年连续 种植同种作物会导致土壤中植物病原菌大量积累， 多种土传病害发生日趋严重。有报道，将臭氧作为土 壤熏蒸剂进行土壤消毒处理，能够减轻病害发生，增 加作物产量。 美国 Pryor 等人 1997～1999 年应用臭 氧气体处理土壤， 发现臭氧能够降低土壤中线虫和 细菌的数量，显著提高番茄、草莓、胡萝卜的产量。采 用臭氧处理前灌溉，施用木霉，以及臭氧与二氧化碳 混合处理等措施比单独使用臭氧处理更能增加作物 产量。但是，臭氧处理的作物产量仍然比溴甲烷等化 学 熏 蒸 剂 处 理 的 低 ［9，10］。 周 真 真 等 人 研 究 了 离 体 条 件 下臭氧熏蒸处理对黄瓜枯萎病菌、 立枯丝核菌和甘 蓝枯萎病菌 3 种土传病原真菌的抑制作用， 发现随 处理时间延长， 臭氧对这 3 种真菌菌丝生长的抑制 率提高。 当处理 120 min 时，抑制率均超过 90%，并 且菌丝量明显减少，菌丝体发生聚集、卷曲、局部膨 大，菌丝隔膜消失、原生质体溶解等现象 。 ［11］
1 概述 1785 年德国物理学家 Van Marum 在使用大功
率电机试验时，发现电机放电时产生一种有特殊气 味的气体。 1840 年德国科学家 Schonbein 正式确定 并命名这种气体为 ozone（O3），即臭氧。 臭氧的沸点 和 熔 点 分 别 是-111.9 ℃和-193 ℃，20 ℃时 的 溶 解 度为 570 mg/L，在标准压力和温度下溶解度比氧大 13 倍。 臭氧稳定性不高，常温下在大气中的半衰期 为 50 min，在蒸馏水中为 20 min 。 ［1，2］ 因 此 ，臭 氧 的 优点是易降解，无残留，缺点是不易储运，只能现用 现生产。
收 稿 日 期 ：2010-12-20 基 金 项 目 ：北 京 市 农 业 局 科 技 新 星 项 目 （2009-03-3），北 京 市 农 业 试 验 示 范 项 目 （20081215-12） 作者简介：王晓青（1979- ），女，山东枣庄人，农艺师，主要从事植物病虫害综合防治技术研究和推广工作。 E-mail：bjzbz6201@。
使用臭氧在土 壤中的分散，土壤中的有机质消耗部分臭氧，臭氧气 体从土壤飘逸到大气中造成处理过程中臭氧浓度下 降等。 因此，在应用臭氧熏蒸土壤时，必须妥善处理 以上问题，研究改进臭氧处理设备，必要时进行土壤
· 18 ·
前处理，才能充分发挥臭氧的强氧化作用。 2.3 防治温室作物病害 国 内 开 展 了 一 些 用 臭 氧 防治设施蔬菜病害的试验，但研究结果差异较大。由 于臭氧气体对作物生长不利， 因而在温室作物定植 后，臭氧处理浓度不宜太高，时间不能过长，以免对 作物造成伤害。 用臭氧气体直接控制温室病害的效 果并不理想，但在棚室休闲期间，可以使用高浓度臭 氧气体熏蒸棚室，能起到棚室表面消毒的作用。陈志 杰等人认为， 在温室盖膜后黄瓜定植前每天早晚各 开机施放臭氧 2～3 h，持续 3～5 d，浓度为 30～50 mg/ kg， 可 有 效 杀 灭 棚 内 病 虫 ， 降 低 病 虫 发 生 基 数 ， 减 轻 病虫为害，对温室白粉虱、斑潜蝇等害虫的防治效果 尤为明显；黄瓜定植后，植株生长期间每 3～4 d 施放 1 次，对黄瓜霜霉病、白粉病、细菌性角斑病及灰霉 病有较好的防治效果 。 ［12］ 另外，丁明等人研究发现， 在温室黄瓜上喷施饱和臭氧水，对灰霉病、霜霉病、 白粉病的防效分别为 48.9%、43.1%、32.7%， 饱和臭 氧水灌根处理对黄瓜枯萎病的防效为 58.7%， 基本 都优于臭氧气体处理的防效 。 ［13］
(1. Beijing Plant Protection Station, Beijing 100029, China; 2. Daxing Modern Agro-Tech Innovation and Service Center, Beijing 102604, China)
Abstract: Research on ozone applied to plant disease control was reviewed, including efficiency of ozone applied to nutrient solution disinfectant, soil fumigant, and plant disease control in green house, its impact on plant growth, soil chemical property, and soil microbial community, and the argument on its application to control plant disease. Key words: ozone; plant disease; research progress
臭氧浓度的检测方法可分为化学分析法和仪器 分析法。化学分析法主要有硼酸碘化钾比色法、靛蓝 二磺酸钠分光光度法。 仪器分析法一般采用臭氧浓 度检测仪进行。
臭氧是一种强氧化剂，可有效杀灭真菌、细菌、 病毒等微生物。 作用机理是通过其强氧化作用破坏 微生物膜的结构，进而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，并 改变膜的通透性，使细胞溶解死亡。 对于病毒，臭氧 可直接作用于外壳蛋白进而破坏其 DNA 或 RNA。
臭氧的强氧化作用理论上能够杀死土壤中的 微生物，但目前缺少大量试验数据的支持。 Pryor A. 等人的研究表明， 臭氧处理能够降低土壤中线虫 和细菌的数量［9］，而 EPRI 的报告中指出，在一些田 间试验中臭氧能够刺激土壤中真菌总量的增长， 但在 90%置信水平上差异不显著，其内在机制尚不 清楚［5］。 Ohlenbusch 等人用臭氧处理土壤浸提液，发 现随着臭氧处理时间的增长，细菌的数量也随之增 加。 分析原因是臭氧将土壤样品中腐植酸片段氧 化为更有利于微生物利用的小分子片段， 从而促 进了细菌的生长[17]。 综合分 析 文 献 推 测 ，臭 氧 与 土 壤的复杂化学作用、 臭氧对微生物的直接作用影 响了土壤中微生物的数量变化： 一方面臭氧与土 壤作用的结果形成有利于微生物生长的小分子物 质； 另一方面臭氧的强氧化作用能够抑制微生物 的生长。 一定浓度的臭氧处理土壤一定时间，可能 导致土壤微生物数量的增加， 超过这一浓度和时 间，则有可能导致数量下降。 这一推测还有待试验 进行验证。 5 用于植物病害防治的争议
Research progress on controlling plant disease by ozone
WANG Xiao-qing1, CAO Jin-juan1, ZHENG Jian-qiu1, YANG Yang1, CUI Jian-chen1, ZHOU Zhen-zhen2, ZHENG Xiang2
2011 年 第 4 期 CHINA PLANT PROTECTION 2011 , Vol ． 31 ． No ． 4
臭氧防治植物病害的研究进展
1
1
1
1
1
2
2
王晓青 ，曹金娟 ，郑建秋 ，杨 扬 ，崔建臣 ，周真真 ，郑 翔
（1. 北京市植物保护站，北京 100029； 2. 北京市大兴现代农业技术创新服务中心，北京 102604）
臭氧水处理植物能够在一定程度上促进植物的 生长。 据丁明等人的研究，臭氧水浸种 30 min 和 50 min， 能够显著提高黄瓜种子的发芽率和种子活力。 臭氧水喷施黄瓜幼苗，能够增加植株茎粗、叶面积、
2011 年 第 4 期 CHINA PLANT PROTECTION 2011 , Vol ． 31 ． No ． 4